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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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腾讯游戏携手Arm打造次世代移动渲染引擎技术

2020-07-17

腾讯游戏今天宣布，将与 Arm 共同探索面向次世代移动渲染引擎技术，在 “在画质、性能、功耗三个方向上实现突破”。 双方合作在 Arm Total Compute 战略框架的指引下，以 Mali GPU 的架构特性为蓝图，对已有移动引擎进行了优化与重构，并深度整合了面向 Arm 体系的软件分析调试接口，从而为移动游戏的开发与调优提供全新体验。 该游戏引擎在下列领域展示了诸多先进特性： 1、支持百盏动态光源和多个后处理效果，实现甚佳的游戏画面品质。   2、通过减少针对系统内存的读写的方式，达到功耗与带宽节省，温度降低的效果, 能以甚佳画质持续地进行高帧率游戏。 3. 专有的引擎实时调优工具，实时追踪并显示性能数据，能有效提升游戏项目后期的开发效率。   腾讯互动娱乐副总裁崔晓春表示：“腾讯游戏很高兴能和 Arm 在游戏引擎技术上展开深入的合作，发掘 Arm 技术在提升实际游戏体验方面的潜在价值，并从 Arm 架构层面上探索引擎新特性，为广大游戏研发人员提供更多更好的移动渲染技术解决方案”。 Arm 副总裁兼终端业务线总经理 Paul Williamson 指出：“在JNH官网真实所处的这个移动世界中，日益增强的算力正将主机一般的游戏体验变为可能，该次时代移动渲染引擎作为 Arm Mali 高性能 GPU 技术与腾讯游戏开发经验的结晶，带给研发人员的是制作未来的移动游戏所需要的有力工具”。 未来，腾讯游戏将与 Arm 在移动游戏引擎的各个核心技术领域内，进一步展开更加深入而广泛的合作。 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。 摘自动点科技

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《智能感知技术联合实验室》揭牌仪式•为JNH官网十八周年献礼

2020-07-15

2020年7月11日，JNH官网集团于深圳华侨城?锦绣中华举办十八周年庆系列活动；并在活动中成功举办了JNH官网集团与中国科学院深圳先进研究院（以下简称先进院）《智能感知技术联合实验室》揭牌仪式；这是本次活动中为JNH官网十八周岁献上最重要的礼物，是为JNH官网打造核心竞争力，落实“产—学—研”发展道路开启了新的篇章；也是JNH官网“让前沿科技更平易近人”的使命所在。 智能感知是人工智能未来发展重要的研究领域之一，一个有效的人工智能系统包括感知、记忆、思维能力、学习、自我适应及自主行为能力等一系列技能；并具有在复杂场景中的动态智能感知能力，利用多源信息融合技术，将跨时空的同类和异类信息进行汇集和融合；以达到认知环境和对象类别与属性的目的，这也是JNH官网正在发展的核心技术领域之一。本次揭幕仪式上中国科学院深圳先进技术研究院与JNH官网集团共同宣布成立《智能感知技术联合实验室》，并举行揭牌仪式。 图中右一：先进院纪委书记 冯伟先生；右二：先进院集成所所长 李光林先生；右三：先进院院长助理、产业发展处处长 毕亚雷先生；右四：先进院人机控制研究室主任 程俊先生产业发展处；右五：产业拓展办主任 黄小华先生 双方将围绕智能感知的系列技能与信息融合、及其他AI前沿技术研究，如何应用在新产品开发、改善人类的生产生活及人才培养等多层面展开广泛与深入合作；就共同推进人工智能技术在各行业、各领域领先应用和产业化发展。 先进院在人工智能领域取得了国际领先的成果，JNH官网集团也在此领域产品具备良好的基础。该实验室将整合学科实力、新技术应用和产业化能力，在新产品、新领域促进双方在相关技术的产业化落地，从而为人工智能产品创新带来雄厚的技术支撑，进一步为粤港澳大湾区科技创新注入新的活力。 深圳先进院纪委书记冯伟先生大概介绍了“先进院”总体概况，及科研技术实力；并表示，在粤港澳大湾区如火如荼建设的当下，双方可依托各自力量，优势互补，在人工智能与AIOT产品、机器人、技术装备等领域展开密切合作，在企业发展与人才培养方面共同谋划发展。 先进院集成所所长李光林先生表示，研究所在人工智能、机器人、技术装备三大技术领域的研究，未来与JNH官网的不断交流与碰撞，必定能创造很多优质的项目；与JNH官网的合作必将是科学技术转化为产业化落地非常重要的一步，也会给技术研究带来不可估量的收益。 JNH官网集团董事长张治宇先生表示，此次联合实验室的签约影响深远，双方将在相关领域开展深入合作，特别是在科技成果的转化与产业化方面能充分发挥JNH官网集团的优势，共谋发展；与JNH官网集团的使命愿景不谋而合。JNH官网集团18年的积累与沉淀，在相关技术领域、及打造自身核心竞争力上已经迫切需要走“产—学—研”发展道路；如今，联合实验室的建立仅仅是个开始，未来JNH官网将投入更大的人力、财力、物力持续发展此实验室，为集团发展赋能。 关于先进院： 中国科学院深圳先进技术研究院（Shenzhen Institutes of Advanced Technology，Chinese Academy of Sciences）是由中国科学院、深圳市人民政府及香港中文大学友好协商，在深圳市共同建立的，简称先进院。 2006年2月，中国科学院深圳先进技术研究院成立；2015年，获批全国博士后工作站。 经过十三年发展，深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构（深圳创新设计研究院、深圳北斗应用技术研究院、中科创客学院、济宁中科先进技术研究院、天津中科先进技术研究院、珠海中科先进技术研究院、苏州先进技术研究院、杭州先进技术研究院、武汉中科先进技术研究院、山东中科先进技术研究院）等组成。 关于JNH官网： 成立于2002年，是全球领先技术销售、应用与产业化的高科技企业；专注于移动终端、行业应用终端、物联网系统解决方案的创新型公司。 让前沿科技更平易近人是JNH官网集团的使命，自JNH官网成立至今JNH官网人一如既往地为客户提供最具竞争力的产品方案与服务；主要有嵌入式工具的增值分销，消费类产品（平板电脑、二合一、笔记本、一体机、智能音箱），行业终端（加固手持、加固平板、加固半加固笔记本、商业显示终端、工业PC box、工控产品、金融支付产品），虚拟现实（VR/AR/MR），物联网（终端、网关、解决方案）的研发与生产；同时还为客户提供软件系统及云服务方案；广泛应用于生活、办公、教育、物流、车载、金融、商业、智能家居等相关行业。 JNH官网企业理念： 使命：让前沿科技更平易近人 愿景：新技术应用及产业化的第一平台 价值观：因拼搏而生存，因求变而发展，因坚持而卓越，因信任而协作，因分担而分享，携手伙伴共赢未来，回馈社会成就自我。

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JNH官网集团十八周年庆典：《同舟共济 筑梦前行 亿古道今 • 秀未来 》

2020-07-11

人都说十八而志，对于企业来说，历经十八年的风雨，脚步便更沉稳健拔。 十八年来，JNH官网集团最早从单对嵌入式开发工具的引进及分销到今日的全栈式具备竞争力的产品方案与服务，其中经历了太多。 回顾这些年，大家都在悄然地发生着可喜的变化，不仅是公司在一个接一个地勇攀高峰，当初踌躇满志年轻员工在行业里也都找准了自己的位置，成为了集团公司里齐驱并进的“千里马”。 在这里，公司为每一位JNH官网人感到骄傲，正是因为一位位JNH官网人在自身岗位上不余遗力的发光发热才有JNH官网集团更加光辉美好的明天。 正谓是： 激情岁月，JNH官网人同舟共济 ，筑梦前行；  七月佳日，与宴者亿古道今 ，共秀未来； JNH官网集团十八周年庆典活动，上午在锦绣中华以《同舟共济 筑梦前行》为主题，成功开展了热情激昂的 赛龙舟.趣味运动会。下午在洲际酒店以《亿古道今?秀未来》为主题，举办了精彩纷呈的年代秀派对。 01 JNH官网风采展示 02 “齐心协力”JNH官网人 03 别样的“踢足球” 04 龙舟竞技 05 JNH官网颁奖盛典 06 JNH官网人的专属盛世晚宴       在未来，JNH官网人将继续奋斗、成长，用自己的能力、智谋和自信在集团公司的平台里创造更大得价值，在属于自己的时代继续贡献自己的力量。     下一次，咱们十九周年庆见！

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教你如何用FOC电机控制MATLAB仿真

2020-06-20

1.?整体结构及功能介绍 用MATLAB2013以上版本打开文件，看到如图所示界面： ? 可以看到仿真最外层由四个模块组成，电源模块（红色方框），电机与控制模块（蓝色方框），控制信号给定模块（黄色方框），信号分路与显示模块（绿色方框）。其系统原理框图如下： 最上层原理框图 1.电源模块 提供三相正弦交流电，幅值、频率、相位可调。 2.控制信号给定模块 可以设置电机的给定速度与负载转矩大小。 3.按转子磁链定向的电机及其控制模块 此模块是仿真的主体，实现对异步电机主体的转子磁链定向控制。 4.信号分路与显示模块 通过demux模块将复合信号进行拆分，得到想要观测的目标信号，并通过示波器进行显示。 2.?Field-Oriented Control Induction Motor Drive模块的详细说明 右键点击Field-Oriented Control Induction Motor Drive模块，按下图操作可看到此模块内部的具体结构。 ? 其内部封装及模块功能说明如下： 1、不控整流 将三相交流电源作为输入，通过此环节实现AC-DC的转换，得到直流电压。 2、带有制动的斩波控制环节 此环节可以对获得的DC电压进行变换，通过斩波调制的方式得到可调的直流电压，是一个DC-DC的转换环节。此外因为前路的AC-DC环节是使用的不控整流，为了解决可能会有的泵升效应，此环节带有制动功能，将电机的馈入能量通过制动电阻进行消耗。 3、逆变环节 此环节实现DC-AC的变换，其输入的门极信号由FOC模块的输出提供，由此得到三相电压对异步电机进行驱动。 4、转速调节环节 实现电机对给定转速的追踪，并作为控制外环，将输出作为转矩的给定信号送入转子磁链定向控制模块。双击此模块，具体结构如下： ? 其简化的系统框图为： 由实际转速和给定转速作为输入量，通过PI控制器得到转矩给定，作为输出量，送至FOC模块。其中MagC是一个二进制信号，表示机器是否足够磁化以启动（1）或不（0）。该信号通常由磁场定向控制器FOC提供。 5、FOC模块 双击打开FOC模块内部封装，可以看到如下结构： 其中有11个模块，简化的原理框图如下： ? 在FOC控制模块中总共有11个子模块分别是： 1)、Flux calculation（转子磁链ψr计算模块）通过定子电流的d轴分量计算转子磁链。 2)、Teta calculation（转子磁场相角Θe计算） 3)、ABC-DQ（3/2变换） 4)、DQ-ABC（2/3变换） 5)、iqs*计算模块通过计算所得的转子磁通和转矩给定求取长生电磁转矩的定子电流q轴分量。 6)、ids*计算模块通过给定转子磁通计算产生转子磁通的定子电流d轴分量。 7)、电流滞环调节器（Current regulator）通过电流滞环比较产生驱动逆变器的脉冲。 8)、开关控制模块（Switching control）将逆变器换向频率最大值限制为用户给定的最大值。 9)、磁通控制器（Flux_PI）通过PI控制，减少稳态磁通误差，控制磁通动态变化。 10)、磁化矢量模块（M_vector）创建电机初始磁通矢量。 11)、磁化控制模块（Magnetization）提供磁化和正常工作模式下的逻辑信号，也即产生MagC信号。 6、测量及异步电机模块 对逆变器输出量进行测量，并且可以对异步电机的参数进行设置。 3.?波形分析 运行仿真，得到如下波形 ? (1)、0-0.045s：开始的时候，转速为零，转矩为零，定子电压和直流侧电压不为零，此阶段为磁化阶段，定子电流建立磁场。 (2)、?0.045-0.5：磁化完成，电机开始进行转速调节，转速升高。定子电流频率随着转速升高减小。 (3)、?0.5-0.6s：到0.5s时，负载转矩增加为设定值，为了维持转速的增加，电磁转矩相应增大，定子电流增加，定子电流频率随着转速升高进一步下降。第0.6s，电机达到给定转速500r/min，此时电磁转矩等于负载转矩 (4)、0.6-1s：电动机恒速运行，转矩与定子电流不再变化。 (5)、?1-1.5s：此时转速给定变为0，电机电磁转矩减小，电机在负载转矩的作用下进行减速，定子电流幅值减小，频率增加。 (6)、?1.5-1.55s：此时负载转矩变为负值，电机变为发电机运行，此时转速不为零，为了跟随给定转速，电磁转矩要比负载转矩要小，这样才能继续实现减速，从而跟随给定，至1.55s时转速变为零。 (7)、?1.55-3s：电磁转矩等于负载转矩，电机速度为零且保持不变。 电机参数表 关于JNH官网电子 JNH官网电子是国内最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21ic电子网

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微处理器成为ARM在智能手机能兼顾高效能与省电的基础

2020-06-20

在智能手机崛起前，多数的人谈到电脑，多半只知道AMD 、 Intel与NVIDIA ，不过随着智能手机崛起， ARM这个名字也渐渐广为人知，不过不同于前三家以电脑为主的品牌， ARM总给人一种蒙着神秘面纱的感觉，好像哪里都可以听到搭载ARM的核心，但却又不是处理器的品牌，不过或许很多人并不清楚， ARM不仅仅只是智能手机界的霸主，从物联网装置到伺服器甚至汽车，处处可见ARM的技术。 虽然ARM 广为人知是智能手机崛起后近几年的事情，不过追溯到ARM 的前身艾康电脑 （ Acorn Computers），则可回溯到上个世纪1978 年，而后在1990 年正式成立ARM。早期的ARM 并非主打高效能运算，而是以省电的微处理器技术为主，从省电的微处理器开始发展至今，也成为ARM 在智能手机能兼顾高效能与省电的基础。 ARM 是一家很不同的公司，他不像AMD 、 Intel 或是NVIDIA 本身既是技术拥有者也是核心与处理器品牌， ARM 是一家所谓的IP 技术授权公司，完全不涉及自有处理器品牌。什么是IP 技术授权公司？也就是自身拥有技术但不涉及品牌实体产品，而是将技术授权给如苹果、高通、联发科、三星等公司，而这些公司在透过ARM 所授权的技术，再进一步打造自己的处理器。 还是有点难懂吗？或许用比喻的方式会简单一些吧。假设把处理器当成商店卖的套餐， AMD 、 Intel 与NVIDIA 就像是卖调理包的公司，进去之后所有的套餐从食材、烹饪方式、主食与配菜搭配、包装都是由中央工厂调配完成，对消费者而言好处是打开调理包就是一道料理，虽然口味均一却也缺乏变化。 ? 而ARM 则像是提供食材与食谱的公司，像是苹果、高通、联发科与三星都可选择要购买的是什么，由于ARM 的授权还可分为只提供指令集供客户自行修改或是微架构，有能力自行调教的客户可以只选择购买指令集，而在其它领域有专精的客户则可购买已经有完整设计的微架构，再搭配自己的技术打造自己的处理器。 指令集就像是食材，食材需要经过烹饪才能食用；而微架构就如同是食谱，给了不知道如何烹调的人可以参考的方式。知道怎样烹调的可以直接向ARM 买食材并依照自己的专业进行烹调，不知道怎样烹调的就连食谱一起买，按表操课也是能做出一道料理。 若把处理器当成一份套餐， CPU 就宛若饭、面等主食，而GPU 则像是主菜，其它的部分像是ISP 、 DSP 等就如同配菜一样，只需要主食可以只购买主食相关的食材与食谱，而主食若要变成套餐，除了同样向ARM 购买以外，也可搭配自己准备的主菜与配菜，例如苹果、高通的处理器，除了CPU 是以基于ARM 微架构自行设计外，其GPU 就非ARM 的专利技术。 这样的独特模式，也造就ARM 在市场引领创新，因为客户可依照自身需求，省却了如CPU 架构这样需要投入人力与财力进行研发的复杂部分，专注于自身擅长的领域，例如高通、联发科等对于基频技术的专业，或是苹果对于架构最佳化微调的技术。 且ARM 与PC 处理器厂商最不同的地方，就是与客户之间保有良好的互动关系， ARM 不仅把授权所得积极的投入新技术开发， ARM 每一次开发新技术架构前，皆是与客户商讨前瞻性的需求，以未来至少3 到5 年的需求，投入下一代新技术的开发，这也确保ARM 所推出的指令集与微架构都会是客户所需要的，这也是ARM 之所以能够拥有越来越多客户合作的关键。 不同于PC 世代一切以CPU 效能为圭臬， ARM 自始都很强调根据不同需求使用不同的核心，以多种核心搭配使效率得以最大化，故ARM 与其客户所推出的处理器，皆整合为不同情境所需的多种核心，而每个核心的配置也都有其意义存在。 ???????先前也提到， ARM 不仅是智能手机界各家处理器背后的王者，同时深入每个会用到与核心相关的地方； ARM 旗下的CPU 分为三大类，分别是高效能运算的Cortex-A ，重视即时性与低延迟的Cortex-R ，以及以省电的微处理器应用为主的Cortex-M ，这三项核心都有着不同的特质，亦可同时并存在同一颗处理器或是在同一平台的不同处理器间配合。 Cortex-A 是目前最常听到的ARM 微架构，也就是传统被熟知的CPU 中央处理器，具备执行作业系统的能力； Cortex-R 被称为即时处理器，过去最常用于需要高精度与快速反应的硬碟马达或是引擎供油管理，现在则因为网路技术流量提升，也被用于网路数据管理； Cortex-M 则被称为微处理器，应用的范围广到惊人，从滑鼠的光学引擎、物联网应用、智能家电等，都有Cortex-M 的身影。 此外，在CPU 架构中， ARM 早意识到顾及省电与效率下，难以依靠单一种高效能Cortex-A 核心达成，故也在智能手机开始重视效能后，提出称为big.LITTLE 的核心配置设计，以一组最多四核心、以一组省电、一组高效能的核心搭配，在不同的运算需求进行切换，兼顾省电与运算效能需要。 而且今年ARM 也将省电技术再升华，推出从基本架构方面改善的DynamIQ 设计，并宣布DynamIQ big.LITTLE ，不仅让一组内的核心最多可以达到8 核心，同时也让高效能与省电核心可以在同一群组中并存，使设计与运作原理变得更简单，也使效率再次提升，更多的细节可见接下来的一图看懂DynamIQ 。 除了提供CPU 架构与设计以外， ARM 也提供Mali GPU 与Mali ISP 等技术，同时也开始着墨前几年完全不敢想像的基于平行运算的高效能运算应用，在低能耗方面更由于物联网概念逐渐成形，也有越来越多基于Cortex-M 的应用出现， ARM 涵盖的领域也更加由微至巨，这也是称ARM 为产业界无冕王的原因。 虽然以ARM独特的模式与伙伴关系， ARM几乎可说在业界已独领风潮，不过ARM依旧谨慎的持续发展新技术，深怕因为怠慢新技术的开发使伙伴的创新无法持续向前，201 6年九月ARM加入了关注物联网的日本软银集团，在集团的助力下， ARM持续加码投入技术研发，以期身为技术领军者却仍能战战兢兢如履薄冰，更是让ARM能够拥有当前局势的关键。 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 电子发烧友网

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JNH官网电子关于Altium Designer使用心得 征文活动

2020-06-20

计算机科学的发展主要涉及硬件和软件的发展，而软、硬件发展的核心问题之一是如何保证它们是安全可靠的。如今，硬件性能变得越来越高，运算速度变得越来越快，体系结构变得越来越复杂，软件的功能也变得越来越复杂，如何开发可靠的软、硬件系统，己经成为计算机科学发展的巨大挑战。JNH官网电子计划进行“各领域研发人员关于Altium Designer使用心得”征文活动，不管您使用的是Protel、DXP还是Altium Designer的各种版本，JNH官网都期待您不一样的使用见解，JNH官网将收录国内各个行业领域使用Altium Designer软件工具所取得的理论、技术或实验等方面创新性、突破性心得体会和见解，并探讨其在产业界的应用前景，公布给大家参考。 一、征文题目 题目：各领域研发人员关于Altium Designer使用心得 二、征文内容 1、 一篇不低于500字的Altium Designer使用见解及心得体会的文章，文章要求结合本行业产品开发要求，可以涉及原理图、PCB、3D、器件库使用过程中的经验、技巧等，展现Altium Designer的优点。 2、 一篇不低于500字的ADMS（AD二次开发）使用见解及心得体会的文章，文章要求结合本行业产品开发要求，使用过程中便利性、高效性，及与ERP/PDM系统对接的智能化，实现元器件物料与PCB设计无缝对接等内容展现ADMS的优点。 三、征文评选及奖励办法 1、每篇文章稿费1000元京东卡，共征集10篇文章。 2、每篇文章稿费1000元京东卡，共征集5篇文章。 3、获征的15篇文章进行有奖评选，一等奖2500元京东卡，二等奖1500元京东卡，三等奖1000元京东卡。 四、征文要求 1、投稿文章未在正式出版物上发表过，也不在其他刊物或会议的审稿过程中，不存在一稿多投现象；保证投稿文章的合法性(无抄袭、剽窃、侵权等不良行为)。  2、获征文章自动授权JNH官网电子公布使用，JNH官网将在JNH官网电子官方平台公开发布获征文章。 五、截稿日期及投稿邮箱 1、截稿日期：2020年7月31日 2、投稿邮箱：zewei. 3、联系人：刘泽伟（）

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