Как решить проблему дефицита зарубежных комплектующих с помощью отечественных аналогов

Сроки поставок продукции стали просто дикие — порядка 30-54 недель. Словом, что все прежние истории, что импорт доступнее, сегодня не работают. И по самым смелым прогнозам экспертов такое положение дел продлится еще год-два. Эксперты рынка прогнозируют, кроме того, повышение стоимости компьютеров и компонентов к концу года еще как минимум на 10-20% даже в том случае, если не произойдет новых локдаунов и остановок производств.

Производители, сетуя на проблемы и тяжелые последствия пандемии, также предупредили о скором повышении стоимости готовых изделий до 40%.

Важность и актуальность анализа рынка комплектующих для нас еще была обусловлена выходом в этом году новой версии автопилота Cognitive Agro Pilot или Gen2 для управления сельхозтранспортом. Gen2 будет включать в себя принципиально новую модификацию вычислительного блока. Архитекторы, дизайнеры и инженеры компании проделали колоссальную работу, чтобы решить задачу миниатюризации устройства и объединить его в одном компактном блоке вместе с монитором.

В рамках работ по оптимизации стоимости готового изделия мы решили также проанализировать и доступность российских компонент. Конечно традиционно, разработчики электроники в большей части ориентируются на импортную компонентную базу. Любой из них может долго рассказывать страшные истории про списки КMOП, не самый дружественный формат коммуникаций отечественных производителей, скудное описание документации, более низкое качество наших компонент и другие, связанные этим проблемы и т.п.

Вся номенклатура изделий у нас насчитывает сотни наименований, но в рамках данного анализ мы оценили возможности полноценной замены наиболее критичных и дефицитных зарубежных изделий на российские аналоги и получили довольно интересные результаты, которыми готовы поделиться.

Блок управления

Одним из критически важных компонентов блока управления является Ethernet коммутатор на 6 портов, который используется для подключения камер. Здесь мы используем продукцию американской Broadcom. Ее полным аналогом является изделие 1923КХ028 ведущего российского разработчика и производителя интегральных микросхем Зеленоградского АО «ПКК Миландр». Правда получить изделие в керамическом корпусе могут только оборонные предприятия. Продукт в пластиковом корпусе может быть поставлен уже в ноябре.

Ethernet коммутатор от «Миландр»

Другой импортозамещаемый элемент вычислительного блока — микроконтроллер управления периферией. У нас он может использоваться для управления в реальном времени подсистемами актуации. Вместо изделия — монополиста российского рынка STMicroelectronics, которое сегодня находится в большом дефиците, мы пробуем продукцию того же «Миландра» — К1986ВЕ92QI.

Это же изделие мы можем применять и в актуаторе управления скоростью, и блоке управления гидравликой. В актуаторе также можно использовать приемопередатчик RS-485 5559ИН28У от «Миландр», а в блоке управления гидравликой изоляторы для силовых линий АОТ184А от Зеленоградского завода «Протон».

В качестве периферийных микросхем для обеспечения физических интерфейсов CAN-шины и т.д в блоке управления вместо продукции STMicroelectronics, Texas Instrument или NXP, вполне подходят трансивер CAN-шины 5559ИН14АУ, трансивер RS-232 — 5559ИН4У и гальваническую развязку цифровых интерфейсов 2011ВВ014, все от «Миландр».

Трансивер CAN-шины

В качестве ближайшей перспективы мы рассматриваем возможность замены тензорного процессора NVidia Jetson на российской аналог IVA Technologies. Компания потенциально может решить задачу быстрой обработки данных нейронной сетью за почти в семь раз меньшую стоимость. В свое время мы сталкивались с тем, что какие-то операции мы просто не можем портировать на Jetson, а российский производитель очень заинтересован в сотрудничестве и под наши требования готов доработать свой компилятор.

Наконец, мы пробуем заменить мультимедийный процессор ARM-ядра Rock Chip на Байкал-М (BE-M1000) «Байкал Электроникс». Они по функционалу полностью аналогичны.

Мультимедийный процессор «Байкал Электроникс»

Блок навигации

В блоке навигации в качестве GNSS приемника L1/L2, осуществляющего прием RTK поправок, продукцию U-Blox мы можем заместить устройством GeoS-5RTK российского разработчика, производителя и поставщика приборов и оборудования «СТК ГЕОСТАР».

Для некоторых задач при автопилотировании нам требуется сантиметровая точность, поэтому существует задача наличия высокоточного двухдиапазонного GPS. Здесь вместо антенны Talisman более чем подойдет изделие 2J522 компании «НВС Навигационные Технологии».

Нашему требованию возможности обработки данных на очень высокой частоте, поступающих с инерциального датчика, вполне удовлетворяет микроконтроллер К1986ВЕ92QI от Миландра, который может стать удачной альтернативой STMicroelectronics, Texas Instrument и NXP.

Интерфейсную стандартную микросхему (Ethernet трансформатор) нам удалось подобрать на предприятии «КОДО-ТРАНС» (KST-750313082), которое на сегодняшний день является одним из крупнейших в России и странах СНГ разработчиком, производителем и поставщиком индуктивных изделий на основе ферритовых материалов. Изделие оказалось в 2,5 раза дешевле импортного аналога.

Наконец, в качестве микроконтроллера управления RTC (real-time clock) вместо Maxim Integrated, DS1339U-33+ удачно придется К1986ВЕ92QI от «Миландр».

Таким образом, одним из наиболее ярких открытий нашего исследования стали возможности Зеленоградского «ПКК Миландр» замещению импортных компонент. Его продукцию мы можем рекомендовать для использования в серийных IT-продуктах. Также у нас есть неплохие GNSS-приемники, некоторые из них дешевле зарубежных.

В ближайшее время мы рассчитываем получить от IVA Technologies отладочные платы, и мы с большим интересом ожидаем результаты их тестирования.

Процессор «Байкал М», который вполне реально было бы по своим функциональным возможностям использовать вместо мультимедийного Rock Chip, наоборот, по своим стоимостным характеристикам, к сожалению, сегодня не имеет шансов быть применимым в производстве наших автопилотов. Вероятно, производитель еще не вышел на желаемые объемы производства, которые позволили бы ему снизить конечную цену продукции. Но мы с интересом будем следить за новостями от «Байкал Электроникс».

Мы планируем заняться этим направлением более внимательно. Более того, если предположить, что проблемы с IVA Technologies и «Байкал Электроникс» будут решены, то задача довести до 70-80% состав компонентной базы нашего Cognitive Agro Pilot не выглядит фантастикой.

Фото на обложке: Unsplash