¿Los fabricantes de dispositivos (dispositivos biomédicos, monitores de acuarios, etc.) crean sus propias computadoras integradas o están utilizando algunas placas prefabricadas / modificadas?

Tenemos que tener un poco de cuidado con la redacción aquí. Cuando diseñamos tableros para hacer algo que requiere monitoreo o control, generalmente usamos microcontroladores integrados. Estos tienen un procesador dentro pero también tienen muchos otros circuitos inteligentes que podemos usar para simplificar el diseño de nuestro proyecto.

Un chip o microprocesador de “computadora” generalmente se refiere a una CPU estandarizada como las que se encuentran en las computadoras portátiles y de escritorio. Estos, si bien son muy potentes, dejan toda la interfaz inteligente a otros chips (generalmente conocidos como los chips de cara norte y cara sur), lo que hace que sea más difícil diseñarlos.

En productos comerciales como sus dispositivos biomédicos, etc., puede encontrar PCB con solo unos pocos componentes que hacen las cosas más extraordinarias porque todo lo inteligente se hace dentro de los circuitos integrados en un solo microcontrolador IC.

Hay cientos de capacidades incorporadas posibles y parte de la habilidad es elegir el microcontrolador adecuado para su aplicación.

¿Desea RAM y ROM internas, osciladores internos, interfaces seriales, usb, rs232, RS485, I2C, SPI, CANbus Ethernet, etc. Interfaces analógicas, DtoA AtoD, PWM, interfaces de alta corriente, interfaces de alto voltaje, interfaces de control de motores, qué sobre sensores, 4 a 20 mA, entradas de voltaje, entradas de cuadratura, entradas LVDT. Puedo aburrirte con las opciones que se encuentran.

El punto es que si uso una placa estandarizada, digamos un Arduino o un Raspberry PI o un Beagleboard, entonces estoy limitado por lo que otras personas han diseñado como un PCB de control de propósito general que incluye todas las cosas hinchadas que no necesito, mientras que si diseñarlo nosotros mismos, podemos reducir el costo, simplificarlo, hacerlo más confiable, hacer que haga exactamente lo que queremos que haga.

Buuuttttt … Todo depende de la aplicación. En las primeras etapas, particularmente cuando desarrollamos el firmware más importante, podemos usar una placa de desarrollo construida por el fabricante del chip para ahorrar tiempo mientras diseñamos el producto y solucionamos los errores.

También es importante mencionar que si está diseñando algo que tenga que ver con productos médicos o productos utilizados para mantener entornos donde cualquier falla podría causar daño a un animal o que Dios no lo permita a un ser humano, entonces sus costos aumentarán en un factor de 10. Incluso peor si diseñas un kit para el ejército. Los obstáculos para llevar productos como estos al mercado son legendarios.


Ahora, tal vez no haya un microcontrolador que tenga la combinación adecuada para su producto. Eso es cuando las cosas se ponen realmente interesantes para los diseñadores y comenzamos a construir nuestros propios chips utilizando alguna forma de lógica programable. Aquí es donde pasamos a los FPGA y ASIC de PLD. Estos son chips digitales multipropósito que se pueden configurar para integrar casi cualquier conjunto de funciones digitales en una sola pieza de silicona. Algunos incluso tienen algunas funciones analógicas que se pueden incluir en la mezcla. O si realmente quiere ser inteligente, incluso hay FPAA (arreglos analógicos programables en campo)

Es una de las grandes alegrías para mí que en los últimos 20 años, hemos saltado adelante en la gama de juguetes con los que juego cuando nos sentamos a hacer algo. Y cuando comienzas por este camino hoy puede parecer abrumador. No es … Es Lego y antes de que puedas usar las tormentas mentales de Lego, debes ser capaz de construir modelos simples. He visto muchos proyectos hermosos e inteligentes hechos con Arduinos y otros, pero siempre han sido proyectos de aficionados. Sin embargo, estas excelentes herramientas te enseñarán los conceptos básicos del oficio y luego podrás jugar con los juguetes más geniales de la historia. Los microcontroladores y los PLD.

Y los niños que ahora están comenzando en este camino son los más afortunados de la historia, puedes diseñar las próximas generaciones de todo, el IOT y la IA, los drones y las energías alternativas que cambiarán todo.

..y su viaje comienza con un poco de curiosidad y un Raspberry PI

Por lo general, esas consideraciones incluyen un balance de costo, volumen, funcionalidad, responsabilidad y calendario. Un dispositivo médico tiende a ser más sobre responsabilidad que costo. Un monitor de acuario (a menos que sea una instalación muy importante) tiende a ser lo contrario.

Algunas veces compran algunas soluciones disponibles y otras crean sus propias soluciones.

El factor que determinará qué poner en el producto es puramente económico, utilizarán lo que sea más rentable.

A menudo, la decisión se basa en el volumen: ¿cuántos planean vender? A menos que ese número supere muchas decenas de miles, a menudo no vale la pena diseñar su propia placa de computadora personalizada. Tal vez solo necesiten desarrollar una parte única o 2 y conectarlas a placas estándar.

Si bien es posible que usen una placa estándar para el desarrollo inicial, siempre hacen su propia placa personalizada para la producción si tienen la intención de fabricar más de unas pocas unidades para algún trabajo especial.