当处理器架构的选择明显接近生命周期时，体系结构偏差就会发生，通常是架构更改的成本推迟了不可避免的未来。当电路板布局是用故意的、密集的、变化的商品完成时，就会导致电路板设计错位。开发过程中的器件选择是潜在的过早产品重新设计和重新鉴定的决定因素。器件选择经常受到产品开发持续进展的影响，其目的是最大限度地发挥旧软件和硬件解决方案的潜力。

市场错位：由于市场错位，有时最简单或最有效的器件选择是错误的选择。如果在选择器件的几年内有一个计划和预算的最后一次购买，这种情况可能是可行的，但是，这种情况很少出现。例如，与军用或商用航空电子显示器相比，图形驱动产品的使用寿命非常短。在一个以产品开发为唯一目的的市场中，选择面向PC的器件将导致在第一批生产单元为长期系统发货之前就过时了。在预先选择图形驱动产品时，考虑长期系统成本并为早期最后一次购买分配预算是至关重要的。这对于保护军用或商用航空电子显示器和避免在面向PC的器件可能不符合产品开发要求的市场中过时是必要的。

架构错位：商业航空电子设备长期以来一直采用PowerPC处理器多核架构，因为它可以控制多核操作和跨多个处理器核心的推测执行。现有的多核PowerPC产品已通过商业航空电子设备认证，并且软件开发也得到了验证。然而，PowerPC架构的终结即将到来。商用航空电子市场采用ARM或RISC-V作为架构只是时间问题。目前设计的每一款基于PowerPC的产品，都是在已有十多年历史的处理器生产线上生产的。

电路板设计偏差：总是存在尽可能紧密封装DRAM的“诱惑”。许多系统具有可变数量的DRAM，以增强其产品或在产品系列中提供分层。将DRAM封装在尽可能小的空间内可能是一种优势。然而，对于持续15-20年的长期系统来说，挑战在于DRAM技术将在这段时间内发生重大变化。通过战略性地预先设计电路板布局来预测这种变化是至关重要的，从而最大限度地减少对未来修改的需求。

市场错位：内存产品是为短期系统设计的。最大的存储器供应商不再供应DDR3。巧合的是，DDR3是最新的PowerPC产品支持的主要内存类型。在设计长期系统时，如果事先没有长期存储产品计划，这是一个问题。几十年来，内存一直是一种快速发展的产品。为了满足数据中心的需求和便携式产品的需求，内存创新不断涌现。长期系统与所有内存类型都是市场错位，因为所有内存类型都是短期产品。

需要考虑的关键问题：

（1）在应用程序的生命周期中，器件的生命周期状态是什么？

在选择元器件时，不仅要考虑最终产品的寿命，还要考虑器件寿命开始的时间，以及产品寿命的开始日期和结束日期。选择正确的器件意味着将产品日期与所有器件日期保持一致。

（2）设计的关键组成部分是否已全面记录？

软件的变更成本大约是硬件的10倍。任何由软件直接控制的器件对于保持系统的长期交付都是最有价值的。这些器件通常也是BOM中价格最高的项目。必须提高与这些类型器件相关的文档和存档要求，以减轻长期系统维护风险。

（3）真实的设计文件（VHDL、Verilog、Spice模型、约束、源测试向量）能否在设计阶段存档，以便在发生意外情况时提供重建的机会？

这涉及最复杂、最昂贵且依赖软件的产品。为了最大限度地降低维护风险，创建包含这些产品所有相关信息的档案至关重要。该存档应该独立于任何EDA工具和操作系统。

（4）设计是否包含专有知识产权?如果是这样，当器件过时的时候，“移植”这些设计的能力可能会受到损害，或者受到重新许可和版税的影响。

嵌入式IP块（尤其是在FPGA和ASIC内）很常见。然而，如果不努力确保为这些产品制定计划，这些IP块也会使可移植性和可持续性几乎不可能实现。该计划可能必须是一次全额资助的最后一次购买或预先获得IP许可证，以允许从一种技术移植到另一种技术。简单地单击一个按钮并合并IP块（大概是因为这样做很容易）并不是一个可靠的长期系统计划。如果在设计阶段没有将IP块纳入长期计划，那么几年后可能无法再回头寻找解决方案。

许多公司在影响最大化的设计阶段几乎没有对长期系统进行任何此类规划。从器件选择，一直到IP模块选择，长期系统公司可以通过多种方式降低风险并安排系统寿命。

作者简介：Dan Deisz拥有超过35年的半导体设计经验，是Rochester Electronics的设计技术副总裁。

文章翻译自《国际电子商情》姐妹刊EPSNews，原文链接：