Comprensione dei rischi legati allo sviluppo dei modem wireless integrati

Benché la tecnologia wireless sia condivisa con il mondo dei consumatori, il processo di sviluppo per i sistemi integrati tipici, con volumi di produzione nell'ordine di qualche migliaia di unità anziché di milioni, presenta tratti distintivi. Per progettare la connettività wireless in un dispositivo integrato di volume medio-basso, i team di sviluppo adotteranno uno dei seguenti due approcci:

•   Soluzione modem: inserire un PTCRB e un modem compatibile con la rete nella scheda. In questo caso, l'unica opera aggiuntiva di design richiesta è l'interfacciamento tramite bus seriale o USB. Multi-Tech Systems è il miglior produttore di questo tipo di modem per le applicazioni integrate.

•   Soluzione modulo: progettare un modulo RF adeguato nel sistema, aggiungere componenti per le funzioni necessarie quali controllo, alimentazione, interfaccia bus, antenna, protezione del circuito e così via. Alcuni noti fornitori di tali moduli includono Telit, Sierra Wireless, ublox o Gemalto

  In questo caso, il team di sviluppo deve decidere se continuare a puntare sulla propria produzione o spostarla presso un fornitore ("make or buy"). Progettando un modulo wireless nel sistema, il team di sviluppo potrebbe ottenere una riduzione dei costi dei materiali (BOM) di circa 10-30 dollari USA per un prodotto cellulare di rete tipico rispetto al costo di una soluzione modem.

  Tuttavia, questo BOM più basso deve essere rapportato al costo dello sviluppo in loco di un modulo wireless, con la conseguente necessità di ottenere le relative approvazioni in termini di normative e operatore. Nel caso dei sistemi cellulari, il processo di approvazione potrebbe essere lungo, costoso e dall'esito incerto. In alternativa, una soluzione modem di un fornitore affidabile avrà già le approvazioni del gestore di rete per più operatori.

  Per la soluzione a modulo, è importante sottolineare che i costi di progettazione e approvazione devono essere sostenuti PRIMA che il prodotto sia commercializzato. Si tratta di calcolare il punto di pareggio, ovvero il numero di unità per cui i maggiori costi di sviluppo iniziale del modulo vengono bilanciati dal minore costo BOM del modulo. Tali costi di sviluppo del modulo non includono solo il design del circuito e i costi di prototipazione, ma anche la necessità di ottenere le approvazioni dei fornitori di rete e le certificazioni di legge. Questo è uno scenario tipico, in cui il punto di pareggio si ottiene intorno alle 6.000 – 7.000 unità. 

  La decisione make or buy è principalmente commerciale, non tecnica. In un ambiente con molti standard, non dovrebbero esservi molte differenze in termini di prestazioni fra una soluzione a modulo progettata internamente e una soluzione modem. I professionisti possono aiutare le unità aziendali a prendere decisioni informate che prendano in considerazione il design, i rischi relativi alla concorrenza, al marketing e alla catena di fornitura che potrebbero convalidare o invalidare il calcolo di pareggio mostrato nella Figura 1.

  Le aziende sono spesso tentate di basare le proprie decisioni sui dati noti, ovvero i costi di sviluppo e BOM, che possono essere previsti con estrema accuratezza. Al contrario, i rischi indicati sopra e i potenziali costi conseguenti, sono più difficili da calcolare con precisione.

  Ciononostante, i team di sviluppo possono stimare un intervallo di costi sufficientemente accurato in base ai presupposti. Ciò rappresenta un metodo più affidabile per il calcolo dei costi e dei benefici rispetto a quello precedente, in cui i costi di difficile previsione venivano completamente ignorati. Con questo metodo, i team di sviluppo possono scoprire che l'effettivo punto di pareggio della soluzione modem supera le 7.000 unità.

  I rischi legati allo sviluppo in loco dei modem wireless

  Il primo costo potenziale da tenere in considerazione è il rischio di progetto. I progettisti di design integrati corrono il rischio che il team in loco non sia in grado di produrre un design corretto al primo tentativo. Il design RF è particolarmente prono a difetti, poiché le interferenze del sistema potrebbero incidere sulle prestazioni dell'antenna o del modulo RF in modi difficili da prevedere o diagnosticare. I team di progettazione RF competenti e con esperienza sarebbero di certo in grado di superare tali ostacoli. Tuttavia, nei progetti integrati a cui viene aggiunta la connettività per la prima volta o per i quali la comunicazione cablata viene sostituita con quella wireless, è consigliabile non sottostimare le difficoltà di implementazione della tecnologia cellulare o wireless locale. 

  Il secondo importante rischio da prendere in considerazione è quello legato alla concorrenza. Le unità aziendali dovrebbero calcolare quale parte dei profitti in un qualsiasi segmento di mercato è destinata alla prima azienda che sviluppa un prodotto. Quale rischio costituisce un concorrente che entra nel mercato prima di altri? 

  Secondo Multi-Tech, che ha basato la propria stima sui commenti dei clienti, l'impatto potenziale della decisione di produrre in loco anziché acquistare si traduce in altri nove mesi prima che un prodotto finale raggiunga il mercato. Ogni produttore effettuerà le proprie previsioni dei tempi di sviluppo ma, nelle applicazioni cellulari in particolare, l'effetto sulla durata del progetto del processo di approvazione è definito e in gran parte al di fuori del controllo del produttore.

  L'impatto di un altro rischio è anche determinato dalle azioni dei clienti: si tratta del rischio di dover sviluppare varianti del prodotto oppure versioni aggiornate del prodotto originale. Ad esempio, se il prodotto originale ha successo, potrebbero sorgere requisiti di marketing per lo sviluppo di varianti che lo utilizzano come piattaforma. Potrebbero essere versioni a costi ridotti, o "lite", con meno funzioni oppure versioni premium con caratteristiche aggiuntive.

  Tali varianti potrebbero inoltre necessitare di una diversa funzionalità wireless e di un altro modem. Se il prodotto originale utilizzava un modulo, eventuali varianti potrebbero incidere sul design originale e sulla strumentazione usata per produrlo, poiché i chipset wireless sostitutivi potrebbero necessitare di circuiti periferici diversi.

  Il quarto rischio per i design a modulo è correlato al precedente: quali sono le conseguenze per un produttore di una nuova progettazione dovuta all'obsolescenza di un chipset wireless di un modulo? I produttori di chipset cellulari e Wi-Fi, che prendono decisioni in base alle dinamiche dei mercati di consumo, rendono regolarmente obsoleti i propri dispositivi e li sostituiscono con nuove versioni migliorate. L'obsolescenza può anche essere determinata dalle fusioni e acquisizioni delle varie aziende produttrici. I produttori di elementi integrati, con cicli di vita del prodotto molto più lunghi, possono dovere affrontare costi legati al nuovo design e alla nuova strumentazione e generati unicamente dalla catena di fornitura.

  Infine, i produttori che desiderano vendere i prodotti a livello globale, dovranno affrontare le procedure lunghe e complesse di ottenimento delle approvazioni. Le certificazioni dei prodotti RF sono gestite a livello locale e regionale, non globale. Alcuni paesi richiedono un rinnovo annuale delle certificazioni. Se una certificazione scade, il prodotto deve essere ritirato dal mercato finché non ne viene rilasciata una nuova. Le normative possono inoltre cambiare durante la vita di un dato modello e potrebbe non essere possibile estendere le corrispondenti certificazioni ai prodotti esistenti. I produttori di modem integrati hanno team di specialisti che monitorano costantemente le procedure di certificazione nel mondo e si accertano che tutti i prodotti siano approvati. L'utilizzo di un modulo richiede un enorme sforzo manageriale e tecnico da parte di un produttore. 

  Come prevedere e gestire l'impatto

  I rischi illustrati sopra sono difficili da quantificare. Tuttavia, è possibile effettuare una stima ragionevole dei costi che rispecchi le specifiche circostanze. Ogni cliente dispone di progettisti RF con livelli di esperienza diversi, un tipo di concorrenza particolare, una serie di requisiti più o meno stringenti e cicli di vita dei prodotti di durata variabile. Ciò consente a ciascuno di essi di stimare la probabilità che si verifichino i vari rischi e, pertanto, di stimarne il costo. Pertanto, se vi è il 50% di probabilità che il design di un modulo sia difettoso e il costo di tale design difettoso è 100.000 dollari USA, sarà necessario aggiungere 50.000 dollari USA alla stima per la produzione di una soluzione a modulo, oltre agli altri costi già tenuti in considerazione.

  Una soluzione modem riduce drasticamente l'esposizione ai rischi legati alle approvazioni e alle certificazioni. L'inserimento in una scheda è del tutto lineare e i tempi di sviluppo del prodotto finale si riducono in modo considerevole. I prodotti Multi-Tech SocketModem (vedere la Figura 3) riducono inoltre i rischi legati al marketing e alla catena di fornitura. I prodotti SocketModem offrono una combinazione di tecnologie di comunicazione, fra cui 2G e 3G, GSM e CDMA, Bluetooth e GPS, e tutti condividono lo stesso pin-out con presa universale e, se appropriato, lo stack IP Universal IP® di Multi-Tech per una connettività persistente/automatica.

  Ciò significa che il progettista può utilizzare con la scheda varie tecnologie, senza necessità di riprogettare l'hardware o di utilizzare nuove strumentazioni, né di scrivere un nuovo protocollo IP o di apportare importanti modifiche a livello di software. Multi-Tech SocketModem sono approvati dai gestori e dagli enti normativi e supportano lunghi cicli di vita integrati per ridurre i costi e il tempo legati alle nuove progettazioni.

  Il fatto che SocketModem o modem analoghi siano in grado di eliminare i normali rischi legati alla progettazione in loco, rende fattibile e conveniente la stima e la quantificazione dei rischi. Come mostra l'analisi indicata sopra, il punto di pareggio "make or buy" è determinato da altri fattori oltre al BOM e ai costi di progettazione dei prodotti.