如何快速设计和构建新产品以满足市场需求带来了重大的技术挑战

如果COTS板不能满足您的需求，并且没有时间设计自定义解决方案，则可能存在第三种方式 - 现有产品的定制工程。这就是摩托罗拉在该公司的一个通信产品线急需新的CompactPCI板时所做的事情。

摩托罗拉商业，政府和工业解决方案部门的多业务网络部门看到了基于企业中语音和数据的融合日益增长。产品经理确定需要一个高性能，多服务集中器，企业可以将其用于将数字语音和数据流量集成到一个单一点。

该产品系列，摩托罗拉Vanguard 7300系列高性能产品，高密度，模块化和冗余的多业务接入和集中器设备，扩展了Vanguard系列多业务路由器。 Vanguard 7300支持数据和语音融合，同时为无线和有线通信集成奠定了基础。它通过结合路由器，交换机和语音网关的功能，将通信和网络设备整合到一个单一点。 Vanguard 7300每秒可处理130,000个数据包，每个机架最多可容纳4,200个数字语音端口，双电源和CompactPCI架构，可实现模块化和可扩展性。

作为此数字通信解决方案的一部分，摩托罗拉需要使用CompactPCI接口的可选板为Vanguard 7300产品提供8端口，高速串行接口。该委员会旨在扩大集中器的范围，为客户提供替代数据路径。由于上市时间的压力，摩托罗拉工程集团寻找外部供应商，而不是在内部建立董事会。

不幸的是，没有董事会供应商能够满足公司对现有商业的独特技术要求。产品。一些市场和工程需求导致了这一结论。 “我们的第一个问题，”Vanguard 7300工程经理Mark Murphy解释说，“该卡只能占用Vanguard产品中的一个插槽，并且必须有8个高速串行端口。我们对这些端口的初始要求是它们必须支持至少2 Mbits/s的带宽，在产品生命周期内有可能增长到8到10 Mbits/s。“

外形尺寸也在选择a供应商。摩托罗拉决定采用CompactUCI热插拔配置，采用6U外形。它能够找到许多具有PMC外形的潜在卡，但不能用于6U。另一个考虑因素是串口性能。许多潜在的解决方案提供低于1 Mbit/s的串行性能，并且具有少于8个端口。 “我们需要能够支持混合的串行协议，如果可能的话，可以同步，但异步也可以满足我们的需求，”墨菲说。

摩托罗拉不是从零开始设计I/O板，而是寻求能够为其设计提供基础的供应商。上市时间是一个重要的考虑因素，因此无法开发和测试新电路板。 COTS解决方案是设计团队部署可靠，高性能产品的唯一途径，可以满足严格的成本和上市时间要求。

与许多通信产品一样，软件是关键的差异化因素。行业标准平台可以将软件技能和现有软件组件用于新的硬件解决方案。摩托罗拉需要一个基于标准的电路板，其自定义功能可以与现有的Vanguard软件配合使用。

传统支持

另一个问题是继续需要支持摩托罗拉的传统通信产品。在存在许多不同的产品世代和变体的情况下，将它们联系在一起的唯一方法通常是向前推进严格的兼容性要求。这种方法使客户能够安全地进行投资并在必要时添加增强功能和升级。

由于需要向后兼容性，高速串口设计的技术要求非常严格且非常具体。摩托罗拉对支持旧产品配置有非常严格的要求，因此任何第三方解决方案几乎肯定必须在接受之前进行定制工程。对后向兼容性的需求影响了电路板设计的几个方面。

“我们的规范要求采用独特的引脚配置，”摩托罗拉项目工程师Irv Forbes解释道。 “这是一种内部配置，我们需要保持不同代产品的兼容性。其次，我们需要为每个端口提供单独的时钟模式，这通常不支持商用主板。”使用现成的组件无需修改即可消除对独特引脚配置的要求。下一步是找到一个提供最佳功能集的供应商作为进一步工作的起点。

在编写产品规范后，摩托罗拉讨论了各种各样的电路板要求，并且空出来了，它预料到了。在第二轮中，设计团队创建了一个由三个供应商组成的简短列表，其中包含满足功能和性能要求的电路板。它与这些供应商进行了详细讨论，讨论了其剩余的工程要求，并根据SBS技术公司选择的技术反馈，在其PMC-HS-Serial板上执行定制工程工作，以便完成产品的剩余部分。 “我们合作的SBS工程师马上就能理解我们想要实现的目标，并且知道如何去做，”福布斯说。

虽然SBS PMC-HS-Serial主板满足摩托罗拉Vanguard 7300的基本技术要求，但它对设计的其他要求并不完全正确。除了摩托罗拉在产品兼容性方面所需的独特引脚和时钟特性外，PMC-HS-Serial电路板只有四个串行端口，必须重新配置以满足6U外形尺寸，并且必须使电缆连接到由于Vanguard 7300包装的限制，板的后部。使用现成的PMC需要一个现成的6U CompactPCI PMC载板，两个PMC-HS-Serial板和一个定制的后面板转换模块。除了满足技术要求外，SBS还将所用四块印刷电路板的数量减少到两块，大大降低了制造成本，并可能提高可靠性。

这一级别的工程工作是通过SBS完成的'I/O Select程序，为CompactPCI应用提供专用的I/O解决方案，满足大批量生产要求。 I/O Select可帮助具有更高生产需求的SBS客户满足减少上市时间和降低单位成本的往往相反的要求。它通过现成的夹层，载板和转换模块的组合，立即为客户提供大部分最终解决方案，从而立即开始软件工程。最终的大批量定制产品仅包含所需的现成产品的元素，并添加了必须由更多电路板提供的定制功能。

分阶段过程

摩托罗拉定义了一个重新设计SBS高速串行板的三阶段流程。首先，摩托罗拉工程师希望确保满足功能要求。然后，努力的重点是确保电路板设计修改符合工程标准，并产生最佳设计。最后，项目工程师在最终验收和发布到制造之前同意了电路板的生产准备情况。

摩托罗拉和SBS在I/O Select计划的支持下共同合作，重新设计了SBS PMC -HS-串行板，以满足成本和外形要求。采用PMC模块，SBS能够将其转换为6U外形。删除不需要的连接器并重新配置电路板同时保留并在某些情况下增强功能是最初的设计挑战，也是首先遇到的问题。最初的原型在6U外形中提供了完整的功能集。

根据福布斯的说法，定制设计中最困难的方面是时钟要求。摩托罗拉要求八个端口独立计时，每个端口支持几种不同的模式和许多不同的波特率。为了满足这一要求，SBS为每个端口设计了单独的数字锁相环，并设计了一个FPGA，以提供时钟速率和端口模式的单独配置。一旦FPGA集成到电路板中，用户就可以单独配置每个端口。

设计的第二个难点是需要支持热插拔功能。虽然PMC板已经具有PCI总线控制器，但热插拔和将两个PMC设计结合到最终产品中需要引入PCI桥。摩托罗拉和SBS工程师合作定义了这些要求，并选择了一个商用桥，SBS能够将其集成到电路板设计中。

据摩托罗拉称，SBS在推进工程工作后约90天内交付了三块原型板。在使用这些原型进行大量测试后，摩托罗拉得出结论，唯一的不足是背板中缺少接地引脚。这在董事会的下一次迭代中很容易解决，使摩托罗拉能够在预算限制内按时在产品制造和产品上市。摩托罗拉能够提供详细的设计规范以及SBS的快速响应，证明了通过重新设计以满足独特需求的商业产品快速进入市场的可行性。