如果COTS板不能滿足您的需求,并且沒有時間設計自定義解決方案,則可能存在第三種方式 - 現有產品的定制工程。這就是摩托羅拉在該公司的一個通信產品線急需新的CompactPCI板時所做的事情。
摩托羅拉商業,政府和工業解決方案部門的多業務網絡部門看到了基于企業中語音和數據的融合日益增長。產品經理確定需要一個高性能,多服務集中器,企業可以將其用于將數字語音和數據流量集成到一個單一點。
該產品系列,摩托羅拉Vanguard 7300系列高性能產品,高密度,模塊化和冗余的多業務接入和集中器設備,擴展了Vanguard系列多業務路由器。 Vanguard 7300支持數據和語音融合,同時為無線和有線通信集成奠定了基礎。它通過結合路由器,交換機和語音網關的功能,將通信和網絡設備整合到一個單一點。 Vanguard 7300每秒可處理130,000個數據包,每個機架最多可容納4,200個數字語音端口,雙電源和CompactPCI架構,可實現模塊化和可擴展性。
作為此數字通信解決方案的一部分,摩托羅拉需要使用CompactPCI接口的可選板為Vanguard 7300產品提供8端口,高速串行接口。該委員會旨在擴大集中器的范圍,為客戶提供替代數據路徑。由于上市時間的壓力,摩托羅拉工程集團尋找外部供應商,而不是在內部建立董事會。
不幸的是,沒有董事會供應商能夠滿足公司對現有商業的獨特技術要求。產品。一些市場和工程需求導致了這一結論。 “我們的第一個問題,”Vanguard 7300工程經理Mark Murphy解釋說,“該卡只能占用Vanguard產品中的一個插槽,并且必須有8個高速串行端口。我們對這些端口的初始要求是它們必須支持至少2 Mbits/s的帶寬,在產品生命周期內有可能增長到8到10 Mbits/s?!?/p>
外形尺寸也在選擇a供應商。摩托羅拉決定采用CompactUCI熱插拔配置,采用6U外形。它能夠找到許多具有PMC外形的潛在卡,但不能用于6U。另一個考慮因素是串口性能。許多潛在的解決方案提供低于1 Mbit/s的串行性能,并且具有少于8個端口。 “我們需要能夠支持混合的串行協議,如果可能的話,可以同步,但異步也可以滿足我們的需求,”墨菲說。
摩托羅拉不是從零開始設計I/O板,而是尋求能夠為其設計提供基礎的供應商。上市時間是一個重要的考慮因素,因此無法開發和測試新電路板。 COTS解決方案是設計團隊部署可靠,高性能產品的唯一途徑,可以滿足嚴格的成本和上市時間要求。
與許多通信產品一樣,軟件是關鍵的差異化因素。行業標準平臺可以將軟件技能和現有軟件組件用于新的硬件解決方案。摩托羅拉需要一個基于標準的電路板,其自定義功能可以與現有的Vanguard軟件配合使用。
傳統支持
另一個問題是繼續需要支持摩托羅拉的傳統通信產品。在存在許多不同的產品世代和變體的情況下,將它們聯系在一起的唯一方法通常是向前推進嚴格的兼容性要求。這種方法使客戶能夠安全地進行投資并在必要時添加增強功能和升級。
由于需要向后兼容性,高速串口設計的技術要求非常嚴格且非常具體。摩托羅拉對支持舊產品配置有非常嚴格的要求,因此任何第三方解決方案幾乎肯定必須在接受之前進行定制工程。對后向兼容性的需求影響了電路板設計的幾個方面。
“我們的規范要求采用獨特的引腳配置,”摩托羅拉項目工程師Irv Forbes解釋道。 “這是一種內部配置,我們需要保持不同代產品的兼容性。其次,我們需要為每個端口提供單獨的時鐘模式,這通常不支持商用主板。”使用現成的組件無需修改即可消除對獨特引腳配置的要求。下一步是找到一個提供最佳功能集的供應商作為進一步工作的起點。
在編寫產品規范后,摩托羅拉討論了各種各樣的電路板要求,并且空出來了,它預料到了。在第二輪中,設計團隊創建了一個由三個供應商組成的簡短列表,其中包含滿足功能和性能要求的電路板。它與這些供應商進行了詳細討論,討論了其剩余的工程要求,并根據SBS技術公司選擇的技術反饋,在其PMC-HS-Serial板上執行定制工程工作,以便完成產品的剩余部分。 “我們合作的SBS工程師馬上就能理解我們想要實現的目標,并且知道如何去做,”福布斯說。
雖然SBS PMC-HS-Serial主板滿足摩托羅拉Vanguard 7300的基本技術要求,但它對設計的其他要求并不完全正確。除了摩托羅拉在產品兼容性方面所需的獨特引腳和時鐘特性外,PMC-HS-Serial電路板只有四個串行端口,必須重新配置以滿足6U外形尺寸,并且必須使電纜連接到由于Vanguard 7300包裝的限制,板的后部。使用現成的PMC需要一個現成的6U CompactPCI PMC載板,兩個PMC-HS-Serial板和一個定制的后面板轉換模塊。除了滿足技術要求外,SBS還將所用四塊印刷電路板的數量減少到兩塊,大大降低了制造成本,并可能提高可靠性。
這一級別的工程工作是通過SBS完成的'I/O Select程序,為CompactPCI應用提供專用的I/O解決方案,滿足大批量生產要求。 I/O Select可幫助具有更高生產需求的SBS客戶滿足減少上市時間和降低單位成本的往往相反的要求。它通過現成的夾層,載板和轉換模塊的組合,立即為客戶提供大部分最終解決方案,從而立即開始軟件工程。最終的大批量定制產品僅包含所需的現成產品的元素,并添加了必須由更多電路板提供的定制功能。
分階段過程
摩托羅拉定義了一個重新設計SBS高速串行板的三階段流程。首先,摩托羅拉工程師希望確保滿足功能要求。然后,努力的重點是確保電路板設計修改符合工程標準,并產生最佳設計。最后,項目工程師在最終驗收和發布到制造之前同意了電路板的生產準備情況。
摩托羅拉和SBS在I/O Select計劃的支持下共同合作,重新設計了SBS PMC -HS-串行板,以滿足成本和外形要求。采用PMC模塊,SBS能夠將其轉換為6U外形。刪除不需要的連接器并重新配置電路板同時保留并在某些情況下增強功能是最初的設計挑戰,也是首先遇到的問題。最初的原型在6U外形中提供了完整的功能集。
根據福布斯的說法,定制設計中最困難的方面是時鐘要求。摩托羅拉要求八個端口獨立計時,每個端口支持幾種不同的模式和許多不同的波特率。為了滿足這一要求,SBS為每個端口設計了單獨的數字鎖相環,并設計了一個FPGA,以提供時鐘速率和端口模式的單獨配置。一旦FPGA集成到電路板中,用戶就可以單獨配置每個端口。
設計的第二個難點是需要支持熱插拔功能。雖然PMC板已經具有PCI總線控制器,但熱插拔和將兩個PMC設計結合到最終產品中需要引入PCI橋。摩托羅拉和SBS工程師合作定義了這些要求,并選擇了一個商用橋,SBS能夠將其集成到電路板設計中。
據摩托羅拉稱,SBS在推進工程工作后約90天內交付了三塊原型板。在使用這些原型進行大量測試后,摩托羅拉得出結論,唯一的不足是背板中缺少接地引腳。這在董事會的下一次迭代中很容易解決,使摩托羅拉能夠在預算限制內按時在產品制造和產品上市。摩托羅拉能夠提供詳細的設計規范以及SBS的快速響應,證明了通過重新設計以滿足獨特需求的商業產品快速進入市場的可行性。
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