过程系统的向后和向前兼容性

过程系统的生命周期通常很长。并不是说系统不会不时更新，但与其他行业不同的是，发现一个有几十年历史的系统仍在悄悄地工作并不罕见。这种持久性是由一系列因素驱动的，包括对底线的关注、中断盈利活动以适应升级的成本，以及许多系统都是为持久和适应未来而构建的这一事实。

为了确保电子系统的持续向后和向前兼容性，需要关注许多领域。例如，在组件级别，寻找具有标准化接口、健壮数据格式和版本控制策略的部件，同时还要进行全面测试以验证不同软件和硬件版本之间的兼容性。

如果您将其放在说明电子元件过时的图表中，它将显示组件生命周期。它将从“有效”变为“不推荐用于新设计 （NRND）”，然后是“最后一次购买 （LTB）”，最后是“过时”，突出了组件变得越来越难以或不可能获得或使用的阶段。

标准化接口和格式在实现长寿方面的作用是什么？

一个简单的起点是查看引脚排列和协议。寻找符合行业标准引脚布局和通信协议（例如 kSPI、I2C、UART）的组件。例如，Wi-Fi 已通过一个活跃的支持组织尽可能兼容。这确保了来自不同制造商的组件可以无缝互作。

同样，在软件/固件级别，寻找使用定义明确且广泛支持的数据格式进行通信和存储的产品。这样可以更轻松地保持不同软件版本和硬件平台之间的兼容性。

利用开放标准和协议的组件也可以提供一些防止过时的保险，因为这些组件更有可能在不同的系统和平台上得到支持。另一个值得关注的兼容性领域是电磁干扰 （EMI）。正向迭代通常必须保持相同的 EMI 曲线，甚至可能需要满足更严格的标准。请务必考虑此问题。

版本控制如何帮助实现生命周期？

软件和固件应该是最容易处理的事情，但事实上，它们通常依赖于供应商的价值链和隐藏的设计功能，这可能使它们更容易或更难适应不断变化的技术环境。当然，有时供应商只是决定停止支持给定的技术。

出于这些原因，为软件和固件实施健壮的版本控制策略是值得的。这需要对产品路线图和已发布的计划进行研究，并对路线图和计划实施的可能性进行一些分析。该策略应允许未来的开发、更新和升级，而不会抑制与旧版本的兼容性。

将硬件和数据结构设计为可扩展也是谨慎的做法，这样就可以添加新的特性和功能，而无需对系统进行全面改造。不过，两者都会带来挑战。

硬件特别困难，因为基本设计需求通常足够具有挑战性，而不必考虑与旧系统的可比性。通过观察水晶球来尝试了解将来可能需要哪些功能并非易事。数据结构也很重要，但它们可能属于路线图讨论。

对于许多系统来说，应用程序编程接口 （API） 实际上是使元素成功即插即用的关键。如果可能，请确定您正在考虑的 API 是否设计为向后兼容，从而允许新软件版本与旧组件一起使用，反之亦然。并非所有 API 都相同。

为什么拥有最好的 API 对长寿很重要？

选择不当的 API 可能会导致重大挑战，从而影响开发时间、成本、性能，甚至应用程序的安全性。最根本的挑战是确保 API 提供必要的功能和数据来实现您的应用程序目标。仔细分析 API 的终端节点、方法和数据结构，看看它们是否符合您的需求。

API 是否提供您需要的所有功能，或者您是否必须妥协或自己构建其他功能？提供的功能是否与您的特定使用案例相关？API 使用哪些数据格式（例如 JSON、XML）？这些格式是否与您现有的系统和编程语言兼容？如果存在显著差异，则数据映射和规范化可能非常耗时。

API 提供者如何处理更新和更改？正确的版本控制可确保向后兼容性，并使您能够按照自己的节奏迁移到新版本。新版本的 API 与旧版本在多大程度上向后兼容？重大更改可能需要对应用程序进行大量代码修改。最后，了解 API 提供商关于弃用旧版本的策略非常重要。在版本停用之前，您会收到多少通知？

硬件设计选择如何影响使用寿命？

牢记设计选择对于使用寿命非常重要。例如，虽然数字电源管理正在取代传统的模拟控制器，以便在同时具有旧（模拟）和新（数字）部件的系统中平稳工作，但数字系统需要保留一些旧功能。

一个常见的特性是输出电压微调。这使用户可以调整模拟电源模块的输出电压。模拟系统可以使用一个简单的外部电阻器来实现这一点（见图）。这非常有用，因为这意味着少量标准功率模块可用于许多不同的应用，即使它们需要不同的电压或更多，它们也可以适应不断变化的技术需求。

该控制器使用两个外部电阻器 RDOWN 和 RUP 来调节输出电压。RDOWN 通过降低误差放大器正输入的信号来降低输出电压。RUP 通过降低误差放大器负输入的信号来提高输出电压。

测试如何帮助确保长寿？

进行添加或更改时，对系统进行严格测试以确保新的软件和硬件版本仍然可以与较旧的组件和版本一起正常运行。同样，最好在可行的范围内评估系统与未来软件和硬件版本配合使用的能力，尽早发现潜在的兼容性问题。

环境测试应包括温度、振动等因素，以确保组件能够承受实际条件并随着时间的推移保持兼容性。这可能包括涉及比实际使用中可能遇到的更严重条件的加速老化测试。

为什么元件选择考虑因素对于确保使用寿命如此重要？

说到长寿，俗话说，“链条的强度取决于其最薄弱的环节”，这句话完全适用。所有组件的可靠性和质量对于确保整体的长使用寿命是必要的。这并不意味着设计需要 “镀金”。但组件选择应基于证据。

通常，从信誉良好的制造商那里选择组件，这些制造商在可靠性和质量方面有良好的记录是一个非常好的开始。但不要让声誉本身成为指南。仔细查看组件数据表和文档，了解其规格、限制和兼容性要求。确保组件符合相关行业标准和法规（例如 RoHS、IPC）。

深入了解制造商的可靠性。现有文献中是否有任何迹象表明性能不佳？制造商或其产品线是否受到法律诉讼？回到前面的要点，寻找具有大量数据表、应用说明和可靠性数据的供应商。

可以延长寿命吗？

是的，如上所述，可以采用多种方法来延长系统的服务寿命。在设计中，要使系统保持长期良好运行，同时确保它们能够进行升级，这意味着要为另一个维度进行设计：时间。

耐用的系统可节省停机时间，减少资本支出，并释放工程资源用于更高附加值的活动。