Zestawy ewaluacyjne, platformy i płytki do urządzeń mobilnych

Czas życia układów, rozwiązań, technologii i standardów nieustannie się skraca, przez co w pracach projektowych nierzadko trzeba sięgać po to, co dopiero wejdzie na rynek lub właśnie się pojawiło. Czas, jaki zostaje na analizę potencjału danych technologii, jest już krótki i nie należy oczekiwać, że w przyszłości będzie lepiej, bo tempo rozwoju całej elektroniki rośnie, a dodatkowo na rynku jest wiele rozwiązań równoważnych od strony technicznej i technologii podobnych do siebie. To, na co warto postawić, nierzadko determinują dostępne narzędzia, oprogramowanie i platformy referencyjne. Bo skoro różnice po stronie technicznej rozwiązań są minimalne, a z punktu widzenia aplikacyjnego nierzadko są one nieznaczące, to kryteria wyboru danego rozwiązania przenoszą się w obszar wsparcia pracy projektanta. Dlatego im większe są oczekiwania w zakresie projektu i jego skomplikowanie, im jest mniej czasu na wprowadzenie produktu na rynek, tym znaczenie tego, jakie posiadamy narzędzia, platformy ewaluacyjne i oprogramowanie, jest większe.

Zainteresowanie płytkami startowymi i ogólnie zestawami projektowymi wynika też z tego, że proces prototypowania staje się bardziej złożony. Miniaturyzacja wymusza użycie zaawansowanego procesu, w tym wysokojakościowych płytek drukowanych, montażu i podzespołów. Do tego dochodzi problem z dostępnością chipów. Generalnie nowe układy wytwarzane są w kilku rodzajach obudowy i nie zawsze ta pożądana może być dostępna w ramach próbek inżynierskich. Wraz z coraz większym znaczeniem elektroniki konsumenckiej na rynku, a więc faktem, że duża część wolumenu produkcyjnego producentów chipów trafia do urządzeń produkowanych masowo, wytwórcy ograniczają liczbę dostępnych obudów.

Aby nie trzeba było czekać na próbki i martwić się o wykonanie prototypu, producenci proponują zestawy startowe. Ich funkcjonalność jest różna i zależy głównie od tego, jakiego układu dotyczą, ale z roku na rok coraz więcej jest wersji zaawansowanych. Dzięki temu, że poza układem aplikacyjnym zostawia się w nich także miejsce na dodanie własnej specyficznej części warstwy sprzętowej, taka płytka jest w pewnym sensie już prototypem i pozwala na szybką weryfikację koncepcji układowej oraz testowanie oprogramowania. Dzięki zestawom deweloperskim prototypowanie jest tym, czym było dawniej, dlatego w praktyce każda premiera nowego istotnego układu powiązana jest z jakąś płytką.

Główne zjawiska pozytywne dla rynku

 

Sprzedaż oraz popularność narzędzi projektowych stymulują ich możliwości projektowe oraz dobra dostępność. Nowe produkty bazujące na innowacyjnych chipach pozwalają na łatwe przetestowanie koncepcji układowej lub możliwości zastosowania i za tę możliwość są cenione. Za czynnik sprzyjający uznano także szeroki asortyment dostępnych produktów oraz to, że często narzędzia są dotowane przez producentów, którzy traktują je jako element marketingu oraz sposób transferu wiedzy do klientów. Zestawy projektowe ograniczają też ryzyko błędu, bo dają do ręki projektantowi układ, który działa i może być w dalszym kroku adaptowany do specyficznej architektury lub rozwiązania.

Dla projektantów elektroniki zestawy projektowe mają dużą wartość, bo ograniczają ryzyko błędu i oszczędzają czas. W ten sposób płytka dostarczona przez producenta aspiruje do roli pierwszego prototypu, takiego, gdzie testuje się koncepcję lub sprawdza algorytmy. Oszczędność czasu bywa jeszcze większa, bo dzięki niej kilka etapów składających się na projektowanie można prowadzić równolegle, przede wszystkim pisać oprogramowanie i szlifować specyficzną dla aplikacji część hardware.

Wsparcie techniczne przez płytkę startową

Obecnie na rynku funkcjonuje bardzo dużo podobnych funkcjonalnie produktów i wiele z nich jest do siebie bardzo podobnych. Wybór optymalnego rozwiązania staje się niełatwy i czasochłonny, a przecież codziennym kłopotem współczesnego projektanta jest chroniczny brak czasu. Stale zwiększa się liczba zagadnień technicznych i wymagań, o których trzeba pamiętać oraz uwzględnić. W wyżyłowanych do granic projektach o powodzeniu decydują drobne szczegóły, a często wybiera się nie tyle komponent, co całe środowisko i architekturę, łącznie z oprogramowaniem narzędziowym, zestawami ewaluacyjnymi, a nawet próbkami.

Płytki startowe, zestawy ewaluacyjne razem ze społecznością inżynierską na forach dyskusyjnych ograniczają zapotrzebowanie na wsparcie techniczne, dlatego producenci i dystrybutorzy wspierają takie działania i bardzo często prowadzą je dla społeczności, a ich specjaliści aktywnie odpowiadają na padające tam pytania. Wiele problemów aplikacyjnych jest wspólnych dla danego zastosowania, stąd jest duża szansa, że temat omówiony na forum okaże się przydatny dla kolejnego użytkownika i nie będzie wymagać kontaktu z inżynierami pomocy technicznej. Gotowa płytka eliminuje ponadto wiele trywialnych błędów projektowych niepowiązanych z tworzoną aplikacją lub też zwykłych pomyłek, które paradoksalnie potrafią być trudne do zauważenia.

Najważniejsze czynniki negatywne dla rozwoju rynku

 

W rozwoju rynku przeszkadzają przede wszystkim długie czasy dostaw ograniczające możliwość efektywnego prowadzenia dystrybucji. Jak zwykle problemem jest mocno konkurencyjny rynek, niemniej trzeba odnotować, że wpływ importu indywidualnego z użyciem platform takich jak Aliexpress został ograniczony. Do niedawna można było tam kupować bez płacenia podatków i z darmową wysyłką (dotowaną), co psuło relacje z normalnymi firmami. Teraz to się wyrównało i na tapecie został jedynie problem jakości/podróbek i kiepskich zamienników. Dotyczy to przede wszystkim tanich płytek ewaluacyjnych, zwłaszcza tych standardowych o podstawowych możliwościach lub też bardzo popularnych i bazujących na otwartej architekturze – przykładem może być Arduino.

Szybkość, pomoc w projektowaniu i ograniczenie ryzyka

W warunkach polskich zjawisko, aby możliwie jak najwięcej robić we własnym zakresie, zawsze było wyraźnie zarysowane. Teraz, przy rosnących kosztach pracy, dużej konkurencji oraz presji rynku na szybkość, odchodzi ono w przeszłość. Podejście to zmienia się też z każdym kolejnym pokoleniem inżynierów pojawiającym się na rynku.

Bardzo szeroki asortyment komponentów powoduje, że trudniej poznać szczegóły poszczególnych rozwiązań. Decyzje strategiczne na temat inwestycji w konkretną architekturę, producenta lub rozwiązanie wypracowywane są w ramach długiej analizy, a przekonanie konstruktora wymaga wysiłku, czasu i cierpliwości. Rzeczywisty układ elektroniczny przemawia do inżynierów znacznie silniej niż prezentacja, dlatego zestawy deweloperskie w ostatnich latach stały się silnym orężem w walce o uwagę i zainteresowanie kadry inżynierskiej. Jest to ważny element marketingu technicznego.

Płytka startowa może być też nośnikiem nowego chipa, znacznie lepszym niż sam układ scalony. Szansa, że przekazana próbka układu scalonego wyląduje w czeluściach szuflady projektanta, jest dzisiaj bardzo duża. Plany zawsze ma się szerokie i często wydaje się, że czasu starczy na wszystko. A potem, gdy tempo wydarzeń się zwiększa, na znaczeniu zyskują rozwiązania łatwiejsze. Z płytką taki niekorzystny scenariusz jest mniej prawdopodobny.

Typy zestawów projektowych o największym potencjale

 

Najpopularniejsze zestawy projektowe z reguły dotyczą rozwiązań komunikacyjnych, w tym mikrokontrolerów z modułem komunikacyjnym lub lokalizacyjnym. One stanowią bazę do projektowania aplikacji IoT, inteligentnych rozwiązań obsługiwanych z poziomu smartfona lub podłączanych do chmury/Internetu. Silną pozycję na rynku tworzą ponadto rodziny produktów związanych z Raspberry Pi oraz Arduino.

Platformy open source są coraz bardziej zaawansowane

Arduino i Raspberry Pi coraz bardziej nadają się do zastosowań półprofesjonalnych. Nowe płytki z 32-bitowymi układami mają naprawdę niezłe możliwości i spore zasoby, aby przechodzić koło nich obojętnie. Coraz więcej producentów mikrokontrolerów wspiera rozwój tej platformy. Nawet jeśli nie po to, aby zapewnić sobie większą sprzedaż chipów, to może dlatego, aby promować je w środowisku inżynierskim i tym samym mieć w nich element marketingowy. Zestawy te bezsprzecznie edukują rynek, pokazują, że można szybko osiągnąć cel na bazie dorobku społeczności.

Platformy sprzętowe a Chiny

Typowe rozwiązania sprzętowe do celów projektowania i platformy open source, w tym programatory, interfejsy, moduły komunikacyjne Arduino, ESP, zestawy startowe dla popularnych mikrokontrolerów i dziesiątki innych układów tego typu są wytwarzane przez firmy chińskie i dostępne za pośrednictwem wielu tamtejszych internetowych platform sprzedaży. W zakresie rozwiązań otwartych ich ceny są bardzo konkurencyjne, a na skutek wielu problemów na naszej granicy wiele z nich trafia na rynek krajowy bez opłacania cła i podatku VAT i na dodatek w ramach darmowej przesyłki. Tamtejsze firmy dość swobodnie podchodzą do praw autorskich i wiele opinii wskazuje, że sporo płytek firmowych jest podróbkami, niemniej nie wydaje się, aby to komuś z kupujących przeszkadzało.

Oznacza to, że dystrybucja narzędzi projektowych jest od strony biznesowej trudna z uwagi na tę konkurencję. Wydaje się, że w mniejszym stopniu przeszkadza ona dużym firmom dystrybucyjnym w tym dostawcom katalogowym, a najbardziej przedsiębiorstwom ze środka, dla których prywatni importerzy i sprzedaż przez portale aukcyjne i sklepy internetowe, jak chociażby Aliexpress stanowią poważną konkurencję.

Równowagę rynku zapewnia jedynie to, że rozwój rynku w zakresie płytek rozwojowych jest na tyle szybki, że starsze rozwiązania szybko wypadają na margines. Czas życia układów, rozwiązań, technologii i standardów nieustannie się skraca, przez co w pracach projektowych nierzadko trzeba sięgać po to, co dopiero wejdzie na rynek lub właśnie się pojawiło. W ten sposób producenci są w stanie konkurować z wykorzystaniem tzw. ucieczki do przodu.

Mikrokontrolery są kluczowym komponentem w zestawach ewaluacyjnych

Ogromna część rynku narzędzi projektowych jest nierozerwalnie związana z mikrokontrolerami, gdyż oparcie funkcjonalności urządzenia na elementach programowalnych daje konstruktorom największą elastyczność i bezpieczeństwo pracy. Projekty elektroniki są coraz bardziej złożone, czas, jaki można poświęcić na ich realizację stale się skraca, dlatego rozwiązania, które dają możliwość wygodnego poprawiania nieuchronnych błędów, są w naturalny sposób preferowane. Im więcej oprogramowania, więcej funkcji realizowanych w czasie rzeczywistym, im większa szybkość działania i liczne operacje na znacznych ilościach danych, tym znaczenie posiadania przez zespół dobrych i wydajnych narzędzi projektowych staje się coraz ważniejszym czynnikiem w pracy projektowej. Silny rozwój rynku mikrokontrolerów sprzyja zatem w największym stopniu popularyzacji rozwiązań i technologii z nimi związanych i jest silnym impulsem rozwojowym dla rynku narzędzi.