[APPLICATION FARNELL] La réussite en conception électronique se mesure souvent à la rapidité avec laquelle il est possible de commercialiser de nouveaux produits. Mais cela ne peut se faire au détriment de la précision et de la fiabilité. De plus, du dessin conceptuel au produit fini, on se heurte à des difficultés techniques, des budgets serrés et des délais stricts. Pour relever ces défis, il faut adapter ses approches en matière de prototypage. À cet égard, le kit de développement s’impose comme l’outil le plus utile. Farnell décrit ici sous la forme d’un guide pratique comment bien choisir le “bon” kit de développement adapté à ses besoins.

Auteur : Daniel Ford

Vice-Président des Ventes et Services, EMEA

Farnell Global

Autrefois considérés comme des “outils d’apprentissage” pour les ingénieurs, les kits de développement sont aujourd’hui vus par beaucoup comme la pierre angulaire des stratégies des fabricants d’équipements d’origine - les OEM. En effet, selon une récente enquête Farnell, 44% des OEM ont désormais recours à des kits de développement dans leurs flux de travail de conception.

Plus parlant encore, près de 84% des ces entreprises utilisent elles-mêmes le logiciel du kit de développement qu’ils fournissent dans leurs produits finaux.

Quels sont les obstacles actuels du développement de produits ?

Aujourd’hui, les utilisateurs ont beaucoup de mal à choisir les bons produits auprès des fabricants, car la technologie évolue rapidement et il est difficile de suivre le rythme. Les kits de développement sont à ce niveau très importants. C’est dans ces kits que les fabricants investissent pour commercialiser leurs dernières technologies.

Conséquence, les ingénieurs sont confrontés à une véritable déferlante de défis de conception. La demande d’appareils plus intelligents de la part de l’industrie comme du grand public ne cesse d’augmenter, et avec elle, la complexité sous-jacente du matériel.

Concevoir une carte de circuit imprimé (PCB, Printed Circuit Baord) sur mesure à partir de zéro implique de résoudre des difficultés techniques telles que celles liées à l’intégrité du signal ou à la gestion de puissance, tout en relevant les défis posés par l’approvisionnement en composants.

En outre, la dépendance circulaire est un problème majeur pour la conception de produits : le développement de logiciels dépend du matériel disponible, dont la conception dépend elle-même des exigences logicielles définies. Ce qui laisse peu de place aux itérations rapides nécessaires pour devancer la concurrence dans des secteurs qui évoluent rapidement, comme ceux de l’intelligence artificielle(IA), de l’IoT et de l’automatisation industrielle.

Les kits de développement contribuent ici à atténuer ces difficultés en permettant aux ingénieurs de valider les conceptions, les piles logicielles et les architectures de systèmes en amont, avant de s’engager dans la mise au point d’un PCB sur mesure.

Quel rôle pour le kit de développement ?

Le kit de développement fait le lien entre l’idée et le produit fini. Il s’agit d’une carte préassemblée qui comprend un processeur central - MCU, MPU ou FPGA - ainsi qu’un ensemble de périphériques complémentaires, tels que des capteurs, des modules de communication et des interfaces d’alimentation.

On l’utilise principalement pour obtenir un environnement stable et prévalidé dans lequel les ingénieurs peuvent expérimenter les configurations de code et de matériel sans besoin immédiat d’une fabrication sur mesure.

Pour choisir la plate-forme adaptée à leurs besoins, les ingénieurs doivent privilégier celles permettant une extension modulaire, prenant en charge des interfaces standardisées et proposant une documentation complète.

L’utilisation d’exemples de code, de conceptions de référence et de notes d’application peut considérablement réduire les courbes d’apprentissage et accélérer la phase de validation.

Pourquoi les kits de développement sont-ils importants ?

Pour les ingénieurs comme pour les grandes entreprises, l’adoption de kits de développement offre plusieurs avantages clés.

1 - Prototypage et validation de principe rapides. L’avantage le plus immédiat d’un kit de développement est qu’il permet à un ingénieur d’obtenir un prototype fonctionnel dans les heures suivant la réception du matériel. Cet aspect “prêt à l’emploi “ permet aux équipes d’effectuer la validation de principe auprès des parties prenantes ou des investisseurs dès les premiers stades du cycle de développement, assurant ainsi la viabilité du projet avant tout investissement important.

2 - Réduction des risques et de la complexité de conception. Les kits de développement dispensent les concepteurs des tâtonnements initiaux liés au matériel. Grâce à des pistes et des composants optimisés, les ingénieurs peuvent se concentrer pleinement sur l’adéquation de leur produit aux besoins de l’application, plutôt que sur des problèmes élémentaires d’alimentation ou de signal.

3 - Accès à des écosystèmes prévalidés. Les kits de développement modernes incluent des SDK, des pilotes et des intergiciels testés, garantissant une intégration fluide avec le matériel embarqué tout en permettant aux ingénieurs de se concentrer sur le développement de leurs applications plutôt que sur le dépannage de problèmes de compatibilité. Cela réduit considérablement les obstacles aux technologies complexes telles que la technologie Bluetooth Low Energy (BLE), le Wi-Fi 6 et l’IA de périphérie.

Quels sont les pièges courants (encore) rencontrés par les ingénieurs ?

Tous les kits de développement ne se valent pas. Choisir le mauvais peut entraîner une dépendance vis-à-vis d’un fournisseur ou une évolutivité limitée. Pour éviter ces écueils, les ingénieurs doivent évaluer les kits sur la base de cinq critères clés :

1 - Exigences de l’application. Le cas d’utilisation visé constitue un premier filtre. Un nœud de capteur IoT nécessite une faible consommation d’énergie et une connectivité spécifique (LoRaWAN ou NB-IoT), tandis qu’un système de vision industrielle d’IA nécessite des unités de traitement (NPU) hautes performances et des interfaces de caméra rapides.

2 - Spécifications matérielles. Au-delà du CPU, les ingénieurs doivent prendre en compte les éléments suivants : la connectivité prend-elle en charge les protocoles sans fil nécessaires ? y a-t-il suffisamment de mémoire Flash et de RAM pour la pile logicielle prévue ? dispose-t-il de barrettes standard - comme Arduino Uno ou mikroBUS - pour l’ajout de “Shields” ou d’éléments “Click” ?

3 - Écosystème logiciel. Un matériel puissant est inutile sans un logiciel de qualité. Le kit bénéficie-t-il d’un environnement de développement associé robuste ? Existe-t-il des bibliothèques pour les capteurs ? Le kit est-il associé à une vaste communauté - comme Raspberry Pi ou STM32 - ce qui permet souvent un dépannage plus rapide grâce aux forums et référentiels open source par rapport aux cartes propriétaires moins connues ?

4 - La compatibilité est la clé de l’évolutivité. Une erreur courante consiste à choisir un kit de développement qui ne permet aucune évolutivité en raison d’un manque d’interopérabilité. Les kits de haute qualité sont conçus en prévoyant un chemin de migration spécifique, qui permet une transition aisée de la carte d’évaluation vers le PCB sur mesure final. Il est crucial de choisir un kit permettant cette évolutivité tout au long du cycle de vie du développement. C’est là le fondement d’une transition en douceur des conceptions et logiciels concernés, par exemple du matériel dédié à l’évaluation au PCB sur mesure prêt pour la production.

Autre erreur courante : le choix d’un kit de développement basé uniquement sur un processeur, sans tenir compte de la disponibilité à long terme, de la prise en charge logicielle, ni des options de migration. On peut aussi facilement négliger l’importance des ressources de la communauté, dont l’absence peut pourtant ralentir les dépannages et allonger les cycles de développement.

Il est préférable d’adopter une vision globale dès le départ, car cela permet aux équipes d’éviter les réparations et les retards.

5 - Budget et disponibilité. Bien qu’un kit de développement s’avère moins cher qu’une conception sur mesure, le coût à long terme des composants doit néanmoins être pris en compte. En outre, dans un contexte marqué par une volatilité de la chaîne d’approvisionnement, il est essentiel de s’assurer que les composants sont facilement disponibles pour la production de masse.

Comment les distributeurs soutiennent le processus de conception ?

Les distributeurs éliminent les incertitudes pour leurs clients en proposant des solutions et en vérifiant qu’elles sont adaptées aux futurs développements de produits et applications. Farnell fait ainsi partie des fournisseurs capables de couvrir un large éventail de fabricants.

Cette capacité à regrouper des kits de développement issus de multiples fabricants permet de proposer l’outil adapté à pratiquement tous les besoins, y compris la documentation produit et les détails de conception qui seraient autrement difficiles à obtenir. Ce qui permet aux utilisateurs d’accélérer considérablement la mise sur le marché et constitue un atout déterminant pour gagner et conserver des parts de marché.

La gamme croissante de kits favorise l’innovation dans toutes les applications, mais elle pose également des défis, car il devient plus difficile d’orienter efficacement les utilisateurs vers la solution adaptée. C’est là que les distributeurs tels que Farnell apportent de la valeur en tant que partenaires techniques à part entière dans le processus de conception.

En s'appuyant sur leur expertise, Farnelle peut peut aider à réduire efficacement les options possibles et à s’assurer que la solution la plus appropriée est choisie. A ce niveau, les distributeurs réputés proposent des kits de fabricants leaders de l’industrie, tels qu’Analog Devices, Renesas, Nordic Semiconductor ou encore NXP, ce qui permet aux ingénieurs de comparer directement les architectures.

Leurs équipes d’assistance aident à éviter les erreurs courantes, telles qu’une spécification excessive des processeurs ou le choix de composants en fin de vie.

DevKit HQ : une ressource centralisée

Alors que les kits de développement deviennent un élément central des flux de travail de conception modernes, les ingénieurs ont de plus en plus besoin d’une plate-forme unique concentrant un large éventail de choix, des fournisseurs de confiance et des conseils pratiques pour réduire les risques et accélérer les décisions de conception.

Conscient de la nécessité d’aller vers un processus de sélection plus rationalisé, Farnell a récemment lancé DevKit HQ. Cette ressource en ligne est conçue comme un endroit unique pour explorer et comparer les idées visant à réduire les risques et les solutions destinées à résoudre les problèmes. Ainis, DevKit HQ fournit :

1 - Une plate-forme complète pour évaluer, prototyper et construire, permettant aux ingénieurs de comparer rapidement les kits de développement par application, technologie et famille de fabricants en un seul endroit.

2 - Une réduction du temps et des coûts de conception en donnant la priorité aux kits de développement avec des interfaces standard, facilitant ainsi l’intégration et la migration vers des conceptions sur mesure.

3 - Une documentation détaillée permettant d’accéder en un clic aux fiches techniques, notes d’application et conceptions de référence, pour limiter le temps passé d’ordinaire à chercher les informations et les conseils.

4 - Des présentations des applications, des sections spécialement conçues pour l’IA, l’IoT, les capteurs, le contrôle des moteurs et la gestion de puissance, pour aider les ingénieurs à trouver les outils pertinents et à les utiliser rapidement de manière productive.

On le voit le kit de développement est passé d’un simple outil d’évaluation à un atout stratégique qui détermine la probabilité de succès pour les produits électroniques modernes. En fournissant des éléments de base de matériel et de logiciels pré-validés, ces kits limitent la frustration et la déception en permettant aux ingénieurs de se concentrer sur la mise au point d’une offre extraordinaire.

Cependant, la puissance d’un kit de développement ne s’exprime pleinement que grâce à un choix éclairé. En évaluant soigneusement les besoins des applications et la prise en charge des écosystèmes, et en tirant parti des vastes ressources techniques disponibles auprès de partenaires tels que Farnell, les concepteurs peuvent réduire considérablement les risques et accélérer l’innovation.

Avec une assistance couvrant l’ensemble du processus de conception, de l’accès anticipé à travers DevKit HQ jusqu’à l’assistance complète à la conception et la production de gros volumes, en passant par le prototypage, l’échantillonnage et l’évaluation, Farnell s’assure que les kits de développement ne sont pas seulement des outils d’expérimentation, mais constituent aussi une base pour des produits évolutifs et performants.

Sur un marché de plus en plus concurrentiel, choisir le kit de développement adéquat et la plate-forme appropriée pour sa prise en charge, c’est faire un pas décisif vers un développement plus rapide, une réduction des risques et de meilleurs résultats.