• 高可靠性領域如何選取處理器系統和ADC/DAC?

    高可靠性領域如何選取處理器系統和ADC/DAC?

    芯片和元器件處在不同環境之下,對參數要求均各有差異。消費級產品側重於性價比,工業級產品側重於性能,汽車級產品側重於安全。 那麼“飛上天”的芯片又該側重什麼?對於航空航天級芯片來説,性能和性價比並不是第一考慮要素,可靠性才是首要考慮因素。 極端環境下,芯片遭受着“單粒子效應”和“宇宙射線輻射”的雙重摧殘,更不要説“上天入地”的極端環境,因此能夠達到航空航天要求的高可靠性領域的芯片公司都非等閒之輩。 製造航空航天級芯片產品的公司一般都是專注高可靠性領域研究和生產的,除了航空航天以外,軍工、國防、醫療也會使用到這種高可靠性產品。 超高可靠性領域因其追求核心是高可靠性,在能耗、結温、壽命、抗輻射、抗干擾等方面是顯著超前的,極度考驗着公司長期以來的技術積累。但傳統來説,超高可靠性產品是無法被普通產品替代的,加之技術過於超前,故而長期以來是“小眾型”產品 不過近期“天問一號”探測器、“嫦娥五號”探測器、6G試驗衞星、北斗衞等引發關注,越來越多人開始關注這方面芯片。並且隨着成本、尺寸、重量、功耗不斷優化,很多領域也開始使用超高可靠性產品。 半導體行業就有這樣一家企業,長期以來定位在超高可靠性,很少被人提及,但一直以來佔據不可替代的市場。這家公司便是Teledyne e2v(譯名“特勵達e2v”,下文簡稱“e2v”),這家公司的高可靠性領域包括成像、射頻電源、半導體器件三種,近期e2v邀請21ic中國電子網記者進行專訪,共商高可靠性半導體器件。 高可靠性是e2v處理器的核心 據Teledyne e2v亞太地區(中國)應用工程師Byron Gao介紹,e2v在處理器上主要與NXP合作,經過e2v的封測將產品推向高可靠性市場。眾所周知,NXP產品主要面向的是工業級,因此二者並不衝突。NXP已與e2v合作了三十多年(此前為Freescale),e2v已建立了高性能處理器的專業知識體系,並可獲得和原始製造商相同的工具、產品測試向量和測試程序。 在產品上,擁有T系列、P系列、LAYERSCAPE和POWERQUICC四類不同架構組合產品,可靠、成熟的平台可以縮短上市時間,可以滿足航空航天、國防軍事和工業中關鍵應用。 在參數上,擁有15年以上的生命週期,能夠承受-55℃至125℃的高温和低温,可以針對特定客户需求和功耗、時鐘、温度要求創建定製解決方案,並且符合AS9100認證。 在軟件上,擁有最強的航空電子、國防和空間領域最強的軟件生態系統支持,支持Linux、各種RTOS、VxWorks的NXP處理器,擁有豐富的驅動程序、工具和編程環境。 值得一提的是,產品不存在出口管制的憂患。“因為是純法國產品,包括設計和生產環節均在法國工廠中進行,所以不會受到貿易進出口影響,可以幫助客户減少後顧之憂”,Byron Gao如是説。 當然,高可靠性還是e2v的主要賣點之一。就在最近,e2v宣佈,其廣受歡迎的LS1046空間處理器現已通過嚴格的總輻射劑量(TID)測試,可達100krad。這進一步完善了以往暴露於重離子高達60MeV.cm²/mg以上的環境中獲得的單粒子鎖定(SEL)和單粒子翻轉(SEU)結果。 參數上,LS1046空間處理器基於NXP處理器技術,以高達1.8GHz的頻率運行,擁有4個64位Arm Cortex-A72處理核心,內置包含8位糾錯碼(ECC)的64位DDR4 SDRAM存儲器控制器,以及在其內核之間共享2MByte L2高速緩存,採用780球柵陣列BGA封裝,並配備多種嵌入式接口,包括10Gbit以太網、PCI Express(PCIe)3.0、SPI、I2C、多個UART等。 LS1046高可靠性處理器符合美國宇航局一級要求,可集成在面向空間的單板計算機(SBC)中,一般用於衞星成像相關任務,如處理、調節和圖像數據壓縮,以及超低延遲通信和機載決策(利用AI演算法)等。 高可靠性基礎上的SWaP優化 Byron Gao表示,高可靠性領域處理器的核心競爭力就是提高超越標準的性能指標,這一領域的算力和執行效率正在飛速提升,除了增加系統安全的餘量,e2v也正優化SWaP(尺寸、重量和功耗)。 處理器是系統中重要的器件,會產生大部分的功耗,而散熱系統需要使用散熱器,這就影響了系統的尺寸和重量,所以一切的源頭都指向了功耗降低。e2v主要使用了三種方案降低功耗: 1、降低靜態功耗 據介紹,e2v對功耗有着獨特的見解,這得益於與NXP的三十餘年的合作。影響處理器功耗有兩個關鍵要素,其一是靜態功耗,即IC所有內部外設所需功耗,這一功耗與器件性能和運行代碼無關;其二是動態功耗,即計算能力所需功耗,這一功耗對於多核處理器和不同瞬時計算負載在功耗上可能有很大差異。 處理器擁有三個特性:器件靜態功耗差異顯著;在低温環境靜態功耗可能接近0,但在125℃時可能佔總功耗的40%甚至更多;動態功耗由用户的使用情況決定,不同器件、不同温度和不同的批次對其影響不大。 温度升高靜態功耗成倍增加,增加散熱器降低結温可以優化功耗,但反之會增加設備尺寸和重量。簡言之,這就需要在功耗、尺寸和重量上進行權衡和測試分析,最終以滿足客户需求。 舉個例子來説,T1042在規格書上功耗高達8.3W(1.2GHz時鐘、Tj為125℃),但是實際上這款產品可以通過優化靜態功耗達到4.5W,如果不是因為功耗降低,客户一開始就不會選用T1042。 2、定製封裝 修改或者重新設計器件封裝可以降低結温從而降低功耗,亦可減少冷卻系統尺寸和重量;也可加強器件的震動防護,簡化冷卻系統和處理器的傳熱接口;選擇使用或不使用封裝蓋可以進一步改善散熱性能。 e2v在此方面則擁有豐富的重封裝半導體器件的專業知識和經驗,e2v還可幫助客户對封裝重新植球,改變焊接流程,以滿足一些宇航客户的特定需求(如採用不含錫鉛合金的材料以防止在宇航應用中出現錫須)。 最近e2v做了一項為T1040處理器加上封裝蓋的可行性研究。e2v也估算了散熱指標的變化。由於增加了封裝蓋,節到板的熱阻大約是4.66℃/W的一半,比標準封裝下降了9℃/W。而節到頂部的熱阻卻從少於0.1℃/W增加到0.85℃/W。 3、擴展節温 其實很多情況下,最高工作温度都是有餘量的,有着大於125℃的餘量。但與此同時的後果就是功耗顯著提升,這種高節温(Tj)顯著適用於短時間動態功耗迅速爆發的應用,當然這種爆發需求的應用散熱設計也擁有一定要求。 e2v主要是從性能、可靠性、功耗和封裝承受高温能力四個角度上權衡,判斷是否需擴展特定應用的器件的高温限制、調整電氣參數或更換封裝材料,最終平衡功耗的安全性能。 筆者認為,e2v在高可靠性處理器產品上不僅擁有卓著的生命週期和可靠性,在功耗、尺寸和重量上也擁有着一定的權衡和思考。在此方面,e2v主要通過權衡散熱器、封裝和節温,進行全面功耗降低。這也説明,高可靠性領域的選型上除了可靠性這一參數,也逐漸擁有新的要求。 超前設計的高可靠性DAC/ADC 提到高速ADC/DAC,很多人的第一反應都是市場佔有率極高的主流產品,鮮有知道Teledyne e2v的。Byron Gao為記者解釋表示,與前者定位不同,e2v主要研究的方向是高可靠性市場,與主流市場並不衝突,是兩種定位,市場需求也正在發生轉變。 換言之,e2v本身定位就是高可靠性市場,致力於更超前和更高性能的產品,體現在器件上就是更高的採樣率。 從另一方面來説,e2v的數據傳輸是基於開源的,與主流產品的標準協議不同,開源協議對整個產業鏈來説是至關重要的,特別是中國京廣集運。 事實上,整個電子科技環境正在發生變化,新興的技術對可靠性的考驗與日俱增。國內很多產品也正在逐漸從工業級產品轉向高可靠性產品,不過礙於很多京廣集運在此方面技術並不成熟而難於展開,而e2v則剛好在這個領域非常成熟也非常專業。 從產品上來説,e2v的兩款產品在技術上也非常超前: 1、世界首個26 GHz的直接微波合成DAC EV12DD700數模轉換器是市場第一個可支持Ka頻段(26GHz以上)操作的產品,這意味着帶有先進數字功能如快速跳頻(FFH)和波束形成等的射頻系統將得以實現。 除此之外,也集成了許多複雜的功能,如直接數字合成(DDS),加上通過一個內置的32位數控振盪器(NCO)實現數字上變頻(DUC)。這有助於提高吞吐量,而不會對IC的資源造成過度壓力。 目前來説,EV12DD700雙通道設備的beta測試版樣品已批量出貨給符合條件的客户。根據e2v的介紹,這款產品將應用在雷達、衞星通信、地面網絡基礎設施等。 2、P到Ka波段直接採樣的ADC EV12PS640微波模數轉換器是配套EV12DD700一併發佈的,這款ADC能夠提供超出目前市場上任何產品範圍的參數性能,支持11G採樣率,可實現超高頻(SHF)直接採樣,並一直延伸到Ka頻段(26GHz及以上)。 這款產品採用的是直接微波採樣,e2v解釋直接微波採樣可以消除對頻率轉換的需求,這意味着將大大降低信號失真的風險;其次,提供軟件定義通用性,貫穿多個頻段,最高可達Ka頻段。通過直接微波採樣方法,可以顯著簡化數據轉換硬件。 高可靠性產品能用在航天、國防以外領域嗎? “目前e2v在中國的宣傳只停留在技術、產品和demo展示上,從認知和反饋上國內對e2v的認知很少。實際上,高可靠性並不只是用在可靠性上,定義很廣,很多其他領域都是可以用的”,亞太區公關部經理Yuki Chan如是説。 “其實在中國的合作上,Teledyne e2v已與航天五院的衞星、探測器等展開了合作。e2v也非常希望能夠與中國產業鏈更多的企業合作,助力中國產業發展。” 事實上,很多人對於可靠性的概念一直有着誤區,認為產品故障就是產品不可靠。實際上,高可靠性領域主要是針對特定環境和特定環境下實現規定功能的能力。e2v產品擁有非常成熟的平台,可以實現很多其他特定環境的可靠性要求。 筆者認為,e2v的高可靠性產品可以擴展到許多應用場景之中,特別是中國產業鏈中。原因一是高可靠性本身具的安全性和長壽命,從另一方面來説可以減少二次成本,實際上有利於成本化集約;二是高可靠性產品大多技術超前,用户可以用高性能產品實現更多功能;三是e2v的產品基於開源協議,對於中國產業來説開源協議更加適合目前發展;四是純法國技術和法國生產,沒有進出口壓力。 反觀Teledyne e2v的歷史,2016年Teledyne以6.27億英鎊(約合7.89億美元)現金收購e2v,是Teledyne歷年來的最大筆收購。兩家公司都是以高可靠性產品著稱,並且兩家公司雙方產品重疊很小,兩者的互補讓高可靠性產品線更加全面。 高可靠性領域正在逐步向其他領域擴張,Teledyne e2v是中國發展非常值得選擇的產品。

    時間:2020-11-30 關鍵詞: ADC DAC 處理器

  • 想要實現無線快充?你的充電設備需要先獲得身份認證

    想要實現無線快充?你的充電設備需要先獲得身份認證

    無線解決了空間上的煩惱,快充減少了時間上的消耗——無線快充將會逐漸成為未來移動設備的首推的充電方式。隨着無線充電的充電功率的日益提升,對於硬件設計的可靠性要求也愈來愈高。一些不合格的設計可能給終端用户造成傷害,為了避免劣質無線充電器造成的風險,無線充電聯盟(WPC)已經針對最新Qi標準推出了身份驗證的要求。英飛凌作為行業內嵌入式安全領域的領先京廣集運,近日推出了Trust Charge無線充電身份鑑權方案。英飛凌安全互聯繫統事業部大中華區市場經理張慶峯先生在發佈會上進行了精彩的分享。 Qi 1.3將會把身份認證作為快充的強制要求 所以從2020年年底開始,Qi無線快充將強制要求身份認證,沒有身份認證的無線充電底座將無法實現給移動設備快速充電。 業內首個支持Qi 1.3身份認證的安全芯片——OPTIGA Trust Charge “WPC證書標準裏有明確規定,在整個的生產環境除了安全芯片要達到CC EAL4+外,整個的密鑰生成、證書的簽發也要做到CC EAL4+以上的要求。事實上,現在很多設備京廣集運,它對無線充電非常熟悉,也對整個產品的開發也有很多的經驗,但是對於整個安全相關的流程,比如證書的簽發、密鑰的生成和注入,可能沒有很多的關注,或者説也沒有很投入一些新的資源、軟件和包括整個環境去滿足這個要求。”張慶峯先生分享到。面臨着強制認證的要求,如何快速地在產品設計中實現安全認證機制的構建顯得尤為重要,而英飛凌就可以對這樣的設備京廣集運客户提供完整的一套解決方案。 上圖是WPC Qi認證的一個流程:設備京廣集運需要先向WPC平台提交申請,通過測試後獲得的Qi ID序列號,將此序列號提交給英飛凌之後,英飛凌再去WPC進行驗證和簽名。獲得認可的證書和密鑰在晶圓層面就會被注入到芯片中,然後在英飛凌全部符合cc認證的高安全生產線上實現從前道到後道的生產,從而確保為客户提供高可靠性的高度安全的專屬安全認證芯片。

    時間:2020-11-30 關鍵詞: 英飛凌 無線充電 快充 OPTIGA

  • 醫療設備中,FPGA扮演什麼角色?

    醫療設備中,FPGA扮演什麼角色?

    FPGA(現場可編輯門陣列)作為賽靈思(Xilinx)的一項重要發明,以其可編程和靈活性著稱。起初,FPGA只是用來仿真ASIC,再進行掩碼處理和批量製造使用。不過ASIC相比FPGA來説明顯在定製化上要求過高,流片量過小情況下成本反而更高,因此兩者毫不衝突地“各司其職”。而後,隨着加速器的出現和算力提升,目前已成為與GPU齊名的並行計算器件。 如今,FPGA已進發數據中心領域,相比CPU和GPU,FPGA所需器件更少,功耗也更優。賽靈思依靠其“數據中心優先”、“加速核心市場發展”、“驅動自適應計算”的三大戰略加持下,使其ACAP平台和Alveo加速卡在數據中心市場極具競爭力。 除此之外,賽靈思曾為筆者展示過其雲服務商領域的“一體化SmartNIC平台”、消費領域的“FPGA TCON”方案、工業領域的Zynq SoC系列方案。 實際上,根據賽靈思透露,醫療領域已佔據賽靈思營收非常重要的比重,並且一直在11%-15%的速度增長。那麼賽靈思是依靠什麼FPGA產品佔據的醫療市場,FPGA器件在醫療設備中扮演什麼角色? 日前,賽靈思為記者介紹了近期在醫療科學和醫療設備方面的成果,21ic中國電子網記者受邀參加此次採訪。 FPGA器件能用在什麼地方 信息顯示,全球人均醫療支出每年都在增長,隨着人口老齡化加劇,消費者對醫療條件和醫療成本都有着極高的預期。另一方面,隨着疫情的爆發,市場對病情的及早發現和診斷的快速分析有了更高的要求,這就需要醫療器械成本的進一步降低和算力的提升。 FPGA器件自身擁有可編程特性,藉助這種優勢,可避免ASIC器件前期高昂的一次性工程費用,消除最低訂單數量和多芯片迭代風險和損失。醫療行業本身是與科技發展聯繫最為緊密的行業之一,伴隨FPGA器件的不斷迭代升級,更多新設備出現,引領了新的治療方法、治療途徑、治療理念的改變。 賽靈思醫療科學全球業務市場負責人Subh Bhattacharya 根據Subh Bhattacharya的介紹,賽靈思的FPGA器件在醫療領域的應用主要分為三類:臨牀、醫療成像和診斷分析。 01、臨牀環境 臨牀設備數量大種類多,因此需要靈活性極強的FPGA。需要注意的是,部分設備直接影響患者生命安全,對啓動速度、安全穩定性、時延要求極高;部分設備在便攜性上則有一定要求,對功耗、小尺寸有很大需求。 根據Subh的介紹,在臨牀方面,賽靈思的Zynq UltraScale+ MPSoC(下文簡稱為“ZU+ MPSoC”)是一個高度集成的平台,集成多個處理器,擁有可編程邏輯,此外還集成了信息安全和功能安全功能。Subh強調,這個技術平台的強大功能和性能非常適合在臨牀環境應用之中,包括從雲端到邊緣。 Subh為記者展示了幾個利用該平台解決臨牀環境的實例: 其一是賽靈思與Spline.AI和AWS(亞馬遜雲服務)合作開發的醫療AI,利用ZU+MPSoC的ZCU104平台作為邊緣設備,實現的高精度低時延的醫療X射線分型深度學習模型和參考設計。該方案可獨立自主根據Chest X-Ray預測疾病,也可預測COVID-19和肺炎,也可開發定製模型供臨牀使用。另外,ZCU104支持開源語言PYNQ語言下開發,也可藉助AWS IoT Greengrass實現進一步的擴展和部署。該方案發揮了ZU+ MPSoC的高性能和擴展性,賦予了低成本醫療設備高精度的診斷。 其二是賽靈思為奧林巴斯內窺鏡核心技術提供支持。該方案發揮了ZU+ MPSoC在啓動速度、功耗和低時延的特性。 其三是賽靈思為Clarius超便攜高性能超聲波系統。該方案發揮了ZU+ MPSoC片上雙ARM處理器和FPGA的小尺寸封裝特性,實現了超便攜。 究其歷史,Zynq SoC是賽靈思在2011年推出的全球首款集成ARM內核的產品,彼時該平台稱為“可擴展的處理器平台”,主要是為了將市場擴展到嵌入式應用之中。此前FPGA多用作輔助芯片,自從引入更多功能的集成SoC平台之後,ARM GPU、數據安全處理器、功能安全處理器都被集成在單芯片之中。Subh表示,經過這樣的轉型之後,賽靈思從每年5%-6%的收入增長,實現了到14%-15%的收入增長,2.5倍的增長率全要歸功於這樣的技術平台。 除此之外,Subh還為記者展示ZU+ MPSoC在醫療安全上的解決方案。“目前,全球安裝的醫療物聯網設備超過1億台,到2020年將增長到1.61億台。醫界高管認為 59%隱私問題, 55%老舊系統集成和54%安全問題,是阻礙當今醫療機構採用物聯網的三大障礙。” Subh表示,賽靈思可以利用可編程平台,不斷適應新的安全防護措施,這種升級囊括了軟件和硬件。最終體現在SoC上的,就是認證與加密啓動、安全啓動、測量啓動、安全應用通信、基於雲的監測等功能。 02、醫療成像 大型醫療成像設備使用FPGA器件已經是基本操作,Subh為記者介紹,在醫療成像方面,主要包括CT、超聲、X射線、PET、MRI掃描儀等。 對於醫療成像,Zynq UltraScale+ MPSoC同樣適用。Subh表示,除此之外還有Versal ACAP,這個系列可以理解為下一代的MPSoC,Versal ACAP在成像領域具有非常大優勢。 Versal ACAP除了擁有ARM多處理器集成、可編程邏輯、DSP以外,還加入了AI引擎,即SIMD、VLIW這樣的單元,可以支持很多類似操作的平行處理。 Subh為記者展示了超聲波圖像重構與計算機輔助診斷的方案,利用賽靈思的軟硬件支持,能夠降低功耗和熱度範圍、降低解決方案成本、延長設備使用壽命、低時延邊緣推斷,雖然市場非常複雜,賽靈思的技術也能夠大大提高生產力。 03、診斷分析 Subh表示,除了SoC和FPGA,賽靈思還提供即插即用的Alveo加速卡,正因這是一種PCle的解決方案,因此可以大大降低開發時長。根據介紹,Alveo加速卡適用於任何通用PC,既可以加速CPU的普通任務,也可以加速其他的GPU的任務,最終實現高吞吐量和超低時延。其獨特的算力和靈活應變能力,可以大大加速很多的醫療應用。 聯影醫療(United Imaging)是一家中國公司,這家公司在使用Alveo U200加速卡替代傳統GPU時發現,Alveo的技術成本更低、功耗更低,並且無需犧牲任何性能或是開發進度。 FPGA vs. CPU&GPU 醫療設備中使用CPU或者GPU產品的方案也屢見不見,為何FPGA擁有如此卓著效果,甚至有着替代CPU和GPU的“魔力”?實際上,CPU和GPU都屬於馮諾依曼結構,FPGA能夠突破結構上的限制因此擁有極強的能效。 具體來説,CPU和GPU需要使用SIMD(單指令流多數據流)來執行存儲器、譯碼器、運算器、分支跳轉處理邏輯等,FPGA則在燒寫時已經確定每個邏輯單元的功能,因此不需要指令;另外,CPU和GPU在內存使用中是共享的,因此就需要訪問仲裁,執行單元間的私有緩存使得部件間要保持緩存一致性,同樣在燒寫過程中FPGA已明確通信要求,因此無需共享內存進行通信。 得益於此,FPGA擁有極強的浮點乘法運算能力,而且對比同樣是浮點運算的GPU延遲更低。這是因為,FPGA同時擁有了流水線並行和數據並行,而GPU只有數據並行。 從算力上來説,賽靈思還將FPGA器件轉變為了SoC進行加速和自適應。賽靈思在加速上通過標量引擎實現,包括ARM、應用處理器和實時處理器,而自適應引擎的核心便是可編程邏輯器件FPGA,另外還配備智能引擎,目前配備的是DSP。特別是,在Versal ACAP的平台上還會將會有AI引擎進行支持,進一步進行加速和自適應。 “在醫療領域,諸如內窺鏡這種應用,手術中患者擁有一個共同的要求,就是時延非常低,甚至需要實時來完成。從攝像頭捕捉圖像,經過管線處理,再到顯示屏可能不到20微妙的時間。CPU和GPU達不到FPGA如此低的時延,因此這就是FPGA相比CPU和GPU的最大優勢”,Subh繼續為記者介紹,從功耗、成本和集成上,賽靈思SoC的FPGA也擁有更好的優勢。 “很多領域,諸如視覺化,GPU使用很多年了,FPGA並不是做不到,不過我們還是會專注在優勢的領域,即在封閉空間內做數據移動,而非斷斷續續的內存上傳的情境”,Subh坦言。 不同層面分析FPGA在醫療的應用 能夠在醫療領域,兼顧擁有業界領先的AI時延與性能,生命週期延長、高質量、高可靠性、高安全性,實時、確定性控制與接口的僅賽靈思一家。 賽靈思除了提供FPGA和 SoC這樣的硬件器件及平台以外,還專門為降低FPGA 開發門檻滿足廣泛市場應用需求量身定製了Vitis AI統一軟件平台。之前筆者也曾多次介紹這款軟件平台,算法工程師無需硬件設計經驗,也可直接應用算法的實現。 賽靈思的醫療解決方案幫助了Illumina對重症新生兒做基因組分析,為ICU患者和重症患者加速推進eyetech的基於眼球追蹤的溝通平板電腦,與邁瑞合作以抗擊新冠疫情。FPGA就是在不經意間為聲名增添了一份敬畏。 筆者認為,賽靈思的FPGA器件從高性能加速和自適應兩方面着手,成為了其在市場立足的最大競爭力。一方面,FPGA、ARM、應用處理器、實時處理器、DSP、AI引擎利用片上系統(SoC)和軟件進行高度集成,既增強了算力也增強了應用的擴展性;另一方面,FPGA本身擁有的低延時性,對於時延要求極高的醫療領域可以説是“天生一對”。 從市場上來分析,隨着疫情的爆發,醫療設備市場需求持續增加,其中不乏大型數據分析和便攜性要求極高的設備,這剛好吻合了FPGA SoC的特點。另一方面,醫療水平的提升和市場馬太效應之下,更具能效和低功耗優勢的FPGA產品需求量持續增加。 從軟件上分析,賽靈思的Vitis平台適用於不同人羣,包括熟練掌握HDL語言的硬件工程師,熟練掌握各大編程語言的軟件工程師,也適用於熟練掌握TensorFlow、Caffe、PyTorch的算法工程師。利用這種靈活性,可以讓許多有創意的初創公司有了施展拳腳的可能。 通過賽靈思的介紹,可以説無論是大型設備還是便攜設備,FPGA都有其一席之地。 未來賽靈思醫療創新之路該如何發展?Subh表示,在醫療產品上賽靈思將不斷提高集成度並降低封裝尺寸,另一方面,將會不斷髮展異構計算提高效率和性能。

    時間:2020-11-26 關鍵詞: Xilinx FPGA 賽靈思

  • 啓動引擎時的電壓過沖怎麼破?這款DC/DC轉換器讓你的設計“穩”操勝券

    啓動引擎時的電壓過沖怎麼破?這款DC/DC轉換器讓你的設計“穩”操勝券

    近年來,汽車上的電子產品越來越多,耗電也越來越多,傳統的燃油車電池和發電機能夠提供的電量卻沒有提升,所以對芯片的低功耗,節能化要求是越來越高了。 傳統的燃油汽車上有兩個電源,分別是發電機和電池,它們的電壓範圍一般是10-16V左右,而汽車上電子設備中所使用的芯片,包括MCU、電機驅動、車燈驅動等芯片的工作電壓卻並不是一樣的。這就需要在中間經過一系列的一次電源以及二次電源的轉換以滿足這些芯片的工作需求。同時,從電池和發電機輸出的電壓存在較大波動,這就需要負責控制供電的電源IC能同時實現有助於穩定工作的高速響應和有助於節能的高功率轉換效率。這對市場上目前的車用供電電源IC是一個挑戰。 日前,羅姆公司面向ADAS(高級駕駛輔助系統)相關的傳感器、攝像頭、雷達、汽車信息娛樂系統及儀表盤等,開發出包括12款機型在內的車載一次DC/DC轉換器“BD9P系列”產品。 新產品採用ROHM自有的電源技術“Nano Pulse ControlT”,並採用新型控制方式,同時具備原本存在矛盾關係的高速響應和高效率優勢,有效地解決了上述挑戰,獲得了各車載產品製造商的高度好評。 羅姆上海技術中心的FAE朱莎勤向21ic電子網記者詳細講解了這款新產品所採用的創新技術以及獨特優勢。 “BD9P系列”可在電池的輸入電壓波動時穩定工作,與普通產品相比,能夠將電壓波動時的輸出過沖抑制在1/10以內,因此不再需要添加以往作為過沖對策所必需的輸出電容器。 另外,新產品通過採用新型控制方式,同時具備了通常被認為存在矛盾關係的高速響應和高效率優勢。不僅在高負載時的功率轉換效率高達92%(輸出電流1A時),而且在輕負載時的功率轉換效率也達到85%(1mA時),從輕負載到高負載都實現了非常出色的高效率,這將非常有助於進一步降低行駛時和引擎停止時的功耗。 不僅如此,新產品與連接在它後段的二次DC/DC轉換器“BD9S系列”相結合,還可組成高效且高速的車載電源電路。這些方案已經作為ROHM提供的參考設計方案公佈在官網上。 基於以上這些創新技術,羅姆公司新推出的車載一次”DC/DC轉換器“BD9P系列具有如下三個主要優勢特點: 1. 即使電池電壓波動時也不會過沖,可穩定工作 眾所周知,汽車引擎發動時,電壓波動時比較劇烈的,如果電壓過高,可能會導致後面連接負載的芯片過壓損壞,為此,在一些設計方案中就會增加過沖電容。而採用羅姆的這款新產品,就可以完全避免這個問題,從而減少過沖電容的使用,降低用户成本。 2. 在更寬的負載電流範圍實現高效率,有助於進一步降低應用產品的功耗 同時具備高速響應和高效率優勢,這兩項通常被認為是矛盾的。採用以往技術的電源IC,為了確保高速響應性能,需要較大的驅動電流,在輕負載時很難同時兼顧高速響應和高效率。 羅姆的新產品搭載了採用新型控制方式的電路,用低於普通產品的驅動電流即可充分實現高速響應。這不僅使高負載時的轉換效率高達92%(輸出電流1A時),而且使輕負載時的轉換效率也達到85%(1mA時)。從輕負載到高負載均實現了非常出色的高效率,因此無論是引擎停止時還是行駛時,都非常有助於降低應用產品的功耗。 3.採用Nano Pulse Control技術,實現高降壓比和穩定工作 新產品採用ROHM自有的超高速脈衝控制技術“Nano Pulse Control”,始終在不干擾AM廣播頻段(1.84MHz Max.)的2.2MHz工作,對於最大40V的高電壓輸入,還實現了由後段元器件驅動的3.3V~5.0V級穩定輸出。此外,還內置展頻功能,可降低噪聲峯值,因此非常適用於對輻射噪聲要求尤為嚴格的車載應用。 朱莎勤告訴21ic電子網記者,這款產品目前提供兩種封裝形式QFN和SOP封裝,QFN偏向小型化,而一般客户會根據自己產線的情況或者PCB面積情況選擇不同封裝,而SOP帶引腳,可靠性和散熱性上也更好一些,可以滿足客户不同產線或PCB對封裝的要求。 為了幫助工程師儘快上手這款產品,羅姆已推出了參考設計和“ROHM Solution Simulator”仿真工具,“ROHM Solution Simulator”是一款在線仿真工具,工程師可以免費試用,從而幫助工程師大大減少在電路設計、電路板設計、降噪設計、熱設計、仿真等各設計階段的設計工時。 朱莎勤透露,該新產品還可支持汽車電子產品可靠性標準AEC-Q100,在嚴苛的車載環境中也可以確保高可靠性。

    時間:2020-11-24 關鍵詞: 羅姆 技術專訪 電壓過沖 DCDC

  • 汽車電子和電源管理IC將會高度集成化和整體化發展

    汽車電子和電源管理IC將會高度集成化和整體化發展

    縱觀半導體行業的2020年,出現最多的關鍵詞是什麼?集成、整合、模塊、系統…… 筆者曾參加數十個電源管理芯片企業相關發佈會和訪談,每次的靈魂拷問中,都會談及分立器件和模塊器件的關係。大多數受訪人均會毫不猶豫地説兩者是會並存的,並且毫不衝突。但提供模塊化產品顯然在功率密度、體積更具優勢,模塊化產品也可為客户提供一個可直接使用的產品,從而減少設計時間、提高可靠性。 實際上,電源管理芯片無論是第三代半導體材料還是傳統器件,在筆者看來,從完整的解決方案出發,無論從功耗、成本、尺寸上來講,還是系統的精簡方面來講,完整的解決方案遠比單器件更加出色。 在汽車產業驚人發展之下,汽車的電源管理IC芯片亦如此。日前,MPS與21ic中國電子網記者道出了對汽車行業的理解和汽車電源管理IC發展的看法。 汽車電子在增強集成化 經過多年的發展,汽車早已不是放上發動機和四個輪子的簡單物件,根據各大機構預測,電子化產品將佔汽車總成本的二分之一,每輛車預計將會有20倍的半導體需求,電動車和混合動力汽車年銷售市場份額預估增長20%。 除了電動和混動,現在的汽車擁有了無數輔助駕駛的技術,諸如自動泊車、碰撞警告、主動剎車、ACC自適應巡航、VSA車聯網檢查、ISA電子警察系統、TMC實時交通系統、360環視、併線輔助、LDWS車道偏移警告系統、HMW車距檢測及警告、FCWS前車防撞預警系統、PED行人檢測、車道保持系統…… MPS全球汽車總監Allen Chen為記者介紹,網絡時代下汽車將會與駕駛人員、車聯網、軟件互動,這便是汽車的發展趨勢“ACES”,解釋起來就是自動化(Autonomous Driving)、互聯化(Connectivity)、電氣化(Electrification)、服務化(Service)。 實際上,如此眾多功能加身的汽車,也將成為計算的“大户”,掌控着傳感器、總線數據採集和交換以及代碼執行的“總司令”就是ECU(Electronic Control Unit)。但在高速發展之下,車內ECU數量逐漸變為數十個到上百個。 Allen Chen表示,如此分散的ECU會為汽車設計帶來問題,各自為陣的ECU需要很強的中央進行協調,這無疑增加了汽車走線的複雜性,為製造帶來了成本。這種扁平化和點對點的模式也為單一功能升級帶來了困難。 因此,未來ECU的趨勢就是進一步整合,從分佈式變為集成化。許多Tier1系統製造商逐漸將這數百個ECU整合為幾個DCU(域控制器)。 汽車電源IC也將具集成化和整體化 半導體在汽車產業鏈中充當什麼角色?Allen Chen認為,OEM汽車京廣集運越來越依賴Tier2半導體零部件製造商,這是因為OEM需要半導體京廣集運直接提供所需功能,以便更早接觸先進技術,同時更早提供可靠性測試結果以便將下一代產品推向市場。 “MPS不僅僅着眼於單個IC的精雕細刻,現在採用更多的是“Power Subsystem”的模式,即電源子系統的設計。” 換言之,MPS在汽車電子產品上不僅擁有極佳的集成化單IC產品,還擁有更加符合未來發展的整體化方案。Allen Chen為記者展示了幾款印證了MPS汽車電子戰略的解決方案: 1、高度集成的數字升降壓變換器 根據Allen Chen的介紹,MPQ88XX- AEC1是最新推出的汽車產品,這是一款高度集成的30W數字升降壓(Buck-Boost)變換器,使用最新的第六代MPS BCD工藝技術,為4mm x 5mm Flip-Chip(倒裝)QFN封裝。 與競品相比,擁有5倍功率密度,降低了75%布板面積,減少了50%外部元器件,可節約30%的設計時間。據Allen Chen介紹,這款產品已和很多汽車製造商深入合作,很快這款產品就會面世。 2、整體化汽車電源方案 “為了滿足可擴展性這一個重要需求,MPS汽車解決方案將整體目標定位在整個系列而不是單個產品上”,Allen Chen用MPQ4436作為範例為記者介紹。 MPQ4436採用並聯解決方案,,客户可以採用1路輸出,雙路輸出,3路輸出,4路輸出各種供電方式。 利用這種並聯的整體化方案,可在小尺寸情況下提高功率密度。另外,4片MPQ4436的散熱面積使得PCB擁散熱面積更廣;單片MPQ4436都針對性進行了EMC電磁兼容優化,EMC性能更優;並聯設計對於系統的兼容新更強,不同平台客户都可隨心所欲設計使用。 3、電源子系統設計 Allen Chen為記者展示了一款ADAS模塊設計的電源子系統,該子系統由六種以上不同IC組合而成,各個子系統間能和諧運行。值得一提的是,整合其中的單IC器件均是基於MPS先進工藝技術的電源產品,使得功率密度整體都非常高。 另外,子系統中還囊括了時序控制和電壓監控的模擬產品。“MPS其實已經將汽車應用產品的範圍從最擅長的DC/DC電源管理產品拓展到了精密模擬的領域”,Allen Chen表示在這種電源子系統中,需要考慮的不僅是單個IC的典型功能,還要考慮到各個IC如何與其他設備協同工作。 “MPS的這種‘電源子系統思維’在與第三方關鍵評估機構合作,評估機構會根據行業認可的標準對‘子系統’進行驗證,這樣客户不需要着眼於單個IC,可以完全從MPS獲得整個子系統的電源方案,進而加快自己的設計週期。” “子系統的概念的關鍵在於每個IC不僅要照顧自己的功能,還要考慮每個IC與其他IC的協同工作能力。現在很多客户在設計時,很有可能從京廣集運會拿來相應模塊,但是很有可能這些模塊在一起工作並不是最優化的場景,MPS想強調的是安全分析的重要性,在子系統層面,我們已經幫助客户考慮了諸多的應用場景,包括很多極限的應用場景”,Allen Chen如是説。 集成化方案幫助集成化市場 從ECU轉變為DCU,從素質優秀的分立器件外加優秀的整體解決方案,實際上是電源管理IC企業針對這種行業趨勢去定製的解決方案。 Allen Chen認為,MPS是從3個角度來幫助客户面對DCU上的挑戰的:其一,更改時間和成本降低,這是因為DCU設計瞬息萬變,諸如MPQ88XX-AEC1這種方案無需修改PCB,只需更改內部設計甚至可在一小時內就可滿足新的需求;其二,功率密度高,DCU集成度高必然導致上面元器件增加,因此高功率密度下的小體積便獨具優勢;其三,擁有很好的耐受性和魯棒性(Robustness,系統的健壯性),MPS的產品在EMC優化、耐受尖峯電流等方面具有極佳優勢,並已形成很多開發文檔和參考設計。 與此同時,MPS的硬件方案既然擁有如此強大的集成化和整體化,軟件方案也可很好地幫助客户解決問題。近期,MPS最新上線了“虛擬實驗台(Virtual bench)”的應用,客户可以輕鬆進行仿真,試驗不同元器件的參數和數值,幫助客户輕鬆進行初步方案設計。另外,MPS很多產品內部已有相應固件,對軟件進行投資和研發一直以來是MPS的願景,致力於為客户提供更方便和易於使用的產品。 筆者認為,MPS如今在汽車產品的佈局是單器件和整體方案雙向發展的行徑,這種方式使得無論是需求分立器件的客户還是模塊化產品的客户均可獲得理想產品。另一方面,單器件的增強,更是為整體方案進一步提高功率密度、減少體積鋪開一條“羅馬大道”。 反觀電源管理IC整個市場,瞄準汽車市場的屢見不鮮,競爭汽車市場的“雙板斧”就是高功率密度和可靠性。會議上,Allen Chen透露,MPS即將推出名為“MPSafe”的汽車安全級分類產品,藉由MPS的專業功能安全團隊,充分發揮獨特的安全優勢。 從市場來看,集成化和整體化亦是市場小型化需求下催生的概念。行業正在逐漸朝向新的趨勢進發,MPS未來更多集成化和整體化產品也正在醖釀之中。

    時間:2020-11-23 關鍵詞: 汽車電子 MPS 電源管理IC

  • 再添最強eASIC!Intel付得起xPU的鉅額尾款嗎?

    再添最強eASIC!Intel付得起xPU的鉅額尾款嗎?

    一波還未平息,一波再起,時隔一週,Intel繼續擴張其xPU陣營! 上回,筆者説道Intel正在利用xPU+oneAPI的超異構計算的形式延續摩爾定律。所謂xPU即為CPU+GPU+FPGA+其他加速器的異構計算,體現在數據中心的實際產品便是Xeon可擴展處理器+Xe獨立顯卡+AGILEX/STRATIX FPGA+SmartNIC加速器+ Movidius VPU。針對xPU此前Intel發佈了獨立服務器GPU和oneAPI Gold。 實際上,Intel的FPGA遠不是“單槍匹馬作戰”的單一產品,Intel在FPGA上其實是依次從FPGA、eASIC過渡到ASIC的全套解決方案,Intel稱這種獨特的方案為“定製邏輯連續體”,僅在FPGA上便是一個“小生態”。 11月18日,IFTD2020上,Intel發佈首款用於5G、人工智能、雲端與邊緣的eASIC N5X(結構化ASIC),同時發佈了最新的Intel開放式FPGA堆棧(Intel OFS),21ic中國電子網記者受邀參加此次發佈會。 eASIC究竟是什麼 FPGA和ASIC一直以來是半導體行業爭論不休的話題,甚至也頻繁出現一者將完全替代另一者的傳言。事實上,兩者的存在並不存在任何衝突。 誠然,ASIC在計算性能、功耗、可靠性、體積和製造成本上擁有一定優勢。但從底層來説,其內核執行外的任何算法都是凍結的,因此這就需要在流片上市之前進行頗為耗時的設計和測試,並且一旦流片算法和邏輯電路後都是無法修改的。所以ASIC設計通常是定製化,目的明確的。從側面來説,這就無形增加了前期的投入成本,即一次性工程費用(NRE)高,並且由於流片後無法修改所以不具備靈活性。 正因如此種種束縛,FPGA應運而生,可重複編程性加速了產品的上市時間,也因其自身的靈活性和適應性擁有了一席之地。不過FPGA相對ASIC來説,是利用數百萬個邏輯單元換取這種便利性的,相比來説價格很容易昂貴。但並不能因此就絕對説FPGA比ASIC貴,ASIC的一次性工程費用貴,流片量如果太小絕對是成本更高的。 所以在現階段,FPGA和ASIC是“分工明確”的,可編程FPGA主要針對實施與加速要求最苛刻的算法階段,直到算法已經非常成熟、並且最終確立下來之後,ASIC便可大面積實施在硬件之中。 既然明白FPGA和ASIC的定位,那麼這個eASIC究竟是什麼?eASIC又名為結構化ASIC,簡言之eASIC就是FPGA和ASIC的中間體,不過名字既然都只是ASIC加了e,相比來説還是更靠近ASIC的。 eASIC與ASIC最大的不同之處就在於在客户購買定製芯片後,還能夠通過重新編程將芯片不同部分重新連接從而完成新的任務。客户可以使用FPGA創建設計將固定佈局烘焙到單個設計掩模中,最終eASIC也將不再可編程,從而獲得近似ASIC的功耗性能。市場中還存在eFPGA這種產品,當然在使用上則會更靠近FPGA,主要是將ASIC進行片上連接,此處不進行詳細講解。 業界最強大的eASIC 縱覽Intel的eASIC之路,此前包括eASIC N2X/N3X/N3XS幾種產品。而本次發佈的eASIC N5X可謂是“天之驕子”,凝結了多項intel的創新成果,不負眾望地成為了業界最強大的eASIC。這款產品繼承了Agilex FPGA的硬核處理器系統、安全特性,支持Agilex FPGA用於管理啓動、身份驗證和防篡改特性的安全設備管理器,採用了Diamond Mesa SoC技術。 從參數來看,eASIC N5X使用了16nm製程,擁有8千萬個ASIC門,擁有225Mb雙端口存儲器,32Gbps收發器,包含一個四核Arm Cortex-A53硬處理器。 從性能來看,eASIC N5X相比AgilexFPGA核心功耗降低了50%,不僅有效減小了散熱,還支持客户在同樣散熱範圍內提升性能;相比ASIC,eASIC N5X又擁有更低的總體擁有成本,因為這款產品可以加快產品上市速度並顯著降低一次性工程費用。 這意味着什麼?要知道,Agilex FPGA系列可是intel的“心頭肉”,eASIC N5X的功耗就這麼輕鬆超越了。Agilex FPGA是第二代使用異構FPGA chiplet架構的產品,這是一種將多種製程技術、功能甚至供應商集成到一種封裝的技術。Agilex FPGA不僅採用了10nm SuperFin技術和改進的FPGA Hyperflex 架構,性能提升了高達 40%,功耗降低了高達 40%。其餘的,兩倍的數據速率,支持PCI Express Gen 5和CXL都能説明Intel對這款FPGA的厚望。 在設計方面,上文也有提及eASIC實際可以直接使用FPGA設計軟件進行設計。Intel這方面的軟件則是Quartus Prime,這款軟件提供了功耗優化工具,並通過全面的設計套件幫助輕鬆提升工作負載性能。 除此之外,FPGA本身的RTL或硬件語言在入門難度上非常高,開發者也可在oneAPI一體化平台上簡化CPU、GPU和 FPGA 的跨架構開發工作。oneAPI 支持使用Intel VTune Amplifier、Intel Advisor等工具進行軟件開發。之前筆者也曾介紹過oneAPI,其Gold版本將在今年12月正式交付。 FPGA、eASIC、ASIC怎麼抉擇? Intel對於eASIC的定位是,比FPGA的單位成本更低、功耗更低,比標準單元ASIC的上市速度更快、一次性工程 (NRE) 費用更低。eASIC與ASIC都是定製類型的芯片,針對不同的應用場景,各有所長。當把FPGA可重複編程的功能去掉,可以獲得更小的晶片尺寸,來實現低功耗和更低的成本。 FPGA、eASIC、ASIC的一個連續生命週期的產品組合又稱為“定製邏輯連續體”,對於三種產品的定位分別是:FPGA擁有最快的上市速度和最高的靈活性;eASIC擁有出色的性價比,優化上市時間;ASIC擁有最高的性能和最低的功耗和成本。 對於不需FPGA可重複編程這種靈活性功能的客户來説,eASIC和ASIC都可以供客户選擇。eASIC不會是低功耗或低成本的最佳選擇,但它能幫客户實現從eASIC到ASIC的快速實現。FPGA、 eASIC和ASIC各有所長,客户可根據需求,如可重複編程、低功耗或低成本等功能來選擇不同的產品。 實際上,eASIC早在2006年就已被名字同為eASIC的公司推出,intel至少在2015年就開始使用eASIC定製Xeon。直到2018年7月,Intel宣佈收購小型芯片京廣集運eASIC,完善了FPGA到ASIC的過渡。 Intel的FPGA開發也開源了 在發佈eASIC的同時,Intel也交付了第二代FPGA平台軟件,這不僅讓eAISC/FPGA開發速度更快,也讓方便了軟件、硬件和應用開發人員進行開發。這就是在本次最新發布的Intel開放式FPGA開發堆棧(下文簡稱“Intel OFS”)。 Intel OFS提供標準接口和API,並擁有可擴展的硬件和可訪問的git源代碼庫的軟件框架。主板開發人員、原始設計製造商和客户都可利用標準接口的統一基礎設施開始FPGA硬件開發。應用開發人員可以通過基於Intel OFS的不同平台之間更強大的可移植性實現更高的開發回報。由於可以使用英特爾的開源和上游代碼,領先的開源軟件京廣集運不僅能根據現有的或新的結合提供CPU和GPU拓展支持,還能提供FPGA拓展支持,從而滿足客户需求。 在上次發佈的Xe獨立顯卡上,Intel優化了在Linux上的開發,實際上也是為了方便開源軟件的開發。OFS亦如此,為Linux內核提供定製化的軟硬件基礎設施,解決了軟硬件及應用開發人員面臨的許多痛點,包括開發FPGA設計(“拿來與定製”)所需的模塊化、可組合代碼,以及開源上游代碼,從而讓開源分銷商能夠為第三方和專有Intel OFS平台提供本地支持。 Intel買得起異構計算的單嗎? 行業著名芯片工程師、研究者曾表示,xPU的異構計算在佈局之中時,面臨“生態”這一課題,往往是10億美元量級的尾款。面臨這個問題的不僅是Intel也包括其他CPU、GPU、FPGA京廣集運。面對如此巨量的投入,Intel是否會有壓力? 事實上,從五年前開始,intel就早已反覆強調轉型為以數據為中心的企業,並早已加大了這方面的投入和佈局。目前,通過Intel推出的新產品來看,圍繞數據為中心的便是六大技術支柱,體現在實際產品中便是xPU+oneAPI的軟硬件生態超異構計算。 從財報上來看,2017財年Intel的總營收為628億美元,2019財年intel總營收為710億美元,實現了82億美元的營收增長。特別是在2019財年Q3數據中心的營收業務首次與PC業務營收達到了持平,僅一季度就實現了95億美元的營收。 反觀Intel在2020年Q1-Q3的財報,數據中心業務基本上能夠與與PC業務“五五開”。展望2020年全年,有望營收753億美元,同比增長5%。 從Q1-Q3,Intel出貨了第三代Xeon可擴展處理器、第二代傲騰持久內存、TLC 3D NAND固態盤、Stratix 10 NX FPGA、鋭炬Xe MAX獨立顯卡……還在近期發佈了Xe獨立顯卡架構、eASIC N5X…… 體現在財報上的總收入這一數字,是扣除了研發和其他花費的資金的,Intel這家公司在研發中的投入可以説是有目共睹,佔比極大。所以在連續不斷的xPU產線研發和發佈新產品之中,仍然保持營收,説明intel至少目前是支撐的住異構計算這種鉅額費用的。 另外,要拿下異構計算這座大山的確需要非常大的投入資金,但正因為intel是從五年前便已開始佈下這個局,10億美元量級的尾款其實早就化整為零了,用一個比喻形容,就是分期付款。 再反觀整個行業,Intel是目前在異構計算上擁有最全產品線的,在硬件上擁有CPU、獨立GPU、FPGA、eASIC、ASIC、VPU、內存和存儲等,在軟件上擁有統一開發平台oneAPI。可以説intel是最接近超異構計算的,假若這位巨頭都消化不下10億量級的尾款,試問還有哪家企業能挑起異構計算的重擔? 不過,的確異構計算投入大、週期長,這不僅僅是Intel這一家企業的事,而是整個產業鏈所要考慮的事情。近兩年,Intel積極合作,在國內市場也一直非常“走心”。Intel曾明確表示,在中國,發展產業生態最重要的一點,是要真正紮根於本土的市場特點和用户需求。 在異構計算和生態建設上,Intel的產線越來越豐富,更多異構計算生態產品值得期待。

    時間:2020-11-19 關鍵詞: Intel easic xpu

  • 為消費級產品提供臨牀級生命體徵檢測,從美信全新健康傳感器平台HSP3.0看可穿戴發展趨勢

    為消費級產品提供臨牀級生命體徵檢測,從美信全新健康傳感器平台HSP3.0看可穿戴發展趨勢

    2020年突然爆發的新冠疫情給全人類帶來的影響可以稱之為是一場災難,對於整體的醫療系統也帶來了前所未有的挑戰。面對如此大規模的傳播性疾病,我們不僅僅需要的是醫院、檢疫機構等加強設備監測和檢查能力,對於個人的可穿戴醫療設備的檢測和監測能力也有了一些新的期望。例如蘋果最新發布的Watch6中已經新添加了血氧檢測的功能,行業領先的醫療電子元器件京廣集運Maxim也發佈了其最新的健康傳感器平台HSP3.0,不僅僅可以滿足個人可穿戴的檢測需求,還可以提供乃至醫療臨牀級別的生命體徵檢測。 近日Maxim專門召開了HSP3.0的線上新品發佈會,Maxim工業與醫療健康事業部醫療健康產品線總經理Andrew Baker先生在線上與記者進行了深入的交流和分享。 圖:Andrew Baker,Maxim Integrated工業與醫療健康事業部醫療健康產品線總經理 個性化互聯網醫療:突破時間、距離和精準度限制 近年來醫療健康的市場正在急速增長,目前全球醫療健康費用為9萬億美元,市場規模龐大。根據Omdia Healthcare Equipment Database的預測,可穿戴設備/健康設備的2019那年總量為6.4億,從2019年到2023年全球整體出貨量的年複合增長率在22%,預計2023年的設備總出貨量會突破10億。個性化互聯網醫療的發展不僅僅是數量的增加,應用場景也將發生諸多變化。首先要突破地域的限制實現遠程醫療,其中包括遠程監測、監護和分析等。據Andrew先生分享,在一個病毒傳播模型中就需要遠程病人監護的應用。需要對病人進行預測性的篩查,檢測體徵指標可能包括體温和血氧等;發病之後的病人處於較高風險時,通過遠程檢測機可以確保在家就獲得檢查,同時也減少了自己外出暴露給醫護人造成感染的風險。同樣的,出院後也可以繼續進行監護和病情發展狀況健康。對於新冠這種傳播性極強的疾病的防控和治療過程中,突破地域的限制實現準確的診斷是個性化互聯網醫療的一個發展趨勢。 另一個重要的發展趨勢在於慢性病的管理方面,需要突破時間的限制實現長期的不間斷的對病人進行監測,讓病患在被動的情況下就可以獲得可靠的監測。據Andrew先生介紹:例如在糖尿病的檢測上,傳統的方式都是通過採樣方式來對患者進行單一時間點的抽查。因此無法對血糖趨勢做出一個趨勢性的監控,從而得出趨勢性的分析結果。但對於慢性病的監護而言,這種連續監測是非常重要的。新的方式是通過連續血糖檢測儀CGM來檢測血糖,患者可以更有效的來管理自己的健康狀況,通過趨勢數據分析來和自己的生活習慣進行結合,從而調整自己的生活起居,達到更好的慢性病養護效果。 除了慢性病的監測外,也存在很多無症狀的突發疾病,因此對於大部分健康人而言,預防性監護也非常重要,對於自身健康關注度高的用户需要對身體主要指標進行持續的不間斷的監測。Andrew先生稱,針對與這些無症狀的人羣,唯一的檢測方式就是廣泛篩查。例如在房顫的監測過程中,一些消費類產品和處方器材都可以做到房顫的早期發現,而且臨牀可以認可這些檢測結果。 HSP3.0:為消費級產品帶來臨牀級生命體徵檢測 美信的健康傳感器平台(HSP: Health Sensor Platform)從2016年就已經推出了第一代產品,到今年推出的第三代產品HSP3.0已經成為了一個非常接近成品級腕帶式可穿戴設備的參考設計,包含完整的軟件、硬件和外型,集成了所有的必要硬件模塊,客户在這個基礎上可以大幅降低自己的產品開發週期。 HSP3.0的升級的第一個方面在於可以監測更多的數據,提供臨牀級的數據。包含的主要檢測內容包括:1-温度趨勢,用以對新冠肺炎患者或發燒患者進行温度檢測;2-SPO2血氧飽和度檢測,比如可以檢測肺部功能、睡眠問題等;3-呼吸率,可以檢測呼吸趨勢;4-測量心率,可以檢測心率水平是否正常;5-ECG,可以用來做房顫的早期檢測,或者是心臟健康的檢測。 據Andrew先生分享,HSP3.0提供了臨牀等級的血氧飽和度檢測。血氧監測需要更好的光學性能,需要系統級的豐富經驗,才可以給出合適的光學器件佈局。美信在人體生物學和光學機械設計上有豐富的經驗,因此可以在HSP3.0上實現高性能的光學設計的集成。再結合上美信的先進算法,HSP3.0的監測能力已經可以達到國家藥品監督管理局的要求。這使得新的應用案例成為可能,比如肺部功能性的檢測。SPO2血氧檢測在預防性監護和慢性病的管理上均可以發揮作用。例如對於新冠患者的呼吸或識別,或者是慢性組塞性肺病COPD的長期檢測。此外,ECG檢測功能也可以達到動態心電圖IEC60601-2-47的標準。 業界最領先、功耗最小的光學和ECG多功能模擬前端 HSP3.0是一個完整的參考設計方案,包含了電源管理、控制單元和傳感器模塊。在傳感器模塊中承擔最為重要的角色的一個器件就是MAX86176,這是業界最領先、功耗最小的光學和ECG多功能模擬前端,這個器件也是HSP3.0可以獲得如此多提升的主要推手。 MAX86176支持PPG和ECG雙通道在獨立採樣率下實習同步採樣。PPG的部分支持6個LED和4個PD的驅動和讀取。在光學方面集成了先進的環境光抑制技術,達到業界信號質量最高110dB SNR,因此可以實現最高性能的血氧濃度檢測。得益於MAX86176的創新技術,HSP3.0在系統功耗上也有所下降,可以實現更好的能效比。 HSP3.0更好地迎合了個性化醫療檢測的發展趨勢,尤其是在當前新冠疫情的局勢下,客户通過HSP3.0可以更快地完成產品設計開發,快速上市其產品來幫助用户更好地實現身體健康狀況的監測。據悉,HSP3.0的價格與HSP2.0保持一致,在明年或可看到有相關終端產品面世。

    時間:2020-11-18 關鍵詞: 傳感器 美信 可穿戴 hsp3.0

  • 利用集成型GaN FET實現效率和功率密度更大化

    利用集成型GaN FET實現效率和功率密度更大化

    寬禁帶的第三代半導體材料成為今年半導體行業的主要關鍵詞之一,究其歷史,第一代以Si、Ge為代表、第二代以GaAs、InPIII-V族化合物為代表、第三代以GaN、SiC為代表。第三代半導體材料用其優異的材料物理特性,為電子器件性能功耗和尺寸提供了更多的發揮空間。 GaN和SiC作為“三代目”,主要的特性包括更寬的帶隙、更高的臨界擊穿電壓、更快的電子速度、更高的導熱係數、更高的電子遷移率等。利用兩個材料製作的器件則主要是GaN FET和SiC FET。 提到器件,GaN和SiC本身的特性與開關電源可以説是“天生一對”,能夠實現更快的開關速度,正因為開關過程中會產生功率、功耗和熱損失,因此更快的速度能夠有效減少功率、功耗和過沖。 TI(德州儀器)作為電源管理IC界的翹楚,在今年7月就提到過自己的GaN的規劃,當時TI表示TI早就在過去十年擁有了很好的GaN經驗積累,不僅實現速度翻倍、功耗減半、擁有超過4000萬可靠性小時的實驗資料,還會在自己的工廠和供應鏈上生產,以保證支持客户的不間斷業務。 11月10日,TI正式宣佈推出面向面向汽車和工業應用的下一代650V和600V氮化鎵(GaN)場效應晶體管(FET),與此同時並對TI的GaN FET技術進行了詳細的剖析,21ic中國電子網記者受邀參加此次發佈會。 瞄準汽車工業兩大市場 本次發佈會上有兩款GaN相關產品發佈,一款是針對汽車市場的650V GaN FET,另一款則是針對工業市場的600V GaN FET。需要注意的是,型號中帶有Q1的為650V GaN FET產品,沒有帶有Q1的則是600V GaN FET產品。發佈會現場,德州儀器高壓電源應用產品業務部應用工程師張奕馳為記者介紹這兩款產品的詳細參數和性能。 01、650V汽車GaN FET:LMG3525R030-Q1 根據張奕馳的介紹,這款產品是基於預測汽車未來市場所推出的,利用GaN技術可為汽車帶來更快的充電時間、更高的可靠性和更低的成本。 LMG3525R030-Q1是一款集成驅動和保護功能的650V汽車GaN FET,可以提高系統長期穩定性並縮短充電時間。 張奕馳表示,這款產品與現有的硅基和碳化硅方案相比可以減小車載充電器50%的體積,這主要得益於高達2.2-MHz的切換頻率和集成驅動所發揮的優勢。他強調,離散解決方案無法達到如此高速的切換頻率和如此大的壓擺率。 目前來説,這款產品可以按照要求提供所需的評估模塊和資料,與這款產品配套的評估模塊型號為LMG3525R030-Q1EVM。張奕馳表示,這塊評估模塊使用了兩款LMG3525 30mΩ GaN FET並在半橋中配置了所有必需的偏置電路和邏輯/功率電平轉換功能。 值得一提的是,經過他本人測試之下,該評估模塊在使用散熱板的情況下可以轉換高達5000W的功率,通過冷卻液甚至可以達到6000-7000W的功率等級。另外,評估模塊上測量點很多,方便測量壓擺率或實現非常高的開關頻率。加之插座式外部連接,可以輕鬆與外部功率級連接。 02、600V工業GaN FET:LMG3425R030 張奕馳表示,這款產品則在工業中擁有廣泛的應用,諸如充電樁、5G、電信、服務器等。 LMG3425R030是一款功率密度加倍,且所需器件更少的600V工業級GaN FET。特別需要強調的是,該產品達到了99%的效率,在成本方面極具競爭力。傳統應用中,在效率、功率密度、成本中必須有所取捨,而這款產品則無需這種抉擇和擔心。 簡單來説,LMG3425030是TI最快的集成柵極驅動器,與硅基MOSFET相比功率密度翻倍;也是同類產品中功耗最低的產品,能夠達到99%效率。另外,擁有集成化設計、高速保護和數字温度報告功能,不僅可以監測電流,對電源單元(PSU)進行有源電源管理和熱監測,也可在過流或短路時,啓動自我保護。 同樣,這款產品也可以提供評估模塊和資料,與之配套的評估模塊型號為LMG3425EVM-043,張奕馳強調該款產品的新的應用手冊將隨之發佈。 值得一提的是,這款新產品集成了全新的智能死區自適應功能,GaN可以根據負載電流自動調節死區時間,實現效率最大化。 為何偏偏是硅基GaN和600V/650V 第三代半導體材料擁有兩款,從特性上來説,雖然SiC偏向大功率(650V-3.3kV),GaN偏向射頻、通信、消費(80V-650V),但實際上兩款產品也有一定交集,主要在600V/650V電壓級別上,為什麼TI偏偏選擇GaN? TI告訴記者,與市場上其他技術相比,功率為600V/650V的硅基GaN提供了更高的效率和更低的解決方案成本,這對於諸如AC/DC PSU之類的應用尤為重要。 GaN和SiC FET可以給汽車應用提供類似的電壓和導通電阻額定值。GaN具有更加快速開關的優勢,可提高效率和功率密度。此外,TI的GaN構建在硅基板上,可降低系統成本。TI致力於將重點放在寬帶隙技術上。對於SiC,仍然會提供各類優化的分立式、隔離式柵極驅動器,以用於諸如汽車牽引逆變器之類的終端設備。 那麼又為什麼通過600V和650V區分工業和汽車市場?這是因為在汽車方面有一些應用所需要的母線電壓會更高;另外一個非常重要的區別則在於650V汽車GaN FET為頂部散熱,600V工業GaN FET為底部散熱。所以,當汽車頂部散熱就提供了更多可能性,可以讓客户通過散熱板、水冷和其他散熱方式更高效的進行散熱。 從襯底上來説,雖然GaN器件有采用SiC、Si和金剛石的幾種。TI主要是從成本容量上考慮,採用一種低成本、高容量的Si基板,可讓產品解決方案實現更大效率和功率密度。“TI在GaN上採取的是硅基氮化鎵(GaN-on-Si),我們將驅動集成在了硅基層上,這使得TI可以提供更可靠、更具成本優勢、更加實用的GaN解決方案。”德州儀器高壓電源應用產品業務部氮化鎵功率器件產品線經理Steve Tom在發佈會上如是説。 在分立器件和模塊器件中,TI選擇了集成化更高的模塊器件,這是因為TI專注於更大限度地提高器件對工程師的價值,尤其是使效率、功率密度和可靠性實現更大化,同時更大程度地降低解決方案成本。與分立方法相比,TI將先進的硅柵極驅動器與高性能GaN FET相集成的方法通過提供更快的壓擺率和開關速度,使工程師能夠實現效率和功率密度更大化。此外,驅動器集成通過更大程度地減小GaN FET柵極上的電壓過應力來提高系統可靠性。具體可以實現以下功能: ● 先進的電源管理,包括集成的短路保護 ● TI的智能死區自適應功能可在更佳時間開啓FET ● 第三象限運行 ● 數字温度報告可通過PWM信號向微控制器報告GaN FET裸片温度 從前沿趨勢看TI的GaN FET TI在今年提出了電源管理行業的幾個前沿趨勢(高功率密度、低EMI、低Iq、低噪聲高精度、隔離),筆者認為在GaN FET上則直接體現了這幾個目標。Steve Tom 告訴記者,TI在集成GaN FET主要擁有幾種特性: 1、功率密度加倍:提供大於150V/ns和大於2.2MHz的業界更快切換速度。與離散解決方案相比,集成化可減少59%的功率磁性元件以及10多個組件需求。2、PFC中效率最高:TI的智能死區自適應功能最大程度地減少了停滯時間、固件複雜性和開發時間,同時將PFC中的第三象限損耗至多降低了66%。3、超冷卻封裝:與水平最接近的市場同類產品封裝相比,可減少23%的熱阻抗。底部和頂部冷卻的封裝可實現散熱設計靈活性。4、可靠性和成本優勢:憑藉4,000多萬小時的器件可靠性測試和超過5 Gwh的功率轉換應用測試,可為工程師提供足以應對任何市場需求的可靠的使用壽命。 從功率密度上來講,電源管理企業近年來主要“拼殺”的點便是這一關鍵參數。因為只有在功率密度保持減少的同時再減少空間佔用和功耗的全方位發展之下對於客户來説才是真正有意義的。由此,應用產品的客户既可以享受更好的系統成本,也可在更小的體積下實現更多的系統功能。TI的GaN FET與分立方法相比,是將先進的硅柵極驅動器與高性能GaN FET相集成的方法通過提供更快的壓擺率和開關速度,使工程師能夠實現效率和功率密度更大化。此外,驅動器集成通過更大程度地減小GaN FET柵極上的電壓過應力來提高系統可靠性。 從PFC(功率因數校正)來説,開關電源實際上是一種電容輸入型電路,電流和電壓間相位差會造成交換功率損失,因此便需要PFC電路提高功率因素。TI在GaN FET上特別提出了此項參數,其實PFC除了改善了功率因數,EMI也會隨着減小。 從封裝上來講,因為TI在GaN FET上目前針對的對象包括了汽車,汽車對於散熱和耐熱上擁有更高的要求。正是因為在GaN FET的功率密度和體積上的優化,為獲得良好的熱管理設計,仍然需要將温度保持在系統要求之內。為解決這個問題,TI GaN器件應用創新的低電感封裝,可幫助設計工程師更大程度地降低散熱挑戰。另外還提供兩種封裝以提高靈活性;一種封裝的電源板位於器件底部,另一種封裝的電源板位於器件頂部。 從可靠性和成本上來講,首先一方面TI在GaN技術上本身擁有4000萬小時的可靠性測試經驗積累;另一方面,本身使用硅基氮化鎵,相比碳化硅基氮化鎵(GaN-on-SiC)本身優勢明顯,加之功率密度和效率提升,使得成本再次削減。 在新技術和新應用增加之下,市場擁有了在更小空間內獲得更大功率的需求。特別是,EV/HEV車載充電器、用於企業計算的AC/DC電源單元、數據中心、電信整流器和5G都受益於GaN在這些高壓電平下提供的更高效率和功率密度。TI認為,包括可再生能源雙向轉換器在內的電網基礎設施應用將繼續轉向GaN,以獲得相同收益。 遠觀5-10年發展,TI認為必須注重工程師所關心的功能,包括效率、功率密度、可靠性和解決方案成本。TI將繼續致力於將硅驅動器與GaN FET相集成,以優化這些關鍵設計問題。 此前筆者曾強調,很多情況下電源的運作並非依賴單器件,而是從完整的解決方案出發。無論從功耗、成本、尺寸上來講,還是系統的精簡方面來講,完整的解決方案遠比單器件更加出色。 在此之上,TI也將提供了更好的成本優化,並搭配了C2000微控制器和整體電源管理產品組合來進一步提高功率密度和效率,藉由效率提升進一步壓縮成本。 此次發佈兩款產品,充分展現了TI在GaN技術的成熟度。因此,TI預計產量在近期會有強勁增長。

    時間:2020-11-18 關鍵詞: TI ganfet

  • 三星“特別對待”vivo:進擊的5nm手機SoC!

    三星“特別對待”vivo:進擊的5nm手機SoC!

    遙想當年初識智能手機,三星(Samsung)或是很多人“開悟”的首款。雖説有些人或礙於囊中羞澀,亦或是隻識外形的“小白”,但見三星大名都會從心而發“高端”二字。從初入江湖到選型高手,從一問三不知到科技發燒友,三星一直都被極客魂牽夢繞,夢寐以求。 三星何以被廣為冠以“機皇”之稱?這無疑得益於三星底層硬件夯實的基礎,而這一切的功臣就是大名鼎鼎的三星自研Exynos芯片,又被人稱為獵户座。 11月12日,三星發佈了首款5nm移動處理器Exynos 1080,這款頂級性能、功耗極低的新品SoC,將會搭載在其合作伙伴vivo的2021年新品手機中,這意味着三星為國產市場又貢獻了一大步。21ic中國電子網記者受邀參與此次發佈會。 助力國產市場的決心 經歷9月的蘋果A14、10月的華為麒麟9000、三星Exynos 1080,5nm手機SoC芯片開始就位。聯發科、高通選手正躍躍欲試,即將進入“戰場”。 Exynos 1080作為一代旗艦,不僅聯合vivo進行研發,最令人關注的便是將在2021年首發於vivo之中,為此三星第一次在中國為Exynos單獨舉辦發佈會。一改此前的戰術,不僅體現了三星“死磕”中國市場的決心,也説明了三星對這款芯片能力的信心。 實際上,vivo與三星的情緣要追溯到去年,5G元年之下vivo和三星兩大巨頭,耗時10個月聯合研發併發布了雙模5G AI芯片Exynos 980。這款芯片被vivo獨佔,併發布在X30手機上。 雖説不及三星“自家大哥”,中國市場所沒有的Exynos 990,但Exynos 980仍是一款專為vivo設計的旗艦級手機SoC,為vivo後續“開疆拓土”立下大功。更何況作為擁有獨立手機品牌的京廣集運,頂級旗艦小勝實屬正常操作。現如今,Exynos 1080是三星助力國產市場的“第二槍” 而被寄予厚望。 回顧三星自研芯片歷史,彼時曾是初代iPhone 和iPhone 3G的御用芯片。而後在2011年隨着魅族搭載三星S5PC100後,三星正式宣佈把字母數字混合的命名方式修改為更為易於辨識的Exynos系列,與之誕生的便是Exynos初代產品Exynos 4210。 雖在2018年8月魅族結束了與三星的陪跑,但長達十餘年的情緣,奠定了三星助力國產的深厚實力。正因一個又一個的一線大廠和自家高端產品的經驗,這才讓三星與vivo的合作更加得心應手。 除此之外,有消息則稱明年三星會將Exynos芯片供應與小米、OPPO等國產手機京廣集運。筆者認為,三星對於國內市場的重視程度和熱情遠超以往,誓與高通、聯發科競爭到底。三星的誠意滿滿之作,旗艦級品質的Exynos 1080勢必為vivo增添更強的競爭力。且不問孰強孰弱,且不煮酒問英雄,此番誠意可見一斑。當然,在性能上Exynos 1080絕對不輸任何5nm手機SoC新品。 旗艦級的性能 Exynos 1080相比作為一款5nm EUV SoC,擁有全新架構的CPU&GPU、人工智能驅動式ISP和更快的5G模組。性能方面,則需要從工藝、CPU、GPU、NPU、ISP、Modem多個維度來看這款新品。 1、5nm EUV工藝節點 通過現場三星半導體(中國)System LSI市場部副總經理CY Lee展示的工藝節點圖可以看出,目前三星已擁有3nm EUV的能力,並將在下一代產品中使用GAA結構。 而Exynos 1080作為一款5nm FinFET產品,通過5nm EUV的工藝設計,相比7nm芯片面積可以降低25%,功耗效率增加20%,性能表現增加10%。 2、CPU CPU方面,八核中其中四核使用的是Cortex-A78,另外四核Cortex-A55。不過需要注意的是,實際上整體上來看是屬於“1+3+4”的結構,最大的核心頻率為2.8GHz。通過三星半導體中國研究所所長潘學寶所展示的數據,Exynos 1080與前一代產品相比單核性能增加50%,多核性能增加100%。 實際上,Cortex-A78是ARM公司在今年5月最新發布的IP,根據ARM的説法,這個架構比Cortex-A77性能提升了20%、功耗降低了50%。 3、GPU GPU方面,使用的是ARM Mali-G78,擁有10個核心,GPU性能相比去年產品增加130%。並且支持4通道LPDDR4&5。值得一提的是,在手機逐漸追求高分辨率和高刷新率的現如今,處理器的顯示系統支持FHD+分辨率下高達144H的顯示刷新率。 除了性能方面,潘學寶還展示了Exynos的節電解決方案,通過實時監控各流程電源消耗情況,優化遊戲過程中的總功耗,藉此電源效率提高了10%。 ARM Mali-G78也是ARM公司在今年5月最新發布的,最大支持24個核心,相比Mali-G77 性能增加25%。另外,Mali-G78徹底重寫了FMA(融合乘加)引擎,包括新的乘法架構、新的加法架構、FP32/FP16浮點,可以節省30%的功耗。 4、NPU NPU基本上已經是手機SoC的標配了,Exynos 1080搭載則是高性能的NPU和DSP,內置AI解決方案,主要進行沉浸式場景中的VR/XR,智能語音助理的識別或AI增強的智能攝影等應用程序上進行準確、快速的對象或場景檢測。Exynos 1080擁有5.7 TOPS的性能表現。 5、ISP(圖像信號處理器) 攝像是手機市場的主要競爭點之一,ISP則是Exynos 1080的競爭核心。ISP支持至多6個攝像頭2億像素圖像分辨率,最多可以同時接受3個輸入信號,換言之便是可以三攝同時支持操作。 在架構方面,則使用的是AISP架構,實際上便是NPU與ISP的聯動,將NPU強介入到ISP中。最終可以實現基於AI的圖像處理、實時監測物體與風景、設置內置AI技術優化白平衡與曝光。 值得一提的事,在會上潘學寶提到相機支持HDR10+,高動態範圍視頻技術,支持原生10位色彩4K UHD視頻錄製和播放。 6、Modem 根據潘學寶的介紹,Exynos 1080支持毫米波sub-6GHz、Wi-Fi 6、藍牙5.2,擁有高達5.1Gbps的下載速度,用户可以享受無延遲的遊戲和流媒體。 總結 移動設備的未來是什麼?CY Lee在發佈會上表示,追求更快速和多重連接將催生5G及6G發展;追求更高分辨率和多重鏡頭將催生智能相機發展;追求更高率、更強大、更便捷的ML/NN網絡引擎將催生設備內置AI發展。 反觀半導體技術在追求性能和效率二者兼得的路上,推動了移動科技的不斷進化。另一方面,在小型化需求增速越來越快的現如今,Exynos 1080正是一款兼具小型、低功耗、高性能的產品。 筆者認為,除了上述發展趨勢,手機市場的競爭點在高刷新率、屏幕面板、攝像系統上越拼越兇,而Exynos 1080均滿足上述的主流需求。相信通過vivo和三星的深度合作和深度定製,2021的新產品值得讓人期待。

    時間:2020-11-15 關鍵詞: 三星 vivo exynos1080

  • 為H3C、騰訊插翅騰飛!intel這次真的讓人直呼Yes

    為H3C、騰訊插翅騰飛!intel這次真的讓人直呼Yes

    多次自我突破的摩爾定律,幾番“壓榨”下,雖説有望迴歸兩年一更新的頻率,但還是有很多人感嘆“廉頗老矣”。不過事實上,摩爾定律在提出之時,就在論文的第二頁指明瞭摩爾定律失效的前路,這就是電子行業所追捧的“異構計算”,intel現稱之為XPU(CPU+GPU+FPGA+加速器)。 材料受到了限制,所以才有了電化學鍍銅和機械平面化的雙鑲嵌結構;物理受到了限制,所以才有了金屬柵極和高K電介質;製程受到了限制,神説“要有光”,所以才有了光刻技術……回溯1965年,intel的創始人戈登·摩爾提出了改變世界的摩爾定律至今已經自我突破了三次瓶頸。 雖然幾經放緩,intel已讓其重新迴歸兩年一更新。但實際上,我們仍然不知道1nm節點後的名字,這一迷之領域仍是紙上談兵的階段。反觀登納德縮放比例定律和阿姆達爾定律也基本進入瓶頸期,現在正是異構計算,即加速計算的時代。 今年4月,intel提出XPU+oneAPI的超異構計算的概念,即通過CPU、GPU、FPGA和其他加速器的混合式架構,配合統一開發平台oneAPI進行軟硬的有機結合方式進行超級加速計算。同期,全新的計算架構Xe被一併提出,並在今年8月正式宣佈Xe圖形架構下的幾款獨立顯卡。 時至今日,大勢已至,intel正式“亮刃”,拔劍反覆打磨的“干將和莫邪”,盡數展示了intel一直遵循戈登·摩爾論文的成果。11月11日,intel召開“XPU和軟件發佈會”,發佈了獨立服務器GPU,並宣佈將於今年12月正式交付oneAPI Gold版本,21ic中國電子網記者受邀參加此次發佈會。 硬件:支持Linux的獨立服務器GPU 手遊作為可以隨手暢玩的一種極佳消遣方式,逐漸成為現代人放鬆的好方法。任何技術參數都是口説無憑,直接看intel發佈的這款服務器GPU到底有什麼神奇之處。 根據intel的介紹,新華三(H3C)XG310是一款雲服務GPU,在相比傳統卡3/4的長度(全高x16 PCle 3.0)下,封裝了4顆intel服務器GPU。典型雙卡系統之中,可支持120個Android遊戲併發用户,而這一數字最高甚至可以擴展到160個併發用户,實際數量取決於具體遊戲和服務器配置。 值得一提的是,在使用至強(Xeon)可擴展處理器下,即使不擴展服務器數量,可直接擴展顯卡容量,在每個系統上支持更多流和訂閲用户,並且同時實現較低的總體擁有成本(TCO)。換言之,只需要兩張GPU,無需再單獨購置服務器,就多能滿足120個玩家實時連線遊戲的任務。 數據顯示,2017至2022年視頻直播將增加15倍、遊戲流量將增加9倍,到2022年視頻將佔全球IP流量的82%,而Android佔據了全球移動設備的74%,intel正是看重了這一重大轉變因此首次發佈了其數據中心獨立圖形顯卡intel Server GPU。 這是一款基於Xe-LP微架構的高密度、低延時獨立GPU,而本款產品的特殊之處在於除了瞄準了視頻和遊戲渲染應用場景下的數據中心,更加優化了對Linux操作系統的支持,使得不同操作系統之間代碼複用成為了可能,也使得這款獨立GPU註定能夠成為Android遊戲雲服務的新寵。 參數上,intel Server GPU配備128-bit渲染管線(128-bit wide pipeline)和8GB LPDDR4 專用板載低功耗顯存。 開發上,開發人員可利用目前Media SDK中的通用API,這一API也將於明年遷移到oneAPI視頻處理庫(oneVPL)當中。 架構上,不僅是本次推出的新品,整個Xe產線都將全線優化Linux上的開發。通過intel給出的intelServer GPU的Android雲遊戲架構上,這款面向數據中心的獨立GPU在Linux OS(CentOS/Ubuntu)的容器和虛擬化上提供了更好的優化,擴展代碼庫在Linux上的支持。從架構上來看,遊戲流服務將輸入到intel Cloud Rendering(ICR)中;利用FFMPEG編譯、3DMesa渲染輸出聲音;利用intel GPU UMD渲染視頻;而Android 遊戲的雲端主機和Android容器將利用intel橋接技術連接。 據悉,目前intel正與諸多軟件和服務合作伙伴合作,共同將intel服務器GPU推向市場,其中包括Gamestream、騰訊和Ubitus。 騰訊雲遊戲副總經理方亮表示:“intel是我們安卓雲遊戲解決方案上非常重要的合作伙伴。intel至強可擴展處理器和intel服務器GPU,打造了一個高密度、低時延、低功耗、低TCO(總擁有成本)的解決方案,讓我們能夠在每台雙卡服務器上生成超過100個遊戲實例,諸如《王者榮耀》、《傳説對決》。” 筆者認為,此款雲服務獨立GPU在功耗上優化的非常徹底,不僅使用了獨立顯卡Xe架構中最為低功耗的Xe-LP,還利用LPDDR4作為顯存進一步降低功耗。眾所周知數據中心是耗電和發熱大户,因此只有在提高密度和性能的架構下降低器件的功耗才能全面壓低功耗。 另一方面,操作系統和軟件正逐漸靠攏開源,開源也是造就流量增長的功臣之一。正因為瞄準的主要是Android的遊戲和視頻市場,因此在爆發式增長的流量下,無需擴充服務器,直接插獨立GPU卡對於節約成本具有非凡的意義。 軟件:oneAPI Gold正式登場 軟件和硬件誰更重要?任何時候的答案都是“我都要”,特別是對電子工程師來説,軟件硬件兩手都要硬,產品亦如此,新發布的獨立GPU亦如此。 講起intel,oneAPI就是這家企業的一切的硬件的載體,也是intel不折不扣的“軍師”。事實上,oneAPI早在“SuperComputing 2019”時就已放出測試版。經過無數的測試和功能完善,直到今天oneAPI Gold正式發佈,並將於今年12月正式交付。 名為Gold的oneAPI實際上也是oneAPI的1.0的版本,這款軟件正是intel連接CPU、GPU、FPGA和其他加速器的“鑰匙”,是實現XPU必不可少的一環。就如intel的戰略“水利萬物而不爭”一樣,oneAPI包容着一切的硬件。 軟件千千萬,oneAPI到底有什麼不一樣?如果讓筆者首推,一定是其直接編程的優秀開發體驗,intel稱之為DPC++(Data ParallelC++),用一個等式簡單解釋就是DPC++ =ISO C++ and Khronos SYCL。正因為語法接近CUDA,所以在學習曲線上oneAPI是極簡的,上手難度很低。 另一方面,intel的統一、簡化架構編程模型,開發者可以藉助oneAPI針對要解決的特定問題選擇最佳加速器結構,且無需為此重寫代碼。intel對此的願景是能夠提供毫不妥協的性能,不受限於單一京廣集運專用的代碼構建,就能實現原有代碼的集成。 在深度學習加速(intel DL Boost)方面,不僅支持PyTorch、mxnet、sklearn、NumPy、XGBoost,最近也獲得了微軟Azure和TensorFlow的支持;眾多領先的研究機構、公司和大學也支持oneAPI。 在工具方面,無論是應對數據中心、IoT還是最新發布的獨立顯卡的渲染上,oneAPI都得心應手。 發佈會上,intel表示oneAPI Gold工具包將於12月在本地和intelDevCloud上免費提供,同時還將提供包含intel技術諮詢工程師全球支持的商業版本。intel還會將intel Parallel Studio XE和intel System Studio工具套件遷移到oneAPI產品中。 另外,intel隱式SPMD程序編譯器(ISPC)將在oneAPI級別零之上運行。oneAPI級別零是為XPU提供硬件抽象層的API的集合,由intel創建,提供了底層的直接到硬件的接口,以供客户跨多種硬件平台進行編程。ISPC是oneAPI渲染工具包的已安裝基礎語言,該工具包支持大多數主流的視頻工作室基於至強處理器的渲染場,並將支持基於Xe架構的GPU。 筆者認為,oneAPI Gold相比測試版已可以勝任XPU的艱鉅任務,從工具的遷移和GPU使用的渲染工具箱的加入,使得獨立GPU加入至強可擴展處理器架構中無需使用其他軟件。另一方面,oneAPI也是與硬件是相輔相成的,軟硬件的閉環系統成為intel堅不可摧的生態。 左手一個硬件,右手一個軟件 intel的XPU宏圖 intel早前就已強調,現在intel是忠於數據,圍繞數據業務和客户痛點而前行的一家公司。如果説intel的“護城河”是 “六大技術支柱”(封裝&製程,架構、內存&存儲、互連、安全、軟件),那麼“城池”便是XPU+oneAPI的超異構計算。 晶體管耦合設計轉向晶體管彈性設計、圍繞CPU到圍繞XPU、半導體硬件到半導體軟硬件,我們既是歷史的見證者也是創造者。筆者曾多次強調,一整套的產品都放在同一軟硬件架構下,無論從性能上來講,還是從穩定性、適配性、更替性上來説,均具天生優勢。 在數據中心的XPU選擇上,intel的不同級別定位產品,使得搭配更加豐富。從CPU上來説,intel的至強(XEON)可擴展處理器,命名上也採用了更加符合主流、直觀易懂的“銅牌”、“銀牌”、“金牌”、“鉑金”的分級。 從FPGA上來講,擁有最高密度、高性能的Stratix,高性能、低功耗的Agilex,中端主流的Arria,低功耗、成本敏感的Cyclone,低成本、單芯片的MAX。 從獨立GPU上來講,intel仍然擁有這樣的定位,更加貼合不同應用的需求。 ● Xe-LP(低功耗):定位為PC和移動平台最高效架構,主要使用LPDDR再次進行功耗的壓縮。目前已在8月發佈Xe DG1,近期發佈了第11代intel酷睿移動處理器集成的鋭炬®Xe顯卡和intel鋭炬®Xe MAX獨立顯卡。 ● Xe-HP:定位為數據中心級、機架級媒體性能架構,能夠提供GPU可擴展性和AI優化,Xe HP將於明年推出。涵蓋了從一個區塊(tile)到兩個和四個區塊的動態範圍的計算,其功能類似於多核GPU。 ● Xe-HPG:定位為專用於遊戲優化的微架構,技術參數上,添加了GDDR6的新內存子系統提高性價比,支持光線追蹤。是利用Xe-HP的擴展性,結合了Xe-LP的微架構變體。Xe-HPG預計將於2021年開始發貨。 ● Xe-HPC:定位為數據中心,正在開發之中。 從路線上來看,intel的獨立GPU遠不止Xe-LP這種低功耗產品,將會從入門級顯卡擴展到高性能計算,而實施這種策略的核心是所有系列產品能夠實施同一套代碼庫。 包容這一切的毋庸置疑就是oneAPI,通過CPU+GPU+加速器+FPGA,便是標量+矢量+矩陣+空間的全方位計算。 在摩爾定律日漸放緩的如今,其實摩爾所書寫的未來還沒有結束,XPU+oneAPI就將是最好的見證。

    時間:2020-11-15 關鍵詞: Intel oneapi xpu

  • 工業鋁電解電容器如何選型?

    工業鋁電解電容器如何選型?

    蒸汽機的問世,標誌着世界開啓了工業革命;大規模流水線的正式運行,標誌着電力開始應用,成為了第二次工業革命;第一台可編程控制器(PLC)的成功研發,標誌着生產進入自動化時代,成為了第三次工業革命;而現今機器換人的概念被提出,得益於IoT、機器間通信和信息物理融合系統的發展,催生着工業的第四次革命,即工業4.0。 所謂工業4.0,依託的是工業物聯網、雲計算、大數據、機器人、3D打印、知識工作自動化、網絡安全、虛擬現實、人工智能九大支柱。然而,新技術的使用和算力的急速攀升的結果,便是整體方案逐漸靠攏集成化、小型化、可靠性。另一方面,小型化的需求下,很多設備更加偏向採用自然風冷,這便對於高耐熱提出一定的需求。 對於半導體行業來説,這不僅催生着集成電路的進一步進化,也促進了上游元器件的發展。電容、電阻、電感被冠以“三大被動元件”,叱吒電子圈,是最常用的電子元件之一。其中,電容約佔電子元件用量的40%,是用途最廣泛、用量最大的一種被動元件。不可忽視的是,工業場景中的能源供給和信息通訊都非常依賴電容器,在工業場景中大量用於電源模塊、不間斷電源、通信模塊上。 10月20日-23日CEATEC 2020 Online期間,尼吉康(nichicon)開發並擴展了其鋁電解電容器旗下產品,並擴充了其在去年發佈的小型鋰離子可充電電池“SLB”系列,以下記者將從技術方面分析最新產品所應對的場景。 工業的變革與鋁電解電容 電容為何成為“電容、電阻、電感三小強”中用量最大的被動元件?數據顯示,僅僅手機中的電容的用量就達到了1000-1100顆,而平均每台電動車需要用到1.7萬顆到1.8萬顆。如此巨大的用量,要歸功於電容的自身的“通交阻直”和“充放電”的特性,由此衍生出隔直流、旁路(去耦)、耦合、濾波、温度補償、計時、調諧、整流、儲能、平滑電壓等功用。 根據電容器的製造材料不同,具體可以分為:陶瓷電容器、鋁電解電容器、鉭電容器、薄膜電容器主要四類電容。其中陶瓷電容多用於增速飛快的消費電子和汽車電子中,並且MLCC缺貨漲價的新聞頻發而被人熟知。 事實上,鋁電解電容和薄膜電容在市場的用量一直非常穩定,其中鋁電解電容佔整個電容器市場的33%。另據中國電子元器件行業協會的數據,全球鋁電解電容市場整體規模近年來保持每年4%左右的增長。究其原因,主要在於鋁電解電容容量大、價格優,可在開關電源、整流模塊、通信設備和汽車中大量使用。 上文也有提及,工業4.0時代即將到來,實現“機器換人”不僅帶來大量的數據處理,也帶來了大量的無線連接。數據處理需要擴建更多需要不間斷電源(UPS)的數據中心,無線連接需要給設備都裝上無線模塊,這便直接推動了鋁電解電容用量的增長。值得一提的是,由於我國正在大力推行5G網絡建設和“新基建”,在製造通信系統時候會大量用到鋁電解電容,因此目前對於鋁電解電容的需求量極大。 鋁電解電容的構造與發展 鋁電解電容器是以陽極高純度鋁箔表面上形成的氧化膜為電介質,再由陰極鋁箔、電解液、電容器紙(電解紙)構成。氧化膜是通過電解氧化(化成)形成,非常薄,具有整流特性。此外,通過對高純度鋁箔進行腐蝕來擴大有效表面積,獲得小型化大容量的電容器。 鋁電解電容根據電解質形態不同可以分為液態鋁電解電容和固態鋁電解電容,前者擁有更好的成本優勢,後者則擁有更強的穩定性和長壽命。根據引出方式不同分為引線式、焊針式、焊片式、螺栓式和貼片式。 從性能上來講,固態鋁電解電容遠超於液態鋁電解電容,一顆固體鋁電解電容可以替代2-3顆液態鋁電解電容;從工藝上來講,液態鋁電解電容在高温可能會導致電解液沸騰蒸發,低温會導致電解液凝固,並且有漏液的風險。因此,行業普遍認為固態鋁電解電容是未來的趨勢。 工業4.0時代,除了在用量上的考驗,在對整機的不斷集成化、小型化、超薄化的背景下,也催生着上游元件的轉型。以鋁電解電容用量較大的電源管理來説,在5-10年的發展趨勢是高功率密度、低EMI、低靜態電流、低噪聲高精度、更好的隔離性能,這幾項參數指向的便是更好的穩定性和更高的集成度,直接推動了鋁電解電容朝向小型化/超薄化、固體化、大容量化發展。 值得注意的是,電源模塊、不間斷電源、通信設備對於穩定性的要求遠遠高於其他領域。特別是24小時不間斷工作的工廠,在既有的穩定性下擁有更長的壽命,可以大大減少工業維修的時間和成本。 不過,尼吉康在鋁電解電容方面則是分為三種:鋁電解電容器(電解液)、導電高分子鋁電解電容器(固態)、混合鋁電解電容器。所謂混合鋁電解電容即為兩者的固液混合,即高容量、低漏損電流特性的“電解液與高紋波電流、低ESR、低温特性的“導電性高分子”的組合。 在尼吉康看來,混合鋁電解電容器和液態鋁電解電容器相比,在高頻率領域的ESR性能優異,對於温度變化具有穩定的ESR性能。再者,因內部含有電解液,具有氧化膜修復功能,能維持穩定的電氣性能。 21ic家認為,固態鋁電解電容固然擁有很好的壽命和低ESR,但由於成本的限制,混合鋁電解電容是過渡和補全產品線的一個好選項,特別是在對可靠性要求越來越高的現如今。需要引起大家需要重視的是,固態電解電容器也並非“萬能的”,在技術上仍然有許多進步空間,因此混合鋁電解電容可謂是1+1>2,充分發揮了二者的優異性能。 工業鋁電解電容的選型 鋁電解電容器和其他電容一樣,在工業選型中也擁有很多參數需要考慮,特別是在工業4.0的大背景下,更好的參數才足以勝任高強度的不間斷運行。 在電子元器件市場上,微型化、高效率、高頻化、高可靠性以及薄型化需求正推動着元器件表貼化。此外,隨着 PL(產品責任法)的強制推行,安全性變得比以往更加受到重視。針對這些情況,應用於電源上的鋁電容被要求具有以下特點 :小型、輕量、薄型、長壽命、高可靠性、芯片化、安全性。根據這些內容,以下所討論的要點,將有助於熟練使用鋁電容器。具體在選擇工業鋁電解電容器時應注意以下要點: 1、靜電容量和體積 鋁電解電容的靜電容量計算方式與平行板電容器一樣,利用以下公式計算: 通過介電常數ε和電解質厚度d,可以看出在同樣的表面積S下,鋁電解電容器的靜電容量相比薄膜電容器和陶瓷電容器大幾倍甚至幾十倍。 因此對於工業場景來説,選取容量大情況下體積最小的是最好的選項,這是因為工業的高速發展和開關電源效率的不斷提升。但僅僅追求容量和體積是不可取的,仍然需要關注鋁電解電容器本身的壽命以及額定紋波電流數值。 以尼吉康的在CEATEC 2020最新開發的“GYE系列”高容量導電性高分子混合鋁電解電容器來説,相比尼吉康之前推出的“GYA”系列(125℃ 4000小時保證)和“GYC系列”(135℃ 4000小時保證)等導電性高分子混合鋁電解電容器,在同樣尺寸下容量上提高了一個等級,因此有望通過減少電容器數量,縮小單元的尺寸和重量,進一步優化電路設計。 根據尼吉康的介紹,“GYE系列”通過採用高容量陽極箔和導電性高分子材料以及優化了電解液,從而實現了高容量產品。此外,維持了現有品“GYA系列”的高可靠性,其規格達到了125℃ 4000小時耐高温、長壽命保證和耐濕性能85℃ 85%RH . 2000小時小時保證。不僅如此,相比常規品,額定紋波電流的容許值達到了約1.2倍。 另外,尼吉康還在CEATEC2020中展出最新開發的“UBH系列”鋁電解電容器,不僅改良了材料和製法,而且採用了低散發性能和低電阻率的電解液,從而實現了支持150℃和低ESR性能。在φ8以及φ10領域創造了行業最高級別的2000小時保證時間,還實現了低温ESR保證,因此可以讓機器具備高性能和長壽命。 此外,“UBH系列”產品和現有的支持150℃的“UBC系列” 相比,可以容納大約1.5倍的靜電容量,因此採用本產品後有望減少元器件數量和實現機器的小型化。 值得注意的是,尼吉康的產品的鋁電解電容器無需安裝固定帶,在另一個方面也節省了空間。 2、額定電壓 任何電子元器件都有自己的耐壓,額定電壓也是選取元器件的最基本。那麼超過額定電壓會怎麼樣? 對於鋁電解電容器來説,若施加超過額定電壓的電壓,漏電流會急劇增加。壓力閥作動後,被氣化的電解液快速從打開的壓力閥部位排放出去。鑑於電容器的能量與電壓的 2 次方成比例J=1/2CV²,施加電壓越高,壓力閥的作動狀態越激烈,電極之間可能會短路。請在低於額定電壓的電壓上使用電容器。 電容也會有很多高壓使用的場景,因此高耐壓產品是必不可少的。尼吉康方面便在CEATEC 2020上擴充了“GYA系列”的80V額定產品,在高電壓領域也能提供高可靠性的匹配產品,有望為進一步優化電路設計做出貢獻。 3、ESR(等效串聯電阻)和紋波電流 在理想狀態下,電容自身不會產生能量損失,甚至在大學教材中容抗可以直接用XC= 1/(2πfC)計算出來。然而實際上電容的絕緣介質損耗是不可避免的,這是因為製造電容的材料其實本身就是一種電阻,而這一等效電阻與電極、端子引線、板材、電解質、電解質(溶液/固體)等多個參數相關,非常複雜。 正因為損耗在外部,等同於串聯了一個電阻,因此才會產生這樣一個指標ESR(Equivalent Series Resistance)。那麼會有ESL,即等效串聯電感嗎?實際上是存在的,在早期的工藝中,容量大的電容很容易產生ESL,工藝提升的現在ESL基本可以忽略了,ESR的問題在現今仍然是需要引起重視的。 這是因為,ESR不僅浪費電能、產生諧振、影響品質因數Q,還會產生熱能耗P(P=1²RS),熱能耗的產生與電容的穩定性和壽命產生了直接的影響。 另一方面,ESR還與紋波電流有關,紋波電流的有效值一般和ESR產生的損耗成正比,即Urms = Irms × R。(Urms 表示紋波電壓,Irms 表示紋波電流,R 表示電容的 ESR)。換言之,在紋波電流同等的條件下,ESR越大漣波電壓也會成倍提高,最終影響的便是電容器的壽命。 當然,對於紋波電流本身這個參數,也需要引起重視。根據電流波形不同,紋波電流有着不同的計算方式,在選取鋁電解電容時候注意額定紋波電流值即可。 對於ESR,ESR參數越低的鋁電解電容器就越好?並非如此,ESR過低的電容容易引起開關電路振盪,從而再去解決電路振盪問題,因此鋁電解電容器京廣集運會在避免振盪同時儘量降低ESR。 尼吉康的鋁電解電容的低ESR化使用的是電解紙改良的一種技術,通過電解紙的低ESR化減少電容器生熱。此外,通過降低熱阻抗,大幅度提高了散熱效率。 相對尼吉康來説,固體鋁電解電容器的ESR性能最優最低,混合鋁電解電容器ESR居中,非固態鋁電解電容器ESR次之。 以尼吉康卓越的ESR性能著稱的“PCL系列”芯片型導電性高分子鋁固體電解電容器來講,今年CEATEC上尼吉康擴充了這個系列的參數型號,追加了額定電壓2.5V的產品。根據介紹,尼吉康的導電性高分子鋁固體電解電容器採用了導電性高分子電解質,不僅具有高頻領域 的卓效的ESR特性,還有出色的容許紋波電流耐性。 另外,在車載市場上,近期尼吉康也向市場額定投放量行業最高支持150℃的“PCZ系列” 芯片型導電性高分子鋁固體電解電容器 根據介紹,本產品優化了開發“PCZ系列”時採用的新技術,推出了16V、20V、50V、63V的額定電壓,還開發了低背品和長尺寸品,因此即使在以前的空白領域,尼吉康也能夠提供支 持150℃的產品。總體產品陣容的額定電壓範圍為16~63V DC、額定靜電容量範圍為12~1000μF、產品尺寸為φ 8x7 L~φ 10x12.7 L。本產品保留了低ESR、高容許紋波電流等導電性高分子鋁固體電解電容器特長,即使在高温環境下,也能選擇符合客户要求的產品。 4、高耐温和散熱 隨着電子技術的發展和算力的提升,設備也越來越熱,尤其是車載環境已經普遍達到了125℃~150℃。當然,對於工業場景來説,發熱量也越來越大,從安全性上來講,耐温越高也越安全。 值得一提的是,行業普遍認為電解電容器的壽命與工作環境温度息息相關,温度越高,壽命越短。有些工程師則認為,非固態鋁電解電容器因為內部電解液會蒸發或化學變化,隨着時間增加ESR會逐漸增大,電容性能會劣化。 實際上,通過温度曲線來看,鋁電解電容器的tanδ、等效串聯電阻(ESR)、阻抗是伴隨着温度和頻率而產生變化。 通過尼吉康的鋁電解電容器產品來看,耐温範圍基本均可在125℃~150℃上進行選擇。另外,尼吉康的鋁電解電容本身的散熱結構上也有助於自身散熱,更加提高了可靠性。 5、使用壽命 不得不説,電容器其實是電路中最容易壞的部件,在穩定性要求越來越高的現在,使用的壽命越長,二次更換成本越低。 上面也提到,ESR、温度、電介質(固態、液態、混合態)這些參數都會影響到鋁電解電容器的壽命時長,使用壽命可謂是綜合了所有參數的最終參數,在選用時需要重點關注。 當 鋁 電 解 電 容 器 的 靜 電 容 量 變 化 率、 損 耗 角 正 切(tanδ)、漏電流超過規定值或外觀發生明顯異常時,判定其達到壽命。温度、濕度、振動等因素影響鋁電解電容器壽命,尤其是温度的影響最大,温度越高,壽命越短。 以尼吉康產品為例,壽命普遍在1000小時以上,最長甚至可以達到4000小時或8000小時。 6、充放電 電容器本身擁有儲能的特性,因此充放電性能也是值得關注的一條關鍵信息。特別是在充放電過程中的短路問題,非常影響使用中的穩定性。尼吉康方面則通過特殊的結構解決了快速充放電的短路問題。 另一方面,超級電容器是新型儲能裝置的一種。,種超級電容器的區別實際上在於電解電容器的電極材料上,成為介於電容和電池之間的一種產品,極大的容量完全可以充當電池使用。 電氣雙層電容(EDLC)便是超級電容中的一種,在充放電過程中完全沒有涉及物質變化,充電時間短、使用壽命長、温度特性好、節約能源和綠色環保等特點,但EDLC的能量密度低至7Wh/kg,在體積上不具有優勢。 尼吉康則在此前推出了“SLB系列”小型鋰離子可充電電池,這是一種通過採用鈦酸鋰(LTO)作為負極實現的小型鋰離子充電電池,也是超級電容的一種。擁有高倍率快速充/放電性能、接近電容器的高輸入/輸出密度、10C下超過25000回充放電循環的長壽命、-30℃下工作的低温特性等優勢。通過採用株式會社東芝的SCiB™技術開發出同時擁有高功率密度和能量密度的小型鋰離子可充電電池。 而在CEATEC 2020上,“SLB系列”小型鋰離子可充電電池的型號擴充到了φ8、φ12.5 尺寸品,可以用在更大容量的需求上。 總結 鋁電解電容器需要關注的指標非常多,而尼吉康則化簡為繁,直接為客户帶來了很方便的選擇方法。藏在其中的,是腐蝕技術、電解液技術、仿真解析技術、誘電體氧化皮膜技術、鋁電解電容器異常電壓對應技術、高壓用鋁電解電容器低温特性改善品、105℃ 800V對應電解液開發技術等。而最為需要注意的便是,尼吉康的生產是從原材料開始的,因此才得以如此堅固耐用。 在工業4.0的大背景下,所有的器件都在不斷跳代升級,鋁電解電容器亦如此,對於小小的電容器來説小型化、耐温、耐壓、低ESR、固態化已逐漸成為行業要研究的重要課題。

    時間:2020-11-15 關鍵詞: 尼吉康 鋁電解電容

  • 把握新時代,英飛凌以eSIM全力驅動物聯網創新

    把握新時代,英飛凌以eSIM全力驅動物聯網創新

    眾所周知,SIM卡是移動通信中不可或缺的組成部分。但是,隨着物聯網時代的到來,智能終端的設備類型和應用場景越來越多,這種傳統的插拔式SIM卡已經無法滿足物聯網各種極端條件下的通信要求了。在此背景下,eSIM技術應運而生,許多京廣集運都推出了全新一代的eSIM解決方案。 那麼,eSIM具有哪些優勢?這一技術又是如何推動物聯網發展的?作為京廣集運,應該如何提升物聯網應用能力?帶着這些問題,21ic中國電子網記者採訪了英飛凌科技數字安全解決方案事業部大中華區物聯網安全產品線區域市場經理劉彤女士。 擁抱eSIM技術,引領新時代發展 或許大眾消費者對eSIM還不太瞭解,下面先給大家科普一下什麼是eSIM? eSIM是Embedded-SIM的縮寫,即嵌入式SIM卡。簡單來説,就是將傳統的SIM卡直接嵌入到設備芯片上,而不是作為獨立的可移除零部件加入設備中,用户無需插入物理SIM卡。這一做法在硬件上減少了卡槽空間,讓產品的抗震性、耐高温和可靠性更強,因此eSIM卡具備低成本、更小體積、高穩定性、一號多終端、使用便捷與安全等諸多優勢。 據劉彤介紹,作為全球最大的eSIM供應商,英飛凌在過去的幾年裏,針對物聯網碎片化、場景化、定製化等特點,推出了全面而完整的解決方案組合,能夠滿足不同應用的需求,這裏最值得一提的就是OPTIGA™ Connect eSIM解決方案。 該解決方案是一款面向移動消費終端的5G eSIM一站式解決方案,基於英飛凌成熟的SLC37安全芯片,支持主要移動運營商的配置文件,並且具備遠程SIM卡配置功能,可提供最大至1.2 MB的可用內存,供用户存儲運營商的配置文件、數據及其它應用。 圖:英飛凌科技數字安全解決方案事業部大中華區物聯網安全產品線區域市場經理劉彤 在談及產品亮點時,劉彤驕傲地説:“我們的OPTIGA™ Connect eSIM解決方案具有兩大核心優勢,首先在符合GSMA最新規範的同時,還支持最新的5G規範的產品,並且通過了業界最高標準CC EAL4+的安全認證。當然,封裝也是非常小的,這是基本性的優勢。”據悉,該解決方案超小型封裝尺寸僅為2.9 mm x 2.5 mm x 0.4 mm,有助於實現嶄新的設計,特別適用於印刷電路板空間非常敏感的終端。 “其次就是易用性,可以提供端到端硬件和軟件統包的一站式解決方案,並且在IOT的解決方案預置初始碼號。這是我們充分跟客户溝通,理解了市場上用户的需求和痛點,幫助客户切實解決的問題,這也是我們最大的優勢。”劉彤談道。 符合GSMA安全需求並通過CC EAL4+的測試,意味着這一解決方案配備了堅固耐用且值得信賴的安全保障,因而能夠確保敏感數據和密鑰的安全,防止欺詐;同時,全面支持從3G到5G的所有GSMA標準,可以安全地面向所簽約的運營商網絡進行登網鑑權。英飛凌通過將硬件和軟件整合到一個易於集成的系統中,幫助製造商高效地開發產品設計,降低eSIM集成工作量,加快將產品推向市場。 市場增速明顯,物聯網將成主戰場 如果説SIM是移動互聯時代的物種,那麼eSIM就是專門為萬物互聯時代量身打造的嵌入式集成芯片。在劉彤看來,物聯網無疑是eSIM的重要應用市場之一。 對此,劉彤給出了進一步解釋:“從物聯網領域來看,這一應用可以細分成三大類,首先是車聯網,比如車規級eSIM用於前裝T-box,為車主提供方便的導航、緊急呼叫、OTA下載等功能。隨着5G的發展,V2X車路協同等應用對於智能化、網聯化提出了更高的要求。打個比方,將來的汽車可以想象成是四個輪子的智能手機。” “其次是工業物聯網,比如能源管理、水電氣三表、資產追蹤等引用。第三是消費級物聯網,比如可穿戴市場,今年疫情以來,大眾對於健康越來越重視,很多智能手錶都推出了健康監控功能(所謂手腕上的醫生),還有運動手錶的銷量也越來越多,很多人跑步健身的時候都會帶着有通話功能的運動手錶,而不是手機,另外兒童手錶也是重要的應用。” 隨着物聯網的風口越來越近,未來百億級別物聯設備的安全連接都要以eSIM作為基礎。根據英國市場研究機構ABI Research此前發佈的數據顯示,2011-2014年,eSIM出貨量分別達到460萬、700萬、1000萬和1700萬,呈現加速增長態勢;與此同時,eSIM隨着M2M設備的配售率也在逐年上升,2011-2014年分別為13%、17%、22%和28%。預計2020年,eSIM智能手機出貨量將突破2.25億大關。不難看出,eSIM技術在智能終端設備上的應用日漸增多。 另外,ABI Research還預測,到2024年的時候,內置eSIM的消費電子設備將達到6.44億,其中智能手機約5億;而在M2M、物聯網領域,eSIM設備也有望達到2.32億(年複合增長率18%),其中超過1億來自汽車。可以預見,隨着5G的到來,物聯網行業面臨的功耗高、帶寬速度慢,以及成本高等阻礙也將得到有效解決。未來,eSIM卡將隨着5G和物聯網行業迎來爆發期。 深化戰略合作,實現共贏新局面 鑑於eSIM巨大的市場潛力,英飛凌在推廣eSIM類產品的大規模落地方面採取了一系列措施。 在採訪中,劉彤表示:“我們看好eSIM在全球發展前景,同時中國在5G和物聯網領域都處於世界領先地位,我們更加看好eSIM在中國的市場前景。目前,英飛凌的eSIM解決方案在中國已有落地,在主流車廠裏面,大部分高端汽車前裝T-BOX都會用到我們的車規級eSIM芯片,還有一些IoT設備、智能可穿戴設備,以及智能手機產品等也有采用英飛凌的eSIM芯片。” 此外,為了支持全球網絡連接,英飛凌也一直在與全球大大小小的運營商進行深入合作。“比如,我們和印度運營商——塔塔通信進行合作。塔塔通信是全球領先的電信解決方案供應商,它也是非常看好eSIM市場,近年來不僅投資建立了MOVE™ eSIM Hub平台,還投入了大量資源和人力到這個領域。”劉彤介紹説。 據悉,英飛凌的解決方案預置了塔塔通信的MOVE™ eSIM輔助程序,可以支持製造商在全球範圍內無縫、安全、可靠地採集、傳輸和管理物聯網數據。目前,英飛凌OPTIGA™ Connect eSIM解決方案已在全球200多個國家和地區實現了預集成式網絡覆蓋。 此外,由於塔塔通信與全球640多個移動網絡運營商(MNO)建立了合作關係,因此製造商無需與不同國家的移動網絡運營商簽訂數以百計的本地連接協議,而是可以直接通過與塔塔通信的單一的全球連接協議實現設備聯網。這極大簡化了產品管理降低成本,並大幅加快了將產品推向市場的步伐。 總之,隨着物聯網設備的逐步興起,越來越多的設備製造商、運營商、物聯網企業和科技企業正在加入到eSIM生態中來。尤其是在5G時代,無論消費級應用,還是物聯網應用,都迎來了全方位的爆發,因此eSIM更是大有用武之地。作為全球領先的半導體公司,英飛凌將以eSIM全力驅動物聯網創新。

    時間:2020-11-12 關鍵詞: 移動通信 物聯網

  • 劇透!圍繞生態和體驗,華為HMS亮出多款“殺手鐗”

    劇透!圍繞生態和體驗,華為HMS亮出多款“殺手鐗”

    10月30日,隨着新一代高端旗艦手機華為Mate40系列在國內正式發佈,華為在原有的基礎上又新增了部分產品。 為了搶先了解這些新產品,近日21ic中國電子網記者採訪了華為消費者雲服務副總裁譚東暉,以及華為消費者雲服務營銷總監張海蓓,讓我們來看看他們是如何介紹這些創新應用的。 堅持雙輪驅動,打造全場景智慧生態 1、決定成功的三大要素 對於華為來説,HMS生態的推出,可以看作是其終端“從硬件轉向軟硬一體”的標誌。 據譚東暉介紹,華為所打造的是一種軟硬件雙輪驅動的全場景智慧生態,這其中包括兩大部分,一個是硬件生態,另一個是以HMS為核心的應用生態。“生態驅動着我們整個華為在消費者業務的全面發展,我認為,評價一個生態是否成功主要有三大要素:第一是生態的規模,強調的是數量上的特徵;第二是生態的質量,也就是説有多少生態是基於自己系統平台的;第三是生態的發展潛力,包括效率和創新兩個方面。” (華為消費者雲服務副總裁譚東暉) 為了證明華為HMS生態已經取得了較好進展,譚東暉以AppGallery、HMS Core 5.0和五大根服務引擎為例,分別從規模、質量、發展潛力三個維度進行了説明。 首先,在生態的規模上,華為AppGallery應用商店精選上架了眾多本地化品質應用,服務全球170+國家/地區的華為終端用户,融合了歐洲、拉美、亞太、中東、非洲等多區域熱門流行應用及服務,覆蓋全場景終端設備。截至2020年9月30日,華為AppGallery應用商店的月活用户超過5億,吸引了全球200多萬開發者,現已成長為全球Top3的應用商店。 其次,在生態的質量方面,HMS Core 5.0全面開放了華為“軟硬件+雲端”的各項創新能力,其能力開放覆蓋應用服務(App Services)、圖形(Graphics)、媒體(Media)、人工智能(AI)、智能終端(Smart Device)、安全(Security)、系統(System)七大領域,構建了極為豐富的服務體系,從而為華為終端用户帶來了更多更好的全場景智慧生活體驗。 截至目前,HMS Core 5.0已經開放了56個Kit,以及12981個API。可以説,這個發展進度是十分驚人的。 再則,從生態的發展潛力看,華為面向全球全面開放了支付、廣告、瀏覽、地圖、搜索五大根服務引擎,使能開發者應用體驗創新和商業變現。這其中,地圖引擎(Petal Maps)和搜索引擎(Petal Search)對華為贏回海外市場起着關鍵作用。 譚東暉認為,未來信息流對於生態發展是非常關鍵的。從某種意義上説,地圖是一種空間的信息組織,而搜索是時間維度的信息組織,所以地圖引擎和搜索引擎是未來信息流技術上的重要根基。“我們一定要把HMS生態的發展潛力做紮實,而我們要做的就是把華為的創新能力賦予到這些引擎裏面,使開發者能夠享受到這種創新成果。” 2、走差異化的發展路線 在採訪中,記者還了解到,華為推出的這些生態產品之所以能夠獲得較高的粘度,主要得益於差異化服務。 對此,譚東暉談道:“其實華為在做HMS生態的初期就決定必須要有差異化的產品和服務。多年來,華為在通訊領域的積累,以及軟硬件能力的開放,就是我們打造差異化的競爭優勢。” 以搜索引擎為例,其差異化主要體現於三個方面:一是遵循移動優先的原則,即首先針對移動設備設計,然後調整使它適應桌面設備;二是搜索模式的轉變,即從傳統的單模式搜索轉向跨模式多模態搜索;三是注重本地化服務,即從本地用户的實際需求出發,結合本地的服務進行創新的搜索體驗。 3、注入更多的後備力量 除了此次全新發布的應用之外,華為還為廣大用户帶來了更多驚喜。 “其實我們還有很多的‘殺手鐗’業務,包括河圖技術、精確定位、隔空操作、隱私安全,以及導航提醒等等。在前端的軟件,我們做了很多儲備,我們相信這些產品與應用將是一種探索未來世界的新方法。”譚東暉在採訪中表示,“不管是AppGallery,還是Petal Search,亦或是Petal Maps,其目的都是希望能給廣大用户帶去更美好的數字生活體驗。” 注重體驗創新,構建美好數字生活 為了突破極致,華為在終端雲服務體驗創新方面做了不少努力。據張海蓓介紹,隨着10月30日Mate 40系列的正式發佈,華為在原有的基礎上又新增了部分產品。“雖然此次新增的產品數量並不是很多,但是在每個產品上面,我們都會持續做創新,特別是體驗方面的創新,以及跟我們生態夥伴各種能力的融合。” (華為消費者雲服務營銷總監張海蓓) 據悉,此次與華為Mate 40系列一同發佈的還有會員權益禮包、AR地圖2.0、華為主題電影模板,以及天際通境外5G上網等終端雲服務體驗升級。另外,華為主題、華為音樂等終端雲服務應用也為手錶、音箱、車機等全場景終端帶來了更多智慧生活體驗。 1、會員權益禮包 為了持續給新老用户提供更多更好的服務,每年伴隨着旗艦新機的發佈,華為終端雲服務都會推出相關的權益禮包,其目的就是讓大家能夠第一時間嚐到鮮。用户只需打開“會員中心”,即可領取華為Mate40系列會員權益禮包。 2、華為錢包 為了突破傳統支付的束縛,華為不僅推出了全場景的支付體驗——華為錢包,同時還創新推出了華為手機用户的專屬信用卡Huawei Card。 據瞭解,華為錢包支持交通卡、銀行卡、手機eID(公民網絡電子身份標識)、門鑰匙、會員卡、工卡等多種鑰匙及卡、證刷卡服務;而Huawei Card已經在全國近50個城市開通了服務。 在採訪中,張海蓓還透露説:“未來,華為錢包還將與萬科物業公司展開合作,計劃在2020年底前,對全國近3000個社區推出智慧社區的體驗,致力於為小區業主提供華為手機一碰開門、快遞通知等便捷功能和貼心服務。” 3、華為AR地圖2.0 此次發佈的AR地圖2.0通過軟硬件一體的協同調優,進一步提升了視覺定位精度、速度,以及AI識別準確率,為消費者打造了更為流暢且逼真的AR體驗。 而繼敦煌莫高窟之後,用户還可以在北京坊、上海南京東路、深圳萬象天地等熱門商圈,用Mate 40系列等手機體驗AR增強現實效果。 4、華為瀏覽器 據張海蓓介紹,其實華為瀏覽器並不是一款新產品,但此次推出的網頁翻譯功能,可以自動識別頁面中的語言,並將網頁翻譯為用户選擇的目標語言。這意味着,用户無論身在國內,還是身在國外,當使用瀏覽器信息的時候,都能輕鬆地實現語言的切換。目前,華為瀏覽器已支持49種語言互譯,可讓用户輕鬆瀏覽外文網站,迅速掌握全球資訊。 值得關注的是,在隱私安全方面,華為瀏覽器還能阻斷跨網站的數據跟蹤行為,阻止第三方收集用户的網絡行為和習慣,為用户提供更舒適的上網體驗。 5、華為音樂 華為音樂的聽歌識曲功能,可以讓Mate 40系列用户在觀看短視頻、直播等應用的過程中,通過浮窗對背景音樂歌曲進行快速、連續識別,並且可以自動生成歌單,方便大家在體驗的過程中第一時間get到自己喜歡的歌曲。 6、查找設備 查找設備APP支持快速定位查找智能手機、耳機、眼鏡等華為終端設備,並可進行設備鎖定、遠程播放鈴聲及擦除數據。目前,該功能支持FreeBuds Pro、FreeBuds Studio、GENTLE MONSTER Eyewear II等配件設備,用户在使用時,需要在EMUI 11及以上版本運行。 7、HMS for Car 此外,華為今年還有一個新突破的生態進展,那就是HMS for Car。據瞭解,HMS for Car是華為終端雲服務打造的智慧車載雲服務解決方案,旨在將華為智慧助手、華為應用市場、快應用中心、華為視頻、華為音樂等終端雲服務應用的豐富體驗帶給智能汽車用户,從而提供更豐富更智慧的出行服務。 最後,關於體驗創新,譚東暉還提到了三個關鍵詞:一是UFU(User Experience from User Feedback),即用户體驗來自於用户反饋;二是OMO(Online merge Offline),即線上線下一定是融合發展的;三是L2L(Lab to Life),即把實驗創新原型推進到現實環境中去體驗與改進。 “我相信,只要堅持UFU、OMO以及L2L,讓整個運作機制變得順暢起來,就能夠把我們的體驗,包括未來產品做得更加優秀!”

    時間:2020-11-01 關鍵詞: 華為 智能手機 AI 5G

  • 擎起邊緣計算大旗,看恩智浦如何賦能產業升級

    擎起邊緣計算大旗,看恩智浦如何賦能產業升級

    隨着5G時代的來臨,邊緣計算在全球受到空前關注。物聯網、互聯汽車和工業數字化應用日益增多,延遲、隱私和帶寬成為了關鍵的限制因素,而邊緣計算更加貼近數據源頭,從而有助於解決這些問題,因此備受關注。 日前,恩智浦舉辦邊緣處理業務2020媒體溝通會,介紹了恩智浦在邊緣計算技術方面的創新成果及投入,並展示了在數字化變革大潮下,邊緣計算將展露的巨大價值,21ic為您帶來最新報道。 EdgeVerse平台整合嵌入式處理、安全及軟件方案,加速邊緣賦能 從個人電腦、移動設備再到邊緣計算的發展過往中,邊緣計算被稱為第五代計算潮流。它可以體現在生活中的方方面面,包括居家、辦公、城市、工廠,能夠使智能生活、電子生活更加安全,並提高生產效率。 在Gartner發佈的“2020年十大戰略技術趨勢”中,邊緣賦能被列為了趨勢六。到2023年,網絡邊緣的智能設備數量可能是傳統IT領域的20倍以上。 在邊緣處理的廣闊市場上,恩智浦已進行了周密佈局。 恩智浦推出EdgeVerse平台,將全球全面的邊緣計算產品組合聚集在一個EdgeVerse平台上,包括可擴展嵌入式處理、安全、軟件和整體解決方案,旨在加速邊緣計算。 EdgeVerse平台下的具體處理器產品包括恩智浦 i.MX 嵌入式處理產品組合和 Layerscape 應用處理器、LPC 和 Kinetis 微控制器、i.MX RT 跨界處理器,以及車用微控制器和處理器。從單一的DMIPS一直到20萬級以上的DMIPS,恩智浦的軟件能夠循環使用並提供非常易用的產品幫助客户迅速地將產品推向市場。 萬物互聯的時代,安全成為頭等大事。例如,數據泄露事件導致的品牌聲譽受損,包括隱私入侵、關鍵數據被竊及非法入侵和訪問等,政府的監管部門以及行業的安全認證發揮非常重要的作用。恩智浦在安全領域擁有非常悠久的歷史,在銀行業、電子政務以及金融交易方面擁有出色的安全性。 EdgeVerse平台下還包括EdgeLock安全產品組合,恩智浦充分利用自身能力提供邊緣的可擴展的全面的安全產品,同時提供分立式及集成的產品。此外,現在還推出了認證的EDGELOCK ASSURNACE,為安全標準非常高的器件及恩智浦的合作伙伴進行全球最高水平的安全水平認證和服務。恩智浦的安全性能現已達到非常高的水平,如達到了PSALevel2、CC等及其他安全認證。 通過提供工具和引擎,幫助推動機器學習、推理和輕鬆實現雲連接,激發和簡化邊緣人工智能。EdgeVerse 平台包含恩智浦的 eIQ 機器學習軟件開發環境、Immersiv3D 沉浸式音頻解決方案和 EdgeScale 設備管理平台,恩智浦客户可配合現有模型使用,或者快速設計、培訓學習和優化新模型,在恩智浦全線產品組合中進行部署。 恩智浦的邊緣處理應用主要分三類:第一類網絡邊緣主要支持5G本地網絡及數據集成。第二類工業邊緣包括工廠自動化、基礎設施、交通運輸、醫療等。第三類物聯網邊緣包括智能家居、消費及可穿戴領域。 恩智浦邊緣計算技術在各行各業的應用 在恩智浦強大的EdgeVerse平台幫助下,邊緣計算已賦能各行各業:物聯網、工業、5G及數據中心。 恩智浦的IoT業務主要關注於四個關鍵領域,包括個人設備、智能家居、智能家電以及新興消費類和零售。恩智浦在物聯網領域深耕多年,具備行業領先優勢。 例如,在家居環境中,智能設備隨處可見。睡覺時,智能設備守護着家裏的安全、監測人們的睡眠讓人們感到更舒適、在人們起牀後協助人們烹飪讓做家務變得更輕鬆。在智能家居應用方面,恩智浦推出了多樣化的解決方案。以洗衣機為例,它集合了恩智浦的多種技術,包括MCU、MPU、NFC、Wi-Fi等,可以讓人們在地鐵上就開啓家中的洗衣機洗衣服務。 在工業邊緣領域,恩智浦的重點應用市場主要分佈在四個方向:工廠與流程自動化、建築與能源、醫療保健以及交通運輸。 恩智浦在TSN技術上的領先優勢詮釋了其發展工業物聯網和工業互聯的決心。恩智浦應用層的通用軟件可以支持不同的產品,包括MCU和高性能的MPU。在TSN市場有很多的應用,比如説工廠與流程自動化、交通運輸、建築與基礎設施,恩智浦已經把TSN技術融入到三款產品當中,包括i.MX RT1170跨界MCU,i.MX 8M Plus以及LS1028A處理器。面向未來,TSN技術將會在更多產品中獲得更多應用。 在電動汽車的充電領域,恩智浦推出了很多令人振奮的產品。比如用於計量的Kinetis MCU,通過Kinetis MCU可以獲得非常高精度的結果。 恩智浦還有一系列應用於高鐵及其他城市交通的解決方案。恩智浦的解決方案應用於火車的操控、自動化、牽引變流器、火車各部分之間的通信和溝通,亦可應用於娛樂系統。恩智浦的產品壽命可長達10年至15年,滿足工業領域對温度和超過10年持續運行的需求。 在5G領域,恩智浦從天線到處理器都有相應產品提供。恩智浦的LayerscapeAccess可以支持4個應用,從CPE開始,有固定無線接入平台、分佈式單元、無線電單元和一體化的小基站,這四個平台可以滿足無論是運營商還是客户對於覆蓋的需求。恩智浦的產品線可以滿足從單核到四核到十六核的處理器需求,支持sub-6G和毫米波天線的標準。 在數據中心領域,一個非常重要的要求是效率,並考慮如何在服務器上得到最高的密度來支持應用軟件的性能。因此服務器需要關注網絡接口、網絡處理或加密處理、網絡基礎架構,並滿足最近五六年的虛擬化的需求。為此,恩智浦提供多核處理器,將網絡方面的功能融入SmartNIC加速卡,使服務器的處理器能滿足應用軟件的更高密度。 投資中國,以邊緣計算實力賦能產業升級 中國是工業應用領域的巨大市場,在5G和物聯網領域的領先地位也為邊緣計算產業發展創造了良好的產業環境。新基建的提出無疑將進一步助燃邊緣計算市場的蓬勃發展。 作為一家核心的半導體京廣集運,恩智浦堅持與中國合作伙伴一起打造合作生態,致力於與中國產業共贏。 在邊緣計算領域,恩智浦的EdgeVerse平台就能夠滿足中國提出的數字化網絡建設的七個重點領域中的六個:第一是人工智能,EdgeVerse產品能提供非常易用的機器學習部署AI解決方案。第二是工業互聯網,EdgeVerse能夠提供非常低時延的工業化協議支持。第三是城際交通,恩智浦能夠在此領域提供全新的人機交互功能。第四是5G網絡,恩智浦提供Layerscape軟件定義的基帶以及可擴展的處理器和控制器。第五是數據中心,恩智浦針對數據中心中的IoT工作提供功耗表現非常卓越的數據分流。第六是新能源汽車充電,這個領域使用的是恩智浦的i.MX人機交互能力和跨界MCU能力。 多年持續在中國投資,目前恩智浦在中國擁有1000多名研發工程師,200多項產品開發,與中國進行研發方面的創新合作覆蓋廣泛,恩智浦已與天津大學、蘇州大學、上海交通大學等高校建立合作伙伴關係。此外,恩智浦與中國政府進行合作,在天津建立AIoT實驗室。同時在中國擁有恩智浦合資企業,開發在中國使用的安全IP。

    時間:2020-10-30 關鍵詞: 恩智浦 邊緣計算 處理器

  • 充電器設計新思路:如何減少電解電容體積?這個器件很關鍵

    充電器設計新思路:如何減少電解電容體積?這個器件很關鍵

    時下,智能手機的功能和性能越來越強大,對電源也提出了更高的要求,電池容量越來越大、充電速度也越來越快,這就需要更高功率的充電器,市場上智能手機的充電電源功率從十幾瓦、幾十瓦不斷提升,甚至達到上百瓦。在對更高功率、更快充電速度要求的同時,消費者還需要體積更小的電源。 如何在保證性能的同時,設計出體積更小的充電器? 工程師們面臨着多方面的挑戰: 一是縮小體積後帶來的温升問題,二是增加開關頻率縮小變壓器體積所帶來的EMI問題,不利於產品的最終量產,三是電源的功率與電容的容值相關,而電解電容的大體積不利於製造更小的充電器。 為此,Power Integrations公司(以下簡稱PI公司)推出了一款可以應對以上問題的MinE-CAP IC,從名字上來看,意思就是最小化電解電容的IC。MinE-CAP IC採用了PI公司獨有的巧妙設計,將離線電源所需的高壓大容量電解電容器的尺寸減半,使得適配器的尺寸最多縮小40%。 MinE-CAP IC允許設計人員在很大一部分儲能中主要使用低電壓額定電容,這樣可以使這些元件的體積隨電壓線性縮小。從上圖中可以看出,使用兩顆160V低耐壓的電解電容取代部分400V高耐壓的大電解電容,體積得到了明顯縮減,同時電容容量由原來的100微法提升到116微法。 之所以能做到這一點,得益於其中的奇妙設計:MinE-CAP器件可利用PowiGaN™氮化鎵晶體管的小尺寸和低RDSon,根據交流輸入電壓條件,主動、自動連接和斷開大容量電容網絡的各個部分。使用MinE-CAP的設計人員可選用交流高輸入電壓所需的最小高額定電壓大容量電容,並將大部分儲能分配給低壓電容,這些電容由MinE-CAP提供保護,直到在交流低輸入電壓下需要時為止。這種方法可大幅縮小輸入大容量電容的尺寸,而不會影響輸出紋波、工作效率或無需重新設計變壓器。相比傳統的增加開關頻率降低體積的做法,創新的MinE-CAP IC不僅可以大幅縮小電源的整體尺寸,同時還能減少元件數,降低EMI,並且避免與高頻設計相關的變壓器/箝位損耗增加的挑戰。同時,MinE-CAP IC的創新設計還可以去掉啓機期間用於浪湧電流限制的NTC。除了智能手機充電器,它還適用家電、電動工具、照明和汽車的市場。對於一些需要超寬輸入電壓範圍電源的應用市場,MinE-CAP IC也非常適用,例如:不穩定的電網電壓地區的應用等。MinE-CAP採用微型MinSOP-16A封裝,可與Power Integrations的InnoSwitch™系列電源IC無縫配合,所需外部元件極少。

    時間:2020-10-30 關鍵詞: 充電器 電解電容 powerintegrations

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