Thiết kế mô-đun trở nên phổ biến hơn trong thiết kế điện tử

Thiết kế sản phẩm điện tử hiện đại đã trở nên phức tạp hơn nhiều so với trước đây. Bên cạnh sự gia tăng củaInternet vạn vật (IoT) vàInternet vạn vật công nghiệp (IIoT), kỳ vọng của người tiêu dùng về tiện ích, chức năng và khả năng tương thích của các thiết bị điện tử hiện đại ngày càng cao hơn bao giờ hết. Kết quả là, để duy trì tính cạnh tranh, các nhà thiết kế buộc phải bổ sung thêm nhiều chức năng và nhiều mạch điện hơn vào một không gian nhỏ hơn, đồng thời tốn ít thời gian hơn đáng kể để phát triển và tạo nguyên mẫu.

Đã qua rồi cái thời mà một nhóm thiết kế nhỏ có thể giải quyết tất cả các vấn đề về mạch điện trong một thiết kế và tạo ra một sản phẩm tùy chỉnh thực sự độc đáo. Trong các thị trường và ứng dụng có tính cạnh tranh cao, hiện nay cần phải sử dụng các thành phần thương mại có sẵn (COTS) trong càng nhiều phần của mạch càng tốt để giảm thời gian thiết kế. Với suy nghĩ này, nhiều nhà cung cấp chip và thậm chí cả các công ty mới đang thiết kế và sản xuất các mô-đun được thiết kế để cung cấp các giải pháp cắm và chạy hoàn chỉnh cho các chức năng cụ thể.

Hình 1 Các mô-đun kết hợp Wi-Fi và Bluetooth hiện đã trở thành xu hướng chủ đạo trong IoT và các thiết kế truyền thông khác. Nguồn: Skylab

Ví dụ: giờ đây việc tìm kiếm và tìm thấy một danh sách dài các mô-đun cho Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi cũng như các ứng dụng cảm biến và truyền thông không dây khác hiện tương đối dễ dàng. Kết quả là, nhóm thiết kế không còn phải đối mặt với thách thức trong việc tìm hiểu các tiêu chuẩn không dây; họ chỉ cần học cách lập trình mô-đun và giao diện với phần cứng xử lý trung tâm.

Ngoài ra, nhiều mô-đun được chứng nhận trước cho các tiêu chuẩn nhất định, loại bỏ bước chứng nhận tẻ nhạt của sản phẩm theo các tiêu chuẩn cụ thể. Tuy nhiên, chứng nhận EMC vẫn phải được áp dụng và người ta thường khuyến nghị rằng sản phẩm cuối cùng phải được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo rằng nó hoạt động trong giới hạn tiêu chuẩn.

Nói một cách đơn giản, hơn bao giờ hết, điều quan trọng hơn bao giờ hết là tập trung vào thiết kế mô-đun. Thiết kế mạch theo mô-đun cho phép nhóm thiết kế sử dụng IP được tạo nội bộ thay vì phải tìm IP đó ở nơi khác. Thông thường, phương pháp thiết kế mô-đun ban đầu phức tạp hơn và tốn thời gian hơn. Nhưng khi các mạch mô-đun được tích hợp vào một sản phẩm, chúng có thể tiết kiệm rất nhiều thời gian ở khâu back-end.

Cuối cùng, các loạihệ thống trên chip (SoC)Vàmô-đun đa chip (MCM)sản phẩm cũng ngày càng tăng và các chức năng tích hợp ngày càng phong phú. Mặc dù việc xử lý SoC/MCM trong một thiết kế có thể là một nhiệm vụ khó khăn, nhưng về lâu dài sẽ có giá trị nếu thiết kế có thể được đơn giản hóa đáng kể từ góc độ mạch bên ngoài. Nhiều SoC hiện nay cũng đi kèm với các công cụ mô phỏng để giúp thiết kế các mô-đun và các chức năng tiếp theo khác.