Thiết kế bo mạch nền theo yêu cầu: Quy trình, yếu tố chi phí và tiến độ

Bo mạch mang tùy chỉnh có chức năng gì?

Tấm bo mạch nền dành cho mô-đun điện toán kết nối mô-đun điện toán với phần còn lại của sản phẩm. Nó có thể cung cấp khả năng chuyển đổi nguồn, bộ thu phát trường, đầu nối, bảo vệ, kết nối lưu trữ và chức năng điều khiển. Công việc chính xác phụ thuộc vào những gì mô-đun đã cung cấp và những gì quá trình cài đặt yêu cầu.

Dự án mở rộng ra ngoài việc đặt các đầu nối xung quanh một mô-đun. Các ràng buộc cơ học, tính toàn vẹn tín hiệu, cấu hình phần mềm, quyền truy cập sản xuất và dịch vụ tương tác với nhau. Đầu nối được di chuyển muộn trong dự án có thể ảnh hưởng đến việc định tuyến, dụng cụ đóng gói và bộ dây cáp. Nắm bắt những sự phụ thuộc đó trong khi chúng vẫn không tốn kém để thay đổi.

Nếu quyết định nền tảng vẫn còn mở, hãy bắt đầu với Hướng dẫn so sánh SoM với máy tính đơn bo mạch. Nếu thiết kế bao gồm suy luận AI, hãy xác thực đường dẫn cảm biến và mô hình dự định trước khi đóng băng mô-đun điện toán.

Những gì cần bao gồm trong bản tóm tắt thiết kế

Đánh dấu những ẩn số một cách rõ ràng và chỉ định mỗi chủ sở hữu. Ví dụ: “bốn camera” để ngỏ giao diện, cảm biến, độ dài cáp, đồng bộ hóa và các chế độ hoạt động đồng thời. Giai đoạn khám phá ban đầu có thể giải quyết những điều không chắc chắn đó trước khi thống nhất được phạm vi triển khai cố định.

Một quá trình thiết kế và xác nhận thực tế

1. Yêu cầu và tính khả thi. Xác nhận mô-đun, phân bổ giao diện, phần mềm có sẵn và các rủi ro lớn. Tạo sơ đồ khối đã thống nhất và phác thảo chấp nhận.
2. Đánh giá sơ đồ và thành phần. Xác định cây nguồn, bảo vệ, đồng hồ, đặt lại và giao diện. Xem xét tính khả dụng của thành phần và các lựa chọn thay thế trước khi bố trí.
3. Đánh giá bố cục và sản xuất. Giải quyết các điểm xếp chồng, vị trí, định tuyến, sự phù hợp cơ học, quyền truy cập lắp ráp và các điểm kiểm tra.
4. Mua sắm và lắp ráp nguyên mẫu. Kiểm tra dữ liệu chế tạo và thay thế thành phần, sau đó ghi lại cấu hình hoàn thiện của từng bảng.
5. Khởi chạy, kiểm tra phần cứng và tích hợp phần mềm. Xác minh nguồn và khởi động trước khi thực hiện các giao diện và khối lượng công việc của ứng dụng. Theo dõi các vấn đề liên quan đến sửa đổi bo mạch và phần mềm.
6. Xác nhận và bàn giao. Chạy các thử nghiệm đã thống nhất, giải quyết các vấn đề và cung cấp dữ liệu phát hành cũng như bằng chứng hỗ trợ được xác định trong phạm vi dự án.

Sử dụng hướng dẫn thiết kế của nhà sản xuất mô-đun và danh sách kiểm tra đưa ra cho phần đã chọn. Tài liệu tham khảo của nhà cung cấp có thể xác định các yêu cầu dễ bị bỏ qua nhưng hướng dẫn dành cho mô-đun hoặc thế hệ khác không thể thay thế cho nhau. Danh sách kiểm tra NVIDIA trong tài liệu tham khảo là một ví dụ về cách ghi lại các hoạt động kiểm tra phần cứng và phần mềm cho một hệ sinh thái cụ thể.

Những yếu tố nào quyết định chi phí kỹ thuật ban đầu (NRE) của bo mạch mang?

Kỹ thuật không định kỳ bao gồm các công việc được thực hiện để tạo và xác nhận thiết kế. Một báo giá hữu ích tách biệt công việc đó với các thành phần nguyên mẫu, chế tạo PCB, lắp ráp, đồ đạc, thử nghiệm bên ngoài và sản xuất định kỳ. Đồng ý những gì trong số này được bao gồm, tùy chọn hoặc tính phí riêng.

Khó có thể so sánh mức giá trần “thiết kế PCB” với báo giá phát triển sản phẩm hoàn chỉnh. Yêu cầu danh sách có thể chuyển giao, các giả định, loại trừ, tiêu chí chấp nhận và quy trình thay đổi. Điều đó giúp có thể so sánh các đề xuất mà không cho rằng có bao gồm công việc còn thiếu.

Dòng thời gian nên được lên kế hoạch như thế nào?

Xây dựng lịch trình xung quanh sự phụ thuộc. Phê duyệt yêu cầu trước khi đóng băng thiết kế; chế tạo và tính sẵn có của thành phần xác định khi nào các nguyên mẫu đã lắp ráp có thể đến nơi; một thay đổi phần cứng có thể yêu cầu một chu kỳ sản xuất khác trước khi có thể lặp lại thử nghiệm. Phần mềm chỉ có thể tiến hành song song trên nền tảng phát triển khi nền tảng đó đại diện đủ chặt chẽ cho phần cứng cuối cùng.

Ước tính giao hàng đáng tin cậy cần có phạm vi xác định và kiểm tra nguồn cung cấp linh kiện. Tách nỗ lực kỹ thuật khỏi thời gian thực hiện đã trôi qua và bao gồm thời gian xem xét, mua sắm và trợ cấp lặp lại đã được thống nhất. Hãy coi tính sẵn có của nguyên mẫu và trình độ sản xuất là những cột mốc riêng biệt.

Xác định sự chấp nhận trước nguyên mẫu đầu tiên

Biến các yêu cầu thành các bài kiểm tra có thể quan sát được. Thay vì “cổng hoạt động”, hãy chỉ định các chế độ giao diện, kiểu lưu lượng truy cập, thời lượng, mức mất mát được phép và nhật ký hoặc phép đo ghi lại kết quả. Thay vì “AI nhanh”, hãy xác định mô hình, đầu vào, ngưỡng chính xác, thông lượng duy trì và độ trễ đầu ra có thể chấp nhận được.

• Khởi động, tắt, khôi phục và xử lý tài liệu sau khi cập nhật bị gián đoạn.
• Thực hiện các giao diện cần thiết cùng nhau, thay vì chỉ một giao diện tại một thời điểm.
• Chạy khối lượng công việc dự định đủ lâu để đánh giá điều kiện vận hành nhiệt liên quan.
• Xác minh các quy trình thử nghiệm sản xuất và dịch vụ đã thỏa thuận.
• Giữ bản sửa đổi bảng, chương trình cơ sở và hình ảnh phần mềm được đính kèm với mỗi kết quả kiểm tra.

Để cân nhắc về cơ và điện, hãy xem lưu ý thiết kế máy tính không quạt bền chắc. Đối với khối lượng công việc của mạng thần kinh, Hướng dẫn kiểm tra RK3588 NPU cung cấp điểm khởi đầu để tách hiệu suất của mô hình khỏi hiệu suất của hệ thống hoàn chỉnh.

Thống nhất gói bàn giao

Chỉ định các định dạng và quyền đối với sơ đồ, bố cục PCB, đầu ra sản xuất, danh mục vật liệu, hướng dẫn lắp ráp, phần mềm, hướng dẫn lập trình và thiết bị kiểm tra. Xác định nguồn có thể chỉnh sửa nào được phân phối, thành phần nào của bên thứ ba có giấy phép riêng và ai duy trì thiết kế sau khi được chấp nhận. Đây là các điều khoản dự án cần được đồng ý, không phải là giả định tự động tuân theo khi thanh toán NRE.

Một bản phát hành hữu ích cũng ghi lại những hạn chế đã biết, những thay thế đã được phê duyệt, những rủi ro chưa được giải quyết và quy trình yêu cầu thay đổi. Thông tin đó giúp nhóm sản xuất và dịch vụ phân biệt bản sửa đổi được kiểm soát với biến thể không có giấy tờ.

Các câu hỏi về thiết kế bo mạch mang tùy chỉnh

Một bo mạch nền tham khảo có thể được sao chép không thay đổi?

Nó có thể là điểm khởi đầu về mặt kỹ thuật mà giấy phép của nó cho phép, nhưng việc cài đặt mới vẫn cần xác nhận về điện, cơ khí, phần mềm và sản xuất. Kiểm tra xem mọi thiết kế được tham chiếu có áp dụng cho mô-đun và bản sửa đổi chính xác hay không.

Công việc BSP có được tự động đưa vào không?

Chỉ khi phạm vi đã thỏa thuận bao gồm nó. Nêu rõ ai sở hữu cấu hình khởi động, hỗ trợ ngoại vi, tích hợp hệ điều hành và các bản cập nhật dài hạn trong bản tóm tắt dự án.

Thế nào là đủ cho cuộc thảo luận đầu tiên?

Sơ đồ khối, ưu tiên mô-đun, danh sách giao diện, chi tiết nguồn cung cấp, các hạn chế về vỏ, số lượng mục tiêu và ngày thí điểm dự kiến là điểm khởi đầu hữu ích. Bao gồm những gì còn chưa được quyết định để cuộc trò chuyện đầu tiên có thể tập trung vào những rủi ro đó.

Kết nối thiết kế PCB với việc khởi chạy Linux nhúng

Thiết kế PCB tùy chỉnh và phần mềm hệ thống nhúng phụ thuộc lẫn nhau. Gói hỗ trợ bo mạch (BSP) cần khớp với hệ thống trên mô-đun đã chọn, trình tự nguồn, phân bổ chân cắm và các thiết bị ngoại vi đi kèm. Giải quyết các giao diện này trước khi bố trí để phần cứng và quá trình khởi chạy Linux được nhúng có thể tiến hành theo cùng một cấu hình.

Đối với sản phẩm Edge AI, hãy đưa đường dẫn camera hoặc cảm biến dự định vào giai đoạn nghiên cứu khả thi ban đầu. Mô-đun bộ xử lý đang hoạt động không chứng minh được rằng quy trình thu thập và suy luận hoàn chỉnh sẽ đáp ứng độ trễ cần thiết. Nắm bắt tính khả dụng của trình điều khiển, nhu cầu bộ nhớ và bằng chứng kiểm tra trong bản tóm tắt dự án.

Xem xét các hạn chế trong thiết kế PC công nghiệp không quạt