Sviluppo embedded: le tendenze emergenti – il punto di vista di Mouser

Pubblicato il 14 giugno 2022

In questa intervista Mark Patrick, technical marketing manager per la regione EMEA di Mouser Electronics delinea i trend più significativi nel campo della progettazione dei sistemi embedded

L’integrazione di sistemi a livello di chip e di scheda sta notevolmente accelerando. Quali sono secondo Mouser i fattori chiave alla base di questo fenomeno?

L’aggiunta della connettività e di un’interfaccia visuale a un sistema embedded contribuisce a complicare notevolmente il progetto, specialmente nel momento in cui è necessario minimizzare consumi e fattore di forma.

La natura sempre più competitiva dell’attuale mercato ha comportato una riduzione dei tempi di sviluppo al fine di accelerare il time-to-market, costringendo così i team di progettazione a definire l’insieme di requisiti di un nuovo prodotto in tempi sempre più stretti. Moduli e sistemi multifunzione integrati in un singolo package forniscono ai progettisti una soluzione pratica per affrontare in modo efficace queste problematiche.

Per esempio, la progettazione di un sistema wireless che prevede un transceiver sofisticato e un’antenna e risulti conforme con le regole che disciplinano lo spettro radio locale risulta molto costosa e richiede competenze specialistiche nella progettazione RF. Una volta completata la fase di progettazione, la necessità di eseguire operazioni di verifica, collaudo e qualificazione comporterà inevitabili ritardi nell’introduzione di un nuovo prodotto sul mercato. Alternative più economiche e che permettono di ridurre il time-to-market contemplano l’utilizzo di un modulo wireless pre-certificato o di un SoC personalizzato, anche se quest’ultimo approccio comporterà, in qualche misura, l’esecuzione di collaudi e la necessità di ottenere certificazioni e approvazioni.

Mark Patrick – Mouser Electronics

Per i fornitori di componenti, la capacità di offrire moduli ad alto grado di integrazione e soluzioni SoC ai team di progettazione è divenuto un elemento di differenziazione molto importante. Questi fornitori devono anche tenere nella dovuta considerazione il fatto che le soluzioni integrate, come i moduli radar a onde millimetriche di TI (che ospitano un’antenna nel package) vengono adottate senza problemi e contribuiscono a semplificare la fase di design-in. Un modulo di questo tipo è ideale per i progettisti che devono integrare rapidamente funzionalità radar a onde millimetriche nel design del loro nuovo prodotto in quanto riduce la complessità tipicamente associata allo sviluppo di un prototipo.

Dal punto di vista di Mouser, quali sono le tendenze emergenti nel settore della connettività che i progettisti di sistemi embedded dovrebbero conoscere?

La connettività, oramai onnipresente, consente di acquisire, trasportare e analizzare la grande quantità di informazioni in tempo reale provenienti dalle fonti più svariate, dagli smartwatch ai sensori periferici delle applicazioni IoT ai sensori oceanici galleggianti. Una connettività affidabile è divenuta una caratteristica che gli utenti ritengono parte integrante di qualsiasi sistema elettronico. Dal punto di vista del progettista, fornire la connettività wireless significa conoscere i requisiti tecnici richiesti per la sua integrazione nei loro design, tra cui velocità di trasferimento dati, distanza di trasmissione (range) e compatibilità. Solo dopo aver preso in considerazione tutti questi parametri è possibile scegliere la topologia e il protocollo wireless più appropriati.

Il numero e la diversità delle applicazioni dei dispositivi connessi continuano ad aumentare e ciò ha contribuito allo sviluppo di nuovi protocolli wireless capaci di soddisfare al meglio le esigenze delle applicazioni emergenti. Wi-Fi è una tecnologia ben conosciuta e ampiamente utilizzata per il trasferimento dati ad alta velocità ma ha nei consumi il suo “tallone d’Achille”. Per risolvere questo problema sono stati sviluppati nuovi protocolli, come Wi-SUN e Wi-Fi HaLow, ora ampiamente diffusi in applicazioni quali smart city e contatori per le utenze.

Mantenersi aggiornati sulle evoluzioni tecnologiche è ora più che mai essenziale per gli sviluppatori di sistemi embedded: questo è il motivo per il quale Mouser è costantemente impegnata a fornire tutto quanto è necessario ai progettisti per stare al passo con le nuove tecnologie. Proponiamo articoli tecnici sempre aggiornati (scritti da progettisti per un pubblico di progettisti), blog su base regolare focalizzati sulle tendenze tecnologiche emergenti ed esempi reali basati su progetti che coprono tutti gli aspetti dello sviluppo embedded. L’obiettivo è aiutare i progettisti a valutare le opzioni disponibili al fine di prendere la decisione migliore per lo sviluppo delle loro applicazioni. Tutto quello che viene proposto da Mouser è disponibile qui.

La nostra attenzione non si focalizza solamente sui progettisti, ma è rivolta anche agli acquirenti e agli uffici acquisti, per i quali mettiamo a disposizione tutte le informazioni che possono risultare utili, come a esempio la nostra guida: “Technology Guide for Component Buyers”.

Quale sarà l’impatto del “mondo virtuale” sul futuro dello sviluppo dei sistemi embedded?

Lo sviluppo collaborativo remoto per gli applicativi aziendali era già una realtà ben prima della recente pandemia, la quale ha reso il lavoro virtuale una necessità. L’ubicazione geografica non ha mai rappresentato un ostacolo allo sviluppo di sistemi embedded, che risultano particolarmente adatti per la collaborazione virtuale grazie a tool quali GitHub e PlatformIO. Questi tool mettono a disposizione tutte le risorse necessarie agli sviluppatori embedded per eseguire la codifica, il debug e la condivisione di aggiornamenti. Per rispondere in maniera adeguata alla diffusione del lavoro virtuale, i fornitori di ambienti IDE tradizionali stanno aggiungendo funzionalità di collaborazione online ai loro tool. Molti fornitori di semiconduttori e di piattaforme stanno rendendo le loro toolchain IDE “cloud-enabled” (ovvero predisposte per operare sul cloud): due ottimi esempi di questa evoluzione sono MP Lab X di Microchip e Arduino Editor di Arduino. Il lavoro virtuale consente alle aziende di attingere a competenze specialistiche da ogni parte del mondo, e ciò rappresenterà un elemento critico per poter affrontare in modo efficace le problematiche legate, ad esempio, allo sviluppo di dispositivi hardware a basso consumo caratterizzati da tempi di “wake-up” molto ridotti.

Grazie ai regolari contatti con i nostri fornitori possiamo accedere alle loro conoscenze relative alle tendenze emergenti e stiamo assistendo con interesse alla crescente diffusione di pseudo linguaggi più semplice e “low code” (una metodologia di sviluppo che utilizza tool orientati alla programmazione visuale per ridurre l’impatto della scrittura di line di codice) come Node-RED che vanno a integrare i linguaggi più classici adottati per lo sviluppo embedded (come il linguaggio C).

TinyML, ovvero l’utilizzo delle tecniche di apprendimento automatico (ML – Machine Learning) su microcontrollori a basso consumo e con un numero limitato di risorse a disposizione sta guadagnando popolarità, ampliando ulteriormente il raggio d’azione dello sviluppatore embedded. In questo caso, tool di sviluppo online come Edge Impulse contribuiscono a semplificare il lavoro di sviluppo. Mouser, dal canto suo, ha pubblicato una breve serie di articoli su TinyML, a testimonianza dell’impegno volto a fornire agli sviluppatori embedded le informazioni di cui hanno bisogno per mantenersi aggiornati sulle tendenze e sulle tecnologie più recenti.

Lo sviluppo embedded virtuale ha fatto registrare un importante passo in avanti con il lancio del servizio Planet Debug da parte di MikroE. Questo servizio consente il debug da remoto di una piattaforma di sviluppo hardware embedded e rappresenta sicuramente un importante indicazione di quello che ci riserverà il futuro.

Mouser e lo sviluppo embedded

Da sempre, Mouser ha sviluppato relazioni sinergiche e proficue sia con i clienti sia con i fornitori. Il profilo dei nostri clienti è quantomai variegato, dalle start-up formate da singoli individui ai grandi conglomerati multinazionali. Collaboriamo con fornitori che rappresentano l’industria elettronica nella sua globalità, proponendo la più completa gamma di prodotti, compresi quelli destinati al settore embedded, dai moduli wireless integrati alle schede acceleratrici. Interagiamo su base continuativa con “community” di innovatori come il Central Research Lab (Gran Bretagna) per comprendere le problematiche dello sviluppo embedded che devono affrontare le start-up commerciali in modo da poterle aiutare a superarle.

I progettisti elettronici e gli sviluppatori embedded scopriranno che gli investimenti fatti da Mouser nella creazione di contenuti tecnici informativi rappresentano non solo un valido mezzo per tenerli aggiornati sulle tendenze tecnologiche più recente, ma anche una fonte da cui attingere idee per lo sviluppo delle loro soluzioni. Tra le pubblicazione disponibili su base regolare vi sono le serie Electronics Information Update e Empowering Innovation Together, mentre il Technical Resource Centre associato permette di effettuare ricerche in tutta la libreria tecnica mediante parole chiave.

 

Elettronica PLUS staff



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