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煽动MCU/MPU市场，STM32的生态图

2020-09-18

导言：蝴蝶扇动翅膀，便可引发彼岸的暴风雨。STM32这只“蝴蝶”不仅掀起了MCU的风暴，还走进了工程师和千家万户。2020年STM32一年一度的全国巡回研讨会（STM32 Roadshow）火爆开场，一如既往，9月13日-9月25日STM32飞跃14个城市，为这个9月留下最美的“碟影”。本次巡回研讨会以“安全连接，智创未来”为主题，聚焦于STM32的最新技术创新，探讨在物联网安全、智能工业、无线连接、边缘端人工智能、图形用户界面等领域的产品解决方案及多样化应用实例。具体包括STM32从通用到安全、STM32为智能工业而生、STM32Wx助力物联世界、与STM32MP1一起尽享无限可能、STM32GUI连接你的智能世界、ST MEMS感知你的世界几大主题。通过本次巡回研讨会，可以看出STM32的布局广遍整个生态。接下来，便跟随笔者的脚步，来看STM32的远望。STM32的产品生态目前来说，STM32MCU产品提供16大产线、5类产品、超过1000个型号，基于ARM?Cortex?M0、M0+、M3、M4、M33、M7、A7内核：MPU：MP1高性能MCU：F2、F4、F7、H7主流MCU：F0、G0、F1、F3、G4超低功耗MCU：L0、L1、L4、L4+无线MCU：WB、WLMCU方面，为用户提供了不同应用的各种选择，包括高性能、主流、超低功耗三种选择，可以满足各种场景的功耗、性能、成本等。事实上，STM32MCU一直遍布JNH官网的生活场景，就比如众所周知的共享单车几乎都采用的都是STM32系列MCU。值得一提的是，2018年，第一颗无线MCU系列STMWB问世，意味着STM32迈入了无线进击之路。在今年4月，全球首颗内置LoRa收发器的SoC问世，这便是STM32WL；另外，今年7月发布的STM32WB系列的最新产品STM32WB55已可支持Zigbee3.0。LoRa是有能力解决泛在物联网设备组网难题的技术之一，而Zigbee3.0统一了面向消费者和工业应用的Zigbee规范的功能。无线MCU可提供最新的无线适配，帮助设计人员满足各种IoT和可穿戴设备中严格的功率和尺寸限制。不止如此，STM32Wx系列产品全面支持Bluetooth5.0、LTE-M、NB-IoT、M-Bus、Sigfox、omlox、THREAD、Zigbee3.0、LoRa……需要特别注意的是，去年10月STM重磅发布MPU——STM32MP1，这是STM32的首款MPU，以其创新的异构系统架构，将MPU与MCU合二为一，兼顾运算处理能力和实时控制性能，令产品更实用。很多譬如LinuxRT拓展和uCLinux这种系统存在，但很多应用中仍必要一个完整的MPU，正因ST既拥有MCU也拥有MPU，因此用户可以轻松地将其产品设计进行上下迁移，最大限度利用软件和代码，在长时间内获取最佳的投资回报。这款MPU更加适合需要更好的显示交换的场景，当然STM32也拥有自己的交互系统，下文将细细讲解。另外，MPU不仅可以加载Linux，还拥有千兆网口、高速USB口可以处理更多的数据。与MCU不同，MCU使用片上嵌入式闪存来存储和执行程序，这种方式启动时间非常短可以快速执行代码，但内存空间有限；MPU则没有相同的内存约束，使用外部存储器来提供程序和数据存储，程序通常存储在NAND或串行闪存之类的非易失性存储器中，并且在启动时被加载到外部DRAM中，然后开始执行。虽然MPU不会像MCU那样快速启动和运行，但可以连接到处理器的DRAM可以高达几千M。STM32MP1方面，拥有非常强悍的功耗和性能，STM32MP1只需1秒回到Linux界面，只需要3秒回到3D图形应用界面。STM32MP1提供了全功率模式、分批功耗优化模式、待机模式这三种不同的模式来帮助用户优化整体的设计功耗，平衡其设计的性能和功耗。另一方面，为用户提供了灵活高效的架构。在目前推出的三个型号中，主流的两个型号提供了双核A7+M4的架构，而最低成本的型号则提供单核A7+M4的架构。据称，三个核心采用了安全的互相通信的方式，大部分外设都挂载在同一条主线上，因此三个核心可以根据各自的需求来调用外设。依托于STM32成熟的生态系统，STM32MP1、STM32WB、STM32WL拥有完整的软件和开发配件生态，也与MCU产品相互匹配，具有非常方便的迁移优势。此外，STM32 MCU也依托了这两款产品完善了整个生态，布局MPU、无线连接等。STM32领先的GUI一项产品经历了重重代码的考验，最终给用户最直观的体验还是GUI，可以说GUI是程序的门面，如若招牌都不能令人满意，谈何用户体验？STM32提供了StemWin、TouchGFX、EmbeddedWizard三种图形库软件。STemWin是针对动画受限、简单GUI设计，是基于Segger公司的emWinGUI库，编程语言为C语言，支持1/8/16和32bpp。TouchGFX可以实现手机GUI性能，这款软件是ST力推的GUI应用软件，可实现从简单到可与智能手机媲美的GUI设计，具备针对STM32优化的GUI库，采用C++语言编程，支持1/2/4/16和24bpp。而这一切也都已集成在CubeMX中。STM32的图形产品线非常丰富，拥有190多个型号,涵盖不同的显示接口和封装。内核方面更是从M0+到M7一应俱全。另一方面，在第三方图形生态系统方面的合作伙伴包括edt、EKTOS、EMBEDDEDPARTNERS、EMGSOFT、itk、iWave、Mjolner、PsiControl、SDATAWAY、泰辑科技等，可协助开发者在STM32上创建基于TouchGFX的UI。STM32安全有保障物联网正在极速扩张，数据显示目前全球物联网设备已接近80亿，有关部门预计3年之后物联网设备会从到80亿跃至240亿，对于芯片、软件及产品设备来说，未来6年内都是非常大的商机。但在高速发展之外，物联网的安全性从来都是众矢之的，有关人士指出对物联网缺乏自信是阻碍物联网被广泛采用的主要原因之一。另外，种种数据也充分显示出物联网数据泄露或被攻击是既存的事实，你相信你的物联网设备吗？提到安全，就不得不提到STM32Trust，STM32Trust的生态系统集成了所有可用资源，包括stm32系列信息安全相关的芯片技术、免费参考估计，免费工具和服务等，并通过强大的多级策略来增强安全性。STM32Trust生态系统将理论知识、工具和ST原厂开箱可用软件包相结合，以便利用最佳行业实践，为新的物联网设备构建强大的信息安全保护。这有助于设计人员利用STM32单片机的内置功能来确保设备之间的可信、防止未授权访问，以避免数据被盗和代码被修改。STM32Trust.CodeProtection一套解决方案，以确保烧写真实stm32时，客户代码的机密性和完整性。对于安全性，一直是STM32的重点，在层层的代码保护下，你还会怕信息泄露吗？ST MEMS传感器感知世界其实ST不光拥有MCU/MPU，这一部分只占总营收的28%，ST作为一家IDM公司，还拥有模拟器件、MEMS传感器，而这一部分占到总营收的36%。上文提及了GUI是门面，那么MEMS和传感器就是MCU/MPU的五官，感受着一切，并将参数传输给系统。根据SEMI发布的报告预测显示，预计从2019年至2023年，全球MEMS传感器的产能将会增加25%，月产能预计增至470万片。加速度计、汽车传感器、陀螺仪、电子罗盘、湿度传感器、工业传感器、iNEMO惯性模块、MEMS麦克风、压力传感器、接近传感器、温度传感器、T-Plus MEMS传感器……ST推出的传感器可用于IoT和电池应用的低功耗设备，广泛用于振动、温度、压力、声音和声学分析。ST在此方面有何优势？首先，ST作为一家IDM公司，有能力开发技术和整体制程，对于整体有很强的把控能力，并拥有经验使得器件发挥最高的安全、智能效果；另一方面，ST拥有消费、汽车、工业的多重经验。据了解，ST MEMS传感器部门拥有将近400名员工，2座双产能晶圆厂供货，产能达到600万片/天，传感器出货量高达150亿。目前来说，ST的传感器主要聚焦于个人电子产品、电脑及外设、汽车和工业四大市场。最近，ST在新推出了LSM6DSOX和ISM330DHCX等X系列产品中，通过在传感器中集成了有限状态机(FSM)和机器学习内核(MLC)，将边缘计算引入到感知节点端，可在感知节点端对数据进行预处理、预判断，对何种数据需要进行本地处理，哪些场景又需要对数据进行采集并上传进行区分。总结提及STM32，第一反应便是其标志性的“蝴蝶”Logo，作为工程师特别是嵌入式行业几乎人手几块，只要使用过MCU做开发的人基本都知道STM32。远在十多年前，意法半导体在中国通用MCU市场占有率仅为2%左右，排名10以外。数十年的努力，如今STM32MCU斩获全球五分之一市场份额，中国市场连续10年CAGR高达27%。AIoT发展之下，MCU出货量持续上升，全球MCU销售年复合增速高达7.2%。而对于中国市场，ST的重视程度一直非常高。此前，ST已多次表示，中国市场对于ST是尤其重要的。目前，在中国和整个亚太地区ST拥有三个应用中心，并且大部分工程师都在中国和大中华区，助力中国市场的发展。另一方面，作为意法半导体增长最快的地区市场，意法半导体在中国地区建立起强大的渠道基础设施，其广泛的产品组合特别适合渠道分销模式。另外，通过与国内知名学府、汽车制造商和其他合作伙伴建立各种类型的联合研发实验室，为中国培养下一代工程师。话题回到 “2020 STM32全国研讨会”，大会仍在继续，干货继续不断！目前大会已在深圳、杭州、郑州、长沙、站圆满完成，南京、珠海、重庆、厦门、广州、北京、西安、青岛、沈阳、上海站重磅开启。特别是9月25日，上海站将进行线上直播，不能到现场的小伙伴可以马上预约，从线上领略“蝴蝶”带来的魅力。摘自21ic中国电子网 文/付斌

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PCB拼板设计对SMT生产效率的影响有多大？

2020-09-18

拼板是一门技术,也是一门艺术。 本期课题跟大家一起分享关于PCB拼板方面的话题。PCB拼板说直接一点就是把几个小PCB单元用各种连接方式组合在一起。比较常见的拼板有AA顺序拼、AB正反拼、AA旋转拼、AB阴阳拼、ABC混合拼等等多种方式。PCB 设计工程师在拼板设计时通常会考虑到产品的结构尺寸、电气性能、元件布局等功能方面。在拼板设计方面如何提升SMT生产效率,把对产品质量的影响风险降到最低,本文中的案例是在PCBA生产过程中所遇到的,如PCB外形尺寸不规则、拼板后影响生产效率,同时它也增加生产难度和制造成本。 PCB拼板目的: 1、因PCB外形尺寸太小、不规则严重影响SMT加工生产效率 2、实现板材利用率最大化,减少成本 。 3、降低生产难度,提高产品的良率。 常见的几种拼板方式:   拼板设计的规则: 拼板设计方式有很多种,在新产品试制阶段有时候很难确定采用哪种拼板方式、拼板数量是最佳化的。PCB设计工程师根据产品特性(如产品结构限定、外设接口限高、限位等因素)在设计时优先满足产品的结构要求,其次就是在PCB制板和SMT加工过程中反馈板材利用率和生产效率提出的问题。在生产过程中PCB板材选定后,遇到不同的几何尺寸和PCB拼板方式过炉后热膨胀直接影响着产品可靠性和性能,增加了SMT生产的加工难度和制造成本。结合SMT工艺工程师多年的经验总结,采用拼板方式来提升SMT产线效率,有以下几个方面跟大家分享: 在SMT生产线为了提升产线稼动率,常见的拼板方式有AAAA拼或AB拼两大方式,JNH官网不能直接问哪一种拼板方式好呢?这要从产品的工艺复杂度来考虑,拼板后产线机台贴装周期平衡率、体积大的元件二次重熔后掉件问题等等。 采用图2正反拼设计 (AABB拼)优点是让SMT产线设备配置和工艺流程简单容易。一张钢网,一套贴片程序和SPI/AOI检验程式以及回流焊接炉温曲线优化一次等等,提升SMT快速换线速度和首件核对一次完成,在极短的时间内有PCBA成品产出给到下一工序功能测试。 采用图2正反拼设计 (AABB拼)缺点就是,若产品BOT面与TOP面在元件布局方面差异较大情况下(主芯片体积较大、元件布局密度较高、通孔回流元件脚超出板面等)会导致细间距位置的锡膏印刷不良和不稳定,体积和重量大的元件在二次过炉时掉件风险,在批量生产时不但没解决效率提升问题还会带来加工难度和质量问题,这也是考验工程师在线技术攻关能力。 采用图1(AAA/BBB拼)非正反拼设计,比较适合目前多数工厂推荐,生产线容易调配和合理安排设备资源,生产流程稳定,很容易提升产线效率。在PCB设计时工程师一定要考虑全面主芯片元件、散热较大元件、和外设接口元件布局合理性,加工厂仅需要合理安排生产线先生产BOT面(少元件面)再生产TOP面(多元件面),加工过程中遇到质量异常时工艺工程比较容易处理解决。 生产过程中在保证直通率的前提下到底采用哪种拼板方式最佳?就要根据SMT产线的机台配置和设备的加工能力、制程稳定性等因素综合考量。 1、 首先来熟悉下SMT产线配置和理论产能:   深圳工厂SMT中小批量线体为例 生产线贴片PCB最大尺寸:774mm*710mm NXT可以贴最小封装03015、01005元件 NXT模组理论产能35000元件/H AIM多功能机理论产能27000元件/H 2、 SMT贴片的一款产品单面SMT制程6拼板,在贴装时由原来6拼板优化改为12拼板,减少传板次数和周期频率来提升产能。     3、SMT每条线体的机台配置组合不同,设备工程师在换线时平衡各机台的速度,印刷机、SPI锡膏检测速度、贴片速度、回流炉速度和炉后AOI检测速度,优化整条生产线全自动化高速生产,大大提高了机器利用效率。 总结：高品质、少人员的情况下,高效率的产出是JNH官网追求和持续改善的目标。对于中小批量和研发打样阶段的PCB是多种多样,为了满足贴片机器每小时高效率的产出,在PCB拼板方面是非常重要的环节: 单板尺寸任何一边小于80mm需要拼板设计 拼板后PCB最大尺寸(L)300-350mm  * (W)200-250mm 比较适宜 多拼板之间有板边连接器的外形轮廓超出干涉时,通过旋转拼+工艺边方式解决,防止焊接后在传送或搬运过程中撞件损伤的质量不良。 一些不规则外形的PCB的镂空面积较大时,在SMT生产时容易导致设备传输轨道上PCB传感器错误识别,产生错误的动作或未感应到PCB出现叠板现象,在拼板设计时增加工艺边把镂空位置补齐。 拼板设计后必须保证大板的基准点边缘距离板边到少3．5mm(机器在夹持PCB板边的最小范围3．5mm),大板上2个对角基准点不能对称放置,正反面的基准点也不要对称放置,这样就可以通过设备自身的识别功能防呆PCB反向/反面进入机器。 拼板设计过程中,单板之间的连接点的多少和放置位置也非常重要。 对于FPC和软硬结合板的拼板方式大有不同,拼板要求考虑会更多一些。 总而言之,拼板设计在满足板材利用率和生产加工效率问题,也要考虑生产过炉后PCBA热变形和分板效率问题。 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内综合的开发工具提供商, 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。 摘自维科网

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NXP发布i.MX RT1170单片机，MCU进入1Ghz时代！

2020-09-18

M7+M4双核，这么强的MCU用在哪里？ 恩智浦半导体宣布推出跨界MCU i.MX RT1170系列，该产品具有前所未有的性能、可靠性和高度集成性，可推动工业、物联网和汽车应用的发展。 i.MX RT1170系列强化了恩智浦对采用EdgeVerse组合解决方案来推进边缘计算的承诺，并且在保持低能耗的同时实现技术突破，让 MCU 运行速度达到1GHz。此外，为综合实现功耗、性能和价格的优化平衡，此解决方案采用先进的28nm FD-SOI技术，使恩智浦成为第一家在该先进技术工艺节点制造MCU的公司。 恩智浦资深副总裁兼微控制器业务总经理Geoff Lees表示：“恩智浦很早就预见到利用最新应用处理器架构和设计理念来制造高性能跨界MCU的潜力。如今，JNH官网凭借i.MX RT1170突破GHz主频限制，为更多应用开启了边缘计算的大门。” i.MX RT1170的功能包括： 运行速度达1GHz的Arm Cortex-M7内核和运行速度达400MHz的Cortex-M4的双核架构、2D矢量图形加速器、恩智浦像素处理流水线 (PxP) 2D图形，以及恩智浦先进的嵌入式安全技术EdgeLock 400A。 此外，当程序在片内存储器中执行时，RT1170的系统架构可实现创纪录的12ns中断响应时间、6468 CoreMark和2974 DMIPS。 此跨界MCU集成了多达2MB的片上SRAM，包括可由 Cortex-M7使用的 512KB ECC （差错码校验） TCM，以及由 Cortex-M4使用的256KB ECC TCM。 为边缘计算而生 i.MX RT1170双核系统搭载一个高性能内核和一个高能效内核，配备可独立操作的电源域，使研发人员可以同时运行多个应用，如有必要，还可以通过关闭单个内核来降低功耗。比如，高能效Cortex-M4内核可专用于 Sensor Hub 和电机控制等时间敏感型控制应用，而主内核则运行更为复杂的应用。此外，其双核系统可并行运行机器学习应用，比如配备自然语言处理的人脸识别功能可用于创建类人用户交互。 对于边缘计算应用而言，GHz Cortex-M7内核显著增强了机器学习性能、针对语音/视觉/手势识别的边缘推理、自然语言理解、数据分析和数字信号处理 (DSP) 功能。除了配有处理带宽来提高精度和抗欺骗能力，与当前市场上最快的MCU相比，GHz性能和高密度片上存储器相结合还可使人脸识别的推理速度加快5倍。GHz内核在执行需要语音识别的计算方面也非常高效，包括用于改进识别能力的音频预处理（回声消除、噪音抑制、波束成型和语音插入）。 凭借恩智浦在安全嵌入式处理器领域数十年的经验，i.MX RT1170系列集成了EdgeLock 400A嵌入式安全子系统，其中包括高度保险启动（HAB：恩智浦的安全启动版本）、安全密钥存储、SRAM PUF（物理防克隆技术）、用于AES-128/256的高性能加密加速器、椭圆曲线加密、RSA-4096加密算法、用于SHA-256/512的哈希加速以及篡改检测。 i.MX RT1170 MCU还搭载内联加密引擎 (IEE) 和实时解密引擎 (OTFAD) 功能，使得在无延迟影响的情况下实现对片内和片外数据的机密保护和高效存取。IEE 旨在加密和解密片上SRAM和片外 SRAM/PSRAM/DRAM，而OTFAD则对外部串行和并行Flash进行操作。 作为业内第一款集成2D矢量图形内核并支持Open VG 1.1 API的MCU，i.MX RT1170系列使用GPU来处理密集的图形渲染，在实现炫彩的用户界面的同时保持系统低功耗。GHz内核能支持 720p/60fps 的显示效果或1080p/30fps的全高清效果，可打造沉浸式视觉体验。GPU和高性能内核的互补组合尤其适用于智能家居、工业和汽车驾驶舱应用。 日前，恩智浦在2019年ARM TechCon大会上展示了i.MX RT1010产品，以及 i.MX RT1170 MCU创纪录的CoreMark性能。 i.MX RT1010 MCU系列是一款低成本、高性能的跨界MCU，定价低于1美元。此外，从2019年10月10日开始，RT1010的开发板MIMXRT1010-EVK也会在限定时间段内以 $10.10特价促销。 恩智浦MCUXpresso软件和工具也已支持恩智浦的i.MX RT跨界MCU。MCUXpresso是恩智浦推出的专为MCU设计的通用工具，通过提供高品质的工具实现无缝协同工作，配合广阔的Arm Cortex-M生态系统，大幅减少设计人员的开发时间、工作量和成本。客户还可以利用恩智浦的eIQ机器学习软件开发环境，为i.MX RT跨界MCU开发机器学习应用。    i.MX RT1170产品亮点 i.MX RT1170 MCU系列采用先进的28nm FD-SOI技术，可满足更低的动态功耗和静态功耗要求。RT 1170集成了高达GHz 的 Arm Cortex-M7和高能效的Cortex-M4、先进的2D矢量图形加速器以及恩智浦署名的EdgeLock安全解决方案 i.MX RT1170提供6468 CoreMark评分和2974 DMIPS性能，基准评分达到同类竞争MCU的两倍 扩展广受欢迎的i.MX RT系列，以满足工业、物联网 (IoT)及汽车应用不断提升的边缘计算性能需求 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内综合的开发工具提供商, 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。 摘自 燚智能物联网

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2020 Ansys Innovation 大会

2020-09-18

2020年9月17日，ANSYS官方举办了线上2020 Ansys Innovation大会，这是Ansys倾力打造的全国CAE行业最具影响力的年度盛会，本次大会全程采取线上虚拟发布的形式，大会聚焦最前沿的仿真技术和最佳行业实践，涵盖5G、芯片半导体、仿真平台、新能源/电气化、自动驾驶、数字孪生和工业物联网等热点领域，以及客户案例分析和最佳实践分享。 在大会的最开始，Ansys大中华区总经理孙志伟、Ansys中国行业技术总监袁勇博士，以及e-works数字化企业网总编&CEO黄培博士，分别对仿真技术发展、企业创新与收益，还有中国制造业趋势进行了深入解读。对当今数字化时代，日益激烈的市场竞争，对产品设计部门更快地推出具有竞争力的创新性产品的需求做出了解析，并对ANSYS的产品做了进一步介绍：仿真可以提供独到的洞察力，帮助工程师们快速优化产品，将创新性的思想转换为实际产品，帮助公司在竞争中占得先机，增加营收；同时，通过减少原型数量，降低研发成本，从而产生巨大的价值。Ansys的全球客户都在全面深入地应用仿真技术。作为仿真行业的领导者，Ansys在流体、结构力学、电磁场、光学、半导体、嵌入式代码、光学和光电子领域深入研究，推出了一系列的仿真产品，结合系统仿真、材料信息库和仿真流程与数据管理平台，为创新提供强有力的支撑，在航空/航天，工业装备，通信与高科技，汽车、能源、消费品和健康医疗等领域的众多世界级企业得到了广泛应用，能够全面满足客户的仿真需求，实现仿真驱动产品创新。 随后本次大会的18个专题分会场，由来自Ansys海内外的技术专家、多位企业客户嘉宾以及多家战略合作伙伴分别在线分享了180多场的精彩主题报告。同时大会还设置了优秀论文投票环节、线上答疑环节、赞助商展示环节以及有奖调查环节，并且提供了主会场、分会场的相关资料和视频的观看下载途径。大会于2020年9月18日下午18点落下帷幕，JNH官网相信，ANSYS在市场竞争日益激烈的时代将发挥出越来越重要的作用；ANSYS将会为自己全球的客户创造越来越高的价值。 部分内容摘自ANSYS会议介绍 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内综合的开发工具提供商, 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。 摘自全球半导体观察

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2020 Ansys Innovation大会邀请函-Emdoor

2020-09-09

        削沿盛会，线上会昭! 『2020 Ansys Innovation大会』将于2020年9月17-18举办，这是Ansys倾力打造的全国CAE行 业最具影响力的年度盛会。为了让大家能安全且便捷地参会，本次大会将全程采取线上虚拟发布的形式，成功 报名后即可免费参加！ 2020年是Ansys成立50周年之际。在这50年里，Ansys致力于通过前瞻的仿真技术帮助客户制造领先的 产品、部署高效的流程，助力企业、研究机构及高校将创新想法变为现实。本次大会将聚焦最前沿的仿真技术 和最佳行业实践，涵盖5G、芯片半导体、仿真平台、新能源/电气化、自动驾驶、数字享生等热点领域，分享 有关设计、部署和操作仿直驱动型基础架构与应用的技能，深入探讨如何利用仿直技术，直正实现工业设计和 制造的高效创新。 参会嘉宾将在获取价值信息的同时享受丰富的线上体验：聆听前瞻性的现场主题演讲、分会场专题报告、 探索在线专家答疑咨询室，还能通过线上展台获取最新技术和行业实践价值资料、在线投票pick大会论文/案 例最优秀的作品。

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英国ARM公司向初创企业免费开放半导体设计知识产权

2020-07-20

据《日本经济新闻》报道，英国ARM公司将向初创企业免费开放半导体设计与开发所需的知识产权（IP）。初创企业可以自由使用ARM的设计软件等进行产品开发。以物联网“IoT”和自动驾驶等领域为焦点，半导体相关的创业活动不断增加。ARM希望通过为初创企业提供支持来获取未来的潜力市场。 融资500万美元以下的初创企业可以利用ARM的“Arm Flexible Access for Startup”服务，除可以免费使用半导体设计开发所需的知识产权和软件外，还能在测试、产品评估、试制生产等方面得到免费支援。 据悉，利用这项制度的初创企业可将产品量产及投放市场的时间缩短6～12个月，当投放市场时，再根据销售额来支付授权费。预计还能带来“通过试制可以更容易从风投资本（VC）等处筹资”的效果。ARM打算在初创企业成长起来后，再转为付费服务。 在人工智能、自动驾驶、物联网等市场不断扩大的背景下，专门针对这些技术进行半导体开发的初创企业不断增加。根据美国调查公司的统计，全球半导体领域的初创企业融资额累计超过13亿美元。2019年的融资额比2016年扩大了10倍。 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内综合的开发工具提供商, 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。 摘自全球半导体观察

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高速数字PCB板设计中的信号完整性分析

2020-07-17

随着集成电路输出开关速度提高以及PCB板密度增加，信号完整性(Signal Integrity) 已经成为高速数字PCB设计必须关心的问题之一，元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号线的布线等因素，都会引起信号完整性的问题。 对于PCB布局来说，信号完整性需要提供不影响信号时序或电压的电路板布局，而对电路布线来说，信号完整性则要求提供端接元件、布局策略和布线信息。 PCB上信号速度高、端接元件的布局不正确或高速信号的错误布线都会引起信号完整性问题，从而可能使系统输出不正确的数据、电路工作不正常甚至完全不工作，如何在PCB板的设计过程中充分考虑信号完整性的因素，并采取有效的控制措施，已经成为当今PCB设计业界中的一个热门话题。 一、 信号完整性问题 良好的信号完整性，是指信号在需要的时候能以正确的时序和电压电平数值做出响应。反之，当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问题。 信号完整性问题能导致或直接带来信号失真、定时错误、不正确数据、地址和控制线以及系统误工作，甚至系统崩溃，信号完整性问题不是某单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。 IC的开关速度，端接元件的布局不正确或高速信号的错误布线都会引起信号完整性问题。主要的信号完整性问题包括：延迟、反射、同步切换噪声、振荡、地弹、串扰等。 二、 信号完整性的定义 信号完整性是指信号在电路中能以正确的时序和电压做出响应的能力，是信号未受到损伤的一种状态，它表示信号在信号线上的质量。 2.1 延迟(Delay) 延迟是指信号在PCB板的导线上以有限的速度传输，信号从发送端发出到达接收端，其间存在一个传输延迟。信号的延迟会对系统的时序产生影响，传输延迟主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数。 在高速数字系统中，信号传输线长度是影响时钟脉冲相位差的最直接因素，时钟脉冲相位差是指同时产生的两个时钟信号，到达接收端的时间不同步。 时钟脉冲相位差降低了信号沿到达的可预测性，如果时钟脉冲相位差太大，会在接收端产生错误的信号，如图1所示，传输线时延已经成为时钟脉冲周期中的重要部分。   2.2 反射(Reflection) 反射就是子传输线上的回波。当信号延迟时间(Delay)远大于信号跳变时间(Transition Time)时，信号线必须当作传输线。当传输线的特性阻抗与负载阻抗不匹配时，信号功率(电压或电流)的一部分传输到线上并到达负载处，但是有一部分被反射了。 若负载阻抗小于原阻抗，反射为负；反之，反射为正。布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面不连续等因素的变化均会导致此类反射。 2.3 同步切换噪声(SSN) 当PCB板上的众多数字信号同步进行切换时(如CPU的数据总线、地址总线等)，由于电源线和地线上存在阻抗，会产生同步切换噪声，在地线上还会出现地平面反弹噪声(地弹)。 SSN和地弹的强度也取决于集成电路的I/O特性、PCB板电源层和平面层的阻抗以及高速器件在PCB板上的布局和布线方式。 2.4 串扰(Crosstalk) 串扰是两条信号线之间的耦合，信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。串扰噪声源于信号线网之间、信号系统和电源分布系统之间、过孔之间的电磁耦合。 串绕有可能引起假时钟，间歇性数据错误等，对邻近信号的传输质量造成影响。实际上，JNH官网并不需要完全消除串绕，只要将其控制在系统所能承受的范围之内就达到目的。 PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性、基线端接方式对串扰都有一定的影响。 2.5 过冲(Overshoot)和下冲(Undershoot) 过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压，对于上升沿，是指最高电压，对于下降沿是指最低电压。下冲是指下一个谷值或峰值超过设定电压。 过分的过冲能够引起保护二极管工作，导致其过早的失效。过分的下冲能够引起假的时钟或数据错误(误操作)。 2.6 振荡(Ringing)和环绕振荡(Rounding) 振荡现象是反复出现过冲和下冲。信号的振荡即由线上过渡的电感和电容引起的振荡，属于欠阻尼状态，而环绕振荡，属于过阻尼状态。 振荡和环绕振荡同反射一样也是由多种因素引起的，振荡可以通过适当的端接予以减小，但是不可能完全消除。 2.7 地电平反弹噪声和回流噪声 在电路中有较大的电流涌动时会引起地平面反弹噪声，如大量芯片的输出同时开启时，将有一个较大的瞬态电流在芯片与板的电源平面流过，芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声，这样会在真正的地平面(O V)上产生电压的波动和变化，这个噪声会影响其他元件的动作。 负载电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大、同时开关器件数目的增加均会导致地弹的增大。 由于地电平面(包括电源和地)分割，例如地层被分割为数字地、模拟地、屏蔽地等，当数字信号走到模拟地线区域时，就会生成地平面回流噪声。 同样，电源层也可能会被分割为2.5 V，3.3 V，5 V等。所以在多电压PCB设计中，对地电平面的反弹噪声和回流噪声需要特别注意。 三、 信号完整性解决方法 信号完整性问题不是由某一单一因素引起的，而是板级设计中多种因素共同引起的，主要的信号完整性问题包括反射、振铃、地弹、串扰等，下面主要介绍串扰和反射的解决方法。 3.1 串扰分析 串扰是指当信号在传输线上传播时，因电磁耦合对相邻的传输线产生不期望的电压噪声干扰。过大的串扰可能引起电路的误触发，导致系统无法正常工作。 由于串扰大小与线间距成反比，与线平行长度成正比。串扰随电路负载的变化而变化，对于相同拓扑结构和布线情况，负载越大，串扰越大。串扰与信号频率成正比，在数字电路中，信号的边沿变化对串扰的影响最大，边沿变化越快，串扰越大。 针对以上这些串扰的特性，可以归纳为以下几种减小串扰的方法： (1) 在可能的情况下降低信号沿的变换速率。通过在器件选型的时候，在满足设计规范的同时应尽量选择慢速的器件，并且避免不同种类的信号混合使用，因为快速变换的信号对慢变换的信号有潜在的串扰危险。 (2) 容性耦合和感性耦合产生的串扰随受干扰线路负载阻抗的增大而增大，所以减小负载可以减小耦合干扰的影响。 (3) 在布线条件许可的情况下，尽量减小相邻传输线间的平行长度或者增大可能发生容性耦合导线之间的距离，如采用3W原则(走线间距离间隔必须是单一走线宽度的3倍或两个走线间的距离间隔必须大于单一走线宽度的2倍)。更有效的做法是在导线间用地线隔离。 (4) 在相邻的信号线间插入一根地线也可以有效减小容性串扰，这根地线需要每1/4波长就接入地层。 (5) 感性耦合较难抑制，要尽量降低回路数量，减小回路面积，信号回路避免共用同一段导线。 (6)相邻两层的信号层走线应垂直，尽量避免平行走线，减少层间的串扰。 (7) 表层只有一个参考层面，表层布线的耦合比中间层要强，因此，对串扰比较敏感的信号尽量布在内层。 (8)通过端接，使传输线的远端和近端、终端阻抗与传输线匹配，可大大减少串扰和反射干扰。 3.2 反射分析 当信号在传输线上传播时，只要遇到了阻抗变化，就会发生反射，解决反射问题的主要方法是进行终端阻抗匹配。 3.2.1 典型的传输线端接策略 在高速数字系统中，传输线上阻抗不匹配会引起信号反射，减少和消除反射的方法是根据传输线的特性阻抗在其发送端或接收端进行终端阻抗匹配，从而使源反射系数或负载反射系数为O。传输线的长度符合下列的条件应使用端接技术： L>tr/2tpd。式中，L为传输线长；tr为源端信号上升时间；tpd为传输线上每单位长度的负载传输延迟。 传输线的端接通常采用2种策略：使负载阻抗与传输线阻抗匹配，即并行端接；使源阻抗与传输线阻抗匹配，即串行端接。 (1)、并行端接 并行端接主要是在尽量靠近负载端的位置接上拉或下拉阻抗，以实现终端的阻抗匹配，根据不同的应用环境，并行端接又可以分为如图2所示的几种类型。   (2)、串行端接 串行端接是通过在尽量靠近源端的位置串行插入一个电阻到传输线中来实现，串行端接是匹配信号源的阻抗，所插入的串行电阻阻值加上驱动源的输出阻抗应大于等于传输线阻抗。 这种策略通过使源端反射系数为零，从而抑制从负载反射回来的信号(负载端输入高阻，不吸收能量)再从源端反射回负载端。 3.2.2 不同工艺器件的端接技术 阻抗匹配与端接技术方案随着互联长度、电路中逻辑器件系列的不同，也会有所不同。只有针对具体情况，使用正确、适当的端接方法才能有效地减少信号反射。 一般来说，对于一个CMOS工艺的驱动源，其输出阻抗值较稳定且接近传输线的阻抗值，因此对于CMOS器件使用串行端接技术就会获得较好的效果；而TTL工艺的驱动源在输出逻辑高电平和低电平时其输出阻抗有所不同。 这时，使用并行戴维宁端接方案则是一个较好的策略；ECL器件一般都具有很低的输出阻抗，因此，在ECL电路的接收端使用一下拉端接电阻来吸收能量则是ECL电路的通用端接技术。 当然上述方法也不是绝对的，具体电路上的差别、网络拓扑结构的选取、接收端的负载数量都是可以影响端接策略的因素，因此在高速电路中实施电路的端接方案时，需要根据具体情况来选取合适的端接方案，以获得最佳的端接效果。 四、 信号完整性分析建模 合理进行电路建模仿真是最常见的信号完整性解决方法，在高速电路设计中，仿真分析越来越显示出优越性。它给设计者以准确、直观的设计结果，便于及早发现问题，及时修改，从而缩短设计时间，降低设计成本。常用的有3 种：SPICE模型，IBIS模型，Verilog-A模型。 SPICE是一种功能强大的通用模拟电路仿真器。它由两部分组成：模型方程式(Model Equation)和模型参数(Model Parameters)。 由于提供了模型方程式，因而可以把SPICE模型与仿真器的算法非常紧密地连接起来，可以获得更好的分析效率和分析结果；IBIS模型是专门用于PCB板级和系统级的数字信号完整性分析的模型。 它采用I/V和V/T表的形式来描述数字集成电路I/O单元和引脚的特性，IBIS模型的分析精度主要取决于1/V和V/T表的数据点数和数据的精确度，与SPICE模型相比，IBIS模型的计算量很小。 五、 仿真验证 采用异步收发报机实例电路来展示结果，在仿真环境下设置激励信号为50 ns，电源设置为5V，其他设置默认，对RTSB网络的U3-5脚进行仿真，仿真情况如图3所示：   a曲线是端接前的信号波形，可以看到存在严重的信号反射；曲线b，c为地端接电阻后的信号波形，端接电阻值不同；d曲线为戴维南端接后的信号波形，从图中可以看出端接电阻可以基本消除反射，缺点是端接电阻到地使地高电平电压下降，端接电阻到电源使电源低电平升高。 六、 结 语 基于微电子技术的不断发展，高速器件的使用和高速数字系统设计越来越多，系统数据速率、时钟速率和电路密集度都在不断增加，对PCB板的设计要求也越来越高，特别是信号完整性问题。 要保证PCB具有良好的信号完整性就必须综合多种影响因素，合理布局、布线，从而提高产品性能。 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内比较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。 摘自EDA365电子论坛

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意法半导体（ST）支持ARM mbed操作系统，大幅加快了物联网产品的创新速度

2020-07-17

横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商意法半导体(ST Microelectronics，简称ST)宣布，旗下STM32系列ARM® Cortex®-M微控制器及市场领先的传感器、通信接口和电源管理产品支持ARM mbed?IoT产品平台及最新版ARM mbed操作系统。STM32微控制器的开放式开发环境已十分强大，现在mbed平台又为该环境带来一个标准的操作系统、云端服务及协助创新企业研发新物联网应用的开发工具。 ARM物联网事业部市场副总裁Zach Shelby表示：“ARM mbed平台为物联网企业奠定了坚实的基础，使物联网的开发及大规模部署变得比以往更容易。ARM mbed操作平台与STM32系列开发硬件相容，让开发人员能够集中精力做好产品差异化，为产品增添独一无二的卖点。通过简化产品开发过程，还能够加快开发速度，进而缩短产品上市时间。” 意法半导体是唯一有能力提供物联网应用全部关键产品技术的半导体公司，产品技术包括： · STM32系列微控制器拥有灵活广泛的运算能力，从超低功耗性能到超高运算性能一应俱全; · 提供运动、声音、近距离或环境检测等各类传感器; · 可安全连接其它智能装置，包括Bluetooth® Smart、低于1GHz的低功耗SPIRIT1及其它射频(RF)技术; · 意法半导体的各类电源管理芯片不但可最大限度延长电池续航时间，还可利用新能源再生技术; · 缩短模拟电路与数字电路之间的信号处理技术落差。 通过在其强大且易用的设计生态系统中增加mbed平台，意法半导体致力于追求更高的抽象程度、生产率以及更多的物联网合作开发协作，这有助于加强意法半导体作为物联网创新企业及制造企业开发智能装置的首选半导体合作伙伴的地位。 意法半导体微控制器产品部市场总监Daniel Colonna表示：“这是意法半导体与ARM的深入合作，为开发新智能装置及物联网应用的客户提供最完整的工具套装，使意法半导体更进一步地提升市场优势。物联网正蓬勃且快速的发展，为具有创造力的设计人员开创了最佳机会，意法半导体致力于为创新企业提供开发速度最快、价格最经济的解决方案，帮助他们将创意转化成商品化智能产品。” 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。 摘自 //www.eepw.com.cn/article/283222.htm

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