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东芝电子元件及存储装置株式会社(“东芝”)今日宣布,推出一款高压晶体管输出车载光耦---TLX9188”,用于包括电动汽车在内的汽车设备的信号隔离通信。该产品于今日开始支持批量出货。

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TLX9188的高压光电晶体管提供了200V的集电机-发射极额定电压,较东芝目前的TLX9185A高2.5倍,是东芝首款达到该水平的产品[1]。通过指定开关特性(导通时间、关断时间)的最大值,这种新型光耦能用作单向开关。此外,它也可用于100V至200V设备的模拟信号反馈电路,有助于降低应用电路成本。

应用:

汽车设备

电池管理系统:电压监测、机械式继电器吸持检测、接地故障检测等

模拟信号的反馈等

特性:

・高集电极-发射极击穿电压:V(BR)CEO=200V(最小值)

・高电流传输比:IC/IF=100%(最小值),GB等级

・高隔离电压:BVS=3750Vrms(最小值)

・宽额定工作温度范围:Topr=-40℃至125℃

・AEC-Q101认证

・IATF 16949认证

主要规格:

(除非另有说明,@Ta=25℃)

器件型号

TLX9188

绝对最大额定值

输入正向电流IFmA

30

集电极电流ICmA

50

工作温度Topr(℃)

-40至125

电气特性

集电极-发射极击穿电压

V(BR)CEO最小值(V

@IC0.1mA

Ta-40125°C

200

暗电流ICEO最大值(μA

@VCE200V

0.2

耦合电气特性

电流传输比IC/IF最小值(%

@IF5mAVCE5V

GB等级

100

饱和电流传输比IC/IF(sat)

最小值(%

@IF1mAVCE0.4V

GB等级

30

集电极-发射极饱和电压VCE(sat)

最大值(V

@IC2.4mAIF8mA

0.4

断态集电极电流IC(off)

最大值(μA

VF0.7VVCE200V

10

开关特性

导通时间tON最大值(μs

@RL1.9kΩVCC5V

IF10mA

100

关断时间tOFF最大值(μs

500

隔离特性

隔离电压BVS最小值(Vrms

3750

封装

名称

4引脚SO6

尺寸典型值(mm

3.7×7.0×2.1

库存查询与购买

在线购买

注:

[1] 仅针对车载光耦

如需了解相关新产品的更多信息,请访问以下网址:

TLX9188

https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/isolators-solid-state-relays/detail.TLX9188.html

如需了解相关东芝光耦的更多信息,请访问以下网址:

隔离器/固态继电器

https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/isolators-solid-state-relays.html

如需了解相关东芝车载器件的更多信息,请访问以下网址:

车载器件

https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/automotive-devices.html

如需了解相关新产品在线分销商网站的供货情况,请访问以下网址:

TLX9188

https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/where-to-buy/stockcheck.TLX9188.html

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社是先进的半导体和存储解决方案的领先供应商,公司累积了半个多世纪的经验和创新,为客户和合作伙伴提供分立半导体、系统LSI和HDD领域的杰出解决方案。

公司22,000名员工遍布世界各地,致力于实现产品价值的最大化,东芝电子元件及存储装置株式会社十分注重与客户的密切协作,旨在促进价值共创,共同开拓新市场,公司现已拥有超过7,100亿日元(65亿美元)的年销售额,期待为世界各地的人们建设更美好的未来并做出贡献。

如需了解有关东芝电子元件及存储装置株式会社的更多信息,请访问以下网址:https://toshiba-semicon-storage.com

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采用优化的天线布局设计技术,有助于缩短开发周期

全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开发出一组天线和电路板一体化的小型无线充电模块“BP3621(发射端模块)”和“BP3622(接收端模块)”,利用这组模块可轻松实现智能标签和智能卡等小型设备和电脑外设的无线充电功能。

近年来,在智能手机和智能手表等众多的应用领域,可以取消充电端口并提高防水和防尘性能的无线供电功能正在被加速采用。然而,现有无线供电标准的频率较低,而且为了符合标准而限制了天线的小型化,因此,业内对于更好地通用于小型设备的标准和方式的期望值越来越高。另外,由于无线供电功能的供电效率会因天线形状、尺寸及距离等而发生变化,因此需要在电子设备整机上反复进行试制、调整、评估等工作之后才能安装无线供电功能,对于天线设计和布局设计来说,开发负担繁重一直是很大的问题。在这种背景下,ROHM开发出13.56MHz无线充电模块,可以使小而薄的设备轻松实现无线供电功能。

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新产品是尺寸约20mm~30mm见方的小型模块,使用13.56MHz高频段,并采用优化的天线(线圈)和布局设计技术,可提供高达200mW的供电量,很适合构建小型无线供电系统。不仅便于安装在以往难以实现无线供电的小而薄的设备中,还通过采用背面全平的电路板结构,提高了外壳设计的灵活性。此外,通过成对使用发射端模块和接收端模块,还可缩短优化供电效率所需的试制、调整、评估等所需的开发时间。不仅如此,内置天线还支持双向数据通信和NFC Forum Type3 Tag*1通信,这将有助于扩展应用的通信功能。

新产品已于2021年10月开始投入量产,并预计于近日开始网售。生产基地为ROHM Apollo Co.,Ltd.(日本福冈县)。

未来,ROHM计划继续扩充小型和大功率模块的产品阵容,以进一步扩大可应用的范围。

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<新产品特点>

1.天线和电路板一体型模块,可大大缩短开发周期,并轻松实现无线供电功能

新产品是天线和电路板一体型模块,其中采用了ROHM基于仿真的自有天线设计技术、以及可以减少布线损耗的电路板布局设计技术。通过成对使用发射端模块和接收端模块,可以实现高达200mW的供电量。与天线和控制电路单独配置的情况相比,可以保证馈电特性,因此无需进行天线设计、布局设计和馈电特性评估即可进行产品评估。这可以显着缩短开发周期和电路板修改的设计负担,并可轻松实现无线供电功能。

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2.采用13.56MHz高频段实现模块的小型化,有助于提高外壳设计的灵活性

新产品采用13.56MHz高频段的磁场共振方式*2,天线体积更小,适用于智能标签等小型设备和鼠标等电脑外设。新产品是集天线、匹配电路和无线充电IC于一体的小型模块,这是现有无线供电标准难以实现的。此外,作为无线供电产品,不仅能够消除充电端口、提高防水和防尘性能,还通过采用背面全平的电路板结构,使其更易于粘贴在外壳上,从而有助于简化外壳结构并提高设计灵活性。

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3.内置模块的天线,有助于扩展应用产品的数据通信功能

由于新产品使用与NFC通信标准相同的13.56MHz高频段,因此通过内置了模块的天线可以同时支持供电和通信两种功能。可进行双向数据通信(通信速度为212kbps,最多256字节)和NFC Forum Type3 Tag通信,有助于扩展应用产品的数据通信功能,比如传感器数据、设备信息和认证信息的数据安全传输与改写、固件下载、电池输出电压值的发送等。

<产品阵容>

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<公开的技术支持信息>

在ROHM官网上,提供构建无线供电功能所需的下列数据:

◇技术规格书 ◇应用指南

<应用示例>

智能标签、智能卡和ID卡等小型设备,

鼠标和遥控器等电脑外设,用于医疗保健领域的小型设备

<术语解说>

*1) NFC Forum Type3 Tag:

NFC(Near Field Communication)是一种使用13.56MHz的频率在短距离内进行通信的近距离通信技术,其规格规范是由NFC论坛定义的。Type3是标签标准之一。

*2)磁场共振方式:

一种使电力收发用的天线(线圈)进入共振状态以传递磁场振动并使电流流动的无线充电方式。

【关于罗姆(ROHM)】

罗姆(ROHM)成立于1958年,由起初的主要产品-电阻器的生产开始,历经半个多世纪的发展,已成为世界知名的半导体厂商。罗姆的企业理念是:“我们始终将产品质量放在第一位。无论遇到多大的困难,都将为国内外用户源源不断地提供大量优质产品,并为文化的进步与提高作出贡献”。

罗姆的生产、销售、研发网络分布于世界各地。产品涉及多个领域,其中包括IC、分立式元器件、光学元器件、无源元器件、功率元器件、模块等。在世界电子行业中,罗姆的众多高品质产品得到了市场的许可和赞许,成为系统IC和先进半导体技术方面的主导企业。

【关于罗姆(ROHM)在中国的业务发展】

销售网点:起初于1974年成立了罗姆半导体香港有限公司。在1999年成立了罗姆半导体(上海)有限公司, 2006年成立了罗姆半导体(深圳)有限公司,2018年成立了罗姆半导体(北京)有限公司。为了迅速且准确应对不断扩大的中国市场的要求,罗姆在中国构建了与总部同样的集开发、销售、制造于一体的垂直整合体制。作为罗姆的特色,积极开展“密切贴近客户”的销售活动,力求向客户提供周到的服务。目前在中国共设有20处销售网点,其中包括香港、上海、深圳、北京这4家销售公司以及其16家分公司(分公司:大连、天津、青岛、南京、合肥、苏州、杭州、宁波、西安、武汉、东莞、广州、厦门、珠海、重庆、福州)。并且,正在逐步扩大分销网络。

技术中心:在上海和深圳设有技术中心和QA中心,在北京设有华北技术中心,提供技术和品质支持。技术中心配备精通各类市场的开发和设计支持人员,可以从软件到硬件以综合解决方案的形式,针对客户需求进行技术提案。并且,当产品发生不良情况时,QA中心会在24小时以内对申诉做出答复。

生产基地:1993年在天津(罗姆半导体(中国)有限公司)和大连(罗姆电子大连有限公司)分别建立了生产工厂。在天津进行二极管、LED、激光二极管、LED显示器和光学传感器的生产,在大连进行电源模块、热敏打印头、接触式图像传感器、光学传感器的生产,作为罗姆的主力生产基地,源源不断地向中国国内外提供高品质产品。

社会贡献:罗姆还致力于与国内外众多研究机关和企业加强合作,积极推进产学研联合的研发活动。2006年与清华大学签订了产学联合框架协议,积极地展开关于电子元器件先进技术开发的产学联合。2008年,在清华大学内捐资建设“清华-罗姆电子工程馆”,并已于2011年4月竣工。2012年,在清华大学设立了“清华-罗姆联合研究中心”,从事光学元器件、通信广播、生物芯片、SiC功率器件应用、非挥发处理器芯片、传感器和传感器网络技术(结构设施健康监测)、人工智能(机器健康检测)等联合研究项目。除清华大学之外,罗姆还与国内多家知名高校进行产学合作,不断结出丰硕成果。

罗姆将以长年不断积累起来的技术力量和高品质以及可靠性为基础,通过集开发、生产、销售为一体的扎实的技术支持、客户服务体制,与客户构筑坚实的合作关系,作为扎根中国的企业,为提高客户产品实力、客户业务发展以及中国的节能环保事业做出积极贡献。

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Gartner研究总监Sam Olyaei

如今的董事会所拥有的信息来源越来越多并且在质疑公司安全计划的效果时准备得更加充分。为了在远程团队日益增长的网络安全威胁环境中实现数字化目标,他们与安全和风险管理领导人的对话也变得更加复杂和细致

因此,他们根本不可能会问一些基本的问题,比如我们有多安全?为什么我们去年刚刚批准了X,现在又需要在安全方面投入更多的资金?你说我们被“黑”了一百次是什么意思?相反,董事会将进行更加具体、精准的探询。

安全和风险管理领导人往往难以回答董事会因媒体报道而提出的问题,这导致企业领导人和技术领导人之间信任的破裂。

因此,您所准备的回答应该将讨论引向保证、合规和对安全实践的支持。除了个别董事会成员感兴趣和关注的事情之外,整个董事会关心以下三件事情:

收入/任务:运营或非运营收入以及增强非收入任务目标

成本:避免未来成本以及大幅减少运营费用

风险:金融、市场、监管合规和安全、创新、品牌以及声誉

董事会所提出的问题可以分为以下五个类别:

事件类问题

问题内容:怎么会这样?我以为你已经控制住局面了?什么地方出了问题?

提问原因:当一个事件或事情发生后并且董事会已经知道或者首席信息安全官(CISO)正在通知他们时,就会出现此类问题。这一点在目前尤为明显,因为董事会可能会在大部分员工在家办公的情况下问一些关于企业机构安全的具体问题。此类问题也可能出现在任何其他事件中,包括可能已经影响到整个企业机构的数据泄露。

如何回应:有些事件(无论哪种类型)是不可避免的,所以应接受事实。分享您所知道的以及您正在做的工作,挖掘您还不知道的事情。简而言之,接受事件、提供关于业务影响的详细信息、概述需要解决的弱点或差距并提供缓解计划。

在董事会面前应注意不要只提供一个选项作为最终选择。虽然安全领导人仍承担安全和风险监督职责,但责任始终由董事会/高管界定。

权衡类问题

问题内容:我们100%安全吗?你确定吗?

提问原因:这样的问题往往来自于那些没有真正理解安全和业务影响的董事会成员。要做到100%的安全或保护是不可能的。您的职责是确定具有最高风险的领域并根据业务需求通过分配有限的资源来管理它们。

如何回应:一开始可以这样说:于威胁环境在不断演变,我们不可能消除所有信息风险来源。我的职责是采取控制措施来管理风险。随着业务的增长,我们必须不断重新评估合适的风险级别。我们的目标是建立一个可持续的计划来平衡安全需求和业务经营需求。”

处境类问题

问题内容:外面的情况有多糟?在X公司发生的事情怎么样了?与其他公司相比,我们的情况如何?

提问原因:董事会成员会通过威胁报告、文章、博客和监管压力来了解风险。他们总是会问别人在做什么,尤其是同行企业机构,而且想知道自身的处境并与其他企业机构进行比较。

如何回应:避免猜测引起其他公司安全问题的根本原因,而是回答:“在获得更多信息之前,我不想猜测X公司的事情。但在我了解到更多信息后,我将十分乐意与您分享。”可以考虑讨论一系列更加广泛的安全对策,例如确定类似的弱点以及如何更新业务连续性计划等。

风险类问题

问题内容:我们知道我们面对的是哪些风险吗?什么事情让你夜不成寐?

提问原因:董事会知道接受风险是一种选择(如果他们不知道,那么您就需要解决这一问题),但他们想知道公司风险是否得到了妥善的处理,所以您应该做好解释企业机构风险容忍度的准备,以便为风险管理决策辩护。

如何回应:解释风险管理决策对业务的影响并确保有证据支持您的观点。第二个部分至关重要,因为董事会会根据风险容忍度来做出决策。任何高于容忍度阈值的风险都需要采取补救措施将其控制在安全范围内,但这不一定需要在短时间内做出巨大的变化,所以应注意不要反应过度。

董事会希望您保证您正在充分管理重大风险并且在某些情况下应采取温和的长期策略。请记住,董事会要对“整个企业”的风险负责,而网络风险虽然很重要,但也只是其中的一小部分。您应该要求自己做到简明扼要。缺乏控制不是风险,尚未出现的下一个巨大威胁也不是风险。专注于您能够控制的高价项目上,例如知识产权损失、监管和第三方风险。

绩效类问题

问题内容:我们是否合理分配了资源?我们的开支是否足够?我们为什么要花这么多钱?

提问原因:董事会想要确认安全和风险管理领导人没有在停滞不前并希望了解各项指标和投资回报率。

如何回应:可以使用平衡记分卡方法,这种方法运用的是一种简单的交通信号灯机制。最上面的一层应表示业务愿望和企业机构在这些愿望方面的表现。尽可能从业务绩效(而不是技术)的角度来解释这些愿望,并且应该使用一系列通过一套客观标准评估的安全衡量指标来支撑绩效。

关于Gartner

Gartner(纽约证券交易所代码:IT)为高管及其团队提供可执行的客观性洞察。我们的专业指导和各类工具可以帮助企业机构在最关键的优先事项上实现更快、更明智的决策以及更出色的业绩。欲了解更多信息,请访问http://www.gartner.com/cn



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2021年11月17日上午10点28分,浙江丽水中欣晶圆半导体科技有限公司外延项目建设工程开工仪式在浙江丽水经济技术开发区隆重举行。丽水市人大常委会主任李锋,丽水市政府常务副市长杜兴林,丽水经济技术开发区党工委书记、管委会主任刘志伟,日本磁性技术控股股份有限公司代表取缔役社长、FerroTec(中国)集团董事局主席兼总裁、浙江丽水中欣晶圆半导体科技有限公司董事长贺贤汉等出席仪式。

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仪式上,浙江丽水中欣晶圆半导体科技有限公司总经理郭建岳首先向参加仪式的各界来宾介绍了项目概况:浙江丽水中欣晶圆半导体科技有限公司由杭州中欣晶圆半导体股份有限公司与浙江丽水国资相关投资公司联合设立。项目总投资40亿元,占地 139 亩,新建厂房建筑面积11万平方米,包括生产厂房,动力厂房,气体站,辅助用房等。首期所需投资额30亿元将建设年产120万片8英寸、年产240万片12英寸硅外延片。

仪式致辞环节,日本磁性技术控股股份有限公司代表取缔役社长、FerroTec(中国)集团董事局主席、杭州中欣晶圆半导体股份有限公司董事长贺贤汉,丽水市政府常务副市长杜兴林先后上台发言。贺贤汉董事长首先对外延项目的开工建设表示衷心的祝贺,指示项目建设需以节能环保、自动化产线为实施要点,期待项目建设落成后成为国内首屈一指的硅外延片生产基地。杜市长则对中欣晶圆的规模实力、配套能力表示了充分的肯定和殷切的期许。他表示丽水市的经济跨越式发展需要各级、各部门的共同努力,更离不开各大企业的“落户”发展,各界凝心聚力、真抓实干才能切实开创企业自身及地方经济共同发展的“双赢”局面!

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现场伴随着丽水市人大常委会主任李锋的一声口令,浙江丽水中欣晶圆半导体科技有限公司外延项目建设工程正式开工!项目预计将于2022年11月竣工,2023年可实现投产运营。

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在全球缺芯的大背景下,浙江丽水中欣晶圆半导体科技有限公司外延项目的建设将打破国外对我国半导体大硅片市场长期垄断的局面,助力浙江成为集成电路核心材料新高地,对国内半导体行业的发展具有重要意义!

稿源:美通社

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Diodes 公司 (NasdaqDIOD) 为金属氧化物半导体场效晶体管 (MOSFET) 推出节省空间、高热效率的 TOLL (PowerDI®1012-8) 封装能在 175°C100 瓦等级的 DMTH10H1M7STLWQ DMTH10H2M5STLWQ 下运作另外80 瓦等级的 DMTH8001STLWQ 金属氧化物半导体场效晶体管 (MOSFET) TO263 占据的 PCB 面积少了百分之二十。产品的特色是剖面外的模板只有 2.4 毫米厚。这特色让产品成为高可靠性电力产品应用的最佳选择,像是能量热回收、积体启动交流发电机以及电动汽车的 DC-DC 转换器。

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TOLL封装采条带键合封装以达低封装电阻及较低的寄生电感使得 DMTH8001STLWQDMTH10H1M7STLWQ DMTH10H2M5STLWQ 能够在 10 W闸极驱动器下产生 1.3mΩ1.4mΩ 1.68mΩ 的典型寄通电阻。此外,低寄生电感能改善 EMI 电路的表现。

由于焊接面积比 TO263 高出百分之五十TOLL封装能使接面的热阻抗达 0.65°C/W MOSFET可处理高达 270A 的电流。镀锡的梯形凹槽铅锭有助于自动光学检测 (AOI) 流程。金属氧化物半导体场效晶体管 (MOSFET) 皆符合 AEC-Q101 等级规范,由 IATF 16949  认证的设施制造,并支持 PPAP 文件。

关于 Diodes Incorporated

Diodes 公司 (NasdaqDIOD) 是一家标准普尔小型股 600 指数和罗素 3000 指数成员公司为消费电子、计算、通信、工业和汽车市场的全球领先公司提供高质量半导体产品我们拥有丰富的产品组合以满足客户需求,内容包括分立、模拟、逻辑与混合信号产品以及先进的封装技术。我们广泛提供特殊应用解决方案与解决方案导向销售,加上全球 31 个站点涵盖工程、测试、制造与客户服务,使我们成为高产量、高成长的市场中的优质供货商。详细信息请参阅 www.Diodes.com

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作者:意法半导体  亚太区人工智能创新中心

1. AI简介

AI(人工智能)起源于达特茅斯学院于1956年举办的夏季研讨会。在该会议上,“人工智能”一词首次被正式提出。计算能力的技术突破推动了人工智能一轮又一轮的发展。近年来,随着大数据的可用性提高,第三轮人工智能发展浪潮已经来临。2015年,基于深度学习的人工智能算法在ImageNet竞赛的图像识别精度方面首次超过人类,人工智能在发展道路上高歌猛进。随着计算机视觉技术研究取得突破,深度学习已经在语音识别、自然语言处理等不同研究领域都获得了巨大的成功。现在,人工智能已经在生活中的方方面面显示出巨大潜力。

结合人工智能技术的发展阶段,现将一些主要概念大致解释如下。

AI:能让计算机脑模拟人类行为的一切技术。

机器学习:人工智能(AI)的子集。通过从数据中学习而不断改进的算法和方法。

深度学习:机器学习(ML)的子集。通过使用模拟人类大脑神经网络的多层结构,从大量数据中获得有价值信息的学习算法。

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2. 人工智能的新生力量,意法半导体Deep Edge AI应运而生

目前,因为算力的需求,人工智能技术主要应用于云端场景。由于数据传输延迟等因素的限制,基于云的解决方案可能无法满足部分用户对数据安全性、系统响应能力、私密性、以及本地节点功耗的需求。在集中式人工智能解决方案中,嵌入式设备(智能音箱、可穿戴设备等)通常依赖云服务器实现人工智能能力,而在Deep Edge AI解决方案中,嵌入式设备本身即可在本地运行人工智能算法,实现实时环境感知、人机交互、决策控制等功能。

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将推理过程移到深度边缘计算会带来一些优势,比如系统响应能力、更好的用户信息隐私保护(并非所有数据都需要通过多个系统传输到云端)、降低连接成本和功耗。

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根据ABI的研究结果,到2030年,Deep Edge AI器件的全球出货量将达到25亿台。意法半导体注意到,围绕Deep Edge AI技术的社区和生态系统越来越多,专注于独立、低功耗且经济划算的嵌入式解决方案。作为该趋势的主要推动者,意法半导体已经在AI方面投入大量资源,旨在帮助开发人员在基于微控制器/微处理器(STM32系列)和传感器(MEMSToF…)的嵌入式系统上快速部署AI应用。意法半导体为STM32系列和集成了机器学习核心(MLC)的MEMS传感器提供了一套AI工具,可以加快开发周期,并且可以优化训练好的AI模型(STM32Cube.AI)。

作为通用技术,人工智能已经在多个领域取得了令人瞩目的成就。我们相信,越来越多的智能终端设备将会对人类生活产生更为直接的积极影响。

3. 通过意法半导体的生态系统快速部署AI应用

意法半导体提供一个包含硬件和软件的生态系统,帮助快速、轻松地开发用于传感器和微控制器的多种Deep Edge AI算法。

MEMS传感器生态系统中的机器学习通过运行在名为机器学习核心(MLC)的传感器嵌入式引擎上的决策树分类器,帮助设计人员利用AI at the Edge实现手势、活动识别、异常检测等。

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因此,物联网解决方案开发人员可以在快速原型制作环境中部署我们的任意(内嵌机器学习核心的)传感器,以便使用UNICO-GUI工具快速开发超低功耗应用。

借助内置的低功耗传感器设计、高级AI事件检测、唤醒逻辑和实时边缘计算功能,传感器中的MLC极大地减少了系统数据传输量,降低了网络处理负担。

如果开发人员决定开发一个基于传感器内机器学习核心的解决方案,则需要一套全新的方法来发布自己的应用。

如要创建任何机器学习算法,起点都是数据及其对类(用于描述待解决的复杂问题)的定义。您可以遵循五个步骤,在传感器中创建并运行AI应用。UNICO-GUI是一种图形用户界面,能够支持包括决策树生成在内的所有五个步骤。

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为了便于开发人员快速向STM32部署已训练的AI模型,我们开发了一款使用简单易用且高效的工具 - STM32Cube.AI(也称X-CUBE-AI)。X-CUBE-AI可以分析并将已训练的神经网络转换为优化的C语言代码,并针对STM32目标进行自动测试。当然,X-CUBE-AI是一款非常强大的工具,后续文章中将介绍其更多功能。

为了展示几种不同的AI应用如何可以在STM32上直接运行,并加快STM32嵌入式开发人员的开发、验证和部署进程,意法半导体提供许多AI应用作为参考。

开发人员可以基于这些嵌入式AI应用软件包进行二次开发,快速实现自定义模型的部署。

更多细节将在后续文章中介绍。

AI开发工具和嵌入式应用软件包总结如下

软件开发工具

产品编号

产品来源

说明

UNICO-GUI

意法半导体

MEMS评估套件软件包

STM32CubeMX

意法半导体

STM32Cube初始化代码生成器

X-CUBE-AI

意法半导体

STM32CubeMXAI扩展包

嵌入式软件

产品编号

制造商

说明

X-LINUX-AI

意法半导体

用于AI计算机视觉应用的STM32 MPU OpenSTLinux扩展包

FP-AI-SENSING1

意法半导体

STM32Cube功能包,用于超低功耗物联网节点,具有基于音频和运动传感的人工智能(AI)应用

FP-AI-VISION1

意法半导体

STM32Cube功能包,用于高性能STM32,带有用于计算机视觉的人工智能(AI)应用

FP-AI-NANOEDG1

意法半导体

STM32Cube的人工智能(AI)状态监测功能包

FP-AI-FACEREC

意法半导体

STM32Cube的人工智能(AI)面部识别功能包

FP-AI-CTXAWARE1

意法半导体

STM32Cube功能包,用于分布式人工智能(AI)的超低功耗情景感知

STM32的地方就有Deep Edge AI

STM32的所有MCU都支持AI模型的部署。对于计算能力较低的MCU,支持机器学习算法(ML)。对于计算能力较高的MCU,还支持神经网络模型(DL)。

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可以运行应用示例的评估板列表总结如下。

产品评估工具

产品编号

制造商

说明

B-L475E-IOT01A

意法半导体

STM32L4开发套件,包含IoT节点、低功耗无线解决方案、BLENFCSubGHzWi-Fi

STEVAL-STLKT01V1

意法半导体

SensorTile开发套件

STEVAL-MKSBOX1V1

意法半导体

SensorTile.box无线多传感器开发套件

STEVAL-STWINKT1B

意法半导体

STWIN SensorTile无线工业节点开发套件

和参考设计面向工业物联网应用

STM32L562E-DK

意法半导体

开发套件,采用STM32L562QE MCU

STM32H747I-DISCO

意法半导体

开发套件采用STM32H747XI MCU

STM32MP157C-DK2

意法半导体

开发套件,采用STM32MP157C MPU

STM32MP157F-DK2

意法半导体

开发套件,采用STM32MP157F MPU

Avenger96

意法半导体

基于STM32MP157AAvenger96板源自96Boards

B-CAMS-OMV

意法半导体

摄像头模块套装,用于STM32

4. 想了解更多详情?

我们将发表一系列文章,详细介绍意法半导体在Deep Edge AI领域的努力成果。

欢迎您在评论中说明想了解意法半导体AI的哪些方面,我们将为您呈现更多精彩内容。

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作者:ADI 公司   David Guo,产品应用工程师,Steven Xie产品应用工程师

精密数据采集(DAQ)系统在工业应用中深受欢迎。一些DAQ应用中需要低功耗和超低噪声。一个例子是地震传感器相关应用,从地震数据中可以提取大量信息,这些信息可用于广泛的应用,例如结构健康监测、地球物理研究、石油勘探甚至工业和家庭安全1

DAQ信号链要求

地震检波器是将地振动信号转换成电信号的机电转换装置,适用于高分辨率地震勘探。它们沿着阵列被植入地面,用于测量地震波从非连续面(如层面)反射回来的时间,如图1所示。

336906-fig-01.jpg

1.地震源和检波器阵列

要捕获地震检波器的小输出信号,必须构建高灵敏度DAQ信号链以进行数据分析。总均方根噪声应为1.0 μV rms,有限的平坦低通带宽范围为300 Hz至400 Hz左右,同时信号链应实现大约-120 dB的THD。由于地震仪器由电池供电,因此功耗应控制在约30 mW。

本文介绍两种信号链解决方案,其达成的目标要求如下:

►PGIA增益:1、2、4、8、16

►集成可编程宽带滤波器的ADC

►增益 = 1时(-3 dB带宽为300 Hz至约400 Hz)的RTI噪声为1.0 μV rms

►THD:-120 dB(增益 = 1时)

►CMRR > 100 dB(增益 = 1时)

►功耗(PGIA加ADC):33 mW

►第二通道用于自测

DAQ信号链解决方案

ADI网站上没有一款精密ADC具备所有这些特性并能实现如此低的噪声和THD,也没有一款PGIA能提供如此低的噪声和功耗。但是,ADI公司提供了出色的精密放大器和精密ADC,可使用这些器件构建信号链以达成目标。

为了构建低噪声、低失真和低功耗PGIA,超低噪声ADA4084-2或零漂移放大器ADA4522-2是不错的选择。

关于非常高精度的ADC,24位Σ-Δ型ADC AD7768-1或32位SAR型ADC LTC2500-32是上上之选。它们提供可配置的ODR,并集成平坦低通FIR滤波器,适合不同的DAQ应用。

地震信号链解决方案:ADA4084-2 PGIA和AD7768-1

图2显示了整个信号链。ADA4084-2、ADG658和0.1%电阻可以构建低噪声、低THD PGIA,提供最多八个不同的增益选项。AD7768-1是单通道、低功耗、-120 dB THD平台。它具有低纹波可编程FIR、DC至110.8 kHz数字滤波器,使用LT6657作为基准电压源。

336906-fig-02.jpg

2.ADA4084-2 PGIAAD7768-1MCU滤波信号链解决方案

AD7768-1以1 kSPS的ODR运行时,均方根噪声为1.76 μV rms;在低功耗模式下,功耗为10 mW。为了实现最终1.0 μV rms噪声,它可以更高的ODR运行,例如中速模式下的16 kSPS。当AD7768-1以较高调制器频率运行时,它具有较低的本底噪声(如图3所示)和较高的功耗。可以在MCU软件中实现平坦低通FIR滤波器算法,以消除较高带宽噪声,并将最终ODR降至1 kSPS。最终均方根噪声将是3.55μV的大约四分之一,即0.9 μV。

336906-fig-03.jpg

3.利用MCU后置滤波平衡AD7768-1ODR以达到目标噪声性能

作为一个例子,MCU软件FIR滤波器可以按图4所示构建,以平衡性能和群延迟。

地震信号链解决方案:ADA4084-2 PGIALTC2500-32

ADI公司的LTC2500-32是一款集成可配置数字滤波器的低噪声、低功耗、高性能32位SAR ADC。32位数字滤波的低噪声和低INL输出,使它特别适合地震学和能源勘探应用。

高阻抗源应加以缓冲以使采集期间的建立时间最短,并优化开关电容输入SAR ADC线性度。为获得最佳性能,应使用缓冲放大器来驱动LTC2500-32的模拟输入。必须设计一个分立PGIA电路来驱动LTC2500-32,以实现低噪声和低THD(PGIA部分引入的)。

PGIA实现

PGIA电路的主要规格包括:

►电源:5 V(最小值)

►AD7768-1有19.7 mW的功耗,因此PGIA电路的功耗应小于13.3 mW,才能满足33 mW的功耗目标

►噪声:增益 = 1时的噪声为0.178 μV rms,约为AD7768-1 1.78 μV rms的1/10

有三类PGIA拓扑结构:

►集成PGIA

►集成仪表放大器的分立PGIA

►带运算放大器的分立PGIA

表1列出了ADI公司的数字PGIA。LTC6915的IQ最低。噪声密度为50 nV/√Hz,430 Hz带宽内的积分噪声为1.036 μV rms,超过0.178 μV rms的目标值。因此,集成PGIA不是一个好的选择。

表2列出了几种仪表放大器,包括300μA IQAD8422。它在430 Hz带宽内的积分噪声为1.645 μV rms,因此也不是一个好的选择。

336906-fig-04.jpg

4.MCU后置FIR滤波器级

336906-fig-05.jpg

5.ADA4084-2 PGIALTC2500-32信号链解决方案

336906-fig-06-min.jpg

6.不同降采样系数下的LTC2500-32平坦通带滤波器噪声

1.数字PGIA

产品型号

增益

(最小值,单位:V/V)

增益

(最大值,单位:V/V)

IQ/放大器

(最大值,单位:mA)

VS范围

(最小值,单位:V)

VS范围

(最大值,单位:V)

输入电压噪声

(典型值,单位:nV/√Hz)

LTC6915

1

4096

1.6

2.7

11

50

AD8557

28

1300

1.8

2.7

5.5

32

AD8556

70

1280

2.7

5

5.5

32

AD8250

1

10

4.5

10

30

18

AD8251

1

8

4.5

10

34

18

2.仪表放大器

产品型号

增益

(最小值,单位:V/V)

增益

(最大值,单位:V/V)

IQ/放大器

(最大值)

VS范围

(最小值,单位:V)

VS范围

(最大值,单位:V)

输入电压噪声

(典型值,单位:nV/√Hz)

AD8422

1

1000

300 µA

4.6

36

8

LT1168

1

10,000

530 µA

4.6

40

10

AD8220

1

1000

750 µA

4.5

36

14

AD8224

1

1000

800 µA

4.5

36

14

AD8221

1

1000

1 mA

4.6

36

8

3.低噪声、低功耗运算放大器

器件

VOS

(最大值,单位:µV)

IBIAS

最大值

GBP

(典型值,单位:MHz)

0.1 Hz10 Hz VNOISE

(典型值,单位:nV p-p)

VNOISE密度

(典型值,单位:nV/√Hz)

电流噪声密度

(典型值,单位:fA/√Hz)

IQ/放大器

(典型值,单位:µA)

VS范围

(最小值,单位:V)

VS范围

(最大值,单位:V)

ADA4522-2

5

150 pA

2.7

117

5.8

800

830

4.5

55

ADA4084-2

100

250 nA

15.9

100

3.9

550

625

3

30

336906-fig-07.jpg

7.分立PGIA框图

使用运算放大器构建分立PGIA

可编程增益仪表放大器:找到最适合您的放大器”一文讨论了各种集成PGIA,并为构建满足特定要求的分立PGIA提供了很好的指导建议2。图7显示了分立PGIA电路的框图。

可以选择低电容和5 V电源的ADG659/ADG658。

对于运算放大器,IQ(每通道<1 mA)和噪声(电压噪声密度<6 nV/√Hz)是关键规格。精密运算放大器ADA4522-2和ADA4084-2是很好的选择,其特性列于表3中。

对于增益电阻,选择1.2 kΩ/300Ω/75Ω/25Ω电阻以实现1/4/16/64增益。电阻越大,噪声可能会增加,而电阻越小,需要的功耗越多。如果需要其他增益配置,必须仔细选择电阻以确保增益精度。

差分输入ADC起到减法器的作用。ADC的CMRR大于100 dB,可满足系统要求。

噪声仿真

可以使用LTspice®来仿真分立PGIA的噪声性能。积分噪声带宽为430 Hz。表4显示了两个不同PGIA和AD7768-1的噪声仿真结果。ADA4084解决方案具有更好的噪声性能,尤其是在高增益时。

表4.噪声仿真结果

ADA4084 PGIAAD7768-1

ADA4522 PGIAAD7768-1

增益 = 1时430 Hz带宽内的RTI积分噪声(µV rms)

1.765

1.774

增益 = 4时430 Hz带宽内的RTI积分噪声(µV rms)

0.744

0.767

增益 = 16时430 Hz带宽内的RTI积分噪声(µV rms)

0.259

0.311

增益 = 64时430 Hz带宽内的RTI积分噪声(µV rms)

0.148

0.225

在环补偿电路驱动LTC2500-32

AD7768-1集成了预充电放大器,可减轻驱动要求。对于SAR ADC,例如LTC2500-32,一般建议使用高速放大器作为驱动器。在此DAQ应用中,带宽要求很低。为了驱动LTC2500-32,建议使用一个由精密放大器(ADA4084-2)构成的在环补偿电路。图8显示了用于驱动LTC2500-32的在环补偿PGIA。该PGIA具有如下特性:

►R22/C14/R30/C5和R27/C6/R31/C3关键元件,用以提高在环补偿电路的稳定性。

►使用ADG659,A1/A0 = 00,增益 = 1,上方放大器的反馈路径为放大器输出 ➞ R22 ➞ R30 ➞ S1A ➞ DA ➞ R6 ➞ AMP —IN。

►使用ADG659,A1/A0 = 11,增益 = 64,上方放大器的反馈路径为放大器输出 ➞ R22 ➞ R8 ➞ R10 ➞ R12 ➞ S4A ➞ DA ➞ R6 ➞ AMP —IN。

PGIA连接到LTC2500-32EVB以验证性能。试验不同的无源元件(R22/C14/R30/C5和R27/C6/R31/C3)值,以在不同增益(1/4/16/64)下实现更好的THD和噪声性能。最终元件值为:R22/R27 = 100 Ω,C14/C6 = 1 nF,R30/R31 = 1.2 kΩ,C3/C5 = 0.22 µF。PGIA以下的增益为1时的实测3 dB带宽约为16 kHz。

336906-fig-08.jpg

8.PGIA驱动LTC2500-32

试验台评估设置

为了测试噪声、THD和CMRR性能,将分立ADA4084-2 PGIA和AD7768-1板做成完整解决方案。该解决方案与EVAL-AD7768-1评估板兼容,因而可以与控制板SDP-H1接口。因此,可以使用EVAL-AD7768FMCZ软件GUI来收集和分析数据。

ADA4084-2 PGIA和LTC2500-32板设计为备选的完整解决方案。电路板与SDP-H1控制板接口,并由LTC2500-32FMCZ软件GUI控制。

两个板的PGIA增益均被设计为1/2/4/8/16,这与图8所示不同。表5显示了这两个板的评估结果。

336906-fig-09.jpg

9.ADA4084-2 PGIAAD7768-1评估板解决方案

5.信号链解决方案测试结果

ADA4084-2AD7768-1

中速模式,FMOD = 4 MHz,ODR = 16 ksps)+

ADA4084-2AD7768-1

中速模式,FMOD = 4 MHz,ODR = 16 kSPS)+ MCU FIRDECODR = 16 k/16 = 1 kSPS

ADA4084-2LTC2500-32

ADC

MCLK = 1 MHz

增益 = 1时的RTI噪声(μV rms)

3.718

0.868

0.82

增益 = 2时的RTI噪声(μV rms)

1.996

0.464

0.42

增益 = 4时的RTI噪声(μV rms)

1.217

0.286

0.3

增益 = 8时的RTI噪声(μV rms)

0.909

0.208

0.24

增益 = 16时的RTI噪声(μV rms)

0.808

0.186

0.19

增益 = 1时的THD (dB)

—125

—125

—122

增益 = 2时的THD (dB)

—125

—125

—119

增益 = 4时的THD (dB)

—124

—124

—118

增益 = 8时的THD (dB)

—120

—120

—117

增益 = 16时的THD (dB)

—115

—115

—115

增益 = 1时的CMRR (dB)

131

131

114

增益 = 4时的CMRR (dB)

117

117

121

增益 = 16时的CMRR (dB)

120

120

126

Pd典型值(mW)

31.3

31.3

33.2

336906-fig-10.jpg

10.增益为1时的ADA4084-2 PGIALTC2500-32FFT

结论

针对地震学和能源勘探应用,为了设计一个非常低噪声和低功耗的DAQ解决方案,可以使用低噪声、低THD的精密放大器设计分立PGIA,以驱动高分辨率精密ADC。这种解决方案可以根据功耗要求灵活地平衡噪声、THD和ODR。

►LTC2500-32的低噪声性能加上ADA4084-2和LTC2500-32的优点,使得解决方案表现出最佳噪声性能,无需MCU进一步滤波处理。

►在PGIA增益 = 1时,ADA4522-2和ADA4084-2都有良好的噪声性能。噪声性能约为0.8 µV rms。

►ADA4084-2在高增益时具有更好的噪声性能。在增益 = 16时,ADA4084-2和LTC2500-32的噪声为0.19 μV rms,比ADA4522-2的0.25 μV rms要好。

►对于AD7768-1,借助MCU滤波,ADA4084-2和AD7768-1解决方案表现出与ADA4084-2和LTC2500-32解决方案相似的噪声性能。

本文给出的数据采集解决方案要求低噪声和低功耗,而带宽有限。其他DAQ应用会有不同的性能要求。如果低功耗不是必需的,可以使用如下运算放大器来构建PGIA:

►最低噪声:可以考虑LT1124和LT1128以获得最佳噪声性能。

►最低漂移:新型零漂移放大器ADA4523具有比ADA4522-2和LTC2500-32更好的噪声特性。

►最低偏置电流:如果传感器的输出电阻较高,建议使用ADA4625-1。

►较高带宽:当构建高带宽DAQ应用中的高带宽、低噪声PGIA时,ADA4807、LTC6226和LTC6228是很好的解决方案。

在噪声和功耗不重要,但要求较小PCB面积和高集成度的DAQ应用中,ADI公司的新型集成PGIA ADA4254和LTC6373也是很好的选择。ADA4254是一款零漂移、高电压、1/16至~176增益的鲁棒PGIA,而LTC6373是一款25 pA IBIAS、36 V、0.25至~16增益、低THD PGIA。

表6.精密运算放大器选型表

产品型号

VOS

(最大值,单位:µV)

IBIAS

最大值

GBP

(典型值,单位:MHz)

0.1 Hz10 Hz VNOISE

(典型值,单位:nV p-p)

VNOISE密度

典型值

电流噪声密度

典型值

IQ/放大器

典型值

VS范围

(最小值,单位:V)

VS范围

(最大值,单位:V)

ADA4522-2

5

150 pA

2.7

117

5.8 nV/√Hz

800 fA/√Hz

830 µA

4.5

55

ADA4084-2

100

250 nA

15.9

100

3.9 nV/√Hz

550 fA/√Hz

625 µA

3

30

ADA4625-1

80

75 pA

18

150

3.3 nV/√Hz

4.5 fA/√Hz

4 mA

5

36

LT1124

70

20 nA

12.5

70

2.7 nV/√Hz

300 fA/√Hz

2.3 mA

8

44

LT6233

500

3 µA

60

220

1.9 nV/√Hz

430 fA/√Hz

1.15 mA

3

12.6

ADA4084-1

100

250 nA

15.9

100

3.9 nV/√Hz

550 fA/√Hz

565 µA

3

30

ADA4807-1

125

1.6 µA

200

160

3.3 nV/√Hz

700 fA/√Hz

1 mA

2.7

11

ADA4523-1

5

300 pA

5

88

4.2 nV/√Hz

1 pA/√Hz

4.5 mA

4.5

36

LT1128

40

90 nA

20

35

850 pV/√Hz

1 pA/√Hz

7.4 mA

8

44

LTC6228

95

25 µA

890

940

880 pV/√Hz

3 pA/√Hz

16 mA

2.8

11.75

LTC6226

95

20 µA

420

770

1 nV/√Hz

2.4 pA/√Hz

5.5 mA

2.8

11.75

参考资料

1地震检波器。ScienceDirect。

2Jesse Santos、Angelo Nikko Catapang和Erbe D. Reyta。“了解地震信号检测网络的基础知识”。模拟对话,第53卷第4期,2019年12月。

3Kristina Fortunado。“可编程增益仪表放大器:找到最适合您的放大器”。模拟对话,第52卷第4期,2018年12月。

作者简介

David Guo是ADI公司线性产品部门的产品应用工程师。他于2007年加入ADI公司中国应用中心,担任应用工程师,后于2011年6月转任精密放大器部门担任应用工程师。自2013年1月起,David担任ADI公司线性产品部门的应用工程师。他负责精密放大器、仪表放大器、高速放大器、电流检测放大器、乘法器、基准电压源和RMS-DC等产品的技术支持工作。David拥有北京理工大学机电工程学士学位和硕士学位。联系方式:david.guo@analog.com

Steven Xie于2011年3月加入ADI北京分公司,担任ADI中国设计中心的产品应用工程师。他负责中国市场SAR型ADC产品的技术支持工作。在此之前,他曾在无线通信基站领域做过四年的硬件设计人员。2007年,Steven毕业于北京航空航天大学,并获得通信与信息系统硕士学位。联系方式:steven.xie@analog.com

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作者:泰克科技

1.jpg

5G发展势头强劲,5G毫米波(mmWave)频段提供了丰富的频谱,以支持极高的容量、高吞吐量、低时延及数量不断上升的5G毫米波设备,包括手机、笔记本电脑等等。

然而,在网络速度、带宽和同步方面,最新5G网络对测试和表征的需求要比上一代网络呈指数级提高。这要求测试新技术和新器件,包括多输入多输出(MIMO)天线阵列,高GHz毫米波频率信号测试和生成。

我们经常会遇到如下两个痛点:

  • 测试混合信号:待测(DUT)包含RF信号、数字信号和模拟信号等需要测试的信号,必须设置多个测试环境,购买全部不同的设备需要一大笔钱,支出相当可观。

  • MIMO/带宽:不能使用过去测试4G信号使用的频谱分析仪,5G信号带宽更宽,并且需要同时测试不止一条以上的通道。

2.jpg

图1. 5G SignalVu软件测量:ACPR、SEM、EVM和功率

波束成型是怎么引入的呢?我们经常听到波束成型器赋能5G毫米波,这并不是炒作。波束管理在毫米波通信中是一种决定性特性,将在5G无线设计的未来发展中发挥关键作用。从本质上看,想让5G毫米波对用户发挥效用,波束成型是必备的功能。

3.jpg

图2. 5G毫米波波束成型器,用于4x4 MIMO双极化基站(Renesas Electronics)。

波束成型采用多架天线在略微不同的时间广播相同的信号,让我们可以通过更具方向性的连接将无线信号聚焦到指定的接收设备,从而使得通信的速度更快,质量更高,可靠性更强。波束成型器是系统的核心,因为它驱动每个天线阵列,通常加在一起会有512架天线和1,024个天线单元。由于每个无线单元中有这么多贴片天线或天线元,所以优化整体性能、功耗和每个无线单元的成本非常重要。

4.jpg

图3. 波束成型器MIMO OTA测试设置(左),包括RF功率测量(右上)和相位匹配(右下)。

由于这么大的单元数目,所以波束成型器设计的每个方面都至关重要。功耗会乘512,任何不理想或单元间不匹配也会放大。您需要单元间良好的RMS相位误差,操控波束时在相位和增益间需要良好正交,否则边带电平会提高,进而危及整体系统性能。所有这一切,都使得波束成型器成为5G毫米波无线设计至关重要的组成部分。

然而,在测试波束成型的所有方面时,要求的工时数量和设备时间数量都面临着挑战。有许多设备,有许多参数和单元组合,您必需小心各种单元之间的耦合。从干扰到阻塞和等效全向辐射功率(EIRP),必须从整个天线区域的方面进行测量,因此传导测量变得异常重要,空中(OTA)测量也就变得至关重要。

然后呢?我们需要更多更宽的带宽。我们已经推进5G至极高的频率和很高的瞬时带宽的边界,下一步6G是优化现有资源,让科技更环保,更好地利用有限的频谱。

您可以了解泰克5G测试和校准解决方案是怎样为无线技术优化的,也可以观看我们的幻灯片演示5G空中测量

关于泰克科技

泰克公司总部位于美国俄勒冈州毕佛顿市,致力提供创新、精确、操作简便的测试、测量和监测解决方案,解决各种问题,释放洞察力,推动创新能力。70多年来,泰克一直走在数字时代前沿。欢迎加入我们的创新之旅,敬请登录:tek.com.cn

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winniewei

作者:Atmosic 首席执行官 David Su

长期以来,物联网所形成的巨大市场和数以十亿计的庞大设备数量已经逐渐为人们所熟知。同时,可移动的物联网设备正在变得越来越多,有线电源也并非长久之计。随着物联网市场的持续蓬勃增长,设备的供能方式、电池问题正在成为新的挑战。

试想一下,假设我们拥有10亿台物联网设备,每台设备的电池寿命达到3年,这就意味着平均每天需要更换近100万个电池,带来成本压力、环境危害等诸多问题。那么有没有什么新的供能方式,可以纾缓这一现象?

1.jpg

通过本文,您将了解到太阳能、机械能、热能、射频的能量收集技术,以及对应方案下现有的一些应用,为物联网设备供能问题提供可靠参考。

“众所周知”的太阳能收集

有光的地方就有能量,光伏能量(太阳能)正在得到广泛应用。同时,很多光伏技术不断取得进展,如大型太阳能光伏板,还有在计算器等产品中使用的小型光伏电池。

此外,有机太阳能电池技术也有望在未来实现商用,提供同等甚至更佳的性能。部分新材料还具备柔性基板、可定制形状等特性,能够定制印刷到柔性塑料或其他材料上,以便在现有工业设计上添加新的光伏组件。

通过太阳能收集到的能量多少与光照强度、光伏材料等多种因素有关。不同技术在不同光照水平下从单位面积收集到的能量值是不同的,材料的价格也有差异。因此,光伏能量的收集需要考虑所处的光线环境、可用面积、预算限制等。

“历史悠久”的机械能量收集

小型计算器是人们非常熟悉的一种电子产品,但鲜为人知的是,早在100年前,当时的“计算器”——加法机,就已经开始依靠机械能量收集进行运转。

在机械能量收集中,我们通过机械运动使磁极在线圈中移动,形成能量爆发,继而捕捉这些能量,用于无线传输等。借助以运动来收集和释放能量的机制,我们可以使能量随产随用,而不是储存在电池中。

不过机械能量收集必须拥有对应的收集元件。一个元件往往需要3平方厘米大小,高度可以少于1厘米。如何整合元件以满足设备的能量需求,这是我们需要充分考虑的。

“略显陌生”的热能收集

热能收集可能是人们不太熟悉的一项技术。在热电设备中,当不同的温度并排放置时,电压随之产生。利用这种温差转化成的电压,我们可以实现对热能的收集。

具体到温差发电器中,我们给发电器的一端加热,另一端保持低温,从而使电路中出现电势差;再借助升压电路升高电压,满足集成电路的运行需求。通过这个原理,Atmosic和一家公司合作开发研发了一款热能收集腕表,能够仅靠收集手腕的热量,完全自主支持基本的手表功能。

需要注意的是,热能收集中我们不仅需要热源,还需要散热器来制造温差。因为热量必须在设备中不断流动,才能产生持续的电流和能量来源。

“因地制宜”的射频能量收集

对于100%占空比的射频源,可获得的最大理论功率随着移动距离增大快速下降。当移动距离超过一米时,在2.4千兆赫的情况下,即使是可获得的原始能量也小于100微瓦,另外还需考虑收集器和储存器的效率。而频段切换到915兆赫时,设备可获得较高的功率收集水平,可以在两三米、甚至五六米外收集能量。

与其他能量收集方式不同的是,射频能量收集还需要考虑各地区的通信法规限制,包括可用频率、最大输出功率等,这些限制切实影响着可收集到能量的大小。例如欧洲这方面的限制要比北美、日本更加严格,以至于通常只能获得比平时更低10db的能量。

作为全球超低功耗物联网(IoT)无线技术的创新者,Atmosic研发了超低功耗射频、射频唤醒和受控能量收集三大创新技术,以实现最低功耗,并彻底降低物联网应用对电池的依赖。例如我们可以在安全标签中应用射频唤醒技术,使其只有在靠近读卡器时才会激活。通过射频的识别唤醒,还可允许设备仅在需要进行能量收集的时候运行;或者依靠将设备放入特制的盒子、或者靠近信号源的方式,让设备在不运行的时候充电。

当然,能量收集并非一种“全有或全无”的技术路线。我们仍然可以将电池技术与能量收集技术结合起来,通过电源管理单元优先使用收集到的能量,持续优化能耗,大幅度延长电池的使用寿命;也可以在某些情况下只使用收集到的能量,完全摆脱对电池的依赖。

Atmosic设计有一款专注于能量收集应用的超低功率蓝牙5.0芯片,具备很多有助降低能耗的特性,比如独立而灵活的唤醒接收器,能够让芯片仅在接收到特定射频讯号时唤醒,从而保持低能耗;以及集成电源管理单元,能够收集和管理多种能量输入,甚至在特定条件下实现电池的“永久”使用。

最后,Atmosic提供的受控能量收集技术为物联网和其他设备的电池、成本问题提供了多种解决方案,可选的能量收集技术种类很多,但它们也并非万能。我们仍然需要深刻理解所处的环境和具体的应用,结合预算、目标等维度,根据条件选择最合适的解决方案。

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2021年11月18日,致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下诠鼎推出基于高通(Qualcomm)IPQ6018的智能WiFi 6路由器方案。

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图示1-大联大诠鼎基于Qualcomm产品推出的智能WiFi 6路由器方案的展示板图

自从WiFi 6规范发布后,越来越多的移动设备将其视为标配。据相关调查,消费者在购买新品时就把是否支持WiFi 6作为首要筛选条件。并且随着技术的不断推进,大量的路由器面临着升级换代的需求。在这种背景下,选择一款高性能的解决方案,为未来的产品研发奠定基础,是非常有必要的。大联大诠鼎基于Qualcomm产品推出的智能WiFi 6路由器方案,具有强劲的性能,与灵活的软件功能配置,产品形态可覆盖高端家用产品。开发者可自由搭配,从而组成差异化系列产品。

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图示2-大联大诠鼎基于Qualcomm产品推出的智能WiFi 6路由器方案的实体图

IPQ6018是业界先进的WLAN芯片厂商Qualcomm推出的新一代IPQ6000系列WiFi接入点/无线路由器解决方案,由WiFi子系统、网络处理子系统及CPU子系统组成,可支持WiFi 5规范。IPQ6018不同于上一代的IPQ4018、IPQ4019等802.11ac Wave2方案,IPQ6018并没有集成WiFi的射频部分,而是采用了射频与基带分离的方式,可降低芯片的发热量。

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图示3-大联大诠鼎基于Qualcomm产品推出的智能WiFi 6路由器方案的方块图

此外,IPQ6018具备丰富的外围接口,可满足多种业务需求,从而演变为多种产品形态。IPQ6018具备1个PCIe 3代接口,1个USB 3.0接口,1个USB 2.0接口,SPI/I2C/UART串行接口(可选),2个SDIO接口,I2S/TDM/PCM/PDM/Soundwire接口。IPQ6018支持16/32位DDR3L/4,速率可达1866/2133MT/s,支持并行NAND Flash,串行NOR Flash。并且,IPQ6018还支持先进的电源管理,具备较低的工作、待机功耗,基于这些出色的性能,本方案非常适用于运营商网关、企业级无线AP。

核心技术优势:

支持Qualcomm WiFi SON

支持Qualcomm Hy-Fi

支持EasyMesh R2

支持WAP3

方案规格:

处理器:4A53 1.8GHz

内存:DDR3L/DDR4 933MHz/1066MHz

无线:1202Mbps2x2 80MHz+ 574Mbps2x2 40MHz);

网口:1*2.5GE + 4*1GE GEPHY

外设接口:1x USB 3.0 & 1xUSB 2.0 1x PCIe 3.0 RC only

存储类型:SPI NOR/NANDParallel NANDeMMCSD 4x & 8x

操作系统:Linux 4.4 OpenWRT CC

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关于大联大控股:

大联大控股是全球第一、亚太区最大的半导体元器件分销商*,总部位于台(TSE:3702)旗下拥有世平品佳诠鼎友尚员工人数约5,000人,代理产品供货商超250家,全球80个分销据点,2020年营业额达206.5亿美金大联大开创产业控股平台,专注于国际化营运规模与在地化弹性,长期深耕亚太市场,以「产业首选.通路标杆」为愿景,全面推行「团队、诚信、专业、效能」之核心价值观,连续21年蝉联「优秀国际品牌分销商獎」肯定。面临新制造趋势,大联大致力转型成数据驱动(Data-Driven)企业,建置在线数字化平台─「大大网」,并倡导智能物流服务(LaaS, Logistics as a Service)模式,协助客户共同面对智能制造的挑战。大联大从善念出发、以科技建立信任,期望与产业「拉邦结派」共建大竞合之生态系,并以「专注客户、科技赋能、协同生态、共创时代」十六字心法,积极推动数字化转型。 (*市场排名依Gartner公布数据)

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