Как разработчику уйти от аврала?

Введение

«Все должно быть готово еще вчера!» Кому из разработчиков электронного оборудования не доводилось слышать подобных слов от собственного руководства или заказчиков?! Вы можете спросить любого из них: от Японии до Австралии, от России до Америки — 95% специалистов ответят, что работа в авральном режиме для них привычное дело. Они живут этим, и жизнь их никак не назовешь легкой.

Сжатые сроки исполнения проектов, острейшая конкуренция на рынке, стремительное развитие технологий и стандартов, кадровый и финансовый голод — из всего этого складывается атмосфера непрерывного стресса, выживать в которой очень непросто. А ведь нужно не просто выживать, а создавать и выводить на рынок конкурентоспособные продукты, воплощающие в себе передовые технические идеи.

Сталкиваясь с проблемами в обычной жизни, мы часто обращаемся к профессионалам: с головной болью идем к врачу, при обнаружении неполадок с электропроводкой вызываем электрика и т. п. Потому что так проще иных способов решать подобные проблемы, да и гораздо эффективнее. Может ли такой подход не только помочь разработчику электронного оборудования, но быть для него по-настоящему выгодным? Ответ однозначный: да, может, даже более того — должен. Подчеркнем, что это не просто слова — за ними стоит серьезный опыт практической работы. Именно так дизайн-центр ВКТ компании «РТСофт» строит свое взаимодействие с разработчиками целевых аппаратных платформ и ПО для встраиваемых приложений. На примере его деятельности мы готовы показать реальные возможности добиться того, в чем разработчики кровно заинтересованы: это существенное снижение расходов, сокращение циклов разработки перспективных продуктов и вывода их на рынок, защита инвестиций и ноу-хау и т. д.

Интересы разработчика — важнее всего

Чтобы помогать разработчику в решении стоящих перед ним проблем, безусловно, нужна высокая инженерная квалификация. Это необходимо и даже не обсуждается, но еще важнее другое. Бесспорно, ключевое условие для эффективной совместной работы над проектом — абсолютный приоритет интересов разработчика над всеми иными факторами, так или иначе принимаемыми во внимание. Это краеугольный камень нашей философии бизнеса в рамках дизайн-центра: разработчик является главной, стержневой фигурой. Его выгоды, его жизненно важные интересы для нас являются основополагающей ценностью и всегда находятся на первом месте.

Интересы у разработчиков могут быть разные. Ведь каждый из них — индивидуальность, и мы это учитываем в своей работе. Но вместе с тем, будем откровенны, для абсолютного большинства основной интерес состоит в следующем: работать в меру, разумно распределять энергозатраты, а также время и нервы, зарабатывать достойные деньги и получать творческое удовлетворение в позитивной среде обитания. И важнейшая миссия команды дизайн-центра «РТСофт» как раз и заключается в понимании и поддержке этих целей. Именно так, начиная с первого шага — экспертизы или разработки ТЗ, мы и строим наше взаимодействие с разработчиком.

Новейшие технологии: актуально, полезно, выгодно

Важнейшая составляющая процесса разработки любого электронного оборудования — выбор технологической платформы. Разработчиков всегда привлекали и будут привлекать новейшие достижения инженерной мысли, поскольку именно они реализуют высший уровень производительности и передовую функциональность, упрощающую решение целевых задач. Работать на пике технологий — это не только полезно и эффективно для бизнеса. Это современно, это позитивно, это в конце концов драйв и жизнь в тренде. Жить на острие прогресса гораздо веселее! Заметим, что это еще и выгодно, потому что открываются заманчивые перспективы с точки зрения прибыли, привлечения заказчиков, освоения новых рынков.

Сказанное в полной мере относится к технологиям класса COM (Computer-on-Module), или компьютерам на модуле, ставшим в последние годы сверхпопулярными среди разработчиков встраиваемых систем во всем мире. Ключевым направлением деятельности дизайн-центра ВКТ «РТСофт» является ускорение и упрощение труда отечественных разработчиков, использующих в своих проектах различные COM-стандарты: ETX, COM Express (PICMG COM.0) и SMARC. Речь идет о решениях с широчайшим диапазоном применения, включающим энергетику, промышленность, телекоммуникационную отрасль, транспорт, оборонный комплекс, информационно-развлекательные системы, приборостроение, системы управления движением, системы безопасности, РЭБ и т. д.

Архитектура COM Express в особом представлении не нуждается: это самый успешный за всю историю компьютерной индустрии вариант технологии COM, имеющий статус международного стандарта де-юре и де-факто. Напомним также, что это открытый международный стандарт ассоциации PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group), ориентированный главным образом на использование x86‑совместимых процессоров (и частично QorIQ от Freescale Semiconductor (рис. 1)).

Рис. 1. Модуль COM Express (форм-фактор basic) компании Kontron, выполненный на основе 32 битного процессора Freescale QorIQ P2020

Стандарт SMARC (Smart Mobility ARChitecture) группы SGET (Standardization Group for Embedded Technologies) был анонсирован в 2012 году (под рабочим названием ULP-COM). Пока он менее известен, но имеет очень хорошие перспективы. Откуда такая уверенность? Все очевидно: этот стандарт предназначен для сверхкомпактных встраиваемых устройств с ультранизким энергопотреблением. Архитектура SMARC оптимально подходит для применения современных процессоров ARM и перспективных х86‑совместимых SoC-решений компании Intel. По сути, это передний край развития полупроводниковых технологий и микропроцессорных архитектур. Добавим, что в качестве форм-фактора модулей SMARC используется известный стандарт МХМ 3.0, предоставляющий для ультракомпактных и недорогих решений хорошие возможности.

В качестве небольшого лирического отступления заметим, что SMARC — это еще и очень красивая, классная и эффективная идея с инженерной точки зрения. Красота ее заключается в том, что она технически виртуозно воплощает в себе ультрасовременные тренды в области портативных электронных систем. На сегодня на рынке просто нет другой модульной архитектуры класса COM, оптимизированной для ARM-процессоров и перспективных SoC-чипов с аналогичными характеристиками (включая невысокую стоимость и широкую доступность).

Логистика без кошмара

Применение серийных модулей COM Express и SMARC сулит разработчикам немалые преимущества. Одно из важнейших — существенное упрощение и удешевление логистики при закупке и хранении компонентов.

В интересах разработчика иметь дело с минимальной номенклатурой применяемых компонентов, особенно если речь идет о выпуске ограниченных партий изделий (скажем, от единиц до нескольких тысяч единиц продукции в год). Широкая номенклатура используемых компонентов — сущий кошмар с точки зрения логистики. Кому доводилось заниматься проектированием электронных устройств, не дадут соврать. Попробуйте-ка для начала дать задание специалистам службы логистики, чтобы они закупили несколько десятков или сотен единиц номенклатуры от разных поставщиков, обеспечили хранение, входной контроль и управление неликвидами. Что будет дальше, предсказать нетрудно: здесь пять недель поставки, там — двадцать, могут прислать и дефектные микросхемы, и без документации. Приключений у компаний-разработчиков в этом смысле хватает… К тому же все эти неизбежные «приключения» очень дорого стоят, начиная с затрат на кадры и квадратные метры на рабочие места и заканчивая затратами на хранение и иное обеспечение стоимости владения. Хлопотно это и дорого.

Поэтому, если позволяет экономическая ситуация, очень часто оказывается гораздо выгоднее не делать собственное компьютерное ядро в своей системе, а купить готовый серийный COM-модуль и использовать его как основу создаваемого продукта, «обвязав» его нужной системой ввода/вывода, механикой и софтом. Скорее всего, это выйдет существенно дешевле и быстрее, чем все делать с нуля. Причем дешевле с любой точки зрения, включая оптимизацию внутренних инженерных и бизнес-процессов. В сущности, именно в этом и состоит основное достоинство СОМ-решений. Именно поэтому они так популярны у разработчиков.

Реальная цель: эффективность и защита инвестиций

Технологии компьютеров на модуле предоставляют разработчику мощнейший пласт технологических преимуществ — поддержку разнообразных процессорных архитектур (в том числе экзотических), практически любого доступного уровня производительности, многопроцессорности (многоядерности), любых ОС, коммуникационных интерфейсов и т. д. И все это — в сочетании с возможностями быстрого освоения и удобством в использовании. Но разработчику не только нужно своевременно сделать продукт с требуемыми характеристиками. Его очевидный и логичный интерес — сократить расходы на выполнение проекта.

Кроме того, польза разработчику от потраченных усилий на освоение СОМ-технологий должна быть не разовой, а многократной. Есть смысл повышать эффективность своей работы, многократно используя и продавая единожды созданную компетенцию. Архитектуры СОМ дают для реализации этой простой и эффективной идеи лучшие возможности.

Как правильно распорядиться этими возможностями? Миссия дизайн-центра ВКТ «РТСофт» состоит в том, чтобы помогать отечественным разработчикам быстро и бюджетно создавать новые компетенции в рамках открытых стандартных платформ на базе модулей COM Express и SMARC. В частности, в процессе совместной работы мы бесплатно обеспечиваем инженерные консультации, предоставляем доступ к инженерной документации и сервисам (схемотехнические решения, 3D-модели устройств, уведомления производителей об изменении технических спецификаций продуктов (PCN), образы ОС, драйверы, BIOS и т. д.).

Рис. 2. Серийный модуль SMARC с процессором серии i.MX6 компании Freescale Semiconductor

Мы также предлагаем комплекты разработчика для тестирования прикладного ПО (для решений на базе архитектур ARM в реализациях Freescale (рис. 2), NVIDIA, Texas Instruments и Intel — вплоть до процессоров Intel Core третьего и четвертого поколений (рис. 3)), а также обучающие курсы по разработке плат-носителей для модулей COM Express и SMARC в учебном центре «РТСофт».

Рис. 3. Серийный модуль COM Express форм-фактора basic на основе процессора Intel Core четвертого поколения

Предпроектную подготовку, в частности разработку ТЗ (или модификацию уже имеющегося), в девяти из десяти случаев мы также выполняем бесплатно. Это один из факторов невысокой стоимости наших услуг и прямая выгода для разработчика. Кроме того, это очень наглядное доказательство нашего стремления эффективно и максимально лояльно реализовать совместный проект, выстраивая взаимовыгодную систему взаимоотношений с клиентами, ориентированную на долговременное партнерство (вплоть до сертификации конечных изделий и поддержки всего их долгого жизненного цикла).

Инженерный потенциал дизайн-центра ВКТ «РТСофт» позволяет решать сложные технические задачи именно тем способом, который оптимален с точки зрения защиты инвестиций и интересов разработчика. В дальнейшем, по завершении проекта, дизайн-центр передает разработчику целевого изделия полный комплект КД и ПО, без каких бы то ни было ограничений в правах собственности. Такой подход нечасто встретишь на рынке, но мы сознательно идем на это. Наша цель — самый высокий темп разработки успешного изделия на базе лучших COM-технологий и обеспечение максимально безопасного и независимого бизнеса наших клиентов. Именно при таком подходе разработчик в итоге получает не только собственное решение, отлаженное и оптимизированное под конкретную задачу, но и полное эксклюзивное право распоряжаться этим решением по своему усмотрению.

Магистральные тренды — надежная опора

Решая конкретные инженерные задачи, дизайн-центр «РТСофт» в первую очередь опирается на самые популярные, фундаментальные технологии, определяющие магистральные тренды развития отрасли встраиваемых систем в целом и сегмента COM-решений в частности. Здесь сосредоточены наши корневые компетенции, среди которых:

• архитектурные основы и особенности применения встраиваемых процессоров (в частности, новейших поколений процессоров Intel Core, Atom, AMD APU, ARM и QorIQ);
• современные ОС, технологии их портации и переноса между аппаратными платформами;
• использование высокоскоростных интерфейсов (PCI Express 2.x/3.x, USB 2.0/3.0, SATA, Gigabit и 10 Gigabit Ethernet, DP/HDMI и т. д.);
•  беспроводные технологии связи и позиционирования (GSM/3G, GPRS, Wi-Fi, LTE, GPS, ГЛОНАСС);
• средства мониторинга (контроля состояния) систем и их компонентов (в том числе в режиме удаленного доступа).

Какого рода задачи мы имеем в виду, говоря о базовой функциональности плат-носителей для модулей COM Express и SMARC? Вот некоторые из них:

• проектирование плат-носителей с заданными геометрическими и эксплуатационными характеристиками c поддержкой современных FPGA-микросхем и реализацией самых разнообразных интерфейсов;
• поддержка стандартных и заказных устройств охлаждения;
• написание драйверов, разработка пакетов BSP для различных ОС (Windows, Linux, VxWorks, LynxOS);
• адаптация BIOS (поддержка нестандартных устройств, расширенные опции начальной загрузки системы, дополнительные функции обеспечения безопасности и т. д.);
• перенос ПО на встраиваемые платформы с новейшими поколениями микропроцессоров, включая семейства x86, ARM и QorIQ;
• разработка и интеграция промежуточного и прикладного ПО;
• проектирование оптимальных механических корпусов для различных стандартных или нестандартных систем (Box PC, ATR, телекоммуникационное оборудование, M2M, HMI и др.)

Отдельно следует упомянуть о задачах, связанных с поддержкой популярных системных, периферийных и сетевых интерфейсов. В каких случаях имеет смысл привлекать дизайн-центр «РТСофт» к решению таких задач? Возьмем для примера PCI Express — интерфейс, без которого разработчикам встраиваемых систем, если они хотят, чтобы эти системы оставались конкурентоспособными на рынке, по нынешним временам никак не обойтись. При этом качественная реализация различных подсистем ввода/вывода PCI Express — дело совсем не простое. Для этого нужны:

1. существенный объем нормативной базы;
2. современный парк контрольно-измерительного оборудования;
3. опыт работы в аналогичных проектах и поддержка со стороны серьезных групп разработчиков, работающих в ведущих компаниях (например, Kontron, GE Intelligent Platforms и Tews Technologies);
4. опыт работы с новейшими CAD/CAM-системами и партнерство с надежными контрактными производителями плат.

Кто всем этим располагает, тем мы ни в коем случае не советуем отдавать на сторону решение задач, связанных с PCI Express и вообще СОМ-аппаратурой. Разумнее обходиться своими силами. Но если вы не готовы решительно вкладываться в создание новых компетенций, возможно, это повод обратиться в дизайн-центр «РТСофт». По крайней мере на первом, наиболее рискованном этапе создания новых перспективных систем.

Верифицированные платформы — снижение рисков

Еще одно важное направление деятельности дизайн-центра «РТСофт» — верификация разрабатываемых плат-носителей для модулей COM Express и SMARC. Верификация включает тщательную проверку работы всех функциональных интерфейсов (PCI Express, USB 2.0 и 3.0, Gigabit Ethernet, DP/HDMI, LVDS и др.), а также подсистемы вторичного электропитания и других функциональных блоков. Кроме того, платы-носители и COM-модули тестируются на совместимость с популярными устройствами Mini PCIe, обеспечивающими поддержку различных коммуникационных технологий (GSM/3G, GPRS, Wi-Fi, LTE и т. д.) и периферийных интерфейсов.

Зачем нужна верификация? Прежде всего это свидетельство опыта сервисной команды «РТСофт» и, как следствие, снижение рисков для разработчиков, которые с нами взаимодействуют. Доказанная совместимость верифицированных платформ «РТСофт» с модулями COM Express и SMARC ведущих производителей — это, по сути, знак качества. Среди успешно протестированных платформ «РТСофт» выделим современный вариант ультракомпактного носителя «Кена», оптимизированный для работы с беспроводными коммуникациями. Плата-носитель «Кена» поддерживает модули COM Express на основе x86‑совместимых процессоров, и ее можно применять как самостоятельный продукт либо в качестве инструментальной платформы для разработки бюджетных малогабаритных встраиваемых решений.

Дизайн носителя носит референсный характер. Это позволяет быстро адаптировать его функциональность к условиям почти любого конкретного приложения, если есть такая необходимость. По индивидуальным заказам обеспечиваются проектирование, производство и поставка корпусов, оптимизированных для установки носителей «Кена» и модулей COM Express совместимых типов. Возможные варианты исполнения платформы включают поддержку температурного диапазона от –40 до +85 °C, что дополнительно расширяет возможности ее применения.

Другой пример верифицированных решений «РТСофт» в архитектуре COM Express — HMI-платформа жесткого исполнения на основе процессоров Intel Atom, выполненная на базе модуля COM Express mini (рис. 4). Платформа обладает устойчивостью к неблагоприятным условиям эксплуатации и предназначена для использования в сфере промышленной автоматизации и на транспорте. При этом ее можно быстро и бюджетно адаптировать для создания компактных решений иного назначения

Рис. 4. Серийный модуль COM Express форм-фактора mini на основе:
а) двухъядерного Intel Atom;
б) SoC-чипа NVIDIA Tegra 3

Стартовые комплекты разработчика на базе собственных носителей COM Express и SMARC своим ключевым партнерам мы предоставляем абсолютно бесплатно. Это еще один шаг по удешевлению и ускорению разработки целевых решений, который в конечном итоге помогает нашим партнерам повышать качество таких решений и их конкурентоспособность.

Атмосфера доверия жизненно необходима

Не будем морализировать — взаимодействие между людьми возможно и при отсутствии доверия между ними. Например, в политике так заведено с давних времен, и любителям вступать в коалиции это нисколько не мешает.

Однако в нашем случае атмосфера доверия между дизайн-центром ВКТ «РТСофт» и целевым разработчиком, открытость всех инженерных и оргпроцессов и управляемость ими просто жизненно необходимы. Здесь речь идет не о политических комбинациях, а о насущных интересах — защите инвестиций, решении сложных инженерных задач в сжатые сроки, создании и передаче компетенций и т. д. Контроль всех стадий исполнения проекта, плотное взаимодействие инженеров и менеджеров в рамках совместных групп — абсолютно необходимый фактор для рождения доверия и позитивной работы.

Дизайн-центр ВКТ «РТСофт» готов пройти с разработчиком целевой системы весь путь создания встраиваемого решения: от экспертизы или разработки ТЗ до серийного производства готовых изделий, включая стадии макетирования и опытных образцов, всех типов испытаний, сертификации и т. д. При этом важно отметить, что разработчику конечной целевой системы даются возможность и инструменты, чтобы реально контролировать наши ресурсы в своих интересах. Это и есть лучшая форма доверия!

Разработанный специалистами «РТСофт» бортовой компьютер «РТКон» (рис. 5) (референсная платформа класса HMI для ответственных приложений) успешно выдержал тестовые испытания и сертификацию на соответствие действующим отечественным и европейским промышленным и транспортным стандартам.

Рис. 5. Бортовой компьютер «РТКон»

Заключение

Подводя итог, необходимо отметить, что возможных схем взаимодействия на самом деле — множество. В рамках статьи мы постарались обрисовать основные сервисы и выгоды, которые дизайн-центр ВКТ «РТСофт» уже сегодня может предложить разработчикам встраиваемых решений.

Жизнь не стоит на месте: развиваются технологии и стандарты, наши сервисы тоже совершенствуются. Но главное для нас было и останется неизменным: при любом варианте взаимодействия разработчик для нас является ключевой фигурой, стержневым элементом при реализации проекта.

Мы всегда действуем, исходя из того, что является выгодным для разработчиков целевых систем. Потому что мы сами разработчики и хорошо понимаем глубинные интересы наших заказчиков.

В качестве финального аккорда предлагаем небольшой тест для тех, кто еще не решил, стоит ли обращаться к нам или нет. Если ответите «да» на половину вопросов или больше, значит, смысл есть:

1. Вы хотите работать и получать удовольствие от работы с ультрасовременными встраиваемыми технологиями, в частности — с процессорами Intel Core четвертого поколения, Atom, AMD APU, ARM или QorIQ?
2. Вы хотите узнать, какие именно аппаратные и программные технологии способны ускорить и удешевить ваш конкретный проект?
3. Вы хотите сконцентрироваться на решении своих основных прикладных задач вместо того, чтобы тратить десятков человеко-месяцев на борьбу с зависаниями ОС или сбоями в работе сетевых протокольных стеков?
4. Бывают ли в вашей жизни моменты, когда появляется желание сильно наказать своих снабженцев, производственников и финансистов?
5. Вам хотелось бы, однажды спроектировав важнейшие узлы своих систем, впоследствии многократно продавать эти компетенции в различные проекты, не делая работу заново?
6. Вам нужны компактные, надежные, быстро модернизируемые решения, мало зависящие от быстрой смены поколений микропроцессоров, энергоэффективные, способные поддержать широчайший спектр системного ПО?
7. Вам хотелось бы получать стартовые инструментальные наборы в кратчайшие сроки и желательно бесплатно и с хорошей поддержкой?
8. Вы сталкиваетесь с давлением руководства, требующего делать все качественнее и быстрее, но за те же деньги?
9. Вы хотите иметь больше свободного времени и добиться роста собственной зарплаты или доходов благодаря эффективности решения своих профессиональных задач?
10. Вы хотите иметь партнеров и друзей с позитивным взглядом на жизнь, любящих спорт, путешествия, семейный отдых, охоту и рыбалку?

Всем читателям желаем удачи! И пусть работа всегда приносит вам удовлетворение и зарплату, достойную ваших усилий!