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  • 简述基于EDA技术的FPGA设计

    物联网、人工智能、大数据等新兴技术的推动,集成电路技术和计算机技术得到蓬勃发展。电子产品设计系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化,各种电子系统的设计软件应运而生。在这些专业化软件中,EDA(Electronic Design Automation)具有一定的代表性。EDA技术是一种基于芯片的现代电子系统设计方法。它的优势主要集中在能用HDL语言进行输入、进行PEn(可编程器件)的设计与仿真等系统设计。现场可编程门阵列FPGA作为集成度和复杂程度最高的可编程ASIC。是ASIC的一种新型门类,它建立在创新的发明构思和先进的EDA技术之上。 EDA技术主要包括大规模可编程逻辑器件、硬件描述语言、开发软件工具及实验开发系统4个方面。其中,大规模可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体硬件.描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段。开发软件工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化与自动化设计工具。实验开发系统则是提供芯片下载电路及EDA实验、开发的外围资源。 运算器、乘法器、数字滤波器、二维卷积器等具有复杂算法的逻辑单元和信号处理单元的逻辑设计都町选用FPGA实现。以Xilinx的FPGA器件为例,它的结构可以分为3个部分:可编程逻辑块CLB(Configurable Losic Blocks)、可编程I/O模块IOB(Input/OutputBlock)和可编程内部连接PI(Programmable Interconnect)。CLB在器件中排列为阵列,周围环形内部连线,10B分布在四局的管脚上。Xilinx的CLB功能很强。不仅能够实现逻辑函数。还可以配置成R^M等复杂的形式。 现场可编程门阵列FPGA是含有大规模数字电路的通用性器件。这些数字电路之间的互联网络是由用户使用更高级的软件来定义的。FFCA可以进行无限次的重复编程,从一个电路到另一个电路的变化是通过简单的卸载互联文件来实现的,极大地推动了复杂数字电路的设计,缩短了故障检查的时间。 传统的数字逻辑设计使用TTL电平和小规模的数字集成电路来完成逻辑电路图。使用这些标准的逻辑器件已经被证实是最便宜的手段。但是要求做一些布线和复杂的电路集成板(焊接调试)等工作,如果出现错误。改动起来特别麻烦。因此,采用传统电子设计方案人员的很大一部分工作主要集中在设备器件之间物理连接、调试以及故障解决方面。正是因为FPGA的EDA技术使用r更高级的计算机语言。电路的生成基本上是由计算机来完成,将使用户能较快地完成更复杂的数字电路设计,由于没有器件之间的物理连接。因此调试及故障排除更迅速、有效。 FPGA能进行无限次的重复编程。因此能够在相同的器件上进行修改和卸载已经完成好的设计。在一个FPGA芯片上的基本部件数量增加了很多,这使得在FPGA上实现非常复杂的电子电路设计变成比较现实。由于采用FPGA的EDA技术所产生的性价比更高一些,从而使得非常多的单位越来越多的采用这项技术.并且这种增长趋势仍旧在继续。 FPGA中的逻辑块是CLB.逻辑块是指PLD(Programmable bgicDevice)芯片中按结构划分的功能模块,它有相对独立的组合逻辑单元。块问靠互连系统联系。FPGA的逻辑块粒度小,输入变量为4-8,输出变量为1-2,每块芯片中有几十到上千个这样的单元.使用时非常灵活。FPGA内部互连结构是靠可编程互联PI实现逻辑块之间的联接。它的互联是分布式的,它的延时与系统布局有关,不同的布局.互联延时不同。根据FPGA的不同类型,可采用开关矩阵或反熔线丝技术将金属线断的端点连接起来,从而使信号可以交换于任意两逻辑单元之间。 采用FPGA技术集成设计数字电路产品最大的特点就是可以使设计和实现相统一。无须前期风险投资,而且设计实现均在实验室的EDA开发系统上进行,周期很短,大大有利于产品的市场竞争需求,所以FPGA的应用设计。特别适应于电子新产品的小批量开发。科研项目的样机试制以及ASIC产品设计的验证,能够进行现场设计实现、现场仿真及现场修改。 FPGA所具有的无限次可重复编程能力,灵活的体系结构,丰富的触发器及布线资源等一系列的特点使得它可以满足电子产品设计的多种需求。FPGA的应用领域主要集中在替换通用逻辑和复杂逻辑、重复编程使用、板极设计集成、高速计数器、加减法器、累加器和比较器的实现、总线接口逻辑等方面。面对科学技术高速发展,熟练的掌握EDA设计技术,灵活巧妙的使用FPGA至关重要。

    时间:2017-09-24 关键词: FPGA 电路设计 设计 EDA技术

  • 基于NFC电子钱包设计方案

    NFC即近距离无线通信,是由恩智浦公司发起,由诺基亚、索尼等着名厂商联合主推的一项无线技术—在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能,能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。 1 背景 NFC具有双向连接和识别的特点,工作于13.56MHz频率范围,作用距离接近10厘米。NFC技术在ISO18092、ECMA 340和ETSITS 102 190框架下推动标准化,同时也兼容应用广泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica标准非接触式智能卡。 PN544符合欧洲电信标准协会(ETSI)制定的最新NFC规范,能够为手机制造商和电信营运商提供完全兼容的平台,用以推出下一代NFC设备和服务:PN544完全兼容现已发布的所有通过单线协议(SWP) 连接SIM卡和主机控制器接口(HCI)的NFC规范。 PN65O即为PN544加上NXP的SmartMX安全模块,PN544和PN65O硬件PIN对PIN完全兼容。同时,PN65O / PN544还提供多种主机接口选择 ,确保手机制造商实现轻松集成High Speed UART、SPI、I2C,并支持多种RF接口协议:ISO14443A/B、ISO15693、MIFARE、Felica.此外,恩智浦与Gemalto、Oberthur Technologies和Giesecke& Devrient等领先SIM卡制造商密切合作,以确保包括MIFARE技术在内的SWP接口的互通。 2 NFC电子钱包总体结构 2.1 NFC PN544/PN65O的结构框图 如下图1为NFC PN544/PN65O的结构框图。   图1 NFC PN544/PN65O硬件电路框图 2.2 PN544和PN65O优势特性 (1)小尺寸,便于进行尺寸优化 (2)低功耗 (3)电池关闭及低电量工作模式 (4)可选与平台无关的软件堆栈 (5)提供GPIO PORT 可供外部单元控制 (6)中断IRQ 可使外部控制单元的命令通讯更简易 (7)支持安全单元控制接口 (8)整合电源控制单元 3 关于NXP最新的NFC电子钱包解决方案 NFC电子钱包功能是以手机为交易平台,由PN544 NFC控制器(PN65O内置了安全模块)和安全模块两大部分实现移动支付及数据交换功能。 3.1 RF部分 NFC射频电路是由EMC滤波电路、匹配电路、接收电路、天线等四部分组成。 3.2 EMC电路 由于该系统是以13.56MHz的操作频率为基础。该频率由石英晶振产生。与此同时还会产生高阶谐波。为了符合内部电磁兼容性规则,13.56MHz的三次、五次及五次以上的高阶谐波必须适当的抑止。所以该EMC电路配置为一LC低通滤波器,用来滤除高次谐波。 3.3 天线匹配电路 由于天线线圈本身是一个低阻抗的设备,为了能够把NFC IC 送出的能量以最大化的传递给天线 ,所以在天线与NFC IC间须加一匹配电路。消除因不匹配而造成的信号反射形成的能量损失。 3.4接收电路 由R127,C118,R128,C119组成,芯片内部产生的Vmid电位作为RX管脚的输入电位,为减少扰动,需用电容将Vmid接地。Vmid的偏置电压可以增加Rx脚的电压驱动。图2 所示的为NFC射频接收电路。   图2 NFC射频部分电路 3.5 NFC与SIM卡安全模块接口电路 NFC IC带有SWP一线接口可以实现与SIM卡的数据通讯,其参考电路如下图3所示。   图3 NFC与SIM卡安全模块接口电路 4 PN65O/PN544 Demo Board 展示 关于PN65O/PN544 Demo Board 展示如图4 所示,如5为Android开发平台示意图。   图4:PN65O/PN544 Demo Board 示意图   图5:Android开发平台展示图 5 结语 本文的NXP实用的NFC电子钱包解决方案,以13.56MHz的操作频率为基础,以手机为交易平台,由NXP PN544 NFC控制器(PN65O内置了安全模块)和安全模块两大部分实现移动支付及数据交换功能,为电子支付提供便捷、安全、超凡体验。

    时间:2017-10-09 关键词: NFC 电路设计 设计 电子钱包

  • 移动音乐机器人系统电路设计

    移动音乐机器人系统电路设计

    系统原理:该移动音乐机器人以英飞凌16 位单片机XE162FN 处理器为核心,英飞凌开发的16/32 位微控制器具有高度系统集成、无需外设附加器件及相关软件开销、提供系统安全和故障保护机制等功能。蓝牙是一种全球开放性的、低成本的无线通信规范。另外,由于蓝牙具有传输距离远,抗干扰能力强、功耗低、传输速率高的优点,设计采用了蓝牙无线通信技术,设计主体为一轮式移动小车机器人,拥有跟随主人行走、播放音乐、遥控运行、彩灯随拍手频率闪烁以及家庭安防等多项功能。机器人的移动采用驱动直流电机带动轮子转动实现,跟随主人行走的功能由红外发射与接收来判断主人手中的手持设备和移动音乐机器人之间的方位,进而驱动机器人跟随主人行走。无线遥控运行由蓝牙通信实现。在安防功能上,该移动音乐机器人配备了典型的用于检测火灾的烟雾传感器,并且如果检测到有烟雾或者煤气泄露时,本地声音报警以及通过 GSM 无线网络控制短信发送模块发送报警短信给指定的手机号码。GSM 网络是在蜂窝系统的基础上发展而来的一种无线数字网络标准,具有网络容量大、业务种类齐全、信号稳定性强、具有较高的保密性和安全性以及灵活的切换处理和自动漫游功能等众多优点。在手持设备的设计上,配备了一块320*240 的触摸屏以实现直观方便的无按键遥控控制,以及一个加速度传感器感知倾斜角度从而控制机器人运动。 智能跟随红外发送接收电路设计 系统的智能跟随功能是通过红外实现的,音乐机器人上的红外接收器感知到红外线时,会追踪红外发射源,感知不到时,会原地旋转重新搜索红外发射源,直至 重新 定位方向。红外发射源是由10 个红外发射管组成,将10 个红外发射管均匀摆放在一个球体表面,使得红外发射源可以向四面八方辐射红外线,保证音乐机器人更加快速准确地寻找到红外发射源。红外发射管发射的载波频 率为38 kHz 占空比为50%的方波。红外的发射和接收电路如图4所示,10.0 连接一个普通I/O 引脚,控制红外线的通断,即接通4 ms,然后关断11 ms,反复进行接通与关断。 连接一路PWM 方波,方波的频率是38 kHz.一共有10 路红外发射管。 红外接收装置采用2 个红外接收器1838,分别安装在音乐机器人的头部和尾部。两个接收器的输出引脚分别连接单片机的10.2 和10.7 引脚。红外接收器1838 对38 kHz 频率的红外线敏感,所以红外接收器1838 可以检测到红外发射源的方位,从而驱动电机向外发射源的方向前进。   图4 智能跟随红外发送接收电路 拍手信号捕获电路设计 拍手彩灯功能的实现主要分为拍手信号的捕获和彩灯的旋转点亮,彩灯的旋转点亮较为简单,但拍手信号捕获上由于拍手产生的信号不是标准的阶跃信号,当用示波器进行波形的观察时,实际上波形在上升沿和下降沿的地方出现比较多的毛刺,也就是说一次拍手信号产生了多次阶跃信号。如果单片机记录2 次上升沿的时间间隔时,由于毛刺的存在,使得单片机错误的将毛刺当做上升沿而捕捉,造成两次上升沿的时间间隔的变小。解决的办法是利用包络检测电路进行包络检测,再通过电压比较器选取合适的比较电压值,从而产生比较理想的阶跃信号,即一次拍手产生一次阶跃信号。 电路利用麦克风采集声音信号,然后利用LM324 对采集来的信号进行比例放大,放大的比例为100 倍,然后接过两个1N5819 和一个104 独石电容进行包络线检测,最后利用LM358 作为电压比较器,利用1 K 电阻和880Ω电阻分压获得比较电压值,其电路如图5 所示。机器人的移动采用驱动直流电机带动轮子转动实现,即控制直流电机的正反转和速度,系统直流电机驱动芯片采用SGS 公司的L298N,内部有4 通道逻辑驱动电路。用三极管组成H 型平衡桥,驱动功率大,驱动能力强。同时H 型PWM 电路工作在晶体管的饱和状态与截止状态,具有非常高的效率。   图5 拍手信号捕获电路 直流电机驱动电路设计 电机的转速取决于3 个因素:负载、电压和电流。对于一个给定的负载,可以通过脉冲宽度调制的方法来使电机保持稳定的速度。通过改变施加在直流电机上的脉冲宽度,可以增加或减小电机的转速。调整脉冲宽度,即改变占空比,调整电机的速度。驱动板采用6 个高速光耦6N137 实现驱动电路与逻辑电路的隔离,这样可以有效地避免驱动电路与逻辑电路之间的相互干扰。驱动板的电路原理图如图6 所示。   图6 直流电机驱动电路 通过软件编程可以自由改变单片机两路PWM脉冲信号的占空比,电机的A 端连接PWM 脉冲信号,电机的B 端连接单片机的一个I/O 引脚。当这个I/O 引脚置1 时,电流从电机的B 端流向电机的A 端;当这个I/O 引脚置0 时,电流从电机的A 端流向电机的B 端,这样电机就可以改变电机旋转方向,同时控制PWM 脉冲信号的占空比值还可以改变电机旋转速度,实现转向和转速的控制。

    时间:2018-01-18 关键词: 电路设计 设计 音乐机器人 系统电路

  • 详解SDRAM连接电路设计

    详解SDRAM连接电路设计

    介绍SDRAM电路设计之前先了解下SDRAM的寻址原理。SDRAM内部是一个存储阵列,可以把它想象成一个表格,和表格的检索原理一样,先指定 行,再指定列,就可以准确找到所需要的存储单元,这是内存芯片寻址的基本原理,这个表格称为逻辑Bank。由于技术、成本等原因,不可能只做一个全容量的 Bank,而且由于SDRAM工作原理限制,单一的Bank会造成非常严重的寻址冲突,大幅降低内存效率,所以在SDRAM内部分割成多个Bank,目前 的SDRAM基本都是4个Bank。      图2 SDRAM引脚配置方案    图2是S3C2440A手册提供的SDRAM bank地址的配置方案,维护系统使用的SDRAM是HY57V561620FTP-H,它的规格是 4*4M*16bit(使用两片是为了配置成32位的总线宽度),BANK大小是4M*16=64MB,总线宽度是32位,器件大小是4*BANK大 小=256Mb,寄存器配置就是(4M*16*4B)*2,根据图2可知,SDRAM上的BANK地址引脚BA[1:0]与S3C2440的A相连。      图3 S3C2440A控制地址总线连接   图3是寄存器控制地址总线连接方式,我们使用2片SDRAM配置成32位的总线宽度,所以SDRAM上的A[12:0]接到S3C2440的A[14:2]引脚。具体的SDRAM电路连接如图4所示:      图4 SDRAM电路连接图   SDRAM的地址引脚是复用的,在读写SDRAM存储单元时,操作过程是将读写地址分两次输入到芯片中,每一次由同一组地址线送入,两次送入到芯片上去的地址分别称为行地址和列地址,它们被锁存到芯片内部的行地址锁存器和列地址锁存器。  

    时间:2015-02-10 关键词: 设计 技术前沿 sdram 连接电路

  • 手机最好的设计是啥?iPhone 7设计过时了吗?

    手机最好的设计是啥?iPhone 7设计过时了吗?

    据国外媒体报道,《纽约客》日前撰文指出,智能手机的设计似乎被认为再无潜力可言。相比于华丽外观、诸多功能集成,外观之下的稳定技术、软件服务的无缝体验才是最好的设计。 长期以来,苹果产品都以设计着称。然而,在iPhone 7发布之后,观察家对苹果产品的设计已经没有之前的高看眼光,业界普遍认为苹果美学已经过时。纽约时报评论家法哈德·曼约奥(Farhad Manjoo)指出,“苹果在硬件以及软件领域的设计地位已经动摇。竞争对手不断对其产品设计进行竞相模仿和超越,苹果手机、电脑以及平板电脑等产品的标志性设计看起来似乎是通用的。”这也是苹果公司面临的难题,这些经典、标志性的设计很难避免不被其他公司抄袭模仿。 对iPhone的模仿无处不在。诸如谷歌Pixel以及小米手机的外观与iPhone都很类似。三星更是如此。苹果对三星发起外观专利侵权诉讼,官司甚至打到了美国最高法院。2012年,陪审团要求三星向苹果支付高达10亿美元的专利侵权费用,去年这一罚款减至5亿4千万,三星在力争将其再减至四亿美元。最高法院正在权衡是否应根据出货的手机总量确定专利侵权罚款金额。 三星面临的天价专利侵权罚款也说明了苹果产品设计的吸引力。当被问及人们为什么会抨击iPhone7的产品设计,罗德岛设计学院(Rhode Island School of Design)前总裁约翰·迈达(John Maeda)指出,或许这些批评的出现是因为“他们似乎不再相信产品外观设计在这样一个矩形设备中还能有所超越。” 迈达表示,他曾经与索尼设计师有过长时间的深入交流,他们也为如何设计电视机感到沮丧,“因为你所能做的仅仅是设计电视机的矩形框,而屏幕上的其他东西与之毫无关联。”他补充指出,同样的问题也存在于iPhone设计之中。最重要的就是屏幕设计——譬如其尺寸、亮度以及分辨率等等,“但现在我们几乎穷尽了所有参数,这基本上是类似于电视机设计的又一挑战。” 能从这样的环境中脱颖而出实属不易。汽车产品的设计所受限制较少,但依旧会随着新技术以及新法规的出现而不断迭代,曾经的很多设计都被人们遗忘。但保时捷并不是如此。正如一位保时捷设计专家所称,“在这里你不是在设计最好的跑车,而是在设计最好的保时捷。”对于保时捷来说,其设计就是一种“标志”。 1947年,保时捷推出了356跑车。在很多方面,其类似于第一代iPhone,虽不完美,但却拥有流线型的外观和空气公里学设计。从356到911,保时捷跑车的外形、功能、元件以及品牌突出了保时捷的独特设计,这成为保时捷跑车的精髓所在。 保时捷和苹果汽车的设计理念有相似之处。如同356跑车一样,第一代iPhone也打下了其后iPhone产品的基础。它不同于市场上的其他手机,iPhone在发布之初就采用了触摸屏代替手机键盘,成为用户与手机交互的主要方式。可以说,iPhone是手机产品中的精华。 同样,Macbook、iPad以及iPhone都是不断改进的产物。虽然总有些产品设计让我们大伤脑筋。但如果你把第一代iPhone与iPhone 7放置在一起,你可以看到他们在设计上的共同之处,iPad以及Macbook也是如此。 旧金山设计工作室ideo合作人迭戈·罗德里格斯(Diego Rodriguez)指出,“成功的产品系列都会有一种强大的设计语言——这种语言是对产品外观、感觉以及功能的表达。一种充满活力的设计语言是固化在产品之中的,也会随着发展而不断改进。这正是苹果产品的情况。你甚至可以在iPhone 7中看到苹果当前笔记本产品PowerBook的影子。” 然而,设计并不仅仅是外观。近期三星旗舰智能手机Note 7的境遇就很好的说明了这一点。当Note 7刚上市时,不少评论家对其大加赞美。Verge称“Note 7是三星有史以来最好的产品你,也可以说是最好的大屏手机。”CNET也认为,“其有着华丽外观,珊瑚蓝色非常惊艳。”《华尔街日报》也认为,Note 7“曲面屏令人爱不释手”。 然而随后,Note 7出现了过热以及爆炸等问题,三星不得不从市场上召回数百万台设别,并停止Note 7的生产。相关问题给三星造成了约30亿美元的损失,而对三星品牌的影响更是不可计量。 当把有关iPhone 7的设计、三星Note 7的问题以及苹果与三星之间的专利侵权诉讼放在一起思索,很显然我们在产品设计、特别是互联网产品设计方面还存在很大误区。很多技术评论家都错误地关注产品外观设计,而忽略了产品的内在。 回过头来,我们在看看新的iPhone 7,事实上,它在技术上有着很大的飞跃。科技编辑马瑟·帕萨雷诺(matthew panzarino)指出,“从产品对行业的影响来看,iPhone 7系列智能手机是有史以来最好的iPhone。苹果的iPhone 7真正的处理利器,其性能甚至超过了某些Mac电脑。其处理器性能比上一代iPhone快40%,比原来的iPhone快一百二十倍。这种高性能处理能力能够是iPhone 7直接在本机进行复杂计算,而不需要将其发送云端重新处理。” 对于很多人来说,iPhone性能的大幅提升使其成为一个完美的计算平台,让虚拟现实以及增强现实应用程序的运行得到大幅提升。虚拟现实公司Wearality的首席执行官史密斯(David Smith)指出,“现在这些手机就是高性能计算机。我们甚至可以把你的手机变成iMax影院。”虽然很多人对苹果新一代iPhone的外观嗤之以鼻,但事实上苹果在外观之下隐藏了技术的复杂性——其高性能的芯片、存储以及电池能够更完美地展现应用程序以及照片。 相比之下,三星在与苹果的竞争中却忘记了性能才是最重要的。韩国电子技术研究所高级电池部门前主任朴楚文(Mark Chul-wan) 指出,“相比于其他手机,Note 7的功能更多、也更为复杂。在与苹果的竞争中,三星在手机中打包了太多创新,使产品变得不可控。”特别是在智能手机领域,在产品中集成过多功能非常复杂,完全是一种赌注,很明显,三星不得不自食其果。[!--empirenews.page--] 什么是最好的设计:“外观之下的技术,软件服务与用户之间的无缝体验才是最好的设计。苹果恰恰做到了这一点。或许依旧有人会批评苹果产品的设计,但我们应当记住,好的设计起码要保证你手中的手机不会发生爆炸。”

    时间:2016-10-26 关键词: 手机 iPhone 设计 7 技术前沿

  • 采用 “核心板+底板” 的LeMaker Guitar物联网开发套件聚丰众筹首发

    采用 “核心板+底板” 的LeMaker Guitar物联网开发套件聚丰众筹首发

        LeMaker Guitar系列开源SBC (Single Board Computer)是LeMaker(乐美客团队)与炬芯(珠海)科技有限公司合作研发的最具突破性产品。采用 “核心板+底板” 设计理念,彻底解决用户进行二次定制的繁琐流程。   LeMaker Guitar 底板 Rev.A由LeMaker为IoT控制器专业设计的基础板:全面兼容Seeed Grove接口,复用标准40引脚定义,其丰富的接口和外围设备使得开发者能够快速完成电子产品原型设计;LeMaker Guitar模块化设计和完全开源的理念,大大降低了开发者硬件修改的难度,为大众创客DIY开拓了一片广阔的空间。   Grove套件是一个模块化、即插即用、简单易上手的电子工具箱,它类似乐高机器人组件的设计理念,将模块与模块之间用Grove标准定义接口组装起来,即可DIY构建一个电子应用。与传统、复杂的焊接电路板及各种电子元件的组装相比,Grove组件大大降低电子DIY的难度和门槛。   目前这款专为创客、硬件爱好者打造的开发板平台已经登录聚丰众筹,聚丰众筹平台汇聚了大量的具有专业技术能力的工程师,并且提供整套芯片、PCB产业链的服务,不但保证了芯片的质量和价格,同时还保证了产品的研发质量和生产进度。

    时间:2016-05-23 关键词: 硬件 设计 新品发布 炬芯 guitarlemaker

  • AISINS将对Mentor Graphics的Volcano AUTOSAR设计解决方案进行标准化处理

    AISINS将对Mentor Graphics的Volcano AUTOSAR设计解决方案进行标准化处理

     Mentor Graphics公司近日宣布,Aisin SeikiCo., Ltd.及其合并子公司(以下简称“AISIN”)将以MentorGraphics Volcano VSx 设计工具为标准,以支持基于 AUTOSAR 的设计过程在整个汽车制造商网络范围内的广泛采用。 作为电子控制单元 (ECU) 设计的全球标准,AUTOSAR(汽车开放式系统架构)是由汽车 OEM、供应商和工具开发商联合开发的开放式标准化汽车软件架构,发展极为迅速。而 AISIN 宣布实施 AUTOSAR 的这一举措将有助于在整个汽车系统领域和设施中统一制造商的软件开发基础架构。通过采用标准化接口,这一架构可以帮助 ECU 的汽车工程师和供应商实现软件的模块性和可扩展性,从而提高处理较为复杂的设计的能力。此外,AUTOSAR 还支持 ECU 设计资源的设计复用和可转移性。 采用 AUTOSAR 可以让AISIN专注于开发他们的核心业务,即为各种车载功能开发高质量、高可靠性的 ECU。其中的一个安全关键设计领域就是动力系统应用。Mentor Graphics 在这一领域久经考验,拥有诸多成功的经验,这也是 AISIN 选择Mentor Graphics作为其主要汽车供应商的原因所在。Volcano 工具套件包括系统和网络设计、虚拟验证、测试以及采用多样化通信网络(例如 CAN、LIN、以太网和FlexRay)的汽车系统嵌入式软件。具体而言,AISIN 主要使用 Volcano VSTAR™ (BSW)、Volcano VSA™ 和 Volcano VSB 进行批量生产。 针对 AISIN 的这一决策,Mentor Graphics 嵌入式系统部平台解决方案业务单元的总经理 Scot Morrison 表示:“AISIN 已然意识到将关注点转移至标准 ECU 设计和开发方法的重要性,我们也对 AISIN 能够成为 Mentor Graphics 的重要客户感到荣幸并致以热烈欢迎。我们将与他们在全球各地通力合作,共同致力于从现有流程到全新 AUTOSAR 环境的实施、培训和迁移。”

    时间:2015-05-06 关键词: mentor 设计 graphics 电子控制单元 嵌入式软件 volcano 行业资讯 (ecu) autosar设计

  • 芯片自主化已经迫在眉睫了

    芯片自主化已经迫在眉睫了

    国产芯片行业,在芯片自主化迫在眉睫的背景下,国家集成电路产业投资基金(简称“大基金”)应运而生。 大基金目前的投资已经完全覆盖了集成电路制造、封装的龙头公司,部分覆盖了设计、设备、材料类上市公司,并涉足第三代半导体、传感器等领域。在业内人士看来,在国家政策大力扶持下,中国集成电路产业将催生出具有国际先进水平的产业巨头。 大基金现已投资的上市公司包括:晶圆制造领域的中芯国际、华虹宏力;封装测试领域的长电科技、华天科技、通富微电、晶方科技;IC 设计领域的纳思达、国科微、中兴通讯、兆易创新、汇顶科技、景嘉微;设备制造领域的北方华创、长川科技;材料领域的万盛股份、雅克科技、巨化股份;以及第三代半导体龙头三安光电、北斗产业链龙头北斗星通、MEMS 传感器龙头耐威科技,并通过子基金布局了终端公司闻泰科技、共达电声。 直接入股:据公开资料显示,大基金一期共对外投资了 71 个项目,其中对 43 家集成电路相关企业进行股权投资、对 28 家投资公司进行入股。 从直接入股的集成电路相关企业业务类型来看,设计企业占比最大,为 37%;其次是集成电路材料企业,占 18%;制造、封测、IDM 均为 12%。从投资方式来看,以风险投资为主,以购买上市公司的定向增发为辅。 二级投资:从项目类型来看,大基金一期二级投资机构共对外投资了 168 个项目,所涉资金约 440 亿元,其中对 137 家集成电路相关企业进行股权投资,对 31 家投资公司进行入股。 从直接入股的集成电路相关企业业务类型来看,设计企业占 53%;集成电路材料企业占 9%;设备生产企业占 8%;集成电路制造企业占 7%;提供融资租赁等业务服务的占 18%。 三级投资:从项目类型来看,大基金一期三级投资机构共对外投资了 34 个项目,所涉资金约 295 亿元,其中对 15 家集成电路相关企业进行股权投资,对 19 家投资公司进行入股。 从直接入股的集成电路相关企业业务类型来看,设计企业有 8 家、IDM 和集成电路设备企业均有 2 家、集成电路材料企业有 1 家,提供其他服务的企业有 2 家。

    时间:2019-11-25 关键词: 芯片 ic 设计 行业资讯

  • Shell编程:Linux系统环境程序设计之路

     别的高级语言都有函数的感念,当然shell编程也有这个概念,当写一个比较大型的shell程序的时候,如果没有函数,则会到处都是重复的代码。当然也可以调用别的脚本,但是速度会比较慢。所以函数是必不可少并且非常重要的一个东西。 定义函数的格式 function_name(){...} 例子: //~ fun_s show(){ echo "show $*" } echo $* echo "after function" show c d echo $* exit 0 ///////////////////////////// $./fun_s a b 结果是 a b after function c d a b 从上面的例子可以看出,当脚本调用函数的时候,脚本程序的位置参数会被替换成函数的位置参数,并且函数调用结束后还原。 return: //~ return_s #!/bin/bash first(){ echo "is return" } second(){ echo "before return" return "0" echo "after return" } return_value="$(first)" echo $return_value second&echo "return 0"  echo "return other" exit 0 ////////////////////////////////////// 输出 is return before return return 0 该例子说明可以捕获函数内echo的字符串,如echo $(first) , 函数在return后不会再执行下面的语句。 second&echo "return 0"  echo "return other" 该句的输出为 return 0。这里有人可能会和C语言混淆,因为在C语言里0表示的是false。而这里的0表示函数执行成功,可以理解为true,所以会输出return 0。 命令 break,continue 和c语言基本类似 echo 了解一点即可echo -n 输出没有换行。 eval: 例子: //~ eval_s #!/bin/bash var1=abcd var2=var1 eval var3=\$$var2 echo $var3 exit 0 /////////////////////////// eval相当于一个额外的$,它给出一个变量值的值,如例子里先是$var2使var3变成\$var1,又var1=abcd,所以var3变为abcd,连续解析了两次变量。 export: 看下面两个例子可以很好的说明export的作用。 //~ export1_s #!/bin/bash var1="this is var1" var2="this is var2" export var2 ./export2_s exit 0 /////////////////////////// //~ export2_s #!/bin/bash echo "$var1" echo "$var2" exit 0 ///////////////////////// 输出: this is var2 输出结果说明var1为空而var2却有值,这正是export起的作用,把var2变成了一个环境变量。 再看个例子: #!/bin/bash echo $var1 echo $var2 echo $var3 exit 0 ////////////////////////// //~ set-a_s #!/bin/bash set -a var1="var1" var2="var2" var3="var3" ./set-a2_s exit 0 ////////////////////////// //~ set-a2_s 输出: var1 var2 var3 set -a的作用就是把它之后声明的所有变量都export printf: 和C语言里的printf用法很相似的一个命令,使用非常方便。 set: //~ set_s #!/bin/bash fun1() { echo "a b c d" } set $(fun1) echo $1 echo $(date) set $(date) echo $1 exit 0 /////////////////////// 输出: a 2008年 03月 06日 星期四 03:57:55 CST 2008年 date的输出是几个由空格分隔的值,set的作用能分隔出每个域。 shift: 就是让$2变$1,$3变$2,依此类推。 trap: 非常有用的一个命令,用于指定接受到信号后进行的动作,系统定义了非常多的信号类型,用trap -l命令可以查看所有的信号。 常见的几个信号有: INT(2) 中断,按下ctrl+c组合键引发的 QUIT(3) 退出,按下ctrl+\引发 例子: //~ trap_s #!/bin/bash trap var=2 INT echo "please enter ctrl+c" var=1 while [ $var = 1 ] do echo "in while" sleep 1 done exit 0 ///////////////////////// 这个例子在我按下ctrl+c后改变了var的值,所以跳出循环,程序结束。 shell下的程序设计非常强大,你可以用它做出很多小工具,让你的使用linux系统更加流畅。shell还有非常多的功能文中没有提到,需要大家发现问题后再自己去解决。

    时间:2014-07-14 关键词: Linux 编程 设计 shell 环境程序

  • Android 应用程序框架之无边界设计意图

     Android的应用框架的外特性空间的描述在SDK文档有十分清楚的描述,Android应用的基本概念,组件生命周期等等有详细的描述。在外特性空间中,Android提供了Activity,Service,Broadcast receivers,Content Provider,Intent,task等概念,我在这里不讨论这些概念定义,因为SDK文档已经讲得够详细。 在阅读SDK文档和研究Activity这个概念时,我感觉到了在Android中若隐若现的Android自由无边界这个设计意图。Android的应用只是一个虚的概念,并没有实际的入口,这个不像Window平台上的应用程序的概念,Android更多的是提供组件(Components)的概念。为什么要虚化应用的概念?我想这个虚化就是自由无边界设计意图的直接体现。突出请求和服务,突出组件个体,弱化边界,系统的各个组件可以自由的无边界的交流,服务请求者直接发出请求,不论这个对象在何处和属于谁的,组件是自由独立的个体,一个应用程序可以直接请求使用其他的应用的的组件,这个是Android应用框架设计的核心理念,其他的一切都是在为这个核心理念服务。 让程序员忽略应用的概念,甚至彻底的抛弃进程这样的概念,程序员看到的就是一个一个的组件,应用程序员利用这些组件来架构成一个所谓的应用,那么设计者首先要考虑的是什么呢?我想应该是一个抽象的应用模型,在这个模型下产生概念和接口。 我们知道MicroSoft提出了Application,Windows的概念,有前景应用(Foreground Application)概念,MicroSoft的应用模型中用户交互则完全交给了Window,各种界面的呈现都是属于这个应用的是孤立的,应用程序之间的各个构成对象不能相互访问,最多提供一个进程间通讯机制,那个也是应用程序层面的。虽然Microsoft后来也提出了组件,分布式组件等概念,但是这些不是根植在Windows系统中,而Android则是彻底的组件化思想构建,一开始的应用程序概念就是Activity,Service,Broadcast receivers,Content Provider,Intent,Task。这些概念体现了一个人机交互的模型本质: 界面呈现 发起请求,响应请求 内容交互 消息接收处理 Activity是Android应用的核心概念,简而言之Activity为用户交互管理者,有一个可视界面呈现,而Service跟Activity的区别是他在后台运行,没有界面呈现。而Intent的意义是意图,他在Android的概念空间中,代表消息,这个消息代表了请求的意图。 Activity可以到处存在,提供服务,消除空间差别,Activity是一个独立的个体,更能表现面向对象的实质。这个个体需要接受另外的个体的消息,可以随时发起对另外一个个体的请求。个体是自由的,Android中你可以开始一个Activity,但是没有权利消灭一个Activity,这是个体权利的体现,个体的消灭是由系统决定的,这个就是Android中Activity蕴含的人文意义。

    时间:2015-03-09 关键词: Android 设计 应用程序

  • 详解基于Android的智能眼镜的设计与开发

    详解基于Android的智能眼镜的设计与开发

    穿戴式智能设备已经从概念走向商用化。智能眼镜作为最具代表性的智能设备,其实质是运用蓝牙等短距离无线传输技术实现无线数据通信功能。Miracast无需接人任何网络,通过WiFi Direct形成设备问视频传输,利用IC—Route语音识别模块实现非特定入语音识别。整体设计操作简便、性价比更高且集普通功能和工程应用于一体。 无线同屏技术 无线同屏是一种通过无线传输方式在设备间实现屏幕视屏数据传输的技术。与有线传屏相比,摆脱了物理连接,增强灵活性。现行移动智能终端设备(计算机、苹果、安卓手机或便携式计算机,安装有Windows、iOS、Android系统,也就是发射端)到大屏幕电视机、投影仪的音视频输出有两种工作模式,一种是音视频的推送服务(非实时,遵守AirPlay或DLNA协议),另一种即同屏,其实质是一个局域网中的流媒体系统。该设计采用同屏技术,实现局域网互联互通、共享信息和挖掘设备潜力的目的。 Miracast是WiFi无线产业联盟对支持WiFi Dis.play功能的设备认证名称,用户无需接人任何WiFi网络。通信中的多个设备分别担任服务器和客户机的互动模式,数据的传输率达到300 Mb/s,传送的影像采用压缩方式,压缩/解压处理采用H.264格式,视频显示格式为1 080P。   图1 软件逻辑 Wflq Display构架 WiFi Display是一种无需WLAN连接也可在设备间直接通信的标准旧J。底层以WiFi Direct(WiFi直连)为基础,上层由协议栈软件构成:设备终端的服务发现和连接通过WiFi Direct进行处理。管理数据流的传输层、控制层、网络层则分别通过实时传输协议(RrIP)、实时流协议(RTSP)、TCP/UDP协议进行处理。另外,采用WPA2安全机制保证连接数据安全传输以及文件隐私。具体软件逻辑设计如图1所示。 作为一种流媒体视频处理流程,该设计的发送端和接收端具有相对称的流程。发送端和接收端在交互协议的控制下,通过必要的通信过程,以协商是否进行同屏传送、编码和传送参数,该过程确保传屏工作的正常进行。接收端统计分析接收和处理数据包过程中的相关数据,对包括压缩编码量化参数在内的发送端各项参数和行为的建议进行信息调整。发送端进行原始屏幕视频的获取、H.264视频编码、H.264视频流向鸭流的码流转换与发送。接收端进行接收、码流向H.264视频流的码流转换、H.264视频解码以及视频渲染。

    时间:2017-10-24 关键词: Android 开发 设计 智能眼镜

  • vxworks BSP设计

    BSP是Board Support Package的缩写。该术语通常用于嵌入式领域,主要指在开发嵌人式应用时系统开发商提供的各种粗动支持库。在嵌人式领域人们对BSP有各种不同的理解: (1) 操作系统的驱动程序。嵌人式系统提供商的权威— WindRiver公司对BSP的理解偏向于是OS的驱动程序(从其BSP的文档中可以看出),因为嵌人式系统中的各种设备的确名目挤多,因此将BSP定位于OS的驱动的确有一定的道理. (2) 驱动程序。对于认为BSP就是驱动程序的人来讲,他们通常接触的是嵌人式系统提供商提供的某种应用解决方案的应用系统(total solution)。在这种开发系统中,BSP完全有理由被认为是所有驱动程序,因为开发人员没有必要自己去开发驱动程序,而只是验证驱动程序在自己的系统中是否正确即可. (3) HAL(HardwareA bstractL ayer)。对于开发嵌人式OS的人来讲,倾向于将BSP看成是对硬件平台的抽象层(HAW和处理器的驭动程序更恰当. 实际上各种理解都只是侧重于某个方面。由于每个嵌人式系统提供商都根据自己的操作系统而提出对BSP的不同理解,因此,在涉及到BSP的具体涵义时,人们往往有一种似是而非的感觉.实际是各种理解都有其道理,但由于出发点不同,对BSP的理解都有失全面甚至有错误的地方,这也是初学者容易混淆的原因。对于进行硬件和软件开发的人员,第三种理解比较合适,后面的分析也是建立在这个基础之上的。这里通过 BSP(BoardS upport Package)和BIOS(BasicI nputa ndO utputS ystem)的对比,来说明板级支持包的功能。BSP说得简单一点,就是一段启动代码,与计算机主板的BIOS差不多.提供的功能却有较大的差别。我们都知道,在通用8051等系列单片机开发的过程中,要有小段程序设堆栈指针、软复位和中断屏蔽等等可以把这短程序称为它的BSP,实时操作系统的BSP相对复杂一点,但通常也是设t堆栈指针,建立中断向量表,初始化寄存器(控制外围器件如DRAM和EDO RAM条,控制I/O Q的寄存器、片选信号等),配里地址空间以及系统启动方式。BIOS是微机的基本输人输出系统,其内容集成在微机主板上的一个ROM芯片上,主要保存着有关微机系统最重要的基本输入输出程序,如系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序等。BIOS中断服务程序实质上是微机系统中软件与硬件之间的一个可编程接口,主要用于程序软件功能与微机硬件之间的连接。例如,Wind-98 对软驱、光驱和硬盘等管理及中断的设置等服务和程序。BIOS系统设置程序,微机部件配置记录是放在一块可的CMOS RAM芯片 中的,主要保存着系统的基本悄况、CPU特性和软硬盘驱动器等部件的信息,可以对其各项参数进行设It. BIOS系统启动自举程序,系统完成POST自检后,ROM BIOS就首先按照系统CMOS设置中保存的启动顺序搜索软硬盘驱动器及CD-ROM。网络服务器等有效地启动驱动器,读人操作系统引导记录然后将系统控制权交给引导记录,并由引导记录来完成系统的顺序启动,实时操作系统的BSP就相当于PC的BIOS一般来说,对不同的微处理器板以及不同的RTOS时,就应该配置不同的BSP, BSP可以是已经做好了的,不需要开发人员去关心寄存器设置的细节。 当然根据实际的要求用户也可以改写BSP来加人自己的特定功能o BSP可针对不同的硬件做不同的调整,相应于PC的BIOS.它完成对硬件的初始化工作,执行完后再将执行权交给RTOS。在BSP中,只需要对与硬件相关的寄存器(主要是DRAM,SD RAM和片选)及与中断相关的寄存器进行正确配Y即可.BSP程序越简单越好,能放在主程序中初始化的功能尽A不要放在其中,BSP配I程序只要能保证系统正常启动即可.大部分RTOS带有针对不同徽处理器的BSP程序,用户只要稍做修改即可移植到自己的开发应用中设备驱动程序(Drivers)指用于处理、管理硬件控制(controller)的代码。设备驭动程序是将基础建立在具体的操作系统之上,而不是某种类型的处理器(CPU)(这很重要)。实际运用中,人们可能选择不同的目标硬件(CPU),如PowerPC,A RM,X 86,并且配f不同的操作系统.即使对于同一种类型的目标硬件,不同的操作系统也要编写不同的BSP。对于驱动程序,实际上是在操作系统的层次上对不同的设备控制器所写的代码。 实时操作系统的驭动程序与PC的相类似eR TOS通常在BSP定义了一套自己的驱动程序接口,根据这些接口写相应的驱动程序。当然RTOS与硬件较紧密,灵活性较大,开发人员完全可以抛开它提供的接口而自己编写骆动程序.这同直接在C代码中调用BIOS提供的底层功能(如BIOS中断)编写程序类似。BSP通常可以认为是基于硬件平台的。当开发某个平台且与硬件相关的程序时,往往不得不从设置某个寄存器的某个位开始编程。在嵌人式领城,这种情况更为明显,几乎所有的设备控制和各种协议控制都在同一个嵌人式CPU核当中,非常有利于对CPU核和设备进行抽象.如果能对CPU核和设备的各种控制进行抽象,则人们在移植OS或者开发驭动程序时,就没有必要对CPU进行非常深入的了解,不必要了解某个寄存器的某个位是控制什么的,也没有必要了解怎样初始化某个控制寄存器等等。因此,BSP是一种能为程序开发人员提供对硬件进行描述性操作的开发支律库。描述性操作是指在控制硬件时只需知道要完成什么,而不需要知道如何去完成,每个操作都是一些单一的动作.例如:对于设置一个串口的波特率,只需要知道是哪个申口,波特率是多少,而不需要知道要写哪一个寄存器以及如何写等。在利用BSP编写驱动程序时,编程人员只需要了解该驱动程序的初始化顺序以及初始化的内容,而不需要了解初始化的具体细节就能完成驱动程序。可以大大地提高工作效率。并且对于硬件的具体细节设1l`是在驱动程序中最容易出错的地方,而利用BSP支撑库则可以大大地减少出堵的可能性。在BSP支排库中,除了包含对硬件的描述性操作部分的代码外,还包含了对目标板的初始化部分、中断管理部分以及一些简单的驱动程序程序单元。这样的BSP可以不依赖于任何操作系统和骆动程序,但是可以作为操作系统和驱动程序的开发支排库,可以非常方便地移植或者开发操作系统与驱动程序。在最好的情况下,操作系统与骆动程序的移植只需要更换相应平台下的BSP支排库即可完成移植。BSP是对目标系统的软件支持,是一些硬件具体的函数的集合,主要完成下面的功能:[!--empirenews.page--] (1) 在系统启动时,对目标系统进行硬件初始化; (2) 提供对目标系统设备的接口.如时钟、Ethernet控制器、串行芯片和SCSI控制器在PSOS 中,对于不同的开发系统,其不同的特性在板级支持包BSP的bsp.h 文件中作了具体的定义。例如基本特性,包括处理器类型BSP_CPUFAMILY(PoweiTC,68000,X86和1960等),具体的处理器(PPC604和PPC603等),还有浮点支持BSP_FPU,字符模式选择BSP间的开始地址。其它的如串行通道特性、LAN接口特性ENDIAN等,BSP_RAM_BASE RAM空、共享存储器通信以及板级支持包参数设定的缺省值。bsp.h ,bspcfg.h 和bspcfg.c 文件提供了在应用程序编译时对某些BSP特性进行配置是必要的。BSP进行配置的选项和实现。应用程序对例如,BSP_ LANI表明BSP是否需要LAN驱动,可以设置为是或否。这个参数会被多个文件使用,包括是否编译和建立LAN驱动,让操作系统支持LAN操作目标系统在复位后,要做的第一项工作就是对硬件设备进行初始化,执行Hwdinit函数。该函数完成在C中无法进行的初始化任务,Initboard函数在C代码继续板级初始化,这通常被称为硬件初始化(hardware initialization),相应的sysinit函数完成非硬件初始化任务(software initialization)。在Hwdinit中BSP中对具休的处理器配置步骤如下 (1) 设置MSR,包括校验、优先级模式、禁止中断、禁止地址转换。即extern unsigned long ppcMSRrd(void); (2 )给减计数器处置,调用ppcDECwr,把值写人DE(,即exter nvoid ppcDECwr(unsignedl ongv alue); (3) 禁止指令和数据Caches,即exter nunsigned long SysDcachelnhibit(void); exter nvoid SysIcacheInhibit(void); (4) 初 始 化核心寄存器,包括MachineS tatusR egister( MSR) //机器校验使能,中断可恢复Instruction Support Control Register (ICTRL) / /开 发 端 口捕 获 使能Debug Enable Register (D ER O) // 关 闭调 试 中 断Interrupt Cause Register( ICR ) / /关 闭中 断 事 件Internal Memeory MapRegister (IMMR ) // 设 里 内部 存 储 区 地 址System Interface Unit (SIU ) Module Configuration Register ( SIUMCR )Reset Status Register RSR) //复 位 状 态 控制 (5)使能减法计数器。 (6)初始化片选寄存器。(对Flash内存) (7)确定DRAM的类型,设UPMX初始化表,即extern HdwInitDRAM(void)为了通过 UPMX访问外部不同结构和速率DRAM,生成相应的初始化表,可以使用Motorola提供的MCUinit软件来生成。 (8)把 Data Section从FlashROM拷贝到RAM。根据硬件配宜,这是可选的,通常不作.最后 , 根 据具体的目标系统设It合理的系统参数,通过棋板建立设备接口,编写编译文件和链接文件把BSP和操作系统链接起来。

    时间:2017-09-24 关键词: VxWorks 设计 bsp

  • 基于DSP的忙音检测设计

    基于DSP的忙音检测设计

    忙音是某一频率单音和静音交互出现的一种提示音,通常用于表示电话占线。在某些实际应用过程中,需要对这种忙音进行检测。现阶段这类的信号音检测大多是用专用芯片实现的,多数是在出厂前需要预先设定需要检测的频率值等参数。提出一种基于DSP 的软件实现忙音检测的方法,利用单音和静音通过陷阱滤波器后的能量幅值不同来检测单音,再根据单音和静音所占的比例来检测忙音。软件实现不需要额外的芯片,可以集成于已有的DSP 软件中,而且可以灵活配置检测参数,同时检测多种频率忙音。 1 单音检测的DSP 实现 1.1 单音检测原理 单音信号检测的方法是将输入信号通过一个陷阱滤波器,然后通过比较输出信号和原始信号的平均幅值来判断是否单音信号,信号的幅值通过一个IIR低通滤波器计算,检测原理框图如图1所示。   图1 单音检测原理 检测过程是先将信号通过陷阱滤波器,陷阱滤波器的谷点频率即为待检测的频率,然后通过一阶IIR计算其长时平均幅度,输出与原始信号通过IIR计算出的长时平均幅度相比较,如果经陷阱滤波器后的信号幅度远远小于原始信号的幅度,则认为存在该频率的单音信号。   检测不同频率单音信号的滤波器系数不同,通过比较经过陷阱滤波器的输出信号和原始信号的平均幅值来判断是否存在单音信号。 1.2 单音检测的DSP 实现方法 检测芯片采用TI 的5510 系列芯片,处理能力达到200 MMIPS,单音信号经过DSP 的串口进入,处理框图如图2 所示,检测过程是先将信号通过陷阱滤波器,然后计算其长时平均幅度,输出与不经过陷阱滤波器的长时平均幅度相比较,如果经陷阱滤波器后的信号幅度远远小于原始信号的幅度,则认为存在该频率的单音信号。   图2 单音检测的算法框图2 忙音检测的DSP 实现 忙音是由某一频率单音和静音交互出现的一种声音。电信标准中常用的忙音包含的单音信号为450 Hz 或500 Hz,单音和静音持续时间相同,周期为500 ms 或700 ms 2 种。 周期为500 ms 的单音频率为450 Hz 的忙音检测是先通过一个450 Hz 的陷阱滤波器,然后比较输出信号与原始信号的包络. 程序实现时,10 ms 为一个检测样本。如图3 所示,计算500 ms 内检测到450 Hz 的个数,如果个数是50 的一半左右,则检测到1 次周期为500 ms 频率为450 Hz 的忙音,因为交换机送出的忙音都至少有5 个周期以上,为了提高检测准确度,需要持续检测5 次。如果5 次都检测到,则认为检测到持续时间至少为2. 5 s 的忙音。 检测周期为500 ms 的单音频率为500 Hz、周期为700 ms 的单音频率为450 Hz、周期为700 ms 的单音频率为500 Hz 的忙音的方法相同,在程序设计时可以将这4 种不同频率和周期的忙音同步进行。   图3 忙音检测框图 3 忙音检测实验和性能分析 3. 1 忙音检测实验 如图4 所示,电信交换机用户口接二台普通话机,计算机通过交换机维护口监控检测寄存器。   图4 忙音检测实验图 ( 1) 电话占线的忙音检测实验 话机B 摘机,然后用话机A 拔打话机B,通过计算机观察检测话机A 所在用户口忙音检测寄存器,发现寄存器有置位。话机A 摘机,用话机B拔打话机A,通过计算机观察检测话机B 所在用户口忙音检测寄存器,发现寄存器有置位。重复实验,未发现漏检情况发生。 ( 2) 通话中的忙音检测实验 用话机A 拔打话机B,接通后然后话机A 挂机,通过计算机观察检测话机B 所在用户口忙音检测寄存器,发现寄存器有置位。用话机B 拔打话机A,接通后然后话机B 挂机,通过计算机观察检测话机A 所在用户口忙音检测寄存器,发现寄存器有置位。重复实验,未发现漏检情况发生。 3. 2 忙音检测性能分析 ( 1) 如何区分2 种忙音 一种忙音是一方拔打另一方电话,对方占线,交换机送给拨打方的提示音。另一种是在通话建立以后一方把挂断交换机送给另一方的提示音。前一种忙音检测是在通话未建立进行的,后一种忙音检测是在通话建立后进行的,所以这2 种检测不会出现相互影响的情况。 ( 2) 忙音检测的设定 忙音检测对声音采样时并不知静音何时开始,单音何时开始,所以可能从静音或单音的中间开始采样,在检测开始时、单音和静音转换时、检测结束时的都可能会出现一次检测结果不准确。所以在一个周期内存在单音个数占50% 的判断时需要留有一定的余量,可以根据要求设定一个范围( 如45%~ 55%) 。 ( 3) 忙音检测的风险 这种方法对忙音检测是根据忙音中单音和静音的持续时间相同的特性来检测的,在一个周期内单音出现的次数来确定是否为忙音。当出现一个周期内单音出现的次数与忙音相同、频率相同、周期为忙音周期的一半或者四分之一等的声音时,也会被误检为忙音。现阶段关于提示音的标准中,不存在这样的声音,不会出现误检的情况,所以程序可以被实际应用。 4 结束语 基于DSP 的忙音检测只需调节陷阱滤波器的参数和检测周期就可以实现对不同频率和周期的忙音进行检测。实现占用资源较少,程序移植方便,可以集成于具有其他功能的DSP 程序中。通过电话实验,在预先设定一定检测冗余的情况下,这种方法可以准确地检测到不同类型的忙音,从而实现自动挂机和自动重拔功能。同时基于DSP 的忙音检测方法是基于检测计数统计,在现行的邮电标准中,不存在能干扰检测结果的提示音,可以应用于普通电信设备中。[!--empirenews.page--]

    时间:2018-01-17 关键词: DSP 设计 忙音检测 dsp电路

  • 详解电动摩托车中电源管理设计方案

    详解电动摩托车中电源管理设计方案

    想象一下:在晴朗夏日,您骑着摩托车在高速路上飞驰,阳光洒在脸上,头发在风中飞舞。当人们想到摩托车时,很多人脑海中会浮现这样的画面,而不会立即考虑摩托车有多创新,尤其是赛车。 Brammo Motorsports 是总部位于美国俄勒冈州的领先电动车技术公司,该公司已走在大功率电池创新的最前沿。Brammo 始终致力于设计和开发电动汽车,包括获奖的 Enertia® 和 Empulse®。他们实际上正在构建一些比汽油动力摩托车更环保的最高性能电动摩托车。 电池管理技术将不断改善各公司利用大功率电池进行创新设计的方法。如今,大功率电池已经广泛应用于从电动工具及吸尘器机器人到叉车和电网能源存储系统等各个方面。 Brammo 的高端型号 Empulse R 是一款具有跟踪控制赛车血统的街车电动摩托车。其 Parker GVM 电机可提供精确的扭矩与速度,支持 54hp/6,000rpm 的输出功率和 66lb-ft 的扭矩。Empulse R 最高时速超过 100mph,被评论者描述为“具有与内燃机车型完全相同的介入性能,而且还增加了内燃机车型永远达不到的驾驶感觉。”   传动系统的动力来源是 Brammo Power™ BPM1590 电池组,这款 10kWh 的高容量锂离子电池可在城市与公路综合路况下实现 77 英里的续航里程。它的镍锰钴氧化物电池可保证至少 1,500 个充电循环,能在 4 小时内完全充满。BPM1590 的核心采用 TI 最新电池组管理 IC,其不仅可对电池的关键参数(电压、电流和温度)进行持续监控,而且还可在必要时停止充放电,从而可确保安全的客户体验。   电池管理电路中的专利型Impedance Track™ 电量监测算法不仅可监视电池单元加入和消耗的能源数量,同时还可计算温度与电池老化等因数,从而可精确报告剩余里程。我们的电量平衡技术可保持电池中所有独立单元总是处于相同电量水平,确保在经过一段时间后不会出现某个单元电量比其它单元弱的情况,从而可最大限度延长摩托车的使用寿命。这一切将为最终用户带来愉快、兴奋和高度可靠的驾驶体验。

    时间:2018-04-19 关键词: 电源管理 设计 电源电路 电动摩托车

  • 对刚开始或准备开始搞设计硬件电路的工程师一些入门工作指南

    对刚开始或准备开始搞设计硬件电路的工程师一些入门工作指南

    本文主要针对那些刚开始或准备开始搞设计硬件电路的工程师,高级别的硬件工程师看这篇文章就没必要了。时光飞逝,离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候,与你一样,俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性,EMI,PS设计准会把你搞晕。别急,一切要慢慢来。 整体思路 1)总体思路。设计硬件电路,大的框架和架构要搞清楚,但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好,自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的,那就要搞清楚要实现什么功能,然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果,越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。 2)理解电路。如果你找到了的参考设计,那么恭喜你,你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO,还是先看懂理解了再说,一方面能提高我们的电路理解能力,而且能避免设计中的错误。 3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片,找datasheet,看其关键参数是否符合自己的要求,哪些才是自己需要的关键参数,以及能否看懂这些关键参数,都是硬件工程师的能力的体现,这也需要长期地慢慢地积累。这期间,要善于提问,因为自己不懂的东西,别人往往一句话就能点醒你,尤其是硬件设计。 4)硬件电路设计主要是三个部分,原理图,pcb ,物料清单(BOM)表。原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。pcb涉及到实际的电路板,它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁),而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上,然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后,要用到哪些元器件应该有所归纳,所以我们将用到BOM表。 5)用什么工具?Protel,也就是altium容易上手,在国内也比较流行,应付一般的工作已经足够,适合初入门的设计者使用。 其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具,硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos,是post-command型的;而cadence的产品concept & allegro 是pre-command型的,用惯了protel,突然转向cadence的工具,会不习惯就是这个原因)。 设计大环节都要有:1)原理图设计。2)pcb设计。3)制作BOM表。现在简要谈一下设计流程(步骤): 1)原理图库建立。要将一个新元件摆放在原理图上,我们必须得建立改元件的库。库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性,并且以具体的图形形式来代表(我们常常看到的是一个矩形(代表其IC BODY),周围许多短线(代表IC管脚))。protel创建库及其简单,而且因为用的人多,许多元件都能找到现成的库,这一点对使用者极为方便。应搞清楚ic body,ic pins,input pin,output pin, analog pin, digital pin, power pin等区别。 2)有了充足的库之后,就可以在原理图上画图了,按照datasheet和系统设计的要求,通过wire把相关元件连接起来。在相关的地方添加line和text注释。wire和line的区别在于,前者有电气属性,后者没有。wire适用于连接相同网络,line适用于注释图形。这个时候,应搞清一些基本概念,如:wire,line,bus,part,footprint,等等。 3)做完这一步,我们就可以生成netlist了,这个netlist是原理图与pcb之间的桥梁。原理图是我们能认知的形式,电脑要将其转化为pcb,就必须将原理图转化它认识的形式netlist,然后再处理、转化为pcb。 4)得到netlist,马上画pcb?别急,先做ERC先。ERC是电气规则检查的缩写。它能对一些原理图基本的设计错误进行排查,如多个output接在一起等问题。(但是一定要仔细检查自己的原理图,不能过分依赖工具,毕竟工具并不能明白你的系统,它只是纯粹地根据一些基本规则排查。) 5)从netlist得到了pcb,一堆密密麻麻的元件,和数不清的飞线是不是让你吓了一跳?呵呵,别急还得慢慢来。 6)确定板框大小。在keepout区(或mechanic区)画个板框,这将限制了你布线的区域。需要根据需求好考虑板长,板宽(有时,还得考虑板厚)。当然了,叠层也得考虑好。(叠层的意思就是,板层有几层,怎么应用,比如板总共4层,顶层走信号,中间第一层铺电源,中间第二层铺地,底层走信号)。 先解释一下(2)中的术语。post-command,例如我们要拷贝一个object(元件),我们要先选中这个object,然后按ctrl+C,然后按ctrl+V(copy命令发生在选中object之后)。这种操作windows和protel都采用的这种方式。但是concept就是另外一种方式,我们叫做pre-command。同样我们要拷贝一个东西,先按ctrl+C,然后再选中object,再在外面单击(copy命令发生在选中object之前)。 1)确定完板框之后,就该元件布局(摆放)了,布局这步极为关键。它往往决定了后期布线的难易。哪些元器件该摆正面,哪些元件该摆背面,都要有所考量。但是这些都是一个仁者见仁,智者见智的问题;从不同角度考虑摆放位置都可以不一样。其实自己画了原理图,明白所有元件功能,自然对元件摆放有清楚的认识(如果让一个不是画原理图的人来摆放元件,其结果往往会让你大吃一惊^_^)。对于初入门的,注意模拟元件,数字元件的隔离,以及机械位置的摆放,同时注意电源的拓扑就可以了。 2)接下来就是布线。这与布局往往是互动的。有经验的人往往在开始就能看出哪些地方能布线成功。如果有些地方难以布线还需要改动布局。对于fpga设计来说往往还要改动原理图来使布线更加顺畅。布线和布局问题涉及的因素很多,对于高速数字部分,因为牵扯到信号完整性问题而变得复杂,但往往这些问题又是难以定量或即使定量也难以计算的。所以,在信号频率不是很高的情况下,应以布通为第一原则。 3)OK了?别急,用DRC检查检查先。这是一定要检查的。DRC对于布线完成覆盖率以及规则违反的地方都会有所标注,按照这个再一一的排查,修正。 4)有些pcb还要加上敷铜(可能会导致成本增加),将出线部分做成泪滴(工厂也许会帮你加)。最后的pcb文件转成gerber文件就可交付pcb生产了。(有些直接给pcb也成,工厂会帮你转gerber)。 [!--empirenews.page--]5)要装配pcb,准备bom表吧,一般能直接从原理图中导出。但是需要注意的是,原理图中哪些部分元件该上,哪些部分元件不该上,要做到心理有数。对于小批量或研究板而言,用excel自己管理倒也方便(大公司往往要专业软件来管理)。而对于新手而言,第一个版本,不建议直接交给装配工厂或焊接工厂将bom的料全部焊上,这样不便于排查问题。最好的方法就是,根据bom表自己准备好元件。等到板来了之后,一步步上元件、调试。。。 谈谈调试 1)拿到板第一步做什么,不要急急忙忙供电看功能,硬件调试不可能一步调试完成的。先拿万用表看看关键网络是否有不正常,主要是看电源与地之间有否短路(尽管生产厂商已经帮你做过测试,这一步还是要自己亲自看看,有时候看起来某些步骤挺繁琐,但是可以节约你后面不少时间!),其实短路与否不光pcb有关,在生产制作的任何一个环节可能导致这个问题,IO短路一般不会造成灾难性的后果,但是电源短路就。。。。。。 2)电源网络没短路?那么好,那就看看电源输出是否是自己理想的值,对于初学者,调试的时候最好IC一件件芯片上,第一个要上的就是电源芯片。 3)电源网络短路了?这个比较麻烦,不过要仔细看看自己原理图是否有可能这样的情况,同时结合割线的方法一步步排查倒底是什么地方短路了,是pcb的问题(一般比较烂的pcb厂就可能出现这种情况),还是装配的问题,还是自己设计的问题。关于检查短路还有一些技巧,这在今后登出。。。。。。 3)电源芯片没有输出?检查检查你的电源芯片输入是否正常吧,还需要检查的地方有使能信号,分压电阻,反馈网络。。。。。。 4) 电源芯片输出值不在预料范围?如果超过很离谱,比如到了10%,那么看看分压电阻先,这两个分压电阻一般要用1%的精度,这个你做到了没有,同时看看反馈网络吧,这也会影响你的输出电源的范围。 5)电源输出正常了,别高兴,如果有条件的话,拿示波器看看吧,看看电源的输出跳变是否正常。也就是抓取开电的瞬间,看看电源从无到有的情况(至于为什么要看着个,嘿嘿。。。。。。专业人士还是要看的~) 谈谈电源 无疑电源设计是整个电路板最重要的一环。电源不稳定,其他啥都别谈。我想不用balabala述说它究竟有多么重要了。 在电源设计我们用得最多的场合是,从一个稳定的“高”电压得到一个稳定的“低”电压。这也就是经常说的DC-DC(直流-直流),而直流-直流中用得最多的电源稳压芯片有两种,一种叫LDO(低压差线性稳压器,我们后面说的线性稳压电源,也是指它),另一种叫PWM(脉宽调制开关电源,我们在本文也称它开关电源)。我们常常听到PWM的效率高,但是LDO的响应快,这是为什么呢?别着急,先让我们看看它们的原理。 下面会涉及一些理论知识,但是依然非常浅显易懂,如果你不懂,嘿嘿,得检查一下自己的基础了。 一、线性稳压电源的工作原理 如图是线性稳压电源内部结构的简单示意图。我们的目的是从高电压Vs得到低电压Vo。在图中,Vo经过两个分压电阻分压得到V+,V+被送入放大器(我们把这个放大器叫做误差放大器)的正端,而放大器的负端Vref是电源内部的参考电平(这个参考电平是恒定的)。放大器的输出Va连接到MOSFET的栅极来控制MOSFET的阻抗。Va变大时,MOSFET的阻抗变大;Va变小时,MOSFET的阻抗变小。MOSFET上的压降将是Vs-Vo。   现在我们来看Vo是怎么稳定的,假设Vo变小,那么V+将变小,放大器的输出Va也将变小,这将导致MOSFET的阻抗变小,这样经过同样的电流,MOSFET的压差将变小,于是将Vo上抬来抑制Vo的变小。同理,Vo变大,V+变大,Va变大,MOSFET的阻抗变大,经过同样的电流,MOSFET的压差变大,于是抑制Vo变大。 二、开关电源的工作原理   如上图,为了从高电压Vs得到Vo,开关电源采用了用一定占空比的方波Vg1,Vg2推动上下MOS管,Vg1和Vg2是反相的,Vg1为高,Vg2为低;上MOS管打开时,下MOS管关闭;下MOS管打开时,上MOS管关闭。由此在L左端形成了一定占空比的方波电压,电感L和电容C我们可以看作是低通滤波器,因此方波电压经过滤波后就得到了滤波后的稳定电压Vo。Vo经过R1、R2分压后送入第一个放大器(误差放大器)的负端V+,误差放大器的输出Va做为第二个放大器(PWM放大器)的正端,PWM放大器的输出Vpwm是一个有一定占空比的方波,经过门逻辑电路处理得到两个反相的方波Vg1、Vg2来控制MOSFET的开关。 三、线性稳压电源和开关电源的比较 懂得了线性稳压电源和开关电源的工作原理之后,我们就可以明白为什么线性稳压电源有较小的噪声,较快的瞬态响应,但是效率差;而开关电源噪声较大,瞬态响应较慢,但效率高了。 线性稳压电源内部结构简单,反馈环路短,因此噪声小,而且瞬态响应快(当输出电压变化时,补偿快)。但是因为输入和输出的压差全部落在了MOSFET上,所以它的效率低。因此,线性稳压一般用在小电流,对电压精度要求高的应用上。 而开关电源,内部结构复杂,影响输出电压噪声性能的因数很多,且其反馈环路长,因此其噪声性能低于线性稳压电源,且瞬态响应慢。但是根据开关电源的结构,MOSFET处于完全开和完全关两种状态,除了驱动MOSFET,和MOSFET自己内阻消耗的能量之外,其他能量被全部用在了输出(理论上L、C是不耗能量的,尽管实际并非如此,但这些消耗的能量很小)。 先写part 8,待到图片能上传再添补 part 6,7做为描述开关电源原理,以及LDO与开关电源比较之用。 这一部分澄清高速信号认识的一些误区。 高速看的是信号沿,不是时钟频率 1) 一般而言,时钟频率高的,其信号上升沿快,因此一般我们把它们当成高速信号;但反过来不一定成立,时钟频率低的,如果信号上升沿依然快的,一样要把它当成高速信号来处理。根据信号理论,信号上升沿包含了高频信息(用傅立叶变换,可以找出定量表达式),因此,一旦信号上升沿很陡,我们应该按高速信号来处理,设计不好,很可能出现上升沿过于缓慢,有过冲,下冲,振铃的现象。比如,I2C信号,在超快速模式下,时钟频率为1MHz,但是其规范要求上升时间或下降时间不超过120ns!确实有很多板I2C就过不了关![!--empirenews.page--] 2)因此,我们更应该关注的是信号带宽。根据经验公式,带宽与上升时间(10%~90%)的关系为 Fw * Tr = 3.5 示波器选择 1) 很多人注意到了示波器的采样率,没有注意到示波器的带宽。但往往示波器带宽是一个更重要的参数。一些人以为只要示波器采样率满足超过信号时钟频率的两倍就行了,这是大错特错。错误的原因是错误的理解了采样定理。采样定理1说明了当采样频率大于信号最大带宽的两倍,就能完美地恢复原信号。但是,采样定理指的信号是带限信号(带宽是有限的),与现实中的信号严重不符。我们一般的数字信号,除了时钟之外,都不是周期的,从长时间来看,其频谱是无限宽的;要能捕获到高速信号,就不能对其高频分量太多的失真。示波器带宽指标与此息息相关。因此,真正要注意的依然是用示波器捕获的信号的上升沿失真在我们可接受的范围。 2) 那么选多高带宽的示波器才合适呢?理论上5倍于信号带宽的示波器捕获的信号比原信号损失不到3%。如果要求损失更宽松,那就可以选择更低端的示波器。用到3倍于信号带宽的示波器应该能满足大多数要求。但是不要忘了你探头的带宽!

    时间:2017-12-27 关键词: 工程师 设计 硬件电路 技术教程

  • 如何对LLC变压器设计?

    如何对LLC变压器设计?

    相信很多人听说过LLC变压器,那么什么是LLC变压器?LLC变压器设计,对于初学者还是比较头疼的。其实不然,掌握LLC变压器的设计要点以及设计原理就全部清晰了。下面我们系统全面的深入了解下,可以帮助我们更好的开展电源相关工作。 适用于LLC变压器,其特征在于,包括:第一MOS开关管、第二MOS开关管、第一电容、电感和至少两个变压器;所述变压器的原边串联、副边并联;所述第一MOS开关管与第二MOS开关管串联后其中点依次通过第一电容和电感与变压器原边串联后的一端相连,变压器原边串联后的另一端接地;所述变压器副边并联后接整流滤波电路。 第一:变压器的饱和问题? 我的变压器设计的工作磁感应强度Bm并不高,为什么我的LLC变压器磁芯温度很高?由于LLC变压器工作在LC谐振状态,LC谐振回路有个特点就是Q值问题,在这里Q值是大于1的,因而就会有实际加在变压器上的电压要比输入电压高的问题,因而在设计变压器的时候就必须考虑到这一点,否则变压器就不是工作在你设计的磁感应强度上。 由于输入电压高的时候,开关频率也比较高,谐振回路的增益也比较低,饱和的问题不大;但当输入是低压的时候,开关频率比较低,LLC谐振回路的增益较大,因而比较容易发生变压器饱和的问题。考虑到漏感的影响,保守的做法还得乘上耦合系数的倒数。 第二:线径的选择问题? 为什么老化的时候测到的绕组温度很高? LLC变压器工作在高频模式下,交变磁场下的导体除了我们所熟知的趋附效应(Skin effect)外,还会反生一个接近效应(Proximity effect)。和反激的变压器不同,LLC的变压器原边的绕组都绕在一边,电流都是同一个方向,随着绕组层数的增加,接近效应就愈发明显,因而我们就需要选用更细的线径和更多的股数来解决问题。 第三:变压器原副边匝数问题? 绕组是变压器的电路部分,它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成变压器的基本原理是电磁感应原理,现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压ú1时,流过电流í1,在铁芯中就产生交变磁通Ø1,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势é1,é2。感应电势公式为:E=4.44fNØm 式中: E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 Øm--主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同,感应电势E1和E2大小也不同,当略去内阻抗压降后,电压ú1和ú2大小也就不同。 当变压器二次侧空载时,一次侧仅流过主磁通的电流(í0),这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流í2时,也在铁芯中产生磁通,力图改变主磁通,但一次电压不变时,主磁通是不变的,一次侧就要流过两部分电流,一部分为激磁电流í0,一部分为用来平衡í2,所以这部分电流随着í2变化而变化。当电流乘以匝数时,就是磁势。 这个问题牵扯的原因很多,不太好分析。但我观察很多设计过程中,大家都是先设计好原边的匝数后,根据变比来计算付边匝数。这样一来会有个问题,就是计算出来的付边匝数大都不是整数,大家都喜欢四舍五入来取整,这样就带来一个问题。由于付边的匝数很少,四舍五入引起的误差比率就会很大。在这里,我们可以根据计算出来的付边匝数选择一个合适的整数,通过变比反推原边的匝数,然后取整。由于原边的匝数较多,取整带来的误差就相对较小。 第四:空载电压的问题? 为什么我的轻载电压或空载电压偏高很多?这个问题的因素也比较多。我们可以通过付边每绕一层后加绕一层胶带来减低寄生电容,正向的和反向的绕组不采用通常的并绕方式,而采用分层的绕法来抑制这种寄生振荡。以上就是LLC变压器设计的先关技术解析,需要我们的专业人员不断创新。

    时间:2020-03-24 关键词: 设计 变压器 llc

  • 射频电路的电源设计技术

    射频电路的电源设计技术

    大家都认识射频电路的电源,那么应该如何设计呢?无论是开关电源设计还是射频电路设计都是比较难掌握的,但是要找到射频电路的设计突破口,才能有效的攻破防线!下面是专家总结一些关于射频电路的设计要点,我们一起涨知识吧! (1)电源线是EMI出入电路的重要途径。通过电源线,外界的干扰可以传入内部电路,影响RF电路指标。为了减少电磁辐射和耦合,要求DC-DC模块的一次侧、二次侧、负载侧环路面积最小。电源电路不管形式有多复杂,其大电流环路都要尽可能小。电源线和地线总是要靠近放置。 (2)如果电路中使用了开关电源,开关电源的外围器件布局要符合各功率回流路径最短的原则。滤波电容要靠近开关电源相关引脚。共模电感要靠近开关电源模块。 (3)单板上长距离的电源线不能同时接近或穿过级联放大器(增益大于45dB)的输出和输入端,避免电源线成为RF信号传输途径,进而引起自激或降低扇区隔离度。长距离电源线的两端都需要加上高频滤波电容,甚至中间也要加上高频滤波电容。 (4)RF PCB的电源入口处组合并联三个滤波电容,利用这三种电容的各自优点分别滤除电源线上的低、中、高频信号,例如:10uf,0.1uf,100pf。并且按照从大到小的顺序依次靠近电源的输入管脚。 (5)用同一组电源给小信号级联放大器馈电,应当先从末级开始,依次向前级供电,使末级电路产生的EMI对前级的影响较小。且每一级的电源滤波至少有两个电容:0.1uf,100pf。当信号频率高于1GHz时,要增加10pf滤波电容。 (6)常用到小功率电子滤波器,滤波电容要靠近三极管管脚,高频滤波电容更靠近管脚。三极管选用截止频率较低的。如果电子滤波器中的三极管是高频管,工作在放大区,外围器件布局又不合理,在电源输出端很容易产生高频振荡。 线性稳压模块也可能存在同样的问题,原因是芯片内存在反馈回路,且内部三极管工作在放大区。在布局时要求高频滤波电容靠近管脚,减小分布电感,破坏振荡条件。 (7)PCB的POWER部分的铜箔尺寸应满足其流过的最大电流要求,并应考虑余量(一般参考为1A/mm线宽)。 (8)电源线的输入输出不能交叉。 (9)注意电源去耦、滤波,防止不同单元通过电源线产生干扰,电源布线时电源线之间应相互隔离。电源线与其它强干扰线(如CLK)用地线隔离。 (10)小信号放大器的电源布线需要地铜皮及接地过孔隔离,避免其它EMI干扰窜入,进而恶化本级信号质量。 (11)不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源之间的干扰,特别是一些电压相差很大的电源之间,电源平面的重叠问题一定要设法避免,难以避免时可考虑中间隔地层。 (12)PCB板层分配便于简化后续的布线处理,对于一个四层PCB板(WLAN中常用的电路板),在大多数应用中用电路板的顶层放置元器件和RF引线,第二层作为系统地,电源部分放置在第三层,任何信号线都可以分布在第四层。 第二层采用连续的地平面布局对于建立阻抗受控的RF信号通路非常必要,它还便于获得尽可能短的地环路,为第一层和第三层提供高度的电气隔离,使得两层之间的耦合最小。当然,也可以采用其它板层定义的方式(特别是在电路板具有不同的层数时),但上述结构是经过验证的一个成功范例。 (13)大面积的电源层能够使Vcc布线变得轻松,但是,这种结构常常是引发系统性能恶化的导火索,在一个较大平面上把所有电源引线接在一起将无法避免引脚之间的噪声传输。反之,如果使用星型拓扑,则会减轻不同电源引脚之间的耦合。 良好的电源去耦技术与严谨的PCB布局、Vcc引线(星型拓扑)相结合,能够为任何RF系统设计奠定稳固的基础。尽管实际设计中还会存在降低系统性能指标的其它因素,但是,拥有一个“无噪声”的电源是优化系统性能的基本要素。以上就是关于射频电路的电源设计需要注意的那些细节。

    时间:2020-03-24 关键词: 电源 设计 射频电路

  • 模电设计中的一些注意事项

    模电设计中的一些注意事项

    科技的发展推动了模拟电路的不断更新,设计工程师聊到模拟电路,第一反应就是设计部分让人头大。尽管数字电路和模拟电路不断的跟随科技的步伐发展,但是对于设计工程师而言,还是不能逃脱设计模拟电路的出路。下面是网友总结关于模拟电路设计需要注意的事项,希望能对大家有所帮助~ (1)为了获得具有良好稳定性的反馈电路,通常要求在反馈环外面使用一个小电阻或扼流圈给容性负载提供一个缓冲。 (2)积分反馈电路通常需要一个小电阻(约560欧)与一个大于10pF的积分电容串联。 (3)在反馈环外不要使用主动电路进行滤波或控制EMC的RF带宽,而只能使用被动元件(最好为RC电路)。仅仅在运放的开环增益比闭环增益大的频率下,积分反馈方法才有效。在更高的频率下,积分电路不能控制频率响应。 (4)为了获得一个稳定的线性电路,所有连接必须使用被动滤波器或其他抑制方法(如光电隔离)进行保护。 (5)使用EMC滤波器,并且与IC相关的滤波器都应该和本地的0V参考平面连接。 (6)在外部电缆的连接处应该放置输入输出滤波器;在未屏蔽系统内部的任何导线连接处都需要滤波,因为存在天线效应。另外,在具有数字信号处理或开关模式的变换器的屏蔽系统内部的导线连接处也需要滤波。 (7)模拟IC中的电源和地参考引脚需要高质量的RF去耦,这一点与数字IC一样。但是模拟IC通常需要低频的电源去耦,因为模拟元件的电源噪声抑制比(PSRR)在高于1KHz后增加很少。在每个运放、比较器和数据转换器的模拟电源走线上都应该使用RC或LC滤波。电源滤波器的拐角频率应该对器件的PSRR拐角频率和斜率进行补偿,从而在整个工作频率范围内获得所期望的PSRR。 (8)对于高速模拟信号,根据其连接长度和通信的最高频率,传输线技术是必需的。即使是低频信号,使用传输线技术也可以改善其抗干扰性,但是传输线如果未正确匹配,将会产生天线效应。 (9)避免使用高阻抗的输入或输出,它们对于电场非常敏感。 (10)由于大部分辐射是由共模电压和电流产生的,并且因为大部分环境的电磁干扰都是共模问题产生的,因此在模拟电路中使用平衡的发送和接收(差分模式)技术可以得到很好的 EMC 效果,而且可以减少串扰。平衡电路(差分电路)驱动不会使用0V参考系统作为返回电流回路,因此可以避免大的电流环路,从而减少RF辐射。 (11)比较器必须具有滞后(正反馈),以防止因为噪声和干扰而产生错误的输出变换,也可以防止在断路点产生振荡。不要使用比所需速度更快的比较器(将dV/dt保持在满足要求的范围内,尽可能低)。 (12)有些模拟IC本身对射频场特别敏感,因此常常需要使用一个安装在PCB上,并且与 PCB 的地平面相连接的小金属屏蔽盒,来对这样的模拟元件进行屏蔽。注意,一定要保证其散热条件。以上就是模拟电路设计中的一些方案,希望更多的来来加以交流。

    时间:2020-03-24 关键词: 数字电路 设计 模拟电路

  • LED模块化设计原因

    LED模块化设计原因

    随着科学技术的发展,LED技术也在不断发展,为我们的生活带来各种便利,为我们提供各种各样生活信息,造福着我们人类。目前中国已成为LED灯具的最大生产国,现在大街上随处可见的LED显示屏,装饰用的LED彩灯以及LED车灯,处处可见LED灯的身影,LED已经融入到我们生活中的每一个角落。在过去的几年里,企业想进军LED照明业,必须跨过两大难关:一是千万元计的投资,一是技术关和质量关。 相对而言,后者比前者更难跨越。这让不少传统照明企业视之为“畏途”,但这个圈子如果少了传统照明企业的参与,必将难以做大、做强。对于它们来说,近几年来的LED照明行业是一个既不能远之又无法近之的领域。在某种程度上,现在的LED照明业是由一群技术工程师主导规则,而传统照明业则是由一群职业营销人操控市场,看起来这是两个不同的江湖。如果有新的商业模式让传统的照明业不费吹灰之力就能制造质优价廉的LED灯具,世界将会怎样? 5年前,手机行业的话语权掌握在既有技术又有资金的少数企业手中,它们享受着技术领先所带来的巨额利润。然而它们的好日子被一家名为“联发科”的公司搅合了,它以“Turnkey solution”模式对整个行业进行了一次大洗牌。“Turnkey solution”直译为“交钥匙方案”,也就是说将产业链的上游与中游环节整合,形成一个解决方案,手机厂商只要购买一些简单的零部件就可以出品手机。一家手机厂商理论上只要有三个人就可以运转:一人负责采购模块,一人负责找代工厂,一人负责销售和回款。2009年,联发科凭借这一模式,带领着中国众多的山寨手机厂商生产出了1.45亿部手机。如今LED照明业的市场格局与5年前的手机市场如出一辙:少数企业控制着市场,多数企业不得其门而入。在强烈的剪刀差对比下,一旦有联发科式的商业模式出现,势必颠覆和改写整个行业的规则。 许多专家认为,LED照明企业的发展模式已经违背了产业发展规律,每个企业都是全产业链的做法,只有垂直整合,没有横向分工,因而无法形成规模化制造,成本一直居高不下。而传统照明企业要从封装环节开始到最终的成品,投资至少千万元,而且往往很难解决电路散热的技术难题。如果引入模块化一揽子解决方案,这两个难关就迎刃而解。 所谓模块化,就是让原来的LED照明研发制造的工作傻瓜化、标准化,将光源、散热部件、驱动电源集成在统一的模块里,灯具企业只需购买模块,然后添加一些简单的零件和造型设计,就可以制造外观精美、价格低廉的LED灯具。这打破了以往LED灯具的制造模式,使LED照明的游戏规则不再掌握在少数几个玩家手里,很多中小企业甚至个人都能参与进来,一旦它们聚合起来,将形成一股强大的颠覆性力量。这些中小企业不必再为制造的事情而烦恼,更不需为千万元的准入门槛而担忧,每天只需搜集最新的市场资讯,建立广泛的商业人脉,即可在最短的时间内将市场需求变成产品。届时,山寨手机创造的销售神话极有可能在LED照明业诞生。 这种新的产业分工模式是对原有市场权力的再分配,最具话语权的无疑是一个个分散在终端、具有敏锐触角的企业和个人,它们将最终决定LED照明商业模式的走向。当模块成为大多数照明企业所采用的标准时,也就离LED灯具的普及时代不远了。经过大量细致的采访,《新营销》在分析LED照明产业走向时,发现模块化的变革力量正给照明产业带来极富想象力的市场格局: 其一,芯片价格控制权不一定继续掌控在上游的芯片商手中,下游产品应用商形成的大规模的集中采购,将比以往零散式的采购更多一些话语权;其二,投资进入门槛的大幅降低,使得在中国任何一个区域,都极有可能出现一个个类同于“中国灯都-古镇”的“中国LED灯都”。 在科学技术发展的未来,LED技术也会迅速发展,虽然LED在生活中处处可见,但LED也还有一些不足需要我们设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品,让我们拭目以待吧。相信在未来的科学技术更加发达的时候,LED会以更加多种类的方式为我们的生活带来更大的方便,这就需要我们的科研人员更加努力学习知识,这样才能为科技的发展贡献自己的力量。

    时间:2020-03-27 关键词: LED 设计 模块化

  • LG官方宣布全新设计语言:你用过吗?

    LG官方宣布全新设计语言:你用过吗?

    今天,LG官方宣布了全新的设计语言,暗示会应用到下一代LG G系列旗舰上,尽管相比较前几代在设计风格上有较为明显的改变,但相比较当前的主流设计并没有太出彩的地方, 自2013年推出LG G2以来,几乎所有LG的高端手机都有一个共通点:后置摄像头组件无论是垂直还是水平排列均是居中,而且几乎所有的LG手机都采用了平面设计,虽然当前的趋势是曲面屏。 首先机身背面摄像头会按照从大到小挪到设备左侧垂直排列。LG将其称之为“Raindrop”(雨滴)设计。而除了主摄之外,所有摄像头都会平移到背部玻璃下方,不会凸起。 机身正面也进行了改造装备了曲面屏,LG称之为“3D Arc Design”。不仅仅是屏幕,背部的玻璃也将对称地弯曲,让用户的手感更加舒适。多年来,LG一直是 “硬边”设计的拥护者,这让它的变化相当大。 在下一个LG旗舰中将会迎来改变,在官方新闻稿中称其为全新的设计语言。尽期待新机能够给我们带来不一样的感觉。

    时间:2020-04-09 关键词: 设计 lg 3d手机

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