縮短產(chǎn)品開發(fā)周期一直以來都是研發(fā)機構的主要目標。減少開發(fā)時間的方法之一是將設計和測試工作同步進行——即通常遵循V型圖產(chǎn)品開發(fā)模式。這種方法已經(jīng)應用于汽車業(yè)和航空業(yè)。
在這些行業(yè)中，最終的產(chǎn)品是一個高度復雜的“由系統(tǒng)組成的系統(tǒng)”，V型圖的左側是設計，右側代表的是測試/驗證(如圖1所示)。V型圖真正的含義是指在整個系統(tǒng)開發(fā)完成之前，即開始對子系統(tǒng)進行測試和驗證，從而實現(xiàn)更高的效率。
圖1： 當設計大型的“由系統(tǒng)組成的系統(tǒng)”時，從V型圖中可以很方便地看出：哪些子系統(tǒng)可以獨立于整個系統(tǒng)進行測試。
并行設計和測試的方法，例如V型圖方法，在具有高度管制環(huán)境的行業(yè)中已經(jīng)得到了普遍應用，而且這些方法在其它行業(yè)以及其它類型的設備中的使用也在不斷增加。例如，在半導體和消費電子行業(yè)，更短的產(chǎn)品生命周期和日益復雜的產(chǎn)品復雜性迫使企業(yè)不斷地減少產(chǎn)品開發(fā)時間。
根據(jù)2009年 McKinsey公司對半導體IC設計過程的調(diào)查(www.mckinsey.com/Client_Service/ ... of_semiconductor_RD)，半導體行業(yè)的產(chǎn)品生命周期與產(chǎn)品開發(fā)類型的比例大約是汽車行業(yè)的三分一。McKinsey公司的此項調(diào)查還估算出一個新半導體設計的平均開發(fā)時間大約是19個月。因此，他們認為企業(yè)的研發(fā)能力是一個關鍵區(qū)分因素。
由于在產(chǎn)品開發(fā)過程中提高研發(fā)能力是企業(yè)的當務之急，并行設計和測試的理念已經(jīng)遍及整個電子行業(yè)。實行這一目標的一個關鍵方法是增加電子設計自動化(EDA)仿真軟件和測試軟件間的連通性，并一直貫徹至組件級。
開發(fā)過程中的軟件使用
為了理解產(chǎn)品設計流程中仿真軟件的作用，理解軟件在產(chǎn)品開發(fā)的設計和測試兩個階段中的作用是很重要的。在初步設計和仿真中，EDA軟件用于仿真產(chǎn)品的物理或者電氣特性。實際上，我們可以認為EDA軟件是一種實用工具，可以使用數(shù)學模型來表示被測設備(DUT)在一系列輸入的條件下產(chǎn)生的輸出——然后向設計師展示這些參數(shù)指標。
在產(chǎn)品開發(fā)的驗證/確認階段，工程師們使用軟件的環(huán)境略有不同——在真正的原型上自動進行測量。但是，與設計和仿真階段相似的是，驗證/確認階段需要EDA軟件工具使用的那些測量算法。
圖2：在整個開發(fā)周期中，軟件起著關鍵作用
當前的EDA軟件的一個新特性是能夠不斷提高EDA環(huán)境和測試軟件間軟件之間連通性。更具體地說，這種連通性能夠?qū)崿F(xiàn)：(1)現(xiàn)代的EDA軟件環(huán)境推動測量軟件的發(fā)展，以及(2)測量自動化環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)EDA設計環(huán)境的自動化。
連通設計和測試軟件環(huán)境的好處之一是，它允許設計工程師在設計過程的早期階段就使用更為豐富的測量算法。這不僅讓工程師在設計過程中及早地了解其設計相關的重要信息，而且還能夠?qū)碜则炞C/確認過程的測量數(shù)據(jù)與仿真建立關聯(lián)。增加EDA和測試環(huán)境的連通性的第二個好處是，它允許測試工程師在設計過程中更快地開發(fā)工作測試代碼——最終減少復雜產(chǎn)品的上市時間。
EDA豐富了測量的內(nèi)容
EDA和測試軟件的連通性改進產(chǎn)品設計過程的方法之一是提供了更豐富的測量。從根本上說，EDA工具使用行為模型來預測新設計產(chǎn)品的行為。但可惜的是，仿真設計的驗證所使用的測量標準，與用于驗證最終產(chǎn)品的測量標準完全不同——這使得關聯(lián)仿真和測量數(shù)據(jù)變得相當困難。
一個日益明顯的趨勢是：在設計和測試過程中使用相同的工具鏈——這種趨勢最終能夠使工程師將測量結果及早引入到設計流程中。
例如，考慮一個蜂窩多模式RF功率放大器的設計案例。過去，這種類型的放大器使用RF EDA工具來設計和建模，如AWR Microwave Office。在EDA環(huán)境中，工程師們通常“測量”RF的特性，如效率、1-dB壓縮點，并通過仿真獲取這些參數(shù)。但是，最終的產(chǎn)品必須應用額外的RF測量標準，以符合公開發(fā)布的蜂窩通信標準，例如，GSM/EDGE、 WCDMA、和 LTE。
從過去來看，針對特定標準的參數(shù)測量數(shù)據(jù)，例如LTE標準的誤差向量幅度(EVM)和相鄰信道泄露比(ACLR)，都需要連接被測設備的測量儀器，因為其測量方法非常復雜。而展望未來，由于EDA軟件和自動化軟件之間的連通性，能夠在EDA環(huán)境中的仿真設備上實現(xiàn)這些復雜的測量算法, 因此，工程師能夠及早地在設計階段就識別出系統(tǒng)相關的或者復雜產(chǎn)品相關的問題，從而大大地縮短產(chǎn)品的設計時間。
產(chǎn)品開發(fā)流程的并行化
將設計和測試過程連通的另一個趨勢是：使用EDA生成的行為模型，可加速產(chǎn)品驗證/確認過程和生產(chǎn)測試軟件的開發(fā)。過去，導致產(chǎn)品設計過程中效率低下的原因之一就是：對于一個特定的產(chǎn)品，只有在完成第一個物理原型后，才能夠開始開發(fā)測試代碼。
改進這一過程的方法之一就是：針對一個特定的產(chǎn)品設計，建立其軟件原型，并將其作為編寫特性測試或產(chǎn)品測試代碼時的待測設備(DUT)。通過這一方法，特性測試或產(chǎn)品測試軟件的開發(fā)過程能夠與產(chǎn)品的設計過程并行，從而減少產(chǎn)品投向市場的總體時間。
以Medtronic公司的工程師在最近的一個起搏器產(chǎn)品設計過程中所使用的方法為例，他們采用了一個新的軟件工具，將Mentor Graphics EDA環(huán)境與NI LabVIEW軟件連通。在連通這兩個軟件環(huán)境之后，Medtronic公司的工程師可以在生產(chǎn)出實際的產(chǎn)品之前，就開始著手建立一個測試工作站。這種設計方法所實現(xiàn)的固有的并行機制，能夠讓工程師比過去更快地將產(chǎn)品推向市場。
Mentor Graphics公司系統(tǒng)工程部門的副總裁Serge Leef指出：“將EDA工具和我們的測試軟件連通，能夠在開發(fā)產(chǎn)品的同時開發(fā)測試工作站，并將測試結果更早地反饋至開發(fā)過程中，通過開發(fā)過程與測試過程的并行運行，而非串行運行，大大地縮短產(chǎn)品設計周期。”
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