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作者：ADI公司　Walt Kester

分段DAC

当我们需要设计一个具有特定性能的DAC时，很可能没有任何一种架构是理想的。这种情况下，可以将两个或更多DAC组合成一个更高分辨率的DAC，以获得所需的性能。这些DAC可以是同一类型，也可以是不同类型，各DAC的分辨率无需相同。

原则上，一个DAC处理MSB，另一个DAC处理LSB，其输出以某种方式相加。这一过程称为“分段”，这些更复杂的结构称为“分段DAC”。有许多不同类型的分段DAC，本指南不可能逐一说明，但会介绍其中的几种。

图1显示了两类分段电压输出DAC。图1A中的架构有时称为Kelvin-Varley分压器，由两个或更多“串DAC”组成。第一级与第二级之间存在缓冲器，因此第二个串DAC不会加载第一个串DAC，该串中的电阻值无需与另一个串中的电阻值相同。然而，各串中的所有电阻必须彼此相等，否则DAC将不是线性的。示例的第一级和第二级均为3位，但为了具有普遍意义，我们称第一(MSB)级的分辨率为M位，第二(LSB)级的分辨率为K位，总分辨率为N = M + K位。MSB DAC具有2^M个等值电阻，LSB DAC具有2^K个等值电阻。

图1：分段式电压-输出DAC

当然，缓冲放大器具有失调，这可能会在缓冲分段串DAC中造成非单调性。在缓冲Kelvin-Varley分压器缓冲器的更简单配置中（图1A），缓冲器A总是“低于”（电位低于）缓冲器B，LSB串DAC上标“A”的额外抽头是不必要的。数据解码电路仅为两个优先级编码器。然而，在此配置中，缓冲器失调可能会造成非单调性。

但是，如果将MSB串DAC的解码电路做得更复杂一点，使得缓冲器A只能连接到MSB串DAC标“A”的抽头，缓冲器B只能连接到标“B”的抽头，则缓冲器失调将无法造成非单调性。当然，LSB串DAC解码必须改变方向, 缓冲器需要跳跃连接到另一端，LSB串DAC的抽头A和B不需要交替，但这需要略微复杂一点的逻辑，而性能的提高证明这样做是值得的。

也可以不使用第二个电阻串，而是使用一个二进制DAC来产生三个LSB，如图1B所示。制造极高分辨率的R-2R梯形电阻网络非常困难，更确切地说，很难将其调整为单调性。因此，常见的情况是LSB使用由梯形电阻网络，2到5个MSB则使用其它结构来合成高分辨率DAC。图1B所示的电压输出DAC由一个3位串DAC和一个3位缓冲电压模式梯形电阻网络组成。

图2：分段无缓冲串DAC使用专利架构

无缓冲的分段串DAC架构如图2所示。在原理上，这种形式更巧妙，并且可以通过CMOS工艺制造（它能制造电阻和开关，但不能制造放大器），因此也更便宜。这种架构本身即具备单调性。

本例中，两个串中的电阻必须等值，唯一的例外是MSB串中的顶端电阻必须较小（其它电阻值的1/2^K），此外LSB串具有2^K – 1个电阻，而不是2^K个。由于没有缓冲器，LSB串看起来像是与它切换并加载的MSB串中的电阻并联，这就使得该MSB电阻上的电压降低LSB串 DAC的1 LSB，而这正是所需要的结果。由于无缓冲，此DAC的输出阻抗随着数字代码的改变而变化。

为了更好地了解这一巧妙的原理，对于图2所示的由两个3位串DAC组成的6位分段DAC，我们计算并标示出了各抽头的实际电压。建议读者将第二个串DAC连接到第一个串DAC中的任何其它电阻两端，完成这一简单的分析过程并验证结果。关于无缓冲分段串DAC的详细数学分析，请参阅ADI公司的Dennis Dempsey和Christopher Gorman于1997年申请的相关专利（参考文献1）。

适合视频、通信和其它高频重构应用的极高速DAC常常采用完全解码电流源阵列来构建，两或三个LSB可以使用二进制加权电流源。此类DAC在高频时的失真非常低，这一点极其重要，而且设计中还有几个重要问题需要考虑。

首先，电流不是接通或关闭，而是被导向一个地方或另一个地方。在高速运行时，关闭电流常常会引起感性尖峰，由于电容充电，它一般需要比电流导向更长的时间。

其次，芯片上开关电流所需的电压变化应尽可能小。电压变化会导致更多电荷流入杂散电容，电荷耦合的毛刺也会更大。

最后，解码必须在新数据应用到DAC之前完成，使得所有数据均已就绪，可以同时应用到DAC中的所有开关。其实现方式一般是对一个完全解码阵列中的各个开关使用独立的并联锁存器。如果所有开关瞬间同时改变状态，就不会有偏斜毛刺。只要精心设计芯片周围的传播延迟以及开关电阻和杂散电容的时间常数，就能非常好地实现更新同步机制，因而毛刺相关的失真将非常小。

图3显示了分段电流输出DAC结构的两个例子。图3A所示为利用电阻方法实现7位DAC，其中3个MSB通过完全解码获得，4个LSB来自一个R-2R网络。图3B所示为使用电流源的类似实现方案。对于当今的高速重构DAC，电流源方案是目前最受欢迎的实现方法。

图3：分段电流输出DAC: (A)电阻方案；(B)电流源方案

此外，常常也需要利用多个完全解码DAC来构成整个DAC。图4所示的6位DAC由两个完全解码3位DAC构成。如前所述，为使输出毛刺最小，必须利用并联锁存器同时驱动这些电流开关。

图4：基于两个3位温度计DAC的6位电流输出分段DAC

AD977514位160 MSPS（输入）/400 MSPS（输出）TxDAC®使用三段，如图5所示。AD977x系列的其它产品和AD985x系列也使用同样的基本内核。

图5：AD9775TxDAC^® 14位CMOS DAC内核

前5位(MSB)为完全解码型，驱动31个同等权重的电流开关，各开关提供512 LSB的电流。后续4位解码为15条线，驱动15个电流开关，各开关提供32 LSB的电流。最后5个LSB位被锁存，并驱动一个传统二进制加权DAC，该DAC针对每个输出电平提供1 LSB。为了实现这种超低毛刺架构，总共需要51个电流开关和锁存器。

TxDAC系列中的基本电流开关单元由图6所示的差分PMOS晶体管对组成。这些差分对通过低电平逻辑驱动，以便最大程度地降低开关瞬变和时间偏斜。DAC输出为对称的差分电流，有助于减少偶数阶失真产物（特别是驱动变压器或运放差分电流电压转换器等差分输出时）。

AD977x TxDAC^®系列和AD985x-DDS系列的总体架构实现了功耗与性能的出色平衡，通过标准CMOS工艺就可以实现完整的DAC功能，无需薄膜电阻。

图6：PMOS晶体管电流开关

参考文献：

1.           Dennis Dempsey and Christopher Gorman, "Digital-to-Analog Converter," U.S. Patent 5,969,657, filed July 27, 1997, issued October 19, 1999.（描述一款出色的分段无缓冲串DAC解决方案）。

2.          John A. Schoeff, "An Inherently Monotonic 12 Bit DAC," IEEE Journal of Solid State Circuits, Vol. SC-14, No. 6, December 1979, pp. 904-911.（描述首个使用分段的一款单调DAC）。

3.           Walt Kester, Analog-Digital Conversion, Analog Devices, 2004, ISBN 0-916550-27-3, Chapter 3.另见The Data Conversion Handbook, Elsevier/Newnes, 2005, ISBN 0-7506-7841-0, Chapter 3.

两款革新型开发板均可轻松集成到生产系统中

安富利旗下全球电子元器件产品与解决方案分销商e络盟宣布现货发售Arduino Nano RP2040 Connect和Raspberry Pi Pico两款革命性的开发板。两款新上市的开发板为Raspberry Pi自主设计的RP2040微控制器提供了差异化开发平台，且价格实惠，可轻松在生产系统中实施部署。

Raspberry Pi Pico是首款采用Raspberry Pi自研RP2040微控制器的开发板。Arduino Nano RP2040 Connect则是首款RP2040连接板，功能丰富且延续了Nano系列广受欢迎的精巧外形。凡是已熟练使用Raspberry Pi和Arduino的工程师，都将能轻松上手这两款高度灵活的开发板，从而实现新系统的快速设计与部署，加快产品上市速度。

e络盟现货供应Arduino Nano RP2040 Connect和Raspberry Pi Pico，均可快速交付。两款开发板的主要特性包括：

• Arduino Nano RP2040 Connect具备与其他Nano板相同的外形尺寸和引脚，并采用功能强大的RP2040微控制器，一款基于双核ARM Cortex-M0+处理器并带有264KB SRAM的微控制器芯片，能够助力用户构建精彩的物联网和机器学习项目。它还可通过U-blox NINA W102 Wi-Fi和蓝牙无线电模块提供蓝牙和Wi-Fi连接。此外，该板还具备16MB的板载QSPI闪存、1个六轴IMU（加速度计和陀螺仪）、1个RGB LED、20个数字GPIO引脚及8个模拟输入引脚，并可与Arduino Cloud全面兼容。Arduino Nano RP2040 Connect适用于各种应用领域，包括边缘计算、可穿戴设备、VR控制器，且其内置的全向麦克风可用作语音助手。

• Raspberry Pi Pico是一款高度灵活的高性能、低成本开发平台，可直接部署至最终产品。它配有2MB板载QSPI闪存、26个多功能GPIO引脚（其中3个引脚可用作模拟输入），以及板载降压-升压稳压器。它还提供多种易用型开发工具，包括支持简单拖放编程的微型USB、用于交互式调试的3针SWD接口、全面的C SDK以及高度可靠的MicroPython端口。此外，Raspberry Pi Pico还配备槽形焊盘，能够轻松集成各种专业微控制器应用。

Farnell及e络盟全球半导体和单板机业务部总监Lee Turner表示：“RP2040是Raspberry Pi自主研发的首款芯片，自上市以来已受到广大设计工程师、创客甚至是全球众多领先制造商的大力追捧。Raspberry Pi和Arduino两个品牌一直是易用性及物超所值的代名词。我们很高兴能够为客户现货供应更多功能强大、性能出众的开发板和尖端产品，以支持他们的设计和项目开发。”

作为一家全球性分销商，e络盟可以快速为客户的专业应用提供各种易用型产品，其中包括来自世界领先品牌的主要单板机平台和工具包，例如：Raspberry Pi、Arduino（Portenta H7）、英特尔（NUC 系列）、Industrial Shields等。此外，客户还可获得每周5天、每天8小时的技术支持服务，并可免费访问e络盟网站及工程和创客社区e络盟社区上的实用在线资源。

e络盟是Raspberry Pi基金会合作时间最长的分销商伙伴，其Raspberry Pi开发板销量已突破1,500万台。e络盟现备货全系列Raspberry Pi单板机，包括最近上市的Raspberry Pi Pico，能够为用户构建家用、专业、商业或教学应用提供设备支持。同时，e络盟还提供多样化配件生态系统，包括外壳、电源、micro-HDMI线缆及Raspberry Pi高分辨率摄像头。

客户现可通过Farnell（欧洲、中东和非洲地区）、e络盟（亚太地区）和Newark（北美地区）购买Arduino Nano RP2040 Connect和Raspberry Pi Pico，均可快速发货。

关于我们

e络盟隶属于Farnell集团。Farnell是全球电子技术产品领导者，致力于科技产品和电子系统设计、生产、维护与维修解决方案的高品质服务分销已逾80年。凭借其丰富的业界经验，Farnell向电子爱好者、设计工程师、维修工程师和采购人员等广泛客户群体提供强有力支持，同时与全球领先品牌和初创企业积极合作，共同研发高新产品并推向市场。公司还全力协助推动行业的发展以期培养出一批优秀的当代和下一代工程师。Farnell在欧洲经营 Farnell 品牌，北美经营 Newark品牌，亚太地区经营e络盟品牌。Farnell通过其广泛的分销网络及在英国的CPC公司直接向客户供货。

Farnell隶属于安富利公司（纳斯达克代码：AVT）。安富利是一家全球技术解决方案提供商，拥有庞大而完善的生态系统，可在产品生命周期的各个阶段为客户提供设计、产品、营销和供应链专业服务。

欲了解更多信息，敬请访问：http://www.farnell.com/corporate和https://www.avnet.com。

Unit 42威胁情报团队日前首次发现一个新漏洞，它会导致公有云服务的某个用户脱离其环境，并在属于同一公有云服务的其他用户环境中执行代码。这一史无前例的跨账户接管影响了微软的Azure容器即服务（CaaS）平台。由于该攻击是从容器逃逸开始的，因此研究人员将这一发现命名为Azurescape，这是一种能够从容器环境中升级权限的技术。

在我们向微软安全响应中心（MSRC）报告这些问题后，微软立即采取行动修复了这些潜在问题。我们还不知道是否已有Azurescape攻击发生，但Azure容器实例（ACI）平台的恶意用户有可能利用该漏洞在其他客户的容器上执行代码，而不需要事先访问他们的环境。

Azurescape允许ACI用户获得对整个容器集群的管理权限。在那里，用户可以接管受影响的多租户集群，执行恶意代码，窃取数据或破坏其他客户的底层基础设施。攻击者可以完全控制那些托管其他客户容器的Azure服务器，访问存储在这些环境中的所有数据和保密信息。

Azurescape对云安全的警示

公有云的运行是基于多租户的概念。云服务提供商在单个平台上构建可托管多个组织机构（或“租户”）的环境，为每个组织机构提供安全访问，同时通过建立大规模云基础设施，实现前所未有的规模经济。

虽然云供应商在保护这些多租户平台方面投入了大量资金，但长期以来，人们仍然认为未知的“零日”漏洞可能存在，并使客户面临来自同一云基础设施内其他实例的攻击风险。

这一发现强调了云用户需要采取“深度防御”策略来保护云基础设施，包括持续监测云平台内外部威胁。Azurescape的发现再次强调了云服务提供商需要为外部研究人员提供足够访问权限的重要性，以研究其环境，探索未知威胁。

作为Palo Alto Networks（派拓网络）推进公有云安全承诺的一部分，我们积极投资相关研究，包括对公有云平台和相关技术进行高级威胁建模和漏洞测试等。

微软行业领先的与外部研究人员合作的项目将安全放在首位，并允许在整个Azure进行外部渗透测试。我们很高兴该项目为其他供应商树立了一个很好的榜样。安全研究合作对于推动和保护正在开发的云服务，激励创新至关重要。我们也要感谢MSRC给我们的奖励。

Azurescape问题解答

要深入了解我们是如何发现Azurescape的，建议您阅读Unit 42博客的完整报告，“寻找Azurescape - Azure容器实例中的跨账户容器接管”。以下是一些关于Azurescape工作原理以及受攻击后的应对建议：

我受到攻击了吗？

我们不清楚现实中是否已有Azurescape攻击发生。该漏洞可能从ACI成立之初就存在，因此有些组织可能已遭受攻击。Azurescape还攻击了Azure虚拟网络中的ACI容器。

ACI建立在托管客户容器的多租户集群上。最初这些是Kubernetes集群，但在过去一年，微软也开始在Service Fabric集群上托管ACI。Azurescape只影响在Kubernetes上运行的ACI。我们不知道如何检查过去的ACI容器是否在Kubernetes上运行。如果您有一个现有容器，您可以运行以下命令来检查它是否运行在Kubernetes上：

az container exec -n <container-name> --exec-command "hostname"

如果输出以wk-caas开头，并且该容器在2021年8月31日之前开始运行，那么它可能已经受到Azuresape攻击。

如果我认为自己受到攻击，该如何应对？

如果您在平台上部署了特权凭证，我们建议轮换它们，并检查其访问日志是否有可疑活动。

像Prisma Cloud这样的云原生安全平台可以提供对此类活动的可视性，并在适当时候发出警报。

攻击是如何进行的？

Azurescape采用一种三步式攻击。首先，攻击者必须突破其ACI容器。其次，他们获得对多租户Kubernetes集群的管理权限。第三，他们可以通过执行恶意代码来控制被攻击容器。

我们的研究从容器映像WhoC开始，它可以揭开云平台的底层容器运行时。通过WhoC，我们发现可以通过CVE-2019-5736（runC中存在两年的漏洞）逃离ACI容器。然后，我们能够确定两种不同的方法来获得集群大脑上的代码执行，即api-server。

通过在api-server上执行代码，我们可以完全控制多租户集群。我们可以在客户容器上执行代码，窃取部署在ACI的客户机密，甚至可以滥用平台基础设施进行加密挖矿。

您认为会出现更多跨账户接管漏洞吗？

在过去几年，向云计算的快速迁移让这些平台成为恶意攻击者的首选目标。虽然我们长期以来一直专注于识别新的云威胁，而首次发现跨账户容器接管强调了这项工作的重要性。经验丰富的攻击者可能不满足于针对终端用户，而是将攻击活动扩展到平台本身，以扩大影响和范围。

有什么办法可以让我为可能出现的类似漏洞做好准备？

我们鼓励云用户采取“深度防御”策略来实现云安全，以确保漏洞得到控制和检测，无论威胁来自外部还是来自平台本身。安全左移、运行时保护以及异常检测的组合，为打击类似的跨账户攻击提供了最佳机会。

防止任何云环境受到攻击的最好方法是实施一个全面的云原生安全平台，如Prisma Cloud，它能够检测和缓解恶意行为，并识别云环境中的漏洞。了解Prisma Cloud如何在混合和多云环境中保护基础设施、应用和数据。

如需了解更多关于Azurescape的信息，请参加由Ariel Zelivansky及Yuval Avrahami主持的网络研讨会，“Azurescape：关于微软的ACI漏洞需要了解哪些内容”。

关于Palo Alto Networks（派拓网络）

作为全球网络安全领导企业，Palo Alto Networks（派拓网络）正借助其先进技术重塑着以云为中心的未来社会，改变着人类和组织运作的方式。我们的使命是成为首选网络安全伙伴，保护人们的数字生活方式。借助我们在人工智能、分析、自动化与编排方面的持续性创新和突破，助力广大客户应对全球最为严重的安全挑战。通过交付集成化平台和推动合作伙伴生态系统的不断成长，我们始终站在安全前沿，在云、网络以及移动设备方面为数以万计的组织保驾护航。我们的愿景是构建一个日益安全的世界。更多内容，敬请登录Palo Alto Networks（派拓网络）官网www.paloaltonetworks.com或中文网站www.paloaltonetworks.cn。

通过双触点端子提高可靠性：JAE推出了使用特殊浮动技术的AX01高速浮动式连接器系列。这些连接器的有效 x 和 y 方向间隙为±0.5 mm。该产品系列达到8 Gbit/s 的高传输速度，并采用了特别可靠的创新双触点技术。它们特别适用于依赖实时数据传输的干扰敏感应用，可用于包括PLC、CNC、工业 PC、传感器单元和控制器的工业环境，或者用于汽车领域、导航系统、音频和无线电模块。儒卓力在电子商务平台www.rutronik24.com.cn上提供AX01 系列浮动式连接器。

AX01连接器具有独特的端子结构，每个端子均有两个触点，相互分离以提高可靠性。即使其中一个触点由于污染而失去附着力，这个结构也可以让另一个触点保持连接。此外，端子触点的圆形表面可确保减少磨损和长期接触的可靠性，从而显着减少发生故障的风险。

为确保高速数据传输，JAE 采用了不阻碍电流流动的无根线双触点结构。

AX01浮动式板对板连接器的更多规格参数：

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•具有多种PCB 堆叠高度可能：8mm至30mm

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儒卓力(Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH)是欧洲第三大分销商(资料来源：European分销报告2017) 以及世界第十一大分销商 (资料来源：SourceToday，2018年5月)。作为宽线产品分销商，儒卓力可提供半导体、无源和机电组件以及显示屏、嵌入式主板、存储解决方案和无线解决方案等。公司的主要目标市场是汽车、医疗、工业、家用电器、能源和照明业。

儒卓力通过RUTRONIK EMBEDDED、RUTRONIK SMART、RUTRONIK POWER 及RUTRONIK AUTOMOTIVE系列提供定制的综合性产品和服务，为客户满足其应用的需求。对产品开发及设计的专业技术支持、物流和供应链管理解决方案，以及综合服务使得儒卓力的服务日趋完善。

儒卓力由Helmut Rudel先生在1973年于德国伊斯普林根创立，目前在欧洲、亚洲和美洲拥有超过80家子公司，在全球雇用超过1,900名员工，并在2019财年达成10亿8000万欧元的集团销售收入。

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