• 这家企业把屏幕“玩出了花儿”:只为让我们更好看到

    这家企业把屏幕“玩出了花儿”:只为让我们更好看到

    时间:2020-08-25 关键词: LCD OLED 天马

  • 科普:为什么它的DLP是投影领域的最强王者

    科普:为什么它的DLP是投影领域的最强王者

    之前因为重大卫生事件,不能去电影院的日子,逐渐让人萌生了买投影机的幻想,殊不知无论是电影院还是家用所使用的投影机,内部有着一个至关重要的东西——光处理芯片。而这颗小小的芯片,目前来说仅此一家,别无分号…… 投影设备主要包括投影主机、投影主控设备、镜头、投影幕布等几部分,影像信息的数字化处理都要经由这块神奇的小小芯片,这也是投影主机最重要的组成部分之一。 01 三分天下到一统江湖 光处理芯片过去是3LDC、LCOS和DLP三分天下的局面,而时间线回归现阶段,近乎是DLP一统天下的行径。或许对TI(德州仪器)有所了解的资深专家对这家公司的模拟器件颇有了解,亦或是久仰闻名天下DSP,但在投影方面,这家公司也拥有着霸权的战绩。 据媒体称,TI的DLP被视为投影仪行业的里程碑式产品,也被誉为是MEMS业内公认的黑科技。超越了PC领域的英特尔、手机领域的高通,TI在投影仪领域是独孤求败,没有对手。从目前的市场份额来看,3LDC与LCOS所占比例也已非常小。 3LCD技术方面,是目前历史最为悠久的一种投影技术,主要为爱普生、索尼两家智能投影厂商专利,从产品方面来说,市场上大部分采用3LCD投影技术的芯片由爱普生制造。3LCD在上具有优势3LCD的优点在于图像更清晰、噪点更少且易于安装,但成本高于DLP技术,而且无法做到密封式光路设计,但总体来说,DLP比3LCD更进步一些,对于遮光良好有合适幕布的用DLP会达到出色的效果。 LCOS技术方面,可以说是成本最高的技术,而且近几年也没有太大的发展,仅有几家高端投影机厂商使用。从产品方面来说,在家用投影仪市场上,索尼、JVC、LG等会采用LCOS技术。LCOS技术的优点在于色彩饱和度、对比度、亮度、分辨率等非常高。但这样的画质和色彩表现,通常需要复杂的工艺和高成本作为支撑。并且正因研究较少,LCOS技术仍然不成熟,目前主要用在微投影领域,无论是分辨率还是亮度体验都很难跟DLP抗衡。 DLP技术方面,则拥有着成本低,亮度高,抗光干扰能力强,在拥有强光的白天,也能有着不错的画质效果表现,同时,智能投影仪内部机身结构简单,让整个投影机身做得非常小巧,便于携带。另外一方面,内部采用全密闭设计,可有效防止灰尘进入,有效延长了使用寿命,整个色彩画质也有了很大的提高。产品方面来说,市场中几乎较为知名的产品都使用的是DLP技术,包括神画、极米、酷乐视、坚果、小帅等。 因此,集合所有优点于一身,能够统一投影市场靠的是自身的硬实力。当然,DLP并不止这么简单…… 02 让人惊叹的未来应用 DLP技术的应用除了上述的传统投影显示方面,还包括工业(3D打印、光刻技术、3D机器视觉),感知(光谱学、NIR传感),自动驾驶(抬头显示、前灯显示),当然也包括家用的一些产品。 汽车方面 想象一下十年后的汽车是如何驾驶的?通过毫米波和ADAS系统,精准地辨认出前方的障碍物、行车情况和行人情况,并通过路旁的信号发射器接收信号灯情况,而这一切的一切,最终将抬头显示在挡风玻璃前。不止如此,车速、油量等信息再也不用低头去看表,也将都被投影到前视区域。这便是目前已经有部分解决方案的增强现实(AR)抬头显示(HUD)。 AR HUD这项技术最为重要的便是投影,而相比来说,使用DLP会拥有更加出色的表现。主要原因之一是其具有明亮鲜艳的色彩。 色彩饱和度是指图像中色彩的强度,举个例子,如下图,可以轻松分辨出哪种颜色的饱和度更高。色彩的饱和度越低,看起来也就越暗。用技术术语来说,饱和度是表示色彩的纯度,用其复合波长来定义色彩。色彩饱和度的另一个有趣方面是它会影响反应时间。一项名为“用颜色捕捉用户注意力”的研究表明,色彩越饱和,观察者对该色彩的反应速度也就越快,特别是对于红色(这是许多警告标志都使用红色的原因之一)。 区分色彩饱和度 而一个画面想要准确一致地再现另一个画面中的某种颜色,就需要定量测量。在汽车应用中,NTSC标准通常用于定义可以再现的色彩范围,而显示的性能通常被称为NTSC色域的百分比。例如,液晶显示(LCD)的NTSC色域为60%或更低,这意味着它们只能再现NTSC色域中最多60%的颜色。 数字微镜器件(DMD)是DLP技术的核心。DMD包含数十万至数百万个高反射率微镜,这些微镜能够以极高的速度进行切换,将三种RGB原色混合成明亮逼真的图像。DLP技术的一大性能优势在于DMD切换特性不随温度而变化,这意味着色彩再现和图像的质量不会随温度变化而下降。您在-40°C时和105°C时会获得相同高的色彩饱和度。 DMD微镜阵列示例 简单解释,使用DLP技术可以提供更高的饱和度。对于汽车来说,无论初始光源使用哪种饱和度水平,使用DLP技术都会再现一模一样的饱和度水平。 工业方面 近两年,3D机器视觉已逐渐成为了主流,尤其在工业工厂自动化方面。举个例子来说,例如机械手臂在抓取物料时,需要检查物料信息,相对来说2D的应用检测效果几乎无法达到3D检测出来。 另外,再举个例子,在汽车漆面检测时,经过研磨后的汽车表面的细微颗粒和气泡则就需要这种3D的投影进行检测了。相对来说,使用DLP技术进行检测识别,准确率高,识别速度快。 家用方面 DLP在家用方面也将全面改变人们的生活。目前来说,家家户户几乎都有着一些语音助手和智能应用,而利用DLP技术,可以将智能投影和三维视觉体验带给现实。 比方来说,门上的投影设备可直接扫描面部,识别主人并自动实现开门;进入室内,只需对语音助手呼叫,便可通过投影信息显示目前的室内的各项设施情况和温度湿度pm2.5;带上3D头盔眼镜,便可查看经过三维扫描的机器建模的全屋情况,并可进行3D手势操作。 03 DLP究竟是咋回事? DLP的英文全称是digital light processor,是TI的Larry Hornbeck 博士于1987年发明的技术。最早,该技术用于投影机和商用投影机上;后来在2000年左右类似奇米、微投、坚果等产品都使用了DLP技术;而后部分激光电视也使用了DLP技术。 值得一提的是,凭借多年的DLP技术,TI也为电影事业带来了新的变革,并且还拿到了小金人——奥斯卡奖,这是为数不多的半导体厂商获得娱乐传播方面奖项的厂商。 DLP的核心器件主要是一种以微机电(MEMS)元件为基础,称为数字微型反射镜元件(Digital Micromirror Device,简称DMD)的芯片 。这块芯片的最高配芯片由800万个独立微镜组成,通过光学反射方式成像。 在DMD芯片,微反射镜是其最小的工作单位,也是影响其性能的关键。微反射镜的体积非常小,但是依然拥有不同于液晶的复杂机械结构——每块微反射镜都有独立的支撑架,并围绕铰接斜轴进行+/-12°进行的偏转。对于微反射镜这种微型机械,传统的机械或是液压控制已无法使用(即使能够使用,也会由于机械磨损而迅速损坏),因此在微反射镜的两角布置了两个电极,通过电压控制控制偏转,获得了高精度的控制能力和无限的偏振寿命。 可以说,目前来说,DLP技术几乎是无可替代的,因为首先在此方面,TI花费了几十亿美金建立的制造生产线,成为了最重要的护城河,而另外,类似相关的技术研究上并不成熟,所以说这项技术称霸投影市场便并非一件稀奇的事。 21IC中国电子网/记者:付斌

    时间:2020-08-17 关键词: TI dlp

  • 功耗和性能一个都不能妥协?MCU就该这么选

    功耗和性能一个都不能妥协?MCU就该这么选

    一直以来,开发人员都在功耗和性能之间不断做着妥协和平衡,很多时候无奈只能选择其一。然而越来越多的应用不仅提出了高性能的要求,还有着低功耗的需求,在这两难境地上,MSP430可以说是睿智之选。 之所以拥有如此亮眼的低功耗,归功于其实是在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面的独到之处。MSP430的电源电压采用的是1.8~3.6V,因而可在1MHz时钟条件下运行时,芯片电流会在 200~400uA左右,时钟关断模式的最低功耗只有0.1uA。这种超低功耗下,对于环境和气体的辐射非常小,可以加强电干扰运行不受影响,可靠性高,非常适用于工业级的运行环境。另外,在运算速度方面,能在8MHz晶体的驱动下,实现125ns的指令周期。16位的数据宽度、125ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加)相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。 我们相信MSP430 单片机将会在工程技术应用中得以广泛应用。而且,它是通向DSP系列的桥梁,随着自动控制的高速化和低功耗化,MSP430 系列将会得到越来越多人的喜爱。 02 16位与32位齐飞 与MSP430同理,这款产品仍然是主推低功耗和高性能。MSP432产品中集成了DC/DC,和以前的LDO相比,可把整个功耗再降40%。 另外,MSP432产品内置了14位DAC,实际测量下来可以达到13.2ENOB性能,同时集成了参考比较器,可以支持差分输入。在采集上14位的ADC,以1MSPS的速度运行采样传感器时能耗仅有375uA,非常省电。 03 学MSP430的好处 2、MSP430是低功耗的霸者,并且由于抗干扰性能强,成本低,特别适用于工业环境。诸如在传感测量领域的应用、电容触控、物联网连接。 4、MSP引进了Flash程序存储器和JTAG,开发工具简单,价格低廉,还可以在线编程。 最后看一个典型的TI产品的参数,以MSP430G2系列产品作为范例: 这是一款经典的MSP430超低功耗微控制器(MCU) 提供低功耗,16位MSP微控制器的性能 针对成本敏感型应用的功能集 1、220μA/ MHz的工作模式 3、0.4μA待机模式(VLO) 5、超快速唤醒从待机模式<1微秒

    时间:2020-08-17 关键词: TI MCU mps430

  • ADAS与自动驾驶进入寻常百姓家,Jacinto能做到吗?

    ADAS与自动驾驶进入寻常百姓家,Jacinto能做到吗?

    从ADAS最终的目标便是自动驾驶。简单解释一下什么是L0、L1、L2、L3、L4、L5级别:针对自动驾驶的等级划分,目前主要有两个标准,一是美国交通部下属的NHSTA(国家高速路安全管理局)制定的,另外则是SAE International(国际汽车工程师协会)所制定的。当然,通常来说,大家还是使用SAE进行区分。 HIS分析师预测,在2035年,全球将会有2100万辆带有L5级别自动驾驶的车辆。 那么ADAS现在发展怎么样了?接下来进行详细讲解。 01 ADAS能有多少功能? 纵观整个市场,ADAS多了哪些功能?自动泊车、碰撞警告、主动刹车、ACC自适应巡航、VSA车联网检查、ISA电子警察系统、TMC实时交通系统、360环视、并线辅助、LDWS车道偏移警告系统、HMW车距检测及警告、FCWS前车防撞预警系统、PED行人检测、车道保持系统…… 主动控制类ADAS包括ACC/AEB/LKS等;预警类ADAS包括FCW/LDW/PCW等;其他辅助性ADAS包括BSD/ADB/全景泊车等。 说起计算这件事儿,其实远可追溯到上世纪八十年代,奔驰、宝马、奥迪、大众、福特等全球知名的汽车巨头都对这方面一直很重视,近些年来,谷歌、英特尔、苹果等科技公司也都加入汽车的行列,“试图分一杯羹”。 02 TI在ADAS上有什么产品? 在ADAS领域,TI的Jacinto系列处理器平台是TI汽车产品线的王牌之一,无人不晓Jacinto的大名。 从发展上来讲,目前Jacinto包括Jacinto 6和Jacinto 7两个产品线,前者针对入门级车载系统,于2016年发布;而后者则在今年初发布,主打安全和性能,并拥有一定的成本优势,属于最新的产品。 可以说Jacinto处理器平台是一款拥有高分辨率、高安全性及快速响应一体的汽车处理器平台。当然,不用解释也明白这款产品是高度集成的,因为都是SoC了,肯定集成了MCU、DSP、存储、PCle、交换机、GPU等功能。 根据官网的介绍,Jacinto 7处理器平台是专为汽车设计,为满足整个汽车产业需求而设计的,另外在整车从L2 ADAS自动驾驶到车内数据交换均有着充分的考虑。 根据TI官方的说法,Jacinto 7处理器给汽车ADAS和网关系统带来了实际性能,并有助于降低系统成本,从而实现ADAS技术大众化和普及化。” 21IC中国电子网/记者:付斌

    时间:2020-08-17 关键词: TI Jacinto

  • 25年,3代,仍是电机的首选,C2000的底气在哪里?

    25年,3代,仍是电机的首选,C2000的底气在哪里?

    是否能设计一种可以处理不同电机类型控制器? 哪种电流感应技术最适合实际应用和所有工业网络软件呢? 这些问题综合起来可能让人不知所措…… TI C2000微控制器(MCU) C2000的起源要从1995年开始说起,这个产品线足足已经存在了25年,25年还是立于不败之地,这其中的秘诀究竟是什么? 这款产品与以往的MCU不同的是,它强调的是DSP灵魂以及那丰富的外设。众所周知,TI是以DSP而闻名的一家实力强劲的公司,而这个产品线的灵魂器件便是DSP。 目前来说,C2000一共有三代产品,不仅可以为追求性价比的客户提供入门级产品,也可以为需求较高控制要求的场景提供高性能产品。 但是需要注意的是,C2000有人叫它MCU(微处理器),有人叫它DSP(数字信号处理器),不过官方还是把这款产品规划到了MCU之下。 不过虽然被规划在MCU的分类下,但其实相对来说,这款产品更加接近于DSP归类。只是信号处理不涉及到图像,声音等信号,而模拟量、数字量、数字滤波、快速FFT等功能,C2000都可以很好地完成。 现在,诸多的MCU纷纷导入DSP和FPU,整个市场变得诡谲而复杂。但是在策略方面,各个厂家并不相同,因此在私服方面仍然还是首选。 然而需要注意的是,TI的C2000架构,进一步推出了如TMU与VMU硬体加速单元,前者专职于三角函数运算(偏重马达应用),后者则负责复数运算(对应通讯与软体定义无线电),既有的FPU就负责分数与小数点的运算工作,透过分工合作的方式,来因应客户不同的运算工作需求。他更举例,就算是马达所需要的运算工作,因应不同的马达类型,TI也能给予不同的DSP架构来对应。 当然,在电动汽车方面的应用,更是不容小觑,这款产品不仅集EtherCAT、以太网和CAN FD于一体、最大程度地提高实时控制性能、灵活集成传感技术,改善实时控制,特别是CAN FD。 21IC中国电子网/记者:付斌

    时间:2020-08-17 关键词: TI c2000

  • 氮化镓(GaN)这么重要,到底该怎么设计?

    氮化镓(GaN)这么重要,到底该怎么设计?

    从2015年开始,氮化镓(GaN)这个概念逐渐步入了大众的视线之中,短短五年时间,作为一种新型半导体技术,GaN已发展成为可与硅技术“匹敌”的半导体技术。而随着GaN成本的不断下降,以及小米在今年发布最新10系列手机时同时雷军特别强调发布了GaN充电头后,大众对于这个第三代半导体材料的印象越来越深刻。 GaN和SiC被人称之为“第三代半导体材料”,究其历史,第一代以Si、Ge为代表、第二代以GaAs、InP III-V族化合物为代表、第三代以SiC、GaN为代表。第三代半导体材料用其优异的材料物理特性,为电子器件性能功耗和尺寸提供了更多的发挥空间。 从特性上来说,GaN一般多用于650V以下的中低压功率器件及射频和光电领域,而碳化硅(SiC)则主要适用于高压功率器件领域。但无论从哪方面性能来说,都不难发现身为第三代半导体材料的GaN全面碾压硅和第二代半导体材料。 图:Si、GaAS、GaN和SiC半导体材料特性对比 具体来讲,GaN器件的高频特性是传统硅的5倍以上,这意味着相关的电容电感可以大幅度减少,而这也可以让整体的终端应用尺寸再次大幅缩小;开关速度上也非常快,这使得脉冲变窄,脉冲电流大;单位面积阻抗上也非常低,这可以让整个器件的发热降低到另一个水准,同时这就意味着整体的功耗降低,众所周知功耗既代表着续航、发电成本也代表着更低的发热量。 GaN不仅步入寻常百姓家,还为电力工程行业带来变革,具体来说,GaN实现了以往硅 MOSFET 从未达到的高速度、高效率和更高功率密度。 从技术方面来讲,GaN 的固有的较低栅极和输出电容支持以兆赫兹级的开关频率运行,同时降低栅极和开关损耗,从而提高效率。不同于硅,GaN不需要体二极管,因而消除了反向恢复损耗,并进一步提高了效率、减少了开关节点振铃和EMI。 图:GaN 功率氮化镓解决方案电路板 GaN到底有多重要?就在前几天的SEMICON China 2020上,某个厂商指出:“相信在未来的几年,市场中会出现越来越多的硅基氮化镓的方案,在不久的未来,氮化镓器件能够取代很多硅器件成为市场主流方向之一。另外,在新时代的背景下,氮化镓作为半导体世界中的后浪,也会引领一些企业乘风破浪。” 就应用上来说,GaN因为和SiC的特性不同,常用在650V以下中小系统,除了常见的手机充电、5G射频领域以外,还可以大规模替代光伏逆变器、智能电网、电动汽车等领域的硅基材料的IGBT。 当然,TI作为行业,尤其是在电源方面是领头羊的企业,肯定不会错过这一个领域。根据TI的介绍,从2010年开始,TI就已经研发相关技术,要知道业界第一颗600V的氮化镓芯片都已经是2012年了,更何况GaN技术被大面积推广应用才始于2015年,可以说TI的布局是超前于市场的。 图:TI的GaN技术年年创新 而在2017年,TI增加了在工业、电信、服务器和个人电子产品中的应用。对电力行业熟悉的小伙伴一定都听说过西门子,需要注意的就是,TI在同年与知名企业西门子共同展示了10千瓦的云电网与GaN的连接。 在2018年,TI就完成了超过2000万小时的可靠性测试,这一数字到了2020年就直接跃升到了3000万小时,仅用两年时间,TI就实现了1000万次的可靠性测试,这是多么惊人的一个数字。 从产品方面来讲,TI的GaN系列解决方案集成了高速栅极驱动器、EMI 控制、过热和过流保护,同时具有 100ns 的响应时间。集成式器件使布局得以优化,能够最大限度地减少寄生电感、提高 dv/dt 抗扰性 (CMTI),并缩小布板空间。 最近,TI的900V、5KW双向AC/DC在平台上亮相。这一方案全权才用了TI的解决方案,包括了C2000数字控制器。而从TI给出的参数可以看出,在没有冷却风扇的情况下,峰值效率可达99.2%!功率密度比传统IGBT解决方案高300%! 而这整套的方案是5kW可扩展的多级解决方案,具有自然对流功能。另外,还支持不超过1.4kV的总线电压。 图:TI GaN: 900-V, 5-kW双向转换器演示 记者其实也经常参加TI的发布会,TI曾经说过,在今后TI的GaN将适用于汽车、电网存储和太阳能等领域。 那么,GaN的辉煌的开始也才五六年而已,作为一种新型的技术,我们该如何去设计相关的系统呢? 当然,采用TI的整体解决方案才会发挥出TI的GaN的真正实力,这就包括了我们曾经讲解过的C2000系列MCU,BQ系列降压-升压充电器,TPS系列DC/DC等。 21IC中国电子网/记者:付斌

    时间:2020-08-17 关键词: TI gan

  • 英特尔没输!将用这些重磅技术“渡劫”!

    英特尔没输!将用这些重磅技术“渡劫”!

    自从英特尔2020年Q2财报中证实,7nm发布日期延期半年,量产推迟近一年后,业界对于英特尔的讨论的声音越来越大,一方面,交火目标集中在14nm和10nm的制程更替不符合 “Tick-Tock”的规律;另一方面,竞争对手不断压缩制程精度的数字大小,从数字上来看Intel的比竞争对手大。 作为称霸半导体各大榜单的“老大”,其实这半年过的很辛苦,从股价被反超再到有人质疑IDM模式,许多应当凭心对比整财年营收、净利或从整体分析的点,都被无限放大,并被人称“英特尔输了”。 事实上,延期背后其实还潜藏着更令人期待的革新。就在昨夜,英特尔放出大招,在2020年架构日上公布下一代“Tiger Lake”将用到升级版的10nm SuperFin技术,并顺势发布了1个全新封装技术和5个全新架构和配套软件革新! 英特尔真的如大家分析的一样远远甩到后排去了吗?21ic家今天来详细剖析一下业界较为集中交火的几个点。 01 英特尔到底发布了哪些重磅产品? 作为IDM厂商,最大的优势便是能够一条线生产“产业链”的所有器件,而扎根于英特尔的“六大技术支柱”:制程和封装、架构、内存和存储、互连、安全、软件。 也就是说,与数据处理相关的所有器件都被英特尔承包了,越来越讲求整体协同的半导体行业,整套的方案必然能发挥出更加出色的性能,毕竟“没有人比我更懂我自己”。 “六大技术支柱”也是本次发布会围绕的重点,具体发布的技术为: 1、制程:10nm SuperFin技术 这是一项可以完美媲美制程节点转换的技术,是一项从通道到互连的整个过程堆栈的创新,是英特尔增强型FinFET晶体管与Super MIM(Metal-Insulator-Metal)电容器的结合,将用于“Tiger Lake”的英特尔下一代移动处理器中。 值得一提的是,Tiger Lake正在生产中,OEM的产品将在假日季上市。 图1:SuperFin和Tiger Lake相辅相成 2、封装:“混合模式”测试芯片 当今大多数封装技术中使用的是传统的“热压结合(thermocompression bonding)”技术,混合结合是这一技术的替代品。 之前21ic家也曾经介绍过英特尔封装的两“巨星”:其一是,EMIB、Foveros和两个技术相结合的Co-EMIB技术,主要是将超过两个不同的裸片进行水平或垂直方向的叠加;另一个便是全方位互连技术(ODI),该技术可以为上下两片裸片协调做到面积统一。 如今英特尔最新发布的“混合模式”这项新技术,能够加速实现10微米及以下的凸点间距,提供更高的互连密度、带宽和更低的功率。 使用“混合结合(Hybrid bonding)”技术的测试芯片已在2020年第二季度流片。 图2:英特尔封装技术路线图 3、架构:CPU+独立GPU+FPGA+AI加速器 ①    Willow Cove架构: 这项架构主要针对的是最新处理器技术和10nm SuperFin技术,是英特尔的下一代CPU微架构,在Sunny Cove架构的基础上,提供超越代间CPU性能的提高,极大地提升了频率以及功率效率。 值得注意的是,这一架构重新设计了缓存体系结构,引入到了更大的非相容1.25MB MLC中,并通过英特尔控制流强制技术(Control Flow Enforcement Technology)增强了安全性。 从结构上看,通过保持低延迟的双环微架构、50%的LLC增加到非Cache,光纤的相干带宽增加了2倍以上;从内存上看,双存储子系统和高达86GB/s的内存带宽增加了整个内存子系统的可用带宽,支持LP4x-4267、DDR4-3200,最高支持LP5-5400体系结构,另外英特尔®总内存加密技术可抵御硬件攻击。 图3:Willow Cove架构 图4:Willow Cove架构的结构和内存 ②    Tiger Lake CPU架构: 最新架构Tiger Lake最大的亮点就是,它是第一个SoC架构中采用全新 Xe-LP图形微架构。得益于此,可以对CPU、AI加速器进行优化,将使CPU性能得到超越一代的提升,并实现大规模的AI性能提升、图形性能巨大飞跃,以及整个SoC 中一整套顶级 IP,如全新集成的Thunderbolt 4。 图5:Tiger Lake的结构和内存 ③    混合架构: Alder Lake是英特尔的下一代采用混合架构的客户端产品。Alder Lake将结合英特尔即将推出的两种架构——Golden Cove和Gracemont,并将进行优化,以提供出色的效能功耗比。 ④    Xe 图形架构 Xe图形架构系列产品便是英特尔最新推出的独立显卡所使用的架构,目前首款基于Xe架构的独立图形显卡DG1已投产,并有望按计划于2020年开始交付;而首款针对数据中心的显卡SG1(Server GPU)很快将会投产,并在今年晚些时候发货,是4个DG1的聚合。 独立显卡Xe架构一共有三种定位: ● Xe-LP(低功耗):定位为PC和移动平台最高效架构,DG1便是基于此种架构。最高配置EU单元多达96组,新架构设计上包括异步计算、视图实例化、采样器反馈、带有AV1的更新版媒体引擎以及更新版显示引擎等;在软件优化方面,将通过新的DX11路径和优化的编译器对驱动进行改进。 ● Xe-HP:定位为数据中心级、机架级媒体性能架构,能够提供GPU可扩展性和AI优化,Xe HP将于明年推出。涵盖了从一个区块(tile)到两个和四个区块的动态范围的计算,其功能类似于多核GPU。 ● Xe-HPG:定位为专用于游戏优化的微架构,Xe-HPG预计将于2021年开始发货。技术参数上,添加了GDDR6的新内存子系统提高性价比,支持光线追踪。是利用Xe-HP的扩展性,结合了Xe-LP的微架构变体。 图6:Xe架构中三种微架构 ⑤    数据中心架构 包括Ice Lake、Sapphire Rapids、224G-PAM4 TX收发器。 ● Ice Lake是首款基于10nm的英特尔至强可扩展处理器,预期将于2020年底推出。 ● Sapphire Rapids是英特尔基于增强型SuperFin技术的下一代至强可扩展处理器,将提供领先的行业标准技术,包括DDR5、PCIe Gen 5、Compute Express Link 1.1等,预计将于2021年下半年开始首批生产发货。 ● 英特尔现在拥有世界上第一台下一代224G-PAM4 TX收发器,展现了其在先进FPGA技术上的不断创新和连续三代收发器领域的领先地位。 4、软件:oneAPI Gold版本 oneAPI Gold版本将于今年晚些时候推出,为开发人员提供在标量、矢量、距阵和空间体系结构上保证产品级别的质量和性能的解决方案。英特尔于7月发布了其第八版的oneAPI Beta,为分布式数据分析带来了新的功能和提升,包括渲染性能、性能分析以及视频和线程文库。 DG1独立GPU当前在英特尔®DevCloud上可供部分开发人员使用,其中包含DG1文库和工具包,来使他们能够在拥有硬件之前就开始使用oneAPI编写DG1相关的软件。 图7:oneAPI 整体框架 02 仍然是围绕数据进行创新 上文也有提及在先进制程上的两大交火点,诚然,先进制程数字做的越来越好看,也是先进的一种表现,但英特尔所考虑的方向并非如此。 为何自从14nm后,便没有遵循“Tick-Tock”规律?根据英特尔的解释,在技术升级上,英特尔考虑的是市场的用量和数据的需求量。现如今,在5G、AIoT以及数据中心的高速发展下,数据量到2025年会暴增到175ZB,市场需求的并不是单一节点的制程升级,而是XPU+存储+先进封装+的一整套数据解决方案。 这种数据解决方案也就照应了英特尔之前反复强调的:“英特尔早已不再只是一家以PC为中心的公司,而是转变为以数据为中心的公司。” 21ic家认为,一味较真制程精度数字大小并不是评判性能的唯一标准,英特尔的IDM模式的优势在于整套系统发挥的性能。 单拿最新的Tiger Lake这一SoC架构来说,高达112Gbps的先进封装技术、媲美节点转换的10nm SuperFin技术、高达96个执行单元的Xe图形架构、约86GB/s内存带宽、高斯网络加速器GNA 2.0专用IP、CPU上集成PCIe Gen 4……这些统统都放在一个SoC架构中,单做加法就早已远超同级产品水平,何况这种架构还进一步突破了性能。 除此之外,无论是性能上来讲,还是从稳定性、适配性、更替性上来说,一整套方案都具有天生的优势。另外,整套系统的协同作战还有一个好处,即开发者可用一套软件一站开发,这便是oneAPI,随着版本更迭至Gold,全新架构也都被囊括其中。 当然,这也不是说制程节点就没有必要发展了,接下来就剖析一下英特尔最新发布的SuperFin技术。 03 反复打磨的精品10nm制程 时下先进制程技术方面,使用的均为FinFET(Field-effect transistor)技术,7nm是FinFET的物理极限,但得益于深紫外(DUV)和极紫外(EUV),制程得以突破7nm、5nm,另外台积电还表示,决定仍让3nm制程维持FinFET架构。 而从3nm切换2nm这个阶段,由于晶体管沟道进一步缩短,FinFET结构将会遭遇量子隧穿效应的限制。业界普遍认为GAA-FET(gate-all-around Field-Effect Transistor)将会是3nm FinFET之后的路。 不过在这一过程中,FinFET其实在技术上仍然有完善的空间,且不说要到2nm阶段才要转向新的设计,何况早有证实,英特尔10nm性能与台积电7nm性能相当。在技术加持下,英特尔的10nm SuperFin性能或许比想象中还要更强大。 SuperFin其实是两种技术的叠加,即Super MIM(Metal-Insulator-Metal)电容器+增强型FinFET晶体。 从参数上来看,增强型FinFET拥有M0和M1处关键层0.51倍的密度缩放、单元更小晶体密度更高、通孔电阻降低2倍、最低的两个金属层提高5-10倍电迁移。 图8:FinFET的革新 而在Super MIM方面,使用新型薄壁阻隔将过孔电阻降低了30%,从而提升了互连性能表现;与行业标准相比,在同等的占位面积内电容增加了5倍,从而减少了电压下降,显著提高了产品性能。 该技术由一类新型的“高K”( Hi-K)电介质材料实现,该材料可以堆叠在厚度仅为几埃厚的超薄层中,从而形成重复的“超晶格”结构。 这是一项行业内领先的技术,领先于其他芯片制造商的现有能力。 图9:SuperMIM技术被应用 事实上,2011年起Intel便率先在第三代酷睿处理器上使用22nm FinFET,引导FinFET成为主流。不难发现,英特尔继续推进FinFET技术改良,反复打磨10nm制程,保证在这一制程节点取胜后再稳步进入下一制程节点。 但仍需注意的是,制程在命名之中也存在一些“猫腻”,这被行业人士称之为“纳米游戏”。2017年,Intel时任工艺架构和集成总监Mark Bohr便发文呼吁晶圆厂商们要建立一套统一的规则来给先进的制程命名,需要注意的是Mark Bohr还是电气与电子工程师协会(IEEE)的院士,并荣获2012年IEEE的西泽润一奖和2003年IEEE的安迪·格鲁夫奖。 简单来说,代工厂的纳米节点命名和英特尔所命名的并不能直接进行比较。20世纪60年代到90年代末,制程节点指的还是栅极长度,但其实从1997年开始,栅极长度和半节距就不再与过程节点名称匹配,之后的制程节点只是代表着摩尔定律所指的晶体管密度翻倍。 很多情况下,即使晶体管密度增加很少,仍然会为自己制程工艺命名新名,但实际上并没有位于摩尔定律曲线的正确位置。 实际上,英特尔确实在2017年引入了晶体管每平方毫米以及SRAM单元尺寸作为客观的对比指标,台积电7nm为90 MTr/mm2,而英特尔的10nm为100 MTr/mm2,这也就能解释为什么英特尔的10nm和7nm性能相当。 台积电营销负责人Godfrey Cheng其实曾经也亲口承认,从0.35微米开始,工艺数字代表的就不再是物理尺度,而7nm/N7只是一种行业标准化的属于而已,此后还会有N5等说法。同时,他表示也确实需要寻找一种新的语言来对工艺节点进行描述。 但从另一个角度来说,在引入SuperFin技术之前,英特尔10nm技术便与台积电7nm性能相当,所以大胆猜测在引用这项技术之后,或许能够媲美6nm也不是不可能。而这项搭载这项技术的Tiger Lake正在生产中,OEM的产品将在假日季上市,所以说英特尔其实在制程上并没有落后。 04 从整个生态上来讲 摩尔定律是英特尔的创始人之一戈登·摩尔提出的,当时的理论是每隔18-24个月晶体管数量将增加一倍,而随着技术发展这一发展似乎逐渐放缓;而时至2000年,登纳德缩放比例定律(Dennard scaling)逐渐进入瓶颈,频率很难再进一步改善,此时所有CPU和计算机最多只能到达2~4Ghz的速度,并且维持了10年之久仍未有提升;为提升应用性能,后使用多核CPU,使得问题从硬件转向软件,但由于阿达姆尔定律,效能功率没有办法进一步提升。 到这种境地之下,到底有什么方法“渡劫”?事实上摩尔在提出摩尔定律之时,也提出了在摩尔定律接近物理极限时要转向异构计算。 这也便引申了上文的话题,英特尔面向的一直是数据,实际上单单通过制程精度已然不是增加计算速度最快的方法。 通过英特尔近几年集中发布的新品也不难发现,这几年英特尔反而更贴近FPGA、eASIC、ASIC、AI加速器、独立GPU,而这些恰恰是异构计算中不可或缺的一部分。联结这一切的软件生态,便是oneAPI。 最简单的证明方法就是用一张图来概括如今的英特尔,无论是从营收上逐步靠拢数据业务,还是从整个生态上来讲,英特尔对于数据的整体方案上重视程度越来越高了: 图10:英特尔的六大支柱和各项技术 从英特尔角度来看客户,客户自80年代开始,逐步追求数字化、联网化、移动化、云端化,而未来客户2.0追求的则是沉浸式体验的智能化,这催生了IP/SoC方法论的变更。 过去,单片的SoC开发3-4年,硅片中可以发现数百个错误并且不可重复使用,而通过转变为多个裸片的互连和IP相结合的方式,不仅缩短了研发时间、减少错误率,可复用性也逐渐成为现今最佳的方式。 而这也正是英特尔目前强调的方向,种种优势这也足以说明建立强大生态才是时下最应做好的事情。 图11:IP/SoC方法论正在改变 文行至此,仍需强调,英特尔在制程方面的演进还是跟随市场的需求,其着眼的关键点仍然是整体的生态和良好整体数据处理能力。绕回制程来说,在架构和技术的支持下,英特尔的10nm也远比想象中强大的多,最终的评判标准仍然需要从整套发挥的性能上来讲。

    时间:2020-08-14 关键词: 英特尔 技术专访 制程 xe架构

  • 时机已然成熟?OPTIGA补足eSIM物联网应用最后一块短板

    时机已然成熟?OPTIGA补足eSIM物联网应用最后一块短板

    2010 年开始GSMA协会提出了嵌入式SIM卡(eSIM)的可能,此后鲜有有效的推动。2013年才推出第一代规范。直到近些年才陆续出现了一些搭载eSIM的消费设备。 长期以来,运营商出于一些考虑并不倾向于在消费设备中采用eSIM的方案,然而近年来随着物联网、M2M等应用需求的兴起,eSIM已经成为最优解。运营商为了争夺智能边缘的控制权也将相继开始eSIM的布局。 近日笔者受邀参加了英飞凌OPTIGA Connect eSIM解决方案在线媒体交流会,英飞凌科技安全互联系统事业部大中华区物联网安全产品线区域市场经理刘彤就eSIM的相关进行了精彩的分享。 eSIM的优势和市场起势 相比传统实体SIM卡,eSIM的优势明显。1-首先,降低复杂性,为内部组件留出更多空间。全世界最小的eSIM产品来自英飞凌,的尺寸仅为1.29mm×1.27mm。比火柴头还要小。刘彤笑称其掉到地上可能就找不到了。因此eSIM的方案非常符合对空间非常敏感、非常小尺寸设备的设计要求。 2-提供更多灵活性。刘彤称,eSIM不再以塑料卡片的形式,而是以一种固体模块的物理形式存在在设备之内。它是直接焊接到设备板子上,这样更加体现一个设计的灵活性。例如一台设备如果要全球进行发售,那只需要发布一个版本即可。不同地区的用户可以自行选择合适的运营商网络,直接在设备的软件中进行配置。 3-让物联网设备的供应链管理更加方便。如果要将设备出口到全球不同国家,则要根据国家数量来备齐不同类型的设备。不同的套餐、不同的运营商、不同的设备,这将会是一个非常复杂的工作。而如果使用了eSIM的解决方案,以上复杂的工作就可以得到大幅的简化。物联网设备的运营商也可以优化自己的配货管理,大幅避免不同地区各种备货不均衡风险。 除了以上优势之外,我们还应该注意到:针对某些物联网设备而言,eSIM是唯一的解决方案。例如体积极小的智能终端中甚至连nano-SIM也都无法安置;有时候大批量的智能终端设备可能会被部署在非常难以进行卡片更换的远程位置。 其实eSIM可以给消费类电子设备带来的优势早就已经明确,而物联网和M2M对于eSIM的必要需求才是运营商真正开始参与并推动eSIM的直接因素。 ABI Research预测:“在2024年内置eSIM的消费类电子产品出货量会达到6.44亿,其中约5亿台智能手机将安装eSIM。” 也就是说基本上所有的高端看手机都会有这个功能。ABI对于物联网应用的预测是“2024年内置eSIM的物联网设备出货量大概在2.32亿,其中有超过1亿,即大半左右是用在汽车上面的。 根据ABI Research的数据,今年已经有2亿多台搭载了eSIM的智能手机。但是这2亿台里面有多少真的是开通使用了eSIM的服务呢?但对于物联网设备的中eSIM的应用,笔者认为增速将会如ABI Research所预测那样,以越来越快的速度增长。 化解eSIM实际应用难题 虽然时机已经成熟,但是对于物联网设备厂商而言,如何应用eSIM到自己的产品中,还面临着诸多环节的工作。 首先设备厂商需要选择最佳PPA的eSIM芯片,然后进行硬件设计、PCB打板等,然后需要进行内部软件测试,最后需要将设备与RSP平台进行对接。 据刘彤分享,在排量产计划的时候,设备厂商的产品测试计划和整个生态系统对接的测试计划,要非常好地进行契合。但我们知道最后一步与运营商平台的对接并不是物联网设备厂商擅长的领域,在平台对接测试过程中会出现一些意想不到的问题,从而影响到整个产品计划。 英飞凌推出的OPTIGA Connect一站式eSIM解决方案是一个软硬件的统包,设备厂商可以实现即插即用,免除诸多运营商平台对接的烦恼。 英飞凌宣称OPTIGA Connect IoT解决方案可以支持全球200多个国家和地区640多个运营商网络。并不是英飞凌去和640多个运营商进行了平台接入,那将是一个庞大的工作,英飞凌用了一种更为巧妙的方式。印度TATA通信有一个叫做MOVE eSIM Hub的平台,这个平台跟很多国家的运营商已经签署了合作协议。英飞凌两年前就已经与TATA开始了合作,已经将自己OPTIGA eSIM芯片与这个平台进行了联通。 物联网设备厂商的demo板上电之后,就可以直接得到TATA的初始号码,因此物联网设备厂商加eSIM功能就像以前加物理SIM卡一样简单。     目前OPTIGA分为两个产品组合,一个面向消费级应用,一个面向物联网级应用;这两个产品组合也分别对应着两个不同的软硬件统包。此外,英飞凌的OPTIGA中也提供了车规级和工业级应用的产品型号,满足各种不同应用场景的严苛挑战。 eSIM应该会成为物联网和M2M的必然需求,而完成了eSIM和运营商平台打通的OPTIGA解决方案,可以说是补足了物联网应用的最后一块短板。面对Time to Market的挑战,物联网设备厂商在加eSIM功能时,OPTIGA是一个不错的选择。

    时间:2020-08-07 关键词: 物联网 infineon 5G esim optiga

  • 为啥要过“ISO 26262”认证?揭秘汽车安全标准背后的生存法则

    为啥要过“ISO 26262”认证?揭秘汽车安全标准背后的生存法则

    随着汽车电气化程度的进一步提升,电子电气系统越来越集成和复杂,其安全性的要求就尤为突显。 在这种背景下,一些更严苛的汽车安全标准就应运而生了。"ISO26262"标准就是其中之一。 ISO26262是汽车的电气/电子相关的“功能安全”标准,该标准制定于2011年11月,2018年发布了第二版,追加了半导体指南。 该标准是预先计算出汽车电控方面的故障风险,并把降低该风险的机制作为功能的一部分预先植入系统中,从而实现"功能安全"的标准化开发工艺。ISO26262标准的对象涵盖从车辆的构思到系统、ECU(电子控制单元)、嵌入式软件、元器件开发及相关的生产、维护、报废等整个车辆开发生命周期。 面对苛刻的安全标准,半导体及元器件厂商又是如何应对的?获得标准的认证就能确保安全吗?不同等级的安全认证对于元器件产品意味着什么? 最近,罗姆公司举办了“汽车功能安全标准ISO26262”交流会,罗姆半导体(上海)有限公司技术中心副总经理李春华在介绍罗姆获得ISO26262标准认证的同时,也揭示了汽车安全标准背后的不同产品的生存法则。 ISO 26262的具体规范内容 理解ISO 26262,有个重要的概念需要先厘清,那就是“安全”,所谓“安全”就是“没有不可容忍的风险”。事实上,安全本身分为“本质安全”和“功能安全”。 “本质安全”是指降低机器设备以及人为环境因素或彻底排除这种诱因。“功能安全”是指通过一个有效的改善方法,确保可容忍范围的安全。 ISO 26262是汽车的电气/电子相关的功能安全标准, ISO 26262认证分成两个方面,第一个流程(开发流程)标准,开发流程标准是以之前IATF 16949为基础,引入账票类、可追溯类的管理内容。另一个是产品(产品性能)的标准,主要是针对产品性能的标准,要求安全机制符合ASIL各种等级认证,追加自诊断等功能。不同的等级,例如QM等级、ASIL-A等级、ASIL-B等级、ASIL-C等级、ASIL-D等级等不同等级认证,主要是根据对人身安全的重要性来划分的。 在2018年推出的第二版中又增加了新的内容,例如半导体指南等,对产品所使用的元器件的具体安全机制增加了新的规定。 罗姆于2018年获得ISO 26262开发工艺认证 罗姆于2015年开始着手准备取得认证,于2018年通过第三方认证机构德国莱茵TÜV Rheinland取得了ISO26262的开发工艺认证。这意味着罗姆面向车载领域的元器件开发工艺被认定为可满足该标准中的高安全等级"ASIL-D"。 ISO26262是一套复杂的认证体系,不仅有对应产品功能的认证,还有生产流程的认证。为此,罗姆做了大量的工作,例如:符合ISO 26262车载IC开发流程的制定和维护管理;符合ISO 26262的公司内部体制的建立,包括对外提供统一的ISO 26262相关文件的格式,实施关于ISO 26262对应的培训等。 李春华指出,随着自动驾驶(ADAS)相关的技术不断创新,以ADAS为代表的技术革新进程加速,为确保汽车的安全性,要求组成车载零部件的半导体也要达到自身的安全标准。在2018年颁布的第2版中,不仅对象范围扩大到巴士、卡车、两轮车辆,还新增了半导体部分,半导体元器件作为支持自动驾驶功能安全的核心产品成为关注的焦点。在这种背景下,罗姆作为半导体制造商,自2017年开发由液晶驱动电源IC等构成的、支持功能安全的液晶面板芯片组,并在2018年取得ISO 26262开发工艺认证,不断推进支持汽车功能安全的产品开发。在车载级元器件方面,罗姆打造了车载产品专用生产线,并遵行汽车行业质量管理体系"IATF 16949"及电子元器件可靠性标准"AEC-Q100/101/200"等来推进产品开发。目前,罗姆的解决方案主要包括“针对液晶面板的解决方案”及”针对ECU电源电路的解决方案“。 罗姆在功能安全方面的工作示例-车载高清液晶面板采用“支持功能安全的芯片组” 罗姆在功能安全方面的工作示例-内置自我监控功能的“电源监控IC” 选用符合ISO 26262认证产品,降低不合规风险,节约成本 据李春华介绍,ISO 26262这一国际性标准,最初由欧洲整车厂推动成立,目前像美国、日本、韩国、中国都在陆续跟进这一标准。虽然ISO 26262旨在实现功能安全,但它并不是强制性的法律。通过根据ISO 26262设计电气/电子系统来证明能够确保汽车的安全,不会造成人身(不仅包括驾驶员和乘客,还包括行人等)造成伤害,汽车制造商不会购买不符合标准的产品。 对于OEM、Tier1厂商,可以通过选用符合ISO 26262认证的元器件产品,从而有效的节省开发周期、开发成本,来达到实现同样功能等级的终端产品。罗姆就可以提供这样的产品,例如:罗姆的电源监控IC在芯片内部内置自我诊断功能,可以有效帮助提升电源的安全性,从而降低终端厂商的不合规风险,减少认证成本。

    时间:2020-08-04 关键词: 汽车 罗姆 技术专访 iso26262

  • 如何为汽车应用选择反激式控制器?通过AEC-Q100认证是关键

    如何为汽车应用选择反激式控制器?通过AEC-Q100认证是关键

    随着汽车拥有量的逐年增加,燃油汽车废气排放所引发的环境能源问题日益严重,新能源汽车尤其是电动汽车就成了发展的必然途径,这为半导体应用开辟了一个广阔的市场。 相比消费电子,汽车应用对半导体提出了更严苛的挑战,如何为汽车应用选择合适的半导体元器件?除了性能和功能以外,通过汽车行业的相关认证也是关键一项。 据了解,AEC-Q100是针对IC的认证,AEC-Q101是针对分立元器件的认证,用于汽车应用的半导体器件必须通过这两个认证,同时器件的生产过程和产线也要通过相关的汽车认证。 最近,深耕于高压集成电路高能效功率变换领域的知名公司Power Integrations(PI)宣布其InnoSwitch 3-AQ已经开始量产,这是一款已通过AEC-Q100认证的反激式开关IC,特别适合用于纯电动和插电式混合动力汽车应用,例如:牵引逆变器、OBC(车载充电机)、EMS(能源管理DC/DC母线变换器)和BMS(电池管理系统)。 使用过PI产品的工程师都知道,InnoSwitch系列产品是PI的明星产品,PI公司资深技术培训经理阎金光先生向行业媒体详细介绍了这款InnoSwitch3-AQ的独特之处。 同以往的InnoSwitch器件一样,InnoSwitch3-AQ沿用了PI公司的高速FluxLink耦合技术,可在无需专用隔离变压器检测绕组和光耦的情况下,实现±3%的高精度输入电压和负载综合调整率。FluxLink技术即使在瞬态应力测试下也能保持输出电压稳压,这对于基于PSR的方案而言尤其具有挑战性。在汽车应用当中很多设计师在考虑电源方案时通常尽量避免采用光耦进行反馈,因汽车应用的高温环境,随着电源使用寿命的增加,光耦的反馈也会相应的受到影响。而PI的FluxLink技术可以避免此类情况的发生,增加电源的可靠性。 InnoSwitch3-AQ延续了InnoSwitch系列高可靠性的特点,故障率小于0.02PPM,它采用表面贴装式InSOP封装,其初级至次级爬电距离为11 mm,超过了高海拔(5000米以上)绝缘的严格要求,提供了更高的可靠性。 InnoSwitch3-AQ集成的750V MOSFET可满足严格的汽车降额要求,片上同步整流控制器在标称400 VDC输入电压下可提供90%以上的效率。优化后的InnoSwitch3-AQ设计可在整个输入电压范围内实现小于10mW的空载能耗。其可以工作于125度环境温度的特性,可以满足电动汽车高温环境的使用需要。而最大35W的输出功率能力也可涵盖汽车应急电源的所有功率范围。 相比其他的电源产品,InnoSwitch3-AQ可以做到在整个输入电压范围内提供一致的高效率性能,这一点难能可贵。阎金光透露,这主要得益于PI多年来在电源控制领域的技术积累,InnoSwitch3-AQ的高效率特性可以在汽车应用中大大降低器件温度,满足汽车行业苛刻的散热要求。 为了帮助工程师尽快开展这颗IC的设计工作,PI推出了相应的参考设计,RDR-840Q参考设计展示了这款电源在30VDC至550 VDC输入范围内的启动、关断和高效工作,以及快速动态响应和各种安全和保护功能。 对于800V母线电压,可以采用StackFET,StackFET是PI公司最先使用的一种应对高压应用的设计。DER-859Q参考设计就是采用StackFET的类似设计,可以支持最高925 VDC母线电压。 InnoSwitch3-AQ代表了反激式控制器的高水平集成度,可使汽车电源具有极少的元件数和极小的PCB面积。除了InnoSwitch3-AQ,PI还有丰富的汽车级产品这些器件通过AECQ100(温度等级1级)或Q101认证,包括:适合IGBT和SiC模块的隔离型门极驱动器IC、集成高压MOSFET的电源IC – LinkSwitch-TN2以及高性能Qspeed二极管等产品。同时,这些产品的生产晶圆厂和装配厂也已通过了IATF16949认证,符合FMEA要求的设计。

    时间:2020-07-17 关键词: 技术专访 反激式控制器 innoswitch aecq100

  • 罗姆推出去光耦过零检测IC,待机功耗降低一半以上

    罗姆推出去光耦过零检测IC,待机功耗降低一半以上

    近年来,随着物联网的快速发展,越来越多的白色家电中配备了Wi-Fi通信功能。由于必须始终通电以保持通信连接,而且家电制造商必须将待机功耗降低至0.5W以下,这将面临着比以往更大的挑战。 如何降低家电产品的待机能耗?这需要从多方面入手,其中,电机部分和电源部分的待机功耗改善工作已经到达瓶颈,另一个领域就是过零检测电路。 所谓过零检测,就是用来检测AC(交流)波形的0V电位(过零点)的电路(过零检测电路),目的是为了有效地对电机和微控制器进行控制。在过零检测电路中,提高过零检测的精度,可以更有效地控制电机和微控制器。而且,在电机停止时,能够将电压正好停止在0V状态,脉冲控制也更提升了电路的安全性。 可见,过零检测电路是白色家电中常用的一个功能电路,但传统的过零检测电路中会使用光耦器件,而光耦器件会造成待机功耗增加。 针对10多年来一直没有变革的过零检测电路,最近罗姆公司开创性地推出了过零检测IC,不仅省去了光耦,降低了能耗,同时大大提升了可靠性。 据了解,在以往的过零检测电路中,所使用的光耦的功耗约占整个应用的待机功耗的1/2。罗姆新推出的过零检测IC BM1ZxxxFJ系列由于去除了光耦,因此功耗极低,可将正常通电时的过零检测电路的待机功耗降至0.01W。以洗衣机为例,采用传统的使用光耦的过零检测电路,方案整体的待机功耗为1.7W,而使用去除光耦的过零检测IC后,方案整体的待机功耗降低为0.71W,降低了一半以上的功耗。 另外,在驱动应用时,将以往使用光耦的过零检测电路中随AC电压变化而波动的延迟时间误差降至±50µs以内。极低的待机功耗和极小的延迟时间误差,使得即使在各国不同的AC电源电压下,也可高效地驱动电机,成功实现了以往的过零检测电路很难实现的高精度微控制器驱动。同时,由于不再需要光耦,还可以免除由光耦经年老化所带来的各种风险,有助于提高产品的可靠性。 过零检测IC BM1ZxxxFJ系列的另一优点是可以随时轻松替换原来的过零检测电路,该系列产品型号丰富,可分别对应以往的过零检测电路中使用的电路(普通整流/倍压整流)和波形(Pulse/Edge),无需更改软件即可轻松替换使用光耦的现有过零检测电路。 而且,该过零检测IC BM1ZxxxFJ系列还具有“电压钳位功能”,可保护后段的微控制器。因此,适用于使用以空调等为对象的高压驱动电机的应用,即使出现异常电压,也能够做到对微控制器的保护。 高集成度的过零检测IC BM1ZxxxFJ大大消减了所需的外围器件,仅仅只需要7个元器件即可实现过零检测功能,有助于设计的进一步小型化。 未来,罗姆还将考虑推出出过零检测IC+AC/DC电源一体化封装的解决方案,进一步提高密度,缩减体积。

    时间:2020-07-15 关键词: 罗姆 技术专访 光耦 待机功耗

  • 如何加速汽车电子模块的原型设计?

    如何加速汽车电子模块的原型设计?

    2020年至今半年时间,特斯拉的股价翻了三倍多,市值突破传统百年车企丰田,一跃成为全球最有价值的车企。特斯拉引领的新能源和自动驾驶等趋势都是汽车工业未来的最大增长点,而这种巨大变革的背后,我们可以看到市场对于电子元器件的需求量越来越高,汽车系统变得更为复杂,汽车的电子模组也愈来越多。 “汽车行业面临着根本性变革:汽车电动化,汽车采用自动驾驶和辅助驾驶系统等,是大势所趋。“意法半导体汽车和分立器件产品部大众市场业务拓展负责人、公司战略办公室成员Giovanni Luca SARICA分享到,“因为这些趋势和市场对电子元器件的需求量提高,汽车系统变得越来越复杂,汽车电子模组同样更加复杂。随着当今汽车ECU安装量急剧增加,每个模组中的电子元件占比要比几年前生产的传统汽车高出很多。同时,我们注意到,汽车电子化是另一个重要发展趋势。为了顺应汽车电子化这个趋势,汽车制造商被迫重组车辆架构。现在,汽车收集的数据越来越多,如何正确处理和管理海量数据,对处理器的计算能力提出了更高的要求。” AutoDevKit 官方称——“AutoDevKit可以解决客户和设计人员当前面临的新挑战,协助设计人员为汽车和运输工具开发的新电子模组,加快应用原型的开发速度,是缩短总体研发周期的一个重要工具。” AutoDevKit中包含多种不同的硬件模组、软件开发工具和插件。理论上来讲,针对自己的应用需求选择合适功能的硬件模组,然后通过简单的软件进行设置即可快速完成原型开发。 硬件方面的优势在于,凭借着ST宽广的产品线,在AutoDevKit中可以提供大量不同功能的硬件模组,而且与市场上其他解决方案相比,它没有强制要求使用任何连接器,在开发应用项目时,现有的硬件都可以重复使用,开发灵活性达到了非常高的水平。意法半导体汽车和分立器件产品部 (ADG) 大众市场业务拓展应用经理Max Vizzini还强调到:“AutoDevKit不仅集成了ST自己某些为工业环境开发的产品,还集成了第三方产品,这种开放方法可以帮助其扩大产品组合,并使设计人员受益于完整的系统设计。另外,很明显的在实际设计中会有一些来自不同制造商的元器件,AutoDevKit可以连接板上没有ST芯片的第三方模组,因为这个工具可以重新配置分配引脚,为任何类型的模组创建适合的连接器,从这个意义上讲,AutoDevKit是‘开放’的。” 大幅提速、极易上手和灵活性 AutoDevKit的学习门槛有多低?将其提供给电子、工程或软件开发的大学生,在ST的工程人员的指导下,只需要6个小时的时间,这些大学生就可以开发出一个应用项目。Max认为很重要的一点在于:“如果你开始用AutoDevKit开发原型,特别是开始用ST的元器件,那么你没必要知道你在用哪个微控制器,甚至不需要知道SPC5是什么,因为这个工具涵盖了微控制器的所有信息,所以,你无需研究用户手册或参考资料即可开发原型,我认为这很重要。” 除了以上两点外,使用AutoDevKit的另一个好处在于灵活性。汽车应用需要经常进行迭代,而使用AutoDevKit平台的好处在于当你需要将其中的MCU进行升级的时候,你无需进行特定的代码重开发和适配工作。所有微控制器共用相同的底层接口,而底层接口保持不变。因此,当设计人员为特定功能板开发驱动程序代码时,访问硬件不需要使用特定MCU平台绑定的特定命令,而是使用底层驱动程序提供的接口。因此,驱动程序一旦开发出来,代码就可以在工具内部集成的所有MCU平台之间移植。 意法半导体亚太区汽车产品市场及应用高级总监郑明发分享到当前的一个趋势:“越来越多的汽车制造商,特别是新能源汽车制造商,已决定参与ECU开发,而不是完全依赖于合作伙伴提供ECU。” Max也认为AutoDevKit的易用性甚至可能会覆盖到某些中间设计公司的业务。尤其是针对亚太区,郑明发还分享到ST有一个汽车技术创新中心,可以根据客户的实际应用需求进行实际的应用负载测试,提供集成PCB板,并为他们提供完整的验证和认证测试结果。 所以如果想快速完成汽车电子模块原型设计?AutoDevKit不妨一试。

    时间:2020-07-15 关键词: 汽车电子 autodevkit 原型开发

  • 安谋中国“星辰”处理器商用:灵动微、全志科技、华大北斗布局合作

    安谋中国“星辰”处理器商用:灵动微、全志科技、华大北斗布局合作

    5G和AIoT时代的背景下,Arm架构获得了越来越多的关注,近期苹果公司也宣布未来笔记本电脑产品将搭载自造的Arm架构处理器,这主要归功于Arm架构下的低功耗、高性能、小尺寸等优点。 安谋中国(Arm中国)作为一家深圳本土公司,自2018年4月成立后便一直独立运作。安谋中国与Arm不同的是,自成立以后便主要集中在3个生产线:周易AIPU、星辰处理器、山海平台安全解决方案。 其中,周易AIPU最早在2018年11月的乌镇世界互联网大会发布,并于今年4月宣布了客户芯片商用,这款产品既不属于CPU,也并非NPU,与之不同的是,AIPU定义了一套新的适用于AI算法的指令集,更加贴合AI的需求。 日前,安谋中国宣发了3个生产线中的另一个重磅产品——“星辰”第一代产品STAR-MC1,21ic中国电子网受邀参加此次分享会。 01 一杯基酒:支持Armv8-M架构 星辰处理器(STAR-MC1)是一款安谋中国自研的嵌入式处理器,主要为满足AIoT应用性能、功耗、安全方面而生。安谋中国产品研发副总裁刘澍为记者介绍,正如其名,星辰意指开发者希望这款产品能够像启明星一样在国内冉冉升起,为产业赋能;另外,MC1则代表Micro controller系列第一个CPU。 从研发历史上来看,安谋中国从2018年4月成立至2019年9月星辰发布第一个EAC版本,对Arm的核心架构进行了升级,包括Armv6-M和Armv7-M,并加入了定制化的指令集,而这些仅用了17个月。在今年6月30日,STAR-MC1发布了第二个版本,也是最终版本,支持了Armv8-M架构。 Armv8-M架构是Arm去年下半年更新的最新架构,STAR-MC1是第一个对新架构实现的产品,同时STAR-MC1第二版指令扩展处理器和Arm剑桥团队同时推出,充分表明了安谋中国团队在CPU设计的技术和速度是全球领先的。 性能方面,达到了1.5 DMIPS/MHz & 4.02 Coremark/MHz这样的水准,同时继承了V7和V8结构的DSP指令和浮点指令计算单元,这些新的结构体系的升级,使得它可提供比上一代的Arm处理器高20%的性能提升(在同一主频下)。另外,在功耗上也与性能进行了均衡的配置。 图1:STAR-MC1支持最新Armv8-M架构并具有最新安全技术 02 一款特调:安谋中国特色功能 除了Armv8-M的所有特色以外,需要注意的是STAR-MC1进一步拓展了TrustZone这一安全功能。刘澍表示,未来智能物联网设备中,无论是生活还是工业生产、汽车电子领域,安全会是下一个重要的痛点,因此将手机AP熟悉的安全技术引入了微处理器中,进一步在生态可集成角度发展微处理器安全技术。 TrustZone安全方案可将运行环境隔离为安全区和非安全区,用户的敏感运行程序可放在安全区运行,反之一些应用型程序则可放在非安全区执行。刘澍表示,通过这种硬件的隔离方式,可以保证服务程序、敏感数据、用户数据得到很好的保护,这是TrustZone的一贯概念,也从A级别处理器继承到了M级别处理器中,对生态的可延续性是非常友好的。 值得一提的是,STAR-MC1的创新性在于整个缓存(Cache)的结构引入了M级别的处理器中,这种特色可充分提高系统级的性能和效率。刘澍强调,很多处理器数据的读取需要通过总线或外部存储读取,这对系统的效率和功耗是一种很大的浪费。以前的微处理器中,为了节省面积和成本,并没有使用缓存技术。 图2:STAR-MC1的整体特色功能 需要注意的是,STAR-MC1在Armv8-M的架构中植入了两个用于定制化扩展的重要特色功能: 1、加入了协处理器接口。刘澍表示很多客户会在细分市场做出不同创新,对于通用处理器来说,在细分市场拥有突出的特点是非常重要的,诸如加入FFT加速、编码器加速功能,这些加速可以通过这个协处理器接口上接入协处理器快速完成。 2、加入了用户可定制化指令集。Armv8-M创新架构下,客户可以自由定制指令集,通过自己的指令集一方面可将特色操作固化在CPU流水线中,提供高效执行效率;另一方面,对客户的软硬件知识产权进行保护和差异化。 图3:STAR-MC1具有可定制指令集 刘澍为记者解释,安谋中国IP的设计理念在于通用设计之上,要给用户和客户提供可定义、可扩展的灵活性,最终将体现在细分市场的高效率上,此前发布的周易产品也具有这种可扩展、可定制化的接口和扩展技术。 STAR-MC1也是第一个在CPU引入这种技术的。通过这种协处理器硬件接口,直接访问CPU内部的寄存器堆,操作寄存器堆操作数并将结果返回到寄存器,可让其他Arm指令直接再处理,这样效果会比协处理器更高。而这样的定制化指令扩展,可使用户和Arm程序间交互实现零延迟和无缝连接,同时编译工具链中也有预留接口充分保护客户的软硬件知识产权之外,还能对各个市场不同效能或处理性能要求得到充分满足。 生态系统方面,除了Arm本身工具的加持之外,STAR-MC1也支持主流的各种工具链、编译器、操作系统、仿真器,保证能在研发上拥有流畅和良好的体验。 图4:STAR-MC1的生态系统支持 03 一斟百搭:助力国产化器件 刘澍表示,目前STAR-MC1已有很多客户采用,并已取得流片,截至目前,星辰处理器已有30个授权客户,这30个授权客户里有21个客户已经有项目进行集成、设计,其中有7个项目已流片,广泛应用于通用MCU、互联芯片、系统控制、汽车电子、存储、定位、传感器控制等领域。 在媒体分享会上,也有合作厂商讲述了和星辰处理器的故事。灵动微电子董事长兼总经理吴忠洁表示,安谋中国推出的STAR-MC1契合了公司的想法,很快就会与安谋中国获取许可,着手一系列工作。 他认为,MCU有四个方面特别重要:其一,产品自身的可靠性和安全性,从应用层面和底层防止被破译;其二,拥有丰富的可连接性,即丰富的接口;其三,拥有低功耗,延长使用寿命;其四,拥有可靠性,包括静电保护,闩锁效应、浪涌、脉冲干扰等。 而这些恰好与STAR-MC1刚好契合,与STAR-MC1的合作除了更换处理器以外,整体的封装管脚也将从20个增加到100个,频率将从24M提升到164M。 图5:灵动微认为MCU的发展与STAR-MC1特性相符 全志科技最新发布的XR806是基于STAR-MC1开发的一款低功耗、高性能、安全为一体的IoT芯片。根据全志科技模拟互联事业部研发副总裁潘攀的介绍,全志科技在无线产品方面已耕耘多年,产品也围绕Arm架构积累多年经验。 潘攀强调,2018年安谋中国在介绍这款MCU核时全志科技就非常感兴趣,主要原因在于产品的特性非常符合XR806这款产品的定义需求,并克服了前一代产品的痛点。所以全志科技第一时间与安谋中国深入沟通,并成为了最早开始推进产品化的客户。 STAR-MC1主要拥有三方面优点,其一,基于Armv8-M架构拥有更高的性能和能效比;其二,具有Arm环境的支持,特别是TrustZone的安全机制;其三,拥有浮点和定点运算的DSP LPA单元。 图6:XR806基于TrustZone技术 华大北斗CEO孙中亮在会上表示,华大北斗作为国内北斗GNSS卫星导航定位芯片设计厂商,一直与Arm中国持续合作,自主设计研发并量产了全球首颗支持北斗三号信号体制的多系统、多频、基带射频一体化、高精度SoC芯片。 结合最新的宽带射频技术、可配置的基带技术、抗干扰技术、超低功耗技术等一系列最新设计技术,在一颗芯片上实现了多系统、多频、高精度、抗干扰、低功耗、高集成、小型化等多项行业典型指标,为北斗三号系统全球组网地面应用提供了必不可少的芯片级高精度产品支撑。 可广泛应用于汽车精准导航、车辆管理、精准农业、智慧物流、智能驾驶、GIS采集、工程测绘等领域。同时,华大北斗也基于核心芯片提供北斗开放平台,以开放共享的姿态,携同产业链研发力量,共同打造中国北斗芯,为全球用户带来更精准的中国芯体验。 作为一个国产化的处理器,Arm衍生的嵌入式处理器,可以看出STAR-MC1贴合市场的需求,且也已取得非常多客户认可。而在许多人会担心的授权方面,刘澍强调,经过技术分析,STAR-MC1并不会受到相关进出口管制。 通过新产品以及已发布的产品,不难发现未来安谋中国的目标是“周易”+“星辰”+“山海”的一整套AIoT端自研产品加持。最终将有多少相关产品量产,我们将持续关注。

    时间:2020-07-11 关键词: CPU 技术专访 arm中国 armv8-m

  • 从整体方案实现双倍高功率密度,减少成本和尺寸

    从整体方案实现双倍高功率密度,减少成本和尺寸

    任何电子产品和设备都离不开电源,电源管理IC也几乎存在于每一个电子设备之中。从IC Insights的2019年数据来看,总出货量3017亿的IC中,电源管理IC占据了总量的21%,出货量预计639.69亿颗,超过了第二和第三名类别出货量的总和。 电源管理IC主要包括AC/DC、DC/DC、充电管理芯片、LDO芯片、PFC芯片、PFM/PWM、栅驱动芯片、接口热插拔芯片等。这些IC主要将电池或电源提供的固定电压进行升压、降压、稳压或电压反向处理,负责设备电能的变换、分配和检测功能。 因而,很多情况下电源的运作并非依赖单器件,而是从完整的解决方案出发。无论从功耗、成本、尺寸上来讲,还是系统的精简方面来讲,完整的解决方案远比单器件更加出色。另外,电源管理芯片可以说是直接与安全挂钩的器件,因此在很多情况下,完整的解决方案也拥有更加出色的稳定性和安全性。 这种情况下,电源管理IC的选择就至关重要,作为电源管理行业领导企业的TI(德州仪器)就在日前,为记者讲述了电源行业的趋势并带来了最新整体的解决方案。 01 整体解决的降压-升压电池充电器 讲了许久整体解决,TI最新发布的充电IC产品BQ25790和BQ25792降压-升压电池充电器便是从整体出发的一款产品。一个优良的高功率密度降压式充电器不仅应集成一般充电功能模块,还应集成USB PD充电系统中的其他组件,如负载开关和DC/DC转换器,以简化系统设计,降低物料清单(BOM)成本,并保持整体解决方案尺寸较小。 图1:BQ25790和BQ25792 从整体解决问题一直是TI所擅长的方向,具体来说BQ25790和BQ25792这两款产品集成了开关金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、电池FET、输入电流和充电电流电流检测电路和双输入选择器,这种内置集成可以减少解决方案的尺寸和物料清单。 从TI官方给出的BQ2579x框图中不难发现,作为输入过压和过流保护电路的一部分,外部对应的MOSFET的控制逻辑和驱动电路均已集成在充电器中;利用内部集成的极低的8mΩ充电路径管理FET,工程师可进一步延长电池运行时间;电流检测电路则会感应输入电流,调节输入电流和过流保护,防止过载情况发生;双输入选择器指的是充电器监控总线电压以确认适配器状态,一旦检测到拆卸便会从向前充电模式转移到OTG(可支持移动)模式无缝切换到电池,这一切都在四个FET降压-升压转换器的双向操作之下。 图2:BQ2579x降压-升压充电器结构 通过这一系列的整体集成,一方面有助于减少整体的尺寸和成本,另一方面组件的整体稳定性、安全性和适配性也拥有了保障。 从特性上来讲,这两款产品具有高功率密度。两款产品拥有高出市场两倍的功率密度155 mW/mm²,提高了三倍的充电速度,是一款高功率密度产品。当然这是在小尺寸的前提下实现的高功率密度,BQ25790拥有2.9mm x 3.3mm、56引脚WCSP的封装尺寸,BQ25792则拥有4mm x 4mm 、29引脚QFN的封装尺寸。 高功率密度有什么好处?可以在同样的小尺寸封装下,获得更高的功率密度意味着更高的充电功率和充电电流。换言之,这代表在30分钟时间里,电池就可以充满或充到70%左右的电量。另外,更高的功率密度,也意味着更高的充电效率,因而充电损耗会更小,带来的温升也会降低。 适配方面,BQ25790和BQ25792集成的双输入选择器支持多种电源,适配USB Type-C™、USB Power Delivery(PD)和无线双输入标准,适用于3.6V-24V的应用,支持到5A的充电,在通用上拥有极佳的性能。 静态电流方面,TI的强项一直便是做低静态电流,这款产品就拥有小于1μA的静态电流,这意味着最小系统下,电源拥有更低的待机功耗,从而使得电池储存时间演唱了5倍。根据Samuel Wong的介绍,这是TI目前尝试的更低静态电流,TI仍然会持续优化开关的静态电流。 根据德州仪器电源管理解决方案产品线经理Samuel Wong的介绍,在30W的充电功率下,使用新产品,可使快速充电效率达到97%。 图3:两款产品的优势 02 整体解决的氮化镓创新方案 GaN(氮化镓)和SiC(碳化硅)被人称之为“第三代半导体材料”,究其历史,第一代以Si、Ge为代表、第二代以GaAs、InP III-V族化合物为代表、第三代以SiC、GaN为代表。第三代半导体材料用其优异的材料物理特性,为电子器件性能功耗和尺寸提供了更多的发挥空间。 从特性上来讲,GaN一般多用于1200V以下的中低压功率器件及射频、光伏、光电领域,而碳化硅(SiC)则主要适用于高压功率器件领域。但无论从哪方面性能来说,都不难发现身为第三代半导体材料的GaN全面碾压硅和第二代半导体材料。 据Mark Gary介绍,从2010年开始,TI就已经研发相关技术,而业界在2015年左右才陆陆续续有这样的话题和需求,不难看出TI的布局是超前的。而在2018年TI也与西门子共同演示和10千瓦云电网产品。Mark Gary强调,在2020年结束以前,将会有超过3000万小时的可靠性测试,来增加对于新的产品和新的原物料的信心。 图4:TI在GaN方面的布局 GaN本身能让我们实现开关的速度更快,在开关的过程中,就会产生功率、功耗甚至热的损失。所以,当我们把开关速度加快,就能够把功率和功耗上的损耗以及过冲减少。 目前TI在GaN方面的最新规划和进展集中在三点: 1、目前TI在GaN上实现了速度翻倍,功耗减半。在切换速度上可以达到150V/ns,开关频率可以高达2MHz甚至10MHz以上的速度,Mark Gary为记者介绍道。 2、TI在GaN上拥有终身可靠性。具体来说,拥有自我保护,可以防止极端浪涌、电流和温度条件,拥有超过3000万可靠性小时的实验资料,超过10年低于1FIT,能够确保这个产品终身的可靠性。 3、TI的GaN会在自己的工厂和供应链上生产,以保证支持客户的不间断业务。“如今仍然可以看到GaN成本是高于Silicon(硅)的,但从长远发展上看GaN更具发展优势的。”Mark Gary表示,以整体的系统和客户上面的效率来看,当产品尺寸进一步缩小,热和功耗方面的损失进一步减少以后,产品本身能够实现比现有原物料更佳的成本基础,我们认为这是未来很重要的一个趋势。 这里需要注意的是,TI的观点一直是强调整体的解决方案和整个系统层面的成本效益,而不是单纯针对于目前GaN或者硅产品的材料成本比较,更加值得关注的是仍然是整体系统和应用层面的效益。因此,TI在GaN方面提供的仍然是整体解决方案,并在整体上具有成本优势。 图5:TI在GaN上的规划和进展 产品层面上,150mΩ、70mΩ和50mΩ GaN FETs的完整产品组合正在研发和批量生产,而在TI GaN平台上进一步扩展了汽车、并网存储和太阳能灯领域的新应用。 最近TI展出了GaN方向的900V,5kW双向转化器的演示,通过演示可以看出在没有外围冷却风扇的情况下,峰值效率可以高达99.2%,功率密度能比传统的IGBT方案高出3倍左右。而在这样的解决方案中,也使用了自家的 C2000数字控制器产品,提供了一整套的解决方案。 图6:TI展出的GaN演示产品 “TI在过去十年拥有非常好的GaN经验积累,面对急迫提高充电需求的汽车、电网存储和太阳能领域,TI也很有信息持续发展。”Mark Gary为记者介绍道。 03 电源管理产品围绕5个重要指标 TI(德州仪器)作为电源管理行业的领导企业,一直在观察电源行业的趋势。德州仪器降压DC/DC开关稳压器副总裁Mark Gary表示,TI认为有5个指标决定了一个产业或一个公司能否在5-10年继续领导电源管理行业: 1、功率密度:简而言之,就是在更小的面积或既有的面积下,提供更高的电力功率。高功率密度可以在降低系统成本的同时实现更多系统功能。 2、低EMI:任何一个电源工程师都会对EMI(电磁干扰)非常感兴趣,同时也是在设计上尽量避免的关键点。作为电源管理企业,要简化工程师在此方面的设计和鉴定流程。 3、低IQ:即静态电流,指的是负载电流之外部分的电流和电源芯片自身消耗的电流,而除去静态电流的系统就被称之为最小系统。低静态电流可为电池运行的电源系统提供低待机功耗,以实现延长的电池寿命和储存时间,从而降低系统成本。 4、低噪声高精度:这个指标对应的是器件、设计或本身产品对其他系统或模块的抗干扰性能,通过降低或转移噪声可以简化电源链并提高精密模拟应用的可靠性。 5、隔离:许多前沿的系统中,常有高压和低压系统存在,因而器件如何在严苛条件下避免互相干扰,是实现更高工作电压和更大可靠性必修的课题。 图7:电源管理行业的5个前沿趋势 “从生态环境方面讲,全球对信息交换和互联互通的需求正在上升,在此之下,对于分布式电源管理的需求比任何时候都更加迫切,在这种情况下,占用面积更小、散热性能更好、集成度更高并具有更高功率的产品是行业至关重要的话题”,Mark Gary如是说。 行文至此,仍然要强调,TI在电源的创新上,仍然是基于整体解决方案之上。基于此,TI目标主要包括工业自动化、电机驱动及控制、楼宇自动化、电网基础设施、电力输送方面。 图8:TI为工业设计提供创新动力 除此之外,TI提供的各种设计开发工具以及E2E平台,也是属于整套解决方案的重要环节之一。从整体解决,既是真正解决成本、功耗、尺寸、安全问题的必行之路,也是电源选择必看的一环。

    时间:2020-07-07 关键词: 德州仪器 充电器 电源管理ic 技术专访

  • 从5G、物联网到汽车,今明两年,FD-SOI应用或迎来腾飞拐点

    从5G、物联网到汽车,今明两年,FD-SOI应用或迎来腾飞拐点

    “FD-SOI使用的范围非常广,包括智能手机、汽车、物联网等。在过去的一年,我们看到FD-SOI的使用量开始腾飞。我们预计在2020年和2021年会出现FD-SOI使用量的腾飞拐点”,Soitec全球业务部高级执行副总裁Bernard ASPAR在SEMICON China期间的Soitec新闻发布会上表示。 FD-SOI技术又称为完全耗尽型绝缘体上硅,是一种平面工艺技术,具有减少硅几何尺寸同时简化制造工艺的优点。FD-SOI问世至今已有10多年,随着近几年摩尔定律的放缓,业界开始重新将目光移向FD-SOI,FD-SOI凭借在成本和低功耗性能方面的优秀表现,颇受到物联网、汽车和移动应用领域的关注。 FD-SOI要求设计衬底在掩埋绝缘层的单晶硅层非常薄,以确保沟道区完全耗尽。Soitec公司凭借着独有的Smart Cut技术是FD-SOI衬底的领先供应商。 作为优化衬底供应商,除了FD-SOI优化衬底以外,Soitec还提供一系列优化衬底,产品涵盖Power-SOI,FD-SOI,RF-SOI,POI以及即将推出的新一代SiC和GaN衬底。 在发布会上,Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk、全球业务部高级执行副总裁Bernard Aspar,以及中国区战略发展总监张万鹏介绍了Soitec的最新业务进展,特别介绍了Soitec优化衬底技术如何帮助汽车产业实现智能创新。 应用于汽车领域的Soitec优化衬底产品 近年来,汽车电子系统的升级成为产业创新的重点。据统计,2007年每辆汽车电子系统的成本贡献率为20%,到2030年这个数值预计将增加到50%。尤其是汽车智能互联、自动驾驶程度的提升和混合动力的迅速普及,对汽车应用半导体产品提出新的挑战。 Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk表示,“如今汽车产业电气化、智能化创新对高效高品质半导体的需求逐渐提高,Soitec正以最新的技术和产品,助力汽车产业的升级和移动出行科技的创新。” 在汽车市场大爆发之际,SOI技术正好提供了应对各种半导体挑战的理想选择。Soitec中国区战略发展总监张万鹏详细介绍这些不同的SOI技术在汽车中的应用。 众所周知,RF-SOI已广泛应用在射频通信的各种场合,在汽车互联系统中也有广泛采用,例如汽车中的蜂窝/ WiFi/ GNSS 前端模块等。 Soitec FD-SOI技术在汽车上的应用 FD-SOI技术也已经应用到很多汽车系统中,例如Arbe Robotics公司的4D成像雷达就是在22纳米的FD-SOI器件上实现的;Mobileye Eye Q4的视觉处理器是在28纳米的FD-SOI上面实现的。意法半导体的域控制器MCU、恩智浦用于信息娱乐的应用处理器等都采用了FD-SOI技术,大大提升了系统的可靠性和性能。 Soitec Power-SOI技术在汽车上的应用 Power-SOI是Soitec的另一个非常核心的产品,从1995年到现在,预计有60亿台设备会使用Soitec的Power-SOI衬底,Power-SOI更多的是应用在电池管理系统、汽车的D类音频放大器以及制动器等领域。 另一个在汽车领域非常有前景的碳化硅产品,也得益于Soitec的Smart Cut技术。碳化硅主要应用在逆变器上,是纯电动动力总成的一个核心器件。基于碳化硅的逆变器,尺寸会减小50%,重量也随之减轻。同时,碳化硅耐高温、耐高压,因此,基于碳化硅的逆变器性能更稳定,使用寿命也更长。 但目前碳化硅在生产上产量不足,价格昂贵。 Soitec利用Smart Cut技术,可以使用和回收高品质碳化硅衬底,在循环使用的过程中保证供应链的稳定性。另外, Smart Cut碳化硅技术使缺陷密度显著降低,并且可以简化设备制造的流程。 Soitec已经开展与汽车行业Tier 1到Tier 3的密切合作,作为供应链的上游,Soitec从材料的创新上助推汽车向更智能更绿色节能的方向发展,以应对现在和未来的新挑战。

    时间:2020-07-06 关键词: 汽车 soitec 5G 技术专访 fd-soi

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