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  • 小米接连投资三家半导体企业:加速芯片领域布局

    小米接连投资三家半导体企业:加速芯片领域布局

    湖北小米长江产业基金合伙企业自2017年成立以来,就频繁投资半导体企业。据国内媒体报道,近期,小米再投三家半导体公司,加速芯片领域布局。 据悉,北京昂瑞微电子技术有限公司(昂瑞微)日前宣布完成战略融资,并新增小米产业基金成为新股东。 数据显示,小米产业基金对昂瑞微电子认缴金额310.71万元,持股比例为6.98%。 昂瑞微成立于2012年7月,公司专注于射频/模拟集成电路的设计开发。 昂瑞微在CMOS、GaAs、SiGe、SOI、GaN等射频工艺都有深厚的技术积累,主要产品:面向手机终端的2G/3G/4G/5G全系列射频前端芯片,面向物联网的无线连接芯片。 昂瑞微量产的芯片超过200款,芯片种类包括:手机射频功放、终端开关、低噪声放大器、天线调谐器,及射频前端模组(PAM、TxM、MMMB、PAMiD/PAMiF、L-FEM等);蓝牙BLE、蓝牙Audio、双模蓝牙、2.4GHz无线通信芯片等。 此外,小米产业基金还成为苏州速通半导体科技有限公司(速通半导体)的新股东。 速通半导体成立于2018年7月,是一家无晶圆半导体设计公司,专注于发展下一代无线片上系统,目前正在着力开发最新一代Wi-Fi 6芯片组,并加快量产进程。 据悉,速通半导体本轮融资资金将主要用于扩大工程团队,以进一步投入研发和量产基于Wi-Fi 6技术的前沿SoC产品,并推动其在消费者、企业和物联网市场中的应用。 就在不久之前,小米产业基金还投资了另外一家半导体公司广西芯百特微电子有限公司(芯百特微电子),后者主要从事射频集成电路的研发和销售,并积极布局5G通讯、WiFi 6、AIoT等先进应用。

    时间:2020-04-17 关键词: 半导体 投资 芯片 小米 领域 企业

  • 华为将涉足电视领域 TCL回应称正合作验证65吋产品

    华为将涉足电视领域 TCL回应称正合作验证65吋产品

    近日有消息称,华为今年将推电视产品,并已与TCL集团旗下华星光电就65吋电视面板供应达成合作。TCL集团相关人士对蓝鲸TMT记者回应称,华为是华星光电在大尺寸及中小尺寸显示屏上的重要合作伙伴,在大屏显示终端领域的合作已经展开,65吋产品已在验证中。这意味着,坊间流传已久的华为将涉足电视领域终于变成现实。 今年初就有媒体报道称,华为今年将进入电视行业,在电视品牌上将采取双品牌策略。彼时,业内盛传华为首款智能电视将于4月发布,预计目标1000万台。 随后又有消息称,华为将在9月推出高端电视,支持8K超清分辨率、广色域、AI人工智能等高端特性,面板可能来自三星。 但知情人士称,华为电视不会局限在高端领域,在中低端市场上华为正寻求与京东方、华星光电等供应链厂商合作,一起开发液晶电视。 目前,国家质量认证中心相关页面显示,华为已有两款液晶电视通过3C认证,认证型号为OSCA-550/Osca-550A,生产厂为合肥京东方视讯科技有限公司。

    时间:2019-08-22 关键词: 华为 tcl 电视 领域 65寸

  • 控创RISC构架COM模块面向自动化、交通领域

    控创公司日前推出了全新的E2Brain模块EB8347。这是一款构架的Computer-On-Module模块,采用含密码算法的MPC8347处理器(另有可选)。EB8347可应用于自动化、医疗、能源、国防和交通等众多应用领域。由于像EB8347这样的嵌入式模块在技术上已经非常成熟,厂商采用EB8347可以更加专注于自身的核心研发能力,大大加快产品投放市场的速度。 据介绍,EB8347的强大功能包括:DVI图形端口、TTL平板显示接口、两个USB2.0(480Mbit/s)端口和在533MHz主频下1008MIPS的处理能力,而且它是第一款将精密级HMI和实时控制功能集成在一个系统里的E2Brain模块。在各种恶劣工作环境下,高性能的EB8347是x86COM模块的一个理想的替代方案,构架在超低功耗下拥有较为出色的计算能力、高强固级的机械设计、宽温工作(最高可达-40℃至+85℃),以及七年供货保证。 此外,EB8347模块还包括如下配置:两个千兆以太网接口、最大可选的高速DDR表贴内存、最大64MB的表贴、、四个串口(均为16550兼容,其中两个是终端接口Rx/Tx)、一个AC97音频接口和一个CF卡接口(插座置于载板上),此外还有在板的实时时钟(RTC)、看门狗()和温度。客户扩展卡可通过LPC/32位33/的PCI插槽。EB8347模块仅需要单3.3V供电。 EB8347的软件支持包括带网络支持并独立于操作系统的BootLoader和/VxWorksBSP。通过SPI接口(SerialPeripheral)将可执行程序写入系统;为了方便开发工作,还专门提供了JTAG/BDM接口用来进行调试和程序写入。 EB8347将从2006年4月起正式供货,相关的评估板也将同期面市。

    时间:2019-04-19 关键词: 模块 嵌入式开发 领域 构架 交通

  • ZigBee技术在工业控制领域的应用研究

    ZigBee 是一种新兴的短距离、低功率、低速率无线接入技术,工作于无须注册的2.4GHz ISM 频段,传输速率为10~250kb/s,传输距离为10~75m。 它看起来更接近于蓝牙,但比蓝牙更为简单,具有更低的传输速率和功率消耗,大多数时间处于睡眠模式,尤其适用于那些不需要实时传输或连续更新的场合,如工业控制领域和传感器网络。ZigBee联盟在制定ZigBee标准时,采用了IEEE802. 15. 4协议作为其物理层和媒体接入层规范。在其基础之上,ZigBee联盟制定了数据链路层(DLL)、网络层(NWK)和应用编程接口(API)规范,并负责高层应用、测试和市场推广等方面的工作。 ZigBee技术的主要特点 ● 低功耗。 在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月,甚至更长,这是ZigBee的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。 ● 低成本。 通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10) ,降低了对通信控制器的要求。按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2美元。 ● 低速率。 ZigBee工作在20~250kb/s的较低速率,分别提供250kb/s(2.4GHz)、40kb/s(915MHz)和20kb/s(868MHz) 的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。 ● 近距离。 传输范围一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。 ● 短时延。 ZigBee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3~10s、WiFi需要3s。 ● 高容量。 ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网。 ● 高安全。 ZigBee提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性。 ● 免执照频段。 采用直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频段,2.4GHz(全球)、915MHz(美国)和868MHz(欧洲) 。   PIC18F4620和CC2420简介 PIC18F4620和CC2420是本文设计中最为关键的两个部件。PIC18F4620微控制器具有丰富的片上存储功能,具有64 KB Flash和3968字节RAM的存储空间;而且该微控制器具有多种省电模式供选择。除了具有丰富的片上存储功能和多种省电模式以外,18F4620微控制器还具有13个10位A/D转换器、多个I/O数据线。可以很容易用软件对其进行编程和仿真,这些接口同时还可以用作与传感单元的接口。 CC2420射频收发器工作在2.4GHz ISM公用频道。它有33个16位配置寄存器、15个命令选通寄存器、1个128字节的RX RAM、1个128字节的TX RAM、1个112字节的安全信息存储器。一些主要特点:具有16个信道;典型的发射功率为0dBm,最大发射功率达到3.6dBm;采用DSSS扩频通信技术,最大速率为250 kbps;在分组错误率为1%的情况下,其接收灵敏度达到-95dBm(典型值)。   ZigBee无线平台简介 整个系统按照运行流程可分成三部分:传感感器终端(多个)、路由节点(可选)、中心数据管理终端。图2 系统示意图 我们可以在传感器终端加装不同的传感器来实现对所需数据的监控,从而发挥ZigBee平台的作用。中心数据管理终端由中心节点和PC机组成,二者之间可以通过RS232实现数据通信。 平台采用了Microchip公司提供的开放协议栈,通过设计修改其应用层代码来实现所需的功能。 通常,ZigBee节点的IEEE64位地址是由用户自己定义的, 它们被写在节点的EEPROM中。而每个终端节点入网后,中心节点会分配给它一个16位网络短地址。对于初次使用的终端节点,可以经过与中心节点绑定过程从而让终端节点的地址信息出现在中心节点的绑定表中,使数据的收发更加稳定。对于较小的网络,由于直接发送给中心节点,也可以直接使用0x00作为目标地址。   ZigBee在工业控制中的应用方案研究 1 ZigBee工厂消防监控方案 目前,大型工业综合厂房集生产车间、仓库于一体,其消防具有空间大、线路要求高等特点;而老厂房有线消防系统改造的成本较高,尤其在一些化工生产厂房和库房,工艺操作的要求给布线增加了困难。本方案为解决这类问题提供了一条途径。 ①系统整体设计 整个系统分成两部分:无线烟感器终端(多个)和中心数据管理终端。无线烟感器终端是检测发送烟雾数据的集成设备,它在检测到一定浓度的烟雾后在本地报警,同时通过无线网络传输给管理终端;中心数据管理终端将无线烟感器终端中发送的数据接收后,通过软件在PC机上给管理人员报警并显示火警相应位置,还可以通过设置加入一些其他的处理功能。图3 烟感终端结构图 ●无线烟感器终端 在用户端无线烟感器加装通讯模块形成终端设备,实现数据的采集和无线传输。基于ZigBee的低功耗特点,该终端采用9V电池供电。 ● 中心数据管理终端 其主要功能包括接收无线烟感器终端数据并报警及存储,对数据做出一定的处理以及根据客户需求打印各种报表。 ②系统软硬件结构 系统核心部分为无线收发模块,烟雾传感器直接与单片机I/O口相连,出现火情时由烟感中的继电器电平变化引发单片机中断,从而通过射频芯片CC2420向中心报告。单片机与PC机通过MAX322实现串口通讯。图4 中心数据管理终端 ● 单片机程序设计 我们在程序中设定了每个不同的终端节点在遇到火情时发送各自特定的代码给中心节点,中心节点收到后再交给上位机进行识别。ZigBee规范中通信部分的消息帧有KVP和Message两种方式,由于发送的代码比较简单而且量很少,所以采用KVP格式进行发送。KVP帧格式定义如图5所示。 中心节点的单片机程序调用APLGet( )函数,在接收到终端节点发来的数据后,将其通过串口发送给上位机,串口的主要函数如下:void ConsoleInit(void) { OpenUSART(USART_TX_INT_OFF&USART_RX_ INT_ON&USART_ASYNCH_MODE & USART_EIGHT_BIT & USART _CONT_RX & USART_BRGH _HIGH,SPBRG_VAL ); }  void ConsolePut(BYTE c) { while( !ConsoleIsPutReady() );   TXREG = c; }  void ConsolePutROMString(ROM char* str) {   BYTE c;   while( c = *str++ )   ConsolePut(c);   while( !ConsoleIsPutReady() ); }图5 KVP帧格式 ● 上位机程序设计 上位机程序主要负责从串口接收中心节点模块发来的数据,并做出相应动作,如报警并识别出火情位置,并可进行一定的处理(如开启水阀等)。软件由VB编写。 它可以实现的功能有:1.设定通信端口。2.显示房间状态。3.显示历史记录。通过设定通信端口可以选择当前空闲的串口,显示房间状态可以显示哪个房间或哪个位置发生了火情,显示历史记录可以显示曾经发生过报警的房间号和时间。 软件安装后,用户可以根据实际情况选择楼层数和房间数,并和终端节点相对应。还可以存储起火原因,便于遇到突发事件时的相关人员做出处理。 2 ZigBee倾斜度测量应用方案 在现代工业生产,安装和建筑等许多领域,经常需要测量倾斜度,这就需要倾斜测量装置。我们可以利用ZigBee平台来方便的实现测试点的远程监控,同时也方便测试点的安装。 这里采用了飞思卡尔新推出的MMA7260 加速度传感器来测量倾斜。它是一种低功耗三轴电容式微机械传感器,有1.5g、2g、4g、6g四种量程可以选择。封装为QFN16脚,采用2.2~3.6V宽电压电源,而且支持休眠,符合ZigBee对低功耗的要求,很适合在ZigBee平台上使用。由于数据量相对较大,我采用了格式更为灵活的MSG格式,其帧格式定义如图6。图6 MSG帧格式 MMA7260自带了温度补偿和滤波,只需简单处理即可将其输出的三路(XYZ轴)加速度模拟量接入到PIC18单片机自带的10位A/D转换模块中。 数据由RS-232由节点传入到PC机后,采用了NI公司的labview软件进行处理,它的G语言操作非常友好,可以方便的对数据进行转化和计算,然后显示在虚拟的仪器界面上。 如果有必要,可以在某个轴上加入报警,超过门限值时对操作员进行提示,甚至直接给设备发出指令。   结语 消防监控和倾斜测量只是ZigBee 技术在工控领域的两个简单应用,它具有很强的实际应用价值。该模块也可以很方便的移植到其他的无线应用中去。本文来源:今日电子 作者:北京科技大学 霍峰

    时间:2019-04-03 关键词: Zigbee 工业控制 技术 嵌入式开发 领域

  • ADI精密16V运算放大器用于工业及消费领域

    美国模拟器件公司(adi)最新的精密运算放大器,将精度、功率效率和多功能性与较宽的工作电压范围(5v~16v)进行了结合,可以用于工业、医疗以及消费应用。新的精密运算放大器采用adi公司自主知识产权的icmos高电压工业工艺技术制作,其封装尺寸比与之竞争的同类器件小70%,这使得它们非常适合电路板空间非常珍贵的高密度与便携式应用。 关于ad8663 ad8663是一款16v精密、低噪声、满摆幅运算放大器,能够满足病人监护仪、去纤颤器、遥控工业控制以及光学传感器等便携式应用与电源供电应用的高性能、低功耗与低成本需求。这些高电压便携式设备正越来越多地采用锂离子、锂聚合物以及其他电池供电,其工作电压范围是:3v~16v。电池技术的进步使得对信号调理元件需求与日俱增,这些元件不仅要支持高电压,同时还要具有良好的电源效率、热量管理与精度。 ad8663能够满足这些要求,它通过采用adi公司获得专利的digitrim电路内部修正技术,获得低偏置电压、90db共模抑制比(cmrr)以及105db电源抑制比(psrr),其精度比其他同类运算放大器高90%。对于变化的电源与温度,这款新的运算放大器也具有良好的性能,在125℃温度时对于较宽的输入范围,其最大电压偏移漂移为450μv。此外,ad8663在保持21nv/rt-hz低频电压噪声仅消耗180ma电流。 高精度、低功耗、小体积与温度稳定性的良好结合,使得ad8663非常适合压力传感器、温度传感器、光纤传感器、便携式工业工具以及精度必须随环境条件的波动而保持稳定其他应用场合。 关于ad8638 ad8638是一款16v零漂移精密运算放大器,是为工业仪器仪表、汽车与传感器应用而设计的,这些应用要求温度、电源、负载、输入信号变化范围较宽,同时不带来信号调理误差。这款新的运算放大器不仅为单电源与双电源应用扩展了工作电压范围与温度范围,而且也是将icmos工业制造工艺的体积、功耗以及性能优势与adi公司获得专利的自动调零以及低漂移技术及进行结合的第一个产品。结果是,ad8638具有140db共模抑制比(cmrr)以及140db电源抑制比(psrr),其精度比与之竞争的零漂移运算放大器高出10db。 设计人员一般要求具有最高精度的温度、电流或压力测试,并在系统测试中使用热电偶、应变计以及位置传感器,ad8638具有10μv温度漂移电压,最大偏移漂移为80nv/℃,减轻了对温度校准环路等额外电路的需求。同其他运算放大器相比,ad8638的输出饱和恢复时间是前者的4倍,这款零温漂运算放大器是恶劣或加固环境中的传感器、或温度敏感反馈与控制电路等需要进行频繁测量的应用的理想选择。 ad8638运算放大器与adi公司的低频模数转换器(adc)(ad7732)、乘法数模转换器(dac)(ad7534,ad667)、音频数模转换器(ad1855)、电压基准源(adr02,ad780,ref192,ad766)以及桥传感器都能配合良好。

    时间:2019-04-03 关键词: 工业 领域 基础教程 运算放大器 精密

  • 基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术在装配和搬运领域的应用

    基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术在装配和搬运领域的应用

    装配生产线的模块式自动化[2010年7月27日,德国] 2010 年 9 月 13-16 日,第 29 届国际自动化组装机械展 / Motek 2010 在德国斯图加特的新展览中心如期举行,Beckhoff 携其基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术参加了此次盛会。在此次展会上,Beckhoff 展出了其最新一代 TwinCAT 3 软件,它具有模块化结构并支持多核处理器,因此它能够为现代控制技术开辟新的可能。装配线由多个单元构成,一般说来,这些单元的开发和测试在很大程度上都是相互独立的。TwinCAT 3 的最新运行时环境的结构也是模块化的。有了 TwinCAT 3 之后,开发人员能够利用大量现有的模块并将它们整合在一个基于 Microsoft Visual Studio® 的现代开发环境中,以构成新的模块或完整的控制程序。IEC 61131-3 自动化语言以及 C 和 C++ 都可用,并且能够同时使用。其它开发软件,诸如 Matlab®/Simulink®,都可用于创建模块。TwinCAT 控制模块通过定义的接口在同一个控制平台上互动,通过这种方式,工业 PC 或嵌入式控制器的性能能够得到充分运用,不会影响通讯或同步性能。科学自动化:优化利用多核技术TwinCAT 3 采用了多核CPU,可在每个核上运行不同的任务,充分利用了每个核的资源,从而大幅提高了处理速度,与之前的版本相比,它具有更加开放、更加灵活、更容易扩展等优点,其处理速度也比当前基于 PC 的控制器更快。除了 PLC 和运动控制之外,TwinCAT 3 还能够集成诸如如测量技术、状态监测和机器人技术等功能。Beckhoff 将 PC 控制器的这一功能扩展总结为“科学自动化”这样一个理念,它也是 Beckhoff 在 Motek 展会上展出的另外一个主题。Beckhoff 基于 PC 的控制技术将功能强大的 CPU、高速 I/O、高速 EtherCAT 总线系统以及TwinCAT 软件整合在一起,构成一个完整的控制系统。

    时间:2019-04-01 关键词: pc 技术 嵌入式开发 领域 ethercat

  • 恩智浦半导体产品在电表领域中的应用

    电子式电表概述 电子式电表是通过电子计量设备,为个人家庭、工业和商用住宅提供用电结算的仪表,原有传统结算仪表使用机电计量设备。除电表外,此项技术也可以用于水表和煤气表,并实现三表合一。 电子式电表或自动抄表系统(AMR)可通过无线连接(如ISM RF链路、蜂窝网络等)或有线连接(如电话线或电力线)读取用户的用电量数据。通过高级电表架构(AMI,Advanced Metering Infrastructure),自动抄表系统(AMR)可扩展出更多复杂的应用,如分析和管理系统,与客户端的通信等。 目前在电表中使用的主要网络互联技术包括移动无线电、固定无线电、拨入电话、播出电话、电力线载波通信、宽带以及Internet等。 从图1中可以看出,一个电子式电表的最小系统至少包括了前端模拟部分、电量存储芯片、微控制器、显示设备、实时时钟以及通信接口设备。前端模拟部分是用来进行电量计量,其结果存储在由Flash或EEPROM组成的存储器中。在这个最小系统的基础上,用户可以根据需要增加必要的接口,如网络互联接口UART、USB,以及无线连接的Bluetooth、UWB、ZigBee以及非接触式的智能卡等。此外,还具有逻辑管理和低功耗电源部件。 个人家庭中多用单相220电表,电流量较小。小区或家庭中更复杂的电能信息收集则使用单相多功能电表,可实现集中抄表功能。三相电表多用于工业或商业环境,针对380V的三相电压。针对不同的应用需求,NXP公司开发了相应的控制芯片,如LPC931/936和LPC9401/9408用于单相电表中,基于8位微控制器,成本较低。基于低成本ARM7的LPC210x兼有ARM7架构高速度和51微控制器的成本优势,具有丰富的接口,适用于单相多功能电表。而LPC23xx/24xx则适用于三相电表中构造复杂的电表系统。 LPC900系列微控制器采用了80C51内核,主频6倍于标准的51器件,采用3V低功耗工艺,集成可用作EEPROM的1kB~8kB的Flash,页编程/擦除时间为2ms。最大数据EEPROM达到512字节,具有128~768字节的SRAM。同时外设资源丰富,具有实时时钟、看门狗、增强型UART、SPI、I 2 C以及比较/捕获单元,具有10位ADC/DAC,配置了LCD驱动器接口等。它的工作电压为2.4~3.6V。LPC900系列的主要特性是片上集成多种资源,有效降低系统成本,其Flash存储器可扩展,产品以系列划分,便于软件移植。 LPC2000系列ARM7微控制器则具有极高的性价比,采用了ARM7TDMI-S内核,具有三级流水线和冯

    时间:2019-03-27 关键词: 产品 半导体 领域 电表 嵌入式处理器

  • 单片机系统在测控领域的稳定性探讨

    近年来单片机系统在工业测控领域的应用越来越广泛,而对于环境恶劣的工业现场,这种新型的微控制器的可靠性,安全性就成为了一个大的问题。在实验室运行正常的程序到了工业现场却不能运行,或者出现运行不稳定经常死机等。在这里我们主要讨论一下如何通过软件技术来增强系统的稳定运行。  当系统的CPU部位受到干扰信号的作用时,将使系统失控。最典型的故障是破坏程序计数器PC的状态值。导致程序在地址空间内“乱飞”,或者陷入死循环。而我们对这种情况的处理主要有这么几种方法:  1、指令冗余技术;  2、软件陷阱技术;  3、看门狗技术。  我们以MCS-51单片机来做以说明。  一、指令冗余技术  我们知道,指令由操作码和操作数组成,操作码指明CPU要完成什么样的操作,而操作数是操作码的对象。单字节指令只有操作码,隐含操作数;双字节指令,第一个字节是操作码,第二个字节是操作数;三字节指令第一个字节是操作码,后二个字节是操作数。CPU在取指令的时候是先取操作码再取操作数,如何判断是操作码还是操作数就是通过取指令的顺序。而取指令的顺序完全由指令计数器PC来控制,因此,一旦PC受干 扰出现错误程序便会脱离正常轨道,出现“乱飞”,这样就会使得把操作数当作操作码,或者把操作码当作操作数的情况。但只要PC指针落在单字节指令上程序就可纳入正轨,所以为了快速的将程序纳入正轨,我们应该多用单字节指令,并在关键的地方人为的插入一些单字节指令NOP,或将有效的单字节指令重写,这就称之为指令冗余。  常用的方法就是在一些双字节,三字节指令后面插入两个单字节指令NOP,或在一些对程序的流向起决定作用的指令前面插入两条NOP指令。还可对一些重要的指令进行重复放置。  但采用指令冗余技术将程序纳入正轨的条件是:乱飞的PC必须指向程序运行区。  二、软件陷阱技术  当乱飞的程序进入非程序区的时候, 我们就可设定软件陷阱对乱飞的程序进行拦截从而将程序引向一个固定的位置。这样我们就可将捕获的程序重新纳入正轨。  软件陷阱主要就是把程序从新引入它的复位入口处,也就是说我们在适当的地方设置这样的指令:  NOP  NOP   LJMP 0000H  对于软件陷阱的安排,我们主要安排在这样一些区域,未使用的中断区,未使用的EPROM空间及非EPROM空间。程序运行区,及中断服务程序区。在这里我们主要来看前三种:  1、未使用的中断区  如果对于未使用的中断因干扰而开放的话,我们可以把中断服务程序这样来写:  NOP   NOP  POP D1 ;将原来的错误断点弹出  POP D2 ;将原来的错误断点弹出  PUSH 00H  PUSH 00H ;将断点地址重写为0000H  RETI  2、 未使用的EPROM区  假设我们用了一片2764,但并没有用完整个存储区。这时候就可在未用的区域里填充上020000数据,这样当程序飞入其中时就会很快的走入正轨。这条指令其实是“LJMP 0000H”的机器码。  3、 非EPROM空间  单片机系统的程序空间是64K,正常情况下我们所使用的EPROM不会占用所有的空间,假设我们现在的EPROM占用16K的空间那么剩下的48K空间就被闲置不用了。当乱飞的PC落入这些空间时,读入的数据将为FFH,这是 :MOV R7,A 指令的机器码,将修改R7的内容。因此,当程序乱飞入非EPROM芯片区后,不仅无法导入正规,面且破坏了R7的内容。  我们知道,当CPU读程序存储器的时候,伴随着会产生一个PSEN信号,我们就可利用这个信号,再加上一个非EPROM区的地址译码信号,构成一个选通信号来起动一个空闲的中断,再用软件陷井的方法从中断程序中把程序导入正规。我们可看下面的一个图:  INT0  PSEN  非EPROM地址选通信号  我们也可通过硬件的方法用一个缓冲器直接给数据线写一个值,其原理与上述方法相同。  三、 软件看门狗技术  我们知道看门狗的作用就是防止程序发生死循环,或者说程序跑飞。硬件看门狗是利用了一个定时器,来监控主程序的运行,也就是说在主程序的运行过程中,我们要在定时时间到之前对定时器进行复位如果出现死循环,或者说PC指针不能回来。那么定时时间到后就会使单片机复位。  软件看门狗技术的原理和这差不多,只不过是用软件的方法实现,我们还是以51系列来讲,我们知道在51单片机中有两个定时器,我们就可以用这两个定时器来对主程序的运行进行监控。我们可以对T0设定一定的定时时间,当产生定时中 断的时候对一个变量进行赋值,而这个变量在主程序运行的开始已经有了一个初值,在这里我们要设定的定时值要小于主程序的运行时间,这样在主程序的尾部对变量的值进行判断,如果值发生了预期的变化,就说明T0中断正常,如果没有发生变化则使程序复位。  对于T1我们用来监控主程序的运行,我们给T1设定一定的定时时间,在主程序中对其进行复位,如果不能在一定的时间里对其进行复位,T1 的定时中断就会使单片机复位。在这里T1的定时时间要设的大于主程序的运行时间,给主程序留有一定的的裕量。而T1的中断正常与否我们再由T0定时中断子程序来监视。这样就够成了一个循环,T0监视T1,T1监视主程序,主程序又来监视T0,从而保证系统的稳定运行。

    时间:2019-03-26 关键词: 系统 稳定性 领域 单片机 嵌入式处理器

  • 2010年IC领域一定不能错过的Top10

    IC市场在2010年看来有个不错的开始,那么今年究竟哪些产品领域表现会最好?市场研究机构IC Insights列出了前十大高成长性IC产品领域,其中在过去两年经历惨重衰退的内存终于苦尽甘来,成为市场动力火车头。 根据IC Insights的预测,市场估计可在2010年成长30%以上,超越所有产品领域;而闪存的表现也不遑多让,名列前十大排行榜中。数个产品领域也将取得优于整体产业平均成长率(15%)的表现,特别是与汽车、PC应用相关的芯片。 IC Insights所列出的前十大高成长性IC市场(以及成长率预测数据)依序为: 1. ,31%; 2. 32位微控制器(MCU),18%; 3. 汽车特殊应用逻辑组件( Purpose )/微处理外围( Peripheral,MPR),18%; 4. 闪存,18%; 5. 汽车特殊应用模拟组件,17%; 6. 计算机特殊应用模拟组件,16%; 7. 计算机与外围特殊应用逻辑组件/微处理外围,15%; 8. 消费性特殊应用模拟组件15%; 9. 微处理器(MPU),15%; 10. 数据转换IC (Data Conversion)、稳压与参考电压芯片( Reg. & Ref),各14%。 IC Insights估计,整体IC市场规模将在2010年达到2,707亿美元,较09年成长15%;而2009年IC市场规模为2,354亿美元,年衰退10%。

    时间:2019-02-15 关键词: 嵌入式开发 领域 ic

  • 高性能SOC芯片在IPTV领域应用方案

    2006年是IPTV红红火火的一年,也是IPTV在国内的“破局之年”。4张IPTV牌照,10张地方牌照,电信、网通纷纷开始部署省级规模IPTV商用网络,哈尔滨IPTV用户目前已达到10万,上海在2006年底已有6万用户。在全球,IPTV早已吹响了全面商用的号角。欧洲主流电信运营商基本上都推出了IPTV商用服务,法国电信、Telefonica、以及意大利电信都已启动了IPTV服务,英国电信和德国电信已计划在2007年推出基于微软的IPTV软件平台的服务。市场经过多年的培养,已经逐渐成熟。IPTV是固网和广电运营商转型的最佳应用平台。中国将是IPTV产业发展潜力最大的市场。 IPTV发展的重要因素 IPTV要迅猛发展,面临几个关键问题。经过多年的实践和摸索,有些问题的解决方案已经浮出水面,有些还得继续探索。 1、视频标准 视频编码标准的选择对于IPTV的影响是全局性的。在大规模部署业务时,一旦选定了一个标准,就意味着从头端到流媒体服务器和组播复制点直至用户机顶盒都要符合所选的标准。IPTV的视频标准从MPEG2发展到MPEG4,到2006年,H .264逐渐成为当前IPTV商用的主流标准。除了H.264的技术先进, 国内电信运营商力推H.264的另一个重要原因是H.264回避了MPEG4面向运营商的专利收费,所以即使在目前H.264成本比MPEG4成本更高的情况下,H.264仍然成为越来越多国内电信运营商的选择。由于历史、成本、商业模式等各种原因,多种编码格式在IPTV应用领域里长期共存的局面是不可避免的。 2、宽带用户增长率以及用户家庭的入网带宽 据预测,中国的宽带用户数量在2007年之前将会达到5450万,超过此前亚洲排名第一的日本(3590万),中国将在2010年之前成为世界上宽带用户最多的国家,IPTV的总用户数达到1300万,占宽带用户的12%,宽带用户的快速增长为IPTV的发展提供了良好的平台。目前国内许多国内城市的家庭网络带宽还只有512k,近两年经过运营商对网络的改造,有些城市陆续升级到2M,为IPTV的发展提供了带宽的保证。3、运营模式IPTV在国内多年的摸索中出现了哈尔滨模式、上海模式、杭州模式等,这些运营模式的差别就在于有些是电信和网通做主导,有些是网通和广电联合,还有的是走农村开花模式,当各种模式都仍然处在探索阶段,IPTV单模和双模(DVB+IPTV)形式还会在一段时期内并存。4、IPTV的内容和增值服务据预测,到2010年,IPTV的总用户数将达到1300万,其中享受高清节目的高端客户,大约为200~300万,绝大部观众分还是享受标清节目;运营商对网络的改造是个长期的过程,出于成本和客户需求的考虑,在最近的几年里仍会专注于标清节目。 据现在IPTV试点的用户调查反映,点播和时移是目前最受用户欢迎的服务,这表明IPTV吸引用户的是不同于DVB直播业务的增值服务,用户需要的是个性化交互应用,这也是IPTV的独特魅力。具有竞争力的双模IPTV应用解决方案为适应当前的市场状况和IPTV发展趋势,海思半导体推出极具竞争力的H.264硬件解码的双模SOC芯片——Hi3560。Hi3560是采用ARM9 + 硬件引擎架构的高集成,可编程的网络媒体处理器,用硬件实现H.264、MPEG2、MPEG4、DIVX3.11/4/5/6视频实时解码。 H.264视频流在384bps带宽下能够达到VCD的图像效果,在1Mbps带宽下就能够达到接近DVD的效果,先进的视频压缩技术使在有限带宽下提供更大容量的视频节目成为可能,并且对多种视频解码协议的支持能够适应更加丰富的视频源,非常适合当前中国网络条件下开展的IPTV业务。在网络方面,Hi3560集成了TS流和以太网10M/100M口,提供针对IPTV各种网络应用环境的带宽侦测及自适应、PPPOE拨号、RTP/RTCP,IGMP等媒体通讯方案功能;实现硬件DEMUX来快速解包TS流,并且内置了AES、DES、3DES等数据加密引擎和智能卡接口。 Hi3560芯片具有高性价比,既可以适用于单模IPTV机顶盒方案、也适用于IPTV+DVB-C/DVB-S/DVB-T双模机顶盒方案,应用示意图如图1所示:只用一个盒子即可以接收广电的直播节目,也可随意观看VOD点播节目和时移节目,每个VOD视频流都采用H.264或MPEG4等低码率编码格式封装到IP报文,采用单播报文承载。IP城域网通过IP单播/组播功能将视频业务流送到宽带接入网,通过Hi3560芯片解码供用户欣赏。 宽带接入网由BAS、LanSwitch组成,实现用户宽带接入认证管理、视频组加入/离开控制功能,并将用户所需的视频流发送给用户。对于组播报文,LanSwitch实现IGMP snooping功能,BAS实现用户接入认证和IGMP Proxy组播代理功能。除此之外,观看VOD节目还需要流媒体服务器、EPG服务器等系统组成部分,这里就不作详述。观看传统的DVB-C和DVB-S节目,只要接上Cable或有卫星接收机即可。图1 基于3560的IP/DVB-X双模STB应用 在图形处理方面,Hi3560集成2D图形硬件加速引擎,支持抗闪烁、抗锯齿、抗抖动等图像增强技术,提供简单易用的API接口,用户可以在应用层开发出丰富多彩的图形界面和游戏,适用于IPTV日益增长的增值业务需求。 Hi3560采用免费开源的Linux操作系统,提供音视频解码库、底层驱动、媒体处理模块、媒体处理API等。根据客户要求,海思还可以提供低成本、客户化定制的参考方案,对于应用开发工程师来说比较实用,不用考虑复杂的DSP开发模式,也不用考虑烦琐的音视频技术开发、调试,只要在海思提供的Hi3560应用平台上进行应用开发,系统集成即可,克服了目前DSP运算能力不足和ASIC芯片系统不够灵活的缺点,是一款具备自主知识产权的产品,我们的目标就是和客户一起,快速推出产品,缩短产业链上的冗余环节,把最大的价值空间留给客户。Hi3560的系统架构如图2所示。图2 Hi3560系统架构图 IPTV的市场刚刚兴起,海思半导体高性价比的Hi3560双模IPTV方案将在蓬勃发展的IPTV产业中发挥重要作用。 本文来源:海思半导体有限公司 作者:孟蕾

    时间:2019-01-24 关键词: 方案 芯片 领域 嵌入式处理器 高性能

  • 宝兴达ESPU0808安全芯片在防抄板领域的应用技术解析

    PC软件的盗版一直是困扰软件行业发展的主要问题,同样,在嵌入式应用领域,随着近些年黑客技术和芯片解剖技术的发展,嵌入式系统所面临的攻击也越来越多,随之而生的防抄板技术也引起了产品设计者的重视。 产品设计者目前所面临的问题主要是黑客对产品的仿制,其目的是获得产品设计技术或者降低产品设计成本,攻击手段主要是抄袭产品设计者的线路板布线图和拷贝获得产品运行程序。目前市场通用的ARM,DSP、通常的安全防护手段很少,更多的程序暴露在透明的或中,面对不断发展的攻击技术以及黑客之间的竞争,产品的破解时间和成本越来越低,相对于产品仿制者获得的巨大利益,有时其破解成本甚至可以忽略不计。尤其在一些非行业用户的产业,如业,消费电子业,甚至出现了仿制产品大大多于自有产权产品的现象。因此,如何保护自身的利益,是产品设计者目前经常面对的问题,魔道相争,也促进了嵌入式系统防抄板技术的发展。 嵌入式系统更高的防护技术意味着更高的成本,但对于受到攻击的产品而言,往往是产销量大的消费电子产品,为增加防护技术所增加的产品成本会削弱产品的价格竞争能力,因此,市场上流行的防抄板安全技术及产品多属于低成本的。下文将对这些主流方案做一些技术解析。 1、早期的口令认证防护技术 几年以前,产品设计者通常使用一个逻辑加密卡芯片来给产品定义唯一序列号或者存储序列号,这种逻辑加密存储器必须通过口令认证后才能进行读写,这种防护技术面对黑客的,口令和明文传输的数据可轻易被获得,防护技术已经完全失效和过时。 2、动态口令认证防护技术 为了避免线路监控固定口令的缺陷,一些防护芯片采用动态口令技术,基本原理是防护芯片和MCU内置相同的密钥和相同的对称算法,利用随机数作为通讯数据,MCU判断防护芯片的计算结果正确与否,来决定程序是否继续运行。这种产品和技术解决了认证过程线路监控的问题,但实际防护作用微乎其微。因为MCU本身没有硬件防护功能才选用防护芯片,而这种防护芯片的硬件安全性甚至不如MCU,其内部存储的密钥可以很容易的被获取。更重要的一点,MCU在安全防护上仅仅做了一个认证流程,可以很容易地被能够修改程序的黑客轻松跳过。目前市场上这种芯片的销量虽然很大,但缺乏真正防护效果,实际上无偿增加了产品设计者的成本。 3、动态口令认证+数据存储技术 为了解决仅仅简单认证的问题,有些公司继续使用安全存储技术,防护芯片内置动态口令和认证算法,并具有数据存储功能,首先使用复杂的动态双向认证技术,获得存储器的读写权限,然后读写敏感的数据信息。这种防护芯片,硬件具有一定的安全性,因此具有一定的防护作用。但是MCU端的安全性并没有解决,黑客可以通过攻击MCU端的程序获取算法和密钥,通过认证后监控读写通道获取敏感数据,因此其安全性也受到了一定的局限。 4、CPU卡通用COS保护技术 CPU卡在SIM领域和金融领域的广泛应用,使得其安全性得到了很大的认知。金融应用以及SIM卡巨大的发卡量所带来的潜在安全风险,使CPU卡面临的安全挑战是最大的,因此CPU卡的硬件安全防护技术是比较全面的,而且在不断的升级,国际权威机构也有针对CPU卡的安全认证,其认证费用非常昂贵,使得CPU卡的设计和生产商往往是国际性的大公司,这也增加了人们对CPU卡的信任。 目前常用CPU卡的安全性往往体现在硬件和软件两个方面: CPU卡的硬件设计通常增加了很多的,如高压和低压,频率、、光传感器、脉冲传感器、温度传感器等,这些传感器可以清晰地感觉到外部环境的变化,可以有效防止黑客利用改变硅片外部环境而诱导芯片误感应的半入侵攻击。为了对付物理攻击,CPU卡在芯片内部对存储器和总线系统进行加密,存在芯片上的数据本身用强大的密码算法进行加密,即便是攻击者能够得到这些数据,也只能获得无用的信息。另一方面,采用有效的屏蔽网对攻击者构成有效的屏障。采用微米级的超细保护线来覆盖安全控制器。这些保护线被连续地监控,如果某些线与其它短路、切断或损坏,就会启动报警。采用这么多层次的保护措施,就可以对控制器起到相当的保护作用,以免于遭受物理攻击。另外,CPU卡往往内部还具有真随机数发生器和硬件加密协处理器,以增加计算的安全性和速度。 除了CPU卡硬件安全性,CPU卡还使用内部操作系统COS来实现数据的安全管理,如使用安全状态机来实现数据读写的权限管理,通过随机数认证机制获取存储器的权限,卡内存储的数据也可以使用密文或者动态密文的方式进行线路通讯,这些技术基本能够解决在防护芯片一端的数据安全性。 目前,采用CPU卡进行防护已经成为一种领先技术,CPU卡在SIM领域的巨量应用使得其成本也能够逐渐下降到被设计者接受的程度。 但是,CPU卡尽管比较安全,但依然还没有解决MCU一端的安全问题,对称算法的使用使得在MCU端依然要暴露算法和密钥,另外,对于CPU卡的使用者而言,COS功能已经设计好,只能被动使用固定指令,功能扩展困难,而且第三方COS的权威性也会受到人们的担心和质疑。 5、开放的CPU卡加密协处理器技术 CPU卡实际上依然是一个,尽管其加载了各种安全技术,但其等同于一个迷你接口的安全,针对COS厂商的软件开发人员而言,COS编程等同于单片机开发,所使用的开发工具和编程语言与单片机甚至是相同的。因此,如果采用CPU卡做为主MCU的一个安全协处理器,辅助MCU工作,使得一些重要程序或者数据处理过程在CPU卡内部完成,将解决MCU一端的安全问题,同时CPU卡内部通常也具备很大的数据存储空间(20K-字节),安全计算加大容量安全存储,也大大提高了CPU卡应用的性能价格比。 但是对于单片机工程师而言,编写COS或者与CPU卡进行通讯的过程中,面临的最大困扰是复杂的ISO7816协议,为了解决这个问题,有些技术使用先在CPU卡内部放置通讯固件,将ISO7816协议变成普通的串口协议,这样工程师就能够象针对单片机编程一样轻松自如地对安全单片机进行编程了。 开放的CPU卡加密协处理器技术加密芯片ESPU0808相对于传统的认证技术具有非常大的优势,依托安全的CPU卡硬件平台作为安全协处理器,设计工程师可以在安全协处理器内部随意自如的实现自己的设计思路,不受第三方COS的制约,将设计思想和敏感数据完全控制在自己手中。 目前,北京宝兴达信息技术有限公司开发的这种新兴产品加密芯片ESPU0808已经引起了人们的兴趣,在很多领域得到了成功的应用,如在内部,使用加密芯片ESPU0808来计算人机博弈的中奖概率,在门禁应用领域,利用安全芯片ESPU0808对正常用户和黑名单进行管理,这项技术不仅增加了算法的安全性,同时减少了主MCU的负担。 使用这项技术依然有一些问题需要考虑,在CPU卡加密协处理器内部运行的程序要具有很好的随机性,简单的程序和过少的数据交互会增加黑客的攻击机会。 随着技术的进步,防抄板技术也在日新月益,不断地发展,以对抗不断增强的黑客攻击手段。

    时间:2019-01-24 关键词: 芯片 应用技术 领域 嵌入式处理器 宝兴

  • 评论:ARM进入服务器领域困难重重

    Horizons分析师Mike Bryant日前表示,即使明年低功耗服务器市场将会强劲增长,但仍将是处理器甚至AMD的天下,ARM出货量暂时不会有明显的增长。 在 Horizons的预测中,Bryant表示,谷歌拥有100万台服务器,亚马逊河微软拥有超过25万,IBM、、Youtube、BBC及网络游戏公司等往往拥有超过50000台的服务器。而这些机器的功率消耗支出增加,为了防止服务器过热,需要大量空调,而这将会进一步增加功耗。 目前,新兴经济体对于服务器的需求量还在持续增长,科比说,谷歌预计每年将增加25%的服务器,但都将在的架构上,毕竟他们无法丢掉自己的传统软件,也不能支持多个软件版本。 “2011年将是低功耗服务器之年。这些新的低功耗服务器将使用英特尔架构,尽管类似于和支持多版本跨平台操作,但对于绝大部分IT部门来说,跨平台的程序仍然是很复杂的。“ 他补充说,缺乏64位处理器也会阻止ARM进入该市场,“大多数服务器需要纯粹的64位操作系统,非架构处理器通常会采用减少处理器位数来降低能耗,这显然不是市场所希望的。” 但是,对于服务器厂商的好消息是,Intel很可能会降低64位至强处理器功耗,“希望看到一个更加高效的Intel至强或AMD处理器。”Bryant表示。

    时间:2019-01-15 关键词: ARM 服务器 领域 嵌入式处理器 困难重重

  • 瑞萨发布适用于工业和消费领域的R32C/118家族微控制器

    瑞萨科技公司(renesas technology corp.)日前宣布,推出带有片上闪存的r32c/118家族微控制器,它是集成了r32c/100高性能32位cpu内核的r32c/100系列的一部分。r32c/118家族目前包括2个型号,适用于各种应用,包括诸如音频家组件的工业设备和消费类电子产品。样品交付将于2007年9月从日本开始。   r32c/100系列是m16c系列的产品,它是一个cisc(复杂指令集计算机)微控制器,也是一个在汽车、工业和消费设备领域的微控制器方面创造过成绩的产品。r32c/118家族是m16c系列中m32c/80系列的后续产品,它可以提供以下特性。  (1)近2.2倍瑞萨现有m32c/80系列处理性能  r32c/118家族集成了r32c/100 cisc cpu内核,是m16c系列中最强大的cpu内核,并与该系列现有的cpu内核向上兼容,同时也实现了操作处理性能、总线应用效率和代码效率方面的改进。r32c/118家族的最高工作频率为48mhz,而m32c/80系列为32mhz。结合cpu内核架构的改进,可以实现m32c/80系列大约2.2倍的全面处理性能。与现有微控制器系列的向上兼容性意味着可以使用于现有的软件。通过升级微控制器可以轻松实现简单系统性能的改善。  (2)广泛应用的片上外设功能  r32c/118家族集成了can模块,可以支持车载设备领域和工业领域如工厂自动化中广泛采用的网络标准。它还将现有m32c/80系列的7个串行接口通道增加到了9个。各种片上外设功能还包括检测计时器、dma控制器、先进功能定时器/a/d转换器和d/a转换器。  (3)扩展的工作电压范围和引脚兼容性有助于重新使用现有的资源和提高系统性能  r32c/118家族扩展了最高工作频率电压范围的下限。现有m32c/80系列的电压范围是4.2v至5.5v(工作在32mhz时),而工作在更高的48mhz时的r32c/118家族的电压范围是3.0v至5.5v。此外,r32c/118家族保持了与m32c/80系列的引脚兼容性和外设功能兼容性。这将有助于用户利用现有的硬件资源开发产品,同时改善性能和扩展功能。  与此同时,在执行更先进功能的同时控制软件的代码大小也在持续增加,开发软件所需的时间也在不断增加。因此,有效地利用现有软件和硬件资源已成为开发新的系统时越来越重要的因素。  为了满足设备控制对微控制器的需求,瑞萨科技对m16c系列进行了商业化。这个微控制器产品阵容可以提供功能和引脚兼容性,可广泛应用于多种类型的设备,在该领域得到了高度认可。为了进一步满足市场需求,瑞萨科技开发了r32c/100系列中由两个新型号组成的r32c/118家族。r32c/118家族采用了高性能cpu内核,同时保持了与现有m16c系列微控制器的向上兼容性。  产品细节  r32c/118家族使用的r32c/100 cpu内核是m16c系列的顶级cpu内核。它整合了以下增强的出众性能  片上32位乘法器和单精度fpu,结合了增强的柱状移位器(barrel shifter),可显著改善操作处理性能  改进的总线效率及扩展的片上存储器总线宽度  通过优化的指令集改善代码效率  增强的运算电路有助于在一个单时钟周期中执行32位×32位+64位到64位乘加运算  地址空间扩展至64mb,同时支持大容量外部存储器和外围设备的连接  r32c/118家族的工作电压范围为3.0v至5.5v,最高工作频率为48mhz。扩展后的r32c/118家族的处理性能大约是m32c/80系列的2.2倍。它有40kb的片上ram,是存储通信日志数据等应用的理想选择。  r32c/118家族也集成了适用于各种工业和诸如音频设备的消费产品的外设功能。两通道can模块(支持32插槽报文缓冲器)支持局域网(lan),该模块与汽车领域和工厂自动化等工业领域广泛采用的网络标准兼容。这将简化采用can的网络系统的开发。  而且,现有m32c/80系列的7通道串行接口已扩展至9通道。这将有助于连接更多的控制设备和支持更多的系统功能。丰富的片上外设功能还包括检测计时器、高性能定时器、4个dma控制器通道、26通道的10位a/d转换器、2个8位d/a转换器通道、可改善通信数据可靠性的crc计算电路,以及支持图像数据高速旋转或放大的x-y转换器电路。  此外,r32c/118家族集成了512kb片上闪存,这些微控制器能够支持更大的程序。它们还集成了独立于存储程序区域的8kb数据闪存。大闪存容量无需外部eeprom(电可擦除和可编程只读存储器),进而可减少系统中的元器件总数。  典型应用  诸如汽车音响系统和音频设备的消费类电子产品、诸如工厂自动化系统的工业设备,等等。  日本市场参考价格  r5f64

    时间:2019-01-04 关键词: 微控制器 领域 嵌入式处理器 家族 适用于

  • 基于PLC的SD加法器在DSP领域中的应用

    何召兰 袁丽英 徐倩   摘 要:本文提出了一种以sd(singed_digit)数表示的求和计算方法,克服了传统的二进制数表示求和过程中产生的进位对运算速度的限制。并在此基础上应用硬件描述语言(vhdl)设计实现了基于可编程逻辑器件(pld)的sd加法器,简化了求和运算过程。实验证明,通过这种算法可得到运算速度高、电路结构简单的高速加法器。以满足数字信号处理(dsp)系统的高性能要求。 关键词:pldsd数表示 sd加法器 dsp???? 信息社会的标志性产品是电子产品,现代电子产品的性能越来越高,复杂度越来越大。在当今信息时代,数字技术已成主流。数字信号处理技术(dsp)在许多领域内具有广泛的用途,如雷达、图象处理、数据压缩和数字通信机等。传统的解决数字信号系统设计问题的方法主要有两种:(1)采用dsp处理器,(2)采用固定功能的dsp器件或asic器件。随着dsp系统复杂程序和功能要求的提高,这些dsp解决方案暴露出缺陷。dsp处理器方案成本低,但处理数据的实时性能差,限制了它在高速和实时系统中的应用;固定功能的dap器件或asic器件可提供良好的实时性,但其灵活性差,不适合在实验室或技术开发等场和使用。现在,大规模可编程逻辑器件为dsp提供了第三种方案,cpld及fpga和dsp技术结合,能够在集成度、速度和系统功能方面满足dsp的需要,同时具备dsp处理器的灵活性和固定功能dsp芯片的实时性[2]。? 加法器和乘法器是构成所有dsp系统的基本结构。加法器是最基本的dsp算法,无论乘法、减法、除法或fft运算最终也要分解为加法运算。应用传统的二进制数表示实现的许多超大规模集成运算电路可完成大量数据的实时运算,但进位限制了运算速度[3]。因此,一个没有进位的求和运算系统是众所期望的。? sd数是一种性能优良的数值表示形式[4],在运算过程中可限制进位的产生,且位数的增加不影响运算速度,实现了真正意义上的并行运算。在本文中我们提出了一种新型的基于以2为基数p位sd数表示的加法电路。以下给出了sd数的表示方法,并用sd数在可编程逻辑器件[2]上用硬件描述语言(vhld)实现sd加法器。1 以2为基数的sd数表示方法?2 用sd数表示的求和算法 应用以上sd数表示方法,无需进位即可实现加法运算。而通常以二进制数表示的加法运算过程中都要产生因为,位数越多产生的进位越多,将严重影响运算速度[1]。两个p位sd数相加,即s=a+b,可通过以下两步实现。? 设ci、mi和si分别是第i位sd数(i=0,1,2,…,p-1)的中间进位、中间和及结果,每一位都按以下两个步骤进行计算。p=5时,a=(1,0,-1,-1,-1)sd=9,b=(1,-1,0,-1,-1)sd=5,图1说明了不同p值的sd数表示的5+9=14的计算过程。?  由图1可知,应用以上算法实现的求和过程只需两步即可完成,且运算速度与操作数位数无关。而传统的二进制数求和运算则有进位产生,并行进位加法器结构简单,但产生的进位信号逐级传递,降低了运算速度,操作数位数越多,运算速度越慢;超前进位加法器可缩短运算进间,但增加了电路复杂程度,当加法器位数增加时电路的复杂程度随之急剧上升[1]。sd加法器可克服其缺点。??3 用vhld实现sd加法器? 根据sd数求和算法基础上,图2给出了sd加法器的方框图。一个p位sd加法器由p个基本运算单元?sd全加器(sdfa)组成,每一个sdfa包含add1和add2,add1执行上述算法中的第一步,add2执行第二步。sdfa的逻辑电路可用vhdl实现。? vhdl是一种全方位的硬件描述语言,包括从系统到电路的所有设计层次[6]。在描述风格上vhdl支持结构、数据流行和行为3种描述形式的混合描述,几乎覆盖了以往各种语句描述语言的功能。整个自顶向下或自底向上的电路设计过程都可以用vhdl来完成[5]。本文应用hvdl设计以上提出的sd求和算法电路-sd加法器。?  表1中规定了以2为基数sd数ai的二进制表示方法,其中ai(1)是ai的符号,ai(0)是ai的绝地值。因此,以2为基数的p位sd数可由2p维向量表示:

    时间:2018-12-21 关键词: plc 领域 sd 嵌入式处理器 加法器

  • 瑞萨科技针对高端微控制器(MCU)领域的战略

    瑞萨科技将以高端微控制器SuperH RISC engine系列(以下简称SH系列)拓展中国市场。瑞萨是现今高居全球市场份额第一(*1)的MCU制造商。而SH系列则是瑞萨产品线中最为高端的产品。(*1)据Gartner公司2008年3月27日发布“半导体应用全球年度市场占有率–数据库”调查。(Gartner "Semiconductor Applications Worldwide Annual Market Share: Database" 27 March 2008,Millions of $US)■应对高端应用程序的要求自从1996年瑞萨科技推出SH系列的最初产品SH-1以来,它以卓越的功能及性能倍受全球好评。SH系列在不断积累的实际经验中得到发展,至今已发展成拥有包括10种内核CPU产品的强大产品线。现在,则以SH-2A及SH-4A这2种内核产品为中心来拓展产品的发展。SH系列的应用程序可大致分为两种。其中一种是作为运行复杂程序并处理大量数据的微处理器(Micro Processor Unit:MPU)来使用的。适用于汽车导航系统的车载信息及娱乐设备,宽带路由器等网络设备,打印机及复印机等OA设备,数码照相机及摄像机等多媒体家电。另一种是作为对设备及系统进行高级控制用途的控制器(Micro Controller Unit:MCU)来使用,除了用于以空调、电冰箱为代表的家电以外,更广泛的运用于工业机器人、工作机械以及马达控制、引擎及动力转向等汽车电子控制领域中。SH系列除了拥有能够对应以上两者的丰富产品及对应高端应用的高处理性能以外,同时还拥有适用于汽车导航系统及手机等特定用途的ASSP(Application Specific Standard Produce)产品线。■实现高速·高效率·低功耗的体系结构迄今为止SH系列获得众多顾客亲睐的原因除了拥有出类拔萃的性能及功能外更是因为其产品线十分完善。近期则是以搭载了SH-4A及SH-2A的CPU内核为核心进行产品线的拓展。SH-4A是适用于处理复杂程序的高速内核,例如工作频率达到600MHz、处理能力达到1080MIPS(达到600MHz:SH7775/SH7774等)。另一系列的SH-2A是适用于控制器的内核,其最高工作频率为200MHz,同时设置了寻址模式及专门的寄存器组等,使处理器所追求的实时性与中断响应性更为优秀。同时,瑞萨推出了双核/多核化的产品。SH系列原本作为一种RISC(Reduced Instruction Set Computer)系统,本身就是面向高速处理的。而最近的SH系列更是采用了将数据与命令总线分离的哈佛体系结构,完成同时发送两个命令的超标量,随处体现出了减少分歧时的内务操作及将分歧命令延时等的技术。将超高速性能及优秀的代码效率同嵌入式不可或缺的低功耗同时付诸现实。■兼备多彩的周边功能与高速FLASH功能SH系列除了具备控制不可或缺的各种高功能定时器外,更是拥有IIC和CAN、甚至USB及Ethernet的通讯功能、ADC/DAC等多彩的周边功能。而这些功能的组合使得产品线更为充实。除此以外,搭载了高速的FLASH存储器则是其另一大特点。尤其在用于控制器时的嵌入式系统,使用搭载FLASH的微控制器比在外部装置存储器较为一般。然而,其他一般搭载FLASH存储器的微控制器的存取速度仅停留在30MHz左右,使得高速CPU在运作时强制性装入等待周期的操作成为必要,这就造成了FLASH存储器的存取速度成为决定整体速度的关键。因此,SH系列在0.15μm代以后的产品中都开始采用具有MONOS(Metal Oxide Nitride Oxide Silicon)结构的高速FLASH存储器。此存储器以从100MHz到能够完全无等待存取的高速性为特长。而最新的搭载SH2A-FPU内核的微控制器(SH7216)根据存储方式的不同能够达到实际200MHz的1周期存取。■丰富的研发环境在进行搭载微控制器的嵌入式研发时,研发环境是否丰富直接影响着整个系统的研发速度和软件品质。SH系列以瑞萨的综合研发环境HEW[High-performance Embedded Workshop]为中心,编译器、嵌入式0S、各种中端软件/驱动乃至仿真器、程序装置等的研发环境及工具非常丰富。这些都为高端嵌入式设备的迅速研发提供着支持。另外,SH系列的研发工具并非仅限于瑞萨制造,同时也得到众多第三方供应商的支持,使得研发的自由度大大增加,这也是SH系列的另一优势所在。

    时间:2018-12-19 关键词: 微控制器 战略 科技 领域 嵌入式处理器

  • Mentor Graphics加强嵌入式领域软硬件开发

    最近,mentor graphics在嵌入式领域动作不断:开发出售价仅为2,995美元的edge development suite完整开发套件;旗舰产品nucleus plus实时操作系统全面升级,代码更小、速度更快,而且免版税(royalty license)费用;在移动多媒体领域,与st合作开发基于nomadik处理器的nucleus mobile操作系统;与lg-nortel合作开发的nucleus ipv6成为已经认证的下一代网络解决方案。  一改过去完全专注eda的做法,mentor graphics在嵌入式领域的投入也逐渐加大力度,这一系列新动作均来自其esd部门(embedded systems division)。对ati(accelerated technology inc.)的收购,为该公司进入嵌入式领域赢得了一个较高的起点。   “edge是硬件部分的开发工具,mentor graphics esd要在此基础上进一步加入软件环境,包括操作系统和中间件,实现对嵌入式软硬件开发环境的全面支持。”该公司嵌入部高级主管neil henderson如此表示。  edge套件是一款紧密集成的嵌入式图像开发环境,开发者可以更容易地控制应用程序的质量和稳定性,而且大幅缩短研发周期。该套件集成了edge microtec 交叉编译工具(cross-compiler),其中包括编译器(compiler)、汇编器(assembler)和连接器(linker),还包括了edge debugger,它不仅提供了全面的调试功能,还可以增加插件支持新的硬件。edge simtest仿真工具可以仿真硬件外围,具有良好的人机交换界面、多线程仿真模型。edge majic probe是一款全功能的jtag连接器,可以使开发者观测目标板的内部情况、下载代码,进行闪存编程并产生和目标板相关的目标文件。  edge使用目前流行的eclipse统一开放平台,并增加了很多独有特性,使开发者既免去了熟悉新环境的困扰,又享受到图像开发工具的优势。当前,edge开发套件支持的大部分32位处理器架构,包括power家族全系列产品、coldfire处理器、altera的nios ii、赛灵思的microblaze、arm和mips处理器。  henderson进一步表示,edge开发工具会紧跟市场步伐,不断支持新的处理器。此外, edge开发套件2,995美元的价格大大降低了开发者的费用门槛。  nucleus plus在经过10年的应用发展后,现已发展成为nucleus plus2.0,mentor graphics把它进一步的提升空间定位在硬件上。nucleus plus2.0集成了通用代码和硬件相关代码两大部分,通用代码部分已经通过大量的应用验证,具有很好的移植性。在此基础上,此次升级主要来改善硬件相关代码部分,如系统中断处理等。目标是线性化开发过程,操作系统的硬件相关部分已经按结构、核、处理器、开发平台和开发工具的思路,完成了第一步线性化工作。henderson称,该结构为代码重用提供了更广阔的思路。  针对应用中间件,mentor graphics将重点关注移动电话、多媒体、sip、voip几个领域的开发。在移动电话方面,消费者对手持移动终端更多数据业务的需求,成为nucleus mobile的发展方向。对此,henderson表示:“该操作系统在移动电话基带处理方面占有绝对优势,目前我们正瞄准市场,加强应用处理能力。”与nomadik捆绑的nucleus mobile支持目前流行的所有移动数据服务,如无线internet、usb、图形用户界面和安全连接服务。 图:mentor graphics为嵌入式领域提供软硬件开发工具

    时间:2018-11-16 关键词: 嵌入式 嵌入式开发 领域 mentor 软硬件

  • 金锡焊料及其在电子器件封装领域中的应用

    (1.美国科宁(Coining)公司;2.清华大学微电子所,北京 100084)摘 要:本文介绍了Au80% Sn20%焊料的基本物理性能。同时介绍了这种焊料在微电子、光电子封装中的应用。关键词:金锡合金,微电子,光电子,封装中图分类号:TN305.94 文献标识码:A 文章编号:1681-1070(2005)08-05-041 前言钎焊是组装电子产品的一项重要技术。为了得到理想的钎焊连接,钎焊料的选择至关重要。钎焊料的可焊性、熔点、强度及杨氏模量、热膨胀系数、热疲劳、蠕变及抗蠕变性能等均可影响钎焊连接的质量。共晶的金80%锡20%钎焊合金(熔点280℃)用于半导体和其他行业已经有很多年了。由于它优良的物理性能,金锡合金已逐渐成为用于光电器件封装最好的一种钎焊材料。2 Au80%Sn20%焊料的物理心能Au80%Sn20%金锡焊料的一些基本物理性能如表1所示。由表1可知它有如下优点。(1)钎焊温度适中钎焊温度仅比它的熔点高出20~30℃(即约300~310)。在钎焊过程中,基于合金的共晶成分,很小的过热度就可以使合金熔化并浸润;另外,合金的凝固过程进行得也很快。因此,金锡合金的使用能够大大缩短整个钎焊过程周期。金锡合金的钎焊温度范围适用于对稳定性要求很高的元器件组装。同时,这些元器件也能够承受随后在相对低一些的温度利用无铅焊料的组装。这些焊料的组装温度大约在260℃。(2)高强度在室温条件下,金锡合金的屈服强度很高。即使在250~260℃的温度下,它的强度也能够胜任气密性的要求。材料的强度与一些高温钎焊材料相当,但是钎焊过程可以在相对低得多的温度下完成。(3)无需助焊剂由于合金成份中金占了很大的比重(80%),材料表面的氧化程度较低。如果在钎焊过程中采用真空,或还原性气体如氮气和氢气的混合气,就不必使用化学助焊剂。(4)具有良好的浸润性且对镀金层无铅锡焊料的浸蚀现象金锡合金与镀金层的成分接近,囚而通过扩散对很薄镀层的浸溶程度很低,同时也没有像银那样的迁徙现象。(5)低粘滞性液态的金锡合金具有很低的粘滞性,从而可以填充一些很大的空隙。另外,Au80%Sn20%焊料还具有高耐腐蚀性、高抗蠕变性及良好的导热和导电性。Au80%Sn20%焊料的不足之处是它的价格较贵,性能较脆,延伸率很小,不易加工。3 热力学性能由于金锡合金的热力学性能决定了它的许多使用性能,了解合金的一些基本热力学性能是必要的。金锡能够在80 wt%金和20 wt%锡的成分比例下形成共晶合金,如图1所示。金锡合金在280℃的共晶反应为液相L<-->ζ+δ.在合金的此反应附近,主要包括ζ'(Au5Sn)相,ζ相和δ(AuSn)相。在ζ'相中,锡的重量百分比为10.7%。它具有六角结构,在190℃以下是稳定相。ζ相由包晶反应β+L<-->ζ形成。在521℃,ζ相锡的重量百分比为5.7%;在280℃,此百分比为11.3%;而在190℃,此百分比为8.8% ζ 相具有镁型六角密排结构。相ζ是一种金属问化合物,其熔点为419.3℃,具有NiAs型六角结构.δ相的成分可在一定范围内波动,其中锡的原子百分比为50.0%到50.5%(重量百分比为37.5%到37.9%)。4 金锡焊料预成型片可用于微电子封装的钎焊料有很多形式,最主要的有丝、片、焊膏和预成型片等形式。基于金锡合金很脆的特性,丝或片的这些形式很难按照规格加工成型。在加工过程中往往还要造成材料的浪费,需要大量的人工,同时质量情况也很不一致。在这些所有的形式里,钎焊膏是用于电子封装最理想的形式。然而,钎焊膏的成分之一是助焊剂,这在许多应用领域是被禁止的。即使在可以使用助焊剂的情况下,在钎焊过程完成以后也要对组装的元器件进行其残留物的清理。因此,为了获得诸如器件生产及封装等应用的稳定性,正确的选择应该是冲压成型的预成型片。预成型片能够确保钎焊料的精确用量和准确位置,以达到在最低成本情况下获得最佳的质量。在二十世纪六十年代,预成型片最先用于生产一些元器件如金属封装的钽电容。现在它主要用于一些无源元件、光电器件的生产及封装工艺。 预成型片主要具有以下优点:①通过采用预成型的方法,能够精确控制钎焊料用量、成分和表面状态,从而提供更大的钎焊工艺窗口和最佳的组装质量,以获得钎焊连接可靠性的提高,这就是工业界通常所要求的高Cpk值和保证质量条件下的低成本。②在控制气氛中使用预成型片可以免除使用易污染和难以控制的助焊剂。通过对钎焊焊接过程的控制,同时可以免除焊接后成本很高的清洗过程。③预成型片通常是满足那些需要高可靠和良好导热的高性能焊接的最佳解决方案。④对于需要连接的基板材料的变化和特殊性能或环境保护的要求,对金熙焊料预成型片几乎不受任何限制。⑤经过正确地设计及应用,预成型片可以获得较高的性能价格比,使焊接点具有很高的成品率和电学可靠性。5 AuSn焊片的应用由于金锡共晶焊料的熔点(280℃)比Sn96.5%Ag3.5%锡银共晶焊料(221℃)要高很多,它不能和广泛用于电子封装的有机材料在同一温度下配合使用然而,金锡钎焊料对于一些特殊的、同时要求机械及导热性能好以获得高可靠性的应用来说却是最好的选择。这些应用包括气密封盖、光电子封装工艺中的射频和隔直流粘接、激光二极管管芯粘接等。气密电子封装产品的一部分需要焊接到一些陶瓷部件上。这种情况,主要是考虑陶瓷具有一些金属件无法达到的物理性能如低热膨胀系数、电绝缘、高强度等。其中一种应用是当有源器件芯片和基板两者都需要具有低热膨胀系数时把有源器件芯片粘接到一个外壳内(见图2)。这种情况,可选用大约25μm厚的冲压成型的金锡预制片作焊料。另外一个在陶瓷封装的应用是封盖,即把一个金属或玻璃的盖板密封到陶瓷外壳上(见图2)。此时,也选用25μm厚形状为不封闭框架的金锡预成型片。对于封盖,一般会采用平行缝焊机对连接处局部加热。这样对封装内用金锡合金钎焊的有源器件芯片将不会受到影响。第三个有关陶瓷的应用是引线绝缘子的焊接(见图3)。此时,是用高强度的陶瓷,而不是玻璃做绝缘体。对于这些应用,要求钎焊材料具有良好的润湿性、抗腐蚀性和高的杨氏模量等。高的杨氏模量可以保证材料加工到很薄但仍能在很大面积上保持平整性。如前所述,金锡预成型片的表面清洁,无氧化物,允许采用无须助焊剂的生产工艺。即使基片表面稍有氧化,也可以采用氮氢混合气体来清除氧化物。在氧化物清除之后,金锡预成型片就可以升温熔化继而开始焊接过程。通常要在235℃以上,用氮氢混合气体来清除氧化物才十分有效。但如果采用低熔点钎焊料(例如低于235℃,在此温度氮氢混合气体还未能起作用,基板表面的氧化物将存在于焊接处。这是造成一些焊接质量低下的主要原因之一。采用金锡合金焊接的器件能够经受得起长时问的热应力循环。在光电器件如发射器、接收器及放大器等封装中的穿通粘接中,垫圈型金锡预成型片是最好的一种选择。在连接过程中,熔化的金锡垫圈在毛细作用下会填充在绝缘子外导体和封装基体(两者皆由可伐合金制造并镀以镍和金)之问的间隙,如图3所示。由于绝缘子和基体之间的空隙很小,过多的钎焊料会造成短路。作为预成型片的优点之一,精确数量的金锡钎焊料可做成垫圈型预成型片以防止短路。在用管芯粘接技术来组装高功率激光二极管(LD)时采用金锡预成型片已被越来越多的生产厂家所接受。如图4所示,激光二极管芯片和铜热沉之间由金锡预成型片来完成焊接。由于激光二极管的发光效率随温度升高而急剧下降,因此将二极管在发光时所产生的热量及时耗散出去就十分重要、金锡焊料优良的热传导性在这里能够起到非常有效的作用,保证了激光二极管的最佳使用性能。另外,因为金锡合金的杨氏模量高,即使在很薄(5~25μm)的情况下,也可以保持平整性和一定的抗弯性。因此,在焊接过程中焊层火杂气孔的可能性大大降低,降低了焊接点的热阻,从而也就大大提高了激光二极管的可靠性 金锡合金也用于倒装芯片焊接。在倒装芯片焊接中,由于器件有源区与基板连接,金锡合金的优良导热和导电性就显得尤为重要。另外,金锡合金预成型片也应用于微波系统组装和其它领域。随着金锡合金优良性能和其预成型片的优点越来越被人们认识,它在封装领域中的应用将变得更加广泛及重要。6 金80%锡20%焊料使用中的注意事项金锡焊料必须正确使用,才能获得良好的效果。影响焊接质量的主要因素有:金锡焊料成分,焊件和焊料的表面质量(如氧化物、沾污、平整度等),工艺因素(炉温电线、最高温度、气体成分、工夹具等)[2]。由图1可知,金锡合金的熔点在共晶温度附近对成分是非常敏感的,当金的重量比大于80%时,随着金的增加,熔点急剧提高。而被焊件往往都有镀金层,在焊接过程中镀金层的金会浸入焊料。在过厚的镀金层、过薄的预成型焊片、过长的焊接时间下,都会使浸析入焊料的金增加,而使熔点上升。所以上述各类焊接参数都需优化[2]。通常炉子峰值温度应选在约为350℃焊接时间为2~4分钟焊接成品率可在98%以上。7 结论由于金80%锡20%共晶合金的熔点(280℃)适中,强度高,无需助焊剂,导热和导电性能好,浸润性优良,低粘性,易焊接,抗腐蚀,抗蠕度等,它在微电子器件和光电子器件的陶瓷封装封盖、芯片粘接、金属封装的陶瓷绝缘子焊接、大功率半导体激光器的芯片焊接中有着广泛的应用,它可明显提高这些器件的封装可靠性和导电/导热性能。来源:2次

    时间:2018-10-19 关键词: 领域 电子器件 焊料

  • 全新突破车载半导体领域的电源IC技术

    全新突破车载半导体领域的电源IC技术

    前言如今,全球主要的汽车制造商为了应对环境问题,都在规划HEV和EV的开发与扩大投入。然而,由于EV以电池和电机为主动力,在现阶段,与燃油动力车相比,行驶距离较短,要实现普及还存在诸多课题。因此,以欧洲已普及的高效低油耗柴油发动机为基础,在其上附加混合动力系统的柴油混合动力的开发日益进步。在这种情况下,汽车制造商提出了环保、高附加值、高功能的配件开发需求。与以往一样,伴随这些汽车制造商的发展动向,车载应用的多功能化日益发展,车用电子配件呈逐年增加趋势。另外,即使是面向新兴国家的低成本车、小型车也一样,对于汽车开发来说,电子配件的增加是不可避免的,而且,产品越来越需要比以往任何时候更注重制造成本与附加值。此次,将介绍一下车载半导体中使车载应用程序工作所必需的电源。电源IC可分为系列电源和开关电源两大类,罗姆的电源开发不仅要满足前述要求,而且在每种电源开发中一直致力于新技术的开发。当然,电源IC的高频动作化、高效化等基本性能特性提升是首当其冲的,除此以外,罗姆不断推进满足市场特有需求的电源IC的开发。其巨大的要求之一是“消耗电流更低”.这属于市场需求中的“附加值”范畴。罗姆为“车载半导体”量身定制“电源IC”新技术随着车载配件使用数量的增加,当务之急是降低每一个配件所需的消耗电流。针对这种情况,为实现车载应用中的更低功耗,往往通过最大限度地控制常时工作所需的配置来实现低功耗化。而“电源IC的低功耗化”技术则需要满足每一个配件的低功耗化和上述常时工作微控制器电源的低功耗化需求。[图1] 停车时动作功能示例发动机未启动仅电池通电时车的待机状态和停车时(熄火)等工作的功能,其低功耗尤为重要。在发动机未启动时,有空调、电动车窗等;近来,随着电动助力转向化的发展,一般都配置发动机停止时的转向角检测等功能;在停车时(熄火),有汽车导航系统、安全系统、时钟等(图1)。这些功能的电力都由主电池、蓄电池供给。另外,由于汽车是以整车状态进行长时间运输的,因此积蓄在电池中的电量在运输中逐渐消耗,到达目的地时,有时会发生电池电量耗尽的情况。作为对策,往往采用摘掉电池的方法进行运输,但到达目的地时需要安装,增加了工序,整体制造成本增加。所以,随着汽车的多功能化发展,降低电池耗电成为当务之急。作为这些问题的对策,降低电源IC的消耗电流是很有效的手段(图2)。[图2] 汽车的低消耗电流化罗姆研发的“BD7xxLx系列”实现了“电路电流6μA”的技术革新在系列电源领域,罗姆从2005年开始开发了当时世界顶级低消耗电流LDO(Low Drop Out)--BD393x/394x系列。该系列产品的电路电流仅为30μA,表现非常优异;同时,还是作为车载IC具备可在苛刻条件下使用的高可靠性的IC产品。其后罗姆继续走在系列电源低功耗化领域的前沿,此次,又开发出消耗电流更低的BD7xxLx系列。该系列产品的消耗电流仅为车载应用中所需消耗电流的1/3以下,电路电流与以往IC相比降低到1/5,仅为6μA(图3)。这是车用电源IC领域中全球顶级低消耗电流的LDO产品。[图3] 罗姆电路电流的推移 BD7xxLx系列产品不仅在负载电流为“0”时的电路电流很少,而且在有输出负载经过时,IC本身的电路电流也不会增加。这也是力求区别于其他电源IC之处。虽然依存于负载电流的电路电流的增加量与负载电流相比较少,但车辆要求的高温环境中,电路电流的功耗可能会成为问题,因此罗姆致力于实现彻底的低消耗电流化。但是,要实现更低消耗电流存在几个瓶颈。为了解决这些瓶颈,需要利用罗姆积累的技术及其应用(图4)。[图4] 低待机电流化的瓶颈为了抑制消耗电流必须内置大电阻,这样无法比以往产品实现进一步小型化,从而导致芯片尺寸增加、制造成本增加。这对于低成本化来说是巨大的障碍。另外,内置大电阻时,可能容易受到外部噪音的影响。另外,即使不是大电阻,由于采用低消耗电流技术的电源IC的电流值很小,更容易受外部噪音的影响。因此,确保产品的抗噪音性能比以往任何时候都尤显重要。其次,还有电路响应性恶化问题。减少电路电流就会减少驱动电流,直接导致电路动作延迟。因此,担心IC输入变动时的输出稳定性等会因电路动作延迟而比以往恶化,还担心导致IC启动时的延迟启动时间增加。电源IC的输入端子直接连接于电池,电池电压虽然在一定程度上保持稳定,但并不能定位为稳定的电源装置。特别是当发动机启动时和车辆的各功能工作时,电池电位会变动。所以,输入电压变动时的输出电压稳定性是重要的特性。再者,高温工作下容易受泄漏电流的影响,这也是问题之一。泄漏电流虽然微小,但由于内置前述大电阻,因此泄漏电流与内置电阻产生的电压引起误动作的可能性很高。罗姆的新商品群BD7xxLx系列针对这些瓶颈、担心,利用一直以来积累的待机电流电路技术,通过导入新电路、优化布局等,成功开发出实现业界顶级低消耗电流、同时具备与以往电源IC同等的基本特性的商品。该系列商品的产品阵容中,具备3.3V、5.0V两种输出电压,根据用途具备200mA与500mA两种输出电流能力。封装为SMD封装、支持基板更节省空间的SOP型封装等,从小型封装到散热特性卓越的封装,具备满足客户使用用途的强大阵容(图5)。[图5] BD7xxLx系列产品阵容罗姆不断推进20μA待机电流的开关电源开发在开关电源领域,罗姆正在开发实现20μA待机电流的系列产品。不仅实现以往开关电源在重负载时的高效率,而且通过SLLMTM (Simple Light Load Mode:简单轻负载模式)在轻负载时也可实现低消耗电流、高效率,其特点是有助于上述LDO同样待机电流的设计。开关电源的低待机电流化也存在与LDO同样的瓶颈,但开关电源还存在比LDO电路结构复杂且构成要素较多的问题,由于驱动IC的消耗电流要素增加,而且正在进行开关动作,因此降低开关电路的功耗通常较为困难。另外,在过负载时通过开关动作可以抑制功率损耗,但轻负载时很难保持其效率。本系列产品,在负载小时自动切换为SLLMTM.这种SLLMTM是抽取不要的开关脉冲,在下一次开关开始之前的区间,仅由必要的、最低限度的控制电路工作,其他电路在低消耗电流状态下待机。罗姆的车用开关电源,通过导入这种SLLMTM,实现了轻负载时的低功耗化,而且过负载时的功耗与以往产品相比也能保持一样的效率。开关电源与系列电源相比,因其高效性被定位为配件使用数量增加带来的发热、负载电流增加等问题的有效对策。系列电源与开关电源相比,因外置配件较少、电路结构简单等而在成本方面占有优势。系列电源与开关电源往往根据情况被区分使用,但今后开关电源应该会成为低功耗电源的主流。综上所述,作为罗姆未来的开发方向,将是针对低功耗设计的市场需求,不仅降低电路电流,而且通过提高开关电源的功率转换效率(90%以上)和开关动作频率(2MHz以上),从而实现高响应性以及线圈电容等配件的小型化等,不断加强完善罗姆产品阵容的开发。

    时间:2018-09-24 关键词: 半导体 领域 电源 电源技术解析

  • 高密度FIFO器件在视频和图像领域中的应用

    许多市场领域(包括视频广播、军事、医学影像、基站)都得益于使用高密度 FIFO 器件方案的使用,其具有可编程的特点。并且比 SDRAM + FPGA 的体系结构可以显著节省成本和改进视频质量,使用系统级编程,可以使高密度 FIFO 设计更简单,成本更低。在这篇文章中,我们将首先介绍几个视频应用,了解其数据路径及需要处理的数据性质。下一步,我们将尽力估计在视频处理通道中操作数据的复杂性。然后会介绍可编程高密度 FIFO和其能力,以及它如何能更有效率的替代当前传统的使用 SDRAM 和 FPGA 实现帧缓存的方案。视频应用概述: 图 1 显示了 IPTV 的系统框图。输入传输流可以是任何编码形式如 DVB -ASI,MPEG2 或SDI,他们通过用多格式解码器(multi-format CODEC)传输,转换成(即解码或重解码)成H.264 传输流。经编码的传输流用通道信息封装并通过以太网发送。在接收路径,到来的传输流在显示之前要进行解码和后处理,例如降噪、颜色增强,缩放,去隔行等。 图 2 显示了一个用于电影制作和摄影棚的 HD(高清)专业相机的系统框图。捕获到的图像经过一个图像处理器,进行色彩处理、亮度提高、数码缩放、帧速率转变等等。图像处理单元通常使用一个基于 FPGA 的设计,由于大部分的图像处理是专有的,会经常发生变化。应用处理器管理与其它设备的通讯以及压缩并存储捕获到的内容到海量存储(HDD)。应用处理器也有一个图形引擎来进行屏幕显示(OSD),它和进来的视频混合后显示。从上述例子中,我们可以看到数据处理包括两种类型:1) 帧同步: 在一些任务中需要帧同步(例如,通过以太网传输和接收时,当码流速度不断变化而解码器需要一个恒速的传输流)。虽然存储器对同步的要求似乎很小,但当涉及到多个码流时它可能很显著。这种同步可以由一个异步 FIFO 实现。2) 帧存储: 帧存储在这些地方需要:任何暂时的处理如帧率转换,数码变焦(缩放),或执行去隔行。储存的帧数量随着需要的临时信息数目增加而增加。当视频数据按照本来的顺序时,帧缓存也必须是“先进先出”。 通过上面的讨论,我们可以说,所有的储存和同步都可以使用 FIFO 实现。那么理想的 FIFO应该是多大的呢?一个典型的 1080p 帧,10 位 4:2:2 格式将需要存储器大小为 39.55M 位(每行像素数*每帧行数*每像素比特数=1920*1080*20)。预计总容量可以通过需要存储的帧数乘以这个数字。典型的视频处理算法需要存储 2 到 3 帧,这意味着总容量要达到 120M 位。由于不可能有如此大的基于片上 SRAM 的 FIFO 存储器,一般的方法是使用一个 DRAM 来缓存这个数据。高密度FIFO -传统的实施和及其复杂性。 帧缓存就是高密度 FIFO,传统上使用外部 DDR SDRAM 实现。举例说明一个典型的视频处理应用和这些 FIFO 如何实现。 图3显示了一个典型情况的数据路径,有4种不同来源的视频流需要显示在同一个显示器上。四个以 1080p60(24 位 RGB)分辨率捕捉视频的高清相机使用一个 cameralink 接口连接到系统上。色彩空间转换 (从 RGB 到 YCbCr)及色度采样降低(从 4:4:4 到 4:2:2)后,横向和纵向帧按比例减少,并储存在 DDR2 SDRAM 里。存储的帧可以按要求读回和定位,结果帧和融合帧然后提高采样速度和色彩空间转换为通过 LVDS 连接来驱动面板。 让我们看看存储器大小和带宽要求:

    时间:2018-09-11 关键词: 器件 图像 领域 高密度

  • RFID领域软件构件化开发技术研究

    RFID领域软件构件化开发技术研究

    将软件构件化开发技术应用至RFID领域,基于领域工程的分析方法,对RFID领域内变化性需求进行封装、隔离和抽象,分析出RFID体系架构,提炼出RFID软件构件模型。针对构件的管理,研究了RFID构件的分类方法,提出刻面分类法,并详细描述RFID软件构件分类的刻面及每个刻面的术语空间。关键词:RFID;构件;领域工程;构件模型;刻面分类RFID(Raclio Frequency Identification),即射频识别,是一种非接触式的自动识别技术,该技术利用无线射频方式进行非接触的双向通信,在识别的同时进行数据交换。RFID应用领域日益扩大,现已涉及到日常生活的各个方面,并将成为未来信息社会的一项基础技术。特别是随着“物联网”概念引起业界广泛关注,作为一种先进生产力,RFID技术的广泛应用对提高生产效率、提升用户应用对应用的体验具有极大的促进作用。RFID软件在RFID整体开发中所占的比例也越来越高,而软件设计与研发由于受到网络和硬件环境不同的影响,导致生产效率低,开发成本大。尽管RFID软件具有多样化、与硬件密切相关等特性,但软件各组成部分,仍然有其共有特点和构成要素,所以采用构件技术能够支持RDID应用系统的高效开发。因此,文中研究在RFID领域中采用构件化方法进行软件开发,将功能进行提炼分解,将相应的软件设计为软件构什,使其能够重复应用,成为提高软件开发效率、保障软件质量的有效途径。1 构件化的软件开发方法上世纪九卜年代中后期,随着分布式对象,Internet、java和Client/Server计算模式的兴起,基于构件的软件开发模式为广大研究人员所认同。软件构件是一个具有规范接口和确定的上下文依赖的组装单元,能够被独立部署和被第三方组装。构件化的软件过程宜分成领域工程(开发构件)和应用过程(使用构件开发应用程序)两个独立的子过程,两个子过程之间通过构件库联系起来。因此构件化的软件开发技术的主要研究内容可以分为领域工程、应用工程和过程管理3部分。领域工程是为一组相似或相近系统的应用工程建立基本能力和必备基础的过程,是一种系统的生产构件的过程,是开发构件的主要方式。领域工程包括3个主要的阶段:1)领域分析 领域分析的目的是建立领域模型(DomainModel),领域模型描述领域中系统之间的共同需求。领域分析的主要内容包括确定领域边界,识别信息源,分析领域中系统的需求,确定哪些需求是被领域中的系统广泛共享的,哪些是可变的,并最终建立领域模型。2)领域设计 领域设计的目标是获得领域构架(Domain SDecific Software Architecture,缩写为DSSA)。领域设计需要考虑若干实现问题,例如:操作系统、采用的编程工具、软件分布方、数据存取方式、选取体系结构风格(例如两层C/S方式、B/S结构、三层结构)、选取构件实现模型。3)领域实现 领域实现即实现在领域设计模型中的功能构件和体系结构构件,生成最终的二进制代码,应用软件开发时集成到最终的程序中去。这些活动的产品(可复用的软件构件)包括:领域模型、领域构架、领域特定的语言、代码生成器和代码构件等。2 RFID软件构件技术2.1 RFID领域分析通过对RFID软件系统进行分析,识别RFID应用的公共特征和可变特征,对刻画这些特征的对象和操作进行选择和抽象,形成领域模型。典型的RFID系统分为3个主要部分:硬件、应用软件和RFID中间件。硬件部分:主要包括RFID读写器、天线、标签,将RFID读写器放在预先设定好的位置,电子标签贴在待识别物体上,在RFID天线的识读范围即可实现标签数据的读取。应用软件部分:主要是在ERP、MRP等相关的企业管理系统。RFID中间件部分:RFID软件中除了标签和阅读器上运行的软件外,介于阅读器与企业应用之间的中间件是其中的一个重要组成部分。中间件为企业应用提供一系类计算功能,在电子产品编码(Electronic Product Code,EPC)规范中被称为Savant。其主要任务是对硬件部分采集的数据,经过提取、解密、过滤、转换、导入应用软件系统,并通过应用系统呈现在界面上,供操作者浏览、查询、选择、修改。综合分析RFID的整体结构,本文归纳RFID的体系架构如图1所示:读写器和射频Tag构成RFID硬件系统;射频中间件即RFID中间件,同时通过连接ONS服务器和PML服务器,可以在全球范围内形成一种“新式网络”;企业应用层接受来自RFID中间件的相关RFID信息数据,是RFID数据后端应用部分。2.2 RFID领域构件模型构件模型对构件化开发方法的研究起着至关重要的作用,构件模型是构件技术的核心内容。XML语言作为构件描述语言,相对其他语言有很强的优越性,便于组装工具通过构件的描述文档了解构件信息,以及验证构件之间的约束关系等。在基于普通构件模型的基础上,本文采用的领域构件模型如图2所示。由图2的RFID领域构件模型可知,领域构件包括构件实体和构件文法描述。其中,构件实体包含构件属性、构件服务接口、构件引用接口等;构件文法描述即为<构件关系集合,服务接口集合,引用接口集合>描述文档。在构件文法描述中,构件关系集合即为构件所依赖的构件集合和与该构件互斥的构件集合;服务接口集合即为该构件对外提供的服务接口;构件引用接口集合则是该构件所引用其他构件服务的接口。

    时间:2018-08-31 关键词: 软件 技术研究 领域 构件 技术教程

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