Как мы выкручиваемся в условиях постоянной нехватки чипов (часть 1)
Проблемами с постоянной нехваткой микросхем сейчас никого не удивить. Началось это всё ещё в конце 2020 года, в начале 2021 стала сильно тяжелее, с введением санкций в 2022 году стал просто кошмар!
Я сейчас с грустью вспоминаю времена, например, 2019 года, когда при заказе партии микроконтроллеров в 2–3 тыс. шт. я выбирал на складах поставщиков самую низкую цену при этом ориентируясь на срок поставки в 1–4 дня! Тогда остатки у них в 20–30 тыс. шт. считались нормальным явлением.
Начиная с 2021 года такие цифры тоже ещё можно было увидеть, но сроки выросли до 15–30 дней. Сейчас реальность такова, что поставка в течение 30 дней считается уже большой удачей, если удаётся отхватить партию микросхем хотя бы в 500–1000 шт. Обычный срок 50–60 дней. При этом даже при своевременной оплате счёта нельзя быть уверенным в поставке. У нас до сих пор из 10 заказов отменяется почти половина. Объясняют это тем, что «кто-то уже перехватил данную партию», хотя мы давно уже платим вперёд и держим у поставщиков на депозите определённый запас денежных средств для мгновенной оплаты.
Про такие моменты, конечно, можно рассуждать ещё долго, но я хотел бы коснуться некоторых технических нюансов, которые всплыли из-за всей этой ситуации.
Из-за проблем с поставками мы постоянно занимаемся поиском аналогов всех используемых микросхем. И если с той же I2C-памятью, драйверами RS-232, RS-485 проблем нет, так как их всегда можно чем-то заменить, то вот с микроконтроллерами и преобразователями питания большие проблемы. Про спец. микросхемы вообще молчу. Сейчас мы стараемся их не использовать вообще.
В первой части статьи пойдёт речь о микроконтроллерах. Так сложилось, что мы используем в основном продукцию компании Microchip. Уже в прошлом году под текущие проекты было практически нереально оперативно приобретать более-менее приличные партии одного вида микроконтроллеров. Поэтому нам пришлось в одном и том же устройстве использовать различные модели. Сейчас разнообразие моделей только в одном контроллере мониторинга и управления ИБП «СКУП-2» достигает 8 шт!
Это порождает следующие проблемы:
Необходимость изготовления различных печатных плат под разные корпуса микросхем.
Необходимость сборки универсальной прошивки под все типы микроконтроллеров.
Первую проблему решаем так:
По возможности пытаемся объединять на одной плате посадочные места под два типа микросхем. Сейчас вариант с TQFP + QFN является для нас фактически нормой:
Тут ещё добавляется проблема с Ethernet-контроллером, который тоже получается доставать в двух видах — корпус SOIC с шагом 1,27 мм и корпус SSOP с шагом 0,65 мм. Но под него универсальное посадочное место сделать не получилось.
В итоге мы имеем целый набор плат с различными комбинациями контактных площадок. Но, надо сказать, что проблема с платами в целом решается не так уж и сложно.
А вот с созданием единой прошивки пришлось попотеть. Понятно, что она «единая» только абстрактно. Мы используем микроконтроллеры совершенной разных подсемейств, у которых периферия отличается очень сильно. Например, PIC18F46K22 и PIC18F46Q43.
Поэтому пришлось в первую очередь максимально переработать наши библиотеки для работы с периферией. В них появилось большое количество define«ов, но в итоге получилось свести всё к единому стилю. Полностью отличается только начальная инициализация микроконтроллеров, но и тут мы постарались максимально унифицировать её в пределах похожих подсемейств.
Далее мы добавили в каждую прошивку функцию для определения «типа микроконтроллера», по факту просто код модели. Это нужно для софта верхнего уровня при обновлении «прошивки». Код представляет собой одну букву от A до Z за исключением буквы X (об этом будет ниже). Таким образом, у нас на данный момент есть возможность использования 25 типов микроконтроллеров в одном устройстве. Надеюсь, что этим всё и ограничится
