노후화 관리는 설계와 제품 정의 단계부터 시작합니다
설계 및 제품 정의 단계에서의 부품 선택과 관련된 위험을 이해하려면, 장기적인 시스템 개발 일정과 반도체 회사가 부품을 도입하는 시기를 심층적으로 이해해야 합니다. 시장 불일치 오류는 단기 시장 제품 또는 이미 노후화된 제품을 사용하여 장기적인 시스템을 설계할 때 발생합니다. 아키텍처 불일치 오류는 프로세서 선택한 프로세스 아키텍처의 수명이 종료에 가까워졌을 때 발생하며, 일반적으로 아키텍처 변경 비용 때문에 피할 수 없는 미래를 미뤘을 때 발생합니다. 보드 설계 불일치 오류는 보드 레이아웃이 의도적으로 조밀하게 포장되고 변화하는 상품으로 완료된 결과입니다. 개발 중의 부품 선정은 잠재적으로 이른 제품 재설계 및 재인증을 결정하는 요소입니다. 부품 선택은 종종 지속적으로 진행되는 제품 개발의 영향을 받는데, 이는 오래된 소프트웨어 및 하드웨어 솔루션의 잠재력을 극대화하는 것을 목표로 합니다.
시장 불일치 오류: 시장 불일치 오류로 인해 가장 쉽고 효율적인 부품의 선택이 잘못된 경우가 되는 때가 있습니다. 이 시나리오는 부품을 선택한 후 몇 년 내에 계획 및 예산 책정이 완료된 마지막 구매가 있을 경우 실현 가능할 수 있지만, 이러한 상황은 거의 발생하지 않습니다. 예를 들어, 그래픽 드라이버 제품은 군용 및 상용 항공 전자 공학 디스플레이에 비교하면 수명이 매우 짧습니다. 이러한 부품의 유일한 목적이 제품 개발인 시장에서 PC 지향적 부품을 선택하면 첫 생산된 장치가 장기적인 시스템용으로 출하되기도 전에 노후화로 이어질 수 있습니다. 초기 그래픽 드라이버 제품을 선택할 때, 장기 시스템 비용을 고려하고 초기 LTB(Last time buy) 예산을 배정하는 것이 중요합니다. 이는 군용 또는 상용 항공 전자 공학 디스플레이를 보호하고 PC 지향 부품이 제품 개발의 요구 사항을 충족하지 못할 수 있는 시장에서 노후화되는 것을 방지하기 위해 필요합니다.
아키텍처 불일치 오류: 상용 항공 전자 공학 업계는 다중 코어 작동 및 여러 프로세서 코어에 걸친 추측 실행 제어로 인해 오랫동안 PowerPC 프로세서 멀티코어 아키텍처에 정착해 왔습니다. 기존의 멀티코어 PowerPC 제품은 상용 항공 전자 공학용으로 인증되었으며 그 소프트웨어 개발이 입증되었습니다. 하지만, 이제 PowerPC 아키텍처의 수명 종료가 곧 다가옵니다. 상용 항공 전자 제품 시장에서 ARM 또는 RISCV를 아키텍처로 채택하는 것은 시간 문제입니다. 오늘날 설계되는 모든 단일 PowerPC 기반 제품은 이미 십 년이 지난 프로세서 제품 라인에 속해 있습니다.
보드 설계 불일치 오류: 가능한 한 DRAM을 타이트하게 패킹하려는 유혹은 언제나 존재합니다. 많은 시스템은 제품을 향상시키거나 제품 제품군 내 계층을 제공하기 위해 다양한 양의 DRAM을 보유합니다. DRAM을 가능한 한 작은 공간에 패킹하는 것은 장점이 될 수 있죠. 하지만, 15-20년간 지속되는 장기 시스템의 어려움은 DRAM 기술이 그 시간 동안 상당히 발전하게 된다는 것입니다. 레이아웃을 설계하며 향후 수정해야하는 필요성을 줄여 이러한 변화를 예측하는 것이 매우 중요합니다.
시장 불일치 오류: 메모리 제품은 단기 시스템용으로 설계됩니다. 메모리를 공급하는 가장 큰 업체는 DDR3 재고가 남아 있지 않습니다. 공교롭게도, DDR3은 최신 PowerPC 제품이 지원하는 주 메모리 타입이기도 합니다. 장기 메모리 제품 계획을 사전에 세우지 않고 장기 시스템을 설계하는 것은 문제가 됩니다. 메모리는 수십 년간 빠르게 바뀌는 제품입니다. 메모리의 혁신은 데이터센터 수요와 휴대용 제품 수요를 따라잡기 위해 정말 빠른 속도로 이루어지죠. 모든 메모리 유형은 단기 제품이기 때문에, 장기 시스템은 모든 메모리 유형에 있어 시장 불일치 오류를 발생시킵니다.
고려해야 할 주요 질문:
애플리케이션의 수명에 걸친 부품 하는 수명 주기 상태는 어떤가요?
- 부품을 선택할 때에는 최종 제품의 수명을 고려할 필요가 있을 뿐만 아니라 부품의 수명이 언제 시작되었는지, 제품의 수명 시작일과 종료일을 고려해야 합니다. 올바른 부품을 선택하는 것은 모든 부품 일자와 제품 일자를 정렬시킨다는 것이죠.
설계의 주요 구성요소가 포괄적으로 문서화되었습니까?
- 소프트웨어는 하드웨어와 비교했을때 제품의 변경 비용이 10x 더 높습니다. 소프트웨어가 직접 제어하는 모든 부품은 장기 시스템 배송을 유지하는 데 가장 중요합니다. 이러한 부품은 일반적으로 BOM에서도 가장 가격이 높습니다. 이러한 유형의 부품과 관련된 문서 및 아카이브 요건은 장기 시스템의 지속성 위험을 완화하기 위해 더 높아져야 합니다.
예상치 못한 일이 발생했을 때 재구축을 위해 설계 단계에서 실제 설계 파일(VHDL, Verilog, Spice-Models, Constraints, Source Test-Vectors)을 아카이브에 기록해 두었나요?
- 이는 가장 복잡하고, 비싸며, 소프트웨어 의존적인 제품에 해당합니다. 유지보수 위험을 최소화하려면 이러한 제품에 관련된 모든 정보를 아카이브로 생성해 두는 것이 중요합니다. 이아카이브는 독립적이어 하는데 , 모든 EDA 도구와 운영 체제로부터 독립적이어야 한다는 의미입니다.
설계에 독점 지적 재산권이 포함되어 있나요? 포함되어 있다면, 부품이 노후화되었을 때 이러한 설계를 “포팅”할 수 있는 능력이 저해되거나 재라이선스 획득 및 로열티의 대상이 되나요?
- 임베디드 IP 블럭, 특히 FPGAs 및 ASICs의 블럭이 아주 흔합니다. 하지만, 제품에 관한 계획을 확보하려는 노력이 수반되지 않는다면 이러한 IP 블럭 때문에 휴대성과 지속가능성이 거의 불가능해지기도 하죠. 이 계획은 한 기술에서 다른 기술로 포팅할 수 있도록 마지막 구매 또는 IP 라이선스에 자금을 충분히 지원해야 할 수도 있습니다. 버튼 하나만 클릭해 IP 블럭을 통합하는 것은(아마 간편하겠지만) 견고한 장기 시스템 계획이 아닙니다. IP 블럭이 설계 단계에서 장기 계획에 포함되지 않는다면, 수년이 흘러 솔루션을 찾을 수 없게 될 겁니다.
Rochester Electronics의 경험에서 보자면, 많은 기업은 영향을 가장 많이 받게 되는 설계 단계에서 장기 시스템에 대한 이런 계획을 거의 세우지 않았습니다. 부품 선택부터 IP 블럭 선택까지, 장기 시스템 기업이 시스템 수명 증가를 계획하고 위험을 완화할 수 있는 많은 방법이 있습니다. 결국 Rochester Electronics와 파트너십을 맺어 장기 시스템의 가용성을 확보하는 것이 가장 좋은 솔루션이 되는 셈이죠.
