2019年电子设备的未来在哪里

电电子子设备设备的未来在哪里的未来在哪里 电子设备的未来在哪里 Nick Martin创始人兼CEO Altium有限公司 新一代电子设计白皮书 CHENJIAN与您分享 内容提要 那些希望创造出新一代电子产品的企业 最应关注的是用户对产品的体 验 而不是停留在产品的本身 谁都知道 新一代的电子产品将不再是孤立的 产品 它们已经超越了冷冰冰的由金属 硅片和塑料外壳所组成的躯壳 而成 为互联生态系统中具有智能特性的一部分 一个产品及连接到产品生态系统所需的智能的真正价值在于软设计 所 以 我们建议采取 由内至外 的设计方式 我们需要改变传统的设计理念 工 程师应该自由地对产品开发的流程进行整体的分析 并把产品设计作为一个重 点任务来对待 软设计部分应该成为关注的焦点以及支撑产品的基础 硬件则 应该适应软件 更好地满足软设计的需求 通过一体化设计理念进行产品设计 智能器件将成为连接用户和生产商之间的桥梁 这不仅在产品外观之外提升 了客户对产品的体验 还建立起了一套持续创新的机制 本白皮书说明了采用一体化设计理念的必要性 就工程师目前必须应对 的电子设计行业的基本挑战而言 飞快的技术发展不可避免 若不能跟上新技 术的步伐则意味着被时代所淘汰 电子设备的未来在哪里 电子行业经历了不断的发展 现如今 它再也不是蹒跚学步的孩童 也 不再是有勇无谋的少年 它已经成年 甚至步入了一个巨大的中年危机阶段 一代新的消费者出现了 他们对于我们现在生活着的高度互联 由技术 驱动的世界既熟悉又适应 并且 他们对于新事物的追逐欲望永无止境 电子 对于他们来说已经不再只是产品 而是一种生活方式了 我们的电子设计行业可以满足新一代消费者的需求么 回答是一定的 但 显然不是通过老一套的设计理念和流程 新一代的电子产品和过去的不一样 不再是孤立的器件 相反 电子产 品将作为一个智能部分被嵌入到整个互联系统中去 一个围绕产品的生态系统 从原来是电子设计体系的中心转变成为一个大的多 的产品生态系统的卫星 电子产品及其背后的生态系统紧密的连接在一起 组 成了整个客户体验 从这一更广义的角度来看 电子产品将远远超过用于生产 的金属 硅胶和塑料这些原料组合带来的价值 Apple公司的iPod就是一个很好的例子 iPod的成功除了其产品本身的内 在特性 还主要得益于其后台对手持设备 音乐购买 和下载系统有机的组合 电子设计行业整体都具有这样转变的趋势 消费电子表现尤为明显 无 论是医疗 工业 消费品或者其他行业的用户都希望他们的产品可以拥有更多 功能 升级更方便 提供额外的服务 速度更快 价格则更便宜 ipod的模式 我们做到了吗 电子产品的公司又是如何做出反应的呢 让我们做一个实验 每周去访问 一下你附近的电子产品商店 注意其产品有何变化 几个月后 你会发现一个 有趣的现象 除了产品的性能指标 容量 速度 内存大小等 日渐增强 价格 在逐级下降以外 其他什么大的变化也没有 虽然有很多的技术可圈可点 但 是真正全新的概念却寥寥可数 每周你都可以看到和以前型号没有多少差别的 新产品 而真正的创新却总是鲜有出现 为什么Apple公司的新产品发布总是 会吸引众多的关注 因为它的产品通常会打破常规 每一个新的发布都会使人 们欢呼雀跃 并对下一次的新品出炉翘首以盼 每一个新产品总会引来模仿者 每一个新的服务都会招致抄袭甚至诋毁 但无论如何 Apple公司都能够成功地证明其在创新和技术领先领域里的领 导者的地位 众多的 iPod杀手 或者 iPhone杀手 产品的出现 有些甚至在美 观和技术设计质量上都可以与其平分秋色乃至略胜一筹 但他们还是无法撼动 Apple公司的地位 这一切都是因为苹果不只是在销售一个设备 它销售的是其背后的整个 生态系统 与那些外观漂亮的软件和硬件相比 完全是另一个境界了 这个 生态系统以设备作为起点 通过PC上的iTune程序直接连接iTune网上商店 这 在根本上封杀了竞争对手的生存空间 是什么令Apple公司在业界三星 诺基亚和索尼等巨头的挑战下稳如泰山 是因为它是技术上最先进的手持音乐设备 还是因为它的价格最便宜 都不是 是它背后的让人难以抗拒的 生态系统 使得Apple公司免疫于产品级别上的 竞争 Apple公司通过网络服务建立起一个可持续的竞争优势 用于满足用户的 需求 即快捷的购买 储存 组织和虚拟播放世界上的任意音乐 现在 Apple已经开始大举进军手机市场 将其与用户的关系拓展到这一 新的领域 看上去 这就像当年入侵MP3市场一样 势不可挡 对于其他市场的借鉴 尽管音乐播放器只代表了一个市场 他们还是对其他市场的未来提供了 借鉴 譬如说消费类市场 工业市场 医疗市场 军工市场以及汽车市场 在这些部分市场里 市场领导者已经建立超越产品本身的用户关系 然 而 因特网带来的全球化 即时的通信需求 知识的商业化让服务业和专业用 户领域里 通常定义的 用户忠诚度 变得不再坚不可摧 从洗衣机 面包机 到汽车 几乎所有的消费品市场里都在发生这种变化 在每天都发生急剧变化的环境里 持续构建产品的差异性不仅是一个挑 战 更也是一个机会 音乐播放器的市场已经证明了这一点 而类似提升用户 体验的变革已经成为一种不可阻挡的趋势 对于市场新的进入者来说 这无疑是一件好事 但是对于目前的市场领 导者来说 则不然 生态系统 的概念 实现真正的双赢在整个便携音乐播放器市场中 Apple的地位很明显不是单纯 地由ipod缔造的 其经久不衰的优势是由其建立的整个 生态系统 所缔造的 这个 生态系统 是以网络为基础 以其电子产品 ipod或者iphone 以及PC上应 用的iTunes系统所组成 从更理论的角度来看 电子产品是十分重要的 因为它是建立和维持顾 客与制造商之间关系 远不止MP3播放器产品本身 对于apple来说他们也不仅仅是卖出一件产 品 而是潜在的一系列产品 其他设备制造商们若想的重要渠道 是将客户接 入到这个 生态系统 之中的插孔 制造商如果从长远的角度来看的话 这种 生态系统 的建立能够帮助他们源源不断的将品牌价值传达给客户 如果商品 的价值成功地传达给客 户 那么当客户需要购置新设备时就会更倾向于选择在他们所熟悉的 生 态环境 中物色 换句话说 客户倾向 在同一家制造商购买各种商品 而不是抛弃其已购买过的产品所属的 生 态系统 重新选择新的卖家 这是一种双赢的模式 对于客户来说他们所得到的 与apple竞争 就不得不和客户之间也建立起这种关系模式和环境 产品开发的意义创建产品的 生态系统 需要借助新的产品开发理念 开 发并提供一体化的产品体验比仅仅提供一个成型的 单独的产品要挑战得多 而要完成这样的使命 仅仅在现行的静态设计流程中 这种流程从微处理 器成为主流产品以来 基本没有变化 略作改变 扩展为一个更复杂的静态设 计流程是无法实现的 我们需要的一个全新的流程 越早采用越好 正如 Apple的例子为我们展示的 对于那些能提供更广泛体验的产品 并最终 成为接入更大的生态系统中的插孔的设计 正在上演着 然而 这种设计很随 机 原因是我们现如今设计产品的方式是从硬件设计演变而来的 一直到现在 这种设计都只专注在设备本身 为了向前发展 设计机构和工程师需要把注意力从硬件转移到用户需要 的体验上去 确定支持这样的体验所需要的产品功能 并创新性的用所有可以 采用的技术来提供这样的功能特性 调整自身并接受来自改变所带来的机会是 确保领先的 关键因素 当然 你还有另一种选择 那就是眼睁睁的看着整个行业把 你抛弃 突破性的思考 我们来假想一个情境 你是一个空调生产厂家 为了在竞争中领先 你 可以生产效率更高 更安静 功能更强大的产品 或者采取降价策略 但是 谁能保证后来者不会在这些方面超过你 到那个时候 谁才能继续领先呢 你还有另一个选择 即开发出新一代提供用户全新体验的空调 加入可 供用户从世界的任何地方都能进行操作的可连接性 甚至 开发并利用一个 iPhone的程序让用户在从机场回家的汽车里就能遥控空调机 当他们发觉 家里的温度比度假时要热的时候 简单的远程控制只是冰山的一角 想象一下 一台能亲密连接到制造厂 的智能空调 它能定期和制造厂的系统进行沟通 并且提供性能报告 例如 消费者能在空调系统崩溃前及时的监控到能量效率发生下降 并进行故障排除 或者消费者能在滤网阻塞前安排时间进行维修保养相似地 空调的安装和用 户在每一个地区偏好的温度及湿度也能被监控并备份在制造商的系统中 当用 户提出需要更换的时候 厂家可以远程的把用户的设置上传 当用户因为搬家 而又购买了一台空调机的时候 厂家可以自动的根据用户的资料调节新的系 统 并提供用户需要的舒适度 所有的这一切都不需要有用户的介入 而在提 供类似服务的同时 厂家则为自己创造了价值 用户通过空调机进入了厂家所 建立的生态环境中 正因为服务体现了实际产品之外的价值 厂家因而可以保持和竞争对手 持续的差异性 并长期的保证业务收入 而不是每隔5分钟就因为竞争对手又 推出了新型号产品而进行匆忙的应对 在发展的行业中重新定义设计 如果接受了以上的观点 那我们又该如何改变产品设计的方法来应对挑 战呢 构造新一代设备的第一个明确需要是 设计具有互联特性和智能特性的 产品 在硬件层面实现这样的改变需要对硬件元素进行额外的投入 在实际中 为增加互联特性增加额外的硬件并不复杂 一个USB接口就已经足够了 一 个嵌入在设备中的手机芯片能提供生产商与设备之间的无线交互使用 对工程师来说 如何实现这样的物理连接则是一个巨大的挑战 其难度 无异于帮助外星人设计出一款能打回家的电话 如果那一端没有智能电话 则 这一切都是徒劳的 所以 创建新一代电子产品的关键在于我们是否有能力为其添加 智能特 性 并更容易的接入到我们所创建的生态系统中去 微处理器行业在25 30年前已经开始这样做了 并为电子设计提供了革命性的机会 用软件的算法 替代固定的硬件 已经成为今天智能产品的基础 智能手机实现的关键是在其 上运行的软件 而不是使用什么样的硬件 软件之所以成为电子行业的革命性因素 是因为它是 软 的 在微处理 器出现以前 所有的功能都依赖元器件的连接完成 完成更多的功能需要连接 更多的元器件 智能设备对于功能的要求则要强大的多 这意味着它所需的元器件和布 线要远远多于实际可能被设计或创建出来的数量 用通用微处理器来替换原来 的大量专属硬件 使得工程师可以尝试原来从未想象过的设计 最近几年 一种新的器件激发了第二次电子设计的革命 可编程器件 特别是FPGA 改变了工程师对电路的理解 这些新的器件对于工程师来说就是一些白纸 并可以根据需要进行编程 以完成任何以前只有通过硬件才能完成的功能 可编程器件较强的适应性 和 足够便宜的价格已经可以确保被主流的设计所采用 和微处理器进行配合 替换目前固定的电子硬件 可编程器件可以改变 我们电子设计的方法 硬件设计流程增加了 流动性 以弥补原来软硬件之间 的鸿沟 更具潜力的是 工程师可以尝试全新的设计方法 并将智能产品推向 市场 工程师们第一次可以像修改软件一样来修改硬件设计了 随着微处理器时代的到来 工程师拥有了前所未有的设计空间 释放这 样的潜力 对于公司和电子工程师来说都具有非凡的意义 产品的功能性可以被看作是一个完整的软设计领域 由可编程器件和传统 软件所组合而成 并需要符合多标准的设计标准 在软设计领域里 所有传 统的设计流程都将紧密的进行互动 工程师必须不再把产品看作一个离散的硬件 可编程器件和软件 相反 的是 可以根据功能来定义产品 并根据功能的不同采用最合适的实现方法 如果在传统的设计框架中去实现新的设计 工程师将竭力需要保持设计 技术和设计技巧间的同步 并需要使用很多不趁手的设计工具 因为不能和设 计周期同步 现行的设计理念即将开始瓦解 创新被阻止 而公司也将萎缩 若要消除前进道路上的障碍 充分的释放最新技术的潜力 只有修改目 前的设计规则 或完全将其抛弃 挑战传统设计虽然产品设计很多时候受到商业营销决策的影响 但我们 有必要在此之外 认真的审视一下我们对于设计流程的固有理解 在开始理解 和利用可编程硬件设备 例如FPGA 能带给我们哪些潜力之前 让我们先丢弃那 些依然墨守成规的设计书本 换一副新鲜的眼睛来看待整个事件 举个例子 长久以来 人们普遍认为电子产品设计是一个线性的 顺序 的流程 从硬件开始一直到运行于其上的软件 这种设计是基于人们认为 硬件决定设计价值 软件只是为这个硬件平台 添加功能 的思维定式 然而 这样的设计理念是错误的 工程师被强迫的在设计流程的初期就 锁定硬件平台 并用于软件的开发 所以 软件的开发就会被所选择的硬件平 台所限制 坦率的说 这种做法现如今已经落后了 今天的产品价值来源于设计的 软性部分 传统软件以及日益增加的可编程器件 而我们需要把这些软性部分作为重点 作为为设计的起点 硬件部分需要根据智能特性的需求来设计 而不应该限制 器件内的智能特性的开发和最终产品的关键属性 例如产品功能 互联性和用 户体验等 如果我们颠覆传统的设计理念 那工程师就能自由的从一体化的角度来 进行产品开发了 从产品设计最重要的部分着手 花更多的时间在用户最关心 的问题上来 更让人激动的是 通过软硬件开发平台开发和测试的定制硬件的市场前 景 在这种环境下进行的设计可以直接无缝的转化为最终产品 如果这个系统 还不依赖于任何一个FPGA设备的供应商 那工程师就能彻底打破硬件限制和传 统设计工具低效率的束缚 从而实现自由创新的境界 一个全新的方法 全方位一体化毫无疑问 电子设备在我们生活中的角 色正在发生改变 曾经电子产品只是作为独立的产品而单一存在 现如今我们 拥有了智能设备 它将我们与覆盖全球的产品生态系统有机的联系起来 无处 不在的互联网提供给了我们一个新的开发领域 突破了边疆的限制 我们发现实在大有可为 我们正在经历的趋势是 产品背后由特性 功能和服务等连结起来的生 态系统已经变得和我们想购买的产品的物理外观同等重要了 在电子设计中 越少依赖硬件来实现关键功能 设计出来的产品可能就越好 工程师需要通过 软件和可编程器件来实现器件的智能特性 在我们扩展产品生态系统的时候 软件和可编程器件不仅能轻易的支持新的功能要求 还能确保实现我们的独特 创意 更有利的是 一旦当我们发布了新的产品 软件