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工业级芯片之三问:可靠性和稳定性是匠芯创产品在软件端的核心指标

分类:行业应用
发布日期: 2023-12-20

芯片是电子产品的核心,其质量和可靠性直接影响着产品的性能和稳定性。为了满足不同应用领域的需求,芯片被分为不同的等级。其中,工业级芯片适用于工业自动化、控制系统和仪器仪表等领域,对芯片的可靠性和稳定性要求较高。这些芯片通常具有更宽的工作温度范围(-40°C至85°C),能够在恶劣的工作环境下正常运行,如高温、低温、湿度和振动等。本篇,将从软件端入手,解答ArtInChip芯片如何全方位实现“工业级”要求。


一、用敏捷开发撬动工业级应用地图


工业级产品对其软件性能——如可靠性、稳定性、一致性、可维护性等具有更严格的要求,为了满足这些特性需求,匠芯创科技团队将敏捷软件的一些理念和方法融入到日常开发中,为工业级应用埋下深厚的技术种子。

敏捷开发不是单独一个工具、当然也不限于某一个环节,而是一组贯穿始末的方法论。如果非要一言以蔽之的话,它有两个核心原则——快速迭代和持续交付。


① 快速迭代

相对于传统的瀑布式开发模式来说,快速迭代给团队及产品都带来极大的灵活性,以“用户故事”(相当于常说的“用户需求”)为粒度形成pipeline的开发模式、以“测试驱动开发”为每一次变更提供品质保障。


②持续交付

工业类产品的特点是研发周期相对较长,另一大特点是需求的碎片化,这些特点体现到软件的要求就是:高品质的软件版本、细分的应用场景,简单的说就是既要稳定、又要灵活。这就要求我们能够随时可以给客户提供一份可用可靠的软件,只有基于上述快速迭代的基础建设,才能在客户面前做到持续交付的能力。


二、用系统思维赋能高质量软件品质


ArtInChip匠芯创科技经过三年多的持续努力,打造了一整套的CI/CD(持续集成/持续交付)系统。该系统覆盖了从软件编码到测试验收、再到打包交付的各个环节,全流程实现了自动化,将设计的规范性和工程师的创造性有机结合起来,有效提升了团队开发效率和软件品质。


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如图所示,蓝色部分都属于自动化执行的部分,只有“代码设计”、“代码评审”需要人工参与,而其中的“代码评审”环节至关重要。这个开发模型也符合我们内部一直在强调的几个理念:


① 质量的源头是设计,而编码也是设计

大家都承认“高质量是设计出来的”,但有意思的是很多团队在“设计”阶段投入却较少,尤其是将“代码评审”流于形式,结果是将大量精力投入在后期的维护和变更中,最可怕的是陷入救火的忙碌中且将此视为常态。

所以,匠芯创科技坚持执行严格的代码审查,将问题尽量暴露在设计阶段,包括人工同行审查、以及各种代码静态检查工具。就在今年还部署了MISRA(汽车工业软件可靠性协会) C语言规范检查工具,以确保代码遵循行业最佳实践。


② 把复杂留给自己,把简单留给客户

实际上,把匠芯创科技的研发理念用更简单易懂的话说,即是——回到用户场景,用户好用才算好用。

用户的使用环境多种多样,要在尽量少假设的前提下,让用户顺利用起来我们的SDK,这个也叫做依赖性管理。团队在CI/CD系统中增加了自动化部署验证,能够在一个空白的运行环境中顺利建立对于SDK的开发依赖,并以此验证我们的软件可用性。

“回到用户场景”也体现在需求的验收环节,匠芯创科技软件团队尽量重现客户的使用环境、使用习惯、甚至模拟一些无序操作,这些给团队测试验收带来很多工作量,但回过头看都是值得的。


③ 能让工具完成的,都交给工具

作为IC原厂,匠芯创科技提供的SDK必然是要跨芯片的平台化SDK,针对一个SoC平台会衍生出多种板卡配置。跨平台意味着代码改动频繁,也意味着必须全量覆盖,因此导致测试工作量倍增,这对团队来说是一个非常严峻的挑战。

经过讨论、优化,团队将能让工具完成的都交给工具——用自动化测试完成全量覆盖的嵌入式设备测试。这个答案理解起来并不难,难的是如何攻克技术难关,切实实现全测试环节自动化。


目前业内在嵌入式自动化测试方面并没有通用的做法,匠芯创科技根据自己产品特点和应用需求,自主研发了一套全自动化的测试软硬件系统,可以做到分布式设备管理、项目化测试计划管理、单元/集成/系统/稳定性测试全覆盖,这套系统为代码重构和版本发布保驾护航。

我们“交给工具”的远不止自动化测试,还有OneStep增强命令行、一键部署OneClick、一键发布、GPIO冲突检测、在线调屏工具等,这些工具已经在为团队和为客户带来了切实的便利和效率的提高。


敏捷求索之路行之漫长,匠芯创科技软件端将赓续“让使用更简单”的企业使命,将客户价值作为软件开发指南针,充分发挥工业级芯片高稳定、高可靠性的技术优势与市场价值,推动国产工业级MPU&MCU行稳致远。


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