• 车载语音设计有哪些新挑战?新型语音合成芯片需求凸显

    车载语音设计有哪些新挑战?新型语音合成芯片需求凸显

    随着人们对汽车安全性能要求的进一步提升,汽车安全相关的法律法规越来越完善,很多国家和地区要求汽车必须配备自动紧急制动系统(AEBS)或者ADAS系统等,随之而来的是对功能告警车载语音需求的增加。尤其是用于告警的语音,对响应性能要求非常高,不能出现语音播报延迟,这些都对车载语音的品质要求提出了新的挑战。 最近,ROHM旗下的LAPIS半导体推出了用于车载语音系统的车载语音合成LSI"ML2253x系列"产品,可以很好地解决以上的新挑战。 LAPIS半导体的语音芯片已经历了40多年的发展,在市场上颇受欢迎,目前,LAPIS半导体的语音芯片在日本的销量占据业界第一,全球销量高达1500万片/年。 此次新推出的语音合成LSI"ML2253x系列"可以直接连接扬声器,并仅需发送简单指令就可以播放语音,同时,该语音芯片内置高音质的DA转换器,各种高性能滤波器(有I2C、SPI两种通信接口),并且内置了功放和存储器,配备了所有语音播放所需的零部件。 LAPIS半导体的语音合成LSI芯片和以往通过主控MCU利用软件实现语音报警方式不同,该语音合成LSI芯片是通过硬件实现语音播报,相应性能更好,性能上更加稳定可靠,对主控MCU和系统产生的负荷也会更小。该语音合成LSI"ML2253x系列"在接收到播放命令之后,可以做到在5毫秒之内进行语音播报,响应速度迅速。 另外,由于该语音合成LSI芯片集成了车载语音系统所需的所有配件,因此可以大大降低由外部零部件发生错误所产生的影响。 与以往解决方案不同的是,该语音合成LSI在播放语音的同时还搭载了故障安全检测功能。 车载语音合成芯片ML2253x系列分两种,一种是内置FLASH的M22Q53x系列,另外一种是ML22530系列,可以连接外置存储器。归纳一下,这两款新产品具有以下几个特点: 1、播放音异常检测功能,可以检测出模拟电路的异常反馈给主控MCU,还可以检测出在系统端无法确认的一些语音播放问题。 2、可通过主控MCU进行FLASH的改写,可在开发中修改数据,非常便捷与灵活。 3、支持HQ-ADPCM算法压缩,相比市场上常用的ADPCM算法和非线性PCM以及PCM算法,该算法在保持高音质和音效的同时,可实现高压缩率。事实上,HQ-ADPCM算法实现的音质可以媲美CD(PCM算法)音质,但占用空间要小得多,可以做到CD格式的五分之一,更加节省存储空间和成本。 4、可以通过命令传输错误检测、短路检测、高温错误检测,持续监测芯片内部的异常情况,一旦发生异常,即可通知主控MCU,从而有助提高整个系统的品质。 据了解,目前该语音芯片已经应用在像车载、安防、家电等广泛领域,例如:家电产品的使用提示、安防的烟感报警,还有车载应用中的功能提示、安全提示(在车内提醒乘员系好安全带,在车外模拟发动机声音提醒路人注意车辆)等声音,LAPIS的语音合成LSI将是这些领域的理想选择。

    时间:2020-06-01 关键词: 技术专访 罗姆 车载语音 语音合成芯片

  • 打破市场空白,是德科技首推内置

    打破市场空白,是德科技首推内置"故障猎人"的示波器

    示波器是工程师离不开的案头工具,查看波形、查找异常、分析调试是最主要的功能。 每一次示波器技术上的突破,都会为工程师的测试体验带来质的提升。 最近,示波器领导厂商是德科技推出了一款具有8个模拟输入通道的8合1多功能集成示波器Infiniium MXR系列,特别创新的一点是该系列示波器首次引入故障猎人功能,让工程师查找异常信号的工作变得非常简单。 据介绍,Infiniium MXR系列示波器具有8个模拟通道和16个数字通道,当24个通道同时使用时,仍能保证每个模拟通道带宽同时达到6GHz,每个模拟通道采样率同时达到16GSa/s,每个模拟通道后面的ADC都是10比特。在一台仪器中,实现精确、可重复的、多通道高性能测量,帮助客户降低测试流程的复杂性。虽然是一台示波器,但它内置了8种仪器功能:实时频谱分析仪(RTSA)、示波器、数字电压表(DVM)、波形发生器、频响分析仪(波特图)、频率计数器、协议分析仪和逻辑分析仪。 首款带宽超过2GHz且支持8通道的示波器 市场上的示波器种类繁多,是德科技为什么还要推出一款新系列示波器?是德科技大中华区汽车与新能源测试方案市场经理杜吉伟解释说,目前市场上,USB2.0接口的流行,使得主流的示波器带宽已经变为2GHz带宽,比USB2.0速度更快的总线和接口,比如MIPI等也越来越常见,同时,嵌入式电路设计中,会同时存在多种电源轨,例如: 5V 、3.3V 、2.0V、1.8V 、1.2V 、1.1V 等,他们的上电顺序和掉电顺序有严格要求,传统的四通道示波器已无法同时观察它们的时序,因此业界需要8通道示波器,而且考虑到周边高速数字总线甚至无线和射频信号的干扰,这些8通道示波器的带宽需要超过2GHz,Wi-Fi 6 、物联网、工业物联网所使用的频段已跨入2GHz~6GHz频段。因此,正是顺应市场的新测试需求,是德科技推出了这款带宽最高达到6GHz的8通道Infiniium MXR系列示波器。 杜吉伟特别指出,在目前市场上,超过2GHz带宽且支持8通道的示波器,Infiniium MXR系列是第一款。 首款内置实时频谱分析仪的示波器 另外,随着电路板中的无线射频信号的增加,例如:WiFi、Bluotooth等,工程师使用示波器不仅要能够在时域里观察波形,还需要能够从频域进行实时的调试和分析。对于之前的示波器,无法同时满足时域和频域都可实时完成测试这一新需求的。为此,Infiniium MXR系列示波器创新地内置了实时频谱分析仪功能,使得工程师能够同时从频域和时域的角度对被测信号进行实时分析。 首款引入故障猎人的示波器 Infiniium MXR系列的另一个创新之处是首次引入了故障猎人,通过机器学习被测信号的特征,不断对它们进行比较分析,从而发现异常信号,而且可以把异常信号的特征拷贝到触发设置中,以便进一步分析和调试。 杜吉伟指出,有了故障猎人的帮助,工程师即便不是示波器专家,也可以通过按下两个按钮即可轻松寻找到异常信号。以往需要几个小时甚至几天才能解决的问题,在故障猎人的帮助,工程师只需几分钟就可快速搞定。 示波器创新背后的黑科技 作为是德科技推出的一款新系列示波器,Infiniium MXR系列既继承了高端示波器Infiniium UXR系列的部分专用芯片性能,又具有InfiniiVisionX系列的多合一和快响应的优势,同时还继承了InfiniiumS系列在信号完整性方面的世界级表现,并且兼顾了带宽、功能可升级的经济性,可以说作为新的中端示波器,Infiniium MXR系列实现了极高的性价比。是德科技是如何实现这种产品创新的? 据是德科技 (中国)有限公司大中华区市场总经理郑纪峰介绍,是德科技能在市场上持续保持领先的技术优势,与自身的创新引擎分不开。 是德科技将其创新的核心动力归于三层研发架构,第一层是是德科技中央实验室(Keysight Labs Central Teams),它专注超前技术的研究,担负着是德科技的核心软件与硬件产品(例如:半导体工艺和专用芯片等)的研发工作;第二层是产品创新中心,担负着面向各行业领域的创新产品的推出,例如:示波器、频谱仪等;第三层是解决方案集团(Solutions Groups),为用户提供真正交钥匙的解决方案。 正是由于是德科技完善的三层研发架构,使得其在示波器领域既能推出超高性能的高端产品,也能推出填补市场空白的创新产品。郑纪峰透露,目前是德科技最高端的InfiniiumUXR系列示波器,一台仪器4个通道,每个通道可同时达到110GHz的实时带宽, 256GSa/s的采样率,这背后都离不开是德实验室所具有的芯片研发和磷化铟半导体工艺:3D 内存存储和管理、10bit A/D转换器、新型大数据处理专用ASIC等。这些先进的工艺和设计是示波器性能的有力保障。 Infiniium MXR系列示波器的推出,为工程师开启了一个全新的测试工作环境:从时域分析到频域等其他领域延伸的测试工作,都可以在一台仪器中进行,同时强大完善的测试性能和功能使工程师能更专注于自己的设计工作,更快的将产品推向市场。

    时间:2020-05-25 关键词: 示波器 是德科技 技术专访

  • 产能翻番,安森美碳化硅为何“必不可少”?

    产能翻番,安森美碳化硅为何“必不可少”?

    具有优异特性的“第三代半导体材料”碳化硅(SiC)相比传统硅材料,因具有良好的带隙、击穿场强、高热导率、高电子迁移率、高饱和电子漂移速度而被制为SiC MOSFET和SiC二极体,大面积应用于汽车和工业市场。 图:Si、GaAS、GaN和SiC半导体材料特性对比 同被称为第三代半导体材料的氮化镓(GaN)因其特性,多被用于650V以下的中低压功率器件及射频和光电领域,而碳化硅(SiC)则主要用在650V以上的高压功率器件领域。 利用碳化硅器件可以明显获得小型轻量,高能效和驱动力强的系统性能。经过研究和长期的市场认证,利用碳化硅材料的特性优势,不仅可以缩小模块的体积的50%以上,减少电子转换损耗80%以上,还可全面降低综合成本。 图:碳化硅功率半导体器件相较于硅基功率器件优势 (资料来源:赛迪智库) 据Yole称,碳化硅功率半导体市场预计将达到15亿美元,另据IHS数据,碳化硅市场总量在2025年将有望达到30亿美元这一规模。 图:SiC市场总量走势 (资料来源:Yole、IHS) 随着汽车和工业市场的不断增速,碳化硅市场“疯狂生长”。据悉,安森美半导体的市场份额增长极快,2019年成为了排名第五的碳化硅供应商,而这家厂商的愿景是在2025年跻身前三甲。 拥有多重优势的碳化硅产品 安森美半导体(ON Semiconductor)宽禁带产品线经理Brandon Becker告诉记者,安森美半导体在汽车和工业应用方面取得了许多成就。他强调,安森美半导体在全球电源行业中排名第二,因此与客户互动,使碳化硅(SiC)产品被广泛应用于广泛的领域,包括但不限于电动汽车、逆变器、充电器、可再生能源、涡轮机、铁路、医疗、建筑、电器、照明等。 图:安森美半导体宽禁带产品线经理Brandon Becker 他表示,取得如此优异的成就源于安森美半导体所具有的多重优势:首先,器件性能和质量均坚固耐用,并符合AECQ101规格;其次,安森美半导体的供应链是无与伦比的,从基板到封装或模块均为自产;第三,拥有才华横溢、多元化的开发团队,推动着SiC性能的极限。 据了解,安森美半导体提供大范围的SiC MOSFET和SiC二极体,并推出了多代技术的产品。我们的所有器件都符合汽车标准,因此工业市场真正能同时获得最佳品质的器件。 在二极管方面,安森美半导体自2016年开始,便发布了650V和1200V二极管产品组合,并在2019年7月首次发布1700V二极管产品组合。 在MOSFET方面,安森美半导体在2018年12月发布了初代1200V产品,650V/750V/1700V产品现均已提供样品,将在今年发布。 具体如下: ● 650 V SiC 二极管 ● 1200 V SiC 二极管 ● 1700 V SiC 二极管 ● 650 V SiC MOSFET  (现提供样品,2020年发布) ● 750 V SiC MOSFET  (现提供样品,2020年发布) ● 900 V SiC MOSFET ● 1200 V SiC MOSFET ● 1700 V SiC MOSFET (现提供样品,2020年发布) 6英寸晶圆产能每年都在翻番 在过去碳化硅晶圆还停留在4英寸基板时,晶圆短缺和价格高昂一直是碳化硅之前难啃的“硬骨头”,目前市场已逐步从4英寸转向6英寸。 据Yole预测数据显示,在2017年4英寸导通型碳化硅晶圆市场就接近10万片,而6英寸碳化硅晶圆则只有1.5万片;在2020年4英寸碳化硅晶圆仍然保持原有水平,而6英寸晶圆市场需求已超过8万片,并将在2030年逐步超越4英寸晶圆。 图:导通型碳化硅晶圆市场预测 (数据来源:Yole) 另外,拥有更高频率和高电阻的半绝缘碳化硅晶圆亦是如此。在2017年4英寸的需求量在4万片左右,而到2020年4英寸的需求量将保持不变,6英寸半绝缘衬底市场迅速提升到4-5万片。 图:半绝缘碳化硅晶圆市场预测 (数据来源:Yole) 那么在晶圆产能方面,安森美半导体处在什么状态呢?Brandon Becker告诉记者,安森美半导体每年的产能都在翻番,以领先于客户的进度计划量。 如此产能下,价格必然可以快速下降,究其原因Brandon Becker坦言,主要在于三个关键点:(1)基板质量在提高,带来更好的芯片良率;(2)更多的基板供应商达到了生产质量;(3)客户的采用率在增加,推动了更高的产量。 值得一提的是,在2020年3月19日,安森美半导体与美商GT Advanced Technologies(GTAT)宣布执行一项为期五年、潜在价值5000万美元的协议。根据协议,GTAT 将为推动节能创新的全球领导者安森美半导体生产和供应 CrystX™ 碳化硅(SiC)材料[笔者注:GTAT专有的150mm(6英寸)SiC晶体],用于高增长市场和应用。 另外,科锐(CREE)与安森美半导体也于去年8月签署多年协议,将向安森美半导体供应价值8500万美元的先进150mm(6英寸)碳化硅裸片和外延片。 在如此充足的材料和裸片的保障下,加之安森美半导体40余年的大批晶圆生产经验,不仅保证了充足的市场供应,也能够引领器件性价比的提升。 此前,安森美半导体低压金属氧化物半导体场效应晶体管高级董事兼总经理Bret Zahn曾表示,碳化硅市场下一步关键是实现IGBT成本平价。加速成本平价及更低的关键是完全垂直整合,因此,实现完全垂直整合也是安森美半导体的目标之一。 不过,虽说碳化硅的单器件成本的确高于传统硅器件,但从整体系统成本来说碳化硅仍然比硅器件更具“系统级”成本优势,这主要归功于碳化硅的高能效以及低发热下使用寿命的延长。 Bret Zahn强调,碳化硅已为许多汽车应用提供了“系统级”成本效益,一旦碳化硅可以在器件级实现与IGBT的成本平价,更高的效率结合更低的价格所带来的优势必然可以牵引电动汽车市场的应用。 不平凡的开局下目标仍然明确 这个不平凡的2020年,开局便迎来重大公共卫生事件。Brandon Becker表示,新冠病毒给全球市场带来了严峻的冲击,在这前所未有的时期,我们祝愿大家健康安全。 “对于安森美半导体来说,这是个真正的机会,因为当供应链和材料保证被重视时,我们有内部供应能力,这在行业内是独一无二的。因为许多其他竞争对手都依赖外部的代工或封装服务,其供应链有不确定性。此外,我们还通过电话会议与客户保持紧密联系合作,远程支持他们的设计需求。” 那么在这种考验下,安森美半导体在汽车和工业业务原定目标能否实现?Brandon Becker告诉记者,尽管新冠病毒大流行扰乱了市场,但我们的业务被认为是必不可少的,在全球范围内都在非常严格的准则下运营。目前,即使员工在早期遇到困难,大家仍致力于实现这些项目,所以仍然看到业务和发展目标得以实现。 碳化硅整体市场逐步发展至今,安森美半导体认为,整个市场格局将是汽车约占60%的市场总量,其他40%来自一些不同的工业领域。Brandon Becker强调,碳化硅的未来在于模块,并将离开分立器件。模块在功率密度、额定功率和热性能等方面实现了应用的最大差异化。 值得一提的是,安森美半导体在中国拥有庞大的业务网络,拥有汽车和工业的专门碳化硅团队。相信伴随市场的脚步和安森美半导体强大的开发团队和合作网络,碳化硅器件的性价比会越来越高,相信未来的汽车和工业市场也将更加繁茂。

    时间:2020-05-20 关键词: 安森美 碳化硅 SiC 技术专访

  • 超低功耗Wi-Fi技术横空出世,能取代蓝牙吗?

    超低功耗Wi-Fi技术横空出世,能取代蓝牙吗?

    Dialog半导体是一家总部位于伦敦的fabless无晶圆芯片设计公司,主要业务是提供低功耗先进混合信号IC,其中在PMIC、sub-PMIC和可配置混合信号IC供应商中排名第一,同时,Dialog半导体也是低功耗蓝牙技术的领先创新厂商。 对于国内用户,大家所熟悉的小米手环里所使用的蓝牙芯片就是Dialog的产品。除了低功耗蓝牙产品,Dialog最近新推出了超低功耗的Wi-Fi芯片,貌似要在某些领域革蓝牙的命。 Dialog半导体公司连接和音频业务部产品营销总监崔南岫详细介绍了这款超低功耗Wi-Fi芯片及主要的目标应用市场。同时解释了为什么现在市场上需要这种超低功耗的Wi-Fi芯片,它跟一般的Wi-Fi芯片有什么样的区别。 为何现在市场需要超低功耗Wi-Fi? 作为诞生20多年的一项成熟技术,Wi-Fi成功地深入了我们生活中的各方面,但Wi-Fi之外,仍然存在着其他无线连接技术,例如低功耗蓝牙(BLE)、ZigBee、NB-IoT等。为什么Wi-Fi不能完全覆盖所有的应用呢,这是因为Wi-Fi最致命的一个弱点 - 功耗问题。 之前市场上的Wi-Fi设备,虽然是无线联网,但都需要一个电源线,无法做到完全的无线化。对于电池供电的应用,就没办法使用Wi-Fi技术了,例如智能门锁等。所以不得不求助于ZigBee或蓝牙等其他低功耗技术来代替,但这样做又会面临另一个麻烦,这些无线技术不能直接联网,还必须使用网关等其他设备,势必会增加整个系统的成本。 低功耗Wi-Fi产品的应用场景 正是基于以上的市场需求,Dialog公司创新地解决了Wi-Fi产品的根本弱点,实现了超低功耗,从而使一些电池供电且又需要时刻联网的典型应用也可以使用Wi-Fi技术了,例如:智能门锁、Wi-Fi摄像头、温控器、各种电池供电的传感器、智能手表/手环、电子笔等。 智能门锁:使用超低功耗Wi-Fi技术,只需将Wi-Fi嵌入门锁,使用家里的AP网关即可,省去了BLE+AP网关,或者ZigBee+网关这种方式。经实际测试,采用Dialog超低功耗Wi-Fi芯片后,每天门锁开关20次的情况下,4个5号AA干电池可以用到1年以上的时间。 Wi-Fi摄像头:因为Wi-Fi无线技术的宽频优势,可以传输大容量的视频数据,以往的应用中,必须采用大容量的充电池,且经常充电或换电池,现在有了超低功耗Wi-Fi,这些麻烦就可以有效避免。经实际测试,采用Dialog超低功耗Wi-Fi芯片后,10 MB的HD高清视频,一天5次使用的情况, 4000mAh的电池可以持续用到一年以上的时间。 温控器:使用Dialog超低功耗Wi-Fi芯片后,在功耗上基本与蓝牙方案接近,如果每天使用30次,电池续航能力可达到3年以上。 各种传感器:这些传感器需要持续保持联网,低功耗的Wi-Fi是最适合的技术,不用网关来跟AP连接,更适用于小电池供电。 智能手表和手环:现在的智能手表和手环功能更复杂,处理的数据更多,蓝牙或BLE的数据传输能力已无法满足需求。超低功耗Wi-Fi芯片就是最理想的选择,它即可满足数据传输的带宽需要,又能满足小电池的低功耗要求。 电子笔:目前智能电子笔一般采用4G+BLE的方案,整个成本和效率都不是太好。如果采用低功耗Wi-Fi芯片,就可以去掉4G模块或者BLE的部分,写了字后可直接联网,云平台传输,非常方便。特别适用于教育行业、金融行业、媒体行业等领域。 超低功耗Wi-Fi芯片的特点和背后的黑科技 DA16200 SoC是专为电池供电的IoT应用而设计的超低功耗Wi-Fi芯片,在很多应用中,即使是始终保持联网的设备也能实现长达5年的电池续航能力。 它之所以能实现不同以往的超低功耗,是因为采用了专有技术VirtualZero,VirtualZero的意思是一直保持联网的情况下,功耗几乎为0。 这种超低功耗技术并未对Wi-Fi其他性能进行折中,DA16200芯片是完全集成的Wi-Fi SoC,包括CPU、SRAM,完全满足Wi-Fi的整个规范,包括射频的灵敏度、传达的距离长度等。 包括智能门锁、温控器、安防监控摄像头、以及其他需要始终保持Wi-Fi联网的应用都是DA16200芯片的目标市场。 降低设计门槛的超低功耗Wi-Fi模块 除了DA16200芯片,Dialog还推出了DA16200模块和DA16600(Wi-Fi+BLE二合一)模块,大大简化用户的设计难度。 DA16200模块除了DA16200芯片以外,还集成了内存、RF器件、晶振、滤波器、天线等所有必需的器件,这个模块已通过了各国主要的Wi-Fi认证,用户直接拿来使用即可。 DA16600是一个Wi-Fi +BLE的组合模块,针对那些需要两种无线连接技术的应用。一个模块提供两种RF共存,解决了硬件软件上的兼容问题,从而可以大大简化用户的设计工作,降低用户使用门槛。 超低功耗Wi-Fi芯片的推出,使得Wi-Fi技术可以应用在电池供电的物联网设备中,进一步扩大了Wi-Fi技术的应用领域。

    时间:2020-05-12 关键词: Wi-Fi 蓝牙 dialog 技术专访

  • 解读《2020蓝牙市场最新资讯》:增速最快的蓝牙应用是什么?

    解读《2020蓝牙市场最新资讯》:增速最快的蓝牙应用是什么?

    最近,蓝牙技术联盟发布了《2020年蓝牙市场最新资讯》,蓝牙技术联盟高级战略规划总监Chuck Sabin(夏斌)先生详细解读了蓝牙市场的最新资讯和蓝牙技术的未来发展方向。 他指出,今年蓝牙设备总出货量预计可以达到46亿,而5年后,到2024年,蓝牙设备年度出货量将会达到62亿。 截止2019年底,全球人口数量是77.5亿,可以说几乎世界上的每个人每年都要购买一件蓝牙设备。 作为一种无线通信标准,蓝牙技术为何能实现如此普及的应用? 这其中,增速最快的蓝牙应用是什么? 在所有的蓝牙设备中,应用最多的是在哪个领域? 针对以上问题,Chuck Sabin先生对此报告进行了详细解读。 Chuck Sabin先生认为,基于蓝牙技术的设备的快速增长与蓝牙在四大解决方案领域的不断创新分不开,这四大解决方案分别是音频传输、数据传输、位置服务和设备网络。 音频传输是蓝牙第一大解决方案领域,预计至2024年,蓝牙音频传输设备年出货量将达到15亿,较2019年增长40%。 而今年,凭借(LE Audio)的推出,蓝牙技术将再次改变体验音频的方式,并让人们以前所未有的方式与世界相连。市场上将会出现更多、更丰富的蓝牙音频用例。 关于数据传输领域,其中一个非常重要的应用领域就是物联网。而在当今物联网的设备当中,蓝牙技术采用的比例是在整个的所有物联网技术当中处于第一位的,数据显示,在所有物联网设备当中,38%采用了蓝牙技术,这一采用率远远超过其他技术,例如WiFi、RFID、蜂窝网络甚至有线传输。 蓝牙技术联盟预计,到2024年,整个基于蓝牙的数据传输设备年出货量将会达到15亿以上,其中,蓝牙的可穿戴设备的出货量将会达到4.1亿,蓝牙的互联玩具年出货量将会达到1.2亿。 位置服务设备出货量到2024年的时候预计能够达到5.38亿,尽管位置服务的年出货量并不是四个解决方案里最大的一个数值,但是它的增长率在所有的解决方案领域中是最快的:从2019到2024年的年复合增长率高达32%。根据ABI研究的结果,到了2024年,蓝牙位置服务将会覆盖18亿部手持设备,包括手机和平板电脑,蓝牙位置服务将遍及全球用户。到了2024年,蓝牙个人标签设备以及库存追踪标签设备的出货量将会达到1.3亿,其中包括钥匙,钱包等。 蓝牙位置服务持续受到关注,最近,蓝牙技术联盟推出了增强功能,寻向服务,并且将寻向服务的精确度从之前的米级别提升到了厘米级别。这就意味着,你不仅能够通过蓝牙知道这个设备大致离你的位置有多远,而且知道它大约在屋子的哪一个角落, 随着经认证的蓝牙mesh相关产品数量每六个月增长一倍,以及家居自动化和商业照明领域创新企业的迅速采用,蓝牙mesh已有力证明了其在创建控制、监测及自动化系统方面的适用性,使成百上千台设备能够进行可靠、安全地通信。至2024年,蓝牙网络设备年出货量将达到8.92亿。蓝牙技术联盟认为,在这方面,中国市场大力地带动了设备网络领域的快速发展,到2024年,中国智能扬声器的采用将会增加2.5倍,中国所采用的可连接设备,例如住宅用的智能照明和自动化设备将会增长3倍。 蓝牙的无线传输可以分为两种:传统蓝牙无线电、低功耗蓝牙无线电。在对蓝牙无线电技术的预测中,蓝牙技术联盟非常看好低功耗蓝牙无线技术。报告显示,在各种应用中,低功耗蓝牙预计会以26%的年复合增长率成为增速最快的蓝牙无线;得益于近期发布的低功耗蓝牙音频标准,低功耗蓝牙单模设备在未来5年将增长3倍;预计到2024年,所有平台产品(手机、平板和笔记本)将100%支持双模蓝牙无线电技术。 蓝牙技术的迅速普及快速增长离不开蓝牙技术联盟的积极努力。目前,在蓝牙技术联盟中共有14个工作组,在80个规格标准的项目当中展开工作,仅在过去一年中,就有超过2000名参与者,对已存在的蓝牙规格标准进行完善,对新蓝牙规格标准进行提议。截止目前,蓝牙技术联盟在全球的会员公司达到近36,000家,会员公司可以进行多元化的合作以及创新,正是在蓝牙技术联盟和众多会员公司的共同努力下,保证了蓝牙技术的持续成功。

    时间:2020-04-21 关键词: 蓝牙 蓝牙技术联盟 低功耗蓝牙 技术专访

  • “危”中有“机”,Intel放大招

    “危”中有“机”,Intel放大招

    一个“不太平凡”的春天展开了2020年的序幕,突如其来的疫情,成为了股市的“黑天鹅”、半导体行业的“硬骨头”,不太乐观的一年来临。 全球性危机降临下,近日以来,停工停产、业绩惨淡甚至退市的消息层出不穷,而回顾以往的全球性事件下,每个行业也都会迎来一次新的洗牌。 那么,在这种危机之下,作为高科技企业,究竟该如何看待这件事,该怎么做?在4月9日英特尔所举办的“智存高远,IN擎未来”2020年度战略“纷享会”上,英特尔告诉记者,“2020年是新十年的起点,是一个巨变的时代。世界正在重塑,前所未有的变革正在发生。危机就是 “危”中有“机”,危机比平时,更考验一家公司。困难终将过去,如何长远发展业务、产业,这需要战略性的眼光和丰富的经验,在危机中寻找到机会。” 01危机中的“智能X效应” “2020年,英特尔成立已经52年,在中国也扎根走过了35年。作为一家高科技公司,永远要站在最前端,看到别人看不到的东西,不断创新技术去抓住每一次增长的机会,同时也必须要有驾驭危机的能力。”英特尔公司全球副总裁兼中国区总裁杨旭如是说。 图1:中国35年的探索者、参与者、贡献者 作为一家无人不知无人不晓的高科技企业,推动了芯片晶体管数量上百万倍的增长,处理能力45万倍的成长。杨旭骄傲地为记者介绍表示,技术驱动的背后是“世界级”的投入。他坦言,去年的研发投入是134亿美元,占营业收入的19%,在半导体行业遥遥领先。那么,英特尔是如何看待现在正面临的危机? 疫情加速了数据经济的快速推进,前瞻思维是当前的关键。特殊时期,在线教育、远程办公等应用井喷式爆发,物流机器人、健康码、人口流动管理等应用也逐渐步入人们视线,这些趋势是不可逆转的。 值得一提的是,在特殊时期,中国在第一时间就推出了“新基建”,就像非常及时的催化剂一样,是对于推动数字经济发展和升级转型的机会。“‘新基建’需要AI、5G、云计算、智能工厂等技术做支撑,它不仅是简单的基础设施建设,如何完成数据本身的增值,最后变成服务于增值的个性化业务,才是“新基建”背后的价值。” 杨旭强调,英特尔在此前的业务结构便由“以PC为中心”转变为“以数据为中心”,他坦言,在不远的将来,很有可能变为30%是传统的PC业务,70%都是以数据为中心的业务。而这一切,则刚好与“新基建”背后的技术相符合,英特尔称之为“智能X效应”。 这个“X”代表的是什么?首先X可以代表智能的各种物,越来越多的智能物开始互连,并且不断产生海量数据,这是一个2024年可以拥有3000亿规模的潜在市场,提供了未来整个产业的增值,产生创新的“X效应”;另外,X在英文单词中也有“灭绝”的意思,如果没有抓住智能效应的机会,可能就会因为没有抓住机会,而在这场大浪淘沙之中灭绝。 杨旭强调,“智能X效应”下万物皆为发“计算机,这种云到端的智能化,将驱动未来的智慧城市、智慧能源、智慧小区、智慧医疗。“创造改变世界的技术,造福地球上每一个”,这便是英特尔提出“智能X效应”的宏旨。 图2:智能X效应开创可持续发展新格局 02疫情下的“科技无国界” 此前英特尔曾在中国抗疫战初期捐助了1000万美元,还有员工各自的捐助,据英特尔公司市场营销集团副总裁兼中国区总经理王锐透露,接下来,英特尔将在抗疫战中继续捐助5000万美元,做出力所能及的贡献和助力。 发挥智能技术应对突发公共事件的社会价值是英特尔的核心思想,“疫情最前线,英特尔的产品和技术也充分体现了社会价值,诸如许多呼吸机上搭载的英特尔FPGA加速器、基于英特尔平台的无接触医疗机器人、AI技术支持的口罩智能生产和检测系统等。”王锐告诉记者,这场疫情也让人深刻体会到了智能数字技术的搭建,不仅有利于人类,更是对突发公共事件防范的必备品。 图3:抗疫离不开智能技术 另外,杨旭表示,在医疗救助最前线,生命科学则是智能科技的关键应用——在线诊疗、影像分析、基因组分析都是抗疫的关键。英特尔与联想、华大基因联手,用高性能计算平台加速对基因组特性研究,希望揭开病毒的更多谜底。 “科技无国界,在这一次疫情当中得到了非常好的验证。”杨旭表示,英特尔不仅快速投入到抗击疫情之中,在成都、大连的工厂也给全世界做出了表率。他表示,在第一时间保护员工健康的同时英特尔在成都、大连的工厂没有停工一天,这是一个非常了不起的表率作用。而这些经验已被借鉴到了全世界的工厂上。 图4:科技无国界,英特尔实现全球价值链 当然,其实在很久以前英特尔便用实际践行了“科技无国界”这一说法。王锐为记者介绍:“金风慧能,是一家新能源数字化、智能化专业服务提供商,利用英特尔AI解决方案得以将风能预测准确率从60% 提高到80%,打破75%的行业基准。这20%的提升相当于减少了120吨的碳排放量,相当于种植了24000棵树。这不仅能保证北京冬奥会对清洁能源的要求,而且对中国践行绿色的可持续发展也有重要的示范意义。我相信,这个智能方案,将为整个风电行业树立标杆。” 无独有偶,快速部署智能ETC是我国交通部的重点项目,项目规模非常大,涉及省份非常多,时间非常紧急。“海得控制与英特尔共同打造交通行业ETC一体化整体解决方案,低延时、性价比高,有力支持了交通行业大规模智能ETC快速应用和落地,而且解决方案还可以复制到制造业和能源业。像这样的例子还有很多,我们的理念就是聆听客户需求,帮助客户实现更大成功,同时也推动社会进步”,王锐如是说。 高科技产业靠的是人才,英特尔在中国的35年内的合作项目覆盖了从小学到中学到大学,并且与国家教育部已合作24年,培训了数百万的教师,支持100多万青少年参加各种竞赛,为人才培养打下扎实的基础。 图5:英特尔在中国人才培养上所作出的努力而在中国的精尖制造上,成都工厂不仅是英特尔最大的封装测试基地,还代表了英特尔在此方面最顶尖的水平。而大连工厂从最初的芯片组业务转型到存储业务,并且正在从96层的3D NAND过渡到144层3D NAND技术,这是3D NAND产业在全世界最先进的技术,也是最高的密度。杨旭表示,英特尔总是将最先进的技术第一时间带到中国。 图6:中国一直是英特尔精尖制造的核心值得注意的是,英特尔在国内的布局与国家政策紧密相连,浦东开发、西部开发、振兴东北都有这家龙头企业的身影。成都、大连的上下游产业链的集群效应也带动了区域经济的发展。 03创新上的“六大技术支柱”英特尔最为著名的便是其在芯片方面的成就,上文也有提到英特尔业务结构将由“以PC为中心”转变为“以数据为中心”,这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。作为大型IDM厂商,英特尔在本次“纷享会”英特尔中国研究院院长宋继强上宣布了围绕六大支柱所指向的创新技术。 图7:驱动智能创新的六大技术支柱 1、制程回归两年更新周期 宋继强表示,英特尔在持续推动摩尔定律的演进,目前已经能够让制程回归两年的更新周期。新一轮10nm的创新产品已经陆续问世,良品率大幅度提升,产能也大幅提升。在10nm上,我们可以获得大规模的算力,同时大幅降低功耗。未来,还将以极快的速度过渡到更先进的7nm工艺,2021年会有产品首发。 图8:摩尔定律将演进 2、全新的Xe架构 在架构方面,英特尔不断加速推动计算架构的创新。全新的Xe架构是一个非常灵活、扩展性极强的统一架构,针对性地划分成多个微架构。Xe可用于几乎所有计算、图形领域,包括百亿亿次高性能计算、深度学习与训练、云服务、多媒体编辑、工作站、游戏、轻薄笔记本、便携设备等。 图9:全新架构Xe将推动创新宋继强向记者展示了两个架构方面的例子,其一是2019年所面世的首款基于Xe架构的高性能和高灵活性的独立通用型GPU,这款产品采用了7nm制程工艺、Foveros封装技术和CXL连接标准;其二是首款基于Xe架构的独立图形显卡“DG1”,极高的能效可为游戏和内容创作提供更好的优化。 图10:两个关于Xe架构的例子 3、先进的封装技术EMIB、Foveros、Co-EMIB此前,21IC中国电子网在《不止步于CPU,英特尔面向未来的目标:以封装的视角看六大技术支柱》中重点介绍了EMIB、Foveros和两个技术相结合的Co-EMIB技术。宋继强为记者介绍表示,EMIB是一种2.5D封装技术,可以想象是在一个水平层很多不同功能芯片,依靠非线连接的方式进行互连;Foveros是一种3D堆叠技术,可以想象是在盖高楼,在垂直方向上布置更多面积更小、功能更简单的小芯片来提供高带宽、低功耗的芯片连接;Co-EMIB可以理解为EMIB和Foveros两项技术的结合,如果将Foveros比作“摩天大楼”,那么Co-EMIB则可以理解为不同Foveros堆栈间的“天桥”。 图11:英特尔先进封装技术4、超异构计算:XPU+oneAPI在摩尔定律放缓之际,登纳德缩放比例定律和阿姆达尔定律接近瓶颈之时,在计算加速上提及最多的词语便是“异构计算”。“英特尔为满足多元化计算需求,一直在推进超易购计算的实现”,宋继强表示,通过XPU(CPU、GPU、FPGA、加速器等)的混合式架构,配合便捷开发的统一平台oneAPI进行软硬的有机结合。 图12:XPU+oneAPI的软硬有机结合以“极光”(Aurora)超级计算机架构为例来说,这款产品搭载了2个10nm至强可扩展处理器、6个Xe架构的Ponte Vecchio GPU,采用多层级内存技术,通过oneAPI展现不同的架构能力。据介绍,这个超算架构会应用于能源领域的高性能计算之中。 图13:“激光”(Aurora)超级计算机架构 04新纪元的“颠覆性创新” “通过过去35年的经验,我们总结出,和产业合作必须要前瞻性,看到别人看不到的东西,大胆投入研发,技术创新。”杨旭如是说。 “计算、存储和传输是英特尔的三驾马车,而未来计算的颠覆性效应也将围绕这三个维度发生。”王锐如是说。 因此,针对未来计算,宋继强为记者介绍了围绕计算方式、通信方式和存储方式的颠覆性创新应用。 1、量子计算神经拟态计算:拥有嗅觉的Loihi芯片 宋继强为记者介绍,随着技术发展和应用领域逐渐扩张,越来越多的场景需求计算机处理模式趋向于人类一样,不需要大量数据,也不需要预先标注好数据进行训练。 Loihi便是一种新型计算架构,支持模拟人脑的神经元连接构建的单元,将计算和存储完全融合在一起。单芯片上128核中包含了13万个神经元,1.3亿突触,构建了一个大规模的偏上计算网络。 宋继强表示,Loihi支持多种学习模式,使得可以同时将深度学习、关联学习、强化学习这些使用的网络都放在一个芯片架构中,让芯片自主学习和自我扩展,这是非常领先的软硬件协同设计的模式。 目前,基于Loihi的神经拟态研究社区INRC已拥有90家组织的加入,包括GE、accenture、HITACHI、AIRBUS等在内的企业。 图14:Loihi神经拟态芯片而在近期,英特尔研究院与美国康奈尔大学也共同展示了基于Loihi的实验系统在存在明显噪声和遮盖的情况下学习和识别危险化学品的能力。它仅需单一样本便可学会识别每一种气味,且不会破坏它对先前所学气味的记忆。Loihi方案展现出了极其出色的识别准确率。传统方法中包括一种深度学习解决方案,但要达到与Loihi相同的分类准确率,该解决方案学习每类气味需要3,000倍以上的训练样本。 图15:拥有嗅觉的Loihi神经拟态芯片 2、量子计算:通向量子实用性的Horse Ridge “量子计算是一种全新的计算模式,因为底层基础已不再是经典计算中使用的确定性二进制比特了。利用量子态系统作为基础,通过量子位的相干,在多量子位上可以实现超大规模的并行计算。”宋继强坦言,在这方面英特尔已展开了五年,2015年便宣布与荷兰的科研机构QuTech开展为期十年的合作计划,而英特尔在此方面则主要以实用性为目标探索。 在量子计算方面,英特尔共有两个研究方向同步进行,其一是超导量子位和超导量子测试芯片,目前已发布了49量子位的测试芯片“Tangle Lake”;其二则是硅电子自旋的“自旋量子芯片”。 英特尔推进量子实用性,重点在于:创造更好、更稳定的量子位,提升量子位连接性,开发一套可扩展的I/O。 2019年底,英特尔研究院发布了代号为“Horse Ridge”的首款低温控制芯片,以加快全栈量子计算系统的开发步伐。作为量子实用性道路上的一个重要里程碑, Horse Ridge以一种高度集成的方式实现了对多个量子位的控制,并为向更大的系统扩展奠定了基础。图16:通往量子实用性的里程碑Horse Ridge 3、未来内存:近内存计算 “当计算需要很多数据时,必须要通过内存总线去访问数据,这就会造成近位数据要去远一点的内存去找,这样会造成大量的计算等待。如果能将数据和计算非常紧密地放在一起,就可大大减少对内存通道的冲突。”宋继强这样解释未来内存需要革新的问题。 近内存计算,是指将数据在存储层级向上移动,使其更接近计算部件。这是未来数据处理最迫切的需求,特别是AI计算。近内存计算单元,包含乘加器和单独的静态内存,能让内存和计算资源更紧密地结合在一起。同时,这种近内存计算单元可以构成分布式计算架构,使大规模数据处理的效率大幅攀升。 16个乘加器组成的计算单元,拥有独立的静态内存,因此无需占用内存总线获取数据。值得注意的是,这是个非常小的计算单位,可以大量地集成在一起,这种新型内存已有一个FPGA应用的例子,通过这种方式获取了更好的能效。 图17:未来内存之近内存计算 4、未来通信:硅光子通信 “现在内存间传输数据要求带宽大、功耗低,光通信是应用是最多的,但是光通信和电子器件结合时,通常需要一些分立器件将其连接起来进行转换,这些器件会消耗体积,也会损失一些传输效率。如何将其集成在一起,形成一体化封装的硅光系统,也就是说将电和光的转换封在一个芯片封装当中,是一个非常重要的事情。”宋继强这样解释未来通信需要革新的问题。 英特尔从很早就开始推动硅光子技术的研究。在今年3月,英特尔展示了业界首个一体封装光学以太网交换机。它成功将其 1.6 Tbps的硅光引擎与 12.8 Tbps的可编程以太网交换机进行了集成。硅光通信作为一种新的互联方式,现在是进行下一代硅光互联研发的最佳时机。 图18:未来通信之硅光子通信 05总结 可以说,这场严峻的考验下,充分证明了科技是人类与疾病较量最有力的武器,同时在面对突发事件下,前瞻性的眼光也是科技公司必须刻在骨子里的DNA。 最后,王锐透露了2020年,英特尔的新品计划。她表示,各类10nm产品进展良好。针对10nm产品线,进行了精简和优化,为不同行业的客户带来更优化的选择。 这包括:代号为“DG1”的首款基于Xe架构的独立图形显卡;首款面向无线基站的、基于英特尔架构的10nm SOC Snow Ridge;下一代至强和酷睿产品。更先进的制程技术,更强大的性能表现,更强的AI能力,10nm产品将继续为客户搭建坚实的数字基础。 图19:2020年将推出的10nm新品附:参加此次“纷享会”的演讲嘉宾 图20:参加本次“纷享会”的演讲嘉宾

    时间:2020-04-13 关键词: 英特尔 摩尔定律 量子计算 技术专访

  • 插座型LED车灯熄灭故障如何破?选对驱动IC很关键

    插座型LED车灯熄灭故障如何破?选对驱动IC很关键

    由于寿命长、可高密度安装等优势特点,LED灯在汽车上的应用越来越广。例如:尾灯、外饰灯、前照灯等。 随着LED灯作为车灯应用的越来越普及,设计上的灵活性、可维护性等相应的需求也日益高涨,插座型LED灯也就应运而生了。 相比传统的LED电路板,这种插座型LED灯像LED灯泡一样容易更换,易于维修,但却有一个严重的问题,因为插座的电路板面积很小,无法装下足够的元器件,致使电池欠压时灯会熄灭。 最近,罗姆公司开发出了业界首创的超小型高输出线性LED驱动器,非常适用于最新的插座型LED灯,可以很好地解决上述问题。这款LED驱动器IC"BD18336NUF-M",在车载电池欠压时,仅通过这一枚芯片即可实现安全亮灯,有助于汽车DRL(Daytime Running Lamps:日间行车灯)、位置灯及尾灯等众多插座型LED灯的小型化设计。 罗姆半导体(上海)有限公司技术中心经理葛家明 罗姆半导体(上海)有限公司技术中心葛家明经理指出,车载电池驱动的各电子设备启动关断瞬间,电压会有跌落甚至欠压,在这种情况下,之前的解决方案如不配置外围电路,插座型LED灯就会出现熄灭的现象。罗姆的新驱动器BD18336NUF-M创新的增加了一个欠压电流旁路电路,巧妙地解决了这一问题。 具体来说,当电池电压从13V降至9V时,利用新搭载的欠压时电流旁路功能,通过切换LED电流路径来防止灯灭,能够始终保持30%以上的亮度。使用以往产品如果不配置外围电路,当电池欠压时,LED灯就会熄灭,对周围环境造成安全隐患。 新产品通过欠压时电流旁路功能,以1枚芯片即可实现欠压时的安全驱动,与以往产品相比,外置元器件数量减少了7个,从而使包括外围电路在内的安装面积减少了约30%。该产品可以3.0mm见方的超小型封装实现了600mA的高输出,可安装于超小型插座型LED灯要求的10mm见方的电路板中。 这款LED驱动器IC还有一个突出的优势是增加了发热控制功能,对于温度容易升高的高亮白色LED灯,它内置了抑制LED发热量的功能,通过搭载的输出电流降额功能,当LED温度升高后,能够降低LED驱动器的输出,从而抑制灯的发热量。因此,这款LED驱动器IC不仅适用于红色LED、黄色LED类尾灯、位置灯,还适用于白色LED类DRL、雾灯等。 据葛家明经理介绍,罗姆公司在LED驱动器技术方面相当有经验,具有长期的技术储备。从罗姆公司在LED驱动技术领域的专利情况就可以看出,无论是在专利的单项得分上,还是专利的总数量得分上,罗姆在同行中的得分都是最高。另外,针对汽车应用,罗姆已在2018年取得了ISO26262标准认证。据了解,罗姆的LED驱动器IC年发货量大约在2亿片,其中车载领域约1.4亿片。

    时间:2020-04-07 关键词: LED LED驱动 技术专访

  • 嵌入式有必要学习RTOS吗,RT-Thread是否更适合你?

    嵌入式有必要学习RTOS吗,RT-Thread是否更适合你?

    通过观察近年来招聘网站的招聘信息,嵌入式工程师的要求中总会多出一条“掌握至少1-2种RTOS”,网友头上也经常“有许多问号”表示,到底有没有必要学RTOS? RTOS是啥,有必要学吗 RTOS,英文全称Real-time operating system,又称“实时操作系统”。 与其相对应的还有TSOS这一概念,英文全称Time Sharing Operating System,意为“分时操作系统”,我们所熟知的Windows、Linux、Unix便都属于TSOS。 RTOS其实只有“实时性”才是它的最大特征,因为RTOS在被发明之初便是因为早期CPU任务切换开销过大,另外随着工业和物联网的发展,许多特殊场景重要任务执行优先度又极高。 因此利用实时操作系统可以避免频繁切换任务浪费的CPU时间,并且能够满足一些实时要求较高的场景。 当然,RTOS不仅此而已,除了实时,从本质上来说,它还是一款操作系统。 因此在厂商的“精心呵护”之下,普遍来说RTOS都拥有着极小的体积、极低的功耗和快速的启动速度,提供非常丰富的组件、工具链和社区。 在物联网爆发式发展下,RTOS是必备的。为何这么说?如果没有RTOS,设备便是处于“裸奔”的状态,这样的状态性能是无法最大化利用的。而反观招聘网站,RTOS几乎成了“必修课”。 (图:招聘网站上嵌入式实时操作系统几乎成为必备) 所以在物联网的爆发兴起下,嵌入式工程师掌握使用1-2种RTOS作为知识储备是很有必要,说不定哪一天项目中就会使用到了。 同时,一些著名的嵌入式专家也给出建议学习RTOS的观点,因为目前来说,使用RTOS的人和场景也越来越多了。 不过,RTOS虽然坐拥诸多优点,但也并非一把“万能钥匙”,任意场景都“一股脑”使用。 虽然的确在物流网兴起下,RTOS的应用越来越多,但许多工程师动不动就给项目给出使用RTOS的方案,这在设计中是很大的一个误区。 一般来说,是否使用RTOS取决于任务的数量和复杂程度。从方案来说,问题简单化才是一切的核心。 国产RTOS至关重要 中兴事件、实体清单、华为事件……从2018年到2020年,“缺芯”成了卡脖子的关键问题,近年来国产芯片愈发扬眉吐气。 不过十多年前的老话题“绕的过芯片,却绕不过系统”还是要拿出来翻一翻的。华为在此前发布了“鸿蒙”,另外还在最近投入了2亿元进一步发展鸿蒙。可见,即使国外拥有一些开源系统可使用,但国产自主的系统仍然是必不可少的。 目前的操作系统市场一种是收费的RTOS,一种是下游厂商打造的开源RTOS,不过随着市场的不断变换一些收费RTOS也逐渐转入免费。 在嵌入式领域,虽然不乏VxWorks、μCOS或FreeRTOS等优秀的国外RTOS,不过开源免费是一个伪命题,并没有任何保证,可以确定它是否会出现在下一次类似“实体清单”的事件中。 国产的RTOS还是有很多的。就拿巨头来说,2015年,华为发布了轻量级RTOS LiteOS;2017年,阿里发布了面向IOT的 AliOS 操作系统。另外,djyos是一款由长园深瑞继保自动化有限公司主持开源操作系统嵌入式RTOS。 在此,不得不提到RT-Thread,作为一款拥有将近14年历史的RTOS,目前来说拥有的知名度和用户方面相对占有优势。 不过,华为、阿里的加入必然是强有力的竞争,虽然AliOS和LiteOS依旧处于系统的技术建设完善期,但不容小觑的便是其强大的背景支持。一款产品必须拥有自己的独到优势才能在巨鳄的阴影下生存。 RT-Thread起源于工匠,而根据其创始人熊谱翔坦言,未来还会继续坚持工匠的精神做产品。目前来说,AliOS和LiteOS还是以自己产品主导,针对开发者支持还是短板,因此面向开发者便是RT-Thread的生态建设上的优势。 而嵌入式工程师,在如今的这种情境下,掌握一款国产的RTOS也似乎是一个不可或缺的课题,RT-Thread是其中一个好选择。 程序员出身的RTOS RT-Thread创始人熊谱翔被人爱称为“熊大”,程序员出身的他让这款RTOS更懂开发者的需求。 出生于广西桂林的他,父母都是高中教师。自幼理科偏科的他,一不小心拿了一个桂林单科数学的状元,考入了重庆邮电学院,这是通信行业的黄埔军校西南分校。 (RT-Thread创始人熊谱翔) 极度偏科的人一般都是绝顶聪明的人,纯理工科的他自然也陷入了代码的世界。熊大与Linux的“亲密接触”可以说与RT-Thread的诞生有着必不可少的关联,正因Linux也是一款免费开源的系统。 90年代,精通Linux的程序员凤毛麟角,在没有任何教程的情况下,熊大把Linux代码读了无数遍。而他也顺利成为了BBS的大佬,西南程序员圈子的名人。 2000年大学毕业以后,先后加入贝尔阿尔卡特、华为、NEC和松下合资成立的宇梦通信和美国半导体公司Marvell上海分公司,直至2005年辞职创业。 在技术社区交流过程中,熊大发现市面上缺少真正小尺寸、开源且符合Linux简约代码风格的嵌入式RTOS。 2005年,熊大便着手这个操作系统的编写。2006年,顺利发布了RTOS内核,命名为RT-Thread V0.0.1,意为实时线程。 2011年RT-Thread发布V1.0.0,支持更多MCU芯片,构建完整的生态;2015年发布V2.0.0,新增轻量级Javascript引擎和大量组件;2017年,RT-Thread发布V3.0.0,新增更多的IoT组件,大举进军物联网市场。 “RTOS之王”的目标 在Github 4.1K多颗星,6万多开发者,累积装机量超过4亿台的成绩,是RT-Thread在物联网时代可以称之为RTOS之王的证明。 与诸多RTOS诸如FreeRTOS,uC/OS主要区别之一是,它不仅仅是一个实时内核,还具备丰富的中间层组件。 不仅支持市面所有主流编译工具诸如GCC、Keil、IAR等;还支持所有标准接口诸如POSIX、CMSIS、C++应用环境、Javascript执行环境等;支持所有主流MCU架构,如ARM Cortex-M/R/A, MIPS, X86, Xtensa, C-Sky, RISC-V。 并且值得注意的是,RT-Thread遵循Apache 2.0,实时操作系统内核及所有开源组件可以免费在商业产品中使用,不需要公布应用程序源码,没有潜在商业风险。 熊大曾经表示,RT-Thread的目标是成为国内最主流、物联网终端首选、联网装机量数十亿台的IoT OS,成为物联网产业的基石,让物联网终端的开发变得简单、快速,芯片的价值得到最大化发挥。 一场始料未及的新冠,让这个春节按下了暂停键,RT-Thread作为有担当的企业,几经辗转后,在疫情最关键的几天采购了一批防护服为前线的“他们”也做了帮助。

    时间:2020-04-03 关键词: 嵌入式 rtos rt-thread 技术专访

  • 疫情下,10倍增长的半导体物流成本,“中国芯”之路该怎么走?

    疫情下,10倍增长的半导体物流成本,“中国芯”之路该怎么走?

    一场突如其来的疫情,许多人开启了远程办公。“风里雨里,快递等你”,现代人的生活,几乎被“互联网+物流”所覆盖,正因疫情期间不间断的物流,生活才得以保障。那么问题来了,半导体行业的物流又是怎样的,这却鲜为人知。 从半导体中上游企业来看,疫情的影响其实并不如社会其他行业一般,因为在疫情到来以前,操作人员的管控严格程度便已远超传染病的管控。就如某些集成电路制造巨头,在严格的防控之下确保了全年 365天 x 24小时 工厂不间断生产。 但产业链始终是环环相扣的,不间断的生产同样需要不间断的半导体物流供应,怎样的半导体物流才是市场所需求的?罗宾逊全球物流(C.H. Robinson,下简称“罗宾逊”)作为美国行业领先的卡车运输公司和全球最大的第三方物流公司之一,距今成立已有百年历史,而许多知名的半导体企业都是这家“百年老店”的“老主顾”。21ic中国电子网 记者在疫情期间,连线采访了罗宾逊全球物流亚洲区高新科技产业总经理奚茵茵女士,讲述这家半导体物流公司被“偏爱”的秘诀。图1:罗宾逊达到客户工厂合照01物流成本不可不说的问题 受疫情影响,半导体物流成本飞涨,半导体企业正面临着这方面的空前压力。究其原因,主要在于半导体设备绝大多数要经历跨国的进口与出口。尤其在 2020 年 1 月底至 2 月,从美国、欧洲、新加坡发货的航班的缺口,导致物流进口成本近 10 倍的增长;时至 3 月中旬,国内“复工潮”使得进口成本逐渐向好,但出口成本却因国内需求量增大和追赶交付期,导致空运出口成本迅速增长成为新的问题…… 物流成本一直也是“中国芯”热议话题之一,而受疫情影响下,十倍的物流成本的确是非常特殊的情况。奚经理坦言,其实疫情之前国内付出的物流成本在整个产业链份额占比是较低的,作为高科技、高风险的产业,运输代理商承担的运输责任很大。 需要注意的是,半导体设备价值从百万到上亿美金不等,但国际运输单价成本基本接近于市场普通货物运输价格。不仅如此,还要保证精密仪器货物运输过程中的整体安全性,以及承担危化品运输的责任。在此方面,奚经理强调,为扶持国内半导体发展,罗宾逊并没有把这类成本叠加在客户上,而是自己承担了相关风险成本。 图2:罗宾逊专员正在上海浦东机场检查欧洲进口货物外包标签是否良好,标签有无变色 正因为半导体国际物流单价成本方面与普通运输成本相差不大,所以从航空、轮船方面压缩成本的空间非常小,不过通过物流方案的优化与创新,最大化节约客户的成本,这也是罗宾逊一直非常推崇的部分,也是立于市场竞争地位的关键点。 根据奚经理介绍,一方面,罗宾逊对不同空港运载能力,价格趋向,货运路线进行全盘考量,制定最优化,安全的路线方案很多时候一个港口的小小变动都会引发整体成本的变化;另外,同类订单将采取货物集中的方式,减少单价成本;除此之外,通过客户不同产品,在运港前会进行一些组装,这样便可将材料成本税收转变为成品成本税收。 当然,奚经理表示,罗宾逊始终关注“中国芯”的发展,半导体国产化之路上,作为物流企业也会利用更多时间了解客户的物流需求,深入研究创新物流方案,更大地为客户节约物流成本。 02半导体国产化需要哪种物流 中国半导体行业的发展之迅猛,是众所周知的,但是高科技的发展离不开物流的基础保障。在中国市场方面,奚经理告诉记者,作为一家国际物流企业希望通过自身的全球网络,科技技术,专业流程和人员上的优势,帮助中国半导体产业发展是罗宾逊全球物流一直以来的愿景,一方面提供稳定的服务和优化的方案,另一方面与市场共同成长,希望能够在国内半导体物流上处于优势地位,占有一定的市场份额。目前来说,罗宾逊的客户已覆盖国内南京、上海、合肥、武汉、广州、深圳、厦门、台湾、济南等地。 近年来,半导体产业是国内扶持的重头戏,而从政策方面进口设备可享受免税优惠。不过坦白来说,半导体产业在国内还属新兴产业,大批企业在全国各个省份蓬勃发展,发展速度仍与现有软硬件资源有一定脱节。在此方面,罗宾逊将提供客户咨询,旨在帮助申办相关政策,帮助客户最大化享受国家产业优惠政策,扮演好物流推进半导体发展的角色。 罗宾逊全球物流目前提供的运输服务范围主要涉及在晶圆和芯片制造产业中,以某间全球最大的晶圆代工半导体制造厂为例,14nm、7nm芯片代工产线所需的机台设备,诸如光刻机、蚀刻机、清洗机的进口,均在罗宾逊的运输范围内。除此之外,产业链相对下游的企业也占有相当份额,比如一些主要封装测试厂商。值得一提的是市场上最大的芯片测试机生产厂商,也是罗宾逊维护了10余年的客户。 作为100%“无车承运”的公司,在运输上占有很大的优势。国内自2013年确定无车承运这个概念,2016年陆续开启无车承运人的试点工作,直到今年年初“无车承运”更名为“网络平台道路货物运输经营”。无车承运因其资源整合能力强、品牌效应广、网络效应明显等特点,非常适合需要资源集约整合和行业规范的半导体物流。 举个例子来说,半导体设备中大型设备居多,往往需要带有温控功能的特种气垫卡车,这种车辆一般都价值150万以上,因此一家公司投资的车辆资源是非常有限的。而无车承运便可有效地集合中国市场的特种气垫卡车资源,在运输大型半导体设备上有充足的保障。 图3:罗宾逊正在帮助厦门新厂的设备做包装加固 众所周知,晶圆生产过程中使用了大量的剧毒或危险的气体/液体,诸如蚀刻环节的剧毒腐蚀性液体,这必然是对物流的一大考验。最大的考验就在于不同危化品的政策以及不同的航空公司运输要求,更加困难的是,市场规律不是一成不变的,相关政策也将随市场而改变。 奚经理表示,为应对这种考验,一方面,拥有专业有资质的团队,针对危化品需求进行梳理、分类、和准备,并在实际操作中严谨处理危化品;另一方面,与政府相关部门、海关、航空公司充分沟通,有的放矢,根据相关要求规划操作。 当然,半导体的行业特殊性,导致在运输上要求会更加严苛。奚经理为记者表示,罗宾逊遵循“People(人员)、Process(流程)、Technology(技术)”三个物流管理关键点,除了深入了解半导体产品特性以外,每个环节都会遵循SOP(标准作业程序)并设立专业人员监督。 03疫情下更能体现专业 奚经理为记者坦言,受疫情影响,工作压力确实不小,但在罗宾逊的严密防护措施下,顺利完成了疫情期间的货物正常供应。1月30日,正值春节假期,并也正值疫情防控战的关键时刻,在办公室被封锁的情况下,为保证相关运送订单,紧急调动了7个部门、20余人核心领导组,在严密个人防护措施下,才得以在2月2日正常出货。 而在复工后,严格的管控与措施方能体现物流的专业水平。据介绍,送货进厂前的报备、进入厂区的防护与身体状况检查、停靠的位置和时间等,均是罗宾逊为保证疫情期间安全送达半导体设备所管控的。 图4:罗宾逊在夜间进行货物的装卸 值得一提的是,罗宾逊为客户带来的优势,包含从航班的深入研究、库存水平的评估、全球管理的透明化物联网平台等,都是特殊期间对货物无微不至的照顾。特别是在大数据方面,罗宾逊将在未来五年投入更多资金在升级技术创新,希望通过信息优势为客户驱动智能解决方案。他们独立研发的全球全球多式联运管理系统“Navisphere®”, 将其超过119,000 家公司企业的全球网络串联起来,实现全球统一操作平台,提供全球范围所有运输模式的可视化追踪,实现车货匹配方式灵活可定制,动态满足客户需求,为客户提供更高的供应链效率、实时的洞察力和信息可视化,让疫情期间的物流管理更加方便。 奚经理强调,疫情爆发以来,整个公司体系内,对员工的关心慰问和物资捐助,已成为罗宾逊的优良传统和秉承的理念。日前,罗宾逊集合员工之力,向赠与亚洲(Give2Asia)贡献捐款,为奋战在抗疫一线的医务工作者提供援助。罗宾逊有一支具有责任感的员工团队,这也是罗宾逊备受客户偏好的秘诀。 总的来说,罗宾逊所具有的种种优势,恰好是国产半导体发展所需求的。而在人文方面的建设,也是客户值得优选的优势之一。

    时间:2020-03-24 关键词: 物流 罗宾逊 c.h.robinson 技术专访

  • 为TWS耳机再添一把火,蓝牙新标准LE Audio有何过人之处?

    为TWS耳机再添一把火,蓝牙新标准LE Audio有何过人之处?

    蓝牙是一种支持短距离通信的无线电技术,广泛应用于各种低功耗、低成本、便捷灵活的数据和语音通信中。音频是蓝牙应用中最大的解决方案领域,仅2019年蓝牙音频产品出货量就达到了约10亿件,例如:蓝牙耳机、蓝牙扬声器以及蓝牙车载套件等。 这些都离不开蓝牙标准的不断创新,蓝牙联盟一直在寻求一种新的方式或规格架构,为此制定了一个方向,就是能让开发者采用与当前音频传输相同的方式创建产品和用例,同时还能够支持更高级的用例,如真无线耳机、语音控制、多音源场景等支持,同时还要满足未来技术发展的基础需求。 这,就是新一代蓝牙音频技术标准——LE Audio(低功耗音频)。伴随着蓝牙SIG宣布推出蓝牙5.2规范,其中的蓝牙音频新标准LE Audio也将开启数10亿音频创新应用。 蓝牙技术联盟全球市场副总裁Ken Kolderup(孔德容)先生 日前,21ic小编参加了"LE Audio音频革命新纪元"蓝牙技术联盟2020媒体及分析师线上沟通会,会上,蓝牙技术联盟全球市场副总裁Ken Kolderup(孔德容)先生详细介绍了LE Audio低功耗蓝牙音频的新特性及创新应用场景。 LE Audio的推出,使得蓝牙音频目前拥有了两种操作模式:经典音频Classic Audio和低功耗蓝牙音频LE Audio。现在,开发者可以用低功耗蓝牙音频去构建与经典音频相同的产品和用例。 那么,低功耗蓝牙音频LE Audio与经典音频Classic Audio有什么不同呢?相比经典音频Classic Audio,低功耗蓝牙音频LE Audio主要有三个新特性:采用全新音频编解码LC3、支持多重串流音频、支持广播音频。 全新音频编解码LC3,兼顾高音质低功耗 经典音频的编解码是SBC,它将音频进行压缩后通过蓝牙无线连接进行传输,然后在远端解压后播放。与经典音频不同的是,LE Audio采用的是全新音频编解码LC3。 LC3是一种低复杂性通信编解码器,与SBC一样,它接受未经压缩的数字音频流,并将其压缩,以每秒1.5Mb的高质量音频为例,采用LC3可以将其压缩至每秒192Kb。 经过权威测试发现,在相同的数据传输速率下,LC3的音质体验优于SBC,更重要的是,LC3可以以更低的数据传输速率实现不逊于SBC的音质。这给了开发者极大的设计选择,例如,为了延长电池使用寿命,开发者可以选择在较低的比特率使用LC3来达到更少的耗电,从而选择更小的电池,从而满足开发者对产品外型尺寸的更小要求,测试发现,LC3甚至能够在比特率降低50%(功耗降低50%)的情况下提供与SBC相同或略好的音质,适用于播放音乐等典型用例。因此,LC3给了开发者极大的灵活选择,开发者可以在音质需求和所需功耗上有更宽泛的选择,从而使用较小的电池,进而缩减产品外形尺寸。 为什么LC3能实现兼顾高音质同时低功耗呢?Ken Kolderup先生认为这背后的主要原因就在于它的压缩算法的先进性。Ken Kolderup先生透露,目前至少有五家供应商已经推出了自家版本的LC3 Codec,这些已经公开宣布将LC3编解码器与LE Audio标准兼容,并已经提供了演示的公司包括Fraunhofer、Synopsys、T2 Labs、Goodix和CEVA。 多重串流音频,助力TWS真无线耳机设计 经典蓝牙音频支持音频源设备和音频同步设备之间建立单一音频流,但对于一些更高级的应用,例如TWS真无线耳机应用等,经典蓝牙音频就不能满足新的需求了。 而LE Audio可以支持一种新功能-多重串流音频(Multi-Stream Audio),可实现单一音频源设备与单个或多个音频接收设备间,同步进行多重且独立的音频串流传输。 这项新功能有什么优势呢?可以说,有了多重串流音频的能力,LE Audio就为开发者提供一种标准化的开发方式去开发真无线耳机等应用,大大简化了他们的设计工作。 同时,左右音频流之间能实现高度同步后,开发者就可以提供更加一致的立体声定位体验,对于真无线耳机应用,可以实现更短的延迟,语音控制服务会更加无缝,而且在多音频源的情况下,设备间的音频切换也能更加顺畅。 仅仅2019年,TWS蓝牙耳机出货量就超过了一亿台,新标准LE Audio的推出,无疑为火爆的TWS耳机市场再添一把火。 支持广播音频,音频分享开启社交新模式 LE Audio还增加了广播音频功能,使单一音频源设备能够向不限数量的音频接收器设备广播一个或多个音频串流。广播音频可以是开放式的,允许任何范围内的接收器设备参与;也可以是封闭式的,仅允许具有正确密钥的接收器设备参与。 音频分享是基于LE Audio广播音频的一个激动人心的新应用,有望改变我们体验音频以及与外界建立联系的方式。借助个人音频分享,我们可以与家人和朋友分享手机上的音乐;借助基于位置的音频分享,我们就可以在公众场所接收不同的音频分享。Ken Kolderup先生指出,广播功能和蓝牙传统音频相比,可以实现更远的传输距离,使用起来也非常方便,基于位置的广播音频分享,就和平常用WiFi的体验没什么两样,当你拿着手机进入一个公共场所之后,可以自主选择接收哪一个广播音频,就像选择接入哪个WIFI分享一样,有的直接连接即可,有的需要输入密码。 将蓝牙技术向助听器应用扩展 LE Audio的推出,会大力推动蓝牙技术向助听器应用扩展。LE Audio以低功耗、高音质和多重串流功能为基础,可以为助听器应用提供更强大的技术支持,无线通话、无线音频播放和无线视频浏览、无线语音助手等都能在蓝牙助听器中得到实现,从而使广大听力受损人士享受到更优质的蓝牙音频。Ken Kolderup指出,目前市场上助听器产品类别相对较少,而且助听器之间的互操作性也不是很理想,有了LE Audio标准后,助听器的种类就能更多,成本和市场价格会更低,并且提高互操作性。 Ken Kolderup先生最后表示,经典音频Classic Audio已经有20年的历史了,在面对如TWS这样的复杂产品设计上,现有的标准已不能完全满足需求,新推出的低功耗蓝牙音频LE Audio能够从基础架构上为所有的开发者提供一个更加有力和灵活的平台,为今后20年的继续创新打下良好的基础。 谈及对蓝牙芯片的出货量预期时,Ken Kolderup表示,现在出货量预测主要还是基于低功耗芯片、Classic Audio芯片和双模芯片,尽管已经推出了LE Audio,但我们依然希望大部分产品或者平台都可以支持这两种音频标准和操作模式,来帮助消费者更顺利地完成由Classic Audio到LE Audio的转换。

    时间:2020-03-23 关键词: 蓝牙 tws耳机 蓝牙leaudio 技术专访

  • 疫情下,国赛冠军的这所大学这样教学!

    疫情下,国赛冠军的这所大学这样教学!

    21ic中国电子网报道(文/付斌)近几年来,电子行业正以惊人的速度发展,伴随着5G与IoT逐渐“步入寻常百姓家”,除了电子工程师以外,行业以外的人士也能感受到电子科技发展的普惠。各地及国家层面也逐步出台相关政策推进电子行业发展,甚至人力资源和社会保障局也于去年新增的13个专业中9个均与人工智能和物联网相关,这充分说明了教育对于电子行业发展的重要性。 根据市场数据统计,近年来每年大约有170,000的电子相关专业毕业生,这意味着20年内则相当于是拥有3,400,000名电子相关专业学生的庞大体量,其中约52.7%为本科学生。而教育部学位与研究生教育发展中心第四轮评估显示,共有106所高校开设电子科学与技术专业的大学,其中,40%左右为985/211院校。 那么目前,国内是究竟有多少电子工程师呢?根据历年数据平均值,从1958年谢希德培育300多名半导体专门人才至经济改革,再到21世纪全面信息化时代,经过20年发展,平均每年将拥有112,217名新的电子工程师,通过合计,约有2,200,000名电子工程师。通过对比20年后毕业生就业人数,电子工程师数量增长了大约65%! 电子工程师数量的增长,更加诠释了教育的重要性,可以说未来是属于这些大学生的。那么,疫情之下,电子专业的大学生的生活又是如何的呢? 前阵子,钉钉评分遭到大批中小学生组团“一星”暴击,究其原因在于放假期间学生也不得不开启网课教学模式。然而,电子专业的大学生却与00后呈现了完全不同的“风景”…… 正值疫情取得巨大进步的现在,21ic中国电子网记者连线采访了大连理工大学创新创业学院创新中心主任李胜铭。李胜铭老师不仅在去年带领出一支“本科组冠军”队伍,还于2012、2014、2016、2018年带领出4个省赛第一,还在2015和2019年带领出两个国赛第一。能够取得这种成绩,想必大连理工大学有其中教学的秘密。 李胜铭老师告诉记者,大连理工大学也采取的是网络直播教学,另外还包括虚拟仿真实验、线上答疑与讨论。值得一提的是,近期大连理工大学还将举办一次电路仿真的线上比赛,老师和学生一直在紧密联系。 可以说,相比“钉钉的一星暴击”这一风景,一方面,电子行业老师和学生积极性非常强,另一方面,也说明了大连理工大学在教学上具有自己的独特理解。那么这个教学过程是如何的? 2月21日,大连理工大学教务处先后召开了两次电话会议,创新创业学院(下简称“学院”)也召开了全体教师教学研讨会。会议由主管教学的学院副院长吴振宇教授主持。然而疫情战役复杂艰辛,学校无法预定开学时间,考虑到学院的教学安排实际情况以及开学后各院系专业课程密集排课的压力,创新创业学院各实践班的教学拟采用“任务导向,目标考核”的方式,由各实践班授课老师通过QQ或微信群组织学习,最终借助平台进行线上授课。这不仅考验着教学的考核目标,也考验着学生的学生成果。 (图:大连理工大学校园内,摄制:李胜铭) 2月24日本是师生同聚一堂迎接开学第一课的日子,但由于疫情的影响,创新创业学院全体教师积极响应“停学不停课”的号召,准时在网络上与学生相见。全院教师经过长时间的精心部署教学安排,利用雨课堂、超星平台、钉钉、慕课平台等多个在线教学平台,采用线上线下相结合的教学方式,共同全力打造新型线上教学课程,顺利完成新学期的教学任务。 据李胜铭老师介绍,创新创业学院本学期共开设18门次在线课程,其中包括国家精品在线开放课,校特色教育课程,省精品资源共享课等。学院还开设了多个专业实践班,如深度学习实践班、人工智能实践班、机电实践班等,旨在对学生进行因材施教,培养学生创新能力和科研能力。 针对当前特殊形势,学院领导通过在线会议的方式部署教学任务,教师在会议后纷纷利用寒假时间学习各个在线教学平台的使用方法,将自己的课程部署在教学平台,积极与学生沟通,确保选课学生都能够加入到课堂中来,学院还专门建立课程教师群,讨论和解决线上课程建设遇到的困难。课前的精心部署、细心安排是新学期“云端第一课”顺利开课的重要保障。 通过李胜铭老师的介绍,通过雨课堂、钉钉、QQ群课堂、慕课平台等教学工具在线直播课程,第一周在线学习学生人数总计超过3000人。 (图:大连理工大学创新创业学院,摄制:李胜铭) 教师方面,为确保学生能够参与到课程中来,老师们提前一小时便进行试播,如遇到平台卡顿问题及时更换教学平台。在直播结束后,所有老师认真总结当日的教学情况,形成教学记录。各位老师也不断总结自己在直播授课中遇到的问题和经验,提升在线教学技巧,使得线上教学越来越顺畅。以精益求精的精神对待教学工作,是全体创院教师秉承的信念。 学生方面,在老师们全情投入当“主播”的同时,学生也以热情的态度和认真的参与作为对老师的“打赏”。不少学生也反馈,直播授课拉近了师生间的距离,在线沟通更加方便直接。即使不在上课时间,学生们也可以活跃地在线上讨论问题,如果遇到问题老师们随时进行解答。 3月12日,大连理工大学副校长朱泓对学院及时开展疫情防控、积极组织线上教学、鼓励教师在特殊时期开展科研以及开展线上人才引进工作给予高度肯定。她要求学院要深刻领会疫情防控工作的系列重要指示精神,切实做好疫情防控和延迟开学期间的各项工作,在落实学校疫情防控部署并做好自身防护的前提下,有序地开展在线教学和科研工作。朱泓鼓励学院继续发扬攻坚克难、勇于创新、艰苦创业的精神,发挥学院特有优势,在特殊时期利用线上资源激发学生创新意识、培养学生创新思维。 (图:带队奔赴全国大学生电子设计竞赛,摄制:李胜铭) 而在电子类课程方面,通过李胜铭老师的介绍,除了在网络直播、短视频和线上答疑讨论电子工程师必备的运算放大器、单片机、无人机等内容,还采用了Multism、TINA电路仿真软件、Proteus单片机仿真软件、CCS单片机开发软件、Python语言与深度学习编程进行虚拟仿真实验。 电子专业与其他专业的特殊性在于除了极大量的专业课以外,从事硬件或软件相关工作都不能“纯软”或“纯硬”,而是软硬兼施,这便加剧了电子专业学生的学习难度,更何况均为理论知识。因此,正确创新的教学才能引领未来的“电子工程师”正确成长。 此前,李胜铭老师曾介绍过能够带领如此众多团队“冲顶冠军”的秘诀,除了大连理工大学学生本身的求学态度和稳定发挥以外,也在于大连理工大学设立的“创新创业学院”。据了解,创新创业学院并无固定生源,属于课外性质,面向各个院系招揽学有余力并愿意创新的学生,不同专业、不同年级的学生的“情缘”便在此展开。李胜铭老师所教授的是学院下属的机电创新实践班,他所秉承的是以学生为中心、以项目载体、目标为导向的教学理念,探索面向复杂机电系统的研究型教学,进而提升学生创新、实践、协作等综合能力。这种创新的教学模式,加上对大赛的充分准备与理解,正是制胜的关键。 值得一提的是,李胜铭老师在3月15日还进行了一次疫情期间备战全国大学生电子设计竞赛的全国直播公开课——《大学生电子设计竞赛指导与参赛分享》,介绍了全国大学生电子设计竞赛的参赛要点并分享经验,为疫情期间准备参加全国大学生电子设计竞赛的电子信息相关专业的大学生指明道路并提供建议。 (图:李胜铭正在讲解公开课)

    时间:2020-03-19 关键词: 国赛 大连理工大学 技术专访

  • 通过国际嵌入式系统展,我们能从中看到什么?

    通过国际嵌入式系统展,我们能从中看到什么?

    通过国际嵌入式系统展,我们能从中看到什么? 作为电子工程师,一定对各种嵌入式展会不陌生,而嵌入式工程师则分为软件、硬件、驱动等方向。2020年2月25-27日,于德国纽伦堡国际博览集团主办的EMBEEDED WORLD 2020(国际嵌入式系统展)圆满落幕。作为全球顶尖的嵌入式展会,展会自2003年创办并每年一届,今年则已成功举办了16届,来自42个国家的900多家参展商齐聚这场嵌入式工业领域年度盛会。 图1:EMBEEDED WORLD 2020入口 据了解,该展会将分为硬件、工具、应用软件及服务四大展示主题;涵盖工业4.0、自动化、运动控制、人机界面、物联网、云计算、医疗电子、智能家居、电机控制、智能计量、工业通讯等众多领域,为半导体、嵌入式板卡、工控机到各行业智能系统,以及物联网解决方案等领域提供了当今全球前沿技术及趋势的展示与交流的平台。该展是中国相关企业学习和了解全球先进技术的交流合作平台,也是进入欧洲市场及全球市场的优秀的品牌展示平台。 那么本次展会有何亮点值得“嵌友”关注? 著名C编译器的嵌入式供应商IAR 提及C编译器,让人最为印象深刻最著名的便是IAR Embedded Workbench,而这套工具则是由全球领先的嵌入式系统开发工具和服务的供应商IAR Systems。 这家公司成立于1983年,迄今已有30余年历史,许多全球著名的公司都在使用IAR SYSTEMS提供的开发工具,用以开发他们的前沿产品,从消费电子、工业控制、汽车应用、医疗、航空航天到手机应用系统…… 而IAR的Embedded Workbench支持全球几乎所有知名半导体公司的微处理器,诸如8051、MSP430以及ARM核嵌入式处理器等,具有强大而灵活的优化功能,能够生成极为紧凑的目标代码。 作为嵌入式工程师,一定会对指令集不陌生,此前全球几大指令集架构有X86、Arm、MIPS、POWER、SPARC等,其中X86属复杂指令集,Arm、MIPS等属精简指令集。RISC-V 因其简单、开放等特性,相继吸引来 华为、平头哥、IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、特斯拉等 100 多家科技公司加入其阵营,行业也不断在围绕它构建生态系统。 IAR Systems作为一家领先企业必然也没有在此方面停下脚步,目前来说,C/C++编译调试工具链IAR Embedded Workbench已全面支持RISC-V内核,而IAR for RISC-V也经过多个版本更迭。 据IAR Systems CEO,Stefan Skarin先生表示:“这些公司将从专业的开发工具和专业的技术支持中获益良多。作为商业工具供应商,我们在RISC-V生态系统中处于独一无二的地位,能够持续地在技术上投入资源,并为客户提供全面的技术支持。我们正在推动RISC-V软件开发进入一个崭新的高度。” 从嵌入式工程师角度来看,一款趁手的RISC-V指令集的编译器不失为AIoT时代的宝刀,而IAR正在为未来创造无限的可能。  图2:IAR员工在其展位上展出其产品 嵌入式调试的领头羊SEGGER SEGGER这家德国的嵌入式公司拥有超过25年的行业经验,主要为嵌入式行业提供多种经过高度优化的研发和量产工具。这家公司拥有很多嵌入式行业神级产品,诸如J-Link、embOS和emWin等, 很多软件第一次试运行就正常的情况非常少见,因此一款好用的调试工具对于嵌入式开发人员至关重要。利用调试器,开发人员可以将应用程序加载到目标微控制器上,逐步检查代码,查看存储器和其他寄存器,并操纵硬件。Segger J-Link便是能够省钱省时间的一款工具,不仅能够节省大量的调试运行时间和金钱,还能大幅提高开发团队的工作效率。 图3:J-Link在SEGGER展台展出 另外,具有出色性能且支持众多芯片的Flasher ARM也是市场中极受欢迎的编程器之一。这款产品支持在线和离线两种编程方式,支持基于ARM架构的片内和外扩Flash的编程。这款Flahser无需连接外部电源即可配置和烧录文件,还可当作普通的J-Link进行使用。 在软件方面,无独有偶Segger enbedded studio也拥有RISC-V simulator,Segger所开发的enbedded studio支持各类开发环境,而在编辑器方面也备受好评,智能提示功能强劲。 图4:SEGGER员工在其展位上展出其产品 本次展台上展出了其基于SEGGER AppWiazrd的emWin GUI,这个示例项目旨在协助emWin用户创建其触摸驱动的嵌入式GUI,支持emWin Pro软件包,而整体则基于NXP的i.MX RT1050搭建。 图5:基于SEGGER AppWizard的示例项目 主流市场FPGA的霸主Lattice 随着5G和IoT的发展,数据中心逐渐成为了FPGA厂商焦灼之地,Xilinx、Intel、Archonix上演强强争霸,上演异构计算和加速卡争夺之战。不过,Lattice在主流市场方面则也一直处于霸主地位,正因其在主流市场的产品定制和深入研究。 Lattice一直以来的强项在于机器视觉,目前来说,Lattice在去年推出了全新的平台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。 根据Lattice的说法,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。本次展会上,Lattice也展出响应的示例项目。嵌入式工程师在追求功耗性能的同时,Lattice也是成本上的首选。曾经有工程师对笔者说,越大的FPGA固然是顶尖研发工程师的首选的,但过于昂贵的价格也会让人望而却步,因此Lattice这款适用于主流市场的29 FD-SOI的FPGA或许是追求经济的“嵌友”的首选。 图6:Lattice展台展出其示例项目 嵌入式工程师的必修课ST 相信任何一个嵌入式工程师都知道STM32/STM8,ST作为MCU的“王者”,赋予了工程师的无限的可能性。STM32可以说是嵌入式的必经之路。本次展会上,ST展出了其“王者产品”开发板,ST官方开发板功能由简到繁。 当然,ST这家公司作为一家IDM公司,并不止这么简单。这家公司能够将全球不同客户的需求整合到一起。 IDM厂商所具有的优势是“肉眼可见”的。一方面,如今工业市场与半导体市场通常单纯拥有硬件是不够的,还必须拥有相关软件还有整体的生态,这样才能使得产品更加安全、智能,器件才能发挥最高的能效。 另一方面,对于其他厂商来说,可能在某一领域具有极佳的技术能力,但服务于工业市场需求的是整体的方案,因此需要和许多半导体公司进行合作,非常费时费力。据MUGGERI介绍,ST作为IDM公司,能够提供工业市场所需的所有工艺,并且通过整体的解决方案安全可靠性更高,这就是作为IDM模式厂商在市场上的独特优势 目前来说,除了嵌入式工程师们所熟知的开发板以外,ST将在工业4.0大展身手,具体包括汽车IC、分立器件、功率晶体管、模拟器件、工业芯片、功率转换IC、通用MCU/MPU、安全MCU、EEPROM、MEMS、专用影像传感器、基于ST专有技术的ASIC。 图7:ST在展会展出其开发板   车规级高耐温电容TDK 电容与电子产品相同,一样需要小型化与高可靠性,而对于电容更加重要的则是耐温。目前来说,DK积层陶瓷贴片电容器的车载等级CGA系列,具有-55~125℃的耐温,面对目前车载环境普遍高达120℃的场景下,特别适用于目前残酷车载环境。 而此前就一直缺货的MLCC也是TDK的“拿手好戏”。MLCC作为智能手机、汽车等方面的重要产品,并且经常处于缺货的状态和疯涨状态,尤其是6.3V、4.7μF产品属于缺货较为严重的产品,具有一定代表性。 一款优秀而安全的电容,才能发挥电子产品的真正实力,对于嵌入式工程师亦然。 图8:TDK在展位展示其电容产品 令人瞩目的RISC-V 通过之前中国科学院微电子研究所信息中心辛卫华展示了一组全球半导体IP产业数据,数据显示ARM市场份额同比下降3%,辛卫华猜测表示正因RISC-V逐渐被市场接受,而基于RSIC-V的IP公司和IP产品正如雨后春笋般不断增加。 而另外,随着RISC-V的崛起开源SoC设计平台也备受关注,正因具备低成本、高效率、高可靠的特点,所以开源SoC平台是一种“敏捷”设计的新途径。 德国嵌入式展会上,也专门设立了这样一个分区,可见在RISC-V上,国内和国外并驾齐驱,均在发展的路途之中。之前,21ic中国电子网也曾了解到,部分国内高校在教学中已经使用了RISC-V。通过上文的介绍结合展位,可见RISC-V的来势汹汹,这个指令集或许在未来将会在嵌入式行业普及开来。 图9:EMBEEDED WORLD 2020展会上展出RISC-V 总结 在德国嵌入式系统展上,我们看到了许多关于未来嵌入式行业的势头,而这个创立于2003年的展会,根据主办方的官方统计数据,2018年该展共有来自德国、美国、法国、加拿大、意大利等国家和地区的1017家展商的参展,展览面积达42100平方米,吸引了71个家和地区的专业观众30017人次前来观展。展商满意度达到了创纪录的99%。 纽伦堡嵌入式系统展,作为嵌入式工业领域年度盛会,该展将分为硬件、工具、应用软件及服务四大展示主题;涵盖工业4.0、自动化、运动控制、人机界面、物联网、云计算、医疗电子、智能家居、电机控制、智能计量、工业通讯等众多领域,为半导体、嵌入式板卡、工控机到各行业智能系统,以及物联网解决方案等领域提供了当今全球前沿技术及趋势的展示与交流的平台。该展是中国相关企业学习和了解全球先进技术的交流合作平台,也是进入欧洲市场及全球市场的优秀的品牌展示平台。 图10:EMBEEDED WORLD 2020的火爆现场 据欧盟统计局统计,2017年1-4月,德国与中国双边货物进出口额539.9亿美元,增长3.3%。其中,德国对中国出口286.6亿美元,占德国出口总额的6.4%;德国自中国进口253.3亿美元,占德国进口总额的6.9%。1-4月,德国与中国的贸易顺差为33.3亿美元,增长198.1%。截止到4月,中国是德国第四大出口目的地和第二大进口来源国。 通过窥探EMBEEDED WORLD 2020,也可从中够看到国内嵌入式的机会,并非是管窥蠡测,而正因嵌入式技术与生活息息相关。

    时间:2020-03-14 关键词: 嵌入式 国际嵌入式系统展 技术专访

  • 性能远超CPU、GPU,赛灵思最强 7nm芯片交锋云端市场

    性能远超CPU、GPU,赛灵思最强 7nm芯片交锋云端市场

    上周,赛灵思宣布了业界首款“一体化SmartNIC平台”,是一款基于FPGA技术完成“网络”、“存储”和“计算加速”功能完美融合的单颗器件。短短一周时间,赛灵思宣布再次宣布发布Versal ACAP产品组合第三个产品Versal Premium。 这款新产品性能究竟有多强?直接先上对比,在图像分类上,Versal Premium(VP1802)分别是NVIDIA Tesla V100和Tesla V4的1.6倍和2.3倍;在对象检测上,分别是Tesla V100和Tesla V4的4.6倍和7.7倍;在异常检测上,能够比第二代Intel Xeon强65倍。 图1:Versal Premium(VP1802)在同等算法下的表现 在多太比特 ( Multi-Terabit ) 吞吐量上,与上一代产品对比吞吐量提升了5倍。 图2:业界领先的多太比特 ( Multi-Terabit ) 吞吐量( 对比 ASSP ) 对比前一代FPGA,在布置800GDCI(数据中心互联)上,Versal Premium能够降低50%以上的功耗,占板空间也只有一半,并且还拥有2倍的带宽。 图3:低于 100 瓦功耗提供单芯片 800G DCI (数据中心互联)吞吐量 在Block RAM 和 Ultra-RAM方面,Versal Premium能够提供123TB/s片上存储器带宽,而这是英伟达的9倍到25倍。 图4:Versal Premium ACAP 解锁了 GPU 无法企及的性能 那么这款产品能够成为如此强大的“性能怪兽”,背后究竟有什么秘密?   这么“能打”的产品,此前已有两款   需要注意的是,与“一体化SmartNIC平台”相同,Versal ACAP也是平台产品之一。赛灵思大中华区销售副总裁唐晓蕾(MariaTang)表示,赛灵思自六七年前开始,就已从器件逐渐转型到平台。围绕着FPGA技术,赛灵思瞄准了“数据中心优先”、“加速核心市场发展”和“驱动自适应计算”,ACAP(英文Adaptive Computing AccelerationPlatform,自适应计算加速平台)则属于“驱动自适应计算”中一环。 而据Victor Peng之前的发言来看,作为可以让FPGA和CPU、GPU相提并论并在性能远超二者的产品,ACAP是自赛灵思公司发明FPGA以来最卓著的工程成就。 在解释这款产品之前,还是先要强调ACAP(自适应计算加速平台)这一概念,赛灵思高端 ACAP 与 FPGA 高级产品线经理MikeThompson告诉记者,ACAP的计算加速首先通过标量引擎实现,包括ARM、应用处理器和实时处理器,而自适应引擎的核心便是可编程逻辑器件FPGA,另外还配备智能引擎,目前配备的是DSP。值得一提的是,在ACAP的平台上还会将会有AI引擎进行支持。 Versal则是承载这一切的平台,它由软件可编程的芯片基础设施组成,带有预置的连接,当启动时就可与系统和主机交谈。平台配备专门的接口,诸如PCle、DDR4和以太网。另外,平台还配备平台管理控制器,主要在软件和嵌入式层面进行管理。 Mike强调,Versal ACAP最大的差异化特点便是NoC(片上可编程网络),利用这项技术可实现引擎之间用户逻辑器件和连接界面间实现多束通道,无需额外资源,使用这项技术可以突破高性能、高带宽设计路径的瓶颈。另外,Versal产品组合还基于台积电(TSMC)的7 nm FinFET工艺技术。 图5:自适应加速平台的构成(Versal Prime)自2018年赛灵思提出VersalACAP概念以来,于去年年终出货Versal AI Core和VersalPrime两款产品,而在此前Versal Premium也曾多次被提及,“千呼万唤始出来”,如今Versal Premium的终于展现在眼前。 另据Mike介绍,Versal AICore和Versal Prime现在已有几百家客户,反响非常好,而且在支持下许多客户也希望赛灵思能够加速生产,Versal AI Core大概能够提速2个季度,在今年的时候就能够生产。 图6:Versal ACAP系列产品目前已拥有三款产品   为什么说Versal Premium是最强7nm云端芯片   从数据上来说,这款产品与14nm/16nm FPGA 的带宽与计算密度比较,拥有3 倍带宽打造最快速、最安全的网络;拥有2 倍计算密度的灵活应变加速;具有高度集成的硬件/软件平台,提高生产力。 而Versal Premium这款产品最为独到之处在于:拥有最先进的112Gb/s PAM4收发器、600G 以太网硬核和600G Interlaken 连接、400G 高速加密以及内置 DMA、同时支持CCIX 和 CXL 支持的 PCIe Gen5。这意味着,这款产品除了Versal ACAP拥有平台一贯的NoC(片上可编程网络)和台积电(TSMC)的7 nm FinFET工艺技术,还将拥有极大的性能功耗和安全上的提升。 图7:拥有独特功能Versal Premium 在以太网、Interlaken和加密核心的逻辑密度上,Versal Premium相当于22个16nm的FPGA,这使得开发者能够专注于差异化设计上,而无需分散精力在基础架构的连接上;另外,异构集成也使得Versal Premium能够超越摩尔定律限制,同时帮助客户大大资本支出(CAPEX)和运营成本(OPEX)。 图8:网络 IP 集成提供了等效 22 个 FPGA 的逻辑密度值得一提的是,Virtex UltraScale VU9P其中三分之一或20万个LUT用于基础设施连接,而Versal使用的是硬核,所以在基础设施上消耗的通用逻辑资源为0。 图9:集成外壳释放更多逻辑用于定制目前行业普遍使用的4 x 25G(100G)和8 x 50G(100G)的光通信,未来将4 x 100G(400G)和8 x100G(800G)的光通信时代。得益于112Gb/sPAM4收发器,Versal Premium能够实现9Tb/s可扩展、灵活应变的带宽。拥有如此强大的收发器好处便是可以自如应对单通道100G光通信和800G基础设施发展。 Mike为记者介绍表示,在面向安全网络的专用连接IP中,共有5Tb/s的可扩展以太网通量,1.8Tb/s的现用Interlaken连接,1.6Tb/s的加密线路速率吞吐量。对于客户来说,预构建连接能够实现最快投入市场并提供 ASIC 级功耗/性能。 图10:部署未来光通信发展 需要注意的事,Versal Premium支持网络异常检测,利用神经网络进行训练来识别正常的计算模式,一旦出现入侵或者是恶意软件事件,就能够及时发现异常的流量;另外随机森林算法IP现已供货,并且在上一代16纳米当中已经进行了部署,这套算法能够进行自动检测与性能瓶颈纠正,还能够进行自动配置,最大限度延长正常运行时间(MLP)。 图11:支持硬件差异化、标准演进以及 AI/ML 的可编程逻辑 在计算加速方面,这要归功于Versal Premium所搭载的高达 1Gb 的紧密耦合的存储器,可以与计算引擎非常紧密地吻合,提高性能,降低功耗和时延。并且这套自适应引擎不仅支持DDR4、LPDDR4等外部存储支持,片上存储的LUTRAM与块RAM、Ultra-RAM也使得Versal Premium达到了GPU无法企及的性能。   图12:加速的关键—片上存储器带宽与容量   超越摩尔定律缘起于市场的需求   据赛灵思产品线营销与管理高级总监Sumit Shah介绍,无论是核心网络、城域网络还是数据中心,每年带宽的年复合增长率都高达51%,这主要来自于智能设备、视频流、物联网和企业。随着5G时代的到来,带宽的区域流量增长高达100倍,这会对核心网和数据中心带来巨大的压力。 据ABI Research预测,5G核心年复合增长率预计为313%。“在此趋势下2021和2022将会带来很多的支出与收入,赛灵思正因看重这方面的营收潜力,便推出了Versal Premium,因为赛灵思的研发从来都是与客户需求息息相关的。”SumitShah这样对记者说。 Sumit Shah介绍,在与网络运营商的交流中,厂商最为关注的点是安全与性能,而在摩尔定律逐渐消亡的如今,CPU的数量和性能之间逐渐产生边际效应,很多端口密度与带宽却仍在几何级数增长,这意味着器件与芯片已跟不上计算密度的发展,因此Versal Premium应运而生。 图13:数据爆炸驱动网络转型 Versal Premium在产品组合方面,客户可根据不同需求进行自由选择。Mike表示,对比Agilex一个系列的2款产品,赛灵思在器件方面投入非常大,而产品组合也更加丰富。   图14:可扩展用于网络和云的产品组合 与之前的产品相同,正因赛灵思既拥有“偏硬”的VIVADO也有“偏软”的Vitis工具,所以Versal Premium仍然是一款面向不同层次开发者的选择。硬件工程师可以继续使用VIVADO进行开发,软件开发者可选择最为熟悉的C/C++/Python语言进行开发,数据科学家则可使用TensorFlow、PyTorch、Caffe等框架进行开发。   图15:面向各种开发者的软/硬件集成平台 目前来说,客户可以着手原型设计,因为Versal Premium是在Versal  Prime的基础上打造的,所以客户现在就可以使用Versal Prime就着手尝试了。 另外,Versal Premium现在已经可以立即下载文档,2020年下半年会开始提供工具,2021年上半年开始芯片供货。 面对摩尔定律的消亡,晶体管不会自然而然变得更快、功耗更低或者成本更低,因此需要新的创新去突破芯片节点式的技术推进,而FPGA的异构集成正是Versal Premium超越摩尔定律的关键。云端芯片市场一直是近两年来企业争端之地,面对英伟达和英特尔巨头,这款芯片的表现非常值得期待。 图16:本次采访受访者,从左至右 唐晓蕾(Maria Tang),赛灵思大中华区销售副总裁 Sumit Shah,赛灵思产品线营销与管理高级总监 Mike Thompson,赛灵思高端 ACAP 与 FPGA 高级产品线经理

    时间:2020-03-14 关键词: FPGA acap versal 技术专访

  • 80%云服务商面临的“联网危机”,为何必须是FPGA?

    80%云服务商面临的“联网危机”,为何必须是FPGA?

    随着数据洪流时代的到来,在摩尔定律放缓和登纳德缩放比例接近瓶颈下,数据中心是去年一年谈及最多的关键词。对于FPGA厂商,则是围绕异构计算和加速器进行发力。赛灵思总裁兼CEO VictorPeng 在2018年曾明确宣布“数据中心优先”、“加速核心市场发展”、“驱动自适应计算”是公司三大战略。 日前,赛灵思(Xilinx)宣布推出业界首款“一体化 SmartNIC 平台”——AlveoU25。所谓“一体化”指的是真正在单颗器件上实现“网络”、“存储”和“计算加速”功能的完美融合。而这款两款新产品则仍然是面向数据中心,为2级和3级云服务中心运营商、电信和私有云数据中心运营商解决现有的严峻问题。另外,一些本计划展出的产品和概念性产品被披露。21ic中国电子网记者受邀参加此次线上访谈。 80%的云服务供应商仍然面临“联网危机”  据赛灵思数据中心事业部产品及平台营销副总裁Donna Yasay介绍表示,当前来说,数据中心面临的最大的问题就是“联网危机”。众所周知,数据中心正随着5G、AIoT等应用爆炸式增长,而数据中心内部流量在业内称之为“横向流量”,据统计,这种“横向流量”年复合增长率在25%以上。 图1:Donna Yasay,赛灵思数据中心事业部产品及平台营销副总裁云服务器会在CPU和软件中使用很多SDN功能,在数据量增长同时许多额外的工作涌入云数据中心服务器,而很多工作量并非应用级的处理,仅仅是将数据包进行传输处理。因此,这样的情况导致正在发生的事情便是这些工作会挤占CPU的资源,将大量CPU处理能力耗费在应用之外。 因此在此方面云服务商面临的问题便是需要卸载挤占CPU资源的解决方案,如果是公有云的话,对核心内容处理的挤占也会影响到利润。边缘一级云服务提供商诸如亚马逊、微软在很多年前便意识到这个问题,这些公司的做法是从服务器上卸载联网功能,转移到统称为SmartNIC的技术来解决这种问题。 利用这种SmartNIC技术可以有效解决“联网危机”,亚马逊收购了一家名为Annapurna Labs的初创公司,专门开发这样的器件,将服务器联网的这类工作卸载,并利用器件制造SmartNIC。无独有偶,微软也已经公开宣布再将FPGA集成到SmartNIC上,也从服务器上卸载超级管理功能中的联网,目前已有数以百万计的部署。 但事实上,据统计有超过80%的云服务节点目前不提供SmartNIC接入,并且仍然使用传统NIC继续在软件上运行联网功能。为何会出现这样的现象?究其原因在于这些二级、三级服务商并没有强大的研发团队,也没有雄厚的研发资源能够自行设计测试,并进行大规模部署。所以市面上目前急需的是现成的、方便的、开箱即用的解决方案,能够符合即插即用的标准,无需开发即可享受卸载带来的优势。而赛灵思本次发布的Alveo U25 SmartNIC平台便拥有这样的优势。 图2:数据中心面临联网危机一张卡,三重效  Donna Yasay为记者介绍表示,假若云服务商可以将这项工作负载卸载下来并高效地在一个SmartNIC平台运行,就意味着可以完成更多的工作量,换言之同样的工作量所需的服务器数量也会更少。因此,硬件方面的节约可以大大降低云服务商的资本支出,另外数据中心功耗的降低也能够节约运营成本,这两方面边可为运营商的带来很大的优势。 这一最新产品线被赛灵思命名为Alveo™ SmartNIC,而这条产品线则从Alveo U25 SmartNIC(下文简称“U25”)开始,后续将推出更多型号的系列产品。Donna Yasay为记者解释表示,之所以称之为一体化平台是因为,此前的解决方案仅仅关注的是网络或存储方面,而这套解决方案融合了嵌入式网络、存储并且还加入了计算加速的功能,在一张卡上实现了“三重功效”。 图3:业界首款一体化 SmartNIC 平台重磅发布U25作为在AlveoSmartNIC路线图上的首个产品,是基于赛灵思的FPGA技术的一款产品,因此是可灵活应变且可编程的。Donna Yasay表示,FPGA可以说是隐藏在幕后的英雄,可为客户提供一个完全经过测试并且验证的比特文件,能够上载到卡片的启动,并且能够符合标准的行业API,。 根据Donna Yasay的介绍,系列产品主要实现的功能是无缝集成嵌入网络、存储、计算卸载以及加速功能,这一切都将真正地在这个单个平台上实现。值得一提的是,一站式(turn-key)应用是快速部署的关键,能够大大帮助80%还没有办法使用SmartNIC的云服务供应商,Open vSwitch、IPSEC、SSL等一站式加速应用支持将为客户提供全面的加速。另外,部分客户需要支持自有协议堆栈和卸载功能,因此可编程能力非常重要。Donna Yasay强调,该系列产品全线支持赛灵思Vitis™统一开发环境( 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)。SmartNIC为何偏偏要用FPGA赛灵思FPGA SmartNIC平台正因基于FPGA技术,因此可以处理非常广泛的工作负载。FPGA在计算应用方面的能力是有目共睹的,在机器学习、推断数据库、加速视频转码等方面表现十分突出;当然在联网方面表现也是非常优异,能够非常迅速地进行信息包的处理和查询;而在存储方面,能够支持压缩、加密和重复数据删除等各种工作。Donna Yasay坦言,目前而言,没有哪一项技术可以实现三个领域的三项全能。FPGA缘何成为SmartNIC平台的优选其一,灵活性。云服务商在面对瞬息万变的世界,需要在短短几周时间部署一个开放模型,还要顺应变化开发新功能,如果采用ASIC技术是做不到的,除非重新设计,但这要耗费好几年时间。FPGA自身拥有的灵活可编程性,就非常容易开发新功能,并重新编程设计,这便是它的关键优势之一。 其二,功耗性能。FPGA对比基于SoC的SmartNIC,SoC的SmartNIC一般来说需要通用目的处理路径,虽然这种器件非常灵活,但性能并不理想,因为一定数量的CPU功率电路只能容纳一定数量的CPU核。通过已知数据包所需时钟周期及具有的核心数量,很容易推算出2000~3000万数据包/秒,这已是该模式的极限。这一数字或许在当今端口速度普遍是25G的情况下还是足够使用的,然而很快运营商将过渡到200G到400G速度,显然是不够用的。 FPGA则不受这些问题影响,因为在数据包处理上,是通过管线形式实现。通过管线形式处理,净通量大约是每个时钟周期一个数据包,时钟周期频率为300Hz,对于FPGA技术来说可以说是不费吹灰之力,因此经产出约为3亿数据包/秒,面对未来200G的网络来说已绰绰有余。当然假若在性能方面,FPGA仍然还有扩展空间,使用多条管线即可。 Donna Yasay强调,对于云服务商来说,真正重要的则是功耗和性能。据介绍,在同样功耗水平上, FPGA所能够处理的数据包的数量是SoC的四倍,单位功耗性能比SoC优越十倍。 其三,动态可调。FPGA技术是动态可重配置的,这意味着,无需重置卡上FPGA即可升级现有的功能或者动态增加新的功能。另外,这也意味着云服务商可在没有任何停机的情况下,重启网络接口,不需要暂停SmartNIC卡或重启服务器。 图4:赛灵思 FPGA SmartNIC 平台的核心属性  Alveo U25 SmartNIC还有哪些秘密据Donna Yasay介绍,该产品支持2个25G以太网端口,通过SFP28支持,紧凑的封装尺寸下,可以完美适配任何云服务商和PCle Gen3 x 8。而更多PCle Gen4、Gen5方面则在将来的型号中实现。值得一提的是,U25还支持开箱即用的特性,诸如隧道卸载、校验、TCP片断卸载、RSS、SR-IOV等标准基础功能都会被装载到平台上,相关驱动也是一应俱全。 从参数上来看,U25的FPGA拥有ZYNQ级的器件和超过52万的LUT,并嵌入式内核A53处理单元,可进行控制层处理,另外还搭载6G DDR4 SDRAM,可用作数据包的缓冲、表扩展或表单查询等。 图5:Alveo U25 SmartNIC 适配器特性需要注意的是,近期赛灵思最新收购了Solarflare通讯公司,Alveo SmartNIC系列将全部采用这家通讯公司的Onload技术。根据Donna Yasay的介绍,赛灵思通过并购该公司的IP,充分融合进入SmartNIC平台,同时吸收该公司的团队和专业技术来开发今后需要的功能和驱动。这项技术已在金融科技领域得到了非常好的验证,同时也是Solarflare多年独步天下非常重要的优势。 Onload技术简单解释起来便是,可不经过内核直接把数据包送到用户空间。一般来说,如果没有这项技术支持的话,来自适配器的数据包需要首先进入主机内核,通过DCP堆栈穿过内核空间和用户空间,还会引起接触转换,最终进入到运用的套接字(Socket)。如果有Onload技术支持情况下,便可略过内核,直接进入到用户空间,并由TCP/IP堆栈,将数据输送到符合标准的套接字中。 解释这么多,应用了Onload究竟意味着什么? 使用Onload意味着数据包在输送时刻降低时延,据Donna Yasay介绍,经过标准的内核情况相比,时延可降低80%。不止如此,内核和用户间的接触转换也被省去了,因此服务器的效率有了大大提升。任何类似基于TCP的应用,无论是数据库还是服务器的负载平衡器或其他类型应用,这项技术都可将基于TCP的应用性能提高最多400%。 图6:Alveo SmartNIC 全部采用 Onload 技术上文也有提到U25及该系列产品全面支持Vitis,在SmartNIC平台的堆栈上,均已部署在现有的Alveo卡上,包括openstack联网库。这意味着,开发者能够访问除了上述功能以外的Vitis的所有库,诸如AI视频、数据库、基因组学等,并可充分利用这些IP和功能。除此以外,开发者还可以享受赛灵思在SDN安全深度信息检测等领域提供的联网库功能。Donna Yasay强调,以上的所有功能都得到了动态可重配置的支持,通过赛灵思的运行时库上载到Alveo U25 SmartNIC平台。 图7:SmartNIC 平台堆栈“这款产品所面对的目标用户非常广泛,而侧重点主要在于云服务提供商,因为这些服务商需要的是现成的SmartNIC解决方案卸载和加速。”Donna Yasay如是说。 图8:目标最终用户“U25是Alveo SmartNIC的开端,正因数据中心一直是处于前沿的技术,性能的更迭与高端产品是必要的,未来在端口速度方面将从2 x 100慢慢过渡到2 x 200上。”Donna Yasay这样对记者介绍。由于疫情原因,赛灵思原本准备发布另外一款产品和概念性产品。具体是:世界首款基于FPGA的OCP和OAM概念验证板1、符合开放计算项目( OCP )尺寸规格的全新产品这是世界首款基于FPGA的OCP,是Solarflare传统适配器产品线的延伸,被赛灵思命名为XtrmeScale ™ X2562。DonnaYasay表示,在收购Solarflare后,适配器也是基于该公司最新的ASIC,而正因市场对封装尺寸的严苛要求,X2562使用的是OCP3.0封装尺寸。当然,这款适配器包含了Solarflare适配器所有的标准化功能,同时也包括Onload。 图9:XtremeScale™ X2562适配器特性2、OpenCompute 加速器模块(OAM) 参考架构 作为一款概念性产品,赛灵思旨在为客户展示其在OAM方面的参考架构。这款产品使用的是Virtex UltraScale + VU37P FPGA,这是一款非常高端的FPGA并配备8G HBM存储器。HBM对于很多应用来说,诸如数据库搜索、机器学习推断等应用来说非常适合,因为这本身耗费的内存是极大的,目前赛灵思已和关键合作客户进行相关参考设计。 图10:OpenCompute 加速器模块(OAM)特性一个平台,广泛加速 这几年,数据中心是顶级大厂的竞争核心,当然赛灵思在此方面的大动作从来都是接连不断。据赛灵思大中华区销售副总裁唐晓蕾(Maria Tang)介绍表示,通过过去几年的努力,越来越多的数据中心现在已经开始越来越以赛灵思的产品为中心发布。 图11:唐晓蕾(Maria Tang),赛灵思大中华区销售副总裁“现如今,通过很多论文与文献,可以看到赛灵思的加速卡已越来越多地扮演着重要的角色,而赛灵思数据中心的重心不光是在计算上,而在于平台。”唐晓蕾强调,为何说Alveo是最重要的产品,因为在传统上CPU主要进行顺序执行,GPU主要进行并行计算,而赛灵思的Alveo则是二者兼顾的。 图12:Alveo具有独特的优势整个生态系统之中,除了Vitis,Alveo作为赛灵思的重要产品线,可为客户提供多维度的计算能力,包括计算能力和存储加速,而现如今发布的U25则还会提供网络、存储和计算加速三重能力。 图13:赛灵思Alveo 的产品线(新产品U25见图4)随着摩尔定律的终结和登纳德缩放比例定律逐渐失效的现在,数据中心转向加速卡时代是必然的,而5G与万物互连的概念逐渐普及,数据中心加速需求也将越来越大。谈及加速卡,唐晓蕾坦言,未来加速卡格局要从三个角度看,一是计算,计算加速特别在云端上是计算加速的重点;二是网络,怎样实现网络的可扩展性、可视化、智能化;三是存储,在存储上不论是带宽的占用,还是成本都拥有很有大的挑战。 唐晓蕾强调,Alveo系列产品研发和推出上主要面对的是数据中心客户面对的瓶颈和业务痛点。因此,更多新的产品仍然值得关注。

    时间:2020-03-09 关键词: Xilinx FPGA 加速卡 技术专访

  • 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

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