• Arm推出两款历来AI最强新IP:一场来自性能的盛宴!

    Arm推出两款历来AI最强新IP:一场来自性能的盛宴!

    2020年2月11日 21ic中国电子网 讯 – Arm今日宣布推出两个新的IP,包括全新机器学习(ML) IP:Arm® Cortex®-M55处理器和Arm Ethos™-U55神经网络处理器(NPU)。据了解,Cortex-M55是目前为止,Arm历来AI能力最强大的Cortex-M处理器,而Ethos-U55则是针对Cortex-M推出的首款microNPU。 据Arm介绍,此次宣布推出的两款IP将作为人工智能(AI)平台新增的重要生力军,AI正在改变我们生活中所有的事物,这便是Arm此次推出两款新IP的背景。 就如本次疫情,智慧医疗所发挥的作用不言而喻,当然Arm中国也在本次疫情中向相关组织捐赠500万元人民币并积极帮助相关组织协调医用物资资源;而近年来的工业 4.0 从自动化到自主化的变革也正是人工智能发展的重要因素之一;另外,以数字助理将日常事务简单化以及智慧城市也是与每一个人息息相关的。 图1:AI正在改变生活中的一切 根据Arm的规划,Arm将为超过十亿的终端设备赋予 AI 性能。据Arm 资深副总裁暨车用与物联网事业部总经理Dipti Vachani表示:“要让AI无所不在,设备制造商与开发人员必须在数十亿、乃至数万亿个设备上实现终端机器学习能力。我们的AI平台增添这些生力军后,即便在最小的设备上,终端机器学习也将成为新常态,不会再有遗珠之憾,从而让AI的潜力可以在范围宽广的、正在改变我们生活的应用当中得以安全、有效地发挥。” Arm表示,AI 的发展从云端到边缘端,现在也逐渐延伸到终端设备,正因Arm的目标是要可在任何设备上发挥出AI的真正实力,在此背景下,便推出了Cortex-M55处理器和Ethos-U55两款新IP。 Arm强调,通过新的设计为微处理器带来安全的智能,为想要有效提升终端数字信号处理(DSP)与机器学习能力(ML)的产品制造商降低芯片与开发成本,同时加快他们的产品上市速度。 图2:Arm可在任何设备上发挥出AI的真正实力 Arm Cortex®-M55:Arm历来AI能力最强大的Cortex-M处理器 根据Arm的介绍,Cortex-M处理器已经成为开发人员运算平台的最佳选择,Arm的合作伙伴已经出货超过500亿片基于Cortex-M的芯片,用于各种客户应用。 而本次新增的Cortex-M55是Arm历来AI能力最为强大的Cortex-M处理器,它可以大幅提升DSP与ML的性能,同时更省电。 值得一提的是,与前几代的Cortex-M处理器相比,Cortex-M55的ML性能最高可提升15倍,而DSP性能也可提升5倍,且具备更佳的能耗比。 此外,客户也可以使用Arm Custom Instructions (Arm自定义指令集)延伸处理器的能力,对特定工作负载进行优化,而这也是Cortex-M处理器的全新功能。 关键点: Arm Cortex®-M55: Arm人工智能性能最强大的Cortex-M 处理器 Ÿ●  首款基于 Armv8.1-M 架构、内建 Arm Helium向量技术的CPU:     o   大幅提升终端数字讯号处理(DSP)与机器学习性能,并高效节能     o   基础机器学习与神经网络推理的多元能力 ●  先进的内存接口,能以更快的速度获取机器学习所需的数据与权重 Ÿ●  具备 Arm TrustZone 安全技术,加快PSA 认证的通过速度 图3:Arm历来AI能力最强大的Cortex-M处理器 Ethos-U55: Arm针对Cortex-M推出的首款microNPU Ethos-U55这款新推出的IP则是一款搭配Cortex系列的产品,是Arm推出的首款微神经处理器(microNPU),根据Arm的测试结果显示,与现有的Cortex-M处理器相比,两者结合后可使产品ML性能提升480倍。 关键点: Ÿ●  提升体积受限的嵌入式与物联网设备的机器学习推理能力 Ÿ●  具备先进的压缩技术、减少电力消耗并显著地缩小机器学习模型尺寸 Ÿ●  得以搭配以下 Cortex-M 系列处理器:     o   Cortex-M55     o   Cortex-M33     o   Cortex-M7     o   Cortex-M4 图4:Arm针对Cortex-M推出的首款microNPU Cortex-M55 + Ethos-U55:一场性能的盛宴 通过对比在某典型的语音助手ML工作状态实例中可以看出,单使用Cortex-M55的情况下,推理效率为Cortex-M7的6倍、能源效率是Cortex-M7的7倍;而在Cortex-M55和Ethos-U55的组合下,推理效率直接提升了50倍、能源效率提升了25倍。 图5:Cortex-M55 + Ethos-U55性能提升对比 简化的软件使得所有开发人员都能获取安全的AI功能 值得一提的是,Cortex-M55与Ethos-U55得到了Arm业界领先的Cortex-M软件开发工具链的全力支持。如此一来,我们针对传统DSP与ML等工作负载,有了一致的开发流程;同时从TensorFlow Lite Micro开始,针对先进机器学习框架进行特定的整合与优化,确保开发人员拥有无缝的开发体验,并能够在任何一种Cortex-M与Ethos-U55的配置上,获取最佳性能。 Arm认为安全不应该是事后弥补措施,它对于物联网的普及极为重要。为了确保最安全的设计并顺利通过PSA认证,这些处理器和搭配的Corstone参考设计都可以与Arm TrustZone一起工作,以确保安全性可以更为简易地整合到完整的片上系统中。 赋能生态系统 全新的Cortex-M CPU与Ethos microNPU凸显了Arm对推动物联网发展的承诺:致力于协助芯片设计人员与设备制造商,即便在最小的终端设备上,也能利用Arm架构进行创新,并为物联网点燃新一波创造力与创新性。这一技术正获得生态系统合作伙伴与业界的广泛支持,其中包括亚马逊(Amazon)、Alif半导体(Alif Semiconductor)、恒玄科技(Bestechnic)、赛普拉斯(Cypress)、杜比(Dolby)、Google、恩智浦半导体(NXP)、三星(Samsung)、意法半导体(STMicroelectronics)等。 Alif半导体 “要让分布式智能发挥效果,每个终端就必需具备更强的处理能力,以降低云端流量、运行AI推理、提升安全性,并及时响应。我们已经采用全新的Cortex-M55,因为它具备高效涵盖各式任务的能力。这一全新的处理器,从超长的电池寿命到最大处理性能,表现都可圈可点。” Alif半导体总裁兼联合创始人Reza Kazerounian Au-Zone “OEM厂商已充分了解将AI工作负载从云端移至移动设备与嵌入式物联网设备后,对降低迟延与提升隐私与安全性的好处。这一趋势将影响各类市场,但转型成功的关键在于具备能够支持这类工作负载的运算群集(compute clusters)的能力,如Arm全新Cortex-M55 与Ethos-U55等,以及生产等级的ML开发工具。 ” Au-Zone首席执行官Brad Scott 恒玄科技 “影响AI部署的因素包括成本、功耗、性能和软件支持等限制。Arm推出的这一新技术,将加速在恒玄科技的蓝牙音频片上系统中的AI创新:我们能够在严苛的成本和功耗预算下实现更强的数字信号处理和机器学习技术,从而为智能设备提供更自然的语音交互,例如在真无线耳机上实现语音助理功能。” 恒玄科技首席执行官张亮 赛普拉斯 “赛普拉斯公司的解决方案协助设计人员创造智能、安全的物联网边缘设备。随着ML环境的快速演进,我们明确看到了实时、灵活的终端解决方案所具有的机会。全新的Arm Cortex-M55处理器提供ML工作负载所需的高效计算平台,同时也能适应这些应用所具有的功耗与尺寸限制。”    赛普拉斯ICW事业单位资深副总裁Vikram Gupta 杜比 “外型小巧的扬声器,例如智能音箱,要提供沉浸式的音效体验,信号处理极为关键。Arm Cortex-M55处理器拥有更高的数字信号处理性能与能耗效率,能够协助杜比为娱乐带来革命性的进展,并让芯片制造商与OEM厂商将Dolby Atmos导入至他们旗下更多的产品中。” 杜比音讯事业部副总裁Mahesh Balakrishnan Google “Google持续与Arm携手合作,在Arm架构上完全优化TensorFlow,并为需要极度省电、成本敏感且往往被部署在缺乏网络环境的嵌入式设备带来机器学习能力。来自Arm的这一全新IP,进一步推进了我们通过在终端设备上实现ML,以达成数十亿个具备TensorFlow功能设备的共同愿景。仅依靠电池,这些设备就能运行神经网络模型达数年之久,并可直接在终端设备上实现低迟延的推论。” Google微控制器用TensorFlow Lite部门产品经理Ian Nappier 恩智浦半导体 “在全新的AI典范、以及云端处理所面临的成本、低迟延、可靠性与隐私等挑战的推动下,‘强化边缘计算’已经变成新的大趋势。Arm的全新终端ML技术,将协助恩智浦半导体众多的微控制器开发人员,在体积与电量受限的设备上加速边缘推理的研发。” 恩智浦半导体边缘处理资深副总裁Geoff Lees Qeexo “我们的Qeexo AutoML平台可以自动打造‘TinyML’解决方案,这种轻量级的机器学习解决方案可为各种小型设备赋予智能能力。Arm全新的Cortex-M55与Ethos-U55处理器,让Qeexo能够结合空前的高性能和低迟延,更轻松地为微控制器开发机器学习功能,从而进一步为终端设备推出创新的嵌入式ML解决方案。” Qeexo首席执行官Sang Won Lee Shoreline IoT “Arm的Cortex-M55与Ethos-U55处理器带来的灵活性、性能提升与开发便利性,将让Shoreline IoT能够直接为终端设备提供使电池寿命显著提升且具备更复杂、更快速、更先进的ML算法的解决方案。”  Shoreline IoT联合创始人兼首席执行官Kishore Manghnani 意法半导体 “全新的Arm Cortex-M55技术为意法半导体的下一代微控制器带来所需的ML性能与效率提升。它对STM32Cube.AI工具与生态系统的支持,意味着这一全新技术对于STM32开发人员在使用上将极为简单、快速且更优化,从而进一步提升他们已经能够广泛使用的各项AI应用。” 意法半导体微控制器部门总经理Ricardo De Sa Earp   

    时间:2020-02-11 关键词: ARM ip AI cortex-m 技术专访

  • “造车潮”下,ADAS和网关技术怎样才能大规模市场应用?

    “造车潮”下,ADAS和网关技术怎样才能大规模市场应用?

    谈到刚刚结束的2019,就不得不说到“造车”这件事儿。过去的一年,电子行业大佬纷纷瞄准了电动汽车和自动驾驶这两大关键点,而众车企纷纷布局ADAS,电动与智能齐同并进。诸如特斯拉、蔚来、威马、小鹏均已搭载L2-L3级别的自动驾驶系统,目前正是迈向L4和L5级自动驾驶汽车的关键转折点。 据统计,每年约有135万人死于道路交通事故,而通过配备FCW和AEB ADAS技术的汽车比没有配备这些系统的汽车前后碰撞事故减少了50%。 自动泊车、碰撞警告、主动刹车、ACC自适应巡航、360环视、并线辅助、车道保持……百花齐放的ADAS功能使得汽车软件的复杂程度也愈来愈高,数据显示,2010年汽车软件代码行数只有1000万,而到2016年拥有了约1.5亿,整整增长了15倍。 因此这种情况下,市场需要的是一款支持高分辨率、高安全性及快速响应一体的汽车处理器平台,在此同时,功耗与性能必然也一款芯片产品的硬指标。此前,TI拥有的Jacinto™ 6 SoC处理器功能非常强大,可将车载信息娱乐与ADAS功能结合。而在CES2020期间,TI正式宣布推出新一代低功耗、高性能TI Jacinto™ 7处理器,21ic中国电子网记者受邀参加此次发布会。   两款推动ADAS和网关技术的芯片产品   其实很多熟悉TI的行业人士,对于Jacinto 6并不陌生,据德州仪器(TI)全球副总裁、处理器业务总经理Sameer Wasson为记者介绍,Jacinto 7相比上一代更加聚焦于娱乐信息和ADAS的处理上,相比上一代更加安全、性能和功耗更加优秀。德州仪器(TI)Jacinto处理器产品线总经理Curt Moore补充表示,不同于Jacinto 6,Jacinto 7的功能安全IP是从最基础的IP便开始设计,并且面向更严苛的数据交换和数据处理。 本次所发布的Jacinto 7处理器平台共有两款系列芯片产品——TDA4VM与DRA8V。Curt Moore介绍,TDA4VM是一款ADAS芯片,此款芯片能够提升车辆周围环境的感知能力,带来很好的ADAS体验;DRA8V则是作为数据传输和交换,应对巨量数据而生,为下一代软件定义汽车创造条件一款芯片。 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。 “汽车处理器最为值得注意的特点便是功能安全性要求极高,在实现安全的路上,并不是做出一款芯片后再去考虑的问题,而应是从芯片设计之初以功能安全为理念。 ” Curt Moore强调,“不仅如此,在设计之中,也考验着对于汽车整车的流程的理解,这样才能根据应用场景平衡功耗与性能。” 图1:下一代Jacinto™ 7处理器平台 TDA4VM方面,第一个特点是多级处理,内部集成了ISP实时模块和深度学习模块;第二个特点是功耗和性能效率,仅用5到20W的功耗和性能效率便可以执行高性能ADAS操作,无需主动冷却;第三个特点是有针对性的集成,带有通用软件平台的有针对性的集成SoC能够降低系统复杂性和开发成本。 简而言之,基于TDA4VM的ADAS系统无论是在雨天、雾天都可成为您的得力副驾,因为在芯片上集合片上分析功能、内存储器和加速器,在深度学习中带来更高效的性能;另外,支持800万像素摄像头,能够看得更远;而完全可编程的平台允许客户创新和提高车辆感知能力。 据Curt Moore介绍,在CES2020上也展出了搭载这款芯片的相关产品,这是一款与国内厂商合作的产品,可识别任何车辆,车辆与车辆之间的距离,并将各种功能集成在一起显示在前视上。他还表示,在TDA4VM上,用户可以体验到360度感知的全景自动泊车系统,可帮助用户更快找到车位。他强调,这项功能除了拥有极好的性能以外,在功耗上平衡的也非常非常出色,在CES2020期间实际展出产品芯片外壳散热极低。 图2:360度的感知实现自动泊车 Curt Moore为记者表示,通过分析ADAS系统框图可以看出,一般的产品主要部分由GPU完成,并使用外部的MCU、ISP、PCle和以太网交换机。而TDA4x SoC内将原本外部的模块集成至芯片内部,包括C7xDSP和MMA深度学习加速器、VPAC DMPAC视觉加速器、ISP、以太网交换机、PCle交换机、安全MCU等。 图3:ADAS-SoC中的高级集成 DRA829V方面,据Curt Moore介绍,传统汽车20年以来一直使用的是CAN/LIN等低速接口,这些低速接口带来很多麻烦,特别是在整车电控单元升级部分是非常慢的。现在的汽车则过渡到了分域结构,比如ADAS域、娱乐域、动力域等,其中域与域之间需要非常高速的连接总线,DRA829V系列就是用于解决这种问题。 从配置方面来说,DRA829V是业界首款集成了片上PCIe交换机的处理器,在整个汽车系统中实现更快的高性能计算网关处理和通信,而此交换机总线速度非常快,对于各个区域间连接均有利;值得注意的是,该款芯片隔离关键任务和通用处理部分,因此在功能安全方面等级非常高;另外,芯片还集成了8端口Gbit/TSN以太网交换机,以实现汽车系统的更快速通信。 Curt Moore为记者介绍表示,车辆运算平台的框架中需要接入外部的以太网交换机、PCle交换机、信息安全模块(eHSM)和外部的MCU,而DRA8x SoC也如TDA4x SoC一般,将所有IP模块全部都集成至内部之中。 图4:车辆计算系统中的高级集成 值得一提的是,TI还拥有非常开放的SDK平台,方便用户二次开发,以瞄准不同的应用;另外,TI亦可提供覆盖所有功能的SDK,客户可从中寻求子集或若干模块组合应用。 图5:德州仪器(TI)Jacinto处理器产品线总经理Curt Moore先生出席全新一代Jacinto 7自动处理器系列产品新品发布会 据了解,在CES2020上,TI展出了搭载这两款芯片的实际产品样本,而这些样本很快也将会在TI的官网上展示。Curt Moore强调,会让更多的中端或低端车也可用上ADAS功能,同时正因在网关的处理器上增强了汽车类总线交换速率,所以能够帮助车厂进一步向着“软件定义汽车”的概念演进。   紧随嵌入式处理发展聚焦三点发展   展望2020年,Sameer Wasson介绍表示,嵌入式处理需要更多的处理能力、更多IP集成、更高效的处理,更好的功耗性能比处理以及软件的可重用性。 在此方面,Sameer Wasson为记者分享了三个例子:室内恒温器、工业机器人、混动/电动车。他表示,室内恒温器是很多年的一个产品了,但现在这个产品变得更加智能;工业机器人虽然并不是一个新产品,但现在的趋势是对安全性要求越来越高,如何使它真正像一个人一样的处理是业界需要思考的一个问题;混动/电动车产品的高速发展,在安全性、里程扩展性等方面都会有新的需求。 因此,TI会根据这些不同的应用需求进一步开发新的产品,让世界变得更加易用,具体聚焦在几点: 1.工业自动化侧重于所有器件的连接和控制上,将把工业自动化做得更加智能。 2.嵌入式处理方面聚焦在边缘计算端,使得终端设备更加智能。 3.设计方面会更加理解用户的需求和系统,根据用户需求和系统集成新的技术,让系统更加合理。 图6:德州仪器(TI)全球副总裁、处理器业务总经理Sameer Wasson先生出席全新一代Jacinto 7自动处理器系列产品新品发布会  

    时间:2020-01-23 关键词: 自动驾驶 技术专访 adas jacinto

  • 台积电、中芯、华虹、协鑫……这家企业为何深受大厂的青睐?

    台积电、中芯、华虹、协鑫……这家企业为何深受大厂的青睐?

    随着5G、AI、IoT浪潮的来袭,半导体行业拥有越来越多的关注度,晶圆作为核心产业链中关键一环,经历60多年的技术演进,目前逐渐成为以6吋以下、8吋、12吋硅 为“主”,第二代新型半导体材料GaAs、InP及第三代新型半导体材料GaN、SiC为“辅”的行业现状。 自英特尔创始人之一Gordon Moore(戈登·摩尔)提出摩尔定律以来,集成电路上可容纳的晶体管数量从每年翻一倍到增速逐渐放缓,后摩尔定律时代到来,晶体管堆叠与异构集成相结合等方式逐渐延续着摩尔定律,而目前仍在小范围使用的EUV技术则将是2020年晶圆制造主流的制造工艺。 众所周知,在制程方面目前已达到了7nm/10nm级别,如此微小的级别的工艺水平背后的制造必然要求更加严苛。因此,若无智能、安全、高效的厂房支撑,是无法保证生产的安全运营。 有这么一家企业,台积电、中芯国际、华虹等300mm的晶圆厂房均由该公司建造,特别是在上文所提及的第三代半导体材料厂房均有“涉猎”,这家企业便是Exyte。那么它受到如此众多的晶圆大厂青睐,背后究竟有何秘密? 在此方面,21ic中国电子网于IC WORLD 2019受邀参加Exyte(中文译名“益科德”)专题采访,揭开晶圆厂中的秘密。Exyte中国执行总经理罗润(Frank Lorenzetto),Exyte亚太区高科技设施副总裁张文甫现场为记者解答相关问题。 图1:Exyte中国执行总经理罗润(Frank Lorenzetto)   半导体厂房进化的“硬解”:建设上需要两条“主线”   上文也叙述在工艺方面的演进正推进对厂房的要求,特别在复杂性、可持续性和安全性方面则极具挑战性。不仅如此,随着半导体行业的飞速发展对于建造工期的要求也越来越严格,如何在很短的工期内完成建设且仍保持高安全性和低能耗排放是一个重要的课题。 Exyte正是一家专注于高科技设施设计、工程和施工的一家企业。罗润告诉记者,Exyte是一家百年德企,成立于1912年,过去名为“M+W(美施威尔)”,于2018年正式更名为Exyte。他为记者解释表示,Exyte取自英文单词“excite”,代表对工作的高度热情和追求卓越,与其强调未来的战略环环相扣。 也许对大多数听说过Exyte或M+W的人来说,认为这家企业是一家传统意义的半导体EPC(工业总承包)企业,而据张文甫介绍,其实Exyte在半导体厂房建设方面是拥有两条 “主线”的:一方面,在EPC方面,进行厂房的咨询规划、设计工程、项目施工、设备服务、调试验证;另一方面,在研发方面,与行业上下游企业一起在下一代设备上调试、研发、试验。 图2:Exyte更改企业名称后的logo 张文甫为记者强调,正因Exyte拥有深埋骨髓的高科技基因,所以在厂房设计建设过程中,才更懂得客户的需求,了解下一代设备的需求,比如承重、高低等,这有助于帮助我们的客户更好的准备下一代厂房的建设。 具体来讲,Exyte在全球拥有一个强大的专家团队,也称之为学科专家(SME),这些专家由各个领域尖端人才组成,每天都在研究各个领域的尖端技术和实际运用。比如在可控环节的研究,专家们也会和整个产业链上的关键供应商进行探究,因此在进行EPC时Exyte了解最新最尖端的技术。Exyte的技术专长涵盖半导体工厂、工厂整合/自动化大幅面沉积、光刻、干法蚀刻、湿法处理等,以及用于显示器制造的计量工具等等。 另外,机台内部部分产品也源于Exyte,相关专家团队主要是从设备加工,包括设备的布局摆放、自动化开始做起,再到洁净室、结构,是从内到外的,所以能取得如此众多大厂青睐,正因Exyte并非简单的施工公司和设计公司,是研究、施工相结合的“双线程”企业。 当然,在讲求后服务的现在,作为主线其一的“EPC”线也将提供全生命周期的服务。据罗润介绍,在此方面,Exyte既能为客户提供“从咨询、方案、详细设计、初步设计到施工,最后的调试交付”的全方位服务,也可提供设备安装、二次配和厂房运维。 值得一提的是,半导体厂房是Exyte业务的其中的一角,该公司主要布局在高科技设施(ATF)、生命科学与化工(LSC)、数据中心(DTC)三大战略领域。 图3:Exyte拥有三大战略   “一厂”与智慧相约的盛宴:贯穿全生命周期的数字化基因   据罗润介绍,半导体智能制造(Smart Fab)设计概念的提出是Exyte高科技设施方面的重要特点。罗润对此介绍表示,智能制造概念的发展超出了今天的资本支出(CAPEX)、上市周期及设计和质量的典型优化方法,并注重持续性地改善工厂在生命周期内的运营支出(OPEX)。 对于半导体制造商来说,在竞争激烈又瞬息万变的半导体市场里,即便面临产品、技术和客户的挑战,提升CAPEX和OPEX是实现发展和增长所必须的举措。因此,考虑到有经验专家资源运营和维护和备件及耗材供应方面的限制,必须以最为高效的方式整合供应链。 智能制造概念为供应链整合创造了机会,同时也改善了设施系统的透明度、可靠性和可持续性,进而降低OPEX。罗润强调,现有生产线上产生的运行数据能够被用于对比分析,并帮助优化新项目中的CAPEX。“任何工厂均有爬坡的过程,具体精确地知悉生产需求量和产能的关系,而这种数据在收集的过程不仅是对现有厂房经济运行大有裨益,也会对下一个工厂建设提供经济实惠设计的转型,因此这是一个良性的过程”,罗润如是说。 据罗润介绍,Exyte所贯彻的智能制造,以数字化设施孪生(Digital Facilities Twin)为核心元素,包含建筑楼宇及所有设施系统的虚拟数字化模型。它贯穿于工厂设计、施工及运营过程中,并且不断发展更新。这一透明的数字化平台包括先进的楼宇信息管理(BIM),并结合了来自关键的设施监控系统(FMCS)模块的实时数据、更多的IoT传感器、以及高级的数据分析。数字化孪生体还能与其他系统进行通信,包括制造执行系统(MES)和企业资源规划(ERP)系统。 智能制造的概念集合了物联网(IoT)技术、互联IT系统、以及运用于半导体晶圆厂中的自动化大数据分析等领域的发展成果。张文甫表示:“智能制造将成为半导体行业中的一项关键性技术,能够助力行业应对多方面挑战,其中包括更为优化的资本支出(CAPEX)、更低的运营支出(OPEX)、以及更完善的供应链服务。” 图4:Exyte集团提供完整的晶圆厂设施环境 另外,既然智能制造为客户提供了以数据为支撑的良性循环,在方案选择方面,Exyte可提供通用的方案,因为工厂制程有各自的特点,而在每个工厂实际设计施工过程中,会针对每个项目与客户商议讨论最优的“解法”。当然,除了建造方面的经验,上文所提及的Exyte的研发方面的优势便在此继续升华。 作为一个工程公司, “无事故工作环境”(IFW)理念贯穿于Exyte的方方面面,并得到越来越多合作伙伴和供应商的认可和欢迎。IFW是Exyte的一种安全管理方法。据罗润介绍,在该方法中,将以有效的安全管理为业务提供支持,同时辅以关爱和细心的态度,对任何事故或伤害绝不容忍,并坚信所有受伤事故都可以获得避免。无事故工作场所涵盖了所有业务领域,从设计和施工现场到行政管理。   25年的中国市场参与者:拥有建筑工程施工总承包和机电安装壹级的资质   “成功实施的项目是我们能力的最佳证明”,Exyte在宣传页中这样写道。Exyte和台积电、中芯国际、华虹集团旗下华力等都合作多年。罗润表示,可以很自豪地看到,Exyte拥有许多知名国际客户和本土客户,特别是中芯国际与华虹集团都在十几年前就始合作。 提到此处,便不得不提到在中国市场方面,Exyte已拥有25年经验,已实施300多个项目,拥有超过700名员工,可以为客户提供从流程优化、建筑设计、民用工程、结构工程、机械工程、电气工程、技术整合、自动化等在内的各种服务。最为重要的是,Exyte在中国半导体和生命科学领域同时持有建筑工程施工总承包壹级与机电工程施工总承包壹级资质,能够完成各种规模及复杂程度的设施设计与施工。 罗润告诉记者,最近几年长江存储也与其合作紧密,就在今年10月,Exyte与长江存储在武汉为一个项目举办100万安全工时庆典。同样在10月,在80万安全工时之际,Exyte所承包的徐州鑫晶半导体科技有限公司(GCLSemi) 大硅片项目洁净室工程,也获得了“优秀承包商”奖。 当然,高科技设施方面,除了半导体,Exyte还分为半导体、平板显示、光伏和电池几个部门,在此方面也与中国合作紧密。 在平板显示方面,已与昆山友达光电(AUO)建立合作,另外今年6月,Exyte也在广州成功交付SDP第10.5代平板显示玻璃基板项目,在此项目中,Exyte的职责包括工程、采购、施工管理(EPCM)以及总承包商(GC)等。 在储能与电池方面,今年8月,Exyte发布了其高科技Dryroom(干燥房)实验室,该实验室作为锂电池行业的重要设施正式在上海落成。此实验室可协助Exyte在各种操作条件下测试和评估干燥房的关键部件,以最具成本效益的方式为客户设计和建造干燥房。由于电动汽车和固定型存储系统等行业不断增长,预计到2023年,锂离子电池制造产能需求将增加一倍以上,Exyte的高科技Dryroom实验室将帮助其提升和扩展电池业务能力。 罗润表示:“对于设计与施工阶段的资本支出(CAPEX)、速度及质量优化来说,智能制造的概念更具前瞻性,超越了当前传统方式。Exyte一直专注未来科技,同时也持续在数字化方面的投入并积累了丰富的专业知识。作为业界先锋,我们致力于为客户打造符合未来趋势的高标准工厂。中国是我们最重要的市场之一,在智能制造概念的采用和实施方面有着巨大的潜力。” 通过Exyte 2019 Q3最新财报显示,前9个月销售额同比增长6.5%,并且Exyte三大战略业务部门与全球产业共同成长,这充分说明了半导体厂房在当今行业现状的重要性。在半导体高速发展的现如今,是时候该造一座“智慧厂房”了。 图5:Exyte亮相IC WORLD 2019

    时间:2019-12-27 关键词: 晶圆 exyte 技术专访 半导体厂房

  • 数据洪流时代,英特尔在下一盘怎样的大棋?

    数据洪流时代,英特尔在下一盘怎样的大棋?

    当今,数据洪流正在席卷全球,传统的架构技术已经无法满足新时代的发展需求了。为进一步深挖数据价值、助推产业升级,12月19日下午,英特尔技术创新媒体沟通会在京召开。 会议现场,英特尔中国研究院院长宋继强博士发表了题为“构建技术基石,驱动计算未来”的主旨演讲,围绕“回顾与展望”两个方向,分别介绍了英特尔从“以PC为中心”向“以数据为中心”的成功转型经验,以及对未来趋势的一些预判,从而为驾驭数据洪流提供了新的启示。 (英特尔中国研究院院长宋继强博士) 回顾过去,成绩斐然 回顾技术创新之路,这几年英特尔取得的成就可谓是全方位的、开创性的。 1、构建“以数据为中心”的创新体系 早在2015年,英特尔就提出了“以数据为中心”的转型思路,旨在释放数据指数级增长带来的无限潜能。 宋继强介绍说:“大约4年前,我们率先捕捉到了世界经历的一些变化,我们发现数据的‘量’和数据的‘质’都发生了很大改变。而这些变量,可能成为改变未来格局的潜藏力量。” 一方面,数据的“量”在快速增长,边缘与终端的需求不断上升;另一方面,数据的“质”呈现出多样化发展,市场个性化需求凸显。基于此,数据的规模化与复杂性,已经远远超出了当前分析、理解这些数据的能力。 那么,如何应对这一变化?宋继强指出,未经处理的数据,是毫无价值的;只有将数据转化为业务价值,才能创造出新的服务和新的体验。因此,英特尔以数据为纽带,通过发力5G网络转型、人工智能、智能边缘三大转折性技术,不断增强创新驱动发展的能力。 “其实,我们早已发现了数据的这一趋势变化,并且做出了一系列部署来应对这一情况。”宋继强进一步介绍说,2017年英特尔确立了从“以PC为中心”向“以数据为中心”的转型目标,开始从四个维度全面布局: ◆ 战略发布:主要包括实施人工智能战略、成立人工智能产品事业部,以及发布“六大技术支柱”战略等; ◆ 战略收购:先后收购了Altera、Movidius、Mobileye、NetSpeed Systems,以及Habana Labs等公司; ◆ 产品创新:相继推出了Optane傲腾内存、Movidius神经计算棒、Loihi神经拟态芯片、首款量产的10纳米PC处理器Ice Lake,以及“HorseRidge”量子计算芯片等产品; ◆ 生态合作:比如与宝马集团、Mobileye的合作,以及发布“AI未来先锋计划”,并建立FPGA中国创新中心等。 “通过上述梳理可以发现,我们拥有一个强大而完整的从软件到硬件、从通讯到计算再到存储的一套‘以数据为中心’的计算架构、存储方案、连接方案。”宋继强非常自豪地说。 2、“六大技术支柱”撑起未来新天地 除了“以数据为中心”的转型目标之外,另一个推动英特尔持续创新的关键因素就是“六大技术支柱”: ◆ 制程&封装:领先的制程是打造领先产品的关键基础,英特尔10nm制程技术将继续引领先进的制程工艺; ◆ XPU架构:针对不同类型的工作负载,提供标量、矢量、矩阵、空间的多种架构组合,以满足更加专属的特定领域的需求; ◆ 内存&存储:重塑内存和存储层级结构,以满足当前海量数据时代的计算需求; ◆ 互连:从芯片封装、裸片互连,到数据中心和无线网络,只有全面推动互连技术,才能实现大规模的异构计算格局; ◆ 安全:以软硬结合的方式,提供端到端安全解决方案,从而构建可信赖基础; ◆ 软件:不断升级软件技术,提供统一的软件开发接口,实现性能指数级提升。 在谈及愿景时,宋继强表示,英特尔希望能够通过“六大技术支柱”引领“超异构计算”时代,即通过提供多样化的标量、矢量、矩阵和空间计算架构组合,以先进的制程技术进行设计,由颠覆性内存层次结构提供支持,通过先进封装集成到系统中,使用光速互连进行超大规模部署,提供统一的软件开发接口以及安全功能。 “所以,这‘六大技术支柱’非常重要,它将成为英特尔驱动未来指数级创新的最大引擎!” 事实上,英特尔的“六大技术支柱”不仅停留在概念层面,更体现于产品价值方面。当前,英特尔正在把这一战略落实在创新产品中,从云到端全线出击,创造性能和体验的大幅提升,比如近期先后推出的oneAPI、Lakefield,以及“极光”超级计算机架构等技术产品,其目的就是为了实现“传输数据更快、存储更多数据、处理一切数据”的愿景,从而推动指数级创新继续发展。 运筹帷幄,赢向未来 1、神经拟态计算 展望未来,以数据为核心的技术应用,还将有更大的想象空间。比如,英特尔研发的Loihi神经拟态芯片,通过模拟人脑整体神经电路的算法,能让用户以千倍于CPU的速度和万倍于CPU的效率处理信息。 据介绍,Loihi是英特尔于2017年发布的首款神经拟态计算芯片,采用14nm工艺制造。其中,2019年推出的代号为“Pohoiki Beach”的Loihi系统,由64块芯片组成,具有800万个神经元。 “但这并不是我们神经拟态芯片的最终计划,”宋继强透露说,英特尔计划2020年将推出一款代号为“Pohoiki Springs”的Loihi系统,该系统的规模会更大,并且建立在“Pohoiki Beach”架构之上,力争为扩展型神经拟态工作负载带来前所未有的性能和效率。 此外,为了进一步推动神经拟态算法、软件和应用程序的开发,英特尔建立了神经拟态研究社区INRC,汇集了各学科的研究人员,共同讨论和探索神经拟态计算等下一代计算架构的发展。 2、量子计算 随后,宋继强还展示了另外一项关键技术——量子计算。 据悉,在量子计算的研究上,英特尔主要采用了两条技术线路,即超导量子位芯片和硅自旋量子位芯片。但目前更多的是聚焦于后者的研究,因为硅自旋量子位的尺寸比同类量子位要小得多,比超导量子位更具微缩优势。 宋继强认为,量子计算的发展,不能只看量子位,而是要看量子的实用性,如何尽快让量子计算这种新兴模式实现可用部署,不仅需要解决量子位的数量问题,还要解决纠错、量子位之间的连接和测试等问题。 作为量子实用性道路上的一个重要里程碑,英特尔日前发布了代号为“Horse Ridge”的首款低温控制芯片,实现了多个量子位的控制,以及在4开尔文低温下的运行要求。 最后,宋继强指出,尽管量子计算被看作是未来巨大的蓝海市场,但从实用性的角度来看,它既有理论难度,也有工程难度。 “不过,在未来的十年,英特尔仍然是坚持‘以数据为中心’和‘六大技术支柱’一起推进,同时在神经拟态计算、量子计算等前沿计算领域不断取得突破,为未来的世界打下坚实的基础!” 附:一图看懂英特尔的整体布局

    时间:2019-12-25 关键词: 芯片 人工智能 技术专访 量子计算

  • 除了业界最小RDSon之外,与硅器件相同的驱动特性才是United SiC FET的杀手锏

    除了业界最小RDSon之外,与硅器件相同的驱动特性才是United SiC FET的杀手锏

    众所周知,SiC功率器件相比传统的Si类器件有着开关损耗小、开关频率高和封装小等诸多优势,因此更适合应用于电动汽车、充电桩和电路保护等多种应用场景中。近日United SiC公司推出了全新的SiC Fet系列产品——UF3SC,首次在业界实现了小于10mΩ的RDS(on)的特性,将SiC功率器件产品的性能推到了新的高度。21ic特此就此全新产品与United SiC亚太区的FAE经理Richard Chen先生进行了深入的沟通。 业界最低 RDS(on)的SiC器件 据Richard介绍,United SiC采用了一种简单的结构来实现更好的性能表现,将一个SiC JFET和一个Si基的MOSFET采用共源共栅的方式烧结在一起。SiC JFET在常开状态:正向导通的时候电流首先流经SiC JFET然后通过Si基的MOSFET;在反向导通的时候电流先流经Si基的MOSFET然后通过SiC FET。在阻塞模式时,Si MOSFET处于关闭状态,可以提供20V的电压给SiC JFET,让SiC JFET处于关闭状态,所以SiC JFET可以承受所有的高压,而Si MOSFET就免除了高电压的压力。 此次推出的UF3SC系列产品,在延续了之前产品的优秀设计的基础上,最大的亮点是将关键的RDS(on)降低到了10mΩ之内。RDS(on)即当MOSFET完全打开时的从源极到漏极的总电阻,这个参数关系到JFET的导通损耗。目前业界650V的SiC器件的RDS(on)最小为17mΩ,而United SiC的UF3SC的导通电阻仅仅为7mΩ;在1200V SiC的这个产品类别里,竞品的最低导通电阻可以达到13mΩ,而UF3SC的导通最小电阻仅为9mΩ。通过将导通电阻的降低,可以将整个的功耗水平降低。 直接在Si和传统SiC设计中实现替换与升级 United SiC的另一个非常重要的优势就是其具有和传统Si器件一致的驱动电压,因此可以直接在客户即有的平台上进行升级。 如下图所示,传统的Si基的JFET的驱动电压是0~12V,而Si基IGBT的导通电压需要达到15V以上,传统第三代SiC MOSFET的驱动电压则是-4V~15V,只有United SiC的 FET是与传统Si基JFET是保持完全一致的驱动电压范围。所以如果客户需要在传统的Si基础的电路中进行升级,可以直接将其替换为United SiC的器件,而不需要对器件的外围电路进行任何的调整;这将极大地降低客户重新设计的成本。另外,United SiC器件也完全适合在标准的SiC MOSFET的驱动电路中工作,无需额外的电路调整。 在VGS的额定电压范围方面,Si基的JFET和IGBT具有相同的电压范围是+/-20V,而第三代SiC器的电压范围有限,只能覆盖到-5V~+10V的电压范围。但是United SiC FET的VGS的额定电压范围是+/-25V的电压范围,可以安全覆盖Si基器件的VGS的电压范围。因为United SiC的门是Si基的器件,所以并不会像其他SiC器件一样出现Vth漂移的现象,而且在Gate和Source端之间还有内建的ESD保护二极管。 United SiC还推出了Super-Junction MOSFET的替换计划,客户可以直接用United SiC的器件来替代传统的Si基的高压超结的器件,实现更低的Vgs的延时和更高的输出能效。带来的最终结果就是可以获得更快的开关频率,并且达到节能的效果;据悉这将是一个每年百万片的庞大市场。 适应未来电动汽车应用 目前SiC最热的应用市场就是电动汽车,据悉United SiC的产品就非常适合应用在高功率EV逆变器的设计中。电动汽车最令人关注的一个参数就是续航里程,如果将逆变器的效率提高、损耗降低,那就可以提升电动汽车整体的续航里程。采用UF3SC系列的器件,可以让逆变器的效率保持在99%以上,提供两倍于IGBT的频率切换。纹波电流的降低需要将纹波拉高,而如果开关损耗过大则将会导致纹波降低,从而影响到纹波电流的降低。 在高电流充电器的场景中,UF3SC相比传统基于IGBT的系统具有更高的效率。在占空比为50%的100A工作电流的情况下,传导损耗不到普通二极管的一半,可以用在辅助侧二极管的同步整流器来显著减少系统总的损失和热负担。 固态断路器同样也是电动汽车上一个常见的应用。因为电动汽车本身蕴藏的能量是很大的,所以需要一个断路器来确保整体系统的安全。下图中绿色的表示短路情况时的电流测试,可以看到通道阻抗会从最大变到最小,实现一个断开的保护。这样就直接通过SiC器件实现了一个断路保护的优势。 最后在60KVA逆变器这一应用领域,传统的模块的方案体积大、成本高、效率低,而现在使用单管的UF3SC的方案就可以直接实现,所以就极大地降低了整体的设计复杂度和bom成本。 除了以上提及到的与电动汽车相关的应用之外,通讯电源领域也是一个高压高功率的市场,这个市场也是需要更高效率的产品来支持。而目前在这个市场上,United SiC也已经有了不少的客户在采用这种先进的方案。   采用Si基MOSFET和SiC基的JFET,采用共源共栅的方式将其烧结在一起,是United SiC的最大设计特色。这种结构确保其产品可以保持与Si类功率器件保持一致的驱动电压,从而可以帮助可以直接在原有的Si基础的电路中进行直接的升级和替换。而此次最新推出的UF3SC系列SiC器件,更是以小于10mΩ的业界最低Rds(on)将SiC器件的性能提升到了新的高度,面对电动汽车和5G等全新应用需求,United SiC可以给客户提供集成度更高、更加高效、更为稳定可靠的解决方案。

    时间:2019-12-17 关键词: MOSFET 功率器件 碳化硅 技术专访 sic

  • 让FPGA兼具高性能、低功耗,为何要用28 nm FD-SOI?

    让FPGA兼具高性能、低功耗,为何要用28 nm FD-SOI?

    随着摩尔定律的放缓以及登纳德缩放比例定律和阿姆达尔定律接近瓶颈,异构和加速时代已降临,FPGA厂商在近期的大动作也不断,不断刷新FPGA的容量。当然,随之而来的也在不断抢占软件、加速器和数据中心的市场,以保证其在生态和尖端市场的建设。 问题来了,的确在尖端市场上,这些产品非常优秀,但既追求性能又追求价格、尺寸和功耗的消费类市场怎么办?这就需要一家专心这一领域,并不断优化的厂商了。 在此方面,便不得不提到Lattice(莱迪思半导体),作为FPGA知名厂商之一,该公司在此前的战略便是专注于消费类市场产品的研发,提供既兼顾了高性能又拥有极高性价比的小尺寸低功耗产品,特别是嵌入式视觉方面。当然,Lattice也并不只局限于消费电子,小系列产品均是这家公司的强项。 最近,Lattice就推出了一个新的平台Nexus和采用该平台并结合28 nm FD-SOI(耗尽型绝缘层上硅)的产品。21ic中国电子网受邀参加此次新品发布会,莱迪思半导体亚太区产品市场部总监陈英仁现场为记者解答相关问题。   为什么偏偏是28nm FD-SOI   5G和云端绝对是今年最热的话题,当然紧随着后的这几年行业一直主推的AI和IoT。行业人士普遍认为,AI算法目前来说其实突破并不明显,大数据和云计算的发展顺势造就了AI,构建了“端-边-云”一体化的格局。 所以在5G和云端的不断成长下,无论是在机器视觉还是边缘处理方面,均拥有着庞大体量的智能汽车、智能家居和智能工厂应用,而这些场景选择大多数偏向于小系列产品。但矛盾的是,行业普遍既追求“高性能”,又追求“低功耗”。 陈英仁对记者表示,正为解决这种矛盾,所以才选择了28 nm FD-SOI。据他解释表示,FD-SOI可在衬底这部分进行电压控制,因此反馈偏压(Back Bias)是可控的,在此方面可自由进行低功耗和高性能的设定切换。在此情况下,应用28nm FD-SOI工艺的FPGA便可既具有“高性能”也具有“低功耗”两种特性。 这种“低功耗”与“高性能”转换最大的好处便是可解决许多使用电池的应用,在大多数工厂、消费电子越来越讲求便利性,为保持机动性难免使用电池。当然,低功耗换言之,其实也意味着减少了用电成本,减少了功耗带来的热量而节省了散热成本。 图1:FD-SOI可兼具高性能和低功耗 28 nm FD-SOI带来的另外的一个重要优势便是稳定性,陈英仁表示,很多消费或工业类产品并不在乎稳定性,重启解决一切,然而一些牵扯安全甚至生命的应用稳定性的优点便凸显出来了。 那么这是如何是实现的?陈英仁为记者介绍表示,其实不稳定因素来源于辐射,因其强力的穿透力导致许多采用CMOS的制程受到它的干扰,特别是传统使用SRAM制程的FPGA产品。而28nm FD-SOI则拥有较薄的氧化层,因此关键区域的减少,使得软错误率(SEU)随之而降。陈英仁强调,单单选择这个工艺,便可将失效降低100倍,换言之便是可靠性增强了100倍,因此对于诸如汽车、工业、通信、数据中心甚至航空都是非常重要的,特别是航空方面拥有更多的辐射。 图2:FD-SOI可使可靠性提高100倍 另外28 nm FD-SOI工艺的产品与bulk CMOS工艺相比,这项技术的漏电也降低了50%。目前来说,Lattice在28 nm FD-SOI方面的产品是三星在此方面代工,陈英仁表示,明年的新产品也会继续在28 nm方面产品继续发力。   一个平台多个产出   当然,既然选用28 nm FD-SOI这一工艺,如何产出产品?答案就是Lattice全新推出的低功耗FPGA技术平台——Lattice Nexus™。 上文也有提到,Lattice一直擅长的便是消费领域,而随着5G、云端、智能家居/智能工厂,智能视觉等不同应用提出不同的产品需求且快速变化,市场不明确的情况下,很难复用一项技术。因此,据陈英仁表示,Lattice Nexus便是一种平台化的新模式,在三星28 nm FD-SOI这一工艺下,最大化设计复用,降低开发成本并加速产品迭代。 图3:利用Lattice Nexus最大化设计复用 不止如此,Lattice Nexus技术平台还提供了创新的系统级解决方案,提升了易用性。这些解决方案集合了设计软件、预置的软IP模块、评估板、套件和参考设计,帮助客户更快地构建系统。它们主要针对嵌入式视觉等增长迅猛的应用领域,包括了传感器桥接、传感器聚合和图像处理等解决方案。 并且,Lattice Nexus这个技术平台拥有创新的架构,能在行业领先的低功耗条件下优化系统性能。例如,该平台优化的DSP模块和更大的片上存储器可实现低功耗高性能的计算,如AI推理算法,并且运行速度是之前莱迪思FPGA的两倍而功耗减少一半。 Nexus产出的首款产品CrossLink-NX   既然有了可设计复用的平台,因此第一款产品则是该平台迈出的重要一步。此前2019年10月,21ic中国电子网在《FPGA怎样应对嵌入式视觉市场之“变”?》一文中报道了Lattice在嵌入式视觉市场的新产品CrossLink Plus。而该平台产出的第一款产品CrossLink-NX,顾名思义,便是“NEXT”,在28 nm FD-SOI的加持下,各项指标均有了大幅度的提升。 为什么要推出CrossLink-NX,陈英仁为记者解释表示,嵌入式视觉应用越来越扩大化,无论是工厂机械化视觉还是车载视觉方面,都需要FPGA进行有效连接。另外,消费电子目前甚至已达到了8k,并拥有五花八门分辨率的LCD产品,因此更加低功耗、高性能、小型化、可靠性高、易于使用的产品便是市场急需的。 图4:CrossLink-NX详情 陈英仁为记者介绍表示,这款产品最大的特点便是可切换“低功耗模式”与“高性能模式”,即控制反馈偏压。与上一代产品相比,内嵌了更大的闪存,并首次加入了DSP模块乘加法。 在I/O部分,CrossLink的特色一直是使用硬核PCle提升速率,并可在特殊应用方面应用。CrossLink-NX在I/O方面与CrossLink Plus相比,从1.5 Gbps提升至2.5 Gbps;可编程I/O个数也从29个提升至192个。陈英仁为强调,目前SoC基本上也是2.5 Gbps,所以下一步将计划充分与SoC进行结合。 图5:IO的提升拓展了嵌入式视觉应用 值得一提的是,在接口方面,CrossLink只能支持4组不同的接口,而CrossLink-NX则最多可接12组不同的SubLVDS、LVDS、SGMII。另外,速度也提升到DDR3 1066 Mbps。 图6:CrossLink-NX拥有超高的性能 在功耗方面,得益于28 nm FD-SOI这一工艺的“黑科技”,静态功耗相比竞争对手产品减少了75%。 图7:CrossLink-NX功耗减少75% 在尺寸方面,陈英仁强调,Lattice是持续不断进行小尺寸优化的,因为追求的不仅仅的性能。CrossLink-NX 40k逻辑单元的产品与其它两家,最接近的是52k的FPGA,是15×15 mm,基本上要大6倍;公司B的它的40K逻辑单位是19×19 mm,比Lattice的大10倍。所以可以看出在封装上也会有非常大的差异化。 图8:CrossLink-NX尺寸小于同类产品10倍 在存储器方面,CrossLink-NX每一个逻辑单位会配备170 bit的记忆体,这样便比竞争对手大了好几倍,可以更有效的进行图形处理和AI推理,甚至可与软核MCU的搭配。 图9:CrossLink-NX拥有更大的存储器 在启动时间上,此前在介绍CrossLink Plus时也有提及系列产品内嵌了闪存,可将唤醒时间降低在6 ms以下,减少启动时的视觉假象,达到无缝的视觉体验。CrossLink-NX则可控制在3 ms以下,启动更快,相对其他产品甚至相差百倍。 图10:CrossLink-NX可瞬间启动 在可靠性方面,仍然是得益于28 nm FD-SOI制程的优势,使得软错误率(SER)可降低100倍。 图11:CrossLink-NX可靠性比同行业高出100倍   更简单的软件加速FPGA设计   众所周知,尖端FPGA大厂都在“从硬变软”,陆续推出软件平台。当然,Lattice也在软件设计工具为工程师带来了易用性的提升,即新推出的FPGA软件设计工具Lattice Radiant™2.0。 FPGA设计门槛高一直是被工程师诟病的缺点之一,目前来说Radiant 2.0在调试工具方面相比过去做很大的改善,并提供持续更新,现在也会支持业界标准的SDC;另外还加入了ECO编译器和同步开关输入(SSO)计算器分析单个引脚的信号完整性,这会让懂FPGA的客户更容易去用Lattice的FPGA。 陈英仁补充表示,在参考设计和IP方面,一直也是Lattice的强项,陆续推出的参考设计与IP将会让工程师更容易上手参与设计。并且Lattice在上海这边的团队也会帮助客户开发相关方案。 图12:全新的工具和IP核帮助工程师轻松设计 目前来说,CrossLink-NX现已提前供应,首批客户的系统正在开发之中,另外,目标30多名客户已开始试用。 【相关阅读】 ·《FPGA怎样应对嵌入式视觉市场之“变”?》

    时间:2019-12-14 关键词: FPGA lattice 技术专访 fd-soi crosslink-nx

  • 三大战略下Xilinx描绘了数据的三位一体:全面加速与自适应谱一曲绝唱

    三大战略下Xilinx描绘了数据的三位一体:全面加速与自适应谱一曲绝唱

    上一篇,21ic中国电子网在《拥抱开源的Xilinx描绘了AI之下的刚柔并济: Vitis AI平台正式开放下载》中说到,在摩尔定律放缓,登纳德缩放比例定律和阿姆达尔定律接近瓶颈,现在是异构CPU与加速器的“黄金时代”。此前主要讲解Xilinx在自适应异构平台方面的战略,本篇将重点讲解在数据方面,Xilinx所描绘的智能世界。 根据Xilinx总裁兼CEO Victor Peng在2019赛灵思开发者大会(XDF)亚洲站上的介绍,Xilinx的三大战略在于“数据中心优先”、“加速核心市场发展”、“驱动自适应计算”,在数据中心生态系统方面。据Victor Peng公开的数据显示,目前Xilinx拥有7517个企业与学术单位,834个加速器项目,95已发布的应用。那么在在战略部署上具体如何? 图1:Xilinx总裁兼CEO Victor Peng   数据中心优先   在数据中心方面,Victor Peng强调Xilinx追求的是“计算+存储+网络”的三位一体的数据中心加速。据统计,2018年,全球生产的全部闪存容量为 0.25 ZB。而2019年全球预计数据总量 40 ZB。据IDC预测,2025年全球数据将有 175 ZB 的总量。而中国将于 2025 年以 48.6ZB 的数据量及 27.8% 的占比,成为全球最大的数据汇集地。 而其中的计算则将会是一个70-80亿美元规模的市场。当然,如此惊人而又庞大的数据量,对于存储和网络来说都是巨大的考验。 在XDF2019数据中心小组采访中,Xilinx执行副总裁兼数据中心事业部总经理Salil Raje对记者解释表示,在计算方面,一直以来都是FPGA的强项,CPU+Xilinx FPGA以及未来即将推出的Versal ACAP(自适应计算加速平台)的加速(部分产品已实现Versal),将实现巨大的速度提升。通过实例具体来讲,生命科学公司lllumina在基因组分析应用上提速了90倍,而Aupera公司则在每瓦性能成本上提升了33倍。 在存储方面,实际上很多客户并不想在SSD和CPU之间来回转移,利用赛灵思解决方案可使其在很好的计算存储能力中聚集,通过加速压缩、解压缩、解密,而无需在SSD与CPU间来回转移。目前来说,已与IBM、美光、三星等开展了合作,部署加速存储和计算存储,从而可以实现数据在最近的地方处理。 在网络方面,Xilinx提供相关智能网卡,即SmartNIC,该产品会根据网络直接数据流入过程中进行处理,连接入FPGA网络之中,SmartNIC可通过移除恶意数据包提供更好的安全性,并通过将网络堆栈CPU卸载到SmartNIC来加速数据包处理。SmartNIC则是融合领先的 FPGA、MPSoC 和 ACAP 解决方案与 Solarflare 的超低时延网络接口卡( NIC )技术以及 Onload 应用加速软件的一个解决方案。 图2:三位一体的赛灵思加速 不仅如此,除了三位一体的全面加速以外,自适应仍然是关键词,Victor Peng表示,数据中心未来发展的趋势是可分解和组合的分布式自适应计算。他对此解释表示,数据中心业务分为公有云、私有云、混合云、企业云等,而分布式自适应最核心的价值在于“更低的总拥有成本(TCO)”、“高性能与低延时”、“无需更新芯片即可定制化和快速创新”。 图3:分布式自适应计算核心价值 而Versal ACAP就是实现分布式自适应的关键点,据Salil Raje介绍,ACAP是专门针对软件开发人员架构使用的,当然其中也包含许多硬件元素,可接入到CPU服务器上进行编程,另外,在片上网络上也拥有一些高数据处理率的AI引擎和无线进行自适配。当然,这个自适应平台支持也非常广泛,包括X86或Arm架构。 图4:Xilinx执行副总裁兼数据中心事业部总经理Salil Raje 上文所提到的Aupera公司,就是分布式计算架构视频处理系统,其去中心化,打破传统x86架构瓶颈,将颠覆现有数据中心的视频处理格局。单台设备配置高达48个Zynq® UltraScale+™ MPSoC处理引擎,可并行处理380路H.264/H.265高清视频码流,实现单位能耗相同下相比传统方案33倍的性能以及1/10机架空间的压倒性优势。 另外,在数据中心加速器方面,据Victor Peng介绍,Xilinx陆续推出Alveo U50、U200、U250和U280四款加速卡产品系列,值得一提的是,产品系列已在美国、欧洲、中国市场上得到广泛应用。 图5:Alveo 加速器卡产品系列   加速核心市场发展   在加速核心市场发展方面,赛灵思长期以来不断向工业与视觉、专业A/V与广播、汽车、消费领域、医疗与科学、测试测量与仿真、有线通信、无线通信八大领域的客户输出最新硬件加速技术。 尤其是汽车领域,Victor表示,2018年Xilinx的自适应器件已覆盖29个汽车品牌和111款车型中,具体则坐拥百度Apollo、BYD、DAIMILER、MAGNA、小马智行等合作。从ZU2到ZU11,Xilinx目前出货量超过了1.7亿片,特别是最近发布的ZU7和ZU11 Zynq UtraScale+产品符合汽车安全、质量和可靠性要求。 图6:实现自动驾驶   驱动自适应计算   重头戏来了,之前在数据中心和AI自适应平台Vitis的关键词便是自适应,据Victor Peng介绍,Xilinx的平台转型之路分为硬件和软件两方面。 在硬件方面,此前非常“硬核”的FPGA逐渐变软,自7nm架构及全新Versal自适应计算架构(ACAP)产品宣布研发后,2019年产品多数已实现自适应。另外,自适应加速卡也是“自适应”硬件阵容的重头戏。 图7:平台转型之路—硬件 在软件方面,在上篇文章中也进行了详细介绍,便是Vitis平台,而这款平台的重头戏则也瞄准自适应这一关键词之内,这一平台相当于将Xilinx的全套产品进行了一次大集合,并加入了异构和自适应的概念。不仅支持此前推出的硬件设计套件Vivado和为数据中心开发的SDAccel,当然也支持异构架构的Zynq SoC和Versal ACAP,再加上全新推出的开源的Vitis AI套件,硬件、软件人员可一站式完成开发。 图8:平台转型之路—软件   总结   近几年,FPGA的发展缘起5G、AI与大数据,实际AI方面目前仍然还是处于早期阶段,还会持续快速增长。Salil Raje告诉记者,过去一两年当中,多数FPGA增长主要来自5G、数据中心的计算存储方面和视频。而随着数据量持续的增加,异构和加速近乎是现代的唯一解法,那么FPGA便是最重要的角色之一。 在谈及越来越多云服务商的自主AI芯片问题时,Salil Raje表示,其实很多超大规模的云服务供应商在很多应用上的工作负载,是会占用自身很大一部分的计算算力,所以要寻找一些解决方案来构建自己的ASIC芯片。当然,Xilinx实际上在此仍然是发挥非常重要的作用的,其中需要解决一部分的算力是仍然需要Xilinx的加速器进行解决的,比如谷歌拥有自主研发的TPU,但同时依然在使用Xilinx的加速器。 “打造灵活应变,万物智能的世界”伴随着XDF2019现场映刻的这句话,Xilinx正双持“全面加速”与“自适应”两大宝剑,面对着后摩尔定律的异构与加速器时代,而这一曲,则由Vitis串联起Xilinx所期盼的生态环境。   【相关阅读】 ·《拥抱开源的Xilinx描绘了AI之下的刚柔并济: Vitis AI平台正式开放下载》 ·《FPGA开发难?Xilinx这款软件平台解锁全员创新:开放,标准,免费!》

    时间:2019-12-12 关键词: Xilinx FPGA 加速卡 技术专访 vitis

  • 创新与合作!京瓷CEATEC 2019首次放出大量IoT相关应用

    创新与合作!京瓷CEATEC 2019首次放出大量IoT相关应用

    京瓷作为家喻户晓的一家日企,一方面,“京瓷哲学”与“阿米巴经营”一直作为企业的“管理圣经”而广为传颂;另一方面,在精密陶瓷、半导体和太阳能方面一直具有举足轻重的成果。 此前,21ic中国电子网曾介绍过其在医疗、汽车方面的应用,包括血流传感器、未来汽车、陶瓷电容器(MLCC)、SAW元件和晶体振荡器。在创新应用方面,京瓷一直是业界的表率。 2019年10月15日CEATEC 期间,京瓷以“用IoT连接理想未来”为整个主题,现场一如既往展出多项创新应用。现场京瓷工作人员告诉21ic中国电子网记者,京瓷目前正着重于智能汽车、信息通信、节能环保、医疗电子方面技术应用,另外还与相关应用龙头企业推出合作创新产品。 图1:京瓷在CEATEC 2019现场展出其创新应用 据介绍,这家成立60周年的公司目前已拥有286个集团公司,2019年营业额超过1000亿人民币,已逐渐成为日本最大规模的民间电子企业之一。另外,值得一提的是,京瓷在中国的总部设立在天津,在中国市场方面持续发力。   智能汽车:围绕3D AR HUD进行的创新与合作   在智能汽车方面,京瓷围绕3D AR HUD(平视显示器)展出相关技术和解决方案,搭载在这块HUD的技术包括眼球追踪、AI识别摄像头、FIR摄像头、Smart RSU(V2I车辆对基础设施)。 3D AR HUD设立在挡风玻璃上,在行车途中其上将以逼真的3D图像显示速度、导航、报警及ADAS相关信息,7.5m的图像距离增加了显示尺寸并扩大了刷新表达区域, 2D和3D间亦可切换。当然,如此安全舒适的座驾体验离不开藏在背后的技术: 眼球识别:正因搭载了眼球追踪装置,所以相关信息将跟随驾驶员视点左右倾斜,减少视点移动和焦点移动。另外,HUD还会根据驾驶性能调整视频的显示距离。 AI识别摄像头:行驶途中,HUD能够识别行人和物体信息,这归功于搭载其上的AI识别摄像头。该款产品搭载与MediaTek共同开发的小尺寸、低功耗的ASIC,并装载高识别人工智能识别系统。 这款摄像头不仅可与ADAS(高级驾驶辅助系统)兼容,还可作为ITS系统的交通监控摄像机。这款摄像头仅有32x24x64mm,可视角度水平190°,像素为1280x960pix,处理速度为30fps。 现场,工作人员为记者演示了AI识别摄像头交互演示模型。当人站在摄像头前,颗粒不会碰撞到人的轮廓上,另外在屏幕上也将识别人体范围。 图2:京瓷现场工作人员演示AI识别摄像头 FIR摄像头:该摄像机可利用远红外光成像,因此不受光源影响,在逆光、暗光、恶劣天气(雨、雾、雪)等肉眼难以辨识的环境下感知障碍物(自行车、摩托车、乘用车、大型车辆的距离和位置)。借助先进的识别技术进行远距离检测与背景分离,实现不带快门的连续成像。 据介绍,该摄像头的功耗低于750mW;在距离方面,在水平角度为18°时可探测200m内障碍物。 图3:FIR摄像头在本次展会初次展出 Smart RSU(V2I车辆对基础设施):Smart RSU是一种借助多协议和自适应阵列技术为自动驾驶做出贡献的技术,可收集道路的动态信息(行人、汽车),亦可对行人和汽车进行协调控制。 该款产品支持ITS、Wi-Fi、BLE、LTE等多种协议,因此只需将该款产品安装在要道区域,即可收集来自行人的手机/可穿戴设备与汽车上的动态信息。当然,这些信息也将在3D AR HUD上显示。此前,记者通过采访得知,该款产品也可获取交通信号灯信息,通过倒计时形式提示辅助驾驶者。 据悉,此款产品在“JR日本东区BRT自动驾驶技术实验”中作为信号通信装置使用。 图4:京瓷为记者介绍Smart RSU(V2I车辆对基础设施)   信息通信:围绕易用与智慧城市的创新与合作   在信息通信方面,京瓷本次展出的展品仍然与主题IoT密切相关,包括IoT Solution Framework、支持LPWA的通信设备(GPS 定位器/IoT组件/LTE™-M按钮)、支持 NB-IoT 的核心元器件、IoT网络解决方案 “Sigfox”、 局部5G网络·5G连接装置。 IoT Solution Framework:将传感器插入Non-Programming IoT专用连接器后,只需在手机上选择传感器,进行相关设置即可查看相关信息。设定的全部过程都在手机上完成,无需编程,并且预先配备了多个通讯模块,同时在固件上也会实时兼容更新。 利用该框架在农业IoT上,可检测温度、湿度、气压;在工厂IoT中可以检测振动大小;在地下通道可监测距离。 图5:无需编程的IoT专用连接器实机 NB-IoT 的核心元器件:据介绍,该款蜂窝LPWA NB-IoT核心元器件拥有世界最小单元尺寸,短边长度在10.5mm以下,可承受-30℃-85℃的工作温度,比AAA电池还小的体积使得应用方面有了更多的可能。 GPS定位器:这是一款手掌大小的便携装置,既可检测位置信息,也可检测环境数据,可直接与网关通信,支持LTE™-M。该款产品最大的特色便是便携与低功耗,可满足场景对于续航方面的要求。 图6:GPS定位器首次展出 现场人员告诉记者,因为这款GPS定位器既可以检测位置也可以检测环境数据,所以可安装在冷藏车上随时监测位置和车内温度。也可安装在大门上,通过监测位置的变化,从而判断是否有人经过。 图7:位置及相关参数将显示在连接设备上 值得一提的是京瓷推出的GPS定位器具有许多定制化版本,最令人深刻的便是与LOUIS VUITTON合作的GPS定位器,奢侈品与现代技术相得益彰。另外,该款产品还定制了一款专用于监测动物状态的GPS定位器和为老人设计的便携款GPS定位器,再也不用盯着监控一直看了。 图8:LOUIS VUITTON与京瓷合作款产品(左一)invoxia与京瓷合作款产品(左二) LTE™-M按钮:这是一款无需复杂设置即可连接eSIM+LTE-M的按钮,小型可持并使用干电池。使用该产品与云端通信即可获取按钮动作信息建立服务。 图9:LTE-M按钮首次展出 IoT网络解决方案 “Sigfox”:由Kyocera Communication System公司出品的“Sigfox”的使用案例,可满足定位服务的多样化需求。据了解,该解决方案具备低价、低电耗、远距离输送等亮点。 图10:现场展出利用小型SIgfox网关解决实际问题的方案 图11:Sigfox解决方案适用于许多场景 局部5G网络·5G连接装置:现场,京瓷首次展出4.5GHz紧凑型RU单元与5G连接装置。据介绍,京瓷5G连接装置支持HDMI/USB/Wi-Fi/Bluetooth等各种连接方式将数据上传至云端,并进行边缘计算。 图12:4.5GHz紧凑型RU单元(左)5G连接装置(右) 现场京瓷告诉记者,京瓷在5G上的目标是利用京瓷的综合功能实现智慧城市,通过合作伙伴的协作,成为5G智慧城市的领导者,为生活带来更高的便利性和安全性 图13:成为5G智慧城市方面的领导者   节能环保:围绕多能互补的创新与合作   建设低碳社会是一个人类必须解决的全球性课题。光伏行业人士对于京瓷一定不陌生,京瓷一直注重在薄型轻量光伏电池方面的开发。行走在日本的大街小巷,不难发现日本非常注重节能环保,横纵交错的屋顶上总是整齐地安装着太阳能电池设备。 据介绍,京瓷在光伏方面正在开发柔性晶硅太阳能电池,未来更轻、更薄、可弯曲的产品将面世,并且效率和安全性也将更加值得信赖。 图14:柔性晶硅太阳能电池正在开发中 光伏发电的确是一种无碳排放的清洁能源,但平均每日6小时的有效发电时间、制约于天气状况、部分屋顶倾角不能达到最佳效果的缺点使得供电量不能满足全天的供应。 如若既要兼顾节能环保,也要兼顾能源不间断,这时便提出多能互补这一概念。通过使用京瓷最新发布的燃料电池“ENE-FARM mini”,可将燃气转换为电能,在光伏无法满足供电需求时便可补足电量的空缺。当然,这款燃料电池也非常节能环保,。 图15:光伏电池、燃料电池、蓄电三位一体的节能环保方案 ENE-FARM mini是截止目前具有世界最小的尺寸固定式家用燃料电池,采用固体氧化物燃料电池(SOFC)的发电效率,额定输出功率为400W。有望将每年的CO 2排放量减少约1吨,从而实现大量节能。 值得一提的是,这款燃料电池依然是IoT的主角之一,可通过“Purpose Connect”智能手机应用程序远程管理。这款燃料电池于2019年10月10日发布,并且将在2019年10月30日开始发售。 图16:京瓷2019年10月10日发布的最新燃料电池ENE-FARM mini 当然,光伏发电的时间是在艳阳高照的白天,所以在此时段假若电力未被产生大量的浪费。另外,在光伏发电电量不稳定或较低时,会使用燃料电池供电,但毕竟滴水穿石,少量发电也是电。所以安装储能装置是必然的结果,京瓷在此方案中的蓄电池系统“Enerezza”便是此作用。 据现场人员介绍,Enerezza是全球首个粘土型锂电子蓄电池,具有寿命长、安全性高和成本低的特点。粘土型锂电子蓄电池最大的特点是陶瓷正电极层和负电极层的厚度可以设计成比常规液体型锂离子电池厚3至5倍,从而大大简化了制造过程并降低了成本。据悉,该产品预计将于2020年秋季开始大批量生产,包括5.0KWh、10.KWh和15.0KWh三种容量版本。 图17:京瓷最新发布的全球首个粘土型锂电子蓄电池Enerezza   医疗电子:围绕无创的创新与合作   此前,本网记者曾经采访介绍过京瓷新开发的血流传感器模组,可利用红血球移动速度通过光多普勒现象测定血流量,并且数据偏差控制在±5%以内。一直以来,在医疗电子方面,京瓷秉承的便是无创这一概念。 本次展会京瓷首次展出 “糖分减重监控器”,是世界第一款通过检测脉搏变化来计算葡萄糖代谢情况的仪器。 众所周知,碳水化合物的摄入与健康息息相关,一方面,过多的碳水可引起肥胖进而引继发其他问题;另一方面,部分糖尿病患者或隐患者需要控制碳水化合物的摄入,同时日本也非常注重营养摄入的国家,所以这款产品更具实用性。据统计,仅日本隐患糖尿病者就有约2000万人以上。 该款产品利用陀螺仪传感器,根据饮食引起的脉搏波形变化来推算糖分代谢情况,这款产品获得了展会评委的高度评价,另外还具有小型、简单、无创的优点,值得一提的是在临床方面目前也正在研究实施中。可用于膳食健康管理、糖分控制管理、糖尿病预防之中。 据介绍,该款产品测量推算方法是增大系数人工智能算法,使用的是陀螺仪传感器,每次测量只需固定8秒,使用纽扣电池,并且因为功耗很低所以电池可运行使用1年。 图18:糖分减重监控器方案展示 当然,这项创新产品必然也与IoT有着千丝万缕的联系,通过此前开发的“血流传感器”与本次开发的“糖分减重监控器”的数据,可以非常方便无创地监测健康状态。 另外,值得一提的是,京瓷一直以来给人带来的惊喜便是通过合作生产出定制化的创新产品。此前血流传感器便集成至耳机中,可随时监测人体健康状态,这款“糖分减重监控器”也将会给人更多应用方面的期待。   其他合作创新:儿童专用音乐牙刷   京瓷在合作方面,上文也多有提及,包括MediaTek、Sigfox、necolico、LOUIS VUITTON、invoxia、SORACOM。本次展会现场,京瓷也展出与LION(狮王)、SONY(索尼)合作推出的儿童专用音乐牙刷“Possi”。 该款牙刷头部嵌入了由京瓷开发的压电陶瓷元件,在父母帮助儿童刷牙时,会通过骨传导产生音乐。正因传播是通过骨传导,所以并不会发出声音。 图19:儿童专用音乐牙刷Possi(京瓷x狮王x索尼) 这款牙刷可以连接到手机,选择自己喜欢的音乐,通过这种方式可以让儿童养成爱刷牙的好习惯。 据介绍,这款牙刷除去电池以外仅为50g,机身约40x46x153mm,使用时需要安装2节AAA电池。 图20:Possi内部构成   总结   记者已多次采访京瓷,而每一次采访都会有新的体会。此前本网也已多次介绍京瓷的企业文化,从产品方面,京瓷更加注重用户的实际体验,产品的创新方向则更加注重解决实际问题。就正如致力研究无创医疗电子方面,这家企业更加注重的是用户侧实际体验。 究其缘由,应从其社训·经营理念——“求天爱人”说起。可以说,这家企业的展位从来不会是冷冰冰地堆砌各种元器件和产品,产品从来都是有温度、有深度的。 本文中也多次提及其他产品,读者可参考此前文章了解更多关于京瓷产品。   【相关阅读】 《60余年,渗透各个领域,这家企业究竟为未来铺设了多少路?》

    时间:2019-12-11 关键词: 京瓷 IoT 技术专访 ceatec

  • 拥抱开源的Xilinx描绘了AI之下的刚柔并济: Vitis AI平台正式开放下载

    拥抱开源的Xilinx描绘了AI之下的刚柔并济: Vitis AI平台正式开放下载

    众所周知,Xilinx(赛灵思)是FPGA的发明者,而自此之后,Xilinx一直属于一个着重于硬件的企业。此前,21ic中国电子网曾报道过Xilinx解锁全员创新的平台Vitis™及Vitis™ AI统一软件平台,该平台可突破软硬件壁垒,使得硬件、软件、算法工程师均可参与FPGA的开发之中。 从去年推出ACAP(自适应计算加速平台)到收购深厚学术背景加持的深鉴科技,再到近一两个月前逐渐正式完全开放下载的Vitis和Vitis AI,Xilinx的路线一直很明确——便是“刚柔并济”,软件硬件两手都要强。 如今,Vitis与Vitis AI统一软件平台已完全正式开放下载,且开源免费。12月3日,在2019赛灵思开发者大会(2019XDF)亚洲站上,Xilinx针对这款AI和机器学习的统一软件平台进行了重点介绍。 21ic中国电子网记者受邀参加此次活动的媒体访谈。现场赛灵思软件与 AI 产品市场营销副总裁Ramine Roane(罗明)为记者解答了关于Vitis这个平台及AI相关问题。 Vitis AI是兼顾自适应和可编程的异构平台   目前来说,摆在行业面前的趋势便是异构计算、从云到边缘、AI激增三个趋势,在此同时便带来了自适应加速引擎的编程与集成、需要可重定目标的能力、整体应用的加速与集成的挑战,面对这种挑战行业需要一款能够解决问题的平台。 Vitis AI则是解决上述问题的平台,不仅开源,且提供丰富的官方优化过的IP、工具、库、模型和示例设计。据Ramine Roane介绍,非常有意思的是,Vitis这一名称词源来源于法语,意为生命力,这也充分诠释了Xilinx在生态系统方面所要创造的生命力。 图1:Vitis AI重点信息 众所周知,2000年以前,半导体芯片遵循着摩尔定律,每隔12个月同等价目的芯片上可集成的器件数目便会增加一倍;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。 所以,异构CPU与加速器便应运而生,Ramine Roane表示目前为止,本着这个方向整体是没有问题的,但难点在于这些架构都是固定的,这样便很难追赶AI的创新速度。他对此解释表示,现如今很多AI模型经过三个月就要改变一次,如若工程师想建立一个ASIC或GPU的架构需花费至少一年半的设计时间,这种设计周期远远大于AI模型的更替周期。 因此,Xilinx所打造的这款Vitis统一软件平台在自适应方面,因其可针对不同应用进行硬件优化,所以开发者无需等待新芯片到来便可建立特定架构应用。 图2:行业趋势是异构计算 值得注意的是,Xilinx所提出的异构,与传统异构并不同,是自适应的异构,主要是软件感知架构,这种架构将不再单纯用硬件决定应用场景。当然Xilinx去年10月发布的ACAP也已提出软件自适应计算加速平台,该平台是为配合ACAP而生。 现今基本大多采用可编程或自适应来解决,但大多数情况下,市面的CPU、GPU、ASSP在可编程和自适应上市场还难以做到二者同时存在,Vitis正是这样一款既可做到可编程,又可做到自适应的软件平台。 图3:Vitis AI兼顾可编程和自适应 现在来说,自适应深度加速这方面,据Ramine Roane介绍,自去年收购深鉴科技,目前实现了三种不同AI算法的优化模型,另外深鉴科技还提供了AI优化器、AI量化器、AI 编译器、AI 分析器不同的工具。在架构方面,目前Xilinx焦点放在CNN DPU,因为在云和边缘器件上现在以CNN为主,明年则逐渐转向LSTM DPU和MLP DPU上。 图4:Xilinx AI加速 AI 实现 在自适应加速平台结构上,包含四部分(如图5),红色部分为FPGA结构,可用于定制的逻辑/内存;绿色部分为矢量处理器,矢量处理器是适合高度流水线作业的处理器,在AI加速上更有效,擅长做算数、矩阵,主要用于AI运算;蓝色部分可嵌入ARM内核子系统;黄色部分的片上网络,用于将不同架构连接起来。 Romine Roane指出,这个加速平台虽然从表面看起来像FPGA,也是阵列式排布,但内部包含DSP处理器,形成DSP和FPGA的混合体,从而实现可配置的数据流。 图5:自适应计算加速平台   Vitis 是免费开源且全员参与的平台   Ramine Roane为记者介绍表示,开源作为Xilinx转型战略的一部分,该平台便是重要成果之一。他表示,作为用户自2001年便已是开源产品用户,而2007开始成为贡献者,现在开源已经成为Xilinx的战略核心。 他强调,在赛灵思运行时库(XRT)方面,则也已在Github也拥有了许多经过优化的AI模型,其中一些是深鉴公司提供的技术。值得一提的是,Xilinx还推出了Developer.xilinx.com这样一网站,主要将Vitis专家和相关的开发人员建立联系,这也是Xilinx转型战略的一部分。 据了解,目前该网站已有50多篇来自于不同领域的开发人员的专家提供的专业经验。 那么,Vitis与Vitis AI的正式开放意味着什么?对于硬件工程师来说,可继续利用此前Xilinx的 Vivado™设计套件进行开发;软件工程师则可利用Vitis平台所提供的C/C++/Python或Xilinx的V++编译器进行开发;AI与数据科学家则可利用TensorFlow、Caffe、PyTorch及Xilinx优化好的开源模型进行开发,另外还可利用FFmpeg进行视频转码。 图6:Vitis是支持所有开发者构建和部署各方面的平台 需要注意的是,Vitis这款平台还拥有丰富的开发工具套件,因此不仅全员可以参与进来,在开发方面,无论拥有任何需求,也可一站式完成。 图7:丰富的开发工具套件   使用Vitis AI能创造什么   Vitis AI,顾名思义,必然可在数据量大、算法复杂的场景发挥重要作用。Ramine Roane为记者介绍了几个例子: 1、医疗诊断:illumina是一家生命科学公司,利用Xilinx的FPGA加速了医疗诊断。具体来说,重症新生儿过去在基因组分析上需要用1天,而现在20分钟就可以进行诊断的判定,这也与Vitis的意思“生命力”不谋而合。 2、汽车行业:DAIMLER汽车公司利用Xilinx的技术加速实现了AI的决策,具体通过FPGA的I/O获取摄像头、激光雷达、传感器等信息,另外还可以使用自适应器件,最终实现了快速和低延时的决策,增强了安全性。 而据赛灵思总裁兼首席执行官 Victor Peng表示,小马智行在车辆识别时,遇到GPU延时的问题,通过Vitis AI解决了相关问题。 另外一个成功案例便是日立公司,它是汽车行业的一级供应商,该公司使用VITIS AI构造了汽车前端的摄像头来进行车辆识别。 3、数据分析:CERN是位于瑞士的一家欧洲核子研究院,通过粒子碰撞机和质子碰撞碎片的分析,发现希格斯的玻色子,通过Xilinx的技术加速对碎片进行快速分析得出结论,值得一提的是此发现还夺得诺贝尔奖。 4、5G:三星在本国进行的5G部署,是使用Versal进行下一代的5G部署,同时也应用了Vitis AI。 图8:赛灵思软件与 AI 产品市场营销副总裁Ramine Roane(罗明)正在为记者讲解   总结   Xilinx从硬件逐渐变“软”,其实并不是一蹴而就的。就这个问题,Ramine Roane强调,在此方面,Xilinx筹备了5~6年时间,据了解Vitis 统一软件平台由 1000 位软件工程师历经五年精心研发。 目前专门学习硬件开发的人员越来越少,通常是软硬结合,并且全球硬件开发者可能只有10万~20万的规模,而软件开发人员则是数以百万计的,因此这样的工具可以让全员参与进设计之中。 在AI激增的现如今社会下,也许“刚柔并济”才是出路,一方面,要既可编程还要自适应,另一方面,能够调动软件、硬件两方面工程师全面进入开发。 Vitis AI不仅将AI和传统软件开发统一起来了,还将云和边缘、异构计算等全部统一在一起。当然,最值得关注的仍然还是开源免费,这无疑对于开发者来说是一个“福音”。

    时间:2019-12-06 关键词: Xilinx FPGA AI 技术专访 vitis

  • 薄膜电容器中国生产:看尼吉康在中国市场的决心及新秀产品

    薄膜电容器中国生产:看尼吉康在中国市场的决心及新秀产品

    尼吉康株式会社(下文简称“尼吉康”)作为一家1950年成立的电容器企业,迄今在中国已拥有相当高的知名度。特别是其铝电解电容器、薄膜电容器上。而就在最近,尼吉康宣布了其在中国方面的生产计划,并扩充了其在电容器方面的产品线。21ic中国电子网受邀参加此次发布。   薄膜电容器中国生产   尼吉康分为电容器事业本部与NECST事业本部两部分。电容器事业本部方面,着重于铝电解电容器与薄膜电容器,NECST事业本部方面,则着重于电路产品包括蓄电系统、V2H、快速充电器、电源。 此前,21ic中国电子网也多次介绍了这家企业,这家企业是从材料到成品的开发、生产,因此具有非常独特的优势。 图1:尼吉康的优势-从材料到成品的开发・生产 产品市场方面,产品销售额总体呈上升趋势。值得注意的是,在电力·机器电容器销售额占比方面从2014年的12%至2019已上升至24.7%,将近增加一倍。对此,尼吉康电子贸易(上海)有限公司总经理毛继东为记者解释,正因新能源汽车与电力工程的蓬勃发展,需求因此也在持续增加。其他数值虽然浮动并不太大,不过后续也将随市场发展而有所变化。 图2:尼吉康2014年-2019年各产品销售额 注:日本财年统计从前一年度4月1日截止后一年度3月31日,单位以100万日币为单位,下同。 地域市场方面,尼吉康在全球拥有17个销售据点,分布于亚洲、美洲、欧洲等。从各地域销售额来看,虽然在占比上来看,亚洲方面数值看似下降,但因整体销售额增加,其实是在持续增加的。另外,在亚洲方面,毛继东告诉记者在国内一直拥有将近四成的销售额,对于尼吉康来说中国是主要的市场。 图3:尼吉康2014年-2019年各地域销售额 从生产方面来说,目前电容事业部在日本拥有7个生产据点,NECST事业部拥有3个生产据点,在海外方面,则拥有3个据点。值得一提的是,尼吉康在中国拥有尼吉康电子(宿迁)有限公司(下文简称“尼吉康宿迁”)与无锡尼吉康电子研究开发有限公司两个据点。 特别是尼吉康宿迁,目前来说主要进行导电性高分子铝电解电容器方面的生产,而在2020年尼吉康宿迁将建立新的薄膜电容器生产工厂。据尼吉康株式会社电容器事业部事业战略室室长山本俊哉介绍表示,薄膜电容器作为EV·HV驱动发动机用逆变器的关键部件,随着EV的普及以及对于中国市场方面的重视,因此选择在此建厂。 据BloombergNEF报告显示,随着美国和欧洲政府推动绿色汽车的发展,中国将成为未来20年电动汽车制造商的主要战场。研究人员表示,尽管中国目前占全球电动汽车销量的一半以上,但其它地区将开始迎头赶上,到2040年,中国的电动汽车市场份额将缩减至25%左右。在被超越之前,传统的内燃机汽车将逐渐让位于电动汽车。明年,电动汽车将占中国乘用车销量的8%,2025年将占20%,2040年将占68%。 山本俊哉告诉记者,未来日本尼吉康草津工厂与中国尼吉康宿迁工厂将同步进行生产,拥有两条生产线可应对更多紧急情况,并且在中国生产也将为中国方面厂商带来更便捷的合作与后服务。迄今为止,宿迁工厂所生产的导电性高分子铝电解电容器已应用在大量笔记本电脑、平板电脑及各式充电器中。当然,宿迁这边未来还将继续伴随中国市场发展而继续扩建。 在薄膜电容器方面,尼吉康的产品是全世界最小型化、最轻量化、无油化的设计产品,同时也追求了薄膜的PP膜薄型化及最佳结构设计。高速列车上也应用了尼吉康的圆筒型的薄膜电容器NUSCAP和NUSCAP2。尼吉康的薄膜电容器具有双重保护,并且是世界上唯一具有自愈性能的电容器。 尼吉康目前在薄膜电容器上主要分为平滑用和缓冲用两种,可以广泛应用在HV/EV/PHV(非插电式混合动力汽车/电动汽车/插电式混合动力汽车)。 图4:尼吉康薄膜电容器的优势   新产品“小型锂电子充电电池SLB”   今年夏天,尼吉康发布了多款新产品,并在CEATEC2019期间发布展出。此前,21ic中国电子网也对于新产品进行了详细的讲解——《三星Galaxy Note10引以为豪的SPen为何能够秒充电?》本次将从技术方面着重讲解。 毛继东为记者介绍表示,目前来说蓄电装置主要分为EDLC电容二重层、铅酸电池、镍氢电池、锂离子可充电电池。尼吉康本次推出的“小型锂离子可充电电池SLB”,在整个区间来说,实现的能量密度和功率密度相对比较居中的位置,因此可兼顾满足蓄电装置的大输出功率和大容量的要求。 从具体技术参数上来看,该款产品能量密度为40Wh/kg,远高于EDLC的7Wh/kg;功率密度在3kW/kg,优于锂离子电池;特别是在使用温度方面可在-30℃~60℃下正常使用,锂离子电池一般在-20度环境下使用或需加热包辅助使用,但这款产品则不需要;另外,在使用次数方面25,000回以上的循环寿命,基本满足了设备本身寿命,甚至可称之为半永久性的。 从充放电性能方面来看,该产品可在3分钟内全容量80%的超急速充电并在10分钟内完成充电,3分钟内实现超过全容量90%的超急速放电。 图5:小型锂离子可充电电池SLB规格型号 为何这款产品能拥有如此强劲的性能?正因其负极材料采用了特殊的具有专利知识产权的材料——LTO,即钛酸锂电池。这种材料在压坏、钉扎、Blunt Nail试验、外短、过充电、强制放电等强制使内部短路时,发生破裂或着火的可能性非常低,十分安全。 这款负极材料(LTO)使用不燃材料,因此在热稳定表现上优于以往锂离子电池采用的碳素材料;而在内部短路电流方面,LTO表面由于相变化阻抗变高,只有微量电流通过,因此不会在短路时高温发烫;另外,使用LTO的产品在高速充电、低温、长期循环时也不会达到Li析出电压。 通过对比以往采用碳素材料(石墨)的产品,在进行高速充电时,普通锂离子电池放电电压基本上会达到0V以下,这种情况下便达到了Li金属析出电压。而“小型锂离子可充电电池SLB”的放电电压基本保持在1.8V左右,因此才能安全地进行高速充放电,并拥有25,000回以上的循环寿命。 图6:Li金属析出与短路现象 据毛继东表示,该款钛酸锂(LTO)电池的材料由东芝(TOSHIBA)提供,申请专利至今已拥有十年以上的技术沉淀,因此在产品方面则更加有保障。 现场,山本俊哉为记者展示了搭载“小型锂离子可充电电池SLB”的产品——三星Note10系列的Spen,这款SPen最大可待机10小时,并且10分钟以内便可充满电,可轻松完成各种隔空拍摄、手势操控等功能。 图7:山本俊哉与毛继东为记者展示相关解决方案 当然,关注尼吉康的行业人士不难发现,去年尼吉康也曾发布过一款“小型锂离子二次充电电池”,在技术参数方面低于这款产品。对于这方面,山本俊哉为记者介绍表示,去年这款产品并未量产,目前这款产品已今年5月正式上市,并在8月持续发售,因此相关参数和名称方面则以量产产品为准。 另外,目前这款产品主要应用在小型的IoT场景下,而随着市场的不断扩充和需求的增加,未来更大容值的产品也在计划之中。   铝电解电容器产品线扩充   在铝电解电容器方面,尼吉康拥有三种产品,包括“铝电解电容器”、“混合铝电解电容器”、“导电性高分子铝电解电容器”。具体分为芯片型、引线型、基板自立型、螺纹端子型,这三类产品的新产品则均为芯片型。 反观今年市场,整体大环境其实并不乐观,一些公司甚至在减少投资,而今年尼吉康也在继续深挖技术根源,扩充了其产品线,在CEATEC2019推出了多款新品。 图8:尼吉康在CEATEC 2019推出的新产品 ▍2019年推出的新技术 1、铝电解电容器异常电压对应技术:此次的技术开发将异常电压对应保证温度从以往的常温(15~35ºC)提升至最高使用保证温度(105ºC)。在常温温度范围(15~35ºC)中使用的话,最高对应异常电压从以往的450V提升到500V。 2、高压用铝电解电容器低温特性改善品:通过改善低温特性,抑制电容器在低温中的性能低下。大大改善了-55ºC 120Hz下的容量变化率、阻抗比、以及ESR等性能。 3、105℃ 800V对应电解液开发:高温度环境下(105ºC)800V以上高耐压新规电解质的开发。用于工业变频器,高压电源转换装置。通过和三重大学合作,利用其有机合成技术和新理念,我们开发出一种新型电解液,可在105ºC的高温下承受800V以上的电压,并正致力于相关大型电容器产品开发。 ▍混合铝电解电容器 混合铝电解电容器顾名思义内部电解质构成一部分是拥有高容量、低漏损电流特性的“电解液”,一部分则是具有高纹波电流、低ESR、低温特性的“导电性高分子”。 图9:低ESR・高纹波电流的混合铝电解电容器 之前历年,尼吉康推出了GYA、GYB、GYC三个系列。最新开发的150℃、1000小时的“GYD系列”混合铝电解电容器,拥有行业最高的耐热温度和最高级别的纹波电流值,主要针对汽车电子方面,应对高温问题。 图10:混合铝电解电容体系图 ▍导电高分子铝电解电容器 在导电性高分子铝电解电容器方面,尼吉康也发布一口气发布了三个系列产品,包括PCM、PCZ、PCH系列。 毛继东强调,以往提及导电高分子铝电解电容器,基本都会表示其故障模式为短路,而本次推出的新品系列,故障模式均为开路,没有燃烧的可能性,因此更加安全。 PCM系列是首个125℃/8000h的产品,额定寿命增加了一倍,ESR比以前更低,2020年1月份量产出货;PCZ系列拥有业界最高150℃耐热性;PCH系列是业界最高水平高温度、长寿命的高分子电容器,这款产品拥有135℃/4000h的特性,本次主要是在额定电压和尺寸上进行扩充。 图11:导电高分子铝电解电容器新产品 ▍铝电解电容器 尼吉康是一家生产铝电解电容器将近70年的公司,而针对汽车和要求温度是非常高的,包括5G通讯基站的产品。此前尼吉康拥有UUB、UBC标准品系列高耐热产品,根据尼吉康计划,2020年10月这款既能承受150℃,也能运行2000h的产品将会量产,当然在容量和ESR也更加优秀。 从技术角度来讲,如何实现这种产品?毛继东表示,针对150℃高温下的铝箔,拥有特制的三氧化铝以及高耐热封口橡胶,因为铝电解电容器非常惧怕内部电解液挥发,也担心外部不纯物质,诸如卤素的侵入,达到沸点后不会沸腾和蒸发。另外将电解纸、绝缘纸等技术融合就可实现这种贴片产品。 在贴片型新产品方面,包括UCH和UCM系列。UCH系列产品主要应对的是车载市场的需求,擅长低温ESR,该产品拥有-40℃~125℃/2000h的特性;UCM系列,这款产品在尺寸、容量和低阻抗上具有很强的优势,是在行业内最高容量的产品,并且扩充了63、80V额定电压的小型尺寸产品。 图12:贴片型铝电解电容器新产品 在引线型产品方面,UXY系列新产品拥有业界最高40G抗震性。普遍产品铝壳基本是圆筒光滑型的,而本产品底部采用凹槽抗震。值得一提的是,这款产品做到了XYZ三个方向的抗震,并拥有125℃/135℃,3000小时的高耐久性。 图13:贴片型铝电解电容器新产品 在OBC大型铝电解电容器方面,拥有LGZ系列新产品,拥有20,000小时的超长耐久,并可在105℃下正常工作。 图14:OBC用大型铝电解电容器新产品 总体来说,尼吉康在市场方面处于持续上升状态,并在今年整体市场并不如意的情况下,扩充产品线,推出新品,并大力布局中国市场,可见其在中国市场的决心。

    时间:2019-11-29 关键词: 尼吉康 薄膜电容器 技术专访 铝电解电容 小型锂离子充电电池

  • 音频ADC何以在嘈杂或远距离情况下高保真采集语音?

    音频ADC何以在嘈杂或远距离情况下高保真采集语音?

    从Siri到Cortana,从手机到智能音箱再到智能汽车。“世界本不能与机器对话,说的人多了,也便有了应用。”然而,与日俱增的应用之下,总会有些许缺点会暴露……最为致命的缺点就在于机器的“听力”方面,如若采样音频都“杂乱无章”,何以驱动整个智能系统;如若任何命令都“置若罔闻”,何以对话整个数字世界? 据市场统计数据显示,至2020年,将有大约500亿设备拥有音频接口的需求,广泛用于智能音箱、智能汽车甚至冰箱、空调、洗衣机等家电中。此前人们的生活习惯偏向于遥控或按键时,未来或将更偏重于语音控制,而类似的应用也正在如雨后春笋般大量涌现。 正因如此,采样的质量才凸显出其无可比拟的地位。目前来说,智能家居面临的两方面挑战,一方面,由于需求越来越广,远距离语音控制场景越来越多,远场音频采集困难;另一方面,由于麦克风数量有限且信号处理能力有限,现有的智能家居系统难以在嘈杂的环境中理解语音命令。 突破在这方面的挑战,除了外围设备,电子工程师更看重“内在”,而音频ADC正是这一切的核心。11月21日,TI发布新型Burr-Brown™音频ADC并介绍了TI在音频技术上的整套解决方案,21ic中国电子网记者受邀参加此次发布会。德州仪器音频产品市场工程师Abhi Muppiri,德州仪器华北区技术应用经理赵般多现场为记者解析这款音频ADC背后的“黑科技”。   无惧远距离和嘈杂环境:TLV320ADC5140   TI最新发布的新型Burr-Brown™音频ADC TLV320ADC5140正是为解决远距离和噪声问题而生。据Abhi介绍,这款产品可拾取10米以上距离发出的声音,拥有比行业同类产品远4倍的远场语音采集,同时是是首款完全支持超过106dB动态范围的最新高信噪比麦克风的ADC,而在开启动态范围增强器(DRE)后可达到120dB。 赵般多为记者介绍表示,之所以能够远距离采样相关语音命令,正是得益于这款产品最为特殊的地方——内置的120dB动态范围增强器(DRE)。在系统层面,即使在非常靠近音箱输出的情况下,DRE方案仍可在保持低失真录音的同时增强低音量音频信号。DRE还可以改善所有环境中的远场高保真录音。 当然,这款产品并非仅此功能而已,还包括了可编程增益放大器、高通滤波器、通道混合以及线性相位或超低延迟滤波器功能,因此即使处于嘈杂环境也可准确采样。 值得一提的是,这款产品的封装尺寸只有4mm x 4mm,采用24引脚超薄型无引线(WQFN)封装,可以说超小型的体积非常适用于目前追求小型化的电子产业。 图1:TLV320ADC5140 Audio ADC   潜藏小身材下的高保真语音采集秘密   首要提及的便是上文所述的动态范围增强器(DRE),其实这种技术对于熟悉音频的人或许有所耳闻,另外在电源控制方面也有这项技术的应用,不过在音频ADC领域,TI是非常领先的。 据Abhi介绍,该项功能是与客户探讨开发的独特功能,藉由此功能可将动态范围从106dB提升至120dB的高水平。Abhi强调,与客户探讨时发现,语音控制受环境、距离因素产生的音量忽大忽小是常见问题。他表示,DRE整体是一套闭环控制的过程,采样的信号经过DRE分析后由可变增益放大器转化,当信号较小时,相关信号也将反馈于前级电子增益进行调整。 图2:德州仪器(TI)音频产品市场工程师Abhi Muppiri先生解读新型Burr-Brown_音频ADC产品 除了DRE,这款ADC还会对采样数据进行相位校正、波束成形和主动消噪算法,通过嵌入硬件的功能可以保证语音采样的高保真,而客户也可在处理器端使用相关算法进而优化。 Ahbi为记者介绍表示,即使智能音箱播放至最高音量,也可以清晰采样用户命令信息,再经过app算法抵消相关声音,即可获取清晰的命令,这便是藉由DRE将动态范围提升至120dB最明显的优点。   数字/模拟麦克风的多重搭配催生新应用   麦克风目前拥有数字型和模拟型两种,在外围设备适配方面,Abhi强调,这款产品支持麦克风输入的四个模拟通道或八个数字通道,亦或是随意组合进行同步采样,从而确保了系统灵活性,另外还提供增益和相位校准等可编程功能,以均衡麦克风阵列失配。 话题说到此处,或许会产生一些疑问,既然如此数字、模拟麦克风究竟孰强孰弱?赵般多为记者解释表示,数字麦克风通常在功耗方面比模拟效果好,但信噪比方面模拟麦克风则更佳,因此该款产品既支持数字麦克风也支持模拟麦克风,客户可根据实际需求进行修改。 图3:德州仪器(TI)华北区技术应用经理赵般多先生解读新型Burr-Brown音频ADC产品 正因拥有数字麦克风和模拟麦克风的“双重加持”,才能搭配出不一样的应用。Abhi为记者举了一个例子,一些电池供电的摄像头可在待机状态使用低功耗的数字麦克风实时监测环境,而当监测到有人闯入时,唤醒模拟麦克风进行高质量音源采样,这样便兼顾了低功耗与高质量。   覆盖全行业需求的产品线   除了TLV320ADC5140,如此能“打”的产品还有两个。目前,TI在音频ADC上拥有TLV320ADC3140 / 5140 / 6140三款产品,而上文所主要介绍的5140则属于中档产品。价格方面,三款产品分别为$1.99 / $2.99 / $4.99,需要注意的该定价是为千件下的定价,在需求量不同时将会有所浮动。 具体来说,3140属于入门级产品,因为没有搭载DRE技术,所以动态范围(DR)方面为106dB。而针对高端市场的6140本身就拥有113dB的动态范围(DR),使用DRE技术可将动态范围(DR)扩展到122dB,并达到123dB的信噪比(SNR)。 据Abhi介绍,如此定档和定价的原因在于相信不同的类型的产品会用到不同的应用产品里去。他表示,3140属入门级产品,在一些智能音箱、电视上或许检测声音距离并不远,因此3140足以满足需求;而在需要检测更远距离或嘈杂环境下,5140可以满足要求;一些专业录音场景应用下面对的问题就是如何在有限空间内获取最高的性能,因此6140可以满足顶级的需求。 除了三款可供选择的音频ADC,TI还提供了全套产品线的产品组合。众所周知,Burr-Brown是一家成立于1956年的模拟器件厂商,据Abhi介绍,自2000年Burr Brown被TI收购以后,一直延续本品牌在音频上的独特技术和发展,其中不仅拥有ADC/DAC,还包括高性能D类放大器、数据转换器和运算放大器的全套音频产品组合。 图4:TI Burr-Brown音频技术 另外,据赵般多介绍,在集成型的产品,诸如Codec,TI也在持续关注和投入,相关产品也将会被发布。当然是集成好还是分开好,具体还应取决于应用方向和客户的选择。   目前着重于智能家居市场   Abhi对记者介绍表示,相较于欧美和日本,智能家居中国处于领先水平,除了智能音箱以外,电视、冰箱、空调均在向语音交互方面发展。目前来说已在中国市场拥有许多领先家电厂商合作,并推行语音交互方面发展的计划。 当然,车载环境也是TI要抓住的重点,不过因为汽车拥有不同的需求和质量评价体系,因此针对汽车应用市场将会在明年发布相关的专属产品,针对汽车应用进行质量相关的评价和特殊定制。 图5:高保真音频适用于要求顶级音质的应用 Abhi强调,TI是一家模拟占比非常大的公司,强项在于制造、工艺、设计理念的积累和IT方面的积累,因此会发挥好优势以做出真正适合智能家居音频这一市场的产品。 在音频方面,诸如今年大火的TWS耳机,TI也拥有成功案例。本次所发布的TLV320ADC5140适用于对前端模拟信号采集质量要求非常高的场景,随着智能家居音频市场的不断扩张,对于采样的标准也将越来越高。

    时间:2019-11-27 关键词: 德州仪器 TI adc 技术专访 信噪比

  • 如何打造世界一流的模拟IC?

    如何打造世界一流的模拟IC?

    众所周知,模拟IC设计具有较高起点,需要丰富的设计经验。能够将模拟器件的性能做到极致的模拟厂商也是凤毛麟角,而美信(Maxim)正是在模拟与混合电路领域始终保持领先地位的半导体厂商之一。美信近期推出的一组全新模拟产品也再次证实了该公司在模拟设计领域的超强实力,这些器件不仅能够做到行业第一的水准,而且大幅领先于同类竞品,这背后的秘诀何在?在近日召开的美信模拟产品发布会上,美信核心产品事业部管理执行总监David Andeen进行了精彩的分享。 图:美信核心产品事业部管理执行总监David Andeen 追求单芯片单功能的极致突破 据David先生介绍,随着技术渗透到生活的方方面面,对半导体器件的功能、性能提出了更高要求。例如,工业智能化发展需要随时感知周围环境并进行数据交互,既带动了传感器数量和种类的增长,也对嘈杂环境下的信号传输提出了新的挑战,因为系统之间的频繁交互要求构建更加稳固的通信链路;消费类产品在整合更多功能的同时,则对体积、电池寿命提出了更加严苛的要求;通信及工业设备的不间断运行使产品的可靠性上升到新的标准;可穿戴、医疗产品对人体体征信号的检测则为精密测量提出了新的挑战…… 这些变化归结于对高性能模拟产品的需求体现在四个方面:高能效、精密测量、稳定互联和可靠保护。针对这些需求,美信于4年多前成立的核心产品事业部将模拟基础功能器件的性能做到了极致。 核心产品事业部的宗旨即创新,这个创新是指在单芯片基础模拟功能上实现突破,追求世界最高水平。“Push innovation as hard as we can.” David先生如是说到。设计者在开发新型及下一代系统时,对性能、小尺寸和创新能力提出了更高要求,这需要可靠的模拟方案来提供基础支持,例如精密测量与可靠保护。Maxim凭借世界一流的电路设计专业团队、独有的先进工艺以及良好的客户合作关系,提供高品质基础功能IC,推动多应用领域的系统发展。 在此次模拟产品发布会上,美信推出的三款基础模拟产品也绝对称得上世界一流水准。能够帮助设计者进一步降低功耗和方案尺寸,同时提高测量精度。MAX6078A电压基准IC、MAX16155 nanoPowe监控器和MAX16160电压监测器及复位IC拥有业界最佳的性能,适用于云基础设施、IoT、智能前沿、设备端AI ,以及消费、通信、工业和医疗领域的智能与新兴应用。 几乎不消耗任何功率的监控器——MAX16155 MAX16155的耗流典型值仅为400nA,是竞争方案所需供电电流的4%,在几乎“零功耗”的前提下提供可靠的系统保护。器件通过监测系统电路的欠压故障,并利用看门狗定时器在故障状态下使系统保持复位状态,确保便携式、低功耗设备在发生电源故障或软件故障时安全工作。IC采用微型、6引脚SOT23封装。 四通道电压控制器及复位IC —— MAX16160 MAX16160是业内唯一一款当四路电源轨的任何一路高于1V时即可保持低电平复位的四通道电压监测器及复位IC。器件凭借确定的低电平复位输出,提供业界最可靠的多电源系统上电启动和连续工作模式。这种“无供电上电”特性避免了系统的不确定状态,工程师可以轻松配置各路电源的上电顺序。所有输入电压监测精度为±1%,比竞争产品 (通常所有输入的精度为±1.50%) 提高50%。器件采用6焊球WLP (1.408mm x 0.848mm) 封装,比最接近的竞争产品减小85%。 实现精度与功耗的最佳平衡——MAX6078A MAX6078A具有±0.04%初始精度,精度比同类竞争产品提高20%。MAX6078A的静态电流仅为15µA,使得电池供电和能量收集等低功耗系统的精密测量成为可能。器件的工作电流比最接近的竞争产品低6.6倍,方案尺寸仅为1.458mm x 1.288mm,比竞争方案小58%。该产品是高精度工业应用的理想选择,可以工作在-55°C至+125°C的温度范围。 在此次模拟新品发布会上,David先生还展示了Maxim的一个模拟产品套件,在该套装内提供了4类共计20种极具特色的高性能模拟产品,方便工程师的选型与试用。 高度集成是近年来半导体器件的发展趋势之一,美信同样提供整合了数字处理器与模拟信号链的单芯片方案,这种融合能够满足客户针对某一特定应用的需求,降低系统设计复杂度,缩短系统开发时间。但这些高集成度器件并不能覆盖所有应用需求,而应用场景的多样化也会导致SoC等高度集成器件造成资源浪费。另一方面,市场对基础模拟功能的高性能追求是无止境的,Maxim核心产品事业部推出的高性能模拟器件恰好满足了这些用户的需求。 了解更多: MAX6078A 低功耗、低漂移、低噪声电压基准 - Maxim 美信 https://www.maximintegrated.com/cn/products/analog/voltage-references/MAX6078A.html MAX16160 High-Accuracy 4-Channel, Any-Input Supervisory Circuits - Maxim https://www.maximintegrated.com/en/products/power/supervisors-voltage-monitors-sequencers/MAX16160.html MAX16155 nanoPower Supervisor and Watchdog Timer - Maxim 美信 https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/supervisors-voltage-monitors-sequencers/MAX16155.html/tb_tab0    

    时间:2019-11-27 关键词: 美信 模拟 adc 技术专访 信号链

  • 你们想看的NIDays 2019来了,有没有让你动心的黑科技?

    你们想看的NIDays 2019来了,有没有让你动心的黑科技?

    2019年11月14-15日, 由NI公司主办的工程师技术大Party又如约而至了。与往年不同的是,今年的NIDays升级成了NIDays Asia,规模更大了,会议也由原来的1天扩大到2天。 本次NIDays以“Full Force Ahead”(全速前进)为主题,聚焦5G、半导体测试、汽车测试、国防与航空航天测试、院校科研和教学。 围绕这些热门应用领域,NI特邀海内外嘉宾解读最新行业趋势,展示创新应用和成功案例。 作为以软件为核心的模块化仪器的发明者和倡导者,几十年来,NI公司不断致力于开发基于计算机的测试测量与自动化平台,通过图形化的编程环境LabVIEW帮助测试、控制、设计领域的工程师与科学家解决从设计、原型到发布过程中所遇到的种种挑战。NI的使命就是助力工程师和科学家去加速生产力、创新和发现。 mmWave VST应对5G毫米波测试挑战,效率提升15倍 最近,国内三大运营商正式推出5G商用套餐,设备商也在纷纷推出5G手机。5G的到来,正引爆着各行各业,撬动着巨大的市场需求。5G芯片、器件供应商需要加快速度供货,5G基站和终端设备也同样需要快速上市,这些都离不开测试。 多年来,NI一直紧跟射频通信标准发展,助推5G产业。5G时代不仅测试项目增多,而且新技术带来的测试需求要求测试方法要相应改变。例如,5G使用毫米波技术,5G芯片会使用集成天线,这都要求一种全新的测试方法-空口测试OTA(Over-the-air)。 在主题演讲中,NI全球半导体测试市场开发总监章晨指出:“毫米波频段的设计和测试方法均与以前大为不同,从LTE过渡到5G,测试任务急剧加重。LTE时代为74个,LTE Advanced时代是140个,5G时代飙升至600个。半导体厂商采用NI新的测试方法确保了射频器件的性能。” 这种创新测试方案的核心就是NI前不久推出的mmWave VST毫米波矢量信号收发仪。毫米波设备与6GHz以下设备的设计有很大的不同,毫米波设备从实验室到量产的测试需要一套高度集成的测试方案。但之前测试设备方面是一个空白,mmWave VST的出现填补了这个空白,她沿袭了NI VST家族高集成度的风格,结合了射频信号发生器、射频信号分析仪和集成开关,可以大大提高测试效率,将测量时间从传统测试技术的6分钟减少到 23秒,速度提升了15倍。   在DEMO展示区,NI还展示了5G NR非独立组网测试用户设备(简称 NI Test UE)。完全符合 3GPP R15 非独立组网(NSA)标准,可连接到 gNodeB,模拟 5G NR 用户设备的所有操作并提供实时性能信息。在 5G 生态系统发展之前,半导体、商用基础设施设备、甚至是服务运营商必须对 5G 产品和服务进行测试和验证,以评估这些产品和服务性能、互操作性以及是否符合标准。这款 sub 6GHz NI Test UE 可支持 100MHz 带宽和4×4 MIMO,可在每个制定的 5G 频段下载实验室或现场测试组件、子系统、全基站或 gNodeB 设备。 NI STS提升半导体器件测试效率,降低成本 市场应用和摩尔定律的驱动下,半导体器件在发生着快速变化,模拟混合信号、高集成的SoC,RF无所不在的设计。。。这些都对传统的半导体测试提出了新的挑战,从芯片设计、验证、封装量产,业界亟需一套高效率、通用完整的测试方案,减少实验室与量产之间的鸿沟是厂商面临的一大挑战。   NI公司利用软件+模块化的解决方案解决了半导体测试面临的这一难题,核心设备就是NI STS半导体测试系统。NI半导体测试系统(STS)基于PXI平台创建,以与量产兼容的ATE形式提供了媲美实验室级PXI仪器的卓越测量范围和质量。 对于RF功率放大器(PA)和前端模块,STS在测试时间和吞吐量方面具备的优势远超传统ATE选项。STS在完全封闭的测试头里面整合了NI PXI平台、TestStand测试管理软件以及LabVIEW图形化编程工具。该设备的紧凑型设计不仅减小了占地空间,降低了功耗,同时大大提升了测试效率,节约了测试成本。 上市以来,NI STS已经得到广泛部署,据大会上介绍,已有上亿个半导体器件使用STS测试。半导体厂商ADI已经大规模部署了NI STS系统,ADI公司代表Jose Roberto Reyes表示:“NI STS可以显著减少测试成本和占地面积,同时STS对于5G收发器产品的支持也非常好,另外则是高度的可靠性,平均故障间隔时间超过10000小时。” 实现从实验室到量产的统一平台测试,STS优势明显 NI平台化方案助力定制化汽车测试 随着汽车向电气化,智能化及新能源的转变,汽车测试的定制化要求越来越高,传统的固定的测试方案已无法满足这一挑战。NI的基于软件和模块化的仪器为这一市场带来了灵活性和低成本高效率的解决方案。 会上,知名汽车零部件供应商法雷奥介绍了其采用NI的方案所实现的智能拖车创新产品的开发。 据法雷奥汽车内部控制(深圳)有限公司高级测试系统开发主管卢林介绍,法雷奥的XtraVue拖车系统引入新型倒车摄像头系统,可以大大扩大司机的视野范围,消除拖车盲区。不过,这个功能由于需要不同类型的传感器,加上多处数据的采集融合,给开发测试工作带来不少难题。好在,他们采用了NI的测试产品,卢林表示:“PXI可以提供灵活的编程环境,在NI的帮助下,法雷奥搭建了模块化的实验平台,实现了90%的硬件和软件复用,极大地提高了测试平台的稳定性。” 法雷奥汽车内部控制(深圳)有限公司高级测试系统开发主管卢林现场演讲 DEMO展示区的硬件在环(HIL)实时测试系统有很好的兼容性及可扩展性,支持与不同场景仿真软件进行交互,并可将模型运行在实时系统和 FPGA 终端上。可用于ADAS 测试,传感器融合测试,雷达测试,V2X 测试,编队算法测试,路测等领域。 NI为中国航空航天助力 前不久,NI与钱学森实验室成立了“空间技术研究与应用联合实验室”, 旨在建立一个空间技术研究与应用领域的国际化合作平台,实现理论成果向技术研发和应用创新的转化。 钱学森空间技术实验室副主任刘乃金 在本次大会上,钱学森空间技术实验室副主任刘乃金介绍了实验室的进展状况,并特别介绍了NI的产品和平台在实验室研究项目上的应用,刘乃金表示:“在软件无线电技术领域,NI的USRP为快速原型化无线通信系统提供了设计解决方案,从而实现更快的结果。此外,我们还使用了NI 的宽带DAQ 卡和控制器来测量和分析科学实验数据。” 中国航发控制系统研究所也在大会上分享了他们采用NI的设备所取得的成绩。中国航发控制系统研究所航发部长助理/专业室主任黄学进指出,在搭建系统综合仿真器(SIE)时,用户界面和建模仿真用到了NI LabVIEW和VeriStand,实时数据采集及控制使用NI的分布式数采等,通过使用NI的测试系统,大大节省了测试时间,简化了测试流程。 NI 携手长光卫星等本地合作伙伴,创新性的提出卫星测试 RF Link All In-One 测试方案。该卫星综合射频测试解决方案基于NI 软件定义无线电平台,使用同一台测试硬件通过软件配置的方式实现包括遥测遥控、高速数传、GNSS 导航信号模拟等不同功能,最大程度利用硬件复用率从而降低测试成本。 NI助力院校工程教育 早在多年前,NI公司就提出了Do Engineering的理念,与高校合作推出创新的工程教育产品及课程。此次大会上,清华大学电机系博士/教授朱桂萍介绍了NI与清华大学在这方面的合作。据了解,NI公司针对高校的工程师教育推出了从软件到教学平台的一系列方案:包括LabVIEW/Multisim工程师软件,基于ELVIS III的项目式教学平台,共建虚拟仪器联合创新实验室等。 上海交通大学机械与动力工程学院欧阳华博士介绍了压气机测试研究的进展,在进行压气机测试方面的研究时,他们采用了NI的DAQ,保证了压力、速度、空气动力学等参数采集的稳定性和精确性。 欧阳华博士表示:“得益于NI测试系统的稳定性和灵活性,保证了测试项目的顺利进行。” 软件定义的测控平台加速融合创新 在主题演讲后的媒体见面会上, NI大中华区销售总监乔巍再次强调了NI公司的战略愿景:“软件定义的自动化测试测量领域”的领导者。 NI大中华区市场经理刘旭阳阐述了NI的平台如何可以帮助不同领域的工程师加速创新:“NI提供的并不是简单的测试设备,而是一套测试系统,既有软件也有硬件,除此之外,我们还依托强大的生态系统,第三方硬件和厂商的支持。正因为我们是通过同样的平台来覆盖不同行业,所以可以有效的利用我们在不同行业的经验,做到融合创新,这也是NI非常大的优势所在,是对客户的价值所在。” 这种跨界融合在汽车领域尤其重要。NI亚太区汽车市场战略经理贾青超指出:“未来的趋势是跨界融合,所以NI的开放式平台的优势在汽车领域非常明显。我们可以针对汽车特定的行业和用户需求,在NI开放的软硬件平台基础上,根据客户的需求来开发定制,以获取灵活性的同时提升效率。” 除了上面介绍的,NI还在展示区展示了多个应用方案,例如:ADAS 传感器数据采集&回放系统,基于模块化仪器的 ADC 测试系统, InsightCM 无线监测系统, 电动汽车电池测试系统,基于ELVIS III 和SystemLink Cloud的物联网演示系统等等。 据主办方透露,今年的NIDays Asia共吸引了700+专业人士参与,了解最新测试测量解决方案、探讨新技术融合趋势,NIDays不容错过。

    时间:2019-11-25 关键词: 测试测量 ni 技术专访 nidays

  • 日本电产(Nidec)的电机将为中国家电和车载市场带来什么?

    日本电产(Nidec)的电机将为中国家电和车载市场带来什么?

    日本电产,或许你听说过这家公司的大名,但又了解甚少……忙碌完一天的工作回家后,打开格力空调,拿起吸尘器吸掉积压一天的灰尘,开启计算机,打开海尔冰箱开一瓶可乐酣畅自己的休闲时光。殊不知,这一连串的动作,其实已接触了4个包含日本电产生产的家用电动马达的电子产品。 目前,日本电产集团已将品牌统一为“Nidec”(尼得科),这家公司志在成为全球首屈一指的综合马达制造商,并且这家公司在中国已拥有非常多的旗下企业。10月17日,21ic中国电子网记者受邀参观Nidec滋贺技术开发中心和京都总部基地,现场Nidec为记者介绍其在中国市场的布局和计划。   结构改革与技术投入印证了深耕中国市场的决心   “冰冻三尺非一日之寒”,Nidec之所以能取得成功并非一蹴而就,并且在中国市场能拥有如此众多的成就也体现在细节之中。记者步入Nidec的京都总部基地,映入眼帘的除了令人印象深刻电动马达产品以外,伴随步伐的还有Nidec伫立门口的八音盒奏响的中国国歌。这既是对于中国记者的深刻尊重,同时也代表Nidec深耕中国市场的决心。 Nidec为记者介绍表示,目前对于中国客户正在进行两方面的结构改革:一方面,利用中国已有的技术研发中心,直接对接中国企业以加快研发速度、降低成本;另一方面,从日本到中国本地发展,建立新的业务结构。 ▎中国技术研发中心拥有“硬实力” 记者了解到,自1992年起,Nidec就已在大连设厂,其次在2003年设立研发部门,现在已拥有300多名开发人员,因为诸如海尔、海信、美的等厂商在大连,所以Nidec的方针就是在靠近客户的地方进行研发。Nidec告诉记者,日本电产在浙江平湖也有开发据点,几乎全球约70%的吸尘器都是在苏州平湖地区开发生产这也是为了方便客户的开发,同时也赞叹中国的发展速度和市场,在此设立开发据点。 另外,2007年在东莞设立日本电产东莞技术开发中心(下文通称NCDD),主要进行打印机、净化器、服务器、通行服务器用冷却风扇方面产品的开发。值得一提的是,东莞处于淮南中心,拥有非常众多的工厂。 此前,Nidec也曾提出将车载电机事业和家电、商业、工业用电机事业标注为“重点2事业”,NCDD则重点偏向于家电、商业、工业用电机事业。 据介绍,该技术中心目前管理基本为中国人,正因中国人与中国工程师对接可以更快地完成产品研发,同时很多研发人员都会派到日本总部研修。这边是Nidec的方针,一方面更方便地让中国企业开发产品;另一方面,还要保证科研人员的素质水平,以保证产品的质量。 图:日本电产(东莞即NCDD)产品&生产能力 NCDD在OA产品开发方面主要与Canno、RICOH、SHARP、FUJITSU、Panasonic等耳熟能详的日企合作,所以上文所提及的在日研修也正是为了正确理解客户需求;在空调家电产品开发主要与小米、美的、格力等著名企业合作,众所周知家电对于马达的静音要求非常高,因此直接对接拥有无与伦比的优势;在内转子马达产品研发主要与SHARP、Panasonic、艾美特合作。 最令人称赞的是,NCDD为了能够实现与客户共同评估,东莞中心配备了齐全的试验装置和解析工具。据了解,东莞中心的试验装置不仅在马达的状态评估,而在于整机的评估方面。东莞中心配备了高水平设备,可以有效监测产品的噪音震动。Nidec工作人员告诉记者,通过客户的有效评价,这样才能赶上中国的发展速度,毕竟中国企业更懂中国产品。 而在研发设备方面,据悉,在中国开发中心,甚至有些开发设备比日本研发中心设备还要先进。一般来说,价格高昂的研发设备很多日本厂商都不会选择,而在中国选取这种设备旨提升马达和整机设备的最终性能。 为了快速验证客户应用效果,如果中途客户设计有变更,NCDD会选择使用3D打印机8小时内造出模型,验证设计是否符合客户需求。当然,在控制领域,马达控制中必然会使用到MCU,此方面产品来源于中国、美国,日本,Nidec正在积极跟中国的IC厂家接洽,并参与到跟IC厂家的共同开发中。通过参与设计这一步骤,更加有利于解决客户遇到的困难,缩短产品上市时间。 ▎家电、商业、工业用电机具有独到优势 在家电、商业、工业用电机方面,Nidec的产品最大的特点便是低噪音、低振动、长寿命、轻薄小、速度可控、高效率、高效率转动。 值得一提的是,还拥有马达自我诊断功能。可以通过通信端口获取转速、轴承、转速等信息,可以适应IoT高速发展的如今。 举两个例子,一个便是电动轮椅专用马达,这是一款无刷直流马达。众所周知,对于电动轮椅来说最重要的便是户外性能,而其高扭矩、防尘防水、低振动、低噪音和高效率转动方面,使得用户可以获得卓越的体验。 图:Nidec电动轮椅专用马达简介 再拿吸尘器为例,众所周知,dyson吸尘器因为其轻薄、低噪音和可移动手持而风靡市场,在此方面,Nidec搭载在吸尘器上的无刷直流马达拥有市面需要的一切特性。 图:Nidec吸尘器马达简介 上文也提及在空调、冰箱、服务器风扇等一切需要搭载马达的家电,几乎都有着Nidec的身影,而Nidec产品的各种优点也使得合作厂商非常广泛。   新能源汽车将是Nidec的未来新格局之一   近年来,汽车领域谈及最多的词汇归属于自动驾驶和新能源。数据显示,汽车内部使用了约100台的马达。以往的动力转向装置多为油压式,而电动式动力转向装置因其节省2~5%的优点逐渐成为新时代的选择,另外双离合器变速器(DCT)在CO2排放量上可减少10%~20%。 正因如此,再加之中国市场对于新能源汽车,包括混合动力汽车愈加重视,因此Nidec将重点在此布局。 目前,车载(所有汽车相关的产业)占Nidec整体销售额的20%左右,据Nidec介绍,通过企业并购,目标是在2020年车载取代精密马达成为Nidec占比最高的业务,预计将拥有6000亿日元销售额;而到2030年,汽车业务占全集团销售额的50%作为目标。 据了解,Nidec在汽车相关产业方面除了马达本身,目前也已并购了一些ECU、驱动器方面企业,可以说Nidec可以直接一站式提供马达相关整机业务。现场,Nidec为记者展示了其4款产品。 ▎驱动马达系统(E-Axle) 驱动马达是新能源汽车、插电式混合动力车的动力总成中的核心部分 (=马达取代发动机)。而这款驱动马达“E-Axle”是由马达、逆变器、变速箱的一体化模组化产品。 其实全球也有同类厂商能够把这些装置组合在一起,但组合过程中市场具有振动和噪音的问题。Nidec具有常年积累的技术,因此可以将噪音降到最低。另外,三合一驱动马达对于尺寸大小拥有更高的要求,这款驱动马达系统里的马达尺寸是非常小的。 具体来说,E-Axle采用业界先进的绕线工艺与双通道油冷结构满足驱动马达的小型化与高性能化要求。 据现场人员介绍,Nidec此款产品将推出的150kW、100kW与70kW三大系列的“E-Axle”产品。目前已拥有150kW产品,而2020年将推出100kW产品,2021年将推出70kW产品。 今后,Nidec将继续发挥自身在零件自制方面的优势,充分利用在轻、薄、短、小型产品上积累的技术经验,研制生产全新一代的机电一体化驱动马达,以满足客户对产品小型化、低价位的需求。 图:E-Axle三大系列产品 Nidec告诉记者,纵向一体化生产方式是尼得科的优势所在,核心零件的自主化生产是保证质量、控制成本、稳定供应的关键,包括铝压铸件,外壳、铁芯冲压,精密机床加工,树脂成形。需要强调的是,Nidec是唯一一家拥有2500吨压铸设备的厂商。 值得一提的是,全球最大规模的驱动马达生产工厂落户平湖,4月15日起开始投产,面积达66000m2。另外,2018年广州车展上广汽新能源汽车有限公司推出首款采用“E-Axle”的量产纯电动车“Aion S”。 图:驱动马达生产基地简介 继广汽新能源之后,Nidec又收到大批来自中国其他汽车厂商的订单,以及某欧洲汽车零件一级供应商为配套轻混动系统所需的马达的订单。尤其是在中国已有8家整车厂在洽谈之中。至2022年,Nidec的销售目标是1000亿日元,2025年的销售目标是2000亿日元。 图:驱动马达E-Axle销售额预测 ▎电动助力转向系统(EPS)中的动力包 目前自动驾驶正在从L2至L3阶段发展,至2025年将实现真正自动的L4时代。与此同时,对EPS马达要求也会更加严苛,在技术方面追求低价位、低振动、低噪音、大功率。 图:EPS(电动助力转向系统)马达的市场环境 据了解,Nidec EPS马达今年的产量大概是2500万台,位居全球第一位,并且产品可满足各类车型不同客户的需求。 图:Nidec EPS马达产品阵容 值得一提的是,该款产品搭载全新设计的ECU内置型EPS动力包,是全球最小、最轻、性能更可靠的EPS动力包。该产品除了防水、静音、小型、轻量等特点外,为降低产品的噪音和振动,取消了ECU与马达之间的线束连接。另外,该产品可以与自动泊车、车道保持辅助等多种先进驾驶辅助功能(ADAS)匹配。未来将采取冗余容错设计,以更好的匹配失效安全等功能。 在中国,汽车前十强,诸如,上汽、吉利,均搭载了这款柱式电动转向系统。 ▎新一代制动系统中的马达 过去,制动系统基本属于机械式,目前主流产品则是电子电动的制动系统,包括自动驾驶和自动泊车系统均需要电子电动制动系统发挥功效。 图:各类制动系统马达的规划图 据Nidec介绍,制动系统马达产品已经拥有市场50%的占有率是因为该产品采用了电动助力转向系统的马达。 图:制动系统马达产品阵容 之所以拥有如此的成绩,竞争对手很难追赶,是因为除了产品性能极佳以外,在价格上也颇具优势。目前,在浙江平湖生产的电动制动助转向马达,年产达到1800万台,去年的不良率在0.2ppm以内,和全球标准率(一位数)相比要好十倍。另外,在质量方面也是Nidec着重要点之一,正因制动马达转向马达会涉及到人身安全问题。 ▎电子水泵(EWP)&机油泵(EOP) 在电子水泵(EWP)方面,Nidec取集团各企业技术之长、倾集团各企业合作之力开发而成。同样,车用小型电子水泵模组由马达、泵、ECU三部分组成。 在机油泵方面,Nidec拥有多用途产品,部分产品量产已提上日程。 图:电子机油泵 ▎新能源汽车未来格局 随着新能源汽车零件数量的减少与结构的简化,整个汽车产业格局可能会从过去的“纵向一体化”向“横向分工化”转变。须推出更多能顺应客户需求变化的新产品与新产业模式。传统汽车产业链由整车厂再由各级供应商供应相关零件。 过去新能源汽车格局是“金字塔型”的供应链,主要依靠汽车,围绕汽车才能赚钱。而现在有一些不是做汽车的厂商也想加入汽车产业链中,如谷歌、苹果、华为、部分日本电器厂商,这些厂商目标并不是制造整车。Nidec表示,未来每个公司将通过制造自己擅长的产品,加入不断掀起的EV和新能源汽车潮流之中,对于Nidec来说这些业务都是可以进行的。当然,一些已拥有强大实力的“金字塔”型实力的公司还将继续保持以往的产业模式。据了解,目标是将在2030年提供纯电动车平台。 图:新能源汽车的过去与未来 伴随汽车产业格局的调整,汽车的功能、性能正发生新的变化与汽车配套的各类马达与系统也要有更大的技术创新。Nidec未来在汽车方面的目标是建立“纯电动车平台”,包括EV ECU、热管理系统、变速系统、电池系统、悬架系统、转向系统、底盘、制动系统、空调系统。 图:未来汽车社会与Nidec的目标   研发+并购,Nidec注视的远方   现场,Nidec展示了整整一面墙的分支机构网络图,记者得知,目前公司规模还在扩大之中,主要原因则是Nidec不断在并购和研发投入之中。 最明显的成果便是,此前,Nidec并没有从事软件开发的人员。2014年3月,收购本田艾莱希斯,这其中有一半左右是从事软件行业的;而在今年10月底前将取得欧姆龙汽车电子的全部股权,其中也有一半左右是从事软件行业的。目前来说,Nidec大概已拥有30%~40%的软件开发人员。 另外,在发展过程之中,Nidec告诉记者,最大的瓶颈便是ECU。该技术在2014年收购丰田艾莱希斯后得到发展。其次在2015年并购了盖普美(GPM)公司发展了电动水泵模块化产品,通过ECU、水泵、三合一马达,成为全球体积最小的电动水泵并被奔驰采用。而在今年10月底收购的欧姆龙汽车电子也拥有ECU业务。现场人员介绍表示,ECU被采用的地方非常多,并且模块化产品对于ECU是必须的,Nidec正是朝着“成为业界第一”而前进。 图:Nidec的分支机构网络图  “要成为全球首屈一指的综合马达制造商”,映刻着这句话,结束了此次Nidec的采访之旅。而对于中国厂商,这家公司仍然注视,并加大投入之中。相信与中国知名企业合作,未来中国市场必然繁荣发展。 图:21ic中国电子网记者参加Nidec现场采访(左2)

    时间:2019-11-20 关键词: 马达 技术专访 日本电产 nidec

  • 放进手机和TWS耳机的一粒“砂”,何以让拍摄和音乐体验更上一层楼?

    放进手机和TWS耳机的一粒“砂”,何以让拍摄和音乐体验更上一层楼?

    5G真的来了,手机也将陆续更换为5G手机,那么用户除了需要更快、更低延迟的网络以外,还需要什么?更好的摄影性能、无边框的全面屏、更好音质的TWS耳机,若想实现这种性能,就不得不提到传感器了。将大小如同一粒“砂”的传感器置入手机/TWS耳机内,就可轻松获得百倍的用户体验。 2019年11月13日,艾迈斯半导体(ams AG)开展了先进光学传感器新品发布会,21ic中国电子网受邀参加此次发布会。 现场,ams为记者展示了TMD2635数字接近传感器模块、TCS3408颜色传感器及针对移动和消费市场的相关先进光学传感解决方案。 艾迈斯半导体先进光学传感器事业部总经理及执行副总裁Jennifer Zhao,大中华区市场应用工程总监Spencer Bai现场为记者解答相关问题。 图1:艾迈斯半导体先进光学传感器新品发布会现场   TWS耳机的硬核竞争力:增强音质体验的TMD2635   据IDC数据显示,2019年Q2,TWS耳机占中国耳机市场出货量的66%,连续多个季度同比增速超过100%。自16年9月airpods发布至今已有三年,据预测airpods今年销量5000万台左右,明年8000万-1亿台,更有1999的airpods pro也打开了价格的天花板,真贵但也真香。当然,“安卓阵营”方面,络达推出的MCSync、高通推出的TWS+、华为推出的FreeBuds 3解决了安卓长期的蓝牙连接技术难题,越来越多的老牌音频厂商也已开始布局相关市场。 从市场方面分析,目前行业当下正处于品牌野蛮生长的阶段,正因TWS诞生于“智能手机”,围绕智能手机生态及产业链的发展,是当下TWS的发展必行之路。 然而,对于竞争激烈的市场,除了更优质的价格、良好的性能、科学的设计以外,真正核心的竞争力便是对于音质方面的提升。众所周知,TWS耳机全称真无线立体声玩耳机,正如字面之意,此种类型的耳机佩戴是非常影响音质的,为了更好在耳中固定,除了外形设计有些厂商也尽量采取入耳式。但即便如此,使用者仍然难以判断耳机是否处于完美的状态。 这样的背景下,就不得不提到ams今年主推的产品——TMD2635。据Jennifer Zhao介绍,TMD2635是一款数字红外接近传感器模块,主要用于TWS耳机的入耳检测。这款产品的原理是利用红外(IR)发射器和接近传感器利用红外能量来检测对象(或目标)是否存在。 图2:用于入耳检测的TMD2635 提及传感器,行业的技术关键点普遍在于“低功耗、小型化”。Jennifer Zhao告诉记者,在功耗方面,这款产品在正常工作模式下功耗为<100µA(均值),而在睡眠模式下为0.7µA,所以也使得待机时间更长。在小型化方面,超小型光学基板栅格阵列(OLGA)封装,封装大小仅为2.0mm x 1.0mm x 0.5mm,体积仅为1 mm³,可谓是真的是放入耳机一粒“砂”。 不仅如此,正因TWS耳机左右耳是分离的状态,Spencer Bai介绍表示,这款传感器,为用户提供一条备用的可在I2C地址,可在12C的总线上交换CLK/SDA,因此对于设计方来说无需额外成本进行配置。同时,产品拥有2个1.5mm圆孔开口或者1mm x 2mm椭圆形的ID开孔,使得可满足消费者对于更小、更舒适的佩戴产品需求。 图3:TMD2635详细特性 此前,艾迈斯半导体集成光学传感器业务部高级产品营销经理Dave Moon表示:TMD2635帮助艾迈斯半导体奠定了在消费电子市场的领先接近传感地位。这款最新产品仅占用1mm3空间,相比之前的2合1红外接近传感器模块,体积缩小6倍。因为分离近/远光电二极管失调发射器和检测器的放置位置,无线耳塞和其他可穿戴和可便携设备的设计人员可以更灵活地优化工业设计所需传感器孔径的大小和形状,以及优化产品的舒适性和性能——采用1.5mm直径圆孔或1mmx2mm椭圆孔。 目前来说,降噪技术、续航能力仍然是TWS耳机发展的拦路虎。当然,ams在此方面,还拥有数字增强听觉方案AS3460,支持半入耳式耳塞主动降噪;另外,ams独特的创新接口技术POW:COM是业内少见的创新接口技术,用于TWS耳机和配套充电盒之间。   手机拍照的画质守护者:消除闪变效应的TCS3408   现如今,只带 “一部手机”出门也可畅游无阻,特别是在拍照方面,很多时候手机就可完成这项任务。当然,手机的摄像头也越来越多,就拿最新推出的mate 30 pro来说,已完成“浴霸四摄”的成就,而iPhone 11也进化为“浴霸三摄”。可以说,智能手机摄制占据大众的大多场景。 然而,无论是在会议大屏幕拍照还是出游中式古典建筑摄制之时,总会产生一些恼人的条纹。Jennifer Zhao为记者解释表示,这是因为许多光源设计是通过快速切换打开和关闭状态,这会产生闪变的效果,该效果对于人眼来说太快,无法识别,但对于相机成像系统来说,能够检测到。 她表示,灯在交流电系统上运行,并在120Hz(或100Hz)频率下产生光源闪变,是60Hz(或50Hz)电力线频率的两倍。另外,闪变的严重程度取决于增益的强度和电压波动的规律性、光源类型(例如卤素、CFL、混合光源)和环境光水平。如果相机快门测量与照明亮度“开”和“关”光状态不同步,则光源闪变会破坏相机的曝光图像,导致图像或视频出现条带伪影。 图4:闪变效应产生的条带伪影 为应对这种问题,此前ams已量产了一款产品TCS3701,目前ams拥有这款产品的下一代产品TCS3708。据介绍,现今的手机摄像头一般使用基本的三通道红/绿/蓝(RGB)传感器来估算图像增强系统中的颜色均衡,并没有实施闪烁检测。 TCS3408支持片上闪烁检测,并发读取五个环境光感测通道(除了RGB通道之外,增加了额外的宽谱带通道和作为参考的全谱带通道)来准确测量光的颜色和强度。 另外,TCS3408还提供将一系列闪变测量数据存储在内部存储器的选项,使智能手机摄像头的视频处理器可以检测高阶闪变频率(最高2kHz)。这些闪变频率在现代的以脉宽调制(PWM) 为基础的LED光源无处不在,在可见的未来LED光源会越来越普及。 值得注意的是,这款产品内部包含RGB检测、色温检测、自动白平衡功能多合一,并不是单纯只拥有光源闪变检测,可用于管理手机显示屏的颜色和强度,增强摄像头的图像处理功能。 图5:TCS3408的详细特性 现场,Spencer Bai为记者演示了实机对比。同款手机,在启用相机闪变和校正后,有明显的区别。当然,此款产品目前来说主要针对的是手机后置的主摄像头,在面对摄像头越做越多的手机,目前来说ams也拥有解决方案使得多摄像头同时应用。 值得一提的是,对于闪变来说,在软件处理也许也可实现,不过从硬件功耗和处理方面分析,不仅成本极大并且还不确定可真正满足应用要求。而使用这款芯片是从硬件处理,不仅能满足要求还拥有超低功耗。 图6:使用TCS3408的同款手机 目前来说,TCS3408已实现量产,并已推出适用于TCS3408颜色传感器的评估模块。   创新精神的艾迈斯半导体:提升用户体验简化设计   据Jennifer Zhao介绍,ams专注于传感器需求旺盛的细分市场,显著推动年同比收入的增长。ams传感器的三大主轴是光学传感器、图像传感器和声学传感器。涵盖通信、消费电子、计算、汽车、工业与医疗市场,业务领域包括传感器解决方案、传感器IC/传感器接口、相关算法和应用软件。 图7:艾迈斯半导体先进光学传感器事业部总经理及执行副总裁Jennifer Zhao 据了解,ams公司在创新方面每年都投很多人力和物力,以保持持续创新。主要体现在以下方面: 1、OLED屏上管理方面,如若想把传感器放在OLED屏下,如何在屏下获得ALS的最好性能,就需要考虑如何避免对屏下射光的影响,如何得到非失真的真实传感、红外的抑制。在这些方面,ams的产品与友商相比具有更大的优势。 2、窄边框/无边框LCD显示屏方面,目前很多产品的边框是非常窄的,则需要考虑如何既把传感器做的很小还保持一样的敏感度。 3、TWS耳机方面,Spencer Bai表示ams认为最重要的是要做的传感器体积要小,另外在距离上的优化也尤其重要,因为TWS耳机主要是来测耳机位置是否佩戴正确,所以测试距离要非常近。 4、在前置应用方面,主要针对3D人脸识别技术的应用。市场上主要有三种不同的方案,包括结构光、主动立体视觉、飞行时间,各个方案有不同的优势,像结构光的安全系数是最高的,但是价位也是最高的;立体视觉则比较适合中距离;ToF较容易应用,但是安全性没有结构光这么强。而ams这三种解决方案则全部提供。 在后置方面,包括精准测量、红外抑制,主要应用是接近技术传感。Jennifer Zhao表示,最新开发的TMF8801可做到2.5米的检测,更远的距离检测,就会拥有更广泛的应用。另外,这款产品的最新方案是测量商场展架前有多少顾客经过,而在下一步的产品上,将会研发更远的距离检测,预计可以达到5米左右。 5、在医学和健康保健方面,主要包括生物传感器、体液监测、药物鉴定、心率和血压、医疗显示器校准。 图8:创新精神根植于艾迈斯半导体的DNA 而在本次主要介绍的光学传感方面,拥有两个产品线——集成光学传感器、颜色和光谱传感器。 图9:先进光学传感—深入研究光学和颜色光谱传感技术 总体来说,全球智能手机如今已进入下半场,在此方面的契机便是从底层技术创新入手,因此创新传感器就成为了制胜的关键。ams作为一家持续创新的企业,将为市场带来更具竞争力的新产品。 图10:大中华区市场应用工程总监Spencer Bai

    时间:2019-11-17 关键词: 传感器 技术专访 艾迈斯半导体 tws耳机 闪变效应

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