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2025313——东芝电子元件及存储装置株式会社(“东芝”)今日宣布,量产面向车载直流有刷电机应用的栅极驱动IC[1]——“TB9103FTG”,其典型应用包括用于电动后门和电动滑门的闩锁电机[2]和锁定电机[3],以及电动车窗和电动座椅的驱动电机等。

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汽车部件现已基本实现电气化,电机的需求以及在汽车中集成的电机数量都在增加。随着电动机中使用的驱动IC数量的增加,人们更倾向采用高集成度和小型化的系统解决方案。此外,有些电机应用不需要控制转速,只需具有简单功能和性能的驱动IC。

TB9103FTG可为无需控制速度的直流有刷电机提供优化的栅极驱动IC功能和性能,为实现更紧凑设计开辟了道路。它具有内置的电荷泵电路[4],可确保为驱动电机外部MOSFET供电所需的电压。此外,它还具有栅极监控功能,可通过为高低侧外部MOSFET自动控制栅极信号输出时序,防止生成直通电流。与此同时,该IC还内置睡眠功能,可在待机时降低功耗。

这款全新IC既可用作单通道H桥,也可用作双通道半桥。除了作为电机驱动IC外,它还能与外部MOSFET结合,替代机械式继电器以及其它机械开关,有助于实现更安静的运行以及更高的设备可靠性。

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H桥模式的应用电路示例

TB9103FTG采用4.0 mm×4.0 mm(典型值)VQFN24封装,有助于缩小设备尺寸。

东芝网站上现已发布“使用TB9103FTG的车载直流有刷电机控制电路”的参考设计。

未来东芝将继续扩大其车载电机驱动IC的产品线,为车载设备的电气化和安全性提高做出贡献。

应用:

车载设备

-用于电动后门及电动滑门使用的闩锁电机和锁定电机的驱动器;用于车窗和电动座椅等的电机的驱动器

特性:

-精简的功能和性能有助于小型化

-小型封装

-低待机功耗(内置睡眠功能)

-可用作单通道H桥或双通道半桥的栅极驱动IC

-符合AEC-Q100(Grade 1)标准

主要规格:

器件型号

TB9103FTG

支持的电机

直流有刷电机

输出通道数

单通道(H桥模式时)/双通道(半桥模式时)

主要功能

睡眠功能、内置电荷泵、H桥模式、半桥模式和死区时间控制

主要故障检测

电源低压检测、电荷泵过压检测、过热检测以及外部MOSFET的VGS和VDS检测

绝对最大额定值

(Ta=–40   °C至125 °C)

电源电压1 Vb(V)

–0.3至18

18至40(1秒内)

电源电压2 Vcc(V)

–0.3至6

环境温度Ta(°C)

–40至125

工作范围

(Ta=–40   °C至125 °C)

电源电压工作范围1 VBrng(V)

7至18

电源电压工作范围2 VCCrng(V)

4.5至5.5

结温工作范围

Tjrng(°C)

–40至150

封装

类型

P-VQFN24-0404-0.50-003

尺寸(mm)

典型值

4.0Í4.0

可靠性

符合AEC-Q100(Grade 1)标准

库存查询与购买

在线购买





注:

[1] 栅极驱动IC:驱动MOSFET的驱动IC。

[2] 闩锁电机:系统中用于保持车门关闭的电机。

[3] 锁定电机:系统中与钥匙配合工作,为车门上锁和开锁,以防出现犯罪行为而使用的电机。

[4] 电荷泵电路:使用电容器和开关升压的电路。

如需了解有关新产品的更多信息,请访问以下网址:

TB9103FTG

https://toshiba.semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/automotive-devices/detail.TB9103FTG.html

如需了解了解使用TB9103FTG的参考设计,请访问以下网址:

使用TB9103FTG的车载直流有刷电机控制电路

https://toshiba.semicon-storage.com/cn/semiconductor/design-development/referencedesign/detail.RD245.html

如需了解东芝车载直流有刷电机驱动IC的更多信息,请访问以下网址:

车载直流有刷电机驱动IC

https://toshiba.semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/automotive-devices/automotive-brushed-dc-motor-driver-ics.html

如需了解在线分销商新产品的供货情况,请访问以下网址:

TLP5814H TB9103FTG

https://toshiba.semicon-storage.com/cn/semiconductor/where-to-buy/stockc...

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22,200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7,971亿日元(49.6亿美元)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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具有扩大的内存和超低功耗特性的超小型BG29是互联健康设备的理想之选

低功耗无线领域内的领导性创新厂商Silicon Labs(亦称“芯科科技”,NASDAQSLAB今日宣布:推出全新的第二代无线开发平台产品BG29系列无线片上系统(SoC,其设计宗旨是在尽量缩小产品外形尺寸最小时,不牺牲性能,依旧可以提供高计算能力和多连接性。BG29是当今最紧凑型低功耗蓝牙应用的理想之选,例如可穿戴健康和医疗设备资产追踪器电池供电型传感器

BG29 Battery Compare.png

BG29 Pulse Ox.png

BG29采用紧凑的QFN封装和WLCSP封装,具有可观的内存和闪存容量。这些扩展的存储资源可支持实时数据处理、复杂算法执行和高速通信协议等先进应用。

BG29具有支持宽电压范围的DCDC升压功能、用于精确电池电量监测的库仑计数器以及专为PSA 3设计的芯科科技Secure Vault High技术,可保护敏感数据。

满足互联医疗保健和医疗设备不断变化的需求

智能医疗设备正在改变全球的医疗保健,但在不牺牲性能或功耗的情况下打造更小的互联设备,实现小型化仍然是一个主要的发展障碍。BG29是一项重大突破。它集成了高性能无线技术、长电池寿命、大存储容量和多连接支持等特性,甚至在血糖监测仪这类最小的设备中也可提供如此性能,这在以前是极具挑战性的。

芯科科技家居与生活业务部高级副总裁Jacob Alamat表示:“借助BG29,开发人员就不必止步不前。我们将高连接性和性能与小尺寸和卓越的安全性相结合,支持设备制造商能够打破微型连接的记录。”

BG29将微型产品的可能性推向新高度

全新的BG29系列SoC具有以下主要特性:

  • 占板面积更小:BG29采用WLCSP和QFN封装,体积小巧,可为互联健康、资产追踪器和楼宇自动化等各种无线设备提供业界领先的连接性。WLCSP可用于微型设备,诸如电池供电的传感器、胰岛素输送贴片、一次性连续血糖监测仪(CGM)和其他一次性应用以及智能牙齿植入等。同时,QFN封装非常适合不受尺寸限制的设备类型,诸如脉搏血氧仪、门禁控制、工业自动化和心率监测仪等。

  • 高存储容量和超低功耗的计算能力:BG29具有1 MB闪存和256 KB RAM,可为先进的、要求苛刻的应用提供卓越的性能和处理能力,同时确保低功耗。即使在智能手机连接长时间中断的情况下,大容量内存也能保持数据追踪。BG29支持便携式医疗设备、可穿戴设备、智能家居传感器和资产追踪器等物联网(IoT)设备的低功耗蓝牙连接。

  • 集成DCDC升压和库仑计数器:BG29集成的DCDC升压功能为物联网设备制造商提供了宽电压范围,支持单节碱性电池、氧化银电池和纽扣电池,并缩小了设备的外形尺寸。集成的库仑计数器可对便携式医疗设备进行精确的电池电量监测,以避免在关键健康应用使用期间出现电池耗尽的情况,并增强其他可穿戴设备和设备的用户体验。

  • 业界领先的安全性:带有虚拟安全引擎的Secure Vault High提供强大的安全功能,通过提供高级加密、安全密钥管理和身份验证,保护设备免受可扩展的本地和远程软件和硬件攻击。

BG29系列产品预计将于今年第三季度全面供货。

进一步了解有关芯科科技低功耗蓝牙解决方案

BG29在更小的SoC中集成了更多的功能,帮助设备制造商构建安全、可靠的设计,以改善生活和患者的治疗效果。想要了解有关芯科科技低功耗蓝牙设备的更多信息,以及客户如何使用芯科科技的产品推动互联健康的发展,请访问:

关于Silicon Labs

Silicon Labs亦称“芯科科技”,NASDAQSLAB)是低功耗无线连接领域的领导性创新厂商,致力于打造用于连接设备和改善生活的嵌入式技术。芯科科技将前沿技术与世界上集成度最高的SoC相结合,为设备制造商提供创建先进边缘连接应用所需的解决方案、技术支持和生态系统。芯科科技总部位于德克萨斯州奥斯汀,业务遍及超过16个国家/地区,是为智能家居、工业物联网和智慧城市等市场提供创新解决方案的值得信赖的合作伙伴。更多信息请浏览网站:silabs.comcn.silabs.com

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全新服务器通过完整的Intel ® Xeon ® 处理器系列,从数据中心到边缘推动更智能、更快速、更高效的人工智能,支持超过40%的内存带宽提升和最多144个CPU内核。

Supermicro, Inc.(纳斯达克股票代码:SMCI)是人工智能/机器学习、高性能计算、云、存储和5G/Edge的整体IT解决方案提供商,正在推出一系列针对边缘和嵌入式工作负载进行了全面优化的新系统。这些全新紧凑型服务器基于最新的Intel Xeon 6 SoC处理器系列(前代代号Granite Rapids-D),帮助企业优化实时人工智能推理,并在多个关键行业中实现更智能的应用。

针对人工智能和嵌入式工作负载的系统

针对人工智能和嵌入式工作负载的系统

"随着边缘人工智能解决方案需求的增长,企业需要高可靠性、紧凑型的系统,能够实时处理边缘端的数据。" Supermicro总裁兼首席执行官Charles Liang表示。"Supermicro设计并部署业界最广泛的应用优化系统,覆盖从数据中心到远端边缘的各类需求。我们最新一代的边缘服务器提供先进的人工智能功能,能够在数据生成的近端提升效率并支持更精准的决策。凭借边缘端核心数量最多增加2.5倍,以及每瓦性能和每核心性能的提升,这些全新的Supermicro紧凑型系统已全面优化,适用于边缘人工智能、电信、网络和内容分发网络(CDN)等工作负载。

欲了解更多信息,请访问https://www.supermicro.com/en/products/embedded/servers

Supermicro全新的SYS-112D系列系统专为运行高性能边缘人工智能解决方案而设计,搭载最近推出的Intel Xeon 6 SoC处理器,并配备P内核。与上一代系统相比,这些服务器具有更高的性能、改进的每瓦性能以及更大的内存带宽。此外,这些新服务器还包括人工智能加速、支持无线协议的Intel® QuickAssist技术、Intel vRAN Boost技术、Intel®数据流加速器等功能。

Supermicro的SYS-112D-36C-FN3P配备Intel Xeon 6 SoC处理器,拥有36个P内核,双100 GbE QSFP28端口,最高支持512GB DDR5内存,并提供一个PCIe 5.0 FHFL插槽,可用于安装GPU或其他扩展卡。结合Intel的内置媒体加速和QuickAssist技术,使该系统非常适合边缘人工智能和媒体工作负载。同时,其机箱深度仅为399mm(15.7 英寸),并配备前端I/O接口,能够轻松在空间受限的环境中部署或嵌入到更大的系统中。另一款基于相同平台的服务器,SYS-112D-42C-FN8P,提供更适合电信领域的优化配置,配备8个25GbE端口、内置GNSS和时间同步技术,以及搭载Intel vRAN Boost技术的Intel Xeon 6 SoC处理器。这些功能的结合使该型号成为一个全方位平台,适用于RAN网络中的各种工作负载。

Supermicro还推出了两款全新紧凑型系统,SYS-E201-14AR和SYS-E300-14AR,专为远端边缘的物联网(IoT)和人工智能推理进行优化。这两款系统均搭载第15代Intel® CoreTM Ultra处理器(代号Arrow Lake),拥有最多24个核心,并配备内置NPU(神经处理单元)人工智能加速器。这两款系统均配备两个2.5 GbE网络端口,以及HDMI、Display和USB连接器,并针对企业边缘应用场景进行了优化。SYS-E300还可扩展为单个PCIe 5.0 x16插槽,允许安装PCIe GPU卡,从而提升系统在安全监控、零售、医疗保健、制造业等领域的边缘人工智能应用性能。

在边缘数据中心,Supermicro的边缘人工智能系统现在可以安装最近推出的Intel Xeon 6700/6500系列处理器,并配备P内核。这一处理器系列专为企业数据中心设计,旨在实现性能与效率之间的良好平衡,并在广泛的企业工作负载中,比上一代提供平均1.4倍的性能提升。Supermicro的2U边缘人工智能产品系列,如SYS-212B-FLN2T,将Intel的新处理器与最多6个单宽度GPU加速器结合,采用短深度、前端I/O形式,既可在企业边缘部署,也适用于电信和空间受限的环境。

Supermicro亮相嵌入式世界展(Embedded World)

欢迎于3月11日至13日期间,前往Supermicro位于1号馆208号展位,了解更多关于这些新系统的信息。

关于Super Micro Computer, Inc.

Supermicro(纳斯达克股票代码:SMCI)是应用优化整体IT解决方案的全球领军企业。Supermicro在加利福尼亚州圣何塞成立并运营,致力于为企业、云、 AI和5G Telco/Edge IT基础设施提供率先进入市场的创新。我们是服务器、AI、存储、物联网、交换机系统、软件和支持服务的整体IT解决方案制造商。Supermicro的主板、电源和机箱设计专业知识进一步推动了我们的开发和生产,为我们的全球客户实现了从云到边缘的下一代创新。我们的产品均在公司内部(包括美国、亚洲和荷兰)完成设计和制造,通过全球运营实现规模和效益,从而优化总体拥有成本(TCO),并能够(通过绿色计算)减少对环境的影响。获奖无数的Server Building Block Solutions®通过我们灵活可重复使用的构建块,为客户提供了丰富的可选系统产品系列,用于优化其确切的工作负载和应用。这些构建块支持全系列外形规格、处理器、内存、GPU、存储、网络、电源和冷却解决方案(空调、自然空气冷却或液体冷却)。

稿源:美通社

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黑芝麻智能与中国科学院院士、武汉大学工业科学研究院执行院长刘胜院士团队正式达成战略合作,共同聚焦人形机器人领域的技术突破与创新应用。此次合作以武汉大学自主研发的首个人形机器人"天问"为核心载体,基于黑芝麻智能领先的芯片及算法方案,致力于为"天问"赋予更强大的智能"大脑"与"小脑"。同时,双方也正在围绕人形机器人量产的芯片解决方案展开深入合作,共同引领人形机器人技术迈向新高度。

A2000及C1236芯片赋能“天问”机器人

A2000及C1236芯片赋能“天问”机器人

"大脑"和"小脑"平台方案赋能机器人迈向智能新高度

在机器人智能化发展进程中,大脑负责复杂的环境感知、决策制定和任务规划,小脑则专注于运动控制与身体协调,二者相辅相成,缺一不可。黑芝麻智能基于其在芯片与算法领域的深厚技术积累,打造了领先的机器人"大脑"和"小脑"平台方案,为"天问"人形机器人提供强大的感知、决策与控制能力。

"大脑"平台方案由黑芝麻智能华山®A2000芯片提供强大的算力支持。A2000芯片面向全场景通识打造,致力于让AI模型具备人类的常识和知识,进而达成人类的决策水平。A2000采用先进的异构计算架构,集成了高性能计算核心,并通过硬件加速引擎对机器学习算法进行深度优化,能够实现每秒数万亿次的强大运算能力,通过高算力、高带宽、多模态融合能力以及低功耗设计,为机器人"大脑"的海量数据处理与复杂决策模型运行提供了坚实的算力基础。

尤为重要的是,A2000芯片的算力不仅强大,而且灵活可扩展,能够支持完整的具身智能算法。这使得机器人能够实时处理来自环境的多模态信息,包括视觉、听觉、触觉等,并基于这些信息做出智能决策。无论是复杂的工业制造场景,还是动态变化的服务领域,A2000芯片都能为具身智能算法的落地提供坚实的算力支撑。

"小脑"平台方案基于黑芝麻智能武当®C1236芯片打造。C1236芯片架构通过分时操作系统和硬件隔离技术,实现了AI运算任务与控制任务的并行处理,显著降低整体系统时延的同时,大幅提升了控制的可靠性与安全性,为机器人在复杂环境下的稳定运行与精准操作提供了可靠保障。

"天问"进化,开启智能新时代

武汉大学自主研发的"天问"人形机器人自今年3月立项以来,便备受瞩目。"天问"身高1.7米,体重65公斤,拥有36个自由度,尤其是其灵巧手设计,具备对不同物体的精准抓取能力,在诸多关键性能指标上展现出领先优势。此次与黑芝麻智能的合作,将为"天问"在运动控制、环境感知以及人机交互等方面带来显著提升,进一步拓展其应用场景与实用价值。

黑芝麻智能创始人兼CEO单记章对此次合作表示:"我们很高兴能够与武汉大学刘胜院士团队开展深度合作。武汉大学在人形机器人领域的深厚研究底蕴和丰富经验,与黑芝麻智能在芯片与算法方面的独特优势相得益彰。通过此次合作,双方将实现资源与技术的完美融合,共同推动人形机器人技术的革新与发展,为行业树立新的标杆。"

刘胜院士也对此次合作寄予厚望:"‘天问'机器人是我们团队长期努力的结晶,而黑芝麻智能的加入,将为‘天问'注入全新的活力与智能基因。我们坚信,通过双方的紧密协作,一定能够打造出更加智能、灵活的人形机器人,为人类社会的进步贡献更多力量,推动人形机器人在更多领域实现广泛应用。"

随着黑芝麻智能大小脑平台方案的深度融入,"天问"机器人将在感知、决策与控制等关键能力上实现质的飞跃。未来,"天问"不仅能够熟练掌握走、跑、跳等基本技能,还将凭借其强大的环境感知与交互能力,更好地适应复杂多变的环境,为人类提供更加智能、便捷的服务。

此次黑芝麻智能与武汉大学刘胜院士团队的合作,是双方在技术创新与产业发展上的一次重要布局,也标志着人形机器人领域迈入了新的发展阶段。通过此次合作,黑芝麻智能将不断探索人形机器人技术的更多可能性,为推动智能驾驶与机器人产业的升级贡献更多创新与推动力。

稿源:美通社

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输入(线路)测量

大多数工业和重型商用变频驱动器都采用三相输入。较小的驱动器可能使用单相线电压。特别是在电动汽车和其他电池供电的应用中,驱动器通常采用直流供电。IMDA电源分析软件支持所有这些配置(参见上集的“接线配置”)。在IMDA测量包中,电能质量测量组和谐波测量组用于计算驱动器的功耗以及驱动器对配电系统的预期影响。

电能质量

电能质量测量组包括表征驱动器功耗的测量。这些测量也可以用于驱动器的输出(请参阅下面的“输出测量”)。图19显示了电气分析部分中的电能质量测量。选择电能质量测量会生成相量图、波形和测量标识。图中显示了已配置绕组的电能质量能量和功率数学波形。功率波形是使用数学算法将各相的电压和电流波形相乘得出的。

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图19. 在泰克IMDA软件中,测量分为电能质量、谐波、纹波和效率。还提供DQ0和机械测量的选择。

电能质量测量可用于确认探头和接线配置是否正确。如果一个或多个功率测量显示负读数,请检查您的电流探头,确认与负功率读数相关的通道上的探头是否连接错误。对于三相系统,请检查相量图。正常情况下,各相电压应基本相同,相位差为120°。

用户可以选择只测量基频的电能质量,也可选择测量所有频率的电能质量。当选择“基频”选项时,将仅测量基频分量。当选择“所有频率”选项时,将计算所有谐波(包括基频)的电能质量测量值。

相量图:图20所示的相量图是一个圆形图,表示相电压和相电流之间以及各相电压和电流之间的幅度和相位角。理想情况下,一个平衡的三相系统具有幅度相等的矢量,且相邻矢量的相位差正好是120°。

相量图(图20)给出了各相的以下测量值:相对于参考相电压(图20中的VaN)的RMS电压和相位角,相对于参考相电压的RMS电流和相位角,电压和电流之间的相位,功率因数。电能质量测量标识显示了许多测量值。

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图20. 相量图显示各相电压和电流之间的关系,该图显示了系统的平衡以及电压和电流(电容或电感)之间的相移;电机驱动器输入(线路)侧的电能质量测量。

谐波

谐波测量呈现基频及其谐波处的信号幅度,并测量信号的RMS幅度和总谐波失真。可以根据IEEE-519或IEC 61000-3-2标准或自定义限制来评估测量结果。例如,可以将IEC61000-3-12标准的限制以csv文件的形式加载,并根据这些限制进行测试。测试结果可以记录在详细报告中,注明是否合格。

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图21. 谐波可以在电机驱动器的输入和输出上测量。此例显示了驱动器三相输出上的谐波。

直流母线测量

纹波可以在两个不同的测试点测量,即在直流母线和开关半导体上测量。

  • 线路纹波:该测量提供相应交流电压信号的线路频率部分的RMS和峰 - 峰值测量值。

  • 开关纹波:该测量提供相应电压信号的RMS和峰峰值测量值。

开关分析

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图22. 开关损耗测量有助于优化逆变器设计。

在设计或验证变频驱动器内的开关电路时,了解与驱动器开关阶段相关的损耗非常重要。选项5-PWR和6-PWR提供开关损耗测量和斜率。电压探头连接到开关的两端,而电流探头连接用于测量流经开关的电流。

可以添加多个测量来获取各开关的测量值。

5/6-PWR分析包包括以下测量:

  • 开关损耗:测量开关器件开启、关闭和传导区域中的平均瞬时功率或能量。该测量将创建一个功率波形,而功率波形是根据每对V和I波形计算得出的。

  • dv/dt:测量电压从基准参考水平(RB)上升到最高参考水平(RT)或从最高参考水平(RT)下降到基准参考水平(RB)过程中的变化率(斜率)。该测量将创建一个功率波形,而功率波形是根据每对电压和电流波形计算得出的。

  • di/dt:测量电流从基准参考水平(RB)上升到最高参考水平(RT)或从最高参考水平(RT)下降到基准参考水平(RB)过程中的变化率(斜率)。该测量将创建一个功率波形,而功率波形是根据每对电压和电流波形计算得出的。

直接正交零点 (DQ0) 的变换和测量

Clarke和Park变换通常用于简化磁场定向控制系统的实施。显示了一个磁场定向控制系统的示例。在该控制系统中,这些变换用于将施加到电机的三相电压转换为正交D矢量和Q矢量。这些简化的矢量可以轻松转换和集成,以保持所需的速度。然后可以使用逆变换来创建逆变器中脉冲宽度调制的驱动信号。

这些D矢量和Q矢量可能位于数字信号处理模块(例如 FPGA)的深处,并且可能无法直接测量。IMDA软件提供DQ0分析选项,可以通过简单的设置根据三相输出电压或电流得出D和Q的测量值,从而可以快速轻松地查看控制系统的调整效果。

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图23. DQ0相量图显示D矢量、Q矢量和合成矢量(R),其中电机速度和方向反馈由正交编码器传感器提供。

除了D矢量和Q矢量,分析软件还显示合成矢量 (R)。R矢量是通过计算D矢量和Q矢量上各采样点的D和Q斜边矢量得出的。R矢量的起始角度是为0度,根据正交编码器接口(QEI)的索引脉冲(Z)确定。增量角度由QEI根据编码器每转脉冲数(PPR)和电机的极对数计算得出。通过观察R矢量旋转,可以确认控制系统是否正在平稳地驱动电机。还可以查看换向次数。请注意,上方图23中R矢量图中的六个失真点对应于六个换向步骤。除了选择源和接线方式之外,还可以指定可应用于所有源或仅用于边沿限定器的低通滤波器。这有利于减少由于电磁干扰(EMI)拾取和开关噪声引起的噪声。

输出测量

PWM驱动器的输出波形很复杂,由与载波相关的高频分量和与驱动电机的基频相关的低频分量构成。使用示波器对PWM波形进行测量可能颇具挑战,因为很难实现稳定的触发。

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图24. 此处显示的PWM波形包括一个频率可达数百千赫兹的载波和电机对其做出响应的较低频率平均电压。

棘手的是,波形是在低频下进行调制的。因此,高频测量(例如总rms电压、总功率等)必须在高频下进行,但要覆盖输出波形中低频分量的整数个周期。

IMDA软件的主要优势之一是能够对PWM波形进行稳定的测量。该软件能够解调用户指定为“边沿限定器”的通道上的PWM波形,并将包络提取为“数学通道”。这使测量能够实现精确的同步。

在变频驱动器输入上使用的相同电能质量和谐波测量也可用于驱动器的输出,用于测量电压、电流、相位和功率。详细介绍见本指南的“输入测量”部分。除单相三线配置仅可用作输入测量外,相同的接线配置可同时用于输入和输出测量。

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图25. 电能质量测量组提供了一组快速稳定的PWM输出测量的概览,包括电压、电流、相位角、有功功率、视在功率、无功功率和功率因数。

效率测量

效率测量是指相应输入和输出电压和电流对的输出功率与输入功率的比值。在5系列和6系列MSO上,输入和输出均采用双功率表法(V1*I1和V2*I2)。如此可以使用八个输入通道完成三相输入和输出功率的完整测量,如图25所示。

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图25. 使用8个示波器输入通道测量三线输入三线输出系统的驱动效率。

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图26. 使用双功率表法对变频驱动器的输入和输出进行效率测量。

动态测量

电机驱动分析的一个常见要求是,能够对电机随时间而变的响应进行测量,以监控被测设备在加速和不同负载条件下的行为。这些动态测量将帮助您了解不同条件下电压、电流、功率和频率等参数之间的相互影响。IMDA软件的电能质量测量组提供了两种类型的趋势图用于此分析:时间趋势图,采集趋势图。两种趋势图各有其优点,可用于呈现电能质量测量组内支持的子测量。这些趋势图可以保存为CSV文件以供后期处理。

时间趋势图

时间趋势图显示单次采集中每个波形周期的测量值。这种趋势图适用于观察测量值在短时间内的具体变化,以及将这些变化与其他相关数据进行关联分析。

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图27. IMDA软件中的时间趋势图用于记录单次采集过程中测量值的变化。

采集趋势图

采集趋势图记录每次采集的单次平均测量值,因此适用于长期分析。在测试配置期间,可以通过设置采集参数来指定测试持续时间。这些趋势图可以保存为CSV文件以供后期处理。如果将绘图数据保存为CSV文件,时间值即可用。

动态负载控制对于三相感应电机和其他电机也很重要。通过采集趋势图可以查看加速、恒速和减速过程中的测量值。

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图28. 采集趋势图记录多次采集过程中测量值的变化。在上图中以绿色线条表示。请注意,该图还会显示最近一次采集的波形和测量值。

总结

对三相电机驱动器进行测量面临着诸多挑战,因为必须进行连接,波形非常复杂且数学运算量巨大。泰克5/6系列MSO示波器的IMDA软件大幅简化了这些测量,为功率分析仪测量提供了高速采样系统和实时示波器可视化的优势。

利用示波器,三相电机驱动器设计人员可以在静态和动态工作条件下进行分析,查看电气和机械参数,从而详细了解驱动器性能。5系列和6系列MSO的采样和处理能力支持DQ0测量等功能,让用户能够深入了解控制系统的内部情况。而功率分析仪目前还无法实现这些功能。

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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  • 新MCU利用尖端的近阈值芯片设计,创下性能功率比新记录

  • 密钥保护和厂内证书安装,加强网络安全

  • 典型应用:电水燃气表、医疗保健设备和工业传感器

服务多重电子应用领域、全球排名前列的半导体公司意法半导体 (STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM) 推出了STM32U3新系列微控制器 (MCU),设计采用先进的节能创新技术,降低智能互联技术的部署难度,尤其是在偏远地区的部署。

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新系列MCU目标应用锁定物联网设备。通常情况下,物联网设备必须保持长时间运行,免维护,依靠纽扣电池、环境太阳能电池或热电源的有限电能维持运行。典型应用是工作功耗极低的产品设备,包括电水燃气表、血糖仪、胰岛素泵等医疗设备、动物健康护理监测器、森林火灾探测器,以及恒温器、烟火探测器等工业传感器。STM32U3 MCU还用于智能手表、穿戴设备、耳机等消费产品。

意法半导体通用 MCU产品部总经理 Patrick Aidoune表示:“STM32U3 系列继承了ST目前广为人知的超低功耗通用微控制器系列的传统,为智能技术在不同环境中的应用普及打开了大门。通过引入最新的近阈值设计等创新技术,新产品的动态功耗已经降至极限,与上一代产品相比,能效提高了两倍,有助于客户实现可持续发展目标。”

除了极高的能效外,STM32U3 系列还利用最新的硬件安全技术提供强大的网络保护,满足物联网设备对信息安全的需求。新MCU将密钥永久固化在安全内存中,从而消除了易受攻击的 CPU取指操作。此外,在产品出厂前,意法半导体为每个产品安装了证书,从而增强了信息安全性,并简化了证书管理。所有这些安全机制,加上可以通过SESIP3和 PSA Level 3认证的安全资产,例如,加密算法加速器、TrustZone®隔离、随机数生成器和产品生命周期管理,将有助于客户满足即将出台的RED和CRA法规的要求。

客户评价:

smaXtec 产品开发工程师 Manuel Frech 表示: “STM32U3 让我们 [smaXtec] 能够将动物健康监测硬件提升到新的水平。它的工作模式功耗非常低,仅几 µA/MHz,让我们可以降低当前数据处理算法的能耗,同时增加新功能。此外,它采用了更先进的低功耗模式,如果没有数据需要处理,可让设备进入深度睡眠状态。新的 STOP3 省电模式及唤醒功能,是降低功耗的有效方法。”

技术说明

过去,意法半导体的STM32超低功耗 (ULP) MCU 引领市场趋势,现在,新的STM32U3系列将超低功耗性能提升到一个新高度。新系列MCU利用先进的节能芯片设计,通过有AI功能的工具优调设计,以及运行频率高达 96MHz 的Arm® Cortex®-M33 内核,Coremark/毫瓦测试成绩117分,在市场上处于先进水平,这几乎是STM32U5系列的两倍,STM32L4系列的五倍。

  • STM32U3 MC采用近阈值电压技术,把IC晶体管工作电压降至最低,根据功率与电压平方成正比定律,近阈值的电压可以节省电能,因此,STM32U3 MCU成为新动态性能标杆

  • 在近阈值创新设计实施过程中,ST采用 AI驱动的晶圆级自适应电压调节方法来修正制造过程中的工艺偏差

  • STM32U3 系列不仅动态功耗低 (低至 10µA/MHz),静态功耗也极低,仅为 1.6µA

  • STM32U3 内置最高1MB 的双闪存和 256kB的SRAM

  • 在数据安全方面,STM32U3 MCU 嵌入STM32U5 所有成功的安全保护功能,以及附加的密钥库功能。现在,STM32U3 MCU 出厂前安装了密钥,并采用耦合链式桥 (CCB) 技术保护密钥,这是CCB技术在 STM32 MCU 系列中的首次使用

  • 有两条产品线可供选择,提供带硬件加密加速器或不带硬件加密加速器的MCU

  • 除了低功耗之外,新产品还集成了高效、高性能的外设接口,包括最新的I3C数字接口

  • MCU温度等级分为工业级 (工作温度-40°C 至 85°C) 和高温工业级 (工作温度-40°C 至 105°C)

STM32U3 系列现已投入生产,如需了解更多信息,请访问 https://www.st.com.cn/zh/microcontrollers-microprocessors/stm32u3-series.html

关于意法半导体

意法半导体拥有5万名半导体技术的创造者和创新者,掌握半导体供应链和先进的制造设备。作为一家半导体垂直整合制造商(IDM),意法半导体与二十多万家客户、成千上万名合作伙伴一起研发产品和解决方案,共同构建生态系统,帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇,满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能,让电源和能源管理更高效,让云连接的自主化设备应用更广泛。我们正按计划在所有直接和间接排放(包括范围1和范围2)、产品运输、商务旅行以及员工通勤排放(重点关注的范围3)方面实现碳中和,并在2027年底前实现100%使用可再生电力的目标。

详情请浏览意法半导体公司网站:www.st.com.cn

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2025年3月6日,运动与控制技术领域的先行者——派克汉尼汾,在山东省潍坊市潍坊经济开发区成功举办过滤系统有限公司新工厂开业庆典。

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新工厂专注于为发动机、移动设备以及工业应用提供清洁、高效的过滤系统解决方案,将进一步提升公司在亚太区的生产能力和服务水平,更好地满足亚太区和全球市场日益增长的需求。

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派克汉尼汾过滤集团总裁Rob Malone、亚太区总裁黄锦成、大中华区执行总裁孙永丰、过滤集团亚太区总经理杜刚、过滤事业部中国区总经理黄英,潍坊经济开发区党工委书记王勇及相关政府领导,以及60多家客户、经销商和合作伙伴受邀出席仪式,共同见证这一历史性时刻。

过滤集团总裁Rob Malone在开业庆典上表示,新工厂的盛大开业将为派克汉尼汾在中国市场带来更广阔的前景,也将为合作伙伴创造更多互利共赢的机会。亚太区总裁黄锦成回顾了新厂奠基时的盛况,对项目所取得的成就以及团队成员的付出和贡献表达诚挚谢意,并以“携手共进,未来可期”表达对未来的美好期许。

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潍坊新工厂于2023年10月开工建设,2024年底建设完成并投入使用,产品涵盖柴油发动机的燃油、润滑油和空气过滤,以及工业环保除尘和工艺制程过滤。过滤事业部中国区总经理黄英向与会嘉宾介绍新工厂基本情况的同时,重点突出工厂所采用的智能制造和绿色环保、可持续发展的理念。目前,工厂建筑质量达到国际领先的美国FM标准,屋面设计光伏发电系统,年发电量预计达2.5兆瓦,相当于每年减少碳排放3600吨。此外,工厂还配备先进的能源管理和设备自控系统,显著降低能耗。

过滤集团亚太区总经理杜刚在致辞中则立足亚太、放眼未来,对新工厂的定位和发展提出更高要求。近年来,随着清洁能源、生命科学、医疗设备、半导体、人工智能等新兴产业的蓬勃发展,过滤技术面临新的挑战与机遇。作为派克汉尼汾在亚太区最大的生产基地,他期望潍坊新工厂依托本地资源优势, 能够肩负起引进和开发技术领先新产品的重任,为中国乃至亚太区的新兴市场提供强有力支持!

大中华区执行总裁孙永丰对于新工厂的落成表示热烈祝贺。他表示,新工厂的建成启用,标志着派克汉尼汾的本地化生产与服务能力得到进一步加强,本地化发展战略持续深化。他重申了公司深耕中国市场的长期承诺,并对继续践行“实现工程突破 成就更好明天”这一派克宗旨充满信心。

此外,客户代表、供应商代表、建造总包方以及政府领导都对项目的建成和投产表达祝贺,并期待派克过滤越做越强。                                                                                                                

作为运动与控制领域的先行者,派克汉尼汾根植中国市场四十余年,目前在国内拥有二十多个生产基地。未来,派克汉尼汾将继续紧贴中国市场,探索新的发展机遇,助力相关产业高质量发展,为推动中国经济发展做出更多贡献。

关于派克汉尼汾

派克汉尼汾是美国财富250强企业,是运动与控制领域的先行者。一百多年来,公司始终致力于实现工程突破成就更好明天。欲了解更多信息,请访问 www.parker.com/china 或 @parkerhannifin。

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在今日开幕的MemoryS 2025中国闪存市场峰会上,Solidigm亚太区销售副总裁倪锦峰发表题为《加速存储创新拥抱AI时代》的演讲,深入阐述SolidigmAI存储哲学——通过包括大容量QLC在内的丰富产品组合,打破从数据中心到边缘应用面临的存储瓶颈,提升人工智能效率,释放人工智能潜能。

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AI的发展突破界限,算力与存力的天平被重新校准。在AI 浪潮下,传统HDD存储方案的局限性开始凸显:性能瓶颈制约数据处理效率,高功耗挤压数据中心发展空间。相比之下,高密度SSD解决方案的表现更胜一筹。

在更小的空间和功耗下提供同等的存力,在提升算力和存力的同时显著降低空间占用和能耗,这些都是高密度SSD的价值主张。Solidigm广泛的SSD产品系列,不仅实现了对容量和性能的梯度覆盖,还能满足AI工作负载对存储产品的特定需求:在数据摄取与归档阶段,Solidigm D5-P5336 QLC SSD可高效应对海量数据存储挑战;进入数据准备、模型训练、推理等阶段时,D7-PS1010/PS1030 PCIe 5.0 SSDD7-P5520D5-P5430能够为对读写性能要求严苛的场景提供可靠支撑。

值得一提的是,Solidigm率先推出的QLC SSD经过年深耕已经累计出货突破 100EB,服务全球 70% OEM AI 方案供应商,深受数据中心和企业客户的青睐。基于在QLC领域的技术积累和市场认可,Solidigm再次突破了存储技术的边界:超大容量QLC SSD 122TB D5-P5336 现已全面上市,进一步扩展了 Solidigm 面向 AI的大容量 SSD 产品组合。

Solidigm亚太区销售副总裁倪锦峰表示:“AI 是具有重大意义的技术革命,Solidigm 将为 AI 时代提供广泛的端到端存储解决方案,以先进的技术、产品和解决方案夯实存力基础,帮助客户释放数据价值。”

关于 Solidigm

Solidigm 是全球领先的创新 NAND 闪存解决方案提供商。Solidigm致力于成就客户,激发数据无限潜能,推动人类发展进步。源自于英特尔出售的NANDSSD业务,Solidigm公司于 2021 12 月正式成立,目前是半导体领导者SK 海力士在美国的独立子公司。Solidigm 总部位于美国加州兰乔科尔多瓦,在全球 13 个地区设有办事机构。如欲了解有关 Solidigm 的更多信息,请访问[https://solidigm.com],或关注微信公众号[SolidigmChina]

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3月12日,MemoryS 2025在深圳盛大开幕,汇聚了存储行业的顶尖专家、企业领袖以及技术先锋,共同探讨存储技术的未来发展方向及其在商业领域的创新应用。江波龙董事长、总经理蔡华波先生受邀出席,并发表了题为《存储商业·综合创新》的主旨演讲,分享公司存储商业模式创新和综合服务能力的构建。

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蔡华波先生在演讲中指出,江波龙基于自身的半导体存储品牌企业定位,不断探索符合当下产业趋势,又能够解决市场和客户痛点的创新商业模式。为此,江波龙构建了以自研主控芯片提升产品差异化、元成苏州ESAT(Enterprise Semiconductor Assembly and Testing)专品专线定制封测制造,以及以Zilia海外存储产品制造和Lexar全球化品牌渠道为核心的存储综合服务能力。

自研主控芯片矩阵扩充

冒险精神、厚积薄发

蔡华波先生表示,江波龙凭借综合、专业的芯片人才,从2024年的eMMC主控和SD主控,到2025年发布的UFS主控和USB主控,公司不断丰富自研主控矩阵,核心IP自主设计研发,为产品性能带来了跨越式提升,同时也为客户提供了更多创新存储方案的选择。

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UFS 4.1

自研主控实现满血性能

WM7400自研主控 | 同时支持TLC和QLC

4350MB/s顺序读 | 750K IOPS随机写 | 容量可达2TB

基于自研WM7400主控,江波龙推出UFS 4.1,采用国际先进Foundry工艺,并融合了3rd Gen. Prime LDPC等多项高可靠特性,可同时支持TLC和QLC NAND Flash。该产品采用高性能芯片架构,同时具备更优的H8待机功耗及能效比,顺序读取速度高达4350MB/s,随机读写速度高达750K / 630K IOPS,容量最高可达2TB。其“满血”性能领先业界同类型产品,助力端侧AI产品(如AI手机、AI平板、智能汽车、人形机器人等)在复杂应用中实现实时决策,畅享流畅体验。目前,该产品已在业界多个主流平台完成兼容性测试。

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eMMC Ultra

突破性能瓶颈

WM6000自研主控 | 超协议设计 | 600MB/s协议理论速度

突破eMMC 5.1性能瓶颈 | 性能接近UFS 2.2 64GB水平

eMMC作为成熟的存储产品,江波龙通过技术创新使其性能取得新突破,并将其全新定义为eMMC Ultra。

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eMMC Ultra采用超协议设计,搭载WM6000自研主控,突破了eMMC 5.1标准,带宽提升50%,理论速度可达600MB/s,顺序读写性能接近UFS 2.2 64GB水平,随机读写性能与UFS 2.2 64GB水平相当,以更具效益的优势为智能手机等设备的广泛用户带来流畅体验。

自研主控汽车存储

综合产品体现

车规级UFS:自研主控 | 自有封测 |   64GB~256GB | Grade2

车规级eMMC:自研主控 | 自有封测 |   4GB~128GB | Grade2/3

车规级LPDDR4x:高性能 | 低功耗   | 2GB~8GB | Grade2

车规级SPI NAND Flash:自研Flash | 1Gb~4Gb | Grade2

公司汽车存储产品矩阵丰富,涵盖符合AEC-Q100可靠性测试标准的车规级UFS、eMMC、LPDDR4x、SPI NAND Flash等,构建起Flash与DRAM的车规级“双轮驱动”体系。在UFS、eMMC自研主控和创新工艺的加持下,车规级存储产品将陆续基于自研主控和自有创新封测工艺进行研发设计和生产制造,满足汽车客户对自研自控的定制化需求。

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在PTM商业模式的推动下,江波龙通过创新定制服务为汽车存储市场注入新活力,广泛应用于ADAS高级辅助驾驶、智能座舱等10余种车载应用,2024年市场增长接近100%。目前,公司已与20余家主机厂和50余家Tier 1汽车客户建立了深度合作关系,并顺利通过20余家主芯片平台的兼容性测试。

企业级存储实现综合竞争力

一站式产品组合满足AI本地化部署

PCIe   eSSD:1.6TB~7.68TB   | 1~3DWPD

SATA   eSSD:480GB~3.84TB   | 1~3DWPD

MRDIMM:128GB~256GB | Up to   8800MT/s | DDR5即插即用

RDIMM:32GB~128GB | Up to   6400MT/s

近年来,江波龙在企业级存储研发领域成果斐然,开发了包括MRDIMM、PCIe eSSD、SATA eSSD、RDIMM等在内的全系列企业级存储产品。面对AI趋势,公司凭借规格、固件、硬件、高阶测试、生产方案等全栈定制能力,提供一站式AI本地化部署解决方案。在高质量交付方面,江波龙打造数据中心存储专线,引入高端设备并配合数字化系统,实现全栈追溯、高可靠性和高一致性,确保产品在数据中心、AI服务器等复杂环境中的稳定性和耐用性。

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存储出海

全球供应、本地服务

蔡华波先生在演讲中详细介绍了江波龙的存储出海服务。通过一系列战略收购和全球布局,公司已成功构建了涵盖研发、生产到销售的全链条国际化服务体系。

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Zilia(智忆巴西)

赋能海外存储产品制造

江波龙在巴西的布局是公司全球化战略的重要组成部分。Zilia(智忆巴西)拥有27年的本地制造经验,是中南美洲最大的存储制造商。并购后,Zilia于2024年启动了江波龙存储产线,标志着江波龙技术赋能的正式落地。Zilia的加入不仅使公司具备了在美洲本土生产制造存储产品的能力,还通过整合国内外及第三方供应链资源,形成了一个灵活高效、成本优化且能够满足多样化定制需求的全球存储制造供应链网络。公司存储出海将受益于关税政策,进一步服务欧洲和美洲市场。

Lexar雷克沙

品牌渠道服务覆盖全球

江波龙旗下的国际高端消费类品牌Lexar(雷克沙)渠道覆盖全球六大洲70多个国家,拥有全球知名的零售伙伴和官方授权店伙伴。在江波龙的支持下,Lexar雷克沙产品线得到扩展,形成了全品类存储产品。得益于全链路供应、全品类产品,Lexar雷克沙的品牌出海取得了显著成效,欧美市场的业务占比超过67%,且在过去三年中,全球销售能力实现了超过50%的复合增长,展现出强劲的高端市场竞争力和品牌影响力。

TCM / PTM综合创新服务 

构建开源存储商业

AI的快速普及和技术迭代正在改变行业趋势,应用端的同质化与产品设计瓶颈已成为行业难题。这促使存储产业加速转型升级,以满足市场对独特性、定制化存储的需求。为此,江波龙打造了开放的商业模式,向合作客户开放核心能力,与更多行业伙伴深度协作、优势互补,驱动联合创新,引领存储商业新模式。

TCM商业模式

以最短信息和供应链路径连接原厂和Tier1客户

TCM通过确定性供需,整合上下游复杂环节,以最短信息和供应链路径连接原厂和Tier1客户,从而实现降低综合服务成本、优化库存管理、透明化交易和稳定供应。这种多方共赢的服务模式,正成为行业头部厂商的未来合作趋势。

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PTM 产品技术制造(存储产品Foundry)模式

PTM商业模式通过存储Foundry模式,为客户提供从芯片设计、固件硬件、封装工艺,再到工业设计、测试制造全方位的存储Foundry服务,有效解决了行业同质化产品和创新瓶颈问题。目前,PTM模式已覆盖汽车、服务器、工业、手机、穿戴等多个行业,与数十个主要客户达成合作,满足市场差异化需求,新模式合作落地成果显著。

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元成苏州

成为TCM & PTM封测制造载体

经过江波龙持续的运营,元成苏州采用ESAT模式(专品专线定制封测制造服务),成为TCM和PTM商业模式的封测制造载体。作为江波龙布局的高端封测制造基地,元成苏州专注于服务国内外Tier1品牌客户,提供增值定制服务,并拥有工业和车规存储专用产线。此外,元成苏州还是复合存储(如uMCP、ePoP、MCP)的制造基地,具备研发制造一体化的生产环境,同时也为Zilia海外制造赋能。

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借助ESAT专品专线封测制造服务,江波龙在封装工艺方面取得了显著进展,成功实现了UFS 4.1和LPDDR5x 496Ball的更小体积。近期发布的智能穿戴存储0.6mm超薄ePOP4x和7.2mm×7.2mm超小尺寸eMMC,面积和厚度也实现了突破性精简。

PTM开源协作

存储连接、连接存储

PTM通过以“存储连接、连接存储”为核心,精准对接客户创新需求与差异化定制,通过客户应用场景分析、存储需求定义及性能规格确定,提供从芯片设计到工业设计的全方位存储服务。同时,依托专属高端封装、专线定制生产、定点测试验证及海外封测等能力,实现创新产品全球落地。此外,江波龙整合方案、模具、软件、包材、元器件等多方资源,连接存储产品链伙伴,确保一站式交付,从而超越客户期望。

在MemoryS 2025上展示的开源存储商业模式和综合创新服务,正是公司向半导体存储品牌企业转型举措的集中体现。未来,江波龙将继续深耕半导体存储领域,以客户需求为导向,持续推动商业模式升级,加速创新产品的商业化,并在品牌建设和存储出海方面不断发力,为行业创造更多可能。

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在电路设计领域,为了追求极致性能并确保产品能以最快速度成功推向市场(TTM,Time to Market),工程师们常常面临着各种极具挑战性的难题。华大九天推出的大规模高精度模拟仿真器Empyrean ALPS®,凭借其卓越的Snapshot功能,突破了传统仿真的局限,宛如黑暗中的一盏明灯,为加速芯片设计带来了全新的解决方案。

芯片设计中的常见挑战

1 电压电流保存不足的困扰

一开始觉得芯片能正常工作,仿真后发现波形异常,然而却没有保存相应的电压电流?

当集成电路(IC)运行了一段时间后,若运行状况出现异常,此时需要保存更多的电压电流数据来进行故障排查(debug)工作。然而重新启动仿真速度慢效率低,且传统的功能也无法派上用场:这是因为要保存细查(probe)的电压电流和之前不同;这一差异会导致传统的模拟求解器无法正常工作,最终工程师只能无奈地选择重新跑仿真。如果能有办法让仿真具有从某个关心的仿真点继续跑仿真,同时可以更改保存的电压、电流信息就好了!

2 不收敛问题与精度问题和仿真配置的博弈

遇到不收敛问题,是否可以从某个时间点修改仿真设置,例如设置新的method?精度Liberal宽松提速后发现的问题,到底是精度问题,还是芯片内部藏有bug?

大规模电路仿真遇到不收敛问题,通常需要尝试很多不同的方法来解决。其中就涉及到可能更换新的仿真设置method,例如从trap变成gear等,是否具有不再重新kick-off仿真的快速验证仿真收敛问题的方法呢?为了提升仿真效率,工程师可能会将整体仿真精度设置为较为宽松的“Liberal”模式。然而,当模拟/数模芯片经过长时间仿真后,工程师们发现某些模块之间的协同工作存在问题,此时难以判断是仿真精度不足导致的误差,还是芯片设计本身存在bug。如果选择重新从零时刻开始仿真,则需要重复上电等耗时步骤,以致浪费大量时间,效率低下。是否可以从某个波形不太友好的时间节点、开启(turn on)了相应的模块之后,把精度设置到conservative呢?

3 面积与性能trade-off时电路反复调试的繁琐

使得模拟电路拥有极致的面积与性能平衡,是每一位工程师的不懈追求;为此,电路被反复迭代优化,在“设计-仿真-改电路-重新仿真”之间循环往返。

一个模块(block)在压榨面积的同时,单个模块的驱动能力尚可。但当多个block协同工作或者进行顶层(Top)仿真时,负载(loading)走线过长,导致驱动能力(Buffer)不足。工程师只能修改设计,在电路图中额外添加buffer来增强驱动能力。此外,上级模块的噪声会干扰子系统(sub-system)的指标,这就需要修改电路,并且针对修改部分重点进行仿真验证。要是在0时刻到300us内的仿真行为没有改变,能复用之前的仿真结果就好了。

4 后仿真版图微调的尴尬

流片前夕,后仿真发现版图寄生效应还是影响到一些性能,很快改了版图,然而电路后仿真如果重新开始,实在是太慢了...

在后仿真阶段,工程师提交仿真任务后,次日甚至更久后检查结果发现异常,发现是版图的寄生效应对芯片性能产生了影响。于是版图工程师迅速对几条关键信号线的版图进行了微调,不到一小时便高效完成。但新的难题接踵而至:尽管版图调整已完成,可后仿真网表有了细微变化。要是后仿真从头开始运行,至少将耗费数小时。而实际上,后仿真任务的前半部分毫无变动,真正需要验证的只是调整后的部分。此时若能复用之前的仿真结果,仅对调整部分重新仿真无疑会大幅节省时间,提升效率。

ALPS模拟仿真器的Snapshot功能

面对上述重重挑战,华大九天的旗舰产品—大规模高精度模拟仿真器Empyrean ALPS®的Snapshot功能完美地破解了这些棘手难题。该功能赋予工程师极大的便利,他们能够在指定时间点重新开启仿真进程,而无需再从初始状态开始漫长等待。更为关键的是,这种断点继续仿真的功能还能适用于在仿真过程中改变保存的电流电压信号,适应新的微调过版图的后仿真,甚至是增加了buffer等电路微调之后的仿真场景,并能支持后仿真对前仿真结果reuse等功能。

1 Snapshot功能的配置说明

Save仿真时间的配置有以下几种(见图1):

  1. save clock:单位为小时,作为仿真本身所使用的CPU/GPU的物理时间;例如每间隔0.5小时、1小时等,保存信息到auto.asf中(见图2)。

  2. save period:为tran仿真间隔保存的时间/周期;例如,tran仿真每间隔设定为2us时候,则仿真在2us、4us、6us、8us等仿真时间完成后均保存信息到auto.asf中,且更新到最新的“偶数”us的仿真时间。

  3. 当save clock和save period都设置的时候,auto.asf仅保存最后一次,从而减少对仿真空间的占用且同时得到了最新的仿真结果。

  4. save time:可以填写任意希望保存的文件,只要写了这些仿真时间点,系统就能生成对应的Snapshot 文件,从而让用户能够更加精准地选择从某个特定的仿真时间节点开始继续运行仿真。例如,当填写了1us、5us、13us几个仿真时间节点,就会产生图2中相应的1e-06.asf、 5e-06.asf 和1.3e-05.asf文件。

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图1. Aether仿真平台的设置

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图2. 仿真保存的asf文件示例

设置好这些配置后,再次跑仿真时,只需写明“recover path”并标注好文件即可。例如选择auto.asf文件,就可以以save clock获取的最新物理仿真时间(如2小时)或者save period得到的最新tran 仿真时间(如16us)作为断点续存内容。按照save time配置,可在1e-06.asf、5e-06.asf 和1.3e-05.asf等文件中自由选择希望recover的asf文件。

2 Snapshot功能的波形查看

当两次仿真都完成之后,采用华大九天模拟电路设计全流程EDA工具系统的iWave波形显示工具,可以将两次仿真波形进行融合(merge),轻松合并两次仿真结果。

  1. 打开iWave工具--> Tools ---> Files Merge,将两次仿真波形添加(Add)进来

  2. Merge过程中的重叠部分(例如图3中紫色矩形框中的波形),有选项(option)配置,可以自由选择上一次的仿真结果,也可以选择当前第二次的仿真结果,从而形成merge之后的、具有完整时间坐标的波形。

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图3. iWave 合并(merge)两次仿真结果

显著成效:选择ALPS 就是选择了更高效、更精准的芯片设计之路

ALPS的Snapshot功能为芯片设计带来了诸多显著优势。它极大地加速了芯片的debug过程,显著提升了设计与仿真的快速迭代效能,助力工程师们更迅速地锁定问题根源,并能针对待解决问题/改动,开展“快速”且“精准”的仿真验证。

1 快速定位设计异常,避免重复仿真

某资深工程师在进行环路反馈仿真时,发现功能波形异常。此时仿真已持续4-5小时,若按传统流程需重新启动仿真并保存所有节点数据,耗时极长。

解决方案:

  • 启用Snapshot功能,仅保存关键节点电压/电流(初始仿真速度提升2~3倍以上);

  • 发现异常后,从问题时间点加载快照,扩展保存更多节点数据重新运行;

  • 通过新增的波形快速定位异常信号,直接指导电路修改,省去传统流程的重复等待。

2 流片前版图微调的高效验证

某知名IC公司在芯片赶流片前的关键时刻,借助版图寄生参数分析工具Empyrean ADA®,发现某个敏感信号受干扰较严重,需要对功能电路中部分版图做微调。此时原仿真已运行10小时,若重新验证需重复等待。

解决方案:

  • 基于Snapshot保存的仿真状态,仅针对修改部分进行增量仿真;

  • 20分钟内完成版图微调的后仿真验证,结果符合预期;

  • 相比传统全流程重启,节省10小时等待时间,效率提升显著。

3 复杂PVT/蒙特卡洛仿真的智能加速

部分资深工程师通过Snapshot实现仿真策略的层级化:

  • 初始阶段:在典型工艺角(TYP)下运行仿真,保存电路稳定状态快照;

  • 扩展阶段:以快照为起点,快速加载至PVT(工艺-电压-温度)或蒙特卡洛仿真中;

  • 结果优化:结合对PVT趋势的预判,加之对电路的理解,懂得如何取舍、选择性分析关键波形,避免余数据存储,形成快速迭代。

  • 效益:

  • 单次仿真节省2小时,100个蒙特卡洛案例共减少200小时物理仿真时间;

  • 形成“仿真-分析-迭代”的闭环,大幅缩短设计周期。

ALPS的Snapshot功能,通过 “按需保存-增量仿真” 的机制,解决了传统流程中 “全数据存储拖慢速度” 与 “异常修复成本高昂” 等棘手问题,让工程师们能够更加高效地进行仿真和调试工作,为芯片按时流片以及产品成功推向市场(TTM)提供有力保障。选择ALPS,就是选择了一条更高效、更精准智能化的芯片设计之路。

来源:华大九天

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