• 貿澤電子發佈全新RISC-V資源頁面

    貿澤電子發佈全新RISC-V資源頁面

    2021年3月5日 – 專注於引入新品推動行業創新的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 推出專門介紹開源指令集架構 (ISA) 的全新RISC-V資源頁面。工程師和設計人員如需瞭解此綜合性頁面,可訪問貿澤電子相關網站。 RISC-V因為不受專有體系架構標準的限制,在體系架構上為可擴展軟硬件提供了非常大的自由度。開源ISA是5G、人工智能和物聯網 (IoT) 等創新技術持續發展的關鍵因素。RISC-V得到了以分享開源創意為共同理念的全球性社區的支持。 貿澤的新RISC-V資源網站提供了一系列關於該技術的創新應用文章,例如連接互聯網的AI面部檢測、開源安全性和靈活的處理器設計。該網站還探討了RISC-V開發中使用的一些關鍵策略,並提供了RISC-V開發套件的視頻和產品信息。 貿澤提供了多種基於RISC-V的設備,包括Microchip Technology PolarFire SoC FPGA Icicle套件,一種能夠為工業自動化、物聯網設備和汽車等應用提供可靠計算的低成本平台;以及Terasic Technologies T-Core FPGA MAX 10開發板,一個支持協議橋接、模數轉換和電機控制驅動的強大硬件設計平台。

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  • 嵌入式微控制器應用中的無線(OTA)更新:設計權衡與經驗教訓

    嵌入式微控制器應用中的無線(OTA)更新:設計權衡與經驗教訓

    摘要 許多嵌入式系統部署在操作人員難以或無法接近的地方。物聯網(IoT)應用尤其如此,這些應用通常大量部署並且電池壽命有限。實例包括監控人員或機器健康狀況的嵌入式系統。這些挑戰加上快速迭代的軟件生命週期,導致許多系統需要支持無線(OTA)更新。OTA更新用新軟件替換嵌入式系統的微控制器或微處理器上的軟件。雖然很多人非常熟悉移動設備上的OTA更新,但在資源受限的系統上設計和實施會帶來許多不同的挑戰。本文將介紹針對OTA更新的若干不同軟件設計,並討論其優缺點。我們將瞭解OTA更新軟件如何利用兩款超低功耗微控制器的硬件特性。 構建模塊 服務器和客户端 OTA更新用新軟件替換器件上的當前軟件,新軟件以無線方式下載。在嵌入式系統中,運行此軟件的器件通常是微控制器。微控制器是一種小型計算器件,其存儲器、速度和功耗均很有限。微控制器通常包含微處理器(核心)和用於執行特定操作的數字硬件模塊(外設)。工作模式下典型功耗為30μA/MHz至40μA/MHz的超低功耗微控制器是此類應用的理想選擇。使用這些微控制器上的特定硬件外設並將其置於低功耗模式,是OTA更新軟件設計的重要組成部分。圖1顯示了一個可能需要OTA更新的嵌入式系統實例。可以看到,一個微控制器與無線電和傳感器相連,這可用在物聯網應用中,利用傳感器收集有關環境的數據,並利用無線電定期報告數據。系統的這一部分稱為邊緣節點或客户端,是OTA更新的目標。系統的另一部分稱為雲或服務器,是新軟件的提供者。服務器和客户端利用收發器(無線電)通過無線連接進行通信。 圖1.示例嵌入式系統中的服務器/客户端架構 何為軟件應用程序? OTA更新過程的大部分操作是將新軟件從服務器傳輸到客户端。軟件從源格式轉換為二進制格式之後,作為一個字節序列進行傳輸。轉換過程會編譯源代碼文件(例如c、cpp),將其鏈接成一個可執行文件(例如exe、elf),然後將可執行文件轉換為可移植的二進制文件格式(例如bin、hex)。概言之,這些文件格式包含一個字節序列,此字節序列屬於微控制器中存儲器的特定地址。通常,我們將通過無線鏈路發送的信息概念化為數據,例如更改系統狀態的命令或系統收集的傳感器數據。就OTA更新而言,數據就是二進制格式的新軟件。在很多情況下,二進制文件非常大,無法通過單次傳輸從服務器發送到客户端,這意味着需要將二進制文件放入多個不同的數據包中,此過程稱為“分包”。為了更好地説明此過程,圖2演示了軟件的不同版本如何生成不同的二進制文件,從而在OTA更新期間發送不同的數據包。在這個簡單例子中,每個數據包包含8字節數據,前4個字節表示客户端存儲器中用來存儲後4個字節的地址。 主要挑戰 基於對OTA更新過程的這種高層次描述,OTA更新解決方案必須應對三大挑戰。第一個挑戰與存儲器有關。軟件解決方案必須將新軟件應用程序組織到客户端器件的易失性或非易失性存儲器中,以便在更新過程完成時可以執行它。解決方案必須確保將前一版本的軟件保留為後備應用程序,以防新軟件出現問題。此外,當復位和斷電重啓時,我們必須讓客户端器件的狀態——例如當前運行的軟件版本以及它在存儲器中的位置——保持不變。第二大挑戰是通信。新軟件必須以離散數據包的形式從服務器發送到客户端,每個數據包都要放在客户端存儲器中的特定地址。分包方案、數據包結構和數據傳輸協議必須在軟件設計中考慮周全。最後一個主要挑戰是安全性。當新軟件以無線方式從服務器發送到客户端時,我們必須確保服務器是可信任方。這種安全挑戰稱為身份驗證。我們還必須對新軟件進行模糊處理以防觀察者偷窺,因為其中可能包含敏感信息。這種安全挑戰稱為保密。安全性的最後一個要素是完整性,即確保新軟件在通過無線方式發送時不會損壞。 圖2.軟件應用程序的二進制轉換和分包過程 第二階段引導加載程序(SSBL) 瞭解引導序列 主引導加載程序是一種軟件應用程序,永久駐留在微控制器的只讀存儲器中。主引導加載程序所在的存儲區域稱為信息空間,有時用户無法訪問。每次復位都會執行該應用程序,一般完成一些必要的硬件初始化,並且可能將用户軟件加載到存儲器中。但是,如果微控制器包含片內非易失性存儲器(如閃存),則引導加載程序不需要進行任何加載,只需將控制權轉移到閃存中的程序即可。如果主引導加載程序不支持OTA更新,則必須有第二階段引導加載程序。與主引導加載程序一樣,SSBL會在每次復位時運行,但將實施OTA更新過程的一部分。此引導序列如圖3所示。本節將説明為什麼需要第二階段引導加載程序,並解釋如何指定此應用程序的作用是一個重要設計權衡。 經驗教訓:務必有一個SSBL 從概念上講,省略SSBL並將所有OTA更新功能放入用户應用程序似乎更簡單,因為這樣的話,OTA過程可以無縫利用現有的軟件框架、操作系統和設備驅動程序。圖4顯示了一個選擇此方法的系統的存儲器映射和引導序列。 應用程序A是部署在現場微控制器上的原始應用程序。此應用程序包含OTA更新相關軟件,當服務器請求時,利用該軟件可下載應用程序B。下載完成且應用程序B經過驗證之後,應用程序A將對應用程序B的復位處理程序執行分支指令,以將控制權轉移給應用程序B。復位處理程序是一小段代碼,用作軟件應用程序的入口點,並在復位時運行。在這種情況下,復位是通過執行一個分支來模擬,這相當於函數調用。這種方法有兩大問題: ► 許多嵌入式軟件應用程序採用實時操作系統(RTOS),其允許將軟件拆分為多個併發任務,每個任務在系統中具有不同的職責。例如,圖1所示的應用程序可能有用於讀取傳感器的RTOS任務,對傳感器數據運行某種算法的RTOS任務,以及與無線電接口的RTOS任務。RTOS本身始終處於活動狀態,負責根據異步事件或特定的基於時間的延遲切換這些任務。因此,從RTOS任務分支到新程序是不安全的,因為其他任務會在後台繼續運行。對於實時操作系統,終止某個程序的唯一安全方法是通過復位。 圖3.使用SSBL的存儲器映射和引導流程示例 圖4.沒有SSBL的存儲器映射和引導流程示例 ► 基於圖4,上述問題的解決辦法是讓主引導加載程序分支到應用程序B而不是應用程序A。但在某些微控制器上,主引導加載程序總是運行具有中斷向量表(IVT)的程序;IVT是應用程序的一個關鍵部分,描述中斷處理函數,位於地址0。這意味着必須以某種形式重定位IVT,使其復位映射到應用程序B。如果在IVT重定位期間發生斷電重啓,則系統可能會處於永久破損狀態。 將SSBL固定在地址0可以解決這些問題,如圖3所示。SSBL不是RTOS程序,因此可以安全地分支到新應用程序。地址0處的SSBL的IVT永遠不會重新定位,所以不必擔心斷電重啓會將系統置於災難性狀態。 設計權衡:SSBL的作用 我們花了很多時間討論SSBL及其與應用軟件的關係,但SSBL程序有何作用?至少,該程序必須確定當前應用程序是什麼(其開始位置),然後分支到該地址。微控制器存儲器中各種應用的位置一般保存在目錄(ToC)中,如圖3所示。這是持久內存中的一個共享區域,SSBL和應用軟件均利用它來相互通信。當OTA更新過程完成時,新的應用程序信息會更新ToC。OTA更新功能的某些部分也可以被推送到SSBL。開發OTA更新軟件時,確定推送哪些部分是重要的設計決策。上述最小SSBL將非常簡單,易於驗證,並且在應用程序的生命週期中很可能不需要修改。但是,這意味着每個應用程序都要負責下載和驗證下一個應用程序。這可能導致無線電堆棧、設備固件和OTA更新軟件的代碼重複。另一方面,我們可以選擇將整個OTA更新過程推送到SSBL。在這種情況下,應用程序只需在ToC中設置一個標誌以請求更新,然後執行復位。SSBL隨後執行下載序列和驗證過程。這將最大限度地減少代碼重複並簡化應用專用軟件。然而,這會引入一個新的挑戰,那就是可能需要更新SSBL本身(即更新更新代碼)。最終,決定SSBL中放置哪些功能將取決於客户端器件的存儲器限制、下載的應用程序之間的相似性以及OTA更新軟件的可移植性。 設計權衡:緩存和壓縮 OTA更新軟件中的另一個關鍵設計決策是在OTA更新過程中如何組織存儲器中傳入的應用程序。微控制器上通常有兩類存儲器:非易失性存儲器(例如閃存)和易失性存儲器(例如SRAM)。閃存用於存儲應用程序的程序代碼和只讀數據,以及其他系統級數據,例如ToC和事件日誌。SRAM用於存儲軟件應用程序的可修改部分,例如非常數全局變量和堆棧。圖2所示的軟件應用程序二進制文件僅包含非易失性存儲器中存在的程序的某些部分。在啓動例程期間,應用程序將初始化屬於易失性存儲器的部分。 在OTA更新過程中,每次客户端器件從服務器收到一個包含該二進制文件一部分的數據包時,便會將其存儲到SRAM中。該數據包可以是壓縮的,也可以是未壓縮的。壓縮應用程序二進制文件的好處是文件會變小,從而要發送的數據包會減少,下載過程中存儲數據包所需的SRAM空間相應地減小。這種方法的缺點是壓縮和解壓縮會增加更新過程的處理時間,並且必須在OTA更新軟件中捆綁壓縮相關代碼。 新應用軟件屬於閃存,但在更新過程中到達SRAM,因此OTA更新軟件需要在更新過程中的某個時刻執行對閃存的寫操作。暫時將新應用程序存儲在SRAM中的操作稱為緩存。概言之,OTA更新軟件可以採取三種不同的緩存方法。 ► 不緩存:每次包含新應用程序一部分的數據包到達時,便將其寫入閃存中的目標位置。這種方案非常簡單,可以最大限度地減少OTA更新軟件中的邏輯數量,但要求完全擦除新應用程序對應的閃存區域。此方法會消磨閃存並增加開銷。 ► 部分緩存:保留一個SRAM區域用於緩存,當新數據包到達時,將其存儲在該區域中。當該區域填滿時,將數據寫入閃存以清空該區域。如果數據包無序到達或新應用程序二進制文件中存在間隙,這種方案可能會變得很複雜,因為需要一種方法來將SRAM地址映射到閃存地址。一種策略是讓緩存充當閃存一部分的鏡像。閃存被劃分為若干稱為頁面的小區域,這是可供擦除的最小區域。得益於這種自然劃分,一個好辦法是在SRAM中緩存閃存的一頁,當其填滿或下一數據包屬於其他頁面時,便將該頁寫入閃存以清空緩存。 ► 完全緩存:在OTA更新過程中將整個新應用程序存儲在SRAM中,只有從服務器完全下載好新應用程序之後才將其寫入閃存。這種方法克服了前述方法的缺點,寫入閃存的次數最少,OTA更新軟件無需複雜的緩存邏輯。但是,這會限制所下載新應用程序的大小,因為系統的可用SRAM量通常遠小於可用閃存量。 圖5.使用SRAM緩存閃存的一頁 圖5顯示了OTA更新過程中的第二種方案——部分緩存,來自圖3和圖4的應用程序A所對應的閃存部分被放大,並且顯示了用於SSBL的SRAM的功能存儲器映射。示例閃存頁面大小為2 kB。最終,此設計決策將取決於新應用程序的大小和OTA更新軟件容許的複雜度。 安全和通信 設計權衡:軟件與協議 OTA更新解決方案還必須解決安全和通信問題。如圖1所示,許多系統會在硬件和軟件中實現通信協議,以支持系統的普通(非OTA更新相關)操作,例如交換傳感器數據。這意味着服務器和客户端之間已經建立了(可能是安全的)無線通信的方法。類似圖1所示的嵌入式系統可以使用的通信協議有低功耗藍牙® (BLE)或6LoWPAN等。有時候,這些協議支持安全性和數據交換,OTA更新軟件在OTA更新過程中可以利用。 OTA更新軟件中必須構建的通信功能量最終將取決於現有通信協議提供的抽象程度。現有通信協議具有用於在服務器和客户端之間發送和接收文件的工具,OTA更新軟件可以簡單地將該工具用於下載過程。但是,如果通信協議較為原始,只有發送原始數據的工具,那麼OTA更新軟件可能需要執行分包處理,並提供元數據和新應用程序二進制文件。這也適用於安全挑戰。如果通信協議不支持,OTA更新軟件可能要負責對無線保密發送的字節進行解密。 總之,在OTA更新軟件中實施哪些功能,例如自定義數據包結構、服務器/客户端同步、加密和密鑰交換等,將取決於系統的通信協議提供了什麼內容以及對安全性和穩健性的要求。下一節將提出一個完整的安全解決方案,其解決了之前介紹的所有挑戰,我們將展示如何在此解決方案中利用微控制器的加密硬件外設。 解決安全挑戰 我們的安全解決方案需要讓新應用程序以無線方式保密發送,檢測新應用程序中的任何損壞,並驗證新應用程序是從受信任的服務器而不是惡意方發送的。這些挑戰可通過加密操作來解決。具體而言,該安全解決方案可以使用兩種加密操作:加密和哈希處理。加密使用客户端和服務器共享的密鑰(密碼)來對無線發送的數據進行模糊處理。微控制器的加密硬件加速器可能支持的特定加密類型是AES-128或AES-256,具體取決於密鑰大小。除了加密數據,服務器還可以發送一個摘要以確保沒有損壞。摘要通過對數據包進行哈希處理來生成,這是一種用於生成唯一代碼的不可逆數學函數。在服務器產生消息或摘要之後,如果其任何部分遭到修改,比如在無線通信期間有一位發生翻轉,則客户端在對數據包執行相同的哈希函數處理並比較摘要時,會注意到此修改。微控制器的加密硬件加速器可能支持的特定哈希處理類型是SHA-256。圖6顯示了微控制器中的加密硬件外設的框圖,OTA更新軟件駐留在Cortex-M4應用層中。此圖還顯示了其支持將受保護密鑰存儲在外設中,OTA更新軟件解決方案可以利用這一點來安全存儲客户端密鑰。 圖6.ADuCM4050上的加密加速器的硬件框圖 解決身份驗證這一最終挑戰的常見技術是使用非對稱加密。對於此操作,服務器會生成一個公鑰-私鑰對。私鑰只有服務器知道,客户端知道公鑰。服務器使用私鑰可以生成給定數據塊的簽名,例如要無線發送的數據包的摘要。簽名被髮送給客户端,後者可以使用公鑰驗證簽名。這樣,客户端就能確認消息是從服務器而不是惡意第三方發送的。此序列如圖7所示,實線箭頭表示函數輸入/輸出,虛線箭頭表示無線發送的信息。 圖7.使用非對稱加密驗證消息 多數微控制器沒有用於執行這些非對稱加密操作的硬件加速器,但可以使用Micro-ECC等專門針對資源受限器件的軟件庫來實現。該庫需要一個用户定義的隨機數生成功能,這可以利用微控制器上的真隨機數發生器硬件外設來實現。雖然這些非對稱加密操作解決了OTA更新期間的信任挑戰,但是會消耗大量處理時間,並且需要將簽名與數據一同發送,這會增加數據包大小。我們可以在下載結束時使用最後數據包的摘要或整個新軟件應用程序的摘要執行一次此檢查,但如此的話,第三方將能把不受信任的軟件下載到客户端,這不太理想。理想情況下,我們希望驗證所收到的每個數據包都來自我們信任的服務器,而且沒有每次都需要簽名的開銷。這可以利用哈希鏈來實現。 哈希鏈將本節討論的加密概念整合到一系列數據包中,以便在數學上將它們聯繫在一起。如圖8所示,第一個數據包(編號0)包含下一個數據包的摘要。第一個數據包的有效載荷不是實際的軟件應用程序數據,而是簽名。第二個數據包(編號1)的有效載荷包含二進制文件的一部分和第三個數據包(編號2)的摘要。客户端驗證第一個數據包中的簽名並緩存摘要H0以供以後使用。當第二個數據包到達時,客户端對有效載荷進行哈希處理並將其與H0進行比較。如果它們匹配,客户端便可確定該後續數據包來自可信服務器,而無需費力進行簽名檢查。生成此鏈的高開銷任務留給服務器完成,客户端只需在每個數據包到達時進行緩存和哈希處理,確保到達的數據包完整無損並驗明正身。 圖8.將哈希鏈應用於數據包序列 實驗設置 解決本文所述存儲器、通信和安全設計挑戰的超低功耗微控制器是ADuCM3029和ADuCM4050.這些微控制器包含本文討論的用於OTA更新的硬件外設,例如閃存、SRAM、加密加速器和真隨機數發生器。這些微控制器的器件系列包(DFP)為在這些器件上構建OTA更新解決方案提供了軟件支持。DFP包含外設驅動,以便為使用硬件提供簡單靈活的接口。 硬件配置 為了驗證本文討論的概念,我們利用ADuCM4050創建了OTA更新軟件參考設計。對於客户端,一個ADuCM4050 EZ-KIT®使用收發器子板馬蹄形連接器連接到ADF7242。客户端器件如圖9左側所示。對於服務器,我們開發了一個在Windows PC上運行的Python應用程序。Python應用程序通過串行端口與另一個ADuCM4050 EZ-KIT通信,後者也以與客户端相同的配置連接一個ADF7242。但是,圖9中右邊的EZ-KIT不執行OTA更新邏輯,只是將從ADF7242接收到的數據包中繼給Python應用程序。 圖9.實驗硬件設置 軟件組件 軟件參考設計對客户端器件的閃存進行分區,如圖3所示。主要客户端應用程序具有非常好的移植性和可配置性,以便其他方案或其他硬件平台也可以使用。圖10顯示了客户端器件的軟件架構。請注意,雖然我們有時將整個應用程序稱為SSBL,但在圖10中,並且從現在開始,我們在邏輯上將真正的SSBL部分(藍色)與OTA更新部分(紅色)分開,因為後者不一定需要完全在上述應用程序中實現。圖10所示的硬件抽象層使OTA客户端軟件可移植並獨立於任何底層庫(以橙色顯示)。 圖10.客户端軟件架構 軟件應用程序實現圖3中的引導序列(一個用於從服務器下載新應用程序的簡單通信協議)和哈希鏈。通信協議中的每個數據包都有12字節的元數據頭、64字節的有效載荷和32字節的摘要。此外,它還有如下特性: ► 緩存:根據用户配置,支持不緩存或緩存閃存的一頁。 ► 目錄:ToC設計為僅容納兩個應用程序,並且新應用程序總是下載到最舊的位置,以保留一個備用應用程序。這稱為A/B更新方案。 ► 消息傳遞:支持ADF7242或UART進行消息傳遞,具體取決於用户配置。使用UART進行消息傳遞可免除圖9左側的EZ-KIT,僅保留右側套件用於客户端。這種有線更新方案對初始系統啓動和調試很有用。 結果 除了滿足功能要求並通過各種測試之外,軟件的性能對於判斷項目成功與否也很重要。通常使用兩個指標來衡量嵌入式軟件的性能:佔用空間和週期數。佔用空間是指軟件應用程序在易失性(SRAM)和非易失性(閃存)存儲器中佔用的空間大小。週期數是指軟件執行特定任務所使用的微處理器時鐘週期數。它與軟件運行時間相似,但在執行OTA更新時,軟件可能進入低功耗模式,此時微處理器處於非活動狀態,不消耗任何週期。雖然軟件參考設計沒有針對任何一個指標進行優化,但它們對於程序基準測試和比較設計權衡非常有用。 圖11和圖12顯示了在ADuCM4050上實現的OTA更新軟件參考設計的佔用空間(不緩存)。這些圖根據圖10所示的組件進行劃分。如圖11所示,整個應用程序使用大約15 kB的閃存。鑑於ADuCM4050包含512 kB閃存,此佔用空間非常小。真正的應用軟件(為OTA更新過程開發的軟件)僅需1.5 kB左右,其餘用於庫,例如DFP、Micro-ECC和ADF7242堆棧。這些結果有助於説明SSBL應在系統中扮演什麼角色的設計權衡。15 kB佔用空間的大部分是用於更新過程。SSBL本身僅佔用大約500字節的空間,另外還有1 kB到2 kB的DFP代碼,用於訪問閃存驅動器之類的器件。 圖11.閃存佔用空間(字節) 圖12.SRAM佔用空間(字節) 為了評估軟件的開銷,我們在每次接收數據包時計數週期,然後計算每個數據包平均消耗的週期數。每個數據包都需要AES-128解密、SHA-256哈希處理、閃存寫入和某種數據包元數據驗證。數據包有效載荷為64字節且不緩存時,處理單個數據包的開銷為7409個週期。使用26 MHz內核時鐘時,大約需要285微秒的處理時間。該值是利用ADuCM4050 DFP中的週期計數驅動程序計算的(未調整週期數),並且是100 kB二進制文件下載期間(約1500個數據包)的平均值。為使每個數據包的開銷最小,DFP中的驅動程序應利用ADuCM4050上的直接存儲訪問(DMA)硬件外設來執行總線事務,並且驅動程序在每次事務處理期間將處理器置於低功耗休眠狀態。每個事務中不存在一個萬能的狀態如果我們禁用DFP中的低功耗休眠並將總線事務更改為不使用DMA,則每個數據包的開銷將增加到17,297個週期。這説明了高效使用器件驅動程序對嵌入式軟件應用程序是有影響的。雖然減少每個數據包的數據字節數也可以降低開銷,但每個數據包的數據字節數翻一倍達到128時,週期數僅有少量增加,相同實驗得到的週期數為8362。 週期數和佔用空間也解釋了先前討論的權衡——緩存數據包數據而不是每次都寫入閃存。使能緩存一頁閃存後,每個數據包的開銷從7409減少到5904個週期。此20%減幅來自於更新過程跳過了大多數數據包的閃存寫入,僅在緩存已滿時才執行閃存寫入。其代價是SRAM佔用面積增加。不使用緩存時,HAL只需要336個字節的SRAM,如圖12所示。但是,當使用緩存時,必須保留一個相當於閃存一整頁的空間,故SRAM佔用增加到2388字節。HAL使用的閃存也會少量增加,原因是需要額外代碼來判斷緩存何時必須清空。 這些結果證明,設計決策對軟件性能會有切實的影響。不存在一個萬能的解決方案,每個系統都有不同的要求和約束,OTA更新軟件需要視具體情況具體對待。希望本文闡明瞭在設計、實現和驗證OTA更新軟件解決方案時遇到的常見問題和權衡。 參考文獻 Nilsson、Dennis Kengo和Ulf E. Larson。“智能車輛的無線安全固件更新”。ICC研討會——2008年IEEE國際通信會議,2008年5月。

    ADI 微控制器 嵌入式 OTA

  • Semtech推出LoRa Core™產品組合以及全新數字基帶芯片,可在全球提供LoRaWAN®網絡覆蓋和功能

    Semtech推出LoRa Core™產品組合以及全新數字基帶芯片,可在全球提供LoRaWAN®網絡覆蓋和功能

    領先的半導體產品及先進算法供應商Semtech公司近日宣佈推出LoRa Core™產品組合,以及該系列的一個全新芯片組。LoRa Core產品組合可在全球範圍內提供LoRaWAN®網絡覆蓋,其應用可面向多個垂直行業,包括資產追蹤、智能樓宇、智慧家居、智慧農業、智能表計、工廠自動化等。 LoRa Core產品組合由sub-GHz收發器芯片、網關芯片和參考設計組成。包括SX126x系列、SX127x系列和LLCC68收發器芯片;SX130x系列網關芯片;傳統網關參考設計以及LoRa® Corecell網關參考設計。它們都具備Semtech LoRa器件的基本功能,包括遠距離、低功耗和低成本的端到端通信。 LoRa Core產品組合最新增加的成員包括:集成了LoRa(SX1303)的網關基帶處理器,以及支持精細時間戳功能的LoRa Corecell網關參考設計。 “全新的LoRa Core網關集成電路可以實現LoRa設備基於網絡的地理定位功能,而無需在每個單獨的終端節點上安裝全球定位系統(GPS)硬件。基於為每個解調消息提供準確的到達時間信息這一精準時間戳功能,全新的芯片組支持網關基於到達時間差(Time Difference of Arrival,TDOA)執行以網絡為中心的地理定位功能。這對於一些對成本敏感的資產追蹤應用來説是非常理想的選擇。”Semtech無線及傳感事業部的無線產品總監Pedro Pachuca説。“全新的LoRa Core芯片可幫助客户加速其運行LoRaWAN協議的應用程序的開發。Semtech致力於為客户提供完整解決方案,幫助他們縮短使用LoRa器件來開發應用程序的週期。” 具有精準時間戳功能的全新LoRa Corecell網關參考設計適用於美國、歐洲和中國。LoRa Corecell將幫助開發人員設計出將LoRa與最佳物料清單(BOM)和最低功耗配置相結合的網關,同時提供最新的、以網絡為中心的地理定位性能。 全新LoRa Core芯片組(SX1303)的主要功能: · 為每個解調的LoRa幀提供準確的到達時間信息 · 精準時間戳是一個參考了每秒脈衝(PPS)信號的納秒級分辨率值 · 地理定位精度大約為75–150米,具體取決於許多不同的因素 · 與LoRa Core SX1302的尺寸和引腳對引腳兼容 · 專為利用LoRaWAN協議和全球範圍內sub-GHz頻段的應用實現而特別設計 · 使用LoRa Core SX1250 Tx / Rx前端,靈敏度高達-141dBm · 獨特的64位序列化編號,用於標識和安全目的 · 與傳統網關相比,該網關具有更低的功耗和更小的尺寸 瞭解更多關於LoRa Core產品組合及其新網關芯片和參考設計的信息,請訪問Semtech網站。

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  • 貿澤電子與Maxim Integrated聯手發佈新電子書,共同探索醫療可穿戴設備的未來發展

    貿澤電子與Maxim Integrated聯手發佈新電子書,共同探索醫療可穿戴設備的未來發展

    2021年3月4日 – 專注於引入新品推動行業創新的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 宣佈與Maxim Integrated Products, Inc攜手推出一本全新電子書Empowering Design Innovation for Healthcare Wearables(實現醫療可穿戴設備的設計創新),重點介紹可穿戴醫療技術的未來發展前景。在本書中,來自貿澤和Maxim Integrated的業內專家對可穿戴設備的設計和開發細節進行了深入的技術探索,並點出了電源、傳感器數據和精確監控技術的相關挑戰。 在越來越多的患者難以獲得傳統面對面醫療服務的時代,可穿戴醫療設備提供了一種重要的監護解決方案。技術創新和先進人工智能的結合促進了新一代可穿戴設備的發展,讓專業醫務人員能夠使用遠程收集的數據更有效地診治前來就診的患者。Maxim Integrated和貿澤推出的全新電子書結合了詳細的技術演練、視頻和產品信息,為工程師提供了着手開發可穿戴設備所需的實用知識。 Maxim Integrated醫療解決方案包括傳感器、集成電路、電源和評估套件,為戒指、腕帶、貼片和無線耳機等形式的可穿戴醫療設備開發提供需要的關鍵組件。在本期電子書Empowering Design Innovation for Healthcare Wearables中提供了Maxim 10款特色新品的便捷鏈接和訂購信息,其中包括MAX32630FTHR Pegasus快速開發平台。MAX32630FTHR平台通過先進的電源轉換和電池管理技術,為可穿戴設備提供了電池優化解決方案。該平台包括各種外圍設備,為快速概念驗證和開發提供了多功能解決方案。Maxim Integrated的MAXREFDES117參考設計是一種低功耗光學心率模塊,可以放置在手指或耳垂上,精確測量心率。這種微型電路板可以使用Arduino或mbed平台輕鬆集成到各種可穿戴設備中。

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  • Silicon Labs擴展屢獲殊榮的xG22平台,為物聯網邊緣應用提供經優化的32位MCU

    Silicon Labs擴展屢獲殊榮的xG22平台,為物聯網邊緣應用提供經優化的32位MCU

    中國,北京 - 2021年3月4日 - Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)宣佈推出EFM32PG22(PG22)32位微控制器(MCU),這是一款低成本、高性能的解決方案,擁有業界領先的低功耗、性能及安全性。憑藉易於使用且高精度的模擬功能,PG22非常適合於快速開發尺寸受限且對低功耗運行有嚴苛要求的消費和工業應用。 Silicon Labs物聯網副總裁Matt Saunders表示:“市場對大批量、低功耗物聯網(IoT)產品的需求一直在快速增長。PG22是一款經過精心設計的32位MCU,其價格貼近8位MCU市場,在尺寸和代碼方面與其對應的無線產品保持兼容。” PG22通過一系列獨特的產品功能為市場提供領先的32位MCU性能,包括: · 超低功耗:運行模式下27 µA/MHz和EM2低功耗模式下1.1 µA(帶有8k RAM保持); · 76.8 MHz的Arm® Cortex®-M33內核; · 具有64k / 128k / 256k / 512k閃存和32k RAM; · 緊湊的封裝:5 mm x 5 mm QFN40(26 GPIO)或4 mm x 4 mm QFN32(18 GPIO); · 領先的設備安全性,包括具有信任根和安全加載程序(RTSL)的安全啓動; · 多種外設,例如16位ADC、PDM、內置睡眠晶體和温度傳感器。 PG22與屢獲殊榮的EFR32xG22無線SoC(BG22、MG22和FG22)保持引腳及軟件兼容,使設計人員可以利用可擴展的嵌入式平台來簡化產品開發,提高成本效益。憑藉與xG22 SoC完全一致的外形尺寸和代碼,開發人員能夠進行應用程序共享,並以即插即用的方式升級產品來支持低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy)、Zigbee或專有(2.4 GHz)無線連接。 價格與供貨 EFM32PG22 MCU現已可供貨,支持5mm x 5mm QFN40和4mm x 4mm QFN32封裝。PG22 MCU是低成本的嵌入式MCU,批量價格低於1美元。PG22開發套件也已經準備就緒,此款小尺寸原型開發板零售價格為19.99美元。

    Silicon Labs 物聯網 微控制器 MCU

  • Laird Connectivity BL653μ模塊在貿澤開售 ,為空間受限應用提供遠程低功耗藍牙連接

    Laird Connectivity BL653μ模塊在貿澤開售 ,為空間受限應用提供遠程低功耗藍牙連接

    2021年3月3日 – 專注於引入新品並提供海量庫存的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 即日起開售Laird Connectivity的全新BL653µ模塊。此係列微型、高度集成的模塊可通過NFC提供遠程低功耗藍牙連接,非常適合惡劣環境和空間受限的應用。支持多種無線功能使此模塊成為了一系列物聯網 (IoT) 應用的理想之選,包括安全醫療外圍設備、專業照明和工業IoT傳感器。 貿澤備貨的Laird Connectivity BL653µ模塊由Nordic Semiconductor nRF52833多協議片上系統 (SoC) 提供支持。此片上系統具有 Arm® Cortex®-M4F CPU、512KB閃存和128KB RAM,可滿足嚴苛的產品設計要求。BL653μ模塊支持Nordic SDK或Zephyr RTOS、AT命令集以及Laird Connectivity的smartBASIC環境,可以增強產品開發靈活性。 此器件非常小巧,只有6.3×5.6mm,能夠提供可靠的低功耗性能,支持多種可配置接口,包括UART、I²C、GPIO和USB。該模塊具有藍牙5.1網狀網絡功能以及到達角和出發角測向功能,可為具有挑戰性的射頻無線和工業物聯網應用提供卓越的性能。

    貿澤電子 SoC 藍牙連接 BL653

  • 新冠疫情前後的數字醫療保健技術

    新冠疫情前後的數字醫療保健技術

    加速轉向預判式護理 對大部分患者來説,獲得診斷的過程既熟悉又可預見。與醫生見面後,醫生進行一系列問診和檢查,然後解讀你的症狀,作出護理計劃。 但如果事情不這樣發展呢?如果不採用被動式治療,而是醫生能夠獲取數字醫療保健技術,使用從基因組分析、高級成像或可穿戴設備中捕獲的數據來識別預警信號,然後設計計劃來預防疾病發生而非治療現有疾病,情況會如何?如果可穿戴技術能在症狀出現之前就識別病毒感染的跡象並提醒人們,情況又會如何呢? 阿肯色大學醫學院數字健康與創新研究所主任Curtis Lowery博士表示:“我們正在使用數字概念讓人們遠離醫院,利用基於患者遠程監測的干預措施,在這一過程中儘早治療疾病。現在,通過電子秤、血壓計甚至脈搏血氧計傳入的數據,我們在患者家裏就可以開展治療。”在全球新冠疫情大流行的背景下,通過遠程方式評估數據和治療患者所帶來的好處,遠不止方便和節省成本這麼簡單。現在,遠程治療是一種額外的安全措施,可以真正挽救生命。 “我們正在使用數字概念讓人們遠離醫院,利用基於患者遠程監測的干預措施,在這一過程中儘早治療疾病。” Curtis Lowery 阿肯色大學醫學院 | 數字健康與創新研究所主任 早在新冠肺炎爆發前,數字醫療保健技術行業的先鋒創新者(包括ADI公司),已經在把下一代技術交到供應商手中。其中一個例子就是生命體徵監測技術,比如可穿戴設備和可聽戴設備。有了它們,即使患者離開醫生辦公室,醫生也可以毫無干擾地持續獲取數據。這樣便於醫生獲取可行的見解,更易於做出準確的診斷。ADI公司數字健康高級副總裁Pat O’Doherty表示,當前疫情催生了對公司關鍵數字健康技術產品的龐大需求。“我們極為重視醫療健康技術的生產,尤其是對抗疫前線醫療設備至關重要的技術,這些設備包括呼吸機、輸液泵、患者監測器、診斷測試機、CT掃描儀和數字X光機設備等等。” 對護理的需求 根據美國疾病控制和預防中心的數據,平均每10個美國人中就有6個患有糖尿病或心臟病等慢性疾病。這些疾病是導致美國人死亡的最主要原因,與心理健康一起,佔美國每年3.5萬億美元醫療支出的90%。再加上人口老齡化和預計的註冊護士短缺,採用新的數字健康解決方案顯得迫在眉睫。 ADI公司負責銷售和數字營銷的高級副總裁Martin Cotter指出:“醫療保健系統面臨非常嚴峻的財政困難,如果我們不進行干預,將其轉向以患者為中心,最終將導致患者護理質量的下降。這意味着需要提高這一生態系統中每一方的效率,無論是醫生、供應商、買方還是患者。” 醫療保健成本上升 美國的醫療保健支出是世界上最高的,而且預計在未來幾年,成本只會增加。 憑藉在開發生命體徵監測傳感器方面數十年的專業經驗,ADI公司正在實現下一代可穿戴設備,為數字醫療保健技術行業(及患者)帶來更光明的前景。想象一下糖尿病患者採用傳統手指測試(通常一天多次)監測血糖水平並注射胰島素。再設想一下不顯眼的傳感器,它貼在皮膚表面進行持續的測量,並提供關於患者健康狀況的不間斷視圖。 這樣的設備改善了糖尿病患者的生活質量,醫生也被賦予了某種權力,可以幫助患者更好地管理自己的疾病,甚至可能延緩病情進展。 Martin Cotter稱:“對患者長期監測要好過僅在可控臨牀環境中進行監測。將現實世界的情況納入其中,可以提供更準確的數據,讓醫生更好地管理患者健康。一個更激動人心的提議是對慢性疾病進展進行無創追蹤,這樣我們可以在某一天讓患者不再需要某種特定藥物。” 儘管已經有了一些可用的持續監測方案,這項技術還沒有在整個行業全面普及,這就為各種形式的創新敞開了大門。ADI公司的可穿戴健康監測器類似於常見的智能手錶,但會不斷提取穿戴者的心率、體温和其他生命體徵數據。它可以戴在手腕上,也可以像貼片一樣貼在皮膚上,將測量到的數據存儲在SD卡上,或通過無線方式將數據發送到智能設備。ADI的可穿戴健康監測器結合了嵌入式傳感器、處理能力和無線通信,可成為下一代數字健康的模型。 ADI公司還與一家納米傳感器即時診斷技術的領先公司合作,提供快速病毒和細菌測試技術,這些技術可能對新冠肺炎和未來傳染性疾病的檢測和預防產生重大影響。 “健康護理正迅速走出醫院,走向家庭,這就產生了對新一代更小、更易使用、成本更低的臨牀級技術產品的需求。由於新冠肺炎的疫情,這一根本性變化正在加速,我們正在考慮將我們的研發投資優先滿足這一新的需求。” Patrick O’Doherty ADI公司 | 數字醫療健康高級副總裁 可穿戴的護理 可穿戴設備很快會允許患者持續監測各種健康參數,從而推動更具預防性的護理方法。同時,無線連接將為醫生提供連續的數據流。 關注圖像 儘管健康護理領域的一些最重大機遇將出現在家庭中,但用於醫院和臨牀環境的儀器設備也在升級。X射線和CT掃描等常見測試背後的技術正變得更加敏感和精確,從而產生分辨率更高、噪聲水平更低的圖像。 在開發能夠收集數據的信號處理和傳感器(連接物理世界和數字世界)方面,ADI公司有着深厚的經驗,因而在這一領域發揮着同樣重要的作用。ADI公司精密技術與平台副總裁Jen Lloyd表示:“在CT掃描中,精確的傳感可以加快掃描時間,減少對患者的輻射劑量。同時,人工智能也可以應用到圖像,提請醫生注意某些關鍵領域,提高他們的工作效率。” 健康行業的圖景 數字成像解決方案在支持醫生決策的同時提高了醫院的效率。 O’Doherty解釋説,精確的成像、臨牀級的生命體徵監測和改進的數字醫療保健技術正在幫助醫生提高診斷的準確性,並讓人們能夠更有效地管理慢性疾病。但最終目的是完全從被動式醫療轉變為預判式醫療,從而提高人們的生活質量,減輕醫療保健系統的壓力。 “我看到從業者對數字技術的渴望,這種技術可以幫助管理醫療保健的成本,縮短患者病程,或者在病症變得嚴重之前將其治癒。我認為,在未來幾十年,無論是在大型機器診斷層面,還是在人類日常生活層面,醫療保健領域都可能出現爆炸式增長。” Vincent Roche ADI公司 | 總裁兼首席執行官 要跟上爆炸式增長的步伐,不僅需要在數字健康方面進一步投資,還需要技術合作夥伴開發的先進健康、成像和生命體徵測量解決方案,這些技術合作夥伴已經在推動這一轉型。

    ADI 傳感器 數字醫療 數字醫療保健技術

  • 華域三電與羅姆成立“技術聯合實驗室”並舉行啓動儀式

    華域三電與羅姆成立“技術聯合實驗室”並舉行啓動儀式

    中國知名汽車空調製造商——華域三電汽車空調有限公司(Sanden Huayu Automotive Air-Conditioning Co., Ltd.,以下簡稱“華域三電”)與全球知名半導體制造商——羅姆(ROHM Co., Ltd.,以下簡稱“羅姆”)在位於中國上海的華域三電總部成立了“技術聯合實驗室”,並於2021年1月舉行了啓動儀式。 華域三電 總經理 王駿(右)與羅姆半導體(上海)有限公司 董事長 藤村 雷太(左)在啓動儀式上互贈紀念品 華域三電和羅姆自2018年開展技術交流以來,雙方在採用IGBT等先進功率元器件的車載應用產品開發方面建立了合作關係。經過兩年多的技術交流,採用了羅姆IGBT功率元器件以及周邊部件的電動壓縮機於2020年10月成功投入量產。 此次成立的聯合實驗室配備了包括可以對以汽車空調為中心的車載應用進行評估的測試設備、以及能夠進行元器件評估的測試裝置等重要設備。 未來,雙方將會進一步加強合作關係,不僅是羅姆的功率元器件、還會進一步推進對組合了驅動IC和周邊部件的IPM的評估,加速創新型解決方案的開發。 華域三電總工程師 姚奕表示:“自2018年羅姆為華域三電推介功率元器件產品以來,雙方包括高層在內的交流不斷加深。作為兩年多技術交流的成果,華域三電開發出採用了IGBT的車載應用並在2020年成功實現量產,對此我們表示非常高興。該聯合實驗室的成立,表明兩家公司之間的合作關係進一步加深,我們期待通過完善的設備,得到更出色的技術支持。” 羅姆董事高級執行官CSO業務統括 伊野和英博士表示:“我們很高興能夠與汽車空調領域的先進企業——華域三電成立聯合實驗室。羅姆正在推進從Si功率元器件(IGBT、MOSFET)到SiC功率元器件等豐富的先進元器件開發,同時,通過與驅動IC等外圍元器件相結合的電源解決方案,獲得了傲人的實際應用業績。未來,雙方將通過聯合實驗室加強合作關係,憑藉結合客户需求以及市場動向的電源解決方案為汽車技術革新做貢獻。”

    羅姆 羅姆 華域三電 技術聯合實驗室

  • Phoenix Contact單對以太網連接器在貿澤開售

    Phoenix Contact單對以太網連接器在貿澤開售

    2021年3月2日 – 專注於引入新品推動行業創新的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 即日起開售Phoenix Contact的單對以太網 (SPE) 連接器。此係列SPE連接器通過單對雙絞線和數據線供電 (PoDL) 在以太網上實現並行的高性能數據和電源傳輸。 SPE連接器支持傳感器與雲端的一致以太網通信,並具有適用於工業4.0和工業物聯網 (IIoT) 的關鍵技術。藉助於此全新網絡技術,即使在複雜的工業和IoT應用中,也能實現一致的IP通信和供電。此係列連接器支持最遠達1,000米的傳輸距離和高達1 Gbps的數據傳輸速率,提升了設計靈活性。 SPE開啓了嶄新的應用領域,讓智能設備通信成為可能。憑藉其出色的傳輸特性,即使在遠距離傳輸中,SPE系列也能支持符合未來需求的網絡通信。隨着節約資源、器件小型化等趨勢的帶動,SPE可通過小尺寸電纜為電子元件提供更多發展空間。 Phoenix Contact為單對以太網系統聯盟的創始成員之一。這個由業界知名技術公司組成的聯盟旨在促進SPE技術在行業中的普及,並建立統一的標準。SPE連接器符合 IEC 63171-2 和-5標準,適用於樓宇和工業自動化、機器人技術、鐵路和照明等應用。

    貿澤電子 以太網 連接器 貿澤電子

  • Teledyne SP Devices宣佈推出持續數據傳輸速率為7 GB/s的12位數字化儀

    Teledyne SP Devices宣佈推出持續數據傳輸速率為7 GB/s的12位數字化儀

    瑞典林雪平市 - Media OutReach - 2021年2月9日 - Teledyne技術公司的業務部門Teledyne SP Devices今天宣佈發佈ADQ32和ADQ33,這是針對高通量應用進行了優化的第四代模塊化數據採集板。憑藉板載開放式現場可編程門陣列(FPGA)和高速數據流的結合,即使在對於計算要求最苛刻的應用環境下,ADQ32和ADQ33堪稱是理想的選擇。 ADQ32雙通道12位數字轉換器支持每通道2.5 Gb/s的同步採樣,而ADQ33則支持每通道1 GS/s的同步採樣,並具有開放的Xilinx Kintex Ultrascale KU040現場可編程門陣列(FPGA) 。這兩款數字化儀為高容量應用而優化,因此適合原始設備製造商(OEM)在掃描源光學相干層析成像(SS-OCT)、飛行時間質譜(ToF-MS)和分佈式光纖傳感(DOFS)等領域進行集成。ADQ33不受出口管制,因此不需要任何許可證。 使用者可在板載FPGA中實時執行定製的專用數字信號處理(DSP),以表徵信號並提取有價值的信息。它還可用於執行數據縮減,以便輸出速率與PCI Express接口的7 G/s持續傳輸容量相匹配。接着,可以在主PC的中央處理單元(CPU)上對數據進行後處理,或通過點對點傳輸到圖形處理單元(GPU)。 這種體系結構提供了極大的靈活性,允許設計者在委派的任務中,使用最合適的處理資源類型。專用DSP的示例包括用於SS-OCT的快速傅立葉變換(FFT)和k空間重映射,以及用於ToF MS的波形平均和零抑制。 除了高流率和計算靈活性之外,ADQ32還具有出色的模擬性能,包括有效位數(ENOB),無雜散動態範圍(SFDR)等。硬件觸發、內部/外部時鐘選擇和通用輸入/輸出(GPIO)簡化了系統級集成。有關完整規格,請參閲資料表。

    Teledyne SP Devices 數字轉換器 數字信號 數字化儀

  • 貿澤電子新品推薦:2021年2月

    貿澤電子新品推薦:2021年2月

    2021年3月1日 – 致力於快速引入新產品與新技術的業界知名分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) ,首要任務是提供來自1100多家知名遞四方香港的新產品與技術,幫助客户設計出先進產品,並加快產品上市速度。貿澤旨在為客户提供全面認證的原廠產品, 並提供全方位的製造商可追溯性。 上個月,貿澤總共發佈了超過436 款新品,這些產品均可在訂單確認的當天發貨 。 貿澤上月發佈的部分產品包括: · Renesas Electronics RA2E1 MCU Renesas RA2E1 MCU搭載48 MHz Arm® Cortex®-M23內核,提供最高128 KB的代碼閃存和16 KB的SRAM存儲器。 · Molex Mini-Fit Versa彩色連接器 Molex Mini-Fit Versa彩色連接器提供可視色彩搭配以減少組裝錯誤,並幫助確保端子完全卡入,避免最終產品故障。 · Bourns千兆以太網Chip LAN變壓器模塊 Bourns千兆以太網Chip LAN變壓器模塊與傳統密封式外殼LAN變壓器的引腳兼容,具有低矮外形以及出色的共面性。 · Laird Connectivity GNS1559MPF Mini GNSS Laird Connectivity GNS1559MPF Mini GNSS提供50Ω標稱阻抗額定值,可輕鬆安裝在需要全球導航的車輛或建築物中。

    貿澤電子 連接器 MCU 貿澤電子

  • ADI 高功率硅開關可節省大規模 MIMO RF 前端設計中的偏置功率和外部組件

    ADI 高功率硅開關可節省大規模 MIMO RF 前端設計中的偏置功率和外部組件

    多輸入、多輸出 (MIMO) 收發器架構廣泛用於高功率 RF 無線通信系統的設計。作為邁入 5G 時代的一步,覆蓋蜂窩頻段的大規模 MIMO 系統目前正在城市地區進行部署,以滿足用户對於高數據吞吐量和一系列新型業務的新興需求。高度集成的單芯片射頻收發器解決方案 (例如,ADI 新推出的 ADRV9008/ADRV9009產品系列) 的面市促成了此項成就。在此類系統的 RF 前端部分仍然需要實現類似的集成,意在降低功耗 (以改善熱管理) 和縮減尺寸(以降低成本),從而容納更多的 MIMO 通道。 MIMO 架構允許放寬對放大器和開關等構建模塊的 RF 功率要求。然而,隨着並行收發器通道數目的增加,外圍電路的複雜性和功耗也相應升高。ADI 採用硅技術的新型高功率開關專為簡化 RF 前端設計而研發,免除外圍電路的需要並將功耗降至可忽略不計的水平。ADI 採用硅技術的新型高功率開關為 RF 設計人員和系統架構師提供了提高其系統複雜度的靈活性,且不會讓 RF 前端成為其設計瓶頸。 在時分雙工 (TDD) 系統中,天線接口納入了開關功能,以隔離和保護接收器輸入免受發送信號功率的影響。該開關功能可直接在天線接口上使用 (在功率相對較低的系統中,如圖 1 所示),或在接收路徑中使用 (針對較高功率應用,如圖 2 所示),以保證正確接至雙工器。在開關輸出上設有一個並聯支路將有助改善隔離性能。 圖 1.天線開關。 圖 2.LNA 保護開關。 基於 PIN 二極管的開關具備低插入損耗特性和高功率處理能力,一直是首選解決方案。然而,在大規模 MIMO 系統的設計中,它們需要高偏置電壓以施加反向偏置 (用於提供隔離) 和高電流以施加正向偏置 (用於實現低插入損耗),這就變成了缺點。圖 3 示出了一款用於基於 PIN 二極管的開關及其外設的典型應用電路。三個分立的 PIN 二極管通過其偏置電源電路施加偏置,並通過一個高電壓接口電路進行控制。 圖 3.PIN 二極管開關。 ADI 的新款高功率硅開關更適合大規模 MIMO 設計。它們依靠單 5 V 電源供電運行,偏置電流小於 1 mA,並且不需要外部組件或接口電路。圖 4 中示出了內部電路架構。基於 FET 的電路可採用低偏置電流和低電源電壓工作,因而將功耗拉低至可忽略的水平,並可在系統級上幫助熱管理。除了易用性之外,該器件架構還可提供更好的隔離性能,因為在 RF 信號路徑上納入了更多的並聯支路。 圖 4.ADRV9008/ADRV9009 硅開關。 圖 5 並排對比了單層 PCB 設計上基於 PIN 二極管的開關和新型硅開關的印刷電路板 (PCB) 原圖。與基於 PIN 二極管的開關相比,硅開關所佔用的 PCB 面積不到其 1/10。它簡化了電源要求,且不需要高功率電阻器。 圖 5.基於 PIN 二極管的開關設計與硅開關的並排比較。 ADI 的高功率硅開關能夠處理高達 80 W 的 RF 峯值功率,這足以滿足大規模 MIMO 系統的峯值平均功率比要求,並留有裕量。表 1 列出了 ADI 專為不同的功率級別和各種封裝類型而優化的高功率硅開關係列。這些器件繼承了硅技術的固有優勢,而且與替代方案相比,可實現更好的 ESD 堅固性和降低部件與部件間的差異。 表 1.ADI 新推出的高功率硅開關係列 大規模 MIMO 系統將繼續發展,並將需要進一步提高集成度。ADI 的新型高功率硅開關技術很適合多芯片模塊 (MCM) 設計,將LNA 一起集成,以提供面向 TDD 接收器前端的完整、單芯片解決方案。另外,ADI 還將調高新設計的頻率,並將引領針對毫米波 5G 系統的相似解決方案。隨着ADI 將其高功率硅開關產品系列擴展到了 X 波段頻率和更高的常用頻段,電路設計人員和系統架構師還將在其他應用 (例如相控陣系統) 中受益於 ADI 新型硅開關,

    ADI 硅開關 RF ADI

  • 無線充電技術標準來了!無線充電技術能否一飛沖天?

    無線充電技術標準來了!無線充電技術能否一飛沖天?

    眾所周知,現在我們一旦要出門,手機肯定是必不可少的工具之一,可以説離開了手機寸步難行。但是隨着手機耗電量越來越快,很難有手機的續航能支撐兩天,一般情況下,我們使用一天或者大半天就會產生電量焦慮。隨着手機技術的不斷髮展,人們對手機充電的性能需求日益增長,焦點漸漸鎖定在了“無線充電”身上。但現在出現的無線充電器仍然需要將手機放置到充電器的託座上,無法擺脱束縛。手機無線充電技術由於不需要連接充電線,這些年發展非常迅速。但是,隨着產品的使用,人們也發現了不少缺點。那無線充電到底是充電神器還是宣傳噱頭? 眾所周知,無線充電技術(英文:Wireless charging technology;Wireless charge technology )源於無線電能傳輸技術,可分為小功率無線充電和大功率無線充電兩種方式。小功率無線充電常採用電磁感應式,如對手機充電的Qi方式,但中興的電動汽車無線充電方式採用感應式 [1] 。大功率無線充電常採用諧振式(大部分電動汽車充電採用此方式)由供電設備(充電器)將能量傳送至用電的裝置,該裝置使用接收到的能量對電池充電,並同時供其本身運作之用。由於充電器與用電裝置之間以磁場傳送能量,兩者之間不用電線連接,因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。 市面上無線充電的手機主要是採用電磁感應原理來實現無線充電的。充電器和手機之間沒有接口。手機內置了接收線圈,充電器內置了發送線圈。它們之間通過電磁感應將電量充入手機。無論你買什麼品牌的手機,只要兼容充電頭的無線充電標準,基本都能充電。在使用場景上,由於省去了有線充電的“插拔”動作,很多用户早上到公司工位,手機往往會被放到無線充電器上,隨用隨取,隨放隨充,這樣的情況下,白天手機幾乎時刻在滿電狀態,高功率無線充電更加沒有必要了。 近日,工信部一份《無線充電(電力傳輸)設備無線電管理暫行規定(徵求意見稿)》(以下簡稱意見稿)的出爐,引起網友熱議。工信部在意見稿中表示,自2022年1月1日起,所有生產、進口在國內銷售、使用的移動和便攜式無線充電設備額定傳輸功率要求小於50W此次工信部發布的意見稿,從某種意義上來説,是給了行業的一個指導意見,有助於促進行業的規範性眾所周知,無線充電雖然可以不插線,但手機和充電器之間的距離,雖然很小。隨着各大品牌智能手機競爭的加劇,智能手機的無線充電功能也越來越受到手機遞四方香港的重視,無線充電也進入了快充時代,這次意見稿的發佈,在功率方面對品牌起到了引導作用,品牌的發展方向將有望從“追求如何達到最高功率”,改為“如何維持高功率傳輸”,未來將推動自身科研水平穩中求變,在商業化方面發展新思路,拓寬新渠道,構建多元化應用場景,引導企業在新規定中尋求新的創新,從而能夠大大推動無線充電技術的發展,更好地賦能消費者的生活。 從上游生產到用户習慣,從政策到遞四方香港技術,無線充電器目前產業鏈已經非常成熟,手機取消有線充電,徹底擺脱線材束縛,可能比我們預想的更早到來。在不久的將來,隨着科技的進步,真正的無線隔空充電一定會成為現實,我們一定會實現充電自由!

    模擬技術 無線 無線充電

  • 中國已是全球規模最大,什麼時候才能實現“中國芯,中國造”?

    中國已是全球規模最大,什麼時候才能實現“中國芯,中國造”?

    我們經常碰到“芯片”、“集成電路”、“半導體”這幾個術語,這些詞在我們日常的討論中經常是混用的,硬要區分的話,可以説集成電路是更廣泛的概念。據數據統計,中國集成電路產品連續多年每年進口額超過2000億美元,一旦缺“芯”,可以想像會面臨什麼生產困難。用過電子產品的朋友可能都知道,芯片就是一個電子產品的心臟,沒有芯片電子產品將無法運行,就是一坨廢銅爛鐵,可想而知芯片有多重要。但是由於我國在這方面的技術起步比較晚,而且外國勢力在這方面不斷的對中國施壓,一直在對我國進行着區別對待,導致中國在電子產品的一些核心技術產品上強烈依賴進口,就連現在國內兩大公司小米和華為也沒有完全脱離過這個境地。 1958年9月12日,在美國德州儀器公司擔任工程師的Jack.Kilby發明了集成電路的理論模型。1959年,曾師從晶體管發明人之一肖克萊的Bob.Noyce率先創造了掩模版曝光刻蝕方法,發明了今天的集成電路技術。集成電路產業離普通人很近又很遠。大多數人只知道手機電腦、各行各業裏面都要用到電子器件,CPU、GPU、單片機、數控裝備、汽車都離不開芯片,但是説起芯片的設計製造,卻只有少數人知道。 中國現在面臨的問題就是能夠設計芯片,但是沒有生產,製造和封裝芯片的能力,因此全國人民上下一致大力發展芯片行業,將芯片行業的規劃本該在20多年前就開始做的事情,現在突然推上了高速公路。 那麼“芯片”為什麼這麼重要?中國芯片制 造業的短板在哪裏?我們什麼時候才能實現真正的“中國芯,中國造”?芯片設計跟芯片製造是有很大區別的,芯片設計就是在一塊芯片上哪一個位置應該放置什麼東bai西,合理的安排芯片位置。而芯片製造就是把這個芯片設計出來的圖案,通過技術給製造出來。設計只是通過大腦思考而描繪出來的一個圖案,而製造是通過這個圖案用技術以及機器的一個輔助製造出一個完整的芯片。 任正非説中國芯片設計世界領先是有原因的,任正非先生如果沒有信心的話,是不可能説中國的芯片設計能力在世界上屬於領先,任正非先生在c9高校校長座談會上補充到,華為手機目前已經積累了大量的經驗,已經具備了很強的芯片設計能力,任正非先生在特朗普宣佈制裁華為之後,就開始聚集人才專門開設製造芯片的一個人才聚集地。任正非先生敢這樣説就説明了,這個團隊已經在芯片設計能力上有了突破,所以説任正非先生才敢説出這樣的話。 2月27日,科技部部長王志剛:在科技研發方面,我們主要聚焦集成電路、軟件、高端芯片、新一代半導體技術等領域的一些關鍵核心技術和前沿基礎研究,利用國家重點研發計劃等給予支持;充分發揮企業創新主體地位,並且加大人才培養,不斷提升創新能力。 總之,集成電路產業是中國經濟高質量發展的一個重要基礎,也必然是中國研發包括科技工作的重點。因為科技的研發説快也快,説慢也慢,這個沒有辦法去預估時間,他不是説吃一頓飯,打一場球是可以預估時間的,但是無論怎樣,我們要對華為要對中國科技人員的智慧充滿信心。下一步,我們一方面願意在互利共贏的基礎上積極推動企業、高校、研究機構等各個創新主體開展國際科技合作,提升集成電路領域的科技創新能力,同時我們也會更加強化中國自己在這方面的自主研發能力,希望有更多的成果,不僅為中國的信息產業、信息化應用提供服務,也願意為全球集成電路產業發展提供支撐和服務。 在區塊鏈技術火爆的今天,礦機專用的芯片基本上已經被中國的產品所壟斷。挖礦用的芯片起初只是普通電腦的CPU,後來是GPU、FPGA芯片,再後來中國的創業者通過把其中不必要的部件都減掉,造出來專門用來挖礦的芯片,把算力和能耗發揮到極致,再加上中國強大的基礎製造體系,一舉壟斷了這個新興的市場。 在傳統芯片領域已經被巨頭壟斷的當今,一些面向專門的應用領域的芯片是中國未來實現彎道超車的重點,除了上面提到的手機芯片、礦機芯片,還有專門用於人工智能計算的AI芯片等等。對此,大家怎麼看呢?

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  • 打破海外壟斷,號稱“工業之母”數控機牀系統逆勢崛起!

    打破海外壟斷,號稱“工業之母”數控機牀系統逆勢崛起!

    眾所周知,數控機牀就是在數字控制下,能在尺寸精度和幾何精度兩方面完成金屬毛坯零件加工成所需要形狀的工作母機的總稱。數控機牀通常由控制系統、伺服系統、檢測系統、機械傳動系統及其他輔助系統組成。 數控機牀是當代機械製造業的主流裝備,國產數控機牀的發展經歷了30年跌宕起伏,已經由成長期進入了成熟期,可提供市場1,500種數控機牀,覆蓋超重型機牀、高精度機牀、特種加工機牀、鍛壓設備、前沿高技術機牀等領域,產品種類可與日、德、意、美等國並駕齊驅。特別是在五軸聯動數控機牀、數控超重型機牀、立式卧式加工中心、數控車牀、數控齒輪加工機牀領域部分技術已經達到世界先進水平。其中,五軸(座標)聯動數控機牀是數控機牀技術的制高點標誌之一。 近年來,我國製造業強勢崛起,很早以前就已經超過美國,成為全球製造業第一大國。但我國製造業規模上來了,製造技術和水平卻依然停留在中低端。 隨着數控系統技術的不斷髮展,國產系統中、低檔的性能、功能和可靠性已大幅提高,縮小了與國外的差距。從技術層面來看,國產中、低檔數控系統已基本能夠滿足國內生產數控機牀的技術要求,國產高檔系統如五軸聯動數控系統技術統也得到一定程度的發展。然而數控系統技術上的突破並不等於市場上的突破。特別是在數控系統技術正朝着智能化、開放式、網絡化方向發展的今天,日本發那科和德國西門子等國際遞四方香港生產的能夠實現多軸、多通道、高速和高精度切削、複合化加工的數控系統已經在市場上暢銷,而我國數控的產業化卻依然無法消除國內用户對國產系統可靠性的疑慮。尤其是在高端領域,國產的高檔數控系統只佔年購買量的較低,大量的高性能系統仍然依賴進口。因此,國家政府多年前就開始制定計劃,推動中國製造業向高端化、智能化邁進。但在海外技術封鎖和壟斷的情況下,想要突出重圍哪有那麼容易。 2004年6月一份廣東機牀用户的抽查情況透露,在數控機牀的各個品牌之中,用户對歐洲、日本、美國、韓國和中國台灣等數控機牀品牌的關注度已佔全部市場的60%以上。品牌知名度上的差距,導致用户在選擇加工設備時把更多的機會給了海外數控機牀行業的一些“實力派”。如哈爾濱某發動機(集團)有限公司的缸體生產線是一條全自動加工線,其粗加工選用韓國大宇重工的專機自動線,精加工則選用了英國CROSSHULLE公司的專機自動線,缸蓋加工線是由德國Cross.Huller公司製造的高速加工中心和專機自動線、德國產的全自動在線測量機、日本產的全自動密封檢測機和清洗機組成的。曲軸生產線為全自動柔性流水生產線,精加工線由日本的數控高速CBN磨牀、動平衡機、拋光機等組成。 2009年,中國啓動了“高檔數控機牀與基礎製造裝備”國家科技重大專項。華中數控開啓了大膽又細心地自主研發的艱難旅程。終於,在2016年,華中數控成功研發出華中8型數控系統。華中8型數控系統已經達到國際先進水平。2020年下半年,華中數控再傳好消息。公司自主研發的華中9型數控系統已經在武漢量產,即將推向市場。華中9型相比上一代數控系統,對於整個中國數控產業而言具有重要意義。 數控系統要更快地發展,國家應給予充分的支持,無論是政策上,還是税收上,甚至是大型設備的招標上,都要對國產數控系統傾斜,以便為國產數控系統的發展創造更大空間,避免國外產品在本土對國產數控系統造成壓制。 由於中國技術水平和工業基礎還比較落後,數控機牀的性能、水平和可靠性與工業發達國家相比,差距還是很大,尤其是數控系統的控制可*性還較差,數控產業尚未真正形成。因此加速進行數控系統的工程化、商品化攻關,儘快建成與完善數控機牀和數控產業成為當前的主要任務。立下汗馬功勞的同時,華中數控自身的業績也在迅速上漲。數據顯示,2020年華中數控實現營收近5.91億元,相比2019年上漲了57.17%。 數控系統由自動化向智能化發展是必然趨勢,智能化數控系統能智能感知加工條件和環境,並自行判斷和決策以適應外界變化,進而適應柔性和高效生產的要求。近年來,中國機牀行業經歷了飛速發展的時期,國產化數控機牀總量中所佔比例越來越高,受此趨勢影響,中國的重型、大型、超重超大型數控機牀業迎來了一個空前繁榮的時期,全世界的重、大型基礎正悄然發生着改變,中國正成為全球大、重型數控機牀的生產國及消費國。國產機牀數控化方向已成為裝備製造業發展的國策。

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