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国内首次解读,IIoT背后潜伏的游戏规则颠覆者
2019-04-25
国内首次解读,IIoT背后潜伏的游戏规则颠覆者 摘要:工业控制器等设备有没有可能也贴上“开放”的标签?有没有可能朝着接口开放化、硬件标准化、软件通用化、网络智能化的方向迈进?UAP是其中的一次前瞻性尝试,本文将是国内首次为你揭开UAP的面纱。 关键词: 物联网 工业互联网。 工业互联网想要落地,眼下之急,是很多割裂和壁垒亟待克服。 比如在通讯领域,为了解决标准以太网具有不确定性、无法用于工业现场的弊病,各个公司都开发了自己的专属现场总线或者工业以太网通讯协议,但彼此之间互不兼容,造成了明显的市场割据。 TSN和OPC-UA等技术体系的快速发展,实现了通讯标准与技术服务商的解耦,扩展了通用化组件的应用范畴。     其实在工业界,还有更让人头痛的隐疾。 典型的工业控制器,比如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)的操作系统都是异构的、I/O输入输出设备也是异构的,各个供应商的专有架构很难融合。 因此工业企业大多“住在”一个由不同供应商使用特定软硬件创造,需要耗费额外的资源和财力管理各种不同设备的异构环境中。 工业控制器等设备有没有可能也贴上“开放”的标签?有没有可能朝着接口开放化、硬件标准化、软件通用化、网络智能化的方向迈进? 面对这样一个虽艰险但诱人的方向,革新的势力正在默默探索和推进,UAP(Unified Automation Platform,统一自动化平台)是其中的一次前瞻性尝试。 本文将是国内首次为你揭开UAP的面纱。   UAP解决什么问题? 精通工业控制需要身怀各种绝技。因为在大型工业控制系统中,往往存在数百甚至上千个异构的硬件模块单元,他们分别来自不同自动化厂商。 西门子、施耐德、三菱、欧姆龙…他们使用的操作系统五花八门,比如各种经过裁剪的实时操作系统,VxWorks、Lynx、QNX、RT-Linux…还有Windows Embedded。 各家的编程软件也不相同,比如西门子用TIA Portal、施耐德用Unity、TwidoSuite、罗克韦尔用Studio 5000、三菱用GX Developer、欧姆龙用Sysmac Studio。 这些控制器担任着工厂生产线上“大脑”的重任,可以说是自动化的稳定性之基础和智能化之核心。如果把“Opening Soon”摆在一贯显示“We’re Closed”的控制器出没的地方,总有一种违和感。     人为制造的割据势力,令工业控制器很长时间内无法冲破传统的封闭架构,触及到开放融合和敏捷开发带来的红利。 因此,推进UAP统一自动化平台的好处是显而易见的: 首先,控制器最大限度的采用通用化的硬件,尽可能解除了传统专用设备的绑定和局限。 其次,工程不再需要依赖任何特定的硬件和拓扑,实现硬件与软件解耦,两者相互独立。工程师只使用一种工具就能配置所有的控制应用、HMI/SCADA系统和I/O连接,为工业互联网IIoT应用程序提供所需的基础 架构。控制器相关的软件和程序可以实现规模化管理,尤其在迭代或升级过程中,降低成本和提高效率。 最后,通讯走向标准化,通过南向接口,化解来自不同供应商组件之间的互操作性难题;通过北向接口,开发丰富的应用和服务,创造将云原生、DevOps等IT技术融入OT的可能性,享受由工艺技术更新和工业互联网带来的各种创新。     想象一下,工业自动化金字塔架构中的控制层,也就是PLC和DCS出没的领域,将变得越来越开放。这种变化无疑是颠覆性的,对于传统自动化厂商来说,这并不是好消息。因此中小玩家,根本无力撼动这个固化的市场。 UAP之所以值得关注,因为其背后的推动者是主流厂商,施耐德。 根据Contemporary Control的报道,1968年,作为相近时期PLC的发明者之一,Dick Morley及其团队研制成功并推出了全球第一台PLC--莫迪康084,打造了工业自动化史上最重要的发明之一。后来,施耐德收购莫迪康品牌,联手创造了多款经典PLC产品。 如今,施耐德默默的推进UAP这个大胆的想法,相关研发尚处于静默期,据悉2020年左右将会逐步推向市场。 根据国内工业自动化市场的发展历程,上世纪80-90年代为PLC等产品的导入期,2000年前后PLC迎来高速增长期,按照PLC普遍10-15年的生命周期,未来3-5年将迎来PLC和DCS更新换代的高峰,也将是UAP等新技术发展的重要窗口期,将对行业格局产生深远影响。     根据公开信息显示,施耐德的这项秘密计划尚处探索阶段,该公司选择率先从流程工业起步,经由开放过程自动化架构OPA(Open Process Automation)落地,数年之后才会逐渐扩展到离散工业,演进为贯穿整个自动化领域的UAP。 OPA的进展如何? 读懂了OPA,便读懂了UAP。 为什么选择从流程工业起步?这里借鉴上海工业自动化仪表研究院彭瑜老师的观点,“离散”的招数,“流程”早就见过了。他曾经提及美国工业圈的一种说法:在实现工业4.0的进程中,流程工业已经在飞行,而离散制造业还在办登机手续。以OPC UA技术为例,最早就是运用于流程工业,并取得显着成效后才被引入离散制造业。因此从流程工业起步,是一种可行且靠谱的做法。 施耐德和埃森克美孚,作为开放过程自动化社区OPAF的核心成员,致力于推进OPA架构,标准化现场设备的基本输入输出,及监管控制功能块的执行。OPA的成功需要调动最广泛的力量,目前OPAF社区已有超过110个成员,包括最终用户、软硬件供应商、系统集成商等。 为什么美孚也是开放自动化的重要力量之一?因为油气项目普遍非常庞大,工厂历史悠久,各个“朝代”的控制系统迭代周期不齐,老旧和新秀系统并存,面对成百上千的异构控制设备,流程行业比谁都头疼。同时因为使用量大,话语权亦强,实现的效益有利于锁定在企业内部。 OPAF正在进行的工作,运用最新的云计算技术重新定义DCS和PLC,还包括与优化运营密切相关的先进控制和MES。从2016年启动至今,现在开放过程自动化OPA架构已经从概念阶段,进入技术原型项目的落地阶段。 项目中的功能主要通过DCS和PLC控制器来实现,这些不同大小的控制器每个可以支持大约100-1,000个功能块。美孚认为自动化系统应该力求“极简”,使用更多、更紧凑的分布式控制器。这些小型化的硬件设备每个可以控制1-2个闭环,从而创建用于流程自动化的微型服务。 OPA系统架构图 此次原型项目的目标在于,基于标准的OPA架构,验证软硬件的解耦、应用程序开发与执行相互分离的可行性和先进性。证明了多厂商设备无需借助网关或转换器,完成互可操作的可行性。支持在厂商之间无需修改底层逻辑,自由更换组件的可行性、配置和应用的可移植性,以及应用开发的灵活性。 参加OPA验证项目的厂商包括:R. STAHL、施耐德、英特尔、NXT(被施耐德收购)、ABB、AspenTech、ANSYS以及Wind River等。     尤其值得注意的是在2017年被施耐德收购的NXT,该公司是基于IEC 61499标准的自动化解决方案提供商。IEC 61499标准虽然并不广为所知,但其对应的是当今几乎全部应用中的分布式自动化系统,实现了硬件与软件的分离。NXT把所有相关的自动化任务,集成于一个统一的方案之内,可以说打造了一款最为高效、最节约成本的分布式自动化架构工程工具。 新的NXT软件现已集成到施耐德的新一代物联网架构EcoStruxure中,作为边缘控制层的一部分。据闻,施耐德正在考虑是否将NXT软件开源,以获得更为广泛的应用。 软件正在吞噬世界,工业领域的研究机构ARC Advisory Group对OPA的前景持有相当乐观的态度。ARC分析师认为,开放是一个必然趋势,OPA整合了工业控制领域的各种开放力量,这种整合代表了新技术从独立摸索走向商业化融合落地阶段的转变。 ARC资深咨询专家Harrry Frobes评论说:“自从在1970年代PLC和DCS进入自动化领域之后,控制层的自动化硬件和软件结构从没变动,一直围绕着捆绑式的自动化硬件和软件在演进。这与1970年代的小型计算机市场非常类似:当时,几乎每一个小型机的供应商都是以硬件软件捆绑的应用方式和软件工具,以及自己的渠道伙伴和软件供应商进入和占领市场。OPA已经对这一高度垂直集成的业务模型形成威胁,极有可能使其接近它使命的终点。”   难度有多大? 铁打的趋势,流水的领域。与工业OT领域的演进模式雷同,CT领域的“基站”正处于从封闭到开放的转折点上,若提取两者的“公约项”进行得失分析,则颇具借鉴价值。 2018年6月,全球知名的5家运营商共同签署文件,成立O-RAN联盟,后来扩展到12家。其目标是推动Open RAN,即无线接入网设备的接口开放化、硬件标准化、软件开源化和网络智能化。这一做法让CT领域可以利用通用器件的规模效应,降低基站硬件的综合成本,同时激励软件和硬件创新。 一石激起千层浪,围绕O-RAN的创新产品不断涌现。随着Open RAN的持续推进,2019年2月底,中兴通讯宣布与中国移动研究院签署O-RAN开放智能无线网络研究合作备忘录。 虽有不少厂商在积极推进Open RAN,但目前的解决方案大多停留在demo阶段,离真正商用还有较长的路要走。 UAP相比O-RAN,其实现难度有过之而无不及。 首先,O-RAN的主要推动力量是运营商,具有充足市场话语权和前期投入的财务实力,但在推进中仍遇重重困难。而UAP不仅技术本身面临很多不确定性,且背后的推动助力并不那么“强势”,它是否能够取得业界知名企业的广泛支持,以及能否顺利推进,还属未知。 其次,O-RAN和UAP同样推崇硬件的通用化,颠覆原有的市场格局,让更多的新生力量参与角逐。但工业领域对硬件可靠性和稳定性的要求较高,一般的中小玩家很难入局,即便产品面世也还需要经历长期的业界严格测试,才会获得这场高配游戏的入场券。这个少则5年,普遍8-10年的漫长市场准入周期,并非一般玩家所能承担。 再次, UAP意味着硬件的差异化迅速缩小,自动化厂家需要通过应用和服务实现商业价值。而工业领域对于开放型生态的建设刚刚起步,开发者数量严严严重不足,几乎没有企业能够做到DevOps,人才缺口或又成为企业创新的一大挑战。 最后,工业界有自己的演进步调,UAP的推进策略和节奏尤为关键。虽然从流程工业起步是个不错的开端,但其中的关键技术是否成熟,各个阶段的研发成果是否能够顺利发布,落地项目是否能够达到市场预期,还需要建立清醒的认识,用事实说话。     硬件的标准化、软件的通用化…很多在IT领域看似轻而易举的事情,放到CT或者OT就变成难于上青天,这与行业本身对技术、对结果以及行业全局的严苛属性高度相关。 凡是有意义的事都有挑战,凡有挑战的事都要经过长长的不确定性方能层层剥开。解决工业中普遍存在的异构难题,推进控制系统的开放化,是不容置疑的发展趋势,星辰大海迟早会到达。在UAP这个充满挑战的机遇面前,有一些人已经起步,你是否看好,或者有独到见解、或更深的思考?本文小结:一小批人正在给工业控制器等设备贴上“开放”的标签,推动PLC、DCS朝着接口开放化、硬件标准化、软件通用化、网络智能化的方向迈进。作为UAP的率先尝试,开放过程自动化OPA架构已经从概念阶段,进入技术原型项目的落地阶段。UAP面临重重困难,最终能否实现,还需要建立清醒的认识,用事实说话。关于JNH官网电子JNH官网电子是国内全面的开发工具提供商, 致力于将全球最先进的软件产品引荐给国内研发型企业使用,为企业提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件工具,并致力于和客户一同提高研发、设计效率,缩短设计周期。JNH官网电子先后与arm、Altium、Ansys、QT、TestPlant、CollabNet、Parasoft以及TouchGFX等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系,并成为他们在中国区的重要分销合作伙伴。 JNH官网电子专注开发、设计、管理工具数十年,客户超过6000家,具有丰富的工具使用及客户支持经验积累,可以为客户提供从arm开发、EDA板级设计、软件编译及测试工具、结构设计工具、多物理场仿真工具以及嵌入式GUI工具等产品与服务。JNH官网电子在北京、上海、深圳设有分公司,业务遍布全国。
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ARM快速模型的诞生-让您尽早进行系统软件开发
2019-04-03
嵌入式系统的软件开发周期可能会因为昂贵的硬件开发而延迟。要在当今市场保持竞争力,工程师需要有一个在充分验证过的系统上开发的功能齐全的软件。 ? 有了ARM公司的快速模型,软件开发在芯片面市前就可以进行了。 这些指令精确的模型支持充分验证过的基于ARM系统的早期软件开发。 在ARM Profiler与Realview Debugger的协同支持下,ARM快速模型使开发人员在开发周期中尽可能早的调试和优化其应用软件成为可能。 ? ARM快速模型的特征 ? ??????对于快速执行和调试软件,其运行速度可与实际硬件相媲美 ??????操作系统的支持:支持任何操作系统,如Linux、Windows Embedded CE,Symbian ??????功能精确的ARM指令集仿真器,针对ARM CPU设计,且得到充分验证 ??????先进的ARM技术仿真,如TrustZone和VFP ??????系统外围设备模拟,如USB ,以太网,液晶显示器,键盘和鼠标 ? 模型可用性 ? RealView开发套件4.0专业版软件内置基于下面ARM处理器的快速模型: ? ARM926EJ-S ARM1176JZF-S Cortex-A8 ARM1136JF-S Cortex-R4 Cortex-A9 ? 个性化的系统模型 ? 和ARM System Generator一起使用,系统模型可以自定义为单一模型和多核系统。 通过内嵌的System Generator与ARM快速模型库, 一套全面的外设可以通过拖拽机制或System C添加到一个系统中。每个组成部分和可定制的内存有参数,系统可被模拟以直接和SoC匹配。 这些模型可以用于早期软件开发,而不需要昂贵的开发板。 ? 关于ARM: ARM公司设计先进的数字产品核心应用技术,应用领域涉及:无线、网络、消费娱乐、影像、汽车电子、安全应用及存储装置。 ARM提供的产品,包括:16/32位RISC微处理器、数据引擎、三维图形处理器、数字单元库、嵌入式存储器、外设、软件、开发工具以及模拟和高速连接产品。 ARM公司协同众多技术合作伙伴为业界提供快速、稳定的完整系统解决方案。更多有关ARM的资讯,可登陆//www.arm.com 。 ? 关于JNH官网: JNH官网电子技术有限公司是中国最全面的嵌入式开发工具,嵌入式平台、方案和嵌入式技术提供商; 是Microsoft 、Altium 、ARM、TI、Intel等的中国区战略合作伙伴。JNH官网电子致力于中国整个嵌入式产业链,在芯片级开发工具、EDA开发工具、嵌入式开发工具、嵌入式平台、方案、嵌入式软件测试工具、ODM/OEM、嵌入式培训等领域为客户提供专业、个性化的服务与支持、帮助客户及全球合作伙伴取得成功。JNH官网电子成立于2002年,总部位于深圳, 在上海,北京,香港、成都、武汉拥有分支机构. 旗下武耀博德子公司专注于嵌入式开发平台方案, 嵌入式教学实验设备研发与生产。在全体JNH官网人的共同努力下, 公司形成了覆盖中国、东南亚、北美的营销、服务网络。客户群涉及高校、科研院所、通讯、工控、医疗、消费电子、军方、航空、航天等众多领域. 服务近万家企业客户、4000多家科研单位,400多所的高等院校。 ? ?
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比图钉还小 恩智浦发布64位ARM处理器
2019-03-30
恩智浦半导体已推出了QorIQLS1012A处理器,采用非常小的封装尺寸,为消费和网络应用提供企业级性能和安全性。该芯片是一款64位ARMv8处理器,具有与网络分组加速性能和OirIQ架构信任的安全能力,典型功耗1W。该芯片所有功能集成到一个微小的9.6毫米x9.6毫米封装尺寸当中。      该芯片针对的是依靠电池运行,但需要线速网络功能的产品,包括IoT网关,便携式娱乐设备,便携式存储设备等等。这也是针对基于对象存储设备设计的第一个处理器。基于对象的存储使用智能硬盘连接到数据中心以太网,LS1012A可以直接连接这种以太网,成为以太网络驱动器。      新的芯片结合了低功耗64位ARMCortexA53核心和低功耗2Gbps数据包加密加速器。它支持双2.5千兆以太网PCIe,SATA3,以及集成PHY的USB3.0。NXP说,该产品是市场上支持上述功能唯一功耗1W的64位产品。LS1012A将在2016年4月上市销售,现在可以接受订购。
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JNH官网携手Altium参展Tech Shanghai会议
2019-03-30
2016年3月14日-2016年3月17日,Tech Shanghai会议在上海跨国采购会展中心举行,JNH官网作为Altium公司中国区的合作伙伴,与其在此次会议上一同参展。     中国制造的半导体销量持续成倍增长,市场潜力无限。16 纳米工艺的普及带来了新的挑战和机遇。工程师亟需专业的工具和先进的技术来应对加速产品设计、管理功耗及控制成本的难题。     此次与会的人员主要集中在IT、电子行业内,吸引着一大批的业内精英人士参会。会议共分三天,有8大板块,分别为:射频与微波,机器人/无人机,物联网/智能家居,工业与医疗电子,电源管理及功率器件,汽车电子,智能硬件可穿戴设备,IC设计/制造/封装/测试。Altium资深技术顾问马熙飞先生在3月16日的论坛上就“Altium Designer 16 引领设计革命”一题做了细致的讲解,助力此次会议。本次会议帮助工程师学习了崭新技术、发掘新兴EDA 工具、收集创新灵感。     JNH官网电子与Altium公司从2005年开始合作至今,一直保持着良好的合作关系,是Altium公司在中国区最大的合作伙伴。JNH官网电子作为国内最全面的开发工具提供商之一,面向企业用户,提供研发、设计、管理过程中使用的各种工具,并致力于和客户一同提高研发、设计效率,缩短设计周期。 (图一) 客户在JNH官网及Altium展台交流   (图二) 客户在JNH官网与Altium展台交流  (图三)会场内人员做无虚席     关于Altium    Altium 有限公司 (ASX: ALU) 是一家专注 3D PCB 设计和嵌入式系统开发等电子设计系统的跨国软件公司,其总部设立在美国加利福尼亚州的圣地亚哥, 其产品被广泛应用于全球各行业电子设计领域。凭借其独特技术,Altium 帮助企业和设计团队在有限的时间和预算下不断创新、相互协作,实现互联产品的设计。旗下产品包括 Altium Designer?、Altium Vault?和 TASKING?嵌入式软件编译器。 Altium 公司创建于 1985 年,在美国圣地亚哥和波士顿、德国卡斯鲁、荷兰阿姆斯福特、乌克兰基辅、瑞士楚格州、中国上海、日本东京和澳大利亚悉尼设有办公室。 关于JNH官网集团    JNH官网集团旗下设JNH官网电子(上海JNH官网电子、北京JNH官网电子、深圳JNH官网电子)、JNH官网数码、JNH官网信息五家子公司,分别从事软件代理业务(JNH官网电子),消费类平板电脑(深圳JNH官网数码),行业平板电脑(深圳JNH官网信息)的研发、制造与销售。      JNH官网电子:2002年7月成立,主要从事电子硬件、软件和结构开发工具、平台及电子产品研发管理方案,研发增值服务。专注于与国际领袖企业合作,致力于将全球技术产品引荐给国内研发型企业使用。从2006年开始是ARM开发工具的全中国的授权代理商。经过十二年的经营,JNH官网电子的客户群遍布各行业的电子、结构部门的开发业务。客户超过5000多家。目前主要从事ARM/Altium/CollabNet/Parasoft等著名厂商设计研发工具的代理分销业务;覆盖云技术、物联网、移动互联等多个领域。      JNH官网数码:目前专注于移动互联平板电脑,笔记本电脑的设计与研发。JNH官网数码源于2004年JNH官网电子的研发中心,为众多客户提供电子产品ODM服务。2005年-2007年,从事GPS/PND ODM业务。2008年9月开始,全力投入平板电脑产品的开发和推广,是国内平板电脑方案公司;建立国内领先的Windows/Android系统软件开发团队。2010年平板电脑出货量超过了150万台,成为了当时行业内首屈一指的方案公司。2010-2013年JNH官网数码的营业额实现了200%的增长率,如今已是国内稳定出货的平板电脑厂商之一。现主要方案有采用Intel X86架构的四核芯片,搭载Windows8.1系统,属“二合一”平板电脑+笔记本电脑产品;采用ARM架构的四核、双核芯片,搭载Android系统,有单WiFi和通话类型的全尺寸平板电脑方案,正在大量稳定出货,月出货量在60万台/片。主要合作的芯片原厂包括Intel,RockChips,MTK,Amlogic,Marvell等。2012年-2014年“国家高新技术企业”。      JNH官网信息:专注于移动互联智能终端、行业平板电脑的设计与研发。从2010年成立至今,每年业务量增长超过100%。如今,已成为行业的新新之秀。现JNH官网信息有基于X86架构的Windows平台与基于ARM架构的Android系统的平台定制方案。主要产品有北斗/GPS,RFID/NFC/二代身份证识别,一维码/二维码,三防工业平板等。主要应用于国家安全工业军方系统、车载导航、智能家居、大型商超、物流仓储系统等领域。
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射频电路印刷电路板的电磁兼容性设计
2019-03-20
PCB 电磁兼容布局 随着通信技术的发展,手持无线射频电路技术运用越来越广,如:无线寻呼机、手机、无线PDA等,其中的射频电路的性能指标直接影响整个产品的质量。这些掌上产品的一个大特点就是小型化,而小型化意味着元器件的密度很大,这使得元器件(包括SMD、SMC、裸片等)的相互干扰十分突出。电磁干扰信号如果处理不当,可能造成整个电路系统的无法正常工作,因此,如何防止和抑制电磁干扰,提高电磁兼容性,就成为设计射频电路PCB时的一个非常重要的课题。同一电路,不同的PCB设计结构,其性能指标会相差很大。 1 板材的选择 印刷电路板的基材包括有机类与无机类两大类。基材中重要的性能是介电常数εr、耗散因子(或称介质损耗)tanδ、热膨胀系数CET和吸湿率。其中εr影响电路阻抗及信号传输速率。对于高频电路,介电常数公差是首要考虑的更关键因素,应选择介电常数公差小的基材。 2 PCB设计流程 由于Protel99 SE软件的使用与Protel 98等软件不同,因此,首先简要讨论采用Protel99 SE软件进行PCB设计的流程。 ①由于Protel99 SE采用的是工程(PROJECT)数据库模式管理,在Windows 99下是隐含的,所以应先键立1个数据库文件用于管理所设计的电路原理图与PCB版图。 ②原理图的设计。为了可以实现网络连接,在进行原理设计之间,所用到的元器件都必须在元器件库中存在,否则,应在SCHLIB中做出所需的元器件并存入库文件中。然后,只需从元器件库中调用所需的元器件,并根据所设计的电路图进行连接即可。 ③原理图设计完成后,可形成一个网络表以备进行PCB设计时使用。 ④PCB的设计。a.PCB外形及尺寸的确定。根据所设计的PCB在产品的位置、空间的大小、形状以及与其它部件的配合来确定PCB的外形与尺寸。在MECHANICAL LAYER层用PLACE TRACK命令画出PCB的外形。b.根据SMT的要求,在PCB上制作定位孔、视眼、参考点等。c.元器件的制作。假如需要使用一些元器件库中不存在的特殊元器件,则在布局之前需先进行元器件的制作。在Protel99 SE中制作元器件的过程比较简单,选择“DESIGN”菜单中的“MAKE LIBRARY”命令后就进入了元器件制作窗口,再选择“TOOL”菜单中的“NEW COMPONENT”命令就可以进行元器件的设计。这时只需根据实际元器件的形状、大小等在TOP LAYER层以PLACE PAD等命令在一定的位置画出相应的焊盘并编辑成所需的焊盘(包括焊盘形状、大小、内径尺寸及角度等,另外还应标出焊盘相应的引脚名),然后以PLACE TRACK命令在TOP OVERLAYER层中画出元器件的外形,取一个元器件名存入元器件库中即可。d.元器件制作完成后,进行布局及布线,这两部分在下面具体进行讨论。e.以上过程完成后必须进行检查。这一方面包括电路原理的检查,另一方面还必须检查相互间的匹配及装配问题。电路原理的检查可以人工检查,也可以采用网络自动检查(原理图形成的网络与PCB形成的网络进行比较即可)。f.检查无误后,对文件进行存档、输出。在Protel99 SE中必须使用“FILE”选项中的“EXPORT”命令,把文件存放到指定的路径与文件中(“IMPORT”命令则是把某一文件调入到Protel99 SE中)。注:在Protel99 SE中“FILE”选项中的“SAVE COPY AS…”命令执行后,所选取的文件名在Windows 98中是不可见的,所以在资源管理器中是看不到该文件的。这与Protel 98中的“SAVE AS…”功能不完全一样。 3 元器件的布局 由于SMT一般采用红外炉热流焊来实现元器件的焊接,因而元器件的布局影响到焊点的质量,进而影响到产品的成品率。而对于射频电路PCB设计而言,电磁兼容性要求每个电路模块尽量不产生电磁辐射,并且具有一定的抗电磁干扰能力,因此,元器件的布局还直接影响到电路本身的干扰及抗干扰能力,这也直接关系到所设计电路的性能。因此,在进行射频电路PCB设计时除了要考虑普通PCB设计时的布局外,主要还须考虑如何减小射频电路中各部分之间相互干扰、如何减小电路本身对其它电路的干扰以及电路本身的抗干扰能力。根据经验,对于射频电路效果的好坏不仅取决于射频电路板本身的性能指标,很大部分还取决于与CPU处理板间的相互影响,因此,在进行PCB设计时,合理布局显得尤为重要。 布局总原则:元器件应尽可能同一方向排列,通过选择PCB进入熔锡系统的方向来减少甚至避免焊接不良的现象;根据经验元器件间最少要有0.5mm的间距才能满足元器件的熔锡要求,若PCB板的空间允许,元器件的间距应尽可能宽。对于双面板一般应设计一面为SMD及SMC元件,另一面则为分立元件。 布局中应注意: *首先确定与其它PCB板或系统的接口元器件在PCB板上的位置,必须注意接口元器件间的配合问题(如元器件的方向等)。 *因为掌上用品的体积都很小,元器件间排列很紧凑,因此对于体积较大的元器件,必须优先考虑,确定出相应位置,并考虑相互间的配合问题。 *认真分析电路结构,对电路进行分块处理(如高频放大电路、混频电路及解调电路等),尽可能将强电信号和弱电信号分开,将数字信号电路和模拟信号电路分开,完成同一功能的电路应尽量安排在一定的范围之内,从而减小信号环路面积;各部分电路的滤波网络必须就近连接,这样不仅可以减小辐射,而且可以减少被干扰的几率,根据电路的抗干扰能力。 *根据单元电路在使用中对电磁兼容性敏感程度不同进行分组。对于电路中易受干扰部分的元器件在布局时还应尽量避开干扰源(比如来自数据处理板上CPU的干扰等)。 4 布线 在基本完成元器件的布局后,就可开始布线了。布线的基本原则为:在组装密度许可情况下后,尽量选用低密度布线设计,并且信号走线尽量粗细一致,有利于阻抗匹配。 对于射频电路,信号线的走向、宽度、线间距的不合理设计,可能造成信号信号传输线之间的交叉干扰;另外,系统电源自身还存在噪声干扰,所以在设计射频电路PCB时一定要综合考虑,合理布线。 布线时,所有走线应远离PCB板的边框(2mm左右),以免PCB板制作时造成断线或有断线的隐患。电源线要尽中能宽,以减少环路电阻,同时,使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致,以提高抗干扰能力;所布信号线应尽可能短,并尽量减少过孔数目;各元器件间的连线越短越好,以减少分布参数和相互间的电磁干扰;对于不相容的信号线应量相互远离,而且尽量避免平行走线,而在正向两面的信号线应用互垂直;布线时在需要拐角的地址方应以135°角为宜,避免拐直角。 布线时与焊盘直接相连的线条不宜太宽,走线应尽量离开不相连的元器件,以免短路;过孔不腚画在元器件上,且应尽量远离不相连的元器件,以免在生产中出现虚焊、连焊、短路等现象。 在射频电路PCB设计中,电源线和地线的正确布线显得尤其重要,合理的设计是克服电磁干扰的重要的手段。PCB上相当多的干扰源是通过电源和地线产生的,其中地线引起的噪声干扰大。 地线容易形成电磁干扰的主要原因于地线存在阻抗。当有电流流过地线时,就会在地线上产生电压,从而产生地线环路电流,形成地线的环路干扰。当多个电路共用一段地线时,就会形成公共阻抗耦合,从而产生所谓的地线噪声。因此,在对射频电路PCB的地线进行布线时应该做到: *首先,对电路进行分块处理,射频电路基本上可分成高频放大、混频、解调、本振等部分,要为各个电路模块提供一个公共电位参考点即各模块电路各自的地线,这样信号就可以在不同的电路模块之间传输。然后,汇总于射频电路PCB接入地线的地方,即汇总于总地线。由于只存在一个参考点,因此没有公共阻抗耦合存在,从而也就没有相互干扰问题。 *数字区与模拟区尽可能地线进行隔离,并且数字地与模拟地要分离,最后接于电源地。 *在各部分电路内部的地线也要注意单点接地原则,尽量减小信号环路面积,并与相应的滤波电路的地址就近相接。 *在空间允许的情况下,各模块之间能以地线进行隔离,防止相互之间的信号耦合效应。 5 结论 射频电路PCB设计的关键在于如何减少辐射能力以及如何提高抗干扰能力,合理的布局与布线是设计射频电路PCB的保证。文中所述方法有利于提高射频电路PCB设计的可靠性,解决好电磁干扰问题,进而达到电磁兼容的目的。 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内全面的开发工具提供商, 致力于将全球先进的软件产品引荐给国内研发型企业使用,为企业提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件工具,并致力于和客户一同提高研发、设计效率,缩短设计周期。JNH官网电子先后与arm、Altium、Ansys、QT、TestPlant、CollabNet、Parasoft以及TouchGFX等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系,并成为他们在中国区的重要分销合作伙伴。 JNH官网电子专注开发、设计、管理工具数十年,客户超过6000家,具有丰富的工具使用及客户支持经验积累,可以为客户提供从arm开发、EDA板级设计、软件编译及测试工具、结构设计工具、多物理场仿真工具以及嵌入式GUI工具等产品与服务。JNH官网电子在北京、上海、深圳设有分公司,业务遍布全国。
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最新发布的ANSYS Cloud可提高工程生产力和业务灵活性
2019-03-20
得益于?ANSYS Cloud,各种不同规模的企业均可使用按需仿真和高性能计算(HPC)功能,从而加速创新,并缩短产品上市进程。今天发布的ANSYS Cloud能帮助工程师获得高保真度仿真结果,并在更短时间内利用更少的信息技术来评估更多设计方案,从而通过出色的产品设计和更高的商业灵活性实现营收增长。 无处不在的工程仿真,ANSYS (NASDAQ: ANSS)能让企业在更短时间内加速向市场推出更好、更智能的产品。利用ANSYS Cloud,工程团队现在也能获得几乎无限的云计算资源,从而提高仿真吞吐量,不费吹灰之力就能立即求解更大、更复杂的模型。ANSYS Cloud无需部署额外的应用,也无需维护HPC资源或者与新的第三方云供应商建立新的合作关系。 从ANSYS? Mechanical?和ANSYS? Fluent?中,ANSYS Cloud能直接即时访问云端按需HPC功能。无需额外配置,工程师就能直接从台式机访问ANSYS Cloud。 Altaeros的首席空气动力学家Jon Everitt指出:“Altaeros需要在ANSYS Fluent高保真度模型上快速完成多个操作点的计算,从而满足飞行动力学和机械设计的要求。云计算能加速获得结果,而ANSYS工具内置的Microsoft Azure接口非常有助于其推广应用。” ANSYS Cloud结合了Azure的云计算服务和更多的企业级安全加密方法,能够为云端仿真提供高鲁棒性安全环境。 中小型企业现在也能获得和大型工程企业一样的仿真吞吐量。更大规模的企业往往已经投资了内部HPC,而且在其内部系统达到满负荷时,他们也能利用ANSYS Cloud解决峰值需求。 Hytech Ingeniería的流程工程师Luis Baikauskas指出:“设备对于提高油气产业的工厂绩效至关重要。利用ANSYS Cloud,Hytech Ingenieria在几个小时之内(而非几天甚至几周)就完成了大型复杂几何模型的计算工作,从而节约了大量时间。” 由于能获得几乎无限的计算容量,ANSYS Cloud能在用户需要的时候提供弹性、速度和灵活性。此外,该解决方案也能灵活地选择Azure遍布全球的多家数据中心,从而满足不同的数据隐私要求。从初创公司到全球化公司,各种不同规模的机构都能集中资源实现业务差异化优势,而不必为HPC资源的采购和持续管理操心。 ANSYS云端和平台业务部副总裁兼总经理Navin Budhiraja指出:“利用ANSYS Cloud,ANSYS客户能够在云端按需使用软硬件的功能,从而应对大规模的仿真模型需求,并获得前所未有的产品设计信息。ANSYS Cloud的独特之处在于,其整合了ANSYS软件和Microsoft Azure服务以及HPC基础设施,从而打造出完全无缝的云端访问,同时也能为JNH官网的客户提供安全的鲁棒性和高性能仿真技术。” 微软公司的Azure Compute合作伙伴项目经理Navneet Joneja指出:“全球企业都将Microsoft Azure视为可扩展云基础设施和服务领域值得信赖的合作伙伴。JNH官网很乐意看到,JNH官网共同的客户能够直接通过ANSYS应用在Azure上更方便地获得按需HPC功能,从而加速获得结果。” 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内全面的开发工具提供商, 致力于将全球先进的软件产品引荐给国内研发型企业使用,为企业提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件工具,并致力于和客户一同提高研发、设计效率,缩短设计周期。JNH官网电子先后与arm、Altium、Ansys、QT、TestPlant、CollabNet、Parasoft以及TouchGFX等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系,并成为他们在中国区的重要分销合作伙伴。 JNH官网电子专注开发、设计、管理工具数十年,客户超过6000家,具有丰富的工具使用及客户支持经验积累,可以为客户提供从arm开发、EDA板级设计、软件编译及测试工具、结构设计工具、多物理场仿真工具以及嵌入式GUI工具等产品与服务。JNH官网电子在北京、上海、深圳设有分公司,业务遍布全国。
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时隔五年 ARM再次向数据中心领域发起进攻
2019-03-20
由于采用授权、版税和软件平台服务为主的盈利模式,ARM能够尽量避免在制造和工厂方面分心,将大部分精力都投入到芯片产品的研发设计和相关软件平台的开发上,从而推进产品快速进步。 而这也正是华为海思、高通、苹果等企业能够在芯片业务上一年一旗舰的快速推出产品的核心原因。 当然,既然已经在智能终端领域只手遮天,下一步就必然是利润更丰富、前景更好的数据中心领域了。 在2011至2013年,以高通、Calxeda、SeaMicro为首的ARM阵营曾向数据中心领域发起了一轮声势浩大的进攻。 希望凭借更好的能效、海量的核心数量来在云化数据中心领域攫取一块市场。不过面对强大的Intel以及相对贫弱应用和生态系统,当初信心满满的各路ARM英豪最终也都偃旗息鼓。 高通数据中心业务被边缘化,甚少有新消息传出,SeaMicro被AMD收购,Calxeda耗尽现金流倒地而亡…… 虽然第一批ARM数据中心方案的探索者没有成功,但ARM并没有放弃自己对数据中心市场的野心。被迫退回原有市场的ARM做了两手准备,并在5年之后重新杀向数据中心市场。 发力HPC领域 2011年,日本超算Kyo在人类历史上实现了10petaflops(亿亿次)的计算性能。从Kyo开始,人类也就开始了向E级计算(百亿亿次)挑战的征程。 根据全球各大超算强国公布的下一代E级超算时间表来看,美国、中国、日本和欧盟的对应产品都将在2020-2023年之间完成组装和调试。而除了性能之外,各国对E级超算的核心需求除了性能之外就是自主可控了。 由于没有自己的专属处理器架构(Intel、AMD及IBM同为美国公司,他们掌握核心专利的x86、POWER架构可以理解为美国的专属产品),中国、日本及欧盟无一例外的将目光投向了更加开放的ARM架构。 其中中国的天河3号将采用飞腾公司研发的FT2000Plus64核ARM芯片(中国另有一套曙光公司的神威E级方案,处理器采用SW26010,属于RISC架构)。 日本的后京(PostKyo或PostK)将采用富士通的A64fxARM架构64核心处理器;而欧盟的E级超算虽还没有明确具体架构,但预计会在CPU方面采用ARM架构、在加速卡方面采用RISC-V开源指令集。 巨头们的选择虽然有些无奈,但在RISC-V、OpenSPARC等开源架构中,ARM仍旧是平台生态好、产品最完善的一种。 另一方面,ARM公司在ARMv8.2A架构中加入的SVE(ScalableVectorExtension)技术也能够在很大程度上提升对应的ARM处理器在大规模互联场景中的性能表现,使其更适合应用在HPC这种大规模集群之上。 至此,在象征计算技术最前沿的E级超算领域,ARM架构基本占领了五分之三的份额,实现了对数据中心市场的跃鼎打击。 云化数据中心里的ARM 虽然E级超算对ARM架构青睐有加,但这显然不能给ARM公司贡献多少有意义的营收。ARM的真正发力点仍需要放在商用数据中心市场上。 而随着主流Linux系统对ARM处理器支持的越来越好,以Marvell公司ThunderX处理器为代表的ARM阵营也开始了向商用数据中心领域的再一次进发。 在大型数据中心纷纷完成云化之后,下一步的发展方向便是容器化及其背后对应的serverless模式。 在强大的Kubernetes加持下,以往复杂而臃肿的应用和服务可以被更加轻量化、扩展和迭代更方便的微服务模式所取代。而对于数据中心来说,这种更加碎片化的应用交付和部署模式显然可以进一步提升硬件的利用率,并进一步降低云的成本。 这种碎片化的应用或计算在很多情况下并不会产生太高的计算需求,如果仍以庞大的x86CPU核心或vCPU来运行的话显然会产生一定程度的浪费。 而以ThunderXCN99802.5GHz处理器为例,1790美元售价将包含32个核心、128线程以及56个PCIe3.0通道和8个DDR4内存通道以及高达2TB的内存支持;功耗也只是180W。 另一方面,ThunderX处理器内部还集成了一个高性能25Gbps网络控制器,相当于为服务器提供了一个廉价的高性能网络集成方案。 除了Marvell的ThunderX2之外,华为也推出了自己的鲲鹏920处理器及对应的泰山服务器产品。 相对于ThunderX2,鲲鹏920直接采用了更先进的7nm工艺和ARMv8.2架构,并在180W的TDP之下提供了64个运行于2.6GHz频率的核心、8个DDR4内存通道和40个lane的PCIe4.0连接。 当然,华为也发挥了自身在网络技术方面的优势,为鲲鹏920内置了一个100Gb的RoCE控制器。 目前,AWS已经批量部署了自己的基于ThunderX2方案的ARMbased服务器,并开始对外提供服务。而各家ARMbased服务器产品也大多瞄准云计算、分布式存储等数据中心的核心应用场景以及一些原生Android服务的新领域。 ARM在数据中心市场能成功吗? 与第一次冲击不同,此次在助推ARM向数据中心市场前进的厂商包括了Marvell和华为等企业级厂商。 他们均在数据中心市场中拥有的合作生态和丰富的商业经验,这无疑会给ARM在数据中心市场中的发展提供强大的支持。 虽然现在来给ARM在数据中心市场上的表现定结论还太早,但在吸取了第一次的教训并获得了强大的支持后,ARM未来的数据中心之路显然会走的更好、更远。 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内全面的开发工具提供商, 致力于将全球先进的软件产品引荐给国内研发型企业使用,为企业提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件工具,并致力于和客户一同提高研发、设计效率,缩短设计周期。JNH官网电子先后与arm、Altium、Ansys、QT、TestPlant、CollabNet、Parasoft以及TouchGFX等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系,并成为他们在中国区的重要分销合作伙伴。 JNH官网电子专注开发、设计、管理工具数十年,客户超过6000家,具有丰富的工具使用及客户支持经验积累,可以为客户提供从arm开发、EDA板级设计、软件编译及测试工具、结构设计工具、多物理场仿真工具以及嵌入式GUI工具等产品与服务。JNH官网电子在北京、上海、深圳设有分公司,业务遍布全国。 CIO时代网
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制造业人工智能应用兴起
2019-03-20
近年来,我国人工智能技术攻关和产业应用发展势头迅猛,已经涉及到国民经济39个行业大类,目前已应用于语音识别、计算机视觉、机器人等领域。对于制造业而言,加快发展新一代人工智能被认为是智能制造、产业升级的重要战略抓手。继2017年国务院发布了《新一代人工智能发展规划》,2018年工信部先后发布了《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》、《新一代人工智能产业创新重点任务揭榜工作方案》,旨在全面推动人工智能与制造业的融合,驱动制造业智能化转型升级。此外,在工信部发布的2018年智能制造试点示范项目名单中人工智能应用试点示范项目有21个,涉及到汽车、钢铁、船舶、医药、装备等行业企业。 在试点示范以及重大工程的牵引下,2018年我国人工智能产业呈现出持续、高速成长态势,不仅在基础层、技术层、应用层逐步构建起完整的产业链条,而且与产品研发设计、生产制造、销售服务各场景融合程度不断加深,覆盖了企业产品生产的全生命周期。随着人工智能在制造业应用场景的增多,人工智能逐渐成为一种全新的投入要素,为制造业生产效率和经济效益创造新的上升空间。 以产品研发为例,通过融入人工智能和机器学习模块,软件设计平台能够更加理解设计师的需求并掌握造型、结构、材料和加工制造等数字化设计生产要素的性能参数,在系统的智能化指引下,设计师只需要设置期望的尺寸、重量及材料等约束条件即可以由系统自主设计出成百上千种可选方案。例如为了在下一代汽车轻量化设计上实现进一步突破,通用汽车与欧特克达成合作,以衍生式设计和增材制造为核心技术开发未来乘用车和货车,包括开发更快、更轻盈的电动驱动系统及零排放车型。 在生产制造环节,人工智能在机器视觉方面的应用优势则越发明显,借助人工智能可以从视觉快速判别材料的多种材质,侦测出不合格品并指导生产线进行分拣,在降低人工成本的同时提升出厂产品的合格率。例如日本NEC公司推出了机器视觉检测系统,可以快速判别金属、人工树脂、塑胶等多种材质产品的各类缺陷。此外,人脸识别与自动跟随、室内定位也成为人工智能技术取得的成果之一,当工人需要人力推车装运物料并进行运送分发,通过人工智能技术升级,可以实现车体的自动跟随以及辅助运送,融入人工智能的人机协作也在更多工作场景和更多复杂工序中成为主流。 在营销服务方面,通过基于机器学习模型对用户的购买习惯以及产品的属性进行深度学习,可以形成全面的知识图谱,在此基础上向用户进行个性化推荐,也向销售商提供相关的生产与营销建议,例如亚马逊通过融入人工智能技术的应用使其附加利润增加了10%~30%。 如今,人工智能应用不仅涵盖了3C、纺织、冶金、汽车等多个传统制造业产业,还涉及高端装备制造、机器人、新能源等战略新兴产业。信通院预计,2019年人工智能市场规模将达500亿元,2020年将超过700亿元。值得注意的是,在高速发展的同时,制造业人工智能应用也存在着与业务脱节、数据孤岛和数据碎片化等问题。对于国内制造企业而言,许多企业的智能化、数字化程度较低,人工智能对人才、资源等都有一定的门槛,不能为了实施人工智能而生搬硬套,盲目投资。制造业与人工智能的结合,其根本目的是提升效率,降低成本,企业需要因地制宜,结合现有的软、硬件基础设施、人才储备以及资金规划,找出人工智能与生产业务的融合点,让人工智能真正为企业服务,带来实实在在的价值。 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内全面的开发工具提供商, 致力于将全球先进的软件产品引荐给国内研发型企业使用,为企业提供研发、设计、管理过程中使用的各种软件工具,并致力于和客户一同提高研发、设计效率,缩短设计周期。JNH官网电子先后与arm、Altium、Ansys、QT、TestPlant、CollabNet、Parasoft以及TouchGFX等多家全球知名公司建立战略合作伙伴关系,并成为他们在中国区的重要分销合作伙伴。 JNH官网电子专注开发、设计、管理工具数十年,客户超过6000家,具有丰富的工具使用及客户支持经验积累,可以为客户提供从arm开发、EDA板级设计、软件编译及测试工具、结构设计工具、多物理场仿真工具以及嵌入式GUI工具等产品与服务。JNH官网电子在北京、上海、深圳设有分公司,业务遍布全国。
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