我如何计划需要长期支持的带有微控制器的远程产品？

我需要在必须长时间不进行重大更改的系统上使用微控制器（数十年）。为了确保总会有替换零件，我需要一个可以长期运行或由某些制造商生产的微控制器，其固件二进制和封装引脚兼容。如何确保我选择的微控制器满足这些条件？

该应用程序不需要太多的计算能力。其目的是控制电动机和其他工业系统。8位微控制器能够以0.5-1 MHz的频率更改大约8-16个IO引脚的状态。ADC可能很有价值，但可以用一个简单的外部比较器代替。

FPGA制造商说，如果您使用“软核”，即用VHDL编写的微控制器，则可以在将来的任何可编程FPGA硬件上实现VHDL设计，从而使您摆脱了任何特定硬件淘汰的可能性生产。

要购买该论点，您需要假设可编程硬件将在您的时间跨度内继续可用（可能），并且将继续以适合您产品的芯片尺寸，成本和电压提供这些硬件（我发现这很难）相信）。要使用这种方法，您将不得不接受可能需要做一个新的硬件设计来接受一个新的程序包，这有点使您的目标没有大的改变。

我的方法和建议是，将您的控制处理与小板上的其余电路隔离开，并定义自己的接口，引脚越少越好。也许SPI可以提供合适的接口，或者具有数据读/写和地址选通的nybble总线。然后，如果您选择的处理器在产品生命周期内过时，则只需重新设计和测试小板，而无需重新设计具有重要模拟产品功能的大板。

用C对控制处理器进行编程。将代码严格划分为通用算法和硬件接口模块。然后，如果必须更改特定的硬件位，则可以将重写隔离到少量模块，而不必在整个代码中进行爬网。

选择合适的电压，例如，我希望使用3.3v到5v。

当您选择小型控制板时，做的可能比选择与可用的Arduino或PIC开发板相匹配的外形尺寸还要糟糕。然后，您的开发和原型制作便有了立足之本，您甚至可以在设计成本更低的替代产品之前，通过购买的模块开始小批量生产。

不要忘记考虑编程工具链的可靠性。如果有专用的编程硬件，它也需要持续数十年，并且您必须能够与之对话。想象一下，必须挖出20-30年历史的DOS PC并安装ISA卡-不要忘记手动选择IRQ和DMA线！或者，您可能必须购买提供向后兼容性的昂贵的利基产品。如果您可能需要修改软件，请记住，编译器工具和库也会更改，通常比硬件快得多。

还应考虑MCU需要运行多长时间。如果您希望它有数十年的运行机会，则需要考虑闪存保留和长期故障率之类的问题。如果您要每隔15年更换一次芯片，那不是大问题。制造商应具有此信息。您可以考虑为航空航天或汽车等安全关键型应用而设计的MCU，而不是便宜得多。它们通常带有冗余硬件和更好的质量保证。

一种选择是存储您自己的备件。如果购买足够，则可以购买带有自定义掩码ROM的MCU，并完全避免编程/数据保留问题。

确保一切都非常有据可查的。MCU本身，软件，内存分配，CPU指令集，所有电气接口，规格等。

认真考虑user44635的答案。如果您的备件供应在30年内干ries并且任何合理的备件都具有1.8V IO，会发生什么情况？还是您能找到的最古老的芯片都具有32位ARM CPU（它们开始吞噬8位市场）？如果情况最糟，可以使用一块单独的板来选择添加电压调节器，电平转换器和其他接口硬件。

虽然有些制造商的记录要好于其他制造商，但在操作级别而不是电路设计级别可以解决产品寿命长和关键组件淘汰的问题。

保持对所需微控制器数量的持续预测。监控供应链。当制造商宣布NRND状态时，您-或您的操作-会刺耳。当制造商宣布即将淘汰时，他们将给您最后订购权。您采购了预测的数量，并将其存储在防火柜中。

这在医疗器械，航空电子，国防等经过认证的行业中并不罕见。我见过人们这样做。例如，OEM供应商X生产用于医疗设备领域的WiFi模块。该模块使用普通的普通香草SoC进行WiFi。SoC由Broadcom生产，用于消费市场。该SoC预计将仅生产一两年。OEM供应商X意识到了这种动态。他们购买了10年的这些SoC。OEM供应商X对保证使用寿命长的零件收取额外费用。OEM的客户无需进行昂贵的产品重新认证。

通常，需要长期支持的设备的制造数量相对较少。

另一种方法是使用您可以找到的最通用的部分，对于MCU，则是8051及其变体。它有很多资源，甚至是开源的软核克隆，开发工具都可用于从DOS到Windows 10的任何平台。尽管Microchip的承诺值得称赞，但无法预测公司的并购意愿其对产品线和PIC的影响只有一个来源。

如果您需要引脚兼容的器件，Microchip可能是您的最佳选择。他们很难完全退役甚至销售缓慢的产品，例如OTP 17系列，而且正如Olin所说，Sanghi表达了一种企业理念，即通过繁荣和萧条以及零件的​​持续供应来保持供应，这也是非常重要（您可能无法在52周内得到一部分，就像我们中某些人与M * t **** a这样的供应商发生的事情一样，也可能已经完全停产了）。销量下降可能会导致零件过时，但过程变化也是一个因素。Microchip拥有自己的晶圆厂，即使他们退出某个工艺，也可以以晶片形式储存芯片。无晶圆厂公司必须使用其可以从铸造厂采购的任何工艺。

绝对要避免任何时髦的事-几年后找到停产的零件并不稀奇。很难量化，但是手机中使用的部件预计不会持续这么长时间。尽管已有5年的历史了，但已有5年历史并能向稳定和广泛的客户群（不只是3个平板电脑制造商）批量销售的零件比目前需求量大的新芯片更好。产品寿命已久。如果零件需要进行资格测试（例如辐射测试），甚至包装发生变化，都可能危及这一点，那么您就可以终生购买。

不管是好是坏，只有很少的微控制器部件具有真正的第二来源，而有功能的微控制器部件（例如旧的8051核心部件）在性能或成本上都没有那么吸引人。

作为开箱即用的建议，我建议考虑使用两个相当相似的零件（例如，两个内核类型相似的ARM芯片）但来自不同制造商的产品进行整个设计过程，并同时对两者进行鉴定。如果所有这些都预先完成，那只会增加总成本的一小部分，但会给持续供应带来更大的信心。不利之处在于，每个修订版本都需要对这两个部分进行测试，而无论哪个版本被选为主要来源，都将拥有更多的现场历史记录。

的最简单的解决方案，是有足够的备用存储到提供的所需的时间长度的部件。如果您的部件的MTTF为10年，而您需要提供100年的支持，则需要存储10年。如果您需要为100个“站”提供此支持，则总共需要1,000个。为了确保这些部件在需要时可用，您显然需要将它们存储在各个“安全”位置。如果此“保险单”的费用合理，则可能需要将其翻倍，以应对任何意外故障。