Avec l'augmentation de la complexité des produits finaux, les kits de conception de la génération actuelle sont beaucoup plus complets que les années précédentes. Ils sont conformes à la directive RoHS et aux normes FCC et CE, avec une configuration optimisée et de bonnes performances EMC. De plus, ils sont complets et testés avec des suites logicielles exhaustives.
Dans le même temps, les concepteurs font face à une pression constante pour réduire les délais de commercialisation de leurs produits, une tendance qui ne cessera de s'accélérer avec l'essor de l'Internet des objets (IoT).
Figure 1 : le kit de développement Freescale mBED pour les applications IoT. (Source : EDN-Europe)
Par conséquent, les entreprises et entrepreneurs ont commencé à intégrer les cartes et composants de développement directement dans leurs conceptions de produit, afin de réduire le temps et les coûts de développement. Les kits de développement deviennent une part essentielle du processus de conception. Cela va au-delà du prototypage et des tests en utilisant les kits de développement partiellement ou totalement en tant que design de référence ou même en incorporant ces conceptions dans leurs produits finaux.
Une étude de 2014 des ingénieurs de conception a démontré que 45 pour cent des personnes interrogées utilisaient des kits de développement dans le cadre de leurs conceptions, principalement pour la détection, les applications sans fil et de communications, et parmi elles 79 pour cent déclaraient utiliser certaines parties de la conception du kit de développement dans la conception de leurs produits finaux. L'étude a également montré que quatre conceptions sur cinq ont été envoyées en production dans les 12 mois au plus.
Les fabricants de cartes de développement reconnaissent que leurs systèmes peuvent fournir un moyen rapide d'obtenir un produit fini, ou une méthode pour facilement ajouter une nouvelle fonction à un produit existant. Par exemple, FTDI propose une gamme de modules de développement prenant en charge le prototypage et le développement pour ses appareils USB. L'entreprise promeut ses modules de développement comme une manière d'activer une connectivité USB au sein de conceptions de produit existantes.
D'autres fournisseurs proposent des cartes de développement avec des caractéristiques ajoutées spécialement destinées aux fournisseurs qui souhaitent faire du système de développement la base d'un produit à part entière.
Kits de développement pour systèmes de production : avantages et inconvénients
À quel moment l'utilisation d'un kit de développement comme base pour une conception comparé à une conception à partir de zéro devient-elle logique ? Voici un résumé des avantages et inconvénients. Tout d'abord, les avantages :
• Pour les applications uniques ou à très faible volume, ou les projets dans lesquels le coût du matériel représente un petit pourcentage du total, le coût unitaire supérieur de la carte de développement peut être compensé par la réduction du temps de développement.
• Si la certification (normes FCC, CE, etc.) est onéreuse ou chronophage comparée au coût du matériel, un kit de développement prêt à l'emploi pourrait sembler logique.
• Si l'unité en construction possède de nombreuses applications personnalisées ou si les clients ont des exigences spécifiques quant à la personnalisation, un kit de développement peut réduire considérablement le temps de développement.
• Si vous souhaitez ajouter une interface particulière comme ZigBee ou Bluetooth à une conception existante, l'utilisation d'un kit de développement peut être le moyen le plus rapide et facile de procéder.
D'un autre côté, l'utilisation d'une carte de kit de développement possède certains inconvénients, tels que :
• Le coût plus élevé peut rendre le coût du kit de développement prohibitif pour une production en série.
• En général, un kit de développement possèdera un rapport prix/performances inférieur pour une application spécialisée.
• La matériel peut être moins flexible en matière de périphériques intégrés, E/S, etc.
• Un kit de développement est généralement plus grand qu'une carte personnalisée.
• Un kit de développement peut être plus difficile à intégrer (mécaniquement et électriquement).
• Le fabricant de kit de développement ne peut généralement pas fournir des volumes importants de manière efficace.
• Le kit de développement peut être disponible uniquement sous une licence (par exemple, celle-ci) qui ne protège pas de manière adéquate votre propriété intellectuelle.
Plan B : Réduire le temps de développement en commençant par les fichiers de conception du kit de développement
Si vous ne pouvez pas utiliser le matériel de la carte de développement prêt à l'emploi « en l'état », ce qu'il reste de mieux à faire est de commencer par la conception et d'apporter le minimum de modifications possible. Sachant cela, certains fabricants de kit de développement fournissent un ensemble complet d'outils de conception pour accélérer le processus.
Par exemple, Freescale fournit des fichiers de conception de carte de circuit imprimé pour tous les modules Freescale Tower. Ces fichiers peuvent être utilisés comme exemples par un concepteur de carte expérimenté lors de la création de son propre module ou d'une conception dérivée. Les fichiers sont fournis dans des formats professionnels, selon le kit particulier, certains ou la totalité des fichiers suivants sont disponibles :
• LAY—Source de la disposition (Cadence Allegro)
• GRB—Fichiers Gerber
• FAB—Document de fabrication
• UNI—Fichier UniCAM
• CEN—Fichier de placement
• BOM—Nomenclature
• SCH—Source du schéma (Cadence, OrCad)
• SPF—PDF du schéma
De la même façon, le kit de développement sans fil 8 bits MRF89XA de Microchip est une plateforme d'évaluation et de développement pour les concepteurs d'applications sub-GHz. Le kit de développement inclut le module de transmetteur MRF89XAM9A de Microchip et la famille de microcontrôleurs PIC18 XLP, ce qui permet aux concepteurs de rapidement prototyper des applications sans fil. Le kit de démonstration est pré-programmé avec l'empilement de protocole MiWi™ de Microchip et accompagné de fichiers Gerber complets.
Pour aider davantage les concepteurs, le module MRF24J40MA a reçu les approbations réglementaires pour les appareils modulaires aux États-Unis, au Canada et dans les pays européens. Cela permet à l'utilisateur final de placer le module MRF24J40MA dans un produit fini sans avoir besoin de réaliser les tests réglementaires pour un radiateur intentionnel (émetteur RF), pourvu qu'aucun changement ou modification ne soit apporté(e) au circuit du module.
Il ne s'agit pas que du matériel
En cas de décision sur l'utilisation de la totalité ou d'une partie d'un kit de développement dans votre conception de production, rappelez-vous que les kits de développement incluent bien plus que du matériel. Les kits de développement logiciels (SDK) pour les microcontrôleurs intégrés incluent de nombreux modules logiciels : des systèmes d'exploitation temps réel (RTOS), des pilotes d'appareil, des piles TCP/IP, etc., qui peuvent tous radicalement réduire le temps de développement.
Figure 2 : SDK Sitara. (Source : LinuxGizmos)
Par exemple, le SDK de Texas Instruments pour la gamme de processeurs Sitara, qui sont basés sur les cœurs de la série ARM® A, inclut :
• Un noyau et des chargeurs de démarrage Linux
• Un lanceur d'applications basé sur une interface graphique
• Un système de fichiers
• Un cadre d'applications Qt/Webkit
• Un support graphique 3D
• Un support WLAN et Bluetooth® intégré pour les pièces sélectionnées
• Des références ARM : Dhrystone, Linpack, Whetstone
• Un navigateur Web Webkit
• Un point d'accès Soft WiFi
• Une cryptographie : AES, 3DES, MD5, SHA
Le SDK Sitara peut être téléchargé gratuitement, n'exige aucune royalties d'exécution et inclut des logiciels bas niveau de support de cartes-mères (BSP), outils, démos et documents.
Arrow propose un grand nombre d'outils et kits de développement pour les applications analogiques et numériques