過程系統的向后和向前兼容性

過程系統的生命周期通常很長。并不是說系統不會不時更新，但與其他行業不同的是，發現一個有幾十年歷史的系統仍在悄悄地工作并不罕見。這種持久性是由一系列因素驅動的，包括對底線的關注、中斷盈利活動以適應升級的成本，以及許多系統都是為持久和適應未來而構建的這一事實。

為了確保電子系統的持續向后和向前兼容性，需要關注許多領域。例如，在組件級別，尋找具有標準化接口、健壯數據格式和版本控制策略的部件，同時還要進行全面測試以驗證不同軟件和硬件版本之間的兼容性。

如果您將其放在說明電子元件過時的圖表中，它將顯示組件生命周期。它將從“有效”變為“不推薦用于新設計 （NRND）”，然后是“最后一次購買 （LTB）”，最后是“過時”，突出了組件變得越來越難以或不可能獲得或使用的階段。

標準化接口和格式在實現長壽方面的作用是什么？

一個簡單的起點是查看引腳排列和協議。尋找符合行業標準引腳布局和通信協議（例如 kSPI、I2C、UART）的組件。例如，Wi-Fi 已通過一個活躍的支持組織盡可能兼容。這確保了來自不同制造商的組件可以無縫互作。

同樣，在軟件/固件級別，尋找使用定義明確且廣泛支持的數據格式進行通信和存儲的產品。這樣可以更輕松地保持不同軟件版本和硬件平臺之間的兼容性。

利用開放標準和協議的組件也可以提供一些防止過時的保險，因為這些組件更有可能在不同的系統和平臺上得到支持。另一個值得關注的兼容性領域是電磁干擾 （EMI）。正向迭代通常必須保持相同的 EMI 曲線，甚至可能需要滿足更嚴格的標準。請務必考慮此問題。

版本控制如何幫助實現生命周期？

軟件和固件應該是最容易處理的事情，但事實上，它們通常依賴于供應商的價值鏈和隱藏的設計功能，這可能使它們更容易或更難適應不斷變化的技術環境。當然，有時供應商只是決定停止支持給定的技術。

出于這些原因，為軟件和固件實施健壯的版本控制策略是值得的。這需要對產品路線圖和已發布的計劃進行研究，并對路線圖和計劃實施的可能性進行一些分析。該策略應允許未來的開發、更新和升級，而不會抑制與舊版本的兼容性。

將硬件和數據結構設計為可擴展也是謹慎的做法，這樣就可以添加新的特性和功能，而無需對系統進行全面改造。不過，兩者都會帶來挑戰。

硬件特別困難，因為基本設計需求通常足夠具有挑戰性，而不必考慮與舊系統的可比性。通過觀察水晶球來嘗試了解將來可能需要哪些功能并非易事。數據結構也很重要，但它們可能屬于路線圖討論。

對于許多系統來說，應用程序編程接口 （API） 實際上是使元素成功即插即用的關鍵。如果可能，請確定您正在考慮的 API 是否設計為向后兼容，從而允許新軟件版本與舊組件一起使用，反之亦然。并非所有 API 都相同。

為什么擁有最好的 API 對長壽很重要？

選擇不當的 API 可能會導致重大挑戰，從而影響開發時間、成本、性能，甚至應用程序的安全性。最根本的挑戰是確保 API 提供必要的功能和數據來實現您的應用程序目標。仔細分析 API 的終端節點、方法和數據結構，看看它們是否符合您的需求。

API 是否提供您需要的所有功能，或者您是否必須妥協或自己構建其他功能？提供的功能是否與您的特定使用案例相關？API 使用哪些數據格式（例如 JSON、XML）？這些格式是否與您現有的系統和編程語言兼容？如果存在顯著差異，則數據映射和規范化可能非常耗時。

API 提供者如何處理更新和更改？正確的版本控制可確保向后兼容性，并使您能夠按照自己的節奏遷移到新版本。新版本的 API 與舊版本在多大程度上向后兼容？重大更改可能需要對應用程序進行大量代碼修改。最后，了解 API 提供商關于棄用舊版本的策略非常重要。在版本停用之前，您會收到多少通知？

硬件設計選擇如何影響使用壽命？

牢記設計選擇對于使用壽命非常重要。例如，雖然數字電源管理正在取代傳統的模擬控制器，以便在同時具有舊（模擬）和新（數字）部件的系統中平穩工作，但數字系統需要保留一些舊功能。

一個常見的特性是輸出電壓微調。這使用戶可以調整模擬電源模塊的輸出電壓。模擬系統可以使用一個簡單的外部電阻器來實現這一點（見圖）。這非常有用，因為這意味著少量標準功率模塊可用于許多不同的應用，即使它們需要不同的電壓或更多，它們也可以適應不斷變化的技術需求。

該控制器使用兩個外部電阻器 RDOWN 和 RUP 來調節輸出電壓。RDOWN 通過降低誤差放大器正輸入的信號來降低輸出電壓。RUP 通過降低誤差放大器負輸入的信號來提高輸出電壓。

測試如何幫助確保長壽？

進行添加或更改時，對系統進行嚴格測試以確保新的軟件和硬件版本仍然可以與較舊的組件和版本一起正常運行。同樣，最好在可行的范圍內評估系統與未來軟件和硬件版本配合使用的能力，盡早發現潛在的兼容性問題。

環境測試應包括溫度、振動等因素，以確保組件能夠承受實際條件并隨著時間的推移保持兼容性。這可能包括涉及比實際使用中可能遇到的更嚴重條件的加速老化測試。

為什么元件選擇考慮因素對于確保使用壽命如此重要？

說到長壽，俗話說，“鏈條的強度取決于其最薄弱的環節”，這句話完全適用。所有組件的可靠性和質量對于確保整體的長使用壽命是必要的。這并不意味著設計需要 “鍍金”。但組件選擇應基于證據。

通常，從信譽良好的制造商那里選擇組件，這些制造商在可靠性和質量方面有良好的記錄是一個非常好的開始。但不要讓聲譽本身成為指南。仔細查看組件數據表和文檔，了解其規格、限制和兼容性要求。確保組件符合相關行業標準和法規（例如 RoHS、IPC）。

深入了解制造商的可靠性。現有文獻中是否有任何跡象表明性能不佳？制造商或其產品線是否受到法律訴訟？回到前面的要點，尋找具有大量數據表、應用說明和可靠性數據的供應商。

可以延長壽命嗎？

是的，如上所述，可以采用多種方法來延長系統的服務壽命。在設計中，要使系統保持長期良好運行，同時確保它們能夠進行升級，這意味著要為另一個維度進行設計：時間。

耐用的系統可節省停機時間，減少資本支出，并釋放工程資源用于更高附加值的活動。