Электронные компоненты №4/2009 by Oleg Polikarpov

содержание

№4/2009 8 Обращение к читателям 9 Форум «Новая электроника России» 10 ARM-технология: опережать конкурентов. Интервью Омар Гасанов Глазами разработчика. Впечатления о выставке* 13, 18 СОБЫТИЯ РЫНКА

20 Шкафы компании Schroff для уличной установки обеспечивают надёжную защиту и кондиционирование

МУЛЬТИМЕДИА и ТЕЛЕКОМ 22 Ник Гагвани Введение в видеоанализ 27 Екатерина Самкова Обработка видеосигнала высокой чёткости

43 НОВОСТИ Глонасс

30 Стефан Янцзы Проблемы проектирования телевизионных приёмников

РАЗРАБОТКА и КОНСТРУИРОВАНИЕ

34 Владимир Фомичёв Зачем аудиосистемам нужны стандарты

43 НОВОСТИ МУЛЬТИМЕДИА

14 Жан-Клод Крыницкий Калибровочные центры повышают доверие к точности измерительного оборудования

Пабло Гаглиардо Преимущества электросети как среды передачи информации*

журнал для разработчиков

РЫНОК

* См. компакт-диск.

Руководитель направления «Разработка электроники» и главный редактор Леонид Чанов; ответственный секретарь Марина Грачёва; редакторы: Елизавета Воронина; Виктор Ежов; Екатерина Самкова; Владимир Фомичёв; Леонид Чанов; редакционная коллегия: Валерий Григорьев; Иван Покровский; Борис Рудяк; Владимир Фомичёв; Леонид Чанов; реклама: Антон Денисов; Елена Живова; Марина Лихинина; распространение и подписка: Юрий Гонцов; Елена Кислякова; вёрстка, дизайн: Александр Житник; Михаил Павлюк; директор издательства: Иван Покровский Адрес издательства: Москва,115114, ул. Дербеневская, д. 1, п/я 35; Санкт-Петербург Большой проспект В.О., д. 18, лит. А; тел.: (495) 741-7701; факс: (495) 741-7702; тел./факс: (812) 336-53-85; эл. почта: elecom@ecomp.ru, www.elcp.ru ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВА: Мир электроники (Самара): 443080, г. Самара, ул. Революционная, 70, литер 1; тел./факс: (846) 267-3139, 267-3140; е-mail: info@eworld.ru, www.eworld.ru. Радиоэлектроника: 620107, г. Екатеринбург, ул. Гражданская, д. 2, тел./факс: (343) 370-33-84, 370-21-69, 370-19-99; е-mail: info@radioel.ru, www.radioel.ru. ЭЛКОМ (Ижевск): г. Ижевск, ул. Ленина, 38, офис 16, тел./факс: (3412) 78-27-52, е-mail: office@elcom.udmlink.ru, www.elcompany.ru. ЭЛКОТЕЛ (Новосибирск): г. Новосибирск, м/р-н Горский, 61; тел./факс: (3832) 51-56-99, 59-93-31; е-mail: info@elcotel.ru, www.elcotel.ru. Издательство «Электроника инфо» (Минск): 220015, г. Минск, пр. Пушкина, 29 Б; тел./факс: +375 (17) 251-6735; е-mail: electro@bek.open.by, electronica.nsys.by. IMRAD (Киев): 03113, г. Киев, ул. Шутова, д. 9, оф. 211; тел./факс: +380 (44) 495-2113, 495-2110, 495-2109; е-mail: imrad@tex.kiev.ua, www.imrad.kiev.ua Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВНИТИ. Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’s Periodicals Directory». Использование материалов возможно только с согла сия редакции. При перепечатке материалов ссылка на журнал «Электронные компоненты» обязательна. Ответственность за достоверность информации в рекламных объявлениях несут рекламодатели. Индекс для России и стран СНГ по каталогу агентства «Роспечать» — 47298, индекс для России и стран СНГ по объединенному каталогу «Пресса России. Российские и зарубежные газеты и журналы» — 39459. Свободная цена. Издание зарегистрировано в Комитете РФ по печати. ПИ №77-17143. Учредитель: ООО «ИД Электроника». Тираж 4000 экз. Изготовлено ООО «Стратим».

электронные компоненты

www. elcp.ru

СЕТИ и ИНТЕРФЕЙСЫ 36 Виктор Ежов Mobile IP: эффективное решение для мобильного интернета Екатерина Самкова Индустриальный и синхронный протоколы Ethernet* Санджив Кумар USB 3.0 — революция стандарта USB* содержание

Стефан Рааб, Мадхави Чандра Интернет-протокол для мобильной связи Mobile IP. Часть 1*

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ Фрэнк Кэзел Понижающий преобразователь с повышенным выходным током и большим коэффициентом преобразования*

* См. компакт-диск.

www. elcp.ru

ЭЛЕКТРОПРИВОД Петер Балажович Регулируемый бездатчиковый электропривод в бытовой технике*

АЦП/ЦАП 39 Бонни Бейкер Время задержки аналого-цифрового преобразователя 44 НОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ

на РОССИЙСКОМ РЫНКЕ

contents # 4 / 2 0 0 9

E LEC TRO N IC COM PO N E NTS 20 0 9 #4

8 Address to Our Readers 9 Forum “New Russian Electronics” 10 ARM Technology: To Be Ahead of Competitors Interview Omar Gasanov ExpoElectronica Exhibition by the Eyes of Designer* 13, 18 MARKET EVENTS 43 MULTIMEDIA NEWS 43 glonass NEWS

DESIGN and DEVELOPMENT 14 Jean-Claude Krynicki Achieving Greater Confidence in Measurement Accuracy through Consistency in Calibration Services 20 Cabinets for Outdoor Applications from Schroff

MULTIMEDIA and TELECOM 22 Nik Gagvani Introduction to Video Analytics 27 Yekaterina Samkova HD Video Signal Processing 30 Stephen Jantzi Challenges of Silicon Television-tuner Design 34 Vladimir Fomichev Why Audio Needs Standards

NETWORKS and INTERFACES 36 Victor Ezhov Mobile IP: Efficient Solution for Mobile Internet Yekaterina Samkova Industrial and Synchronous Ethernet Protocols* Sanjiv Kumar USB 3.0 Specification Revolutionizes an Established Standard* Stefan Raab and Madhavi Chandra Understand Mobile IP. Part 1*

POWER SUPPLIES Frank Cathell Current-boosted Buck Converter Supports High Conversion Ratio*

MOTORS Peter Balažovič Variable Speed Motor Control with Sensorless Functionality in Home Appliances*

ADC/DAC 39 Bonnie Baker The ABC's of A-D Converter Latency 44 NEW COMPONENTS AT THE RUSSIAN

MARKET

Pablo Gagliardo Take Advantage of Powerline Communications* * Presented on CD only.

электронные компоненты №4 2009

5 содержание

MARKET

Дополнительные материалы

на компак т-диске К статье «Калибровочные центры повышают доверие к точности измерительного оборудования» Стандарт MIL-STD45662A Рекомендации AFNOR FD X 07-25

К статье «Введение в видеоанализ» Англоязычный оригинал статьи

К статье «Обработка видеосигнала высокой чёткости» Перечень микросхем, входящих в семейство TMS320DM64 Техническая документация на TMS320DM6467 Руководство пользователя на средство разработки Video and Image Processing Suite Описание платформы компании Avnet Описание комплекта разработчика системы видеонаблюдения компании Avnet Описание пакета поддержки BSP компании Avnet

К статье «Проблемы проектирования телевизионных приёмников» Пример использования стандарта А.74

К статье «Зачем аудиосистемам нужны стандарты» Перечень микросхем, входящих в семейство DRV60 Техническая документация на DRV60

К статье «Преимущества электросети как среды передачи информации» Стандарт TR-069 CPE WAN Management Protocol v1.1

К статье «Mobile IP: эффективное решение для мобильного интернета» Техническая документация Cisco Unified Mobility Ver sion 1 компании Cisco Systems Техническая документация Cisco Unified компании Cisco Systems Техническая документация MobilityManager Version 1.0 компании Cisco Systems Статья Stefan Raab, Madhavi W. Chandra. "Understand Mobile IP"

К статье «Индустриальный и синхронный протоколы Ethernet» Michael Samuelian. "A Universal Approach for implementing Real-Time Industrial Ethernet" Alexandra Dopplinger. "Using IEEE 1588 for synchronization of network-connected devices" Jeremy Bennington. "IEEE 1588 Precision Timing Protocol (PTP) " Алексей Чернобровцев. «Ethernet в промышленности»

К статье «USB 3.0 — революция стандарта USB» Sanjiv Kumar. "SuperSpeed USB 3.0 Specification Revolu tionizes An Established Standard". Universal Serial Bus 3.0 Specification. Revision 1.0. November 12, 2008. USB 3.0 Jitter Budgeting. White paper. Revision 0.5 USB SuperSpeed Electrical Test Methodology. White paper. Revision 0.5

К статье «Интернет-протокол для мобильной связи Mobile IP. Часть 1» Стандарт RFC3344 Перечень стандартов RFC по Mobile IP

К статье «Понижающий преобразователь с повышенным выходным током и большим коэффициентом преобразования» Техническая документация на NCP1014 Примеры проектирования преобразователей с применением NCP1014

К статье «Регулируемый бездатчиковый электропривод в бытовой технике» Техническая документация на DSP56F82

К статье «Время задержки аналого-цифрового преобразователя» Техническая документация на ADS1258 Руководство пользователя оценочных плат ADS1158EVM и ADS1258EVM

Компании:

6 содержание

производите ли, дис трибьюторы, пос тавщики Analog Devices (AD)АД Консалтинг ARM EEMB International Rectifier Москва IR/ Компэл LOTUS Mean Well 2 Microchip Technology Corp.

1 11 7 4-я обл. 21

25 38 35 41

Александер Электрик Дон, ООО Альбатрос Электроникс, ООО Гранит-ВТ ЗАО Спб Компэл, ЗАО

www. elcp.ru

25 2-я обл. 31 15 29 31 4 31 3-я обл. 38 37 31 17, 19

Инконэкс, ООО Макро Групп, ООО Миландр МТ-Систем, ООО МЭЛТ, ООО Неон, ООО Резонит, ООО Реом СПб, ЗАО Симметрон, ЗАО СМП, ООО Электроконнект, ООО Элитан, ЗАО Элтех, ООО

Обращение к читателям Иван Покровский, генеральный директор ИД «Электроника» Леонид Чанов, главный редактор, журнал «Электронные компоненты»

Мы начинаем действовать по-новому, когда разница между достижимым и желаемым превышает критические значения. Мы начинаем активно искать и находим новые способы реализации своих желаний. Так появляются инновации. Сегодня у нас нет прежних доходов от рекламы из-за экономического кризиса, а значит, нет возможности для того, чтобы издавать журнал в прежнем объёме — более ста полос. Но мы хотим давать больше, чем прежде, полезной информации для российских разработчиков электроники. Мы разрабатываем новый формат журнала, в котором объединяем печатный вариант с электронным приложением на компакт-диске и интернет-сайтами поставщиков компонентов, модулей, оборудования. На прилагающемся к журналу компакт-диске записаны статьи, не вошедшие в печатный выпуск, а также дополнительные материалы: техническая документация, заметки по применению, руководства пользователя, другие справочные материалы и коммерческая информация. Все статьи снабжены гиперссылками, которые приведут вас либо к материалам на компакт-диске, либо выведут на интернетстраницы, через которые вы можете обратиться за технической поддержкой или заказать опытные образцы необходимых вам компонентов или средств разработки. В печатной версии гиперссылки, ведущие к материалам на компакт-диске, выделены красным цветом шрифта, а гиперссылки на веб-страницы — синим. Аналогично размечены гиперссылки и в электронной версии журнала. Для того чтобы ими воспользоваться, вставьте компакт-диск в компьютер, откройте нужную статью и щёлкните мышкой по интересующей вас ссылке. А что же рекламодатели? Мы предлагаем поставщикам компонентов многократно увеличить объём ежемесячно доставляемой разработчикам информации, разместив её на прилагаемом к журналу компакт-диске. Переходы разработчиков на сайты рекламодателей легко поддаются учёту такими программами как Google Analitics, а значит, появляется возможность измерять эффективность рекламы и интерес разработчиков к предлагаемым компонентам.

Другие журналы нашего издательства — «Встраиваемые системы» и «Производство электроники» — также будут выходить в новой концепции. Вы можете воспользоваться ими для продвижения услуг контрактного производства или своих встраиваемых решений на условиях оплаты результата рекламы, а не рекламной площади. Настоящие инновации — всегда плод коллективной работы. Мы просим вас стать соавторами нашей небольшой издательской инновации — напишите, какие материалы вы хотели бы получить в следующем номере, какая информация необходима для вас, в каком виде вы хотите её получать. Мы также предлагаем принять участие в конкурсе на лучшее предложение о том, как сделать журнал «Электронные компоненты». Призёры конкурса получат бесплатную подписку на 2010 г. www. elcp.ru

Форум «Новая электроника России» 26 марта 2009 г. в Москве прошел третий Форум руководителей радио электронных предприятий, собравший более 200 специалистов. На Форуме, организованном ИД «Электроника» совместно с Ассоциацией российских производителей электронной аппаратуры и приборов (АПЭАП), обсуждался проект «Стратегии развития радиоэлектронной отрасли до 2015 г.», а лучшим предприятиям были присуждены премии «Новая электроника России». Заместитель директора Департамента стратегического управления и бюджетирования Минэкономразвития Артём Шадрин в числе мер поддержки предприятий отрасли в условиях спада производства назвал введение льгот по налогу на прибыль, стимулирование инновационной деятельности компаний, помощь в продвижении российских брендов на международном рынке. Заместитель министра Минпромторга Юрий Борисов в своём выступлении выделил три приоритетных направления: цифровое телевидение, приборы радиочастотной идентификации, навигационную аппаратуру. Эти направления способны придать импульс развитию других смежных отраслей радиоэлектроники. Многие участники форума отмечали, что для развития инновационной деятельности требуются меры стимулирования отличные от тех, что необходимы для развития массового производства. В частности, таможенное тарифное регулирование важно для массового производства, а для инновационных компаний бóльшее значение имеют сроки поставки компонентов и средств разработки. Вадим Гаршин, председатель Совета АПЭАП, генеральный директор ЗАО «Предприятие Остек» представил возможности развития контрактного производства электроники в России, возможности формирования в России производственного кластера континентального значения. Глава комитета АПЭАП по кооперации и сотрудничеству Сергей Зорин рассказал о таких задачах как обмен опытом и знаниями, продвижение продукции, помощь в поиске поставщиков и подрядчиков, содействие в привлечении инвестиций. Генеральный директор ИД «Элек троника» Иван Покровский сделал анализ российского рынка электроники, оценил влияние экономического кризиса на каждый сегмент рынка электронной аппаратуры и перечислил

области высокой конкурентоспособ ности и инвестиционной привлекательности российской электроники. Именно по этим критериям следует выбирать приоритетные направления. Разрабатываемая «Стратегия…» должна давать реальные ориентиры для инвесторов и бизнеса, а не только определять направления государственного финансирования. Номинанты премии «Новая электроника России» представили на Форуме успешные стратегии развития бизнеса, а выборы лауреатов премии проходили в форме общего голосования участников**. В номинации «Инновационный лидер» лауреатом стала томская IT-компания «Элекард». Дизайн-центр «Юник Ай Сиз» (Зелено град) победил в номинации «На острие технологий». Победителем номинации «Прорыв года» стал инвестиционный проект, представленный компаниями «Петрокоммерц» (Санкт-Петербург) и «ОЙО-ГЕО Импульс-Интернэшнл» (Уфа). Лауреатом номинации «Признание экспертов» стала НПФ «Микран» (Томск) — ведущий российский производитель СВЧ-электроники и телекоммуника ционного оборудования. В номинации «Глобальный бизнес», учрежденной журналом «Встраивае мые системы», победила компания «ЭлеСи» (Томск) — разработчик интеллектуальных систем контроля и управления для предприятий нефтегазовой отрасли. Лауреатом номинации «Разработка года» журнала «Электронные компоненты» стала компания PCB Technology (Москва), которая специализируется на разработке сложных печатных плат. Наконец, премия журнала «Производство электроники» в номинации «Технологический лидер» была присуждена поставщику оборудования ЗАО «Предприятие Остек» (Москва), реализовавшему крупнейший в России проект комплексного оснащения производства. Соб. инф.

Выступления всех участников форума записаны на компакт-диск с материалами форума «Новая электроника России». См. статьи-презентации лауреатов и номинантов премии «Новая электроника России».

электронные компоненты №4 2009

9 рынок

Форум стал площадкой для диалога между представителями предприятий радиоэлектронной отрасли и государственных структур. Основные вопросы обсуждений касались оценки влияния экономического кризиса на российский рынок электронной аппаратуры, путей выхода из него и новых возможностей для российских компаний в период спада производства. Ключевой темой дискуссий стала «Стратегия развития радиоэлектронной отрасли до 2015 г.», которая разрабатывается в АПЭАП по поручению Минпромторга РФ. Государственный заказ на разработку «Стратегии…», а также участие в Форуме представителей Правительства стали свидетельствами того, что Ассоциация получила признание у представителей государства. АПЭАП является ассоциацией частных компаний, которые добились успехов на российском, а многие и на международном рынках электронной аппаратуры. Они лучше других адаптированы не только к рыночным условиям, но и, как показал опыт, к возможным финансовым и экономическим потрясениям и лучше осведомлены о состоянии дел в российской электронной промышленности. Поэтому есть основания полагать, что такие компании готовы определять механизмы и пути развития отрасли и способны наметить основные направления исследований и разработок, которые могут вывести отечественную радиоэлектронику на новый уровень развития. Открывая Форум, заместитель мин истра Минкомсвязи РФ Дмитрий Северов* отметил, что за два года существования Ассоциации ее участники научились формировать общее мнение, отстаивать интересы отрасли и доводить предложения компаний до органов государственной власти. Среди основных направлений развития, которые поддерживает Минкомсвязи, были названы переход на цифровое телевидение и введение биометрических паспортов.

ARM-технология: опережать конкурентов Компания ARM вписала яркую страницу в историю развития индустрии высоких технологий. Ядра ARM используются почти в 90% мобильных телефонов по всему миру, не говоря уже о применении в игровых приставках Sony PSP и Apple iPod. Журналист Майк Грин (Mike Green), EPN, беседовал с Уорреном Истом (Warren East), президентом ARM, о перспективах развития компании.

Рынок

— До сих пор у ARM преимущественно одно приложение было источником основных доходов — мобильные телефоны. Теперь компания заключает лицензионные соглашения и по другим направлениям. — Это правда, что львиная доля наших доходов приходится на мобильные телефоны. Однако на долю многих других приложений приходится 35% от четырёх миллиардов процессоров — не такая уж и малая цифра. Если говорить о выданных в 2008 г. лицензиях, то около двух третей из них пришлось на немобильные приложения. Наши партнёры по возможности используют типовые микропроцессорные ядра в ряде устройств при повторной разработке, с тем чтобы максимально повысить окупаемость инвестиций. Через пять лет доля мобильных приложений будет по-прежнему опережать другие, однако оставшаяся часть значительно превысит нынешний показатель. — Складывается впечатление, что сегодня на рынке избыток IP-вендоров. Он действительно насыщен? Если нет, то имеется ли у венчурных фирм желание инвестировать в начинающие компании? — Преуспевающий IP-вендор нуждаётся сегодня в уникальной технологии, экосистеме, обеспечивающей вза-

www. elcp.ru

имодополняющие решения, средства продажи и защиты его технологии и, что более важно, в исследовательских ресурсах, позволяющих его предложениям быть конкурентоспособными и привлекательными. Эти слагаемые успеха особенно важны, когда ваши клиенты — крупные компании, имеющие собственные и немалые IP- и R&D-ресурсы. Только благодаря технологическому лидерству, повышению экономической эффективности за счёт роста масштабов производства и ускорению времени выхода на рынок IP-вендор может привлекать внешние ресурсы для выполнения своих задач. Модель IP-бизнеса на практике работает только в отношении особых технологий. Например, эта модель годится для реализации в микропроцессорах, т.к. это типовые устройства, настраиваемые для целого ряда приложений. Если изделие требует значительного усовершенствования, с этой задачей лучше справится фаблесскомпания. — Клиенты желают как можно быстрее и дешевле получить заказ; они хотят, чтобы их продукция отличалась от той, которую предлагают конкуренты. Как IP-вендору удаётся выполнить и это требование? — Наша бизнес-модель тоже дифференцированная — мы заключаем лицензионные договора, предоставляющие партнёрам разные уровни доступа к нашей технологии. У одних партнёров есть лицензии на разработку собственных процессоров на базе нашей архитектуры, в результате чего их продукция приобретает определённые отличия. Другие партнёры лицензируют полные решения, которые могут включать топологию ядра и периферии (т.н. физическая IP), встроенное ПО, инструментальные

программные средства для объединения различных частей в систему и её программирования, а также наши службы поддержки. В этом случае решение отличается от других за счёт сочетания различных IP-блоков и программного обеспечения, созданного для этого устройства. Учитывая количество возможных комбинаций и то, что некоторые наши технологии можно непосредственно получить на полупроводниковых фабриках и от компаний, предоставляющих услуги по проектированию ИС, большинство решений, если не все из них, уникальны. — Рынку бытовой техники требуются всё более сложные устройства, например регулируемый электропривод для холодильников и стиральных машин. Что предлагает ARM для этих приложений? — Энергетическая эффективность и интеллектуальное управление — очень важные для нас направления. Уменьшение энергопотребления достигается с помощью применения более сложных алгоритмов управления. 32-разрядный ARM-процессор позволяет вдвое сократить энергопотребление специфических типов двигателей. Или другой пример — интеллектуальное управление стиральной машиной позволяет остановить полоскание белья, если в воде отсутствует стиральный порошок. Для нашей компании более производительные, безопасные и экологичные приложения

Справка о компании Штаб-квартира ARM: Кембридж, Великобритания Президент: Уоррен Ист Деятельность: IP-вендор Учреждена: 1990 г. Количество сотрудников: 1700 Доход: 514 млн. долл. (CY2008)

являются ключевыми направлениями развития. — Какой процент дохода компании идёт на исследования и разработку, и как эта часть распределяется между расходами на разработку архитектуры и программного обеспечения? — Мы инвестируем чуть меньше трети годового дохода компании в R&D, но не разделяем эту сумму по типу разработки. — Каковы определяющие факторы развития ARM-ядер по мере перехода к архитектуре кристалла с меньшими проектными нормами — экономия места, с тем чтобы разместить больше ядер на ИС; снижение потребления мощности в статическом режиме или повышение производительности процессора? — Все названные факторы плюс энергопотребление при заданной производительности, рассеянии мощности в динамическом режиме и — при переходе на меньшие проектные нормы — вариативность и надёжность, с тем чтобы обеспечить растущую потребность в дифференциации. В какой-то степени основные факторы зависят от того, как используется конечный продукт, и это значит, что мы не можем делать предложения на все случаи жизни. Мы разделяем сегмент ARM-ядер на три направления: микроконтроллеры для приложений, микроконтроллеры реального времени и встраиваемые микроконтроллеры. В этих пределах мы разрабатываем несколько вариантов устройств и предлагаем оптимальные решения для каждого сегмента.

Рынок

— Вы только что заявили о появлении партнёрской программы с фаундри-компанией по реализации предложения SecurCore для рынка смарт-карт. Насколько масштабным для ARM может стать IP-бизнес для производства смарт-карт, и почему заказчики предпочитают обращаться к фаблесс-компаниям, а не идти традиционным путём? — Такой выбор обусловлен тем, что от производства смарт-карт в меньшей степени требуется обеспечить дифференциацию изделий и в большей — учесть их назначение. Информация хранится на идентификационных карточках с разными целями, и потому в каждом случае при производстве требуется учитывать специфические требования заказчика. Это как раз то, на чём специализируются дизайн-центры, работающие по фаблесс-модели. ARM продает IP для процессоров большого количества встраиваемых приложе-

www. elcp.ru

ний, и смарт-карты являются классическим примером крупносерийного микроконтроллерного приложения. IP для процессоров SecurCore используется в свыше чем 100 млн. смарт-карт, т.к. мы уже работаем на этом рынке, и это тот сегмент, вклад которого растёт в общем объёме поставок нашей компании. Программа работы с фаундри, которую мы запустили больше года назад, обеспечивает доступ к технологии SecurCore для фаблесспоставщиков, которые выходят на рынок смарт-карт в том или ином регионе. Привлекательность работы с фаблесс-поставщиками в этом направлении такая же, как и в других сегментах рынка, особенно в тех случаях, когда поставщик смарт-карт не имеет собственных ресурсов. Компания Intel, публично заявившая о своих намерениях, будет инвестировать всё больше в это направление. Мы считаем, что архитектура ARM лучше приспособлена для приложений с малым энергопотреблением и реализуется с помощью разных бизнес-моделей для мобильных устройств группой ведущих полупроводниковых компаний, сотрудничавших и успешно развивавшихся последние 10 лет. Время автономной работы от аккумулятора является определяющим преимуществом, которым обладает ARM. Даже если Intel удастся сократить отставание в этой области в ближайшие несколько лет, это далеко не последнее наше преимущество, которым пользуется большое число наших партнёров. Речь идёт не только о производительности и времени автономной работы, но и об экосистеме и относительной простоте разработки. Совсем недавно ARM доказала свою конкурентоспособность в тех приложениях, которые традиционно требуют совместимости с архитектурой Intel x86. По мере того как успехи в снижении потребляемой мощности процессоров x86 всё скромнее, ситуация становится для нас намного более сбалансированной. Intel придётся хорошо постараться, чтобы в дальнейшем обеспечить конкурентоспособность архитектуры x86 для своих основных рынков. — Рынок серверов выдвигает жёсткие требования к энергопотреблению. Существуют ли у ARM адекватные предложения для этого рынка? — Да, конечно. Понятно, что по мере распространения интернета серверные системы будут укрупняться и потребуется самым серьёзным образом решать вопросы расхода энергии. Архитектура ARM предусматривает это требование — так например, нам

недавно удалось повысить производительность, легко преодолев гигагерцовый барьер. Мы продолжаем поддерживать своих партнёров, которые охотно реализуют серверные решения на основе ARM-технологии. — Учитывая то, как относятся к защите интеллектуальной собственности в некоторых странах, каким образом ARM удаётся обезопасить свои IP-ресурсы так, чтобы это не отразилось на продажах? — Мы используем стандартные механизмы защиты интеллектуальной собственности с помощью патентов. В Индии и Китае к этому относятся с пониманием, и по мере развития промышленностей в этих странах отношение к интеллектуальной собственности быстро меняется. Рыночную стоимость IP начинают признавать, но единственный реальный путь защиты интеллектуальной собственности в том, чтобы опережать соперников, инвестируя в исследования и разработку, а также постоянно предлагая более новые технологические решения. — Существует ли риск того, что использование IP достигнет своего предела? — Рынки медицинской техники и автомобильной электроники обладают значительным потенциалом роста. Цифровые телевизоры, цифровые ТВ-приставки (STB) и DVD-плееры обеспечат в ближайшем будущем спрос на продукцию ARM за счёт конкурентов, особенно по мере оснащения этих устройств веб-функциями. Думаю, эти рынки ещё далеки от насыщения, к тому же в перспективе появятся и другие возможности. Объёмы рынка полупроводниковой индустрии значительно превышают 200 млрд. долл., причём на долю IP приходится менее 1% от этой цифры. Имеется колоссальный потенциал роста IP-ресурсов в ближайшее десятилетие благодаря увеличению стоимости и сложности устройств. ARM занимает уникальное положение, т.к. это не только поставщик IP, но и микропроцессорная компания — мы ожидаем повышения спроса и на IP, и на микропроцессоры. Поставки встраиваемых процессоров в электронные устройства, в которых большая доля функционала реализуется за счёт программного обеспечения, для нас очень привлекательны, т.к. разработка ПО обходится дешевле; кроме того, она надёжнее и позволяет создавать решения с меньшим энергопотреблением. Стоимость и надёжность являются двумя определяющими факторами, которые позволяют применять нашу технологию во многих приложениях.

СОБЫТИЯ РЫНКА

| Mean Well: успех в России | По объемам продаж своей продукции в Европе компания Mean Well заняла в России третье место (на первых двух — Германия и Италия). Подводя итоги 2008 г., компания Mean Well отметила отличную работу всех российских дистрибьюторов. Президент Mean Well Джерри Лин направил благодарственные письма руководителям российских компаний-дистрибьюторов Mean Well и поблагодарил за творческий, инновационный подход: «Благодаря вашей умелой работе доля продаж в России стала играть весьма важную роль в обороте нашей компании». Во время проходившей в Москве выставки «Экспо-Электроника-2009», Мэнди Хуанг, региональный менеджер Mean Well, вручила команде «Компэл» кубок за большой вклад, внесённый в продвижение продукции Mean Well на российском рынке. По итогам 2008 г. «Компэл» стал крупнейшим дистрибьютором продукции Mean Well в России и вторым по объёму продаж во всей Европе. Компания Mean Well Enterprises Co., Ltd. (Mean Well) основана в 1982 г., и является одним из ведущих тайваньских производителей импульсных источников питания, преобразователей класса AC/DC, DC/DC, DC/AC. Продукция компании характеризуется высоким качеством, конкурентоспособными ценами и широтой номенклатуры. Продукция Mean Well соответствует международным стандартам по электромагнитной совместимости и электробезопасности, что подтверждено сертификатами UL, cUL, CSA, TUV, CE. Система менеджмента качества компании соответствует стандарту ISO 9001. Специалисты Mean Well оказывают постоянную техническую поддержку своим заказчикам через официальных дистрибьюторов, крупнейшим из которых, как уже отмечалось, является «Компэл». Благодаря широкой дилерской сети и развитой системе логистики «Компэла» поставки электронных компонентов могут осуществляться практически в любую точку России и стран СНГ, а склад широчайшей номенклатуры позволяет сократить сроки поставки до минимума. www.compel.ru | Новые возможности срочного производства печатных плат компании «Резонит» | Компания «Резонит» улучшила технологические возможности срочного производства: – стало возможным производство многослойных печатных плат (МПП) с минимальным переходным отверстием/площадкой 0,2/0,6 мм, что позволяет реализовывать более сложные проекты МПП; – успешно внедрена технология попарного прессования при изготовлении срочных МПП, что позволяет изготавливать платы специальной конструкции с возможностью реализации межслойных переходов; – появилась новая услуга — срочное изготовление печатных плат на металлическом основании (Al) для печатных плат, требующих повышенного теплоотвода; – «Резонит» совместно с ОАО «Завод Протон-МИЭТ» производит одно-, двусторонние и многослойные (до 6 слоев) печатные платы с приемкой №5; – на срочном производстве оказываются услуги изготовления печатных плат на давальческом сырье (Rogers, Taconic, ФАФ, ФЛАН и т.д.) — для удовлетворения потребности заказчиков в изготовлении опытных образцов и серий печатных плат с особыми характеристиками. Подробнее об этих и других новостях можно узнать на сайтах компании: www.rezonit.ru www.pcblab.ru | «Макро Групп» добавила в программу поставок встраиваемые GPS-модули RoyalTek | Компании «Макро Групп» и RoyalTek договорились о представлении встраиваемых GPS-модулей RoyalTek на российском рынке. RoyalTek основана в 1997 г. и известна своими разработками в области GPS-оборудования. RoyalTek специализируется на разработке и производстве портативных GPS-навигаторов, GPS-модулей, GPS-мышей, Bluetooth GPS-приемников и автомобильных навигаторов. Благодаря постоянной интеграции GPS с новейшими технологиями беспроводной связи и программным обеспечением, RoyalTek может предлагать готовые решения для конечных пользователей. Следует отметить, что программное обеспечение, также как и аппаратная часть, разрабатываются внутри компании. Главная задача компании — предоставление заказчикам полного спектра продуктов на основе GPS, в том числе разработанных индивидуально по спецификации заказчика. Активное использование технологий беспроводной связи, информирования в режиме реального времени, цифровых карт и доступа в Интернет усиливает конкурентоспособность продукции RoyalTek. Официальный сайт компании RoyalTek: www.royaltek.com.

| Подписано дистрибьюторское соглашение с компанией Rakon| Компания Rakon — ведущий мировой разработчик и производитель кварцевых генераторов — подписала дистрибьюторское соглашение с «Макро Групп», в соответствии с которым «Макро Групп» становится единственным на сегодня официальным дистрибьютором Rakon в России, а также на территории Украины, Белоруссии и Казахстана. Статус официального дистрибьютора позволит обеспечить дополнительные преимущества для заказчиков из России и СНГ: возможность получения специальных цен под проекты, заказа бесплатных образцов, индивидуального изготовления деталей по спецификациям, а также прямую техническую поддержку. Соглашение действительно до апреля 2010 г. и подлежит ежегодному продлению. Дополнительная информация о компании Rakon и ее продукции содержится в специальном разделе сайта www.macrogroup.ru. Официальный сайт компании Rakon: www.rakon.com. www.macrogroup.ru

электронные компоненты №4 2009

Рынок

www.macrogroup.ru

Калибровочные центры повышают доверие к точности измерительного оборудования Жан-Клод Крыницкий (Jean-Claude Krynicki), менеджер по метрологии и качеству Европейского представительства, компания Agilent Technologies .

Российские компании выходят на зарубежные рынки и часто испытывают известные трудности, связанные с получением сертификата и незнанием порядка испытаний. Статья адресована тем читателям, которые желают восполнить этот пробел в своих знаниях.

И з м е р и т е л ь н о е о б о р уд о в а н и е

Чтобы доверять результатам, полученным с помощью измерительного оборудования, необходимо следовать рекомендациям производителя по межкалибровочному интервалу. Кроме того, выполнение калибровки и своевременной сертификации приборов может быть одним из требований внутренних и внешних органов качества. В настоящее время большинство компаний не имеет собственных калибровочных лабораторий, предпочитая пользоваться услугами специализированных центров. К сожалению, качество услуг по калибровке, предоставляемых различными компаниями, серьезно отличается. Одним из способов оценки таких калибровочных центров является их следование требованиям метрологических стандартов. С 1987 г. общепринятой мерой качества является стандарт ISO 9001:2000, представляющий собой часть стандарта ISO 9000 и контролируемый Международной организацией по стандартизации (ISO). Стандарт ISO 9001 применяется в отношении продукции, услуг и программ. Он был расширен некоторыми специфическими стандартами для отдельных отраслей. Проводя аналогии, можно считать сертификацию ISO 9001:2000 своеобразным паспортом, который требуют предъявить все компании. Этот паспорт могут подтверждать «технические визы», учитывающие то или иное применение продукции в разных странах и регионах. К примеру, «компетентность измерительных и калибровочных лабораторий» подтверждается ISO 17025:2005 и ANSI/NCSL Z540.3, используемом в деятельности Министерства обороны в Северной Америке.

продукции. В отношении сервисного обслуживания измерительных приборов имеются стандарты, которые позволяют удовлетворить требования внутренних и внешних контролирующих органов. Это особенно важно, когда весь метрологический процесс или его часть выполняется поставщиком сервисных услуг по договору субподряда. При этом все важнейшие документы, такие как сертификаты калибровки, сертификат системы качества, аккредитация или связь средства измерений с национальными эталонами должны полностью удовлетворять требованиям контрольных органов. Если смотреть шире, то международная аттестация сервис-центров обеспечит доступ к лучшим метрологическим ресурсам и облегчит перемещение оборудования из одной страны в другую. Для многонациональных компаний, например Agilent, этот тип стандартизации позволяет согласованно оказывать услуги по всей глобальной сети сервис-центров. Учитывая реализацию стандартов качества и метрологии по всему миру, эти требования должны быть понятными без помощи специалиста, а также не должны противоречить друг другу или по-разному интерпретироваться. С точки зрения бизнеса, необходимо, чтобы эти стандарты обеспечивали прибыль на инвестированный капитал за счет сокращения аудитов, повышения производительности, большей конкурентоспособности и т.д. Конвергенция стандартов также облегчает жизнь пользователям измерительного оборудования, например, контрактным производителям, которым приходится иметь дело со многими стандартами, применяемыми в разных областях и странах.

Роль стандартов и руководств

Основное назначение стандартов качества и метрологии состоит в обеспечении точности результатов измерений и облегчении приемки производимой

www. elcp.ru

Стандартизация калибровочных сертификатов

Калибровочный сертификат является основным вещественным удосто-

верением проведенной калибровки, которое пристально изучают проверяющие органы. Исходя из этого сервисцентры должны проявлять особое внимание к виду самого сертификата. Кроме того, необходимо найти определенный компромисс между принятыми повсеместно и специфическими требованиями при обеспечении совместимости между новыми измерительными приборами и теми, что используются в сервис-центре. ISO 17025:2005 является одним из стандартов, которые предоставляют детальный список требований, предъявляемых к калибровочным сертификатам. Компания Agilent участвовала в разработке стандарта ISO 17025, который вышел в 1999 г. В настоящий момент около 30-ти информативных разделов включено в административную часть калибровочного сертификата Agilent. В одной части этого документа представлены данные для потребителя (например, тип сервиса, список оборудования, статус и т.д.), тогда как другая часть предназначена для проверяющих органов (единство измерений, оценка качества и т.д.). С самого начала своей деятельности рабочая группа компании Agilent, занимавшаяся калибровочным сертификатом, проводила еженедельный мониторинг отзывов потребителей, в ходе которого возникали вопросы внесения новых дополнений в существующий документ. Например, некоторые заказчики настаивали на включение стандарта Z540, но ISO 17025 не позволял этого сделать, поскольку такая информация должна определяться пользовательской системой качества, а не лабораторией, специализирующейся на оказании услуг по калибровке. Для решения данного вопроса компания Agilent позволяет клиентам решать, включать или не включать эту информацию. Со временем компания Agilent разработала программное обеспечение,

Рис. 1. Результаты измерения

И з м е р и т е л ь н о е о б о р уд о в а н и е

которое позволяет выпускать сертификат в сервис-центре или у клиента. Затем появился сервис Infoline, который в реальном времени предоставляет доступ к архивным сертификатам в формате PDF. Недавно компания Agilent пересмотрела отчеты по стандартизации измерений при обновлении этих документов для устаревших и снятых с производства продуктов. В этих случаях калибровочные программы, сохранившиеся с момента своего появления, используются до сих пор: в общей сложности 3000 таких приборов компании Agilent можно откалибровать в сервисцентрах компании. Отзывы клиентов относительно этого важного документа постоянно отслеживаются с помощью опроса по выявлению удовлетворенности заказчиков: на сегодняшний день было получено более 5000 отзывов, средний балл которых составил 9,1 из 10 возможных. Оценка критерия приемки

Основная цель калибровки — гарантировать правомерность использования прибора до этой процедуры и получить подтверждение возможности его применения до следующего калибровочного цикла. Этот факт документируется в калибровочном сертификате в разделе утверждения соответствия. Процесс составлении документа о соответствии осложняется наличием 1

погрешностей. Эта проблема возникла с принятием военного стандарта MIL-STD 45662A 1 и привела к определению двух метрических величин: отношения точности измерений (TAR) и отношения погрешности измерений (TUR), которые также называются процессом управления полем допусков (guardband management process) и риском поставщика и заказчика (producer-consumer risk). На рисунке 1 представлен график результатов измерений, принимающих во внимание погрешность в рамках спецификации. Очевидно, что в случае 1 результаты удовлетворяют спецификации, в то время как случай 5 является прямо противоположным. Случаи 2 и 3 отражают ситуацию с разными степенями риска для потребителя, который может принять прибор, не соответствующий спецификации. В случае 4 риск возникает для поставщика, который может отбраковать прибор, отвечающий требованиям спецификации. Во время работы над ISO 17025 соотношение между критерием приемки и погрешностью выводилось на основе множества черновых вариантов стандарта, варьирующихся от наиболее строгого («измеренное значение с учетом погрешности должно находиться в приемлемых пределах значений, указанных в спецификации»), более практичного («утверждение о соответствии делается, только если отношение

Стандарт MIL-STD45662A см. на компакт-диске.

www. elcp.ru

погрешности измерений к заданному допуску достаточно малое, например 1 : 3») или до принятия неопределенного статуса («нельзя доказать ни соответствие изделия условиям приемки, ни несоответствие»). Окончательное решение было принято по принципу суждения Понтия Пилата: погрешность следует учитывать. Поскольку ISO 17025 в основном применяется для тестирования, усилия были направлены на то, чтобы получить критерий приёмки, истолкованный в рамках этого технического стандарта. Измерения, в которых критерий приемки определяет прохождение при-бором проверки или его отбраковку (забракованной может оказаться и целая партия продукции), носят критичный характер. В результате был создан ISO-14253-1 — единственный стандарт, который учитывает описанные затруднения. Для калибровки несколько сертификационных лабораторий предложило использовать этот стандарт в качестве основного, если не предусмотрено другое соглашение с клиентом. ANSI/NCSL Z540-3 стал первым стандартом, который определил максимальный допуск на риск потребителя. Однако установленный 2-% максимальный риск распространяется только на совокупность параметров или приборов, а не на отдельное измерение. Помимо анализа текстового содержания и чисто теоретических методов существует новое направление метрологии, которое позволяет найти компромисс между риском и стоимостью. Возвращаясь к рисунку 1, видно, что случаи 2, 3, 4 можно свести к случаю 1 всего лишь с помощью регулировки. Рисунок 2 иллюстрирует предположение, что одна калибровка удовлетворит критерий приемки в 90% случаев, в то время как оставшиеся 10% потребуют регулировки и повторной полной калибровки. Стоимость калибровки определяется следующим образом: P = (1–x)∙Tc + x∙(Ta + Tc),

(1)

где Р — стоимость калибровки; х — процент оборудования, изначально имеющего допустимые отклонения; Tc — время калибровки; Ta — время подстройки. Любой измерительный прибор, функционирующий таким образом, что в серой зоне случаев 2, 3 оказывается хотя бы одна точка, которая потребует дополнительной регулировки и калибровки. Для сложных приборов, имеющих сотни точек калибровки, такой подход приводит к тому, что стоимость калибровки с высокой

Рис. 2. Стоимость оптимизации

степенью вероятности увеличивается более чем в два раза. Именно по этой причине некоторые поставщики услуг включают стоимость регулировки в отдельный счет. Технический график калибровки

Другой вопрос, связанный с документом о соответствии, относится к количеству точек и функций прибора, контролируемых во время калибровки. Решение этого вопроса помогает определить, насколько представительной является калибровка по сравнению с полной спецификацией прибора. Для приборов, произведенных компанией Agilent, рекомендованный калибровочный график включен в руководство по сервисному обслуживанию или схожие документы. «Полная калибровка, соответствующая спецификации производителя» является правилом для сервис-центра. Однако независимые поставщики калибровочных услуг стремятся снизить их стоимость, что часто приводит к пропуску нескольких измерительных точек и функций прибора. Иногда это также связано с техническим недооснащением, т.е. с

И з м е р и т е л ь н о е о б о р уд о в а н и е

отсутствием образцового оборудования или аккредитации на проведение всех тестов. Теоретически заказчик должен располагать точными данными о том, какие измерения были проведены, а технический график калибровки должен охватывать все необходимые точки. На практике оборудование не находится в исходной конфигурации — доступ к нему зачастую не ограничен, и получить информацию о том, как использовался прибор ранее, не представляется возможным. В результате спецификации производителя принимаются за основу. Заказчики часто задают такие вопросы: «Как аккредитованная калибровка, учитывающая 30% параметров прибора, соотносится с коммерческой калибровкой, работающей со 100% параметров?». Отвечая на подобные вопросы, разработчики стандартов попытались установить нормы, например минимальное количество калибруемых точек для определения соответствия спецификации по каждому отдельному семейству приборов. Такой подход должен учесть 60 тыс. приборов на рынке, которые относят-

ся к 200 семействам. В результате проделанной работы была опубликована первая техническая рекомендация — AFNOR FD X 07-25 2. Заключение

Характерные для каждого региона и отдельных отраслей стандарты качества и метрологии всё больше принимают общие черты, что упрощает сертификацию, аккредитацию и сервис, делая их единообразными и транспортабельными в масштабах мирового рынка. У многонациональных компаний имеется возможность получить глобальный сертификат качества ISO 9000, позволяющий лучше отладить внутренние процессы, обмениваться ценным опытом и создавать сервис-центры по всему миру. Большее взаимодействие и слаженность в итоге обеспечат большую уверенность в точности калиброванного измерительного оборудования. Это произойдет, только если все поставщики услуг будут придерживаться разработанного набора стандартов, что позволит им получить и пользоваться аккредитацией и сертификатами качества.

СОБЫТИЯ РЫНКА

| Компания «Макро Групп» добавляет в программу поставок источники питания Mornsun | Mornsun — один из крупнейших в мире производителей AC/DC- и DC/DC-источников питания мощностью 0,5…100 Вт. Для заказчиков продукция Mornsun привлекательна, прежде всего, компактными размерами, высоким КПД и хорошими характеристиками стабильности, а также возможностью ее изготовления по индивидуальным требованиям. Сотрудничество «Макро Групп» с компанией Mornsun позволит обеспечить дополнительные преимущества российским заказчикам: – регистрировать проекты у производителя и получать оперативную техническую поддержку; – получать бесплатные образцы (поставка в течение 8…10 дней); – подбирать аналоги pin-to-pin на источники питания таких известных производителей как Traco, RECOM, Murata, Motien, P-Duke, Meanwell, Chinfa; – находить оптимальные решения благодаря выгодному соотношению «цена-качество» продукции Mornsun.

www.mornsun-power.com

Рекомендации AFNOR FD X 07-25 описаны в статье «Acheiving creater confidence in measurement accuracy through consistency in calibration services» см. в на компакт диске.

www. elcp.ru

Шкафы компании Schroff для уличной установки обеспечивают надежную защиту и эффективное кондиционирование При использовании шкафного оборудования вне поме щений необходимо учитывать постоянные экстремальные воздействия, к примеру, песка, пыли, насекомых, грызунов, а также вандализм и вибрацию. Не менее существенное влияние оказывают холод, тепло и прямые солнечные лучи. Для такого применения компания Schroff предлагает новое поколение шкафов с улучшенной системой конди ционирования для уличной установки. Шкафы имеют стандартные конструкции Modular и Unibody. Основой для версии Modular служит стойка из алюминиевого профиля, обеспечивающая большую гибкость в отношении габаритов шкафа. Модульную внутреннюю обшивку при необходимо сти можно удалить для удобного всестороннего доступа к оборудованию. Основой для недорогой версии Unibody служит цельный алюминиевый внутренний корпус. Такая конструкция идеально подходит для шкафов малых разме ров при монтаже на стенах, мачтах и полу. Исполнение «меандр» для оптимального теплоотвода

Шкафы обеих версий изготавливаются с двойными стен ками. Детали наружной обшивки предотвращают нагревание под воздействием солнечных лучей, а плотно подогнанные детали внутренней обшивки (IP 55) не допускают проник новения влаги, грязи и мелких животных. Воздух в зазоре между стенками движется без принудительной вентиляции за счет прорезей в наружной обшивке. По заказу внутрен ние стенки шкафов Modular поставляются в исполнении «меандр», при этом поверхности, которые имеют большую площадь, отводят большее количество тепла из внутреннего пространства в вентилируемый зазор между двойными стен ками. Такое решение позволяет более надежно и бесшумно отводить тепло из внутреннего пространства и не требует дополнительного технического обслуживания и затрат энер гии. Дополнительные вентиляторы в пространстве между двойными стенками повышают эффективность охлаждения. Ввод охлаждающего воздуха во внутреннее пространство корпуса повышает возможности охлаждения. Специальные плоские фильтры с водоотталкивающей поверхностью обе спечивают и в этом случае соблюдение степени защиты IP 55.

Компоненты охлаждения и нагрева

Если стандартных приспособлений для отвода тепла недостаточно, устанавливаются дополнительные компо ненты охлаждения: вентиляторы с фильтрами, воздуховоздушный теплообменник или охлаждающий агрегат. При этом вентилятор с фильтром и регулируемой скоростью вращения представляет собой экономичный и эффектив ный способ кондиционирования шкафа. Установленное в шкафу оборудование должно обеспечивать циркуляцию нагнетаемого вентилятором воздуха. Так, впускное и выпускное отверстия для воздуха, как правило, должны располагаться по диагонали на полную высоту шкафа. При очень низких наружных температурах помимо вентилято ров в шкаф устанавливается небольшой нагреватель. Принцип действия воздухо-воздушного теплообмен ника основан на двух раздельных контурах циркуляции воздуха, каждый из которых переносит тепловую энергию. Во внутреннем воздушном контуре воздух циркулирует в шкафу, обеспечивая передачу тепловой энергии из конту ра к теплообменнику. По внешнему контуру воздух окру жающей среды перемещается снаружи теплообменника, отнимая у него тепловую энергию. Условие использования вентиляторов или воздухо-воздушного теплообменника заключается в том, чтобы температура окружающего воз духа была не менее чем на 5° ниже максимально возмож ной температуры внутри шкафа. Если это требование не выполняется, необходимо использовать охлаждающий агрегат, специально разработанный для работы вне помещений. Такое устройство представляет собой холодильный агрегат с компрессором, передающим тепло из шкафа наружу через хладагент, за счет чего тем пература внутри шкафа поддерживается на требуемом уровне. Вентилятор, относящийся к внутреннему контуру, обеспечивает непрерывную циркуляцию воздуха в шкафу (см. рис. 1). Охлаждающий агрегат и теплообменник оснаще ны в стандартной комплектации нагревательными прибо рами и, согласно концепции Schroff, монтируются всегда на двери шкафа с внутренней стороны. За счет этого не только обеспечивается защита охлаждающего агрегата от экстре мальных воздействий окружающей среды, но и достигается возможность без каких-либо ограничений выбирать место для установки оборудования. Гибкие возможности комплектации

Рис. 1. Оптимальное кондиционирование для любых требований

WWW.ELCP.RU

Оба варианта исполнения шкафов обеспечивают высо кую гибкость, позволяя устанавливать 19-дюймовые ком поненты и нестандартное дополнительное оборудование. Части обшивки имеют порошковое покрытие, устойчивое к атмосферным воздействиям, а при соответствующем заказе — с покрытием «антиграффити». Шкафы соответ ствуют второму классу механической защиты (WK2) в соот ветствии с принятым ведущими телекоммуникационными компаниями стандартом. Съемная крыша обеспечивает легкую установку, а кабельные вводы защищены от про никновения грызунов и насекомых через пол. Эти шкафы, соответствующие IEC 61 969, прошли испытания на удар ную и вибрационную стойкость согласно IEC 68-2-6 и -27 и на сейсмическую стойкость согласно IEC 68-2-57.

Введение в видеоанализ Ник Гагвани (Nik Gagvani), директор по технологиям и вице-президент, Cernium Corporation В настоящее время технология видеоанализа используется в трёх основных областях: в видеонаблюдении, розничной торговле и на транспорте. Статья знакомит с основными понятиями видеоанализа и описывает ключевые этапы последовательной обработки видеокадров. В статье рассматриваются особенности реализации системы видеоанализа в различных приложениях. Эта публикация представляет собой перевод [1]. Введение

М у л ьт и м е д и а и т е л е к о м

Видеоанализ, или как его ещё называют, анализ видеоконтента (АВК) — в англоязычной транскрипции video content analysis (VCA) — представляет собой извлечение важной информации из цифрового видео. В отличие от сжатия видеосигнала, которое использует избыточность цифрового видео для уменьшения объёма данных, АВК связан с интерпретацией содержимого видеоданных. Он основан на результатах исследований в области машинного зрения, характеристического анализа и искусственного интеллекта и применяется в ряде областей, включая системы наружного наблюдения, розничную торговлю и транспорт. АВК использует алгоритмы компьютерного зрения, которые позволяют воспринимать (или видеть) информацию, и искусственный интеллект для её интерпретации, изучения и вывода заключения. В отличие от детектирования движения, целью видеоанализа является интерпретация сцен. Кроме регистрации движения, видеоанализ квалифицирует движение как объект, исследует обстановку вокруг него и способен отслеживать объект в пределах сцены. Одно из приложений АВК — автоматизированное наружное наблюдение. Интеллектуальные видеокамеры способны непрерывно анализировать видеоинформацию, детектировать наличие людей и транспортных средств и интерпретировать их действия. В случае обнаружения подозрительной деятельности, такой как движение объекта в запретной зоне, автоматически генерируется сигнал и вызывается служба безопасности. На транспорте видеокамеры могут фиксировать и распознавать номерные знаки в целях управления движением и сбора дорожных налогов. В розничной торговле с помощью видеоанализа можно подсчитать количество людей, стоящих в очереди или проходящих по торговому залу. Эти приложения в настоящее время находятся в коммерческой эксплуатации, причём в ближайшие годы ожидается появление более сложных методов анализа и расширение областей его применения.

www. elcp.ru

Данная статья даёт общее представление об АВК, лежащих в его основе методах и этапах обработки данных, а также рассматривает реализацию видеоанализа в некоторых приложениях. Последовательность обработки информации при видеоанализе

Большинство приложений АВК включает в себя ряд этапов обработки. Эти этапы обеспечивают получение детальной информации о какой-либо активности на месте действия или сцене. По существу, анализ необходим для обнаружения изменений, которые происходят в последовательности видеокадров, квалификации этих изменений в каждом кадре, их сопоставлении на множестве кадров и, наконец, интерпретации взаимосвязанных изменений. Первым этапом видео анализа является сегментация. Сегментация — это процесс детектирования изменений и отбора важных изменений для дальнейшего анализа и оценки. Пикселы изображения, которые претерпели изменения, называют «пикселами переднего плана» (Foreground Pixels), а те, которые не изменились — «пикселами фона» (Background Pixels). Кроме того, сегментацию также называют процессом вычитания фона (Background Subtraction). Пикселы, остающиеся после вычитания фона, являются пикселами переднего плана. Степень изменений, которая используется для идентификации пикселов фона, является ключевым фактором в сегментации и может быть различной в зависимости от приложения. Результатом сегментации является формирование одного или нескольких больших двоичных объектов — массивов двоичных данных, или блобов (Binary Large OBject — blob) переднего плана, представляющих собой скопление связанных пикселов изображения. Классификация является процессом квалификации каждого блоба и присваивание ему метки класса. Это позволяет отнести каждый блоб к определенному классу, например, такому как человек, транспортное средство, животное и т.д. Классификация может быть выполнена на отдельном кадре или может использовать информацию многих кадров. Некоторая комбинация свойств и особенностей каж-

дого блоба используется для назначения метки класса. Эти свойства следует выбирать так, чтобы они обеспечивали вполне определённое разграничение между классами. Для некоторых приложений классификации может быть недостаточно, поэтому также используется распознавание. Распознавание — это процесс идентификации определенного объекта, например, регистрационного номера автомобиля или лица какого-либо человека. Распознавание требует дополнительного анализа и наличия предварительных данных об объекте. Отслеживание классифицированных блобов переднего плана осуществляется на множестве кадров как объектов, движущихся в поле зрения. Слежение является проблемой объединения блобов; должен быть идентифицирован каждый блоб на первом и последующих кадрах. Затем вычисляется траектория движения путем соединения точек положения объекта на многих кадрах. Распознавание деятельности является финальным этапом, который объединяет результаты этапов классификации и слежения, соотносит результаты слежения за несколькими блобами и делает заключение о действиях, происходящих на видео. Например, если два блоба соответствуют людям, постепенно подходящим всё ближе друг к другу, то это может быть интерпретировано как сближение людей. Если есть два блоба, один из которых соответствует транспортному средству, а другой — человеку, который внезапно исчезает, то это событие интерпретируется как то, что человек сел в машину. Типичная последовательность этапов видеоанализа изображена на рисунке 1. Этапы обработки показаны в виде прямоугольных блоков, которые включают сегментацию, классификацию, слежение и распознавание деятельности. Эти этапы обработки зависят от используемых моделей, которые могут включать модели фона или заднего плана, модели видеокамеры, одну или более моделей внешнего вида, модели движения и модели формы. Эти модели время от времени обновляются по мере накопления данных об объекте и адаптации к условиям.

Сегментация

Целью сегментации является идентификация блобов переднего плана. На вход устройства сегментации подается последовательность видеокадров, а на выходе формируется набор маркированных уникальных блобов переднего плана для каждого кадра. Сегментация обнаруживает изменения, измеряет степень изменения и локализует его. Этот этап состоит из нескольких шагов, которые могут различаться в зависимости от желаемого результата. Наиболее часто используются этапы сегментации, показанные на рисунке 2. Модель фона инициализируется и обновляется периодически. Эта модель используется при вычитании фона для детектирования изменений и идентификации пикселов переднего плана. Простая реализация модели фона заключается в использовании первого кадра в качестве фонового кадра. Вычитание фона можно затем реализовать путем удаления этого фонового кадра из текущего кадра. В результате получается разностное изображение. Для его преобразования в основное изображение (изображение переднего плана) может быть установлен порог, так что все пикселы с различиями, превышающими предварительно установленную величину, являются пикселами переднего плана. Обновление фона может в этом случае представлять собой замену фонового кадра через каждые N кадров. Такая простая схема вычитания фона применима для простых сцен с равномерной контрастностью и сравнительно небольшими изменениями. Как правило, выбор порогового значения и частота обновления фона влияют на полученный результат. На рисунке 3 показан сценарий применения такой схемы вычитания фона. На практике используются более сложные модели фона. Описанная выше простая модель не учитывает реальные изменения фона, которые могут происходить из-за меняющейся освещенности или из-за того, что блобы переднего плана становятся частью фона. В случае уличных видеокамер окружающее освещение меняется во времени, что вызывает изменение интен-

сивности свечения пикселей фона. Это изменение должно быть корректно отражено моделью фона так, чтобы не были зарегистрированы случайные пикселы переднего плана. Кроме того, блобы переднего плана, такие как припаркованные автомобили, должны быть включены в фон. Средний кадр

Альтернативой представленной выше реализации модели фона является использование среднего из N кадров в качестве фонового изображения. Этот средний кадр фиксирует постепенные изменения в сцене и, таким образом,

обеспечивает большую устойчивость к вариациям фона. Модель можно усложнить путём использования гауссова распределения вариаций каждого пиксела со своим средним значением и отклонением. Это увеличивает надёжность вычитания фона. Выбор порога также влияет на число регистрируемых пикселов переднего плана. Низкий порог обеспечивает определение меньшего числа изменений в качестве пикселов переднего плана. Высокий порог удаляет слишком большое число пикселов, что вызывает появление дырок и разрывов в блобах

Рис. 1. Последовательность этапов видеоанализа

Рис. 2. Этапы обработки в процессе сегментации

Рис. 3. Вычитание фона с использованием разностного изображения. Для получения пикселов переднего плана устанавливается порог для разностного изображения

Рис. 4. Низкий порог приводит к появлению избыточных пикселов помех, в то время как высокий порог вызывает разрывы и дырки блобов переднего плана

электронные компоненты №4 2009

М у л ьт и м е д и а и т е л е к о м

По мере прохождения видеокадров через эти этапы обработки формируются промежуточные результаты. Они показаны в кружках верхнего ряда рисунка 1. Конкретные приложения видеоанализа могут не содержать все эти этапы или порядок их может быть несколько другим. Многоканальные устройства слежения или классификаторы могут работать параллельно. Ниже приводится детальное описание перечисленных этапов обработки.

переднего плана. На рисунке 4 проиллюстрировано влияние величины порога на картину переднего плана. Для смягчения пороговых эффектов для изображения применяют подавление помех и морфологическую фильтрацию. Помехи имеют отношение к пикселам переднего плана, которые не связаны с реальными объектами. Они могут возникать из-за шумов датчика, а также влияния различных факторов окружаю-

щей среды, таких как падение листвы, дождь, снег или вариаций освещения, связанных с появлением облачности или изменениями комнатного освещения. Дополнительные помехи могут возникнуть из-за влияния теней, бликов или отражений. При простой регистрации движения невозможно в достаточной степени подавить помехи, что может вызвать ложное детектирование. Для заполнения дырок и разрывов, а также удаления небольших блобов при необходимости можно использовать морфологический фильтр (структурный фильтр). Финальным этапом сегментации является присваивание уникальных меток каждому связанному блобу. Маркировка блобов может быть сделана путем рекурсивного осмотра всех соседних пикселов для каждого пиксела переднего плана и присваивание им меток. Результат маркировки блобов доступен для дальнейшего анализа. На рисунке 5 показаны блобы переднего плана после морфологической фильтрации и маркировки. Итогом этих этапов обработки является детектирование блобов, соответствующих объектам переднего плана и изучаемой области, которая ограничивается контуром вокруг каждого блоба, локализующей его в пределах кадра. Затем должна быть выполнена обработка пикселов в изучаемой области, соответствующих каждому блобу переднего плана. Классификация

Рис. 5. Морфологическая фильтрация блобов переднего плана позволяет заполнить дырки и подавить помехи. Затем выполняется маркировка блобов

М у л ьт и м е д и а и т е л е к о м

Классификация — это процесс квалификации сегментированных блобов и присвоения определенной категории каждому блобу. Классификация предназначена для распределения объектов на крупные группы, например определения того, является ли блоб человеком, транспортным средством или животным и т.д. Классификация отличается от распознавания, так как она не обеспечивает идентификацию конкретных объектов, как в случае опознания человека по лицу или идентификации номерного знака транспортного средства. Методы классификации объектов для видеоанализа бывают различны-

ми и зависят от приложения. Способы классификации также зависят от числа отдельных классов, которые должны быть зарегистрированы. Для разделения блобов объектов на один или два класса используются двоичные классификаторы. Разделение блобов на несколько классов, например таких как человек, транспортное средство или животное, производится с помощью классификаторов для множественных классов. Заметим, что классификатор может только сделать прогноз относительно принадлежности объекта к классу или же определить вероятность того, что объект принадлежит к конкретному классу. Кроме того, классификатор может также определить вероятность того, что объект не принадлежит к данному классу. Для разделения на классы используются какие-либо особенности изображения. Простой классификатор, разделяющий человека и транспортное средство, может быть построен на основе проверки отношения вертикального и горизонтального масштаба объекта (аспектовое отношение) сегментированного блоба. Люди обычно имеют больший размер по высоте, чем по ширине, а автомобили — больший размер по ширине, чем по высоте. Другими признаками объекта, которые могут быть полезны для классификации, являются гистограммы и контуры. Для оценки качества процесса видеоанализа используются такие показатели как частота обнаружения и частота ложных тревог. Идеальный классификатор способен корректно определять класс каждого объекта (частота обнаружения 100%) и никогда не ошибаться при классификации объекта (частота ложных тревог 0%). На практике для систем анализа стараются обеспечить как можно более высокую частоту обнаружения, в то же время сохраняя частоту ложных тревог на допустимо низком уровне. На рисунке 6 показаны результаты классификации человека и автомобиля. Заметим, что классификатор должен также отбросить объекты, которые не принадлежат какому-либо подходящему классу. Слежение

Рис. 6. Классификатор разделил объекты на человека и автомобиль

www. elcp.ru

Слежение устанавливает соответствие между блобами последовательности видеокадров. Эти соответствия могут быть использованы для интерпретации сцен и распознавания поведения или деятельности. Существуют различные методы слежения, которые основаны на моделях связи движения, внешнего вида и формы. При слежении возникает несколько проблем. Так как объекты движутся по сцене, они изменяют свои позы и ори-

электронные компоненты №4 2009

Рис. 7. Гистограммы блоба могут служить признаком для слежения

М у л ьт и м е д и а и т е л е к о м

ентацию относительно видеокамеры и могут выглядеть по-разному на многих кадрах. Одни и те же особенности могут быть невидимыми на разных кадрах, что затрудняет установление соответствия между объектами. Кроме того, движение, например, людей в сцене носит шарнирно-сочленённый характер, что может приводить к значительным изменениям формы блоба. Другая проблема слежения возникает из-за возможного перекрытия одних объектов другими. Существуют следующие варианты перекрытий объектов. 1. Фон перекрывает передний план. В этом случае пиксели фона перекрывают пикселы переднего плана. Примером такого перекрытия может быть человек, идущий позади деревьев и появляющийся время от времени. Дерево является фоновым объектом, который перекрывает человека. 2. Передний план перекрывает передний план (различные объекты). В этом случае два отдельных объекта переднего плана перекрывают друг друга. Примером этого может быть человек, выходящий из автомобиля. 3. Самоперекрытие объектов переднего плана. Сочленённые объекты могут иметь части, которые перекрывают друг друга. Например, при ходьбе человека его двигающиеся руки перекрывают туловище. Важным вопросом слежения является способность идентифицировать множественные, относительно инвариантные особенности каждого блоба. Для выявления соответствия, по крайней мере несколько общих признаков объекта должны быть видимы на последовательности кадров. Перекрытия могут вызывать периодическую потерю слежения, поэтому важно иметь возможность вновь находить маршрут движения объекта. На рисунке 7 иллюстрируется слежение за двумя людьми в пределах сцены; показаны также гистограммы для каждого блоба. Заметим, что эти гистограммы сильно различаются и могут быть использованы для корректного слежения за каждым человеком.

www. elcp.ru

Распознавание деятельности

После сегментирования, классификации и слежения за объектами переднего плана может быть описано их движение и поведение в контексте сцены. Может быть также проанализировано поведение других объектов сцены относительно данного объекта. Примерами деятельности высокого уровня могут быть подозрительные действия человека, падение человека или медленное движение транспортного средства. Можно провести также частный анализ, при котором производится слежение за головой, туловищем, руками и ногами с изучением их траекторий движения. Такой анализ предоставляет информацию о таких видах движения как прыжки, приседания, ходьба и наклоны. Наконец, методы распознавания жестов могут детально описать движение рук и пальцев; они могут быть использованы для определения таких действий как захват, указывание и размахивание руками. примеры Коммерческого применения

В настоящее время технология АВК коммерчески используется в трёх основных рыночных сегментах: видеонаблюдение, розничная торговля и транспорт. На практике используются различные методы автоматизированных, а часто и работающих без участия оператора, систем видеонаблюдения. Видеоанализ реализуется посредством DSP-процессоров или ПЛИС. АВК снижает нагрузку на персонал, занятый мониторингом и поиском видеозаписей. Он используется как для контроля в режиме реального времени, так и для эксперно-криминалистической обработки видео. В такой системе видеоанализа как многоканальная система анализа Cernium Edge используется процессор TMS320DM64x компании Texas Instruments. Ключевым фактором, влияющим на конкретную реализацию АВК является выбор алгоритмов, обеспечивающих

низкую нагрузку на процессор, малый объём памяти и, в то же время, высокую частоту обнаружения с низкой частотой ложных тревог. Устройства видеонаблюдения обычно используют кодек (например, MPEG-4), реализованный на процессоре, следовательно, важно обеспечить выполнение анализа параллельно с работой кодека. Наконец, пользователь может потребовать, чтобы различная деятельность была зарегистрирована в разные моменты времени, поэтому одно устройство должно быть способным обнаруживать различную деятельность по многим каналам: – отдельный человек и группа людей; – отдельное транспортное средство и группа транспортных средств; – идущие, бегущие и патрулирующие люди; – останавливающиеся или ускоряющиеся автомобили; – брошенные или сдвинутые объекты; – движение в запрещенном направлении; – различного рода вычисления, связанные с объектами. Заключение

АВК предоставляет новые возможности во многих областях применения. Многоканальные системы видеоанализа используют современные DSP и процессоры. Способность анализа классифицировать и отслеживать объекты на уровне сцены делают их более привлекательными для потребителя, чем системы детектирования движения. Видеоанализ способствует появлению нового поколения интеллектуальных видеоустройств, включая видеокамеры, видеомагнитофоны и видеосерверы. Литература 1. Nik Gagvani, Introduction to video analytics. 2. Обработка видеосигнала высокой чёткости, Екатерина Самкова//«Электронные компоненты» №4, 2009.

ОбработкА видеосигнала высокой четкости Екатерина Самкова, научный редактор, журнал «Электронные компоненты» В настоящее время в видеосистемах повсеместно происходит замена систем стандартной (SD) четкости изображений на высокую четкость (HD). Количество пикселов в кадре существенно увеличивается, соответственно повышается сложность проектирования систем обработки видеоизображения — кодирование и декодирование в HD-системах требует гораздо большей производительности, поэтому одного сигнального процессора уже недостаточно. В статье рассматриваются варианты построения таких видеосистем.

DSP

Сигнальные процессоры очень хорошо подходят для обработки изображения. Однако современным DSP, работающим на частоте 1 ГГц, не хватает быстродействия. Производительность системы определяется не только скоростью сжатия, но и скоростью выполнения пред- и постобработки (масштабирование, преобразование развёртки, фильтрация, преобразование цветов и т.д.). Часто эти процедуры занимают больше времени, чем собственно процесс сжатия. Если один сигнальный процессор не справляется, можно использовать несколько. В этом случае будет обеспечено требуемое быстродействие и гибкость системы, но такое решение

оказывается дорогим из-за постоянно растущей стоимости кремния. К тому же с ростом числа процессоров усложняется организация их взаимо связи. К интересному решению прибегла компания Texas instruments. Семейство процессоров TMS320DM64xx1, так называемые цифровые медийные системы на кристалле, созданные по технологии DaVinci, представляет собой мощное вычислительное средство с двумя процессорными ядрами. Одно из них — 364,5-МГц ARM926 — хорошо известное 32-разрядное процессорное RISC-ядро, а другое — 729-МГц C64x+, которое представляет собой ядро процессора цифровой обработки сигнала. Уровень производительности многих сигнальных процессоров был бы выше, если бы они могли работать с информационным каналом произвольной ширины, например 10 бит. В большинстве DSP ширина канала должна быть двоичной, то есть для 10-битного потока данных используется канал шириной 16 бит. Это ограничение удалось устранить компаниям Silicon Hive и Tensilica, которые разработали процессорные ядра с практически произвольной шириной потока данных. Такие процессоры подходят для построения видеосистем с высоким разрешением. FPGA

Гораздо большей гибкостью обладают FPGA, поэтому они подходят для обработки видеосигнала с высоким разрешением. Кроме того, крупные производители, например Altera и Xilinx, предлагают множество инструментов и готовых решений для облегчения проектирования. На матрицах FPGA можно реализовать системы обработки изображения для видеонаблюдения, про-

ведения видеоконференций, а также медицинских и военных применений. Матрицы FPGA программируются так же, как и СБИС для видеосистем со стандартном разрешением кадра, и обладают эквивалентной функциональностью. Преимущество FPGA перед специализированными СБИС в том, что их легко модернизировать и потому нет риска, что система быстро устареет. Компания Altera предлагает пакет Video and Image Processing Suite2, в составе которого имеется среда DSP Builder для создания на FPGA блоков обработки видеосигнала. Программирование производится либо на языке С, либо VHDL или Verilog. Существенно упрощает проектирование поддержка инструментов MathWorks (MATLAB и Simulink) и Quartus II. Алгоритм работы системы описывается в MATLAB, затем она моделируется в Simulink и переносится для дальнейшего проектирования в Quartus II. Рассмотрим некоторые особенности проектирования, на которые следует обратить внимание. Во-первых, если отдельные блоки видеосистемы разрабатываются разными отделами, то они должны быть совместимыми. Для этого сначала необходимо принять единый стандартный интерфейс взаимодействия блоков. Он должен быть открытым (непатентованным) и содержать минимум дополнительных функций, усложняющих проектирование. Компания Altera в качестве такого стандарта предложила протокол Avalon Streaming Video (Avalon-ST), по которому осуществляется пакетная пересылка и контроль данных от одного блока обработки к другому. Примечательно, что данный стандарт не ограничивает разработчика в использовании FPGA других производителей.

Перечень микросхем, входящих в семейство TMS320DM64 и техническую документацию на TMS320DM6467 см. на компакт-диске. Руководство пользователя на средство разработки Video and Image Processing Suite см. на компакт-диске.

электронные компоненты №4 2009

27 М у л ьт и м е д и а и т е л е к о м

Введение

Методы сжатия видеопотока в системах со стандартным и высоким разрешением различаются. В HD-системах используется стандарт H.264, именуемый также MPEG-4, часть 10, или AVC (Advanced Video Coding). Он обеспечивает высокую степень сжатия видеопотока при сохранении хорошего качества изображения. В качестве основы для системы обработки изображения могут использоваться сигнальные процессоры (DSP), матрицы FPGA, а также специализированные и заказные СБИС. Исторически сложилось так, что видеосистемы строились на специализированных СБИС. Однако их недостаток в том, что они производят сжатие по установленному алгоритму и не могут динамически подстраиваться под нужды пользователя, что является необходимым условием нормального функционирования системы высокой чёткости изображения. Кроме того, их стоимость довольно велика.

Протокол Avalon-ST содержит инструкции по разбиению каждого типа данных на пакеты видеоданных и проверочной информации. При отсутствии необходимости биты проверочной информации могут сопровождать не каждый пакет с видеоданными. В информационном пакете содержатся два набора параметров: статические (биты цветовой плоскости, последовательность цветовых плоскостей), которые не меняются в процессе выполнения программы, и динамические (размер кадра, длина поля и формат развертки). Для более тщательного контроля работы видеосистемы требуется дополнительная логическая схема или встроенный процессор. Его взаимодействие с блоком обработки и основным процессором осуществляется через интерфейс Avalon-MM. Дополнительная контрольная схема программирует функции видеообработки, а блок обработки выставляет прерывания при возникновении исключительного события. При разработке следует обратить внимание на готовые IP-блоки. Все видеосистемы помимо специальных операций выполняют ряд стандартных (захват сигнала, предварительная обработка, сопряжение с интерфейсами, шумоподавление и т.д.). Часто производитель FPGA предлагает уже отлаженные блоки, выполяющие данные стандартные операции. Использование при проектировании системы этих модулей позволяет не только заметно сократить время разработки, но и избежать типичных ошибок. На рисунке 1 показана блочная структура видеосистемы. Если система содержит несколько процессоров или модулей памяти, следует обеспечить связь и правильный обмен между ними.

М у л ьт и м е д и а и т е л е к о м

Рис. 1. Функциональная схема видеосистемы 3

Для этого существуют такие инструменты как, например, SOPC Builder компании Altera. Их применение также помогает сократить время разработки. Системы DSP+FPGA

DSP-процессор предназначен в первую очередь для выполнения алгоритмов обработки видеосигнала, а FPGA — для построения связующей логики. Оптимальным решением может стать сочетание процессора и матрицы FPGA на одной платформе. Рассмотрим пример. При проведении стабилизации изображения для согласования двух кадров вычисляется некий параметр, называемый суммой абсолютной разницы SAD. Если ядро системы содержит только DSPпроцессор, то расчет SAD может занять до 65% процессорного времени. Если учесть, что это не единственная задача, которую выполняет процессор, то выходит, что он полностью загружен. Применение FPGA позволяет разгрузить DSP — матрица посчитает SAD в 10 раз быстрее. Это освободит процессор для других задач. Однако следует иметь в виду, что при переносе задачи с DSP на FPGA между ними будет происходить обмен данными. Поэтому при выборе задачи, которую необходимо снять с процессора, требуется удостовериться, что объём пересылаемых данных будет не очень большим, иначе процедура обмена займёт много времени, и выигрыша не будет. На FPGA целесообразно выполнять такие задачи как медианная фильтрация или выделение признаков. Можно руководствоваться следующим принципом: если вычисления требуют выполнения сотен миллионов умножений с накоплением в секунду, то их про-

водят на сигнальном процессоре; если таких операций больше миллиарда в секунду, то на FPGA. Отсюда вытекает вторая важная задача — сопряжение матрицы с процессором и обеспечение качественного обмена данными между ними. На примере платы Avnet посмотрим, как эта задача решается. Платформа для построения системы видеонаблюдения3 компании Avnet Electronics Marketing содержит два блока обработки (см. рис. 2). Один построен на сигнальном процессоре DM6437 (Texas Instruments), второй — на FPGA Spartan-3A (Xilinx) 4. Процессорный блок более функционален, чем блок FPGA, и имеет несколько аудио- и видеопортов. В нем содержится встроенный ПЗС-контроллер, 4 видеоЦАП, шифратор видеосигнала, модуль изменения размера изображения и аппаратное обеспечение для дисплея. Для сопряжения DSP и FPGA с наименьшим объемом передаваемых данных предусмотрено несколько следующих интерфейсов. – I2C — двухпроводной интерфейс для пересылки инструкций и контрольных данных. Максимальная скорость обмена 400 Кбит/с. – EMIF — асинхронный 8-битный интерфейс, обеспечивающий лёгкий доступ DSP к внешней памяти и периферийным устройствам, расположенным на FPGA. – VLYNQ — последовательный высокоскоростной интерфейс, обеспечивающий дуплексный пакетный обмен между сигнальным процессором и FPGA. Связь происходит по четырём дифференциальным парам со скоростью 40 Мбайт/с (при шифровании 8b/10b). – VPFE, VPBE — однонаправленные интерфейсы для передачи цифровых видеосигналов в широкой полосе частот между FPGA и DSP. Протокол VPFE обеспечивает пересылку данных с FPGA на DSP по 8- или 16-битному каналу на частоте 75 МГц в формате BT.656. В обратном направлении пересылка происходит по параллельному 24-битному интерфейсу VPBE. Для упрощения проектирования компания Avnet выпускает пакет поддержки BSP5. В него входят инструменты для моделирования (MathWorks), драйверы сопряжения DSP и FPGA (интерфейсы VPFE VPBE VLYNQ), а также примеры программирования этих интерфейсов и внешних устройств расширения. Видеосистема проек тируется и отлаживается в MathLab, а затем

Краткое описание платформы и комплекта разработчика системы видеонаблюдения компании Avnet см. на компакт-диске. Техническую документацию на TMS320DM6437 и описание комплекта разработчика платформы Avnet см. на компакт-диске. 5 Краткое описание пакета поддержки BSP компании Avnet см. на компакт-диске. 4

www. elcp.ru

Рис. 2. Видеосистема на основе DSP и FPGA

Заключение

Современные системы обработки видеосигнала сейчас редко строятся на специализированных или заказных СБИС, поскольку они быстро устаревают и обходятся слишком дорого при небольших тиражах. Вместо них

используются FPGA или сигнальные процессоры либо их комбинация. DSP-процессоры имеют развитую периферию, поэтому они более функциональны, чем FPGA. С другой стороны, FPGA стоят дешевле и во многих случаях быстрее проводят вычислительные операции. Кроме того, на них проще реализовать многопотоковую обработку. Выбор ядра видеосистемы зависит от её назначения и сложности. Для большинства многофункциональных систем наиболее оптимальным решением, скорее всего, окажется использование двуядерной архитектуры, в которой сигнальный процессор осуществляет управление, а FPGA — выполняет вычисления.

Литература 1. www.videsignline.com/207100089;jsessionid= 5NIAIVHEVQM44QSNDLOSKH0CJUNN2JVN?pgno=1 2. www.dspdesignline.com/showArticle.jh tml?articleID=212201288&cid=NL_dspdl 3. www.dspdesignline.com/215800570;jses sionid=WFVPXN4KCL1HEQSNDLPSKH0CJUNN2 JVN?pgno=1 4. www.videsignline.com/187201092;jsessi onid=CKDE12TBKYBOSQSNDLOSKH0CJUNN2J VN?pgno=1 5. www.videsignline.com/showArticle.jht ml;jsessionid=CKDE12TBKYBOSQSNDLOSKH0C JUNN2JVN?articleID=202601707 Полезные ссылки 1. По видеопроцессорам TI. 2. По продукции Xilinx. 3. По ПЛИС Altera.

29 М у л ьт и м е д и а и т е л е к о м

автоматически разбивается на модули DSP и FPGA, которые программируются раздельно. Для работы с сигнальным процессором используется среда Code Composer Studio, RealTime Workshop и эмулятор JTAG. Программирование FPGA производится в среде System Generator (Xilinx). Готовая система отлаживается в ISE Foundation, которая входит в пакет ISE Design Suite (Xilinx).

электронные компоненты №4 2009

Проблемы проектирования телевизионных приемников Стефан Янцзы (Stephen Jantzi), руководитель научных разработок, Fresco Microchip Corp. В статье обсуждаются некоторые проблемы, возникающие при проектировании интегральных микросхем для систем приема телевизионных сигналов. Эти трудности являются специфическими и могут быть мало известны разработчикам других систем связи. Они усложняют проектирование телевизионных приёмников и демодуляторов по сравнению с другими приёмниками. Основными причинами, вызывающими эти трудности, являются: широкий частотный диапазон входного телевизионного сигнала, потенциальное присутствие очень больших блокирующих сигналов, наличие зеркальных каналов и нелинейность, приводящая к возникновению гармоник. Традиционный ТВ-приёмник представляет собой схему, построенную с использованием дискретных транзисторов, точно подстроенных индуктивностей и конденсаторов, широкополосных ГУНов и высоковольтных (15 В и выше) источников питания. Реализация подобной структуры в интегральной микросхеме представляет собой непростую задачу. Особенности проектирования широкополосных устройств

Общие понятия в области искажений

Для начала рассмотрим простые гармонические искажения. Предположим, что гармонический сигнал с частотой ω и амплитудой A проходит через «слабонелинейный» элемент с функцией передачи vo = a1vi+a2vi2+a3vi3. «Слабонелинейный» означает, что коэффициенты a2 и a3 близки к нулю, поэтому основным результатом

Т Е О Р И Я И П РА К Т И К А

Одну из основных трудностей, определяющих специфику разработки ТВ-приёмников, представляет очень широкая полоса частот телевизионного сигнала, в котором входные каналы охватывают диапазон практически от постоянной составляющей до 1 ГГц (точнее, 48...864 МГц). При такой ширине полосы невозможно использовать узкополосную (LC) цепь с постоянными параметрами в тракте прохождения радиосигнала. Радиочастотный тракт должен быть широкополосным, что предполагает применение резисторов,

вместо индуктивностей, а это приводит к увеличению шума. Например, формирование характеристики МШУ при помощи резистивных цепей (в отличие от узкополосных МШУ, где характеристика формируется индуктивными элементами) неизбежно увеличивает уровень шума и ухудшает зависимость точки перегиба третьего рода от шума. Вторая проблема — большое количество искажающих сигналов или помех, которые могут попасть в рабочий канал. Помимо искажений, вызванных отношением мощностей соседних каналов (ACPR) и интермодуляционными искажениями, существует большое количество различных помех, которые могут попасть в рабочий канал вследствие нелинейных искажений второго порядка CSO (Composite Second Order) и искажений третьего порядка CTB (Composite Triple Beat). Последние эффекты могут быть неизвестны некоторым разработчикам, поэтому остановимся на них подробнее.

Рис. 1. Спектр входного гармонического сигнала (вверху) и интермодуляционные искажения двух входных сигналов (внизу)

www. elcp.ru

уравнения является получение выходного сигнала, который практически является линейной функцией входного сигнала с коэффициентом усиления a1. Поскольку линейность схемы имеет большое значение, то даже небольшие искажения нежелательны. Если vi = Acos(ωt), то (не учитывая составляющую во второй степени в предположении хорошей сбалансированности дифференциальной схемы) vo = a1Acos(ωt)+a3(Acos(ωt))3 = a1Acos(ωt) + + a3A3(cos(ωt))3 = a1Acos(ωt) + a3A3(3/4cos(ωt) + + 1/4cos(3ωt)). Сравнение амплитуд сигналов на частоте 3ω (третья гармоника) с амплитудой основного тона (с частотой ω) определяет искажение сигнала, вызванное третьей гармоникой (HD3), обычно измеряемое в dBc (–55 dBc HD3 означает, что уровень третьей гармоники на 55 дБ ниже уровня основного сигнала). В нашем случае имеем HD3 = 1/4a3A2/a1. При получении результата предполагается, что основная гармоника имеет уровень a1A и не содержит составляющей с уровнем 3/4a3A3, которая добавляется при искажении, что корректно, т.к. a3 очень мала в сравнении с a1. Подобные рассуждения можно использовать для вычисления уровня второй гармоники (учтя слагаемое во второй степени), а также для интермодуляционных искажений, которые являются результатом прохождения двух сигналов разной частоты через нелинейный элемент. В верхней части рисунка 1 показан спектр входного гармонического сигнала с частотой f и уровни его второй и третьей гармоник. На рисунке 1 внизу показаны спектры двух входных сигналов с частотами f1 и f2 и их интермодуляционные искажения (уровни HD и IM показаны как отношение между основной гармоникой и соответствующим компонентом). Следует обратить внимание на то, что происходит, если уровень входного сигнала уменьшается. Очевидно, что основная гармоника выходного сигнала уменьшится на 1 дБ при уменьшении входного сигнала на ту же величину. Уровни искажений третьего порядка (т.е. третья гармо-

электронные компоненты №4 2009

ника и IM3) будут уменьшаться быстрее, а точнее, на 3 дБ при уменьшении входного сигнала на 1 дБ, поскольку амплитуда компоненты с частотой 3ω пропорциональна кубу амплитуды входного сигнала. Т.к. основной тон уменьшается на 1 дБ при уменьшении входного сигнала на 1 дБ, а уровень третьей гармоники уменьшается при этом на 3 дБ, разница между ними (HD3 и IM) уменьшается на 2 дБ. Этот вывод подтверждается также формулами, приведенными на рисунке 1, где они пропорциональны второй степени амплитуды входного сигнала. Например, прохождение двух сигналов с близко расположенными частотами (820 и 830 МГц) через нелинейную цепь вызывает интермодуляционные искажения на частотах 810 и 840 МГц. Третья гармоника сигнала частотой 270 МГц также является помехой на частоте 810 МГц, т.е. в данном случае нелинейность цепи обусловливает появление помехи на рабочей частоте — 810 МГц в результате попадания на вход трех сигналов на нерабочих частотах (820, 830 и 270 МГц). Менее известные искажающие компоненты

Существуют эффекты, называемые нелинейными искажениями второго порядка (CSO), которые проявляются в виде помех на частотах, равных сумме

или разности частот двух входных сигналов. В узкополосных системах эти эффекты, как правило, остаются незамеченными, однако в относительно широкополосных системах они могут вызвать проблемы. Например, сигналы с частотами 300 и 510 МГц, находящиеся в полосе приема ТВ-сигнала, на входе нелинейной системы порождают помехи на частотах 210 и 810 МГц (в дополнение к двум тонам на частотах 90 и 720 МГц, появляющимся в результате интермодуляции), как видно из рисунка 2. Выполнив вычисления, подобные тем, что сделаны выше для случая прохождения через нелинейную систему трех сигналов, получим на выходе системы помехи третьего порядка (CTB), являющиеся комбинацией суммы и разности трех входных сигналов (см. рис. 3). Три входных сигнала того же уровня, как и в примере с интермодуляцией двух сигналов, в результате CTB вызывают появление гармоники, которая на 6 дБ выше, чем в случае с интермодуляцией. Для таких широкополосных систем как телевидение, каналы, находящиеся в центре полосы, обычно наиболее подвержены появлению побочных гармоник в результате CTB. Подсчитано, что в N-канальной системе в центральном канале могут оказаться 3N2/8 искажающих сигналов. На рисунке 3 изображены

Рис. 2. Нелинейные искажения 2-го порядка на частотах 210 и 810 МГц

Рис. 3. Образование 3-й гармоники при взаимодействии трёх сигналов

Т Е О Р И Я И П РА К Т И К А

Рис. 4. Пример квадратурного переноса сигнала

www. elcp.ru

три сигнала частотой 350 МГц, 360 МГц и 820 МГц, которые при взаимодействии образуют третью гармонику с частотой 810 МГц. Таким образом, мы рассмотрели различные варианты, которые приводят к появлению помехи на частоте 810 МГц в результате различного взаимодействия сигналов на частотах 270, 300, 350, 360, 510, 820 и 830 МГц. Помимо этого, существует множество других сигналов в широкополосной системе, которые могут вызывать подобные помехи. Трудности, вызываемые высшими гармониками гетеродина

Еще одной проблемой, связанной с перестраиваемым широкополосным входом, является выбор первой промежуточной частоты (ПЧ). Многие интегральные приемники спроектированы для работы на нулевой ПЧ, которая существенно облегчает требования к подавлению зеркальных каналов. Можно также задействовать низкую ПЧ (несколько МГц или, к примеру, стандартную телевизионную ПЧ равную 36 МГц, используемую в Европе), чтобы в тракте применить простую обработку сигнала по ПЧ, однако это накладывает жесткие требования на процедуру обработки с точки зрения подавления зеркальных каналов, т.к. ими являются сигналы, расположенные достаточно близко к полезному сигналу (подавление зеркальных каналов не является специфическим для телевидения процессом и не обсуждается далее). При любом выборе ПЧ остается проблема, связанная с высшими гармониками генератора прямоугольных импульсов, который используется в качестве гетеродина. При интегральном исполнении фильтрация сигнала гетеродина до гармонического во всем частотном диапазоне невыполнима. Таким образом, он содержит, помимо тона на основной частоте, нечетные гармоники с убывающими амплитудами. Эти гармоники, взаимодействуя с более высокочастотными каналами, также могут перенести их на рабочую ПЧ. На рисунке 4 изображен пример квадратурного переноса (т.е. используется подавляющий изображения смеситель) сигнала на частоте 200 МГц на промежуточную частоту 36 МГц при помощи гетеродина с частотой 236 МГц. В этом случае третья гармоника гетеродина — 708 МГц при взаимодействии с сигналом на частоте 672 МГц также перенесёт его на 36 МГц. К тому же в некоторых случаях побочный сигнал может быть гораздо мощнее полезного. Третья гармоника на 9 дБ ниже основной гармоники гетеродина (согласно теории разложения в ряд Фурье прямоугольных импульсов). Однако это совер-

Таблица 1. Соотношение между частотами полезных сигналов и зеркальных каналов Соотношения для фильтра подавления сигналов, взаимодействующих с 3-й гармоникой гетеродина Выбранный Относительная ширина Частота помехового сигнала канал переходной зоны ФНЧ 50 222 4,4 100 372 3,7 150 522 3,5 200 672 3,4 262 858 3,3

компрессии, где не обеспечивается нормальная работа. Схемы автоматической регулировки уровня (АРУ) позволяют уменьшить уровень мешающего сигнала до требуемого, однако они при этом также уменьшат уровень полезного сигнала, приближая его к шумовому порогу. Итак, неравенство сигналов вносит искажения в линейную систему и в шумовую характеристику. В наземном телевещании (где сигналы передаются по эфиру чаще, чем по кабелю) общая входная полоса может быть меньше, что означает уменьшение количества помех, интерферирующих с полезным сигналом. Однако все указанные выше преимущества, получаемые при сужении входной полосы, нивелируются на фоне возможного огромного различия в уровнях сигналов, наблюдаемых в наземных системах вещания. Это означает, что при меньшем количестве блокирующих сигналов некоторые из них или все они могут намного превосходить полезный сигнал. Например, в американской системе высокой четкости (стандарт А.741) блокирующие сигналы могут превышать на 57 дБ полезный сигнал. На рисунке 6 показан худший вариант спектра сигналов на входе приемника. Полезный сигнал находится на канале номер 0 и уровне D. На соседних каналах с номерами ±1 находятся сигналы с уровнями на 40 дБ выше полезного сигнала (или D/U = –40 дБ). Уровень помех равномерно возрастает при удалении от полезного сигнала, достигая 57 дБ при N±6. Это самый крайний случай, при котором высококлассные приемники должны обеспечивать работоспособность. Выполнить эти требования в интегральной микросхеме с ограниченными уровнями потребления вдвойне трудно. На рисунке 7 представлен пример реальной картины спектра для наземной системы вещания. Можно заметить присутствие как аналоговых (красные), так и цифровых (зеленые) каналов, а также большую разницу в их уровнях. Заключение

Различия в уровнях сигналов

Сигналы большого уровня вблизи полезного сигнала могут ввести вход радиоприемного устройства в зону

В статье были освещены некоторые проблемы проектирования интегральных схем для телевизионных приемников. Сложности разработки связаны

Рис. 5. Аппроксимация гармонического сигнала

Рис. 6. Худший вариант спектра сигналов на входе приемника, определяемый стандартом А.74

Рис. 7. Спектр наземной системы наземной системы телевещания (пример)

с широкой полосой сигналов, присутствующих на входе устройства, а также с большими возможными различиями в уровнях сигналов на разных каналах. Преодолеть указанные затруднения с помощью низковольтного, малопотребляющего полностью интегрального устройства — очень непростая задача, однако при решении подобных задач и проверяется искусство разработчиков схем. Мы надеемся, что в течение нескольких ближайших лет появится полностью интегральная схема, заменяющая традиционные ТВ-приёмники, подобно тому, как многие микросхемы уже заменили другие устройства, превосходя их в размерах, потреблении и цене.

Пример использования стандарта А.74 см. на компакт-диске.

электронные компоненты №4 2009

33 Т Е О Р И Я И П РА К Т И К А

шенно не означает уменьшения помехи, если мешающий сигнал на 40 или 50 дБ выше по уровню, чем полезный (и даже в том случае, если они одного уровня), так что необходимо дополнительное подавление высших гармоник. Его можно осуществить с помощью фильтра или комбинации нескольких смесителей, аппроксимирующих перенос гармонического сигнала за счет переноса нескольких взвешенных прямоугольных сигналов. При использовании фильтра его характеристика должна быть довольнотаки крутой для низкой ПЧ. Например, для переноса на 36 МГц частота гетеродина должна быть выше частоты сигнала на 36 МГц (Fс + 36 МГц). Третья гармоника гетеродина также перенесет некоторый сигнал на 36 МГц, при этом частота сигнала равна 3 (Fс + 36) – 36 = 3Fс + 72. Ниже в таблице 1 показаны соотношения между частотами полезных сигналов и зеркальных каналов. В случае когда частота полезного сигнала равна 50 МГц, можно использовать ФНЧ для подавления помехи, находящейся на частоте 222 МГц. Однако при переключении на более высокочастотный канал полезный принимаемый сигнал также будет подавляться фильтром с фиксированной характеристикой. Этот простой пример показывает, что фильтр также должен быть перестраиваемым. Отметим, что отношение частот полезного сигнала и помехи составляет примерно 4 или 2 октавы при таком выборе ПЧ. Фильтр первого порядка имеет подавление всего около 12 дБ на 2 октавы, т.е. для получения требуемого подавления в 40 дБ требуется фильтр более высокого порядка. В качестве альтернативы можно аппроксимировать гармонический сигнал, используя три взвешенных прямоугольных сигнала, как показано на рисунке 5. Для подавления третьей и пятой гармоник гетеродина соотношение между несколькими прямоугольными сигналами необходимо хорошо контролировать, что обычно достигается с помощью подгонки параметров транзисторов и уровней токов при интегральном исполнении. Для уменьшения упомянутых выше гармоник гетеродина и трудностей, связанных с подавлением зеркальных каналов, первая ПЧ часто выбирается выше полосы входного сигнала. Это само по себе является проблемой, приводящей к появлению большого количества помех (несколько ПЧ требует нескольких петель ФАПЧ), а также к увеличению уровня шума и потребляемой мощности.

Зачем аудиосистемам нужны стандарты Владимир Фомичёв, редактор, ИД «Электроника» В статье описываются популярные и наиболее перспективные аудиостандарты. Трудно себе представить ситуацию, в которой целиком законченная техническая система поставлялась бы одним-единственным производителем. Системный интегратор объединяет в одном решении оборудование и программное обеспечение, отвечающее определённым нуждам. Стандарты обеспечивают связь между технологиями и позволяют оборудованию, подсистемам и методам, созданным различными компаниями, работать слаженно, образуя одну систему. Стандарты ассоциации AES

М у л ьт и м е д и а

Разработкой аудиостандартов занимается организация AES (Audio Engineering Society). Подробнее описание стандартов см., например, в Википедии, однако следует иметь в виду, что все изменения можно своевременно отследить только на сайте AES. Цифровой стандарт AES3 первоначально описывал относительно простой аудиоинтерфейс для двойных моно- или стереосигналов, проходящих по экранированной витой паре. С тех пор AES3 был расширен с целью поддержки более широкого ряда частот выборки, включая использование коаксиального и оптического кабелей, кабеля категории 6, а также для передачи сложных метаданных в дополнение к полезной нагрузке. Цифровой аудиоинтерфейс S/PDIF (IEC 60958-3), разработанный в то же время и имевший многие общие с AES3 характеристики, продолжает использоваться в бытовой электронике. Стандарты AES50–56, утвердившие частоту дискретизации 44,1 кГц, не предусматривали возможности использования музыки одновременно с движущимися изображениями. В дальнейшем эти стадарты были дополнены частотами дискретизации вплоть до 384 кГц для критичных профессиональных приложений. Стандарт AES11 обеспечивал необходимость синхронизации частоты выборки в студийном оборудовании. Описывая критерии распространения сигнала синхронизации в среде и ожидаемые допуски для подключенного оборудования, AES11 подготовил почву для больших аудиосистем, которые должны функционировать надёжно и предсказуемо. Развитие стандартов AES продолжается и в нынешнее время. Например, состоящий из нескольких частей стандарт AES31 определяет в относительно простом виде обмен аудиофайлами для

www. elcp.ru

оригиналов записи и архивов, в котором материалы будут вопроизводиться в ближайшие десятилетия. Стандарт AES52 определяет метод переноса уникальных идентификаторов в цифровой последовательности битов AES3, позволяя управлять и автоматически регистрировать потенциально большие количества аудиопотоков. Новый стандарт объёмного звучания

До недавних пор реализация объёмного звучания в радиовещании сталкивалась со значительными трудностями. Вопросы совместимости, плохое качество и требуемые высокие битовые скорости передачи данных среди прочих факторов препятствовали созданию мощной многоканальной системы. Наконец, появилась новая MPEGтехнология с полной обратной совместимостью, разработанная организациями Dolby Laboratories, Fraunhofer IIS, LSI и Philips. Она обеспечивает высококачественный объёмный звук, высокую битовую скорость передачи данных и простую реализацию с использованием стерео- или моноинфраструктур. MPEG Surround создаёт моно- или стереосигнал с меньшим числом каналов. При желании используется внешний сигнал с нисходящим микшированием. Для того чтобы правильно восстановить исходный источник сигнала на стороне приёмника, в стереосигнал с меньшим числом каналов добавляется дополнительная информация. MPEG Surround работает со всеми основными аудиокодеками (AAC, HE-AAC или MPEG Layer-2), которые используются для сжатия сигнала с уменьшенным числом каналов. Например, 64-Кбит/с реализация может включать 3—5 Кбит/с дополнительной информации с учётом сжатия стереосигнала с меньшим числом каналов, хотя скорость передачи данных увеличивается от 3 до 32 Кбит/с и выше. При воспроизведении стерео-

сигнала в стандартных наушниках создается эффект объёмного звучания. Сравнительные испытания показали, что MPEG Surround способна обеспечить такое же качество звучания, что и дискретные системы, и значительно лучшее качество, чем достигаемое с помощью популярных матричных решений. В настоящее время эта технология распространяется по всему миру. Многие международные стандарты телерадиовещания, например DVB-H, DAB+, DRM+ и корейский T-DMB, уже приняли MPEG Surround или находятся на заключительном этапе этого процесса. Стандарт 2 Vrms

Первыми, кто стал работать с интерфейсными стандартами, были вещательные компании. Объединение нескольких устройств в одну законченную систему потребовало стандарта для оптимального управления нагрузкой каждой из частей системы и получения идеального коэффициента усиления или ослабления сигнала. Традиционные интерфейсные стандарты обеспечивали 1,23 Vrms и 0,316 Vrms. В течение многих лет эти параметры были признаком отличия бытовой техники от профессиональной. Примерно в то же время в Европе приобрели также популярность SCARTразъёмы. Благодаря им качество воспроизведения и его возможности значительно выросли. Требования стандарта SCART в конце концов выросли до 2 Vrms (5,6 Vpp) при входном импедансе 10 кОм. Получить смещённый относительно земли 5,6-Vpp сигнал сложнее, чем поначалу представляется. Выходной сигнал 5-В ЦАП составляет около 4 Vpp, его смещение — 2,5 В. При более низком рабочем напряжении ЦАП размах сигнала становится меньше. Для передачи этого сигнала на внешнее устройство требуется обеспечить больший уровень усиления и буферизации. Эта цель

Рис. 1. Линейный усилитель с однополярным питанием

Рис. 2. Семейство DRV60× 1 компании TI со встроенными биполярным ОУ и генератором подкачки заряда

Третий метод (см. рис. 2) — один из самых новых, используемых для генерации сигнала с большим размахом напряжения и поддержкой смещённого выходного сигнала. Технология DirectPath компании TI позволяет интегрировать в устройство генератор подкачки заряда, создающий внутреннее отрицательное напряжение питания. Таким образом, усилитель в этом устройстве работает в биполярном режиме (с двойным питанием) с размахом ±6 В и смещённым выходным сигналом. Благодаря смещённому выходному сигналу от биполярного источника питания пропадают щелчки, и при подключении к следующему

устройству в каскаде не используются разделительные конденсаторы. Звучание на низких частотах становится более естественным. Более того, благодаря тому, что напряжение питания устройства равно ±3 В, оно может питаться от напряжения, типичного для многих систем (например, для процессоров). Преимущества метода: отсутствие щелчков; отличное воспроизведение звука на НЧ; простая схема. Недостатки: ограничение по динамическому диапазону в районе 107 дБ, которое, как правило, не является критичным для цифровых телевизионных приставок, переносных DVD-плееров и игровых консолей.

35 М у л ьт и м е д и а

достигается с помощью трёх следующих методов, в которых используются: – операционный усилитель (ОУ) с двуполярным питанием со средней точкой; – ОУ с однополярным питанием и со смещением по постоянному току VDD/2, а также с разделительным конденсатором по постоянному току на выходе; – ОУ с однополярным питанием и встроенным генератором подкачки заряда для создания отрицательной шины питания, обеспечивающей необходимый размах и смещённый относительно земли сигнал. Каждая из этих топологий имеет свои преимущества и недостатки. Первый метод имеет ряд преимуществ: не требуется формировать дополнительную шину питания. Однако во многих аудиосистемах не используются источники напряжения выше 5 В, и шина отрицательного питания формируется внутри микросхемы. Некоторые предлагаемые на рынке системы генерируют напряжение для шин питания аудиоусилителей, цена которых обычно составляет цену двух дополнительных LDO-регуляторов. Кроме того, для настройки таких устройств требуются пассивные компоненты. Преимущество этого метода: хорошие характеристики устройства. Недостатки: стоимость; дополнительное место на плате; форм-фактор. Во втором методе (см. рис. 1) конденсатор заряжается постоянной составляющей сигнала до небольшого уровня напряжения. При нормальной работе это обстоятельство никак не сказывается на состоянии аудиосистемы, однако как только усилитель начинает менять состояние, разрядка конденсатора сопровождается потрескиванием и щелчками аудиосистемы. Разделительный конденсатор работает и в качестве фильтров верхних частот на выходе системы. Недостатки: может потребоваться специализированная шина напряжения VCC; щелчки в аудиосистеме; плохое воспроизведение звука на низких частотах.

Перечень микросхем, входящих в семейство DRV60, и техническую документацию на DRV60 см. на компакт-диске.

электронные компоненты №4 2009

Mobile IP: эффективное решение для мобильного интернета Виктор Ежов, ИД «Электроника»

Рост интереса к протоколу Mobile IP объясняется тем, что он позволяет снижать затраты, направляя трафик по самому эффективному из возможных маршрутов, а также удобен для пользователей. В статье представлен общий обзор протокола Mobile IP, его компонентов и принципа работы.

Сети и интерфейсы

Мобильный интернет-протокол (Mobile IP) является расширением IP, которое позволяет поддерживать мобильный узел. Напомним, что существующая версия IP предполагает, что точка подсоединения хоста к сети остается неизменной в течение сеанса работы, и IP-адрес идентифицирует определенную сеть. Всякий раз, когда мобильный узел входит в зону действия другой сети (в беспроводном доступе), сеанс связи с интернет прерывается и для его возобновления необходимо изменить настройки браузера. Для многих приложений это является неприемлемым. Протокол Mobile IP позволяет не прерывать работу и не изменять фиксированный домашний адрес движущегося мобильного узла. Когда мобильный узел находится в домашней сети, никакой дополнительной функциональности от узлов, участвующих в обмене пакетами, не требуется, и мобильный узел ведет себя как обычный IP-узел. Когда мобильный узел переходит в сеть, которая обслуживается другими маршрутизаторами и имеет другие сетевые префиксы, без дополнительной поддержки со стороны протокола Mobile IP узел становится недоступным по своему домашнему адресу. Пакеты, отправляемые ему другими узлами, будут по-прежнему приходить в домашнюю сеть, но не будут доходить до мобильного узла. Это приведет к потере установленных соединений. Для того чтобы этого не происходило, в протоколе Mobile IP вводится специальный вид маршрутизаторов, которые называют домашними агентами (Home Agent). Домашний агент всегда находится в домашней сети и осуществляет переадресацию пакетов мобильному узлу в то время, когда последний находится за

пределами домашней сети. Это осуществляется при помощи механизма, который называется туннелированием (tunneling). С помощью туннелирования обычно соединяются две подобные сети через отличающуюся от них сеть. Мобильный узел может иметь один или более каналов, соединяющих его с сетью, и каждый канал может иметь связанную с ним систему показателей. Используя эти показатели и данные о доступности канала, мобильный узел информирует сеть путем обновления маршрутов наилучшего пути, по которым он может быть доступен. Система, использующая протокол Mobile IP может состоять, как минимум, из домашнего агента и мобильного узла, но может также включать и чужого агента. Один маршрутизатор может выполнять роль любого из этих трех компонентов или всех компонентов одновременно. Эти функции могут быть реализованы на существующих в сети маршрутизаторах доступа или на специальных агентах мобильности. Беспроводная сетевая инфраструктура может быть построена на базе решений компании Cisco Systems 1. На рисунке 1 показаны компоненты системы Mobile IP. Мобильный узел может быть любым IP-устройством, работающим по стеку протоколов клиента Mobile IP: от карманного персонального компьютера (КПК) и ноутбука до маршрутизатора. Мобильный узел должен быть способен детектировать логическое перемещение и устанавливать свое текущее местоположение. Когда мобильный узел решает переключить канал, он должен сообщить об этом домашнему агенту, обычно через чужого агента. Мобильный узел и домашний агент

должны поддерживать безопасную связь при использовании протокола Mobile IP. IP-адрес мобильных узлов называют домашним адресом. Домашний адрес либо назначается статически, либо присваивается динамически во время процесса регистрации протокола Mobile IP. Трафик, предназначенный для домашнего адреса мобильного узла, продолжает передаваться в домашнюю сеть, даже когда мобильный узел больше к ней не подсоединен. Поэтому, трафик должен быть перенаправлен на мобильный узел в его текущее местоположение. За это отвечает домашний агент. Адрес для передачи (Care-Of Add ress) — это IP-адрес, который является достоверным и маршрутизируемым в текущей точке нахождения мобильного узла, подсоединенного к чужой сети (см. рис. 1). Мобильный узел информирует домашнего агента об этом адресе для передачи во время процесса регистрации Mobile IP. Инкапсулированный (туннелированный) трафик от домашнего агента затем передается в CoA, который определяет логическое местоположение мобильного узла в чужом домене. Туннель Mobile IP расположен между адресом домашнего агента и адресом для передачи. Адрес для передачи может быть двух типов: совмещенный адрес для передачи и адрес для передачи чужого агента. Чужой агент — это маршрутизатор, подсоединенный к каналу доступа, который способен прерывать туннелирование от имени мобильного узла. Мобильный узел регистрируется с помощью своего домашнего агента через чужого агента. Чужой агент сохраняет путь канала доступа, к которому подсоединен мобильный узел. Трафик для мобильного узла

Техническую документацию о решениях компании Cisco Systems см. на компакт-диске: Cisco Unified Mobility Version 1.2, Cisco Unified MobilityManager Version 1.0.

www. elcp.ru

Рис. 1. Компоненты системы Mobile IP

– О б н а ру ж е н и е местоположения. В Mobile IP существует два типа местоположения: домашняя сеть и чужая (гостевая) сеть. Мес тоположение определяетс я на основе проверки объявлений

агента Mobile IP, если оно принято, или путем проверки назначенного совмещенного адреса для передачи. – Детектирование перемещения. Мобильные узлы включены в

37 Сети и интерфейсы

туннелируется от домашнего агента к чужому агенту. Как все компоненты системы Mobile IP работают вместе? Можно выделить четыре базовых требования к мобильному протоколу.

электронные компоненты №4 2009

процесс детектирования перемещения и изменения доступных путей происходят постоянно. – Оповещение об обновлении. После инициации переключения канала Mobile IP мобильный узел определяет тип необходимого оповещения Mobile IP на основе его предыдущего и нового местоположения. Это оповещение Mobile IP представляет собой заявку о регистрации (Registration Request –RRQ) или заявку об отмене регистрации (Deregistration Request — DRQ). На данном этапе чужой агент (если он используется) и домашний агент оценивают заявку о регистрации или об отмене регистрации и высылают ответное сообщение (Registration Reply — RRP) либо об успешной регистрации, либо об отказе в регистрации на мобильный узел. – Установление (переустановление) пути. Для успешной регистрации протокола Mobile IP устанавливается туннель между адресом для передачи и домашним агентом. В случае отмены регистрации, туннель удаляется. В обоих случаях для отражения текущего маршрута обновляется таблица маршрутизации как домашнего, так и чужого агента. Детектирование перемещения и обнаружение местоположения — два из важнейших требований к мобильному протоколу, обеспечиваются в протоколе Mobile IP с помощью использования объявлений агента. Объявления агента Mobile IP строятся поверх протоколов ICMP и IRDP. Протокол IRDP состоит из двух сообщений, которые были расширены для поддержки Mobile IP. – Объявление маршрутизатора. Это сигнальный пакет, посылаемый маршрутизатором через определенные интервалы. Маршрутизатор высылает объявление, информирующее о специальном сервисе Mobile IP, которое он поддерживает.

Сети и интерфейсы

www. elcp.ru

– Запрос маршру тизатора. Выс ыл аемый мобильным узлом запрос позволяет обнаружить местоположение быстрее, чем, если бы мобильный узел должен был ждать периодические объявления агента. Использование этих сообщений позволяет мобильному узлу узнать, какие агенты мобильности находятся поблизости, и какой сервис для Mobile IP они предлагают. Мобильный узел может также узнать о подсетях, доступных в канале. Более подробно назначение полей и битов в расширении объявления Mobile IP рассматривается в [1]. Когда мобильный узел определяет, что он переместился, будь то движение через различные чужие агенты или возвращение в домашнюю сеть, он инициирует переключение канала и начинает фазу регистрации Mobile IP. Во время этой фазы мобильный узел оповещает домашнего агента об обновлении своего местоположения с помощью заявки о регистрации RRQ. Ответное сообщение (RRP) подтверждает регистрацию или отказывает в регистрации, и может быть выслано как домашним, так и чужим агентом. Процесс обмена регистрационными сообщениями и структура сообщений детально описаны в [1], [2] и [3]. На сегодня существует ряд решений для управления сеансами связи по протоколу Mobile IP. Одним из них является решение компании Bridgewater Systems. Сервер компании Bridgewater Systems может одновременно управлять различными типами сетей, использующих инфраструктурное оборудование разных поставщиков. Он поддерживает протокол Mobile IP и работает как в качестве домашней, так и в качестве чужой, обеспечивая надежность связи при перемещении пользователей между сетями. Например, одновременно поддерживаются

стандарты 802.11 и CDMA2000 на оборудовании компаний Cisco Systems и Nortel Networks. Современные решения в области реализации мобильной связи должны удовлетворять требованиям масштабируемости, производительности, надежности и избыточности. Протокол Mobile IP делает возможным предоставление надежных услуг без прерывания сеансов связи, что способствует росту популярности этих услуг среди пользователей. Он позволяет снизить затраты на предоставление новых сервисов и эксплуатацию сети. Операторы связи могут предлагать именно те услуги, в которых нуждаются пользователи, и при этом наиболее эффективно управлять затратами и рассчитывать самые эффективные алгоритмы маршрутизации. Литература 1. Stefan Raab, Madhavi W. Chandra. Und ers tand Mobile IP. Part 2//www.mob i lehandsetd esignl ine.com/howto/215600287;js essionid=SUWJE5EYWXKXIQSNDLOSKH0CJUN N2JVN. 2. Stefan Raab, Madhavi W. Chandra. Understand Mobile IP. Part 2//mobilehandset designline.com/howto/rf_antenna_design/215 800861;jsessionid=QA2TTHFME2FHYQSNDLPSK H0CJUNN2JVN 3. Stefan Raab, Madhavi W. Chandra. Unders tand Mobile IP. Part 3//www. mobilehandsetd esignl ine.com/215900464;jses sionid=Z43ZUFB4ZAVZCQSNDLPSKHSCJUNN2J VN?pgno=1 4. Стефан Рааб, Мадхави Чандра. Интер нет-протокол для мобильной связи Mobile IP. Часть 1. 5. Debalina Ghosh. Mobile IP 6. Narendra Venkataraman. Inside Mobile IP. Staying connected while moving around Полезные ссылки: 1. Получить консультацию по сетевому оборудованию Cisco System

Время задержки аналогоцифрового преобразователя Бонни Бейкер (Bonnie Baker), старший специалист по применению, Texas Instruments При использовании дельта-сигма АЦП с мультиплексором на входе, для увеличения быстродействия систем с высоким разрешением необходимо учитывать время ожидания АЦП. В статье рассмотрены вопросы выбора АЦП с малым временем задержки в многоканальных системах с датчиками. Статья представляет собой перевод [1].

1 2

спечивает задержку на ноль циклов. Компания Texas Instruments предлагает также модули ADS1158EVM и ADS1258EVM2 для оценки этих АЦП. Такая система требует полного установления выходных данных после каждого цикла преобразования. Прежде чем приступить к разработке такой системы, необходимо получить некоторое представление о сигналах, которые нужно оцифровывать. Являются ли эти сигналы постоянными, как, например, в случае использования терморезисторов или термопар? Или это переменные сигналы, например, от двух микрофонов, улавливающих стереофонический сигнал? Или же это сочетание обоих типов сигналов в одной схеме — возможно, в случае, когда в системе нужно осуществлять контроль питающего напряжения при одновременном измерении частоты сети питания? По определению, время ожидания АЦП подразумевает полное установление данных на выходе при подаче на вход максимального сигнала. Такие условия аналогичны ситуации, когда сигнал подается на АЦП в мультиплек-

сированном режиме. При подаче на вход АЦП сигнала можно выделить задержки двух типов: время ожидания на цикл и время задержки (или время установления). Число задержанных цик лов определяется количеством полных циклов между началом преобразования входного сигнала и появлением соответствующих выходных данных. Единицей измерения задержки этого типа является задержка на n-циклов, где n — целое число. Число задержанных циклов может быть равно нулю, если полное преобразование завершено до начала следующего цикла. Как будет показано ниже, АЦП последовательного приближения (successive approximation register — SAR) способен обеспечить ноль циклов задержки, как и многие дельта-сигма АЦП. Обычно время задержки (время установления) определяют как время, необходимое для преобразования идеального ступенчатого входного сигнала с допустимой погрешностью в окончательный цифровой выходной сигнал. Допустимую погрешность

39 АЦП/ЦАП

Во многих приложениях используются датчики, которые формируют низкоуровневые медленно меняющиеся сигналы. Для датчиков такого типа применяют дельта-сигма АЦП, которые позволяют обойтись без сложных входных аналоговых схем и обеспечивают высокое разрешение на выходе и низкий уровень шумов. Некоторые системы имеют несколько датчиков, причем все они генерируют низкочастотные сигналы. В этом случае может потребоваться малошумящий АЦП высокого разрешения с мультиплексором на входе. Приложения, связанные с системами диагностики для автомобилей, служат примером мультиплексированной системы датчиков с низким уровнем сигнала, контролирующих температуру, давление в шинах, готовность подушек безопасности и т.п. (см. рис. 1). Другие примеры применения таких систем можно найти в промышленных системах управления, медицинском оборудовании, авиационных и космических электронных системах и системах управления технологическими процессами. Несмотря на то, что датчики на входе мультиплексора в этих устройствах формируют низкочастотные (почти постоянные) сигналы, необходимость переключения с одного канала на другой требует применения быстродействующего АЦП. В схеме с мультиплексированными датчиками, приведённой на рисунке 1, следует применять АЦП, который должен иметь несколько каналов, обеспечивать задержку на ноль циклов и малое время ожидания (время установления). Компания Texas Instruments предлагает различные малошумящие дельтасигма АЦП высокого разрешения с мультиплексором на входе и задержкой на ноль циклов. Примером такого АЦП компании Texas Instruments может служить 24-разрядный дельта-сигма АЦП ADS12581. Он имеет 16 входов и обе-

Рис. 1. Пример схемы с мультиплексированием датчиков и различными входными сигналами, в которой используется АЦП с малым временем ожидания

Техническую документацию на ADS1258 см. на компакт-диске. Руководство пользователя для оценочных плат ADS1158EVM и ADS1258EVM см. на компакт-диске.

электронные компоненты №4 2009

Рис. 2. Дельта-сигма АЦП с передискретизацией используются в приложениях с более высоким разрешением и меньшей рабочей частотой, чем АЦП последовательного приближения

АЦП/ЦАП

можно задать в процентах от полного перепада входного напряжения. Время задержки преобразования АЦП — это время от начала приёма сигнала до того момента, когда полностью установленные данные на выходе станут доступными для считывания с преобразователя. В отличие от времени ожидания на цикл, время задержки (время установления) никогда не может быть равным нулю. На рисунке 2 показан график зависимости частоты передачи данных от разрядности для двух разных топологий преобразователя. Как правило, дельтасигма преобразователи используются для систем с высоким разрешением и низкой скоростью передачи данных. К преимуществам дельта-сигма АЦП относятся низкое энергопотребление, высокое разрешение и высокая стабильность при низкой стоимости. Эти преимущества проявляются, в основном, в цифровой части схемы. К недостаткам преобразователей этого типа относится низкое быстродействие, а также тот факт, что некоторые преобразователи имеют ненулевое число циклов задержки. Дельта-сигма АЦП способны обеспечивать эффективное разрешение от 18 до 31 разряда. Такие характеристики позволяют сократить число микросхем согласования аналоговых сигналов перед его подачей на вход АЦП. АЦП последовательного приближения используются в системах с умеренным быстродействием и средним разрешением (8…18 разрядов). Их разрешение обычно ниже, чем у

Рис. 3. Базовая блок-схема дельта-сигма АЦП

www. elcp.ru

дельта-сигма АЦП, но АЦП последовательного приближения, как правило, работают с более высокой скоростью, чем дельта-сигма АЦП. АЦП последовательного приближения используются во многих приложениях для сбора данных, например, в схемах управления, в системах мониторинга потребляемой мощности, а также для частотного анализа при низких и средних частотах. К преимуществам этих АЦП относятся нулевая задержка циклов и малое время задержки. Это обеспечивается при сохранении высокой статической и динамической точности. По сочетанию разрешения и быстродействия АЦП последовательного приближения занимает нишу правее дельта-сигма АЦП (см. рис. 2), однако в промежуточной области могут использоваться как дельтасигма АЦП, так и АЦП последовательного приближения. Дельта-сигма АЦП

На рисунке 3 показана базовая блоксхема дельта-сигма АЦП. Модулятор дельта-сигма АЦП подвергает входной сигнал дискретизации с очень высокой частотой. Затем эти дискретизированные данные поступают на цифровой прореживающий фильтр, который преобразует их в точный цифровой сигнал существенно меньшей частоты. Тогда как большинство преобразователей имеет лишь одну частоту дискретизации, дельта-сигма преобразователь имеет две частоты: частоту дискретизации входных данных и частоту выдачи выходных данных. Для большинства типов АЦП, например АЦП последовательного приближения, частота выдачи данных и частота дискретизации совпадают, так что для каждой входной выборки преобразуется единственный полный код. Для дельта-сигма АЦП создание одного выходного кода производится с использованием нескольких выборок входного сигнала. На рисунке 3 представлено преобразование аналогового входного сигнала в импульсный сигнал на выходе модулятора. Для этого дельта-сигма модуля-

тор использует устройство квантования входного сигнала (аналого-цифровой преобразователь), работающее с очень высокой частотой дискретизации и создающее постоянный поток 1-разрядных кодов, которые представляют напряжение на входе. После модулятора включен цифровой прореживающий фильтр. Этот модуль производит фильтрацию и выборку потока 1-разрядных кодов от модулятора. Цифровой прореживающий фильтр принимает сигналы с выхода модулятора. Эти биты принимаются поочередно и усредняются, чтобы получить результат для старшего разряда. Усреднение, в сущности, является одним из видов цифровой фильтрации, но это не единственный способ. Практически все дельта-сигма преобразователи содержат усредняющие фильтры из класса так называемых sinc-фильтров (фильтров нижних частот), получившие своё название по виду частотной характеристики (sinc-функция). Прореживание — это процесс уменьшения частоты вывода цифрового сигнала с целью сделать её меньше частоты дискретизации. Для этого исключаются некоторые выборки в соответствии с теоремой Найквиста. Следует принять во внимание, что в этом процессе не теряется какая-либо информация. Оказывается, вместо вычисления множества выборок, которые заведомо не будут использоваться, можно сразу же воздержаться от каких-либо вычислений для этих выборок. Прореживающая часть фильтра вычисляет лишь некоторые из выходных выборок. Число циклов задержки дельтасигма преобразователя

Разработчики интегральных схем используют модуляторы и цифровые прореживающие фильтры выше первого порядка, чтобы достичь более высокого эффективного разрешения. На микроуровне многокаскадный цифровой прореживающий фильтр обрабатывает биты модулятора в режиме first-in-first-out (FIFO). На макроуровне каскады цифрового прореживающего фильтра обрабатывают сигнал таким же образом. К выходным данным можно получить доступ, поскольку каждый каскад фильтра производит их вычисление как комбинации результатов вычислений всех каскадов фильтра на выходе преобразователя. Если текущие и предшествующие результаты преобразования модулятора представляют один и тот же сигнал, то выходные результаты преобразования будут представлять входной сигнал. Если текущие результаты преобразования модулятора получены после переключения мультиплексора, то возможно

дельта-сигма АЦП с нулевой задержкой. Можно заметить «скрытые преобразования», являющиеся признаком порядка цифрового фильтра в дельтасигма АЦП. Пользователь никогда не видит результаты этих скрытых преобразований. В данном примере дельта-сигма АЦП имеет встроенный цифровой фильтр пятого порядка. Число циклов задержки АЦП последовательного приближения

Рис. 4. Выход 24-разрядного дельта-сигма АЦП с цифровым фильтром третьего порядка

Рис. 5. Выходные данные дельта-сигма АЦП, которые представляют собой комбинацию всех пяти внутренних цифровых прореживающих фильтров. Этот преобразователь имеет задержку ноль циклов

Большинство АЦП последовательного приближения являются устройствами с задержкой ноль циклов. В таком АЦП (см. рис. 6) входной сигнал поступает вначале на ключ схемы выборки/хранения. Когда ключ замкнут, сопротивление ключа на входе АЦП последовательного приближения включено последовательно с ёмкостной матрицей. По истечении соответствующего периода времени для получения сигнала входной ключ схемы выборки/хранения размыкается, и начинается преобразование. Через несколько тактовых циклов выходные данные появляются на выводе D OUT, обычно начиная со старшего значащего бита. Этот преобразователь захватывает отдельную выборку и выводит данные до начала следующих циклов преобразования. Заключение

Рис. 6. Базовая блок-схема АЦП последовательного приближения

АЦП/ЦАП

комбинирование предшествующего мультиплексированного и текущего входного сигнала. Такая комбинация приводит к не полностью установленному выходному сигналу. На рисунке 4 приведен пример этого типа преобразования. Здесь на выходе дельта-сигма АЦП установлен цифровой прореживающий фильтр третьего порядка. Хотя полностью установленные данные от этого 24-разрядного преобразователя находятся в третьем наборе выходных данных, время ожидания равно всего двум циклам. Это важное отличие двухцикловой задержки от трёх результатов для выходных данных лежит в основе определения задержки как числа циклов. Комбинация результатов всех трёх цифровых каскадов присутствует в каждом выходном слове данных.

www. elcp.ru

Первый вывод данных производится перед началом следующего цикла, то есть через ноль циклов. Второй вывод данных — перед завершением второго полного цикла. Полностью установленные выходные данные доступны перед завершением третьего полного цикла, то есть задержка составляет два цикла. У АЦП с задержкой ноль циклов первые выходные данные полностью установлены. Такой АЦП можно также описать как АЦП со стабилизацией за один цикл или осуществляющий преобразование за один цикл. Некоторые дельта-сигма преобразователи скрывают промежуточные или неустойчивые выходные результаты от пользователя. На рисунке 5 показаны внутренние промежуточные результаты преобразования

Как дельта-сигма АЦП, так и АЦП последовательного приближения применяются в приложениях, где характерны медленно изменяющиеся сигналы, поступающие с выхода датчика. Если в системе присутствует несколько датчиков, то предпочтительно использовать преобразователь с мультиплексированным входом. Несмотря на то, что датчики работают на низкой частоте, переключение с канала на канал приводит к необходимости иметь быстродействующий АЦП. Системы с мультиплексированием датчиков требуют наличия АЦП с задержкой ноль циклов, то есть выдачи данных до начала следующего цикла преобразования. Режимы с нулевой задержкой существуют у многих дельта-сигма АЦП. Эта особенность, наряду с высоким разрешением, делает устройства такого типа очень привлекательными для применений с подобными датчиками. Литература 1. The ABC's of A-D converter latency, Bonnie Baker http://www.powermanagementdesignline. com/212400155;jsessionid=XZX3C1T355PREQSND LPSKH0CJUNN2JVN?pgno=1 Полезные ссылки 1. По АЦП компании Texas Instruments.

Новости мультимедиа

| Частоты для цифрового ТВ на Дальнем Востоке согласованы с Минобороны | На заседании правительства были рассмотрены вопросы о переходе на цифровое ТВ. Министр связи и массовых коммуникаций РФ Игорь Щеголев отметил, что подготовка к переходу на цифровое телевидение в России идет успешно. Цифровое телевидение сначала придет в регионы, где сейчас принимают всего одну-две программы. Планируется, что первый мультиплекс (пакет из восьми телепрограмм и трех радиопрограмм) будет полностью проработан. Также до конца 2009 г. возможно формирование второго мультиплекса. План присвоения частот в Дальневосточном федеральном округе уже разработан и согласован с Минобороны. На согласовании в Минобороны находятся и планы частотных присвоений для Сибирского, Уральского и Приволжского федеральных округов, выдача разрешений планируется летом. На заседании было предложено отменить пошлины на комплектующие для производства цифрового телерадиовещательного и приемного оборудования и студийную аппаратуру для телевизионного вещания, поскольку она не имеет современных российских аналогов. На ввозимые приемники цифрового телевидения, в свою очередь, будут увеличены пошлины с 10% до 20%. Минпромторгу России и Минэкономразвития России поручено до августа 2009 г. представить в Правительство РФ предложения о господдержке отечественных производителей и регулировании ввоза в Россию соответствующего оборудования. www.russianelectronics.ru | Сети WiMAX расширяются | Российский концерн «Созвездие» намерен в мае 2009 г. запустит в тестовом режиме мобильный WiMAX в Воронеже. Сеть будет состоять из 6–8 базовых станций произведенных самим концерном. Концерн использует оборудование AstraMAX в диапазоне частот 2,3—2,7 ГГц и 3,4—3,6 ГГц. До конца года планируется выпустить 200 базовых станций, а потенциальные возможности производства составляют до 20 тыс. базовых станций в год Другой WiMAX-оператора «Скартел» (бренд Yota) отметил, что компания придерживается политики монобрендового строительства сетей и использует оборудование Samsung. Еще один WiMAX-оператор — «Комстар-ОТС» — не исключает использования оборудования разных вендоров. Правда они замечают, что необходимо предварительное тестирование на совместимость. нужно предварительно тестировать его, чтобы понять, насколько оно может подойти по всем параметрам. www.russianelectronics.ru | Intel нацеливается на рынок смартфонов | Компания раскрыла планы касательно продукции в сегменте мобильных устройств с малым энергопотреблением. В ближайшем будущем усилия будут сосредоточены на платформе Moorestown, которая идет на смену платформе Menlow (Atom). В состав платформы войдет две микросхемы, тогда как Menlow включает три — микропроцессор и двухкорпусной набор системной логики. Процессор будет интегрирован с графическим ядром и контроллером памяти, а во второй микросхеме будет находиться звуковой кодек, контроллеры NAND и USB, и другие вспомогательные блоки. Уменьшение количества компонентов и использование 45-нанометрового техпроцесса должно положительно сказаться на энергопотреблении устройств, построенных на новой платформе. По заявлению Intel, разработчикам Moorestown удалось существенно снизить энергопотребление по сравнению с Menlow. В режиме ожидания разница может достигать 50 раз. Цель компании — рынок смартфонов. Здесь компании придется конкурировать с производителями систем на ядре ARM. В расчете на успех на рынке смартфонов в более отдаленной перспективе следует ждать появления однокристальной системы Medfield, рассчитанной на выпуск по нормам 32 нм. Она будет еще меньше и экономичнее, чем Moorestown, и появится в 2011 г. www.russianelectronics.ru

Новости ГЛОНАСС

| Региональные рынки НАП в России | На прошедшем 3-м Международном форуме по спутниковой навигации-2009 был дан прогноз роста региональных рынков навигационной аппаратуры пользователя (НАП) до 2015 г. Ожидается, что в 2015 г. объем рынка составит более 8 млн. устройств. Как отмечалось в докладе, в настоящее время аппаратура системы ГЛОНАСС используется лишь в 20% проектов. Всего в 2008 г. реализовано около 5 тыс. терминалов системы ГЛОНАСС. На потребительский сегмент ГЛОНАСС сильно повлиял кризис. Объемы региональных рынков упали на 40—60%, а восстановление спроса станет возможным не ранее конца 2010 г. Останавливает развитие и внедрение НАП медленная окупаемость инвестиций в разработку чипсетов. Согласно приведенным на форуме оценкам, она достигается только при массовом выпуске (1—2 млн. чипсетов в год). Один из возможных путей решения заключается в выходе на мировой рынок и поставку продукции другим государствам. Что касается сдерживающих факторов выхода на рынок конечного пользователя, то большинство разработчиков сходятся во мнении, что «будут заказы, будет и аппаратура». www.russianelectronics.ru | Оценка емкости рынка НАП до 2011 г. | Согласно данным, приведенным в докладе П. А. Созиновым (первый зам. ген. конструктора и зам. ген. директора ОАО «Концерн ПВО «Алмаз-Антей») до 2011 г. потребность в НАП гражданского применения ГЛОНАСС составляет 341,5 тыс. штук в год. Причем на железнодорожную аппаратуру приходится 200 тыс./год, на геодезическую (потребители Роснедвижимость и Роскартография) — 102 тыс./год, на автомобильную — 22,5 тыс./год. На удовлетворение этих нужд требуется финансирование в размере 4,3–6,3 млрд. рублей. Потребность рынка НАП спецприменения оценивается в 385 тыс. штук/год. Как было отмечено, в настоящее время производственных мощностей хватает на выпуск 200 тыс. комплектов НАП в год, а к 2011 г. эта цифра будет увеличена до 350 тыс./год. Таким образом, рынок открыт для новых участников и инвесторов. www.russianelectronics.ru

электронные компоненты №4 2009

43 новос ти

Новые компоненты на российском рынке БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Встраиваемый радиомодем с малым потреблением и коррекцией ошибки для приложений дальней связи

Компания Circuit Design, Inc., ведущий поставщик узкополосных радиомодемов, недавно разработала и выпустила 434-МГц радиомодем MU-2-R с малым потреблением. Модемы серии MU компании Circuit Design встраиваются в промышленное оборудование. Они оснащены радиочастотной схемой для установления связи и управляющим блоком центрального процессора (ЦП). Обмен данными осуществляется с помощью внешнего блока ЦП с последовательным интерфейсом UART на основе команд. Модуль MU-2-R имеет на 55% меньшие габариты, по сравнению с предыдущими моделямией и продается по меньшей цене. Он снабжен функцией прямого исправления ошибок (Forward Error Correction, FEC) с помощью кода Рида-Соломона, который используется в спутниковой связи и системах восстановления данных компакт-дисков. Этот модуль обеспечивает радиосвязь высокой надежности даже при слабом электрическом поле или при импульсных помехах. Предназначенный для работы в узкой полосе ЧМ-сигналов и обладая высокой чувствительностью приемника, модуль MU-2-R работает в диапазоне 600 м (в пределах прямой видимости) с выходной мощностью 10 мВт и совместим с европейской полосой частот ISM (промышленный, научный и медицинский диапазон). Модуль MU-2-R обладает следующими особенностями. – Большая часть компонентов для установления радиосвязи встроена в модуль. Внутренний блок ЦП обеспечивает управление ФАПЧ-системой, включение преамбул, управление каналами беспроводной передачи данных и синхронизацией входных/выходных данных. – Измерение целостности системы радиосвязи выполняется с помощью команд. Для проверки целостности системы радиосвязи на стадии проектирования и фактической установки оборудования в модуль MU-2-R поступают команды по измерению интенсивности электрического поля полученного сигнала и минимального уровня шума. С помощью команд проверяется также интенсивность электрического поля удаленных модулей. – Возможность использовать несколько сетей. Модуль MU-2-R предварительно запрограммирован на 127 радиочастотных каналов. Кроме того, имеется возможность выбрать одно из двух значений выходной мощности — 10 или 1 мВт. Предлагаемые интерфейсные платы RS-232 и USB помогают упростить разработку систем на базе MU-2-R.

связанных с недоступностью спутников или ограниченной видимостью: GPS+INS. INS (Inertial Navigation System) — инерциальная навигационная система, предназначенная для определения перемещения и направления на плоскости при помощи миниатюрного инерциального измерительного модуля.

Суть инерциальной навигации состоит в определении ускорения объекта и его угловых скоростей с помощью установленных на движущемся объекте приборов и устройств, а по этим данным — местоположения (координат) этого объекта, его курса, скорости, пройденного пути и др. Это осуществляется с помощью: – датчиков линейного ускорения (акселерометров); – гироскопических устройств, воспроизводящих на объекте систему отсчета и позволяющих определять углы поворота объекта; – вычислительных устройств, которые по ускорениям (путем их интегрирования) находят скорость объекта, его координаты и др. параметры движения. Использование подобного решения совместно с GPS позволяет избегать разрывов в получении навигационных данных от приемников GPS, а так же помогает получить гладкий трек даже при движении в городском каньоне! Компания Leadtek анонсирует два новых приемника: GPS9050 (GPS чип MediaTek) и GPS9550 (GPS чип SiRF Star III). Кроме того, отдельно для заказа будет доступен инерциальный модуль INS9925. Основные преимущества новых приемников GPS: – 20…66 каналов приема (в зависимости от чипа GPS); – чувствительность -159...-165 дБм (в зависимости от чипа GPS); – время холодного/теплого/горячего старта 35/35/1...1,5 с; – низкое энергопотребление; – инерциальная навигационная система. Leadtek Research Inc. www.leadtek.com

Дополнительная информация: см. «Макро Групп», ЗАО

СВЧ

Circuit Design, Inc. www.circuitdesign.jp

Дополнительная информация: см. Circuit Design, Inc. Новые GPS-приемники со встроенным инерциальным датчиком от LeadTek

Компания Leadtek совместно со своим официальным дистрибьютором в России — компанией «Макро Групп» — предлагают решение, позволяющее избегать ограничений,

WWW.ELCP.RU

Микросхемы RF2057 и RF2059 для применения в составе репитеров от RF Microdevices

Компания RF Micro dev ices анонсирует высокоинтегральные новинки для приемо-

передающего ВЧ тракта: RF2057 и RF2059, включающие реализованные на кристалле смесители, цепь ФАПЧ и встроенный ГУН. Новинки представляют собой дальнейшее развитие дебютировавшей в прошлом году серии RF2051 и отличаются от нее главным образом внутренним ГУНом, имеющим более низкие фазовые шумы: до -95 дБц/Гц при отстройке на 10 кГц. Диапазон рабочих частот RF2057 составляет 1900…2400 МГц, RF2059 — 1550…2050 МГц. Микросхемы, как и вся серия RF205X, допускают задание дробного коэффициента частоты в синтезаторе, настройку линейности смесителей (за счет регулировки положения рабочей точки), а также использование при необходимости внешнего ГУНа, или даже всей цепи ФАПЧ. В качестве наиболее перспективных областей применения данных микросхем можно отметить: – системы с переносом частоты (band shiffter); – репитеры; – формирователи сигналов для CATV и преобразователей сигналов DVB.

Стартовый набор KeeLoq 3 Development Kit (DM303007) доступен для заказа. Microchip Technology www.microchip.com

Дополнительная информация: см. Microchip Technology

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ Новые недорогие блоки питания мощностью 450 и 1500 Вт от Mean Well

Компания Mean Well предлагает две новые серии источников питания с одним выходным напряжением 3,3…48 В без корректора коэффициента мощности: SE-450 (450 Вт) и SE-1500 (1500 Вт).

RF Microdevices www.rfmd.com

Дополнительная информация: см. «Макро Групп», ЗАО

RFID Компания Microchip расширяет возможности идентификационных систем KEELOQ®

Компания Microchip анонсировала запатентованную систему идентификации KEELOQ® с расширенными возможностями по обеспечению безопасности. Стартовый набор KEELOQ 3 Development Kit демонстрирует надежность системы KEELOQ с запатентованным алгоритмом «secure-learning», предотвращающим попытки взлома путем дифференциального криптоанализа. Кроме того, теперь технология поддерживает 128-битный ключ для шифрования, пересылку длинных пакетов данных и двунаправленную связь для идентификации, а также альтернативные алгоритмы шифрования, такие как XTEA и AES. Энкодер на базе микроконтроллера дает возможность усовершенствовать методы обеспечения безопасности. Недорогой стартовый набор KEELOQ 3 Development Kit предназначен для скорейшего освоения и реализации систем идентификации на базе PIС®-контроллеров и включает все, что необходимо для программирования, отладки и усовершенствования идентификационных систем. В составе стартового набора: 28-выводный 8-разрядный микроконтроллер PIC16F886, 2 платы программируемых передатчиков, 1 плата приемника и программатор/отладчик PICkitTM 2. Также прилагаются все исходные коды и руководства по применению. В сравнении со стартовым набором KEELOQ II Devel op ment Kit, Keeloq 3 обеспечивает большую безопасность и надежность, конфигурируется для работы с любым 8-, 16- или 32-разрядным PIC-контроллером, что позволяет адаптироваться под любую идентификационную систему. Примерами применения являются системы безопасности (брелоки, удаленные датчики, СКД), транспондерные системы (автомобильные иммобилайзеры) и идентификационные системы.

Источники питания производятся в металлическом кожухе со встроенными вентиляторами с шариковыми подшипниками для принудительного охлаждения. Блоки питания снабжены защитой от: – превышения выходного напряжения, – короткого замыкания и перегрузки на выходе, – перегрева. Особенность этих источников питания — привлекательное соотношение цена/качество среди источников питания средней мощности (450…1500 Вт). Сфера применения: различные электронные устройства, системы промышленной автоматики, динамические световые табло и др. Основные особенности. – Диапазон напряжения питания: SE-450: 90…132/ 180……264 В АС (выбирается переключателем) 47…63 Гц, 254…370 В DC; SE-1500: 180…264 В АС 47…63 Гц, 254…370 В DC. – Активное ограничение пускового тока. – КПД до 89%. – Электрическая прочность изоляции вход/выход 3000 В АC. – 100% тестирование при полной нагрузке. – Рабочий диапазон температур: -10…60°С (SE-450), -20…+60°С (SE-1500). – Температура хранения: -40…85°С. – Среднее время наработки на отказ (MIL-HDBK-217F (25°С)): 200 тыс. часов (SE-450), 134,5 тыс. часов (SE-1500). Mean Well www.meanwell.com

Дополнительная информация: см. «Элтех», ЗАО

Компания Microchip демонстрирует пример разработки AC/DC-преоб разователя

Компания Microchip анонсировала пример разработки AC/DC-преобразователя на базе новых контроллеров цифровой обработки сигналов dsPIC33F семейства GS. Данная разработка является наглядным примером, показывающим преимущество цифровых решений в устройствах питания: меньше внешних компонентов, ниже конечная стоимость, нет потребности в габаритных компонентах. Кроме того, гибкость

электронные компоненты №4 2009

полученного решения позволяет оптимизировать устройство под конкретную задачу. Цифровой AC/DC-преобразователь от Microchip питается от напряжения 85…265 В, 45…65 Гц и выдает на выходе три постоянных напряжения, обеспечивающие непрерывную выходную мощность 300 Вт. Входной каскад компенсации реактивной составляющей (boost PFC) преобразует входное переменное напряжение в постоянное напряжение 420 В. Вольтдобавочный преобразователь на мостовом трансформаторе, включающий мост с силовым ключом, управляемый фазовым сдвигом (phase-shift ZVT), получает из 420 В выходное напряжение 12 В, 30 А, также обеспечивая гальваническую развязку между входным и выходным напряжениями. Далее многофазный синхронный понижающий преобразователь обеспечивает на выходе напряжение 3,3 В, 69 А, а однофазный понижающий преобразователь — 5 В, 23 А (из шины 12 В). Ключевые особенности проекта: – универсальный диапазон входных напряжений, охватывающий диапазон питающих напряжений сети в любой стране мира (85…265 В, 45…65 Гц); – повышающий преобразователь с компенсацией реактивной составляющей (PF > 0,98); – плавный пуск (программно); – full-bridge ZVT (программно-переключаемый); – синхронный выпрямитель; – промежуточная шина 12 В; – автоматическое устранение неисправностей; – возможность удаленного управления питанием; – гибкие возможности старта; – эффективность каждого из четырех каскадов более 90%. Microchip Technology www.microchip.com

Компания Mornsun расширила свой модельный ряд миниатюрными драйверами светодиодов серии KC24. Новые драйверы светодиодов с выходными токами 300…700 мА имеют миниатюрный корпус DIP (22,8×10,2×9,5 мм) для монтажа на печатную плату в отверстия, рабочий температурный диапазон -40…85°С (при токах до 350 мА) и -40…71°С (при токах больше 350 мА). Входной диапазон напряжений 5,5…36 В. Преобразователи имеют стабилизированный по току выход и снабжены защитой от короткого замыкания. В серии KC24 реализована функция дистанционного включения-выключения, а также функция управления яркостью свечения светодиодов (метод управления — ШИМ). Серию KC24 отличает высокий КПД (до 95%) и компактность. Это позволяет применять данную серию в условиях ограниченного пространства и невозможности использования теплоотвода. Uвх, В

Uвых, В

5,5…36

2…32

Mornsun www.mornsun-power.com

Дополнительная информация: см. «ЭКО», ООО

WWW.ELCP.RU

Модель LD10-20B03 LD10-20B05 LD10-20B09 LD10-20B12 LD10-20B15 LD10-20B24

Мощность, Вт 6,6

Uвых, В 3,3 5 9 12 15 24

Iвых, мА 2000 2000 1100 900 700 450

КПД, % 70 74 76 76 78 80

Дополнительная информация: см. «ЭКО», ООО

Новая серия миниатюрных драйверов светодиодов от Mornsun

Модель KC24AH-300 KC24AH-350 KC24AH-500 KC24AH-600 KC24AH-700

Компания Mornsun расширила свой модельный ряд миниатюрными AC/DC-преобразователями серии LD10. Новые преобразователи с выходной мощностью 10 Вт имеют миниатюрный корпус (53,3×28,5×19 мм) для монтажа на печатную плату в отверстия, рабочий температурный диапазон -25…70°С, прочность изоляции вход-выход 4 кВ (в течение 1 мин). Серия LD10 рассчитана на входной диапазон напряжений 85…264 В переменного тока (или 120…370 В постоянного тока). Преобразователи имеют стабилизированный выход с напряжением 3,3; 5; 9; 12;15 и 24 В DC и снабжены защитой от короткого замыкания, от перенапряжения и перегрева. Серию LD10 отличает низкий уровень шумов на выходе (в полосе 20 МГц — не более 50 мВ). Преобразователи серии LD10 соответствуют международным стандартам: EN55011, levelB IEC/EN 61000-4-2 level 4 8kV/15Kv, IEC/EN 61000-4-3, IEC/ EN 61000-4-4 level 4 4kV, IEC/EN 61000-4-5 level 4 2kV/4kV, IEC60601, EN60601, Safety Class 2.

Mornsun www.mornsun-power.com

Дополнительная информация: см. Microchip Technology

Новая серия миниатюрных AC/ DC-преобразователей мощностью 10 Вт от Mornsun

Iвых, мА 0…300 0…350 0…500 0…600 0…700

СТАНДАРТНЫЕ ЦИФРОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ И ПАМЯТЬ

Компания Microchip расширила линейку EEPROM новыми микросхемами в сверхминиатюрных корпусах WLCSP

Компания Microchip анонсировала новые микросхемы энергонезависимой памяти с популярным интерфейсом I2C™ в инновационных сверхминиатюрных корпусах WLCSP. Теперь последовательные EEPROM компании Microchip объемом 4, 64 и 128 Кбит доступны для заказа и в корпусах WLCSP (Wafer-Level Chip Scale Package), размеры которого не превышают 1×1 мм. Кроме того, компания Microchip предлагает микросхемы EEPROM в корпусах SC-70 и SOT-23. При этом, система проверки качества, надежность и число гарантированных циклов перезаписи остались неизменными: более 1000000 циклов перезаписи, при электростатическая защите не менее 4000 В Компания Microchip расширила семейство EEPROM: – микросхемы объемом 1 и 2 Кбит — в 5-выводном корпусе SC-70; – микросхемы объемом 32 и 64 Кбит — в 5-выводном SOT-23. Использование в проектах новых EEPROM в маловыводных сверхминиатюрных корпусах SC-70 (2×2 мм) и SOT-23 (3×3 мм) позволяет задействовать меньше выводов микроконтроллера,

уменьшить занимаемую на плате площадь и снизить затраты на разработку. Новый инновационный корпус типа WLCSP позволит еще более уменьшить габариты разрабатываемого устройства, так как размеры корпуса соизмеримы с размерами кристалла микросхемы. Компания Microchip предлагает недорогой отладочный комплект MPLAB® Starter Kit for Serial Memory Product (part number DV243003) для изучения EEPROM.

служат лучшей (как по функциональности, так и по цене) альтернативой таких микросхем как ADS1230 (TI), CS5530, CS5550 (Cirrus Logic). Основные приложения микросхем — точные измерения с мостовыми датчиками (весы, датчики давления, измерение напряжения), портативная измерительная аппаратура.

Microchip Technology www.microchip.com

Дополнительная информация: см. Microchip Technology

СЕТИ И ИНТЕРФЕЙСЫ

Изолированный интерфейс RS-422/485 со встроенным DC/DC-преобразователем от Analog Devices

Компания Analog Devices Inc. предлагает новые микросхемы ADM2582E и ADM2587E — трансиверы интерфейсов RS-422/485 с защитой от воздействия статиче ского электричества до ±15 кВ. Электрическая прочность изоляции составляет 2500 В АС, дополнительно встроен DC/DC-преобразователь с гальванической развязкой входвыход. Микросхемы спроектированы для сбалансированных линий связи в соответствии со стандартом TIA/EIA-485-A-98 и ISO8482:1987(E). Интерфейсы позволяют подключать до 256 устройств на шину, и обеспечивают скорости передачи 500 Кбит/c и 16 Мбит/с. Микросхемы найдут широкое применение в промышленных сетевых приложениях, высокоскоростных схемах управления двигателями, многоточечных сетях передачи данных, в схемах преобразования сигнала в дифференциальную форму, а также, позволят отказаться от использования дополнительного изолированного источника питания. Основные особенности: – RS-485/RS-422 полу- и полнодуплексный трансиверы; – напряжение питания: 3,3 или 5,0 В; – скорость передачи данных: 500 кбит/c и 16 Мбит/с; – защита от воздействия статического электричества: ±15 кВ; – электрическая прочность изоляции: 2500 В АС; – соответствие стандарту ANSI/TIA/EIA-485-A-1998 и ISO8482:1987(E); – рабочий диапазон температур -40…85°С; – корпус 20-SOIC Analog Devices Inc. www.analog.com

Дополнительная информация: см. «Элтех», ЗАО

АЦП/ЦАП Микромощные сигма-дельта АЦП для недорогих измерительных приборов от Analog Devices

Компания Analog Devices Inc. предлагает новые микромощные сигма-дельта АЦП AD7780 и AD7781. Микросхемы разработаны для применения в недорогих измерительных приборах с низким энергопотреблением и

AD7780 — 24-разрядный сигма-дельта АЦП, имеющий в своем составе усилитель с программируемым коэффициентом усиления (Ку = 1…128), режекторный фильтр на 50 и 60 Гц, ген ер атор тактовых частот. Управление всеми функциями осуществ ляется через специально назначенные выводы. AD7781 — 20-разрядный сигма-дельта АЦП, совместимый по выводам с AD7780, имеющий в своем составе те же функциональные узлы что и AD7780. Основные технические характеристики: – напряжение питания: 2,7…5,25 В; – номинальный потребляемый ток: 380 мкА (при 3,3 В) или 500 мкА (при 5,0 В); – шкала входных напряжений: ± 39 мВ…± 5 В; – ток потребления в «спящем» режиме: 1 мкА (типовое значение); – рабочий диапазон температур: -40…105°С; – тип корпуса: TSSOP-16, SOIC-14. Ориентировочная дата выхода микросхем в серию — май 2009 года. Analog Devices Inc. www.analog.com

Дополнительная информация: см. «Элтех», ЗАО

ОПТОЭЛЕКТРОНИКА SMD светодиоды от компании REFOND

Крупнейший производитель SMD светодиодов в Китае компания Refond начала выпуск однокристальных светодиодов RF-WNRA30DSFF со световым потоком 7 лм при типовом значении тока на кристалл 20 мА. Новый светодиод имеет одни из лучших показателей эффективности среди SMD светодиодов — 106 лм/Вт (при токе 20 мА, прямом напряжении 3,2 В). Столь высокие показатели достигаются за счет применения кристаллов EPISTAR и новейшему производственному оборудованию. В таблице приведены краткие характеристики нового светодиода. Наименование RF-WNRA30DS-FF

Сила свет, Световой мКд поток, лм Белый 2300 7 Цвет

Ток на кри- Рабочая темсталл, мА пература, °С 20 -40…100

Refond www.refond.ru

Дополнительная информация: см. «НЕОН-ЭК», ООО

электронные компоненты №4 2009

ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ Семейство малогабаритных низкопрофильных прецизионных малошумящих кварцевых генераторов от компании «Морион»

ОАО «Морион» (Санкт-Петербург) представляет семейство малогабаритных низкопрофильных («плос ких») прецизионных малошумящих кварцевых генераторов с широкими адаптивными возможностями для различных применений. Модели кварцевых генераторов ГК197-ТС, ГК199-ТС, ГК200ТС, ГК201-ТС обладают следующими особенностями. – Высокая стабильность частоты в интервале рабочих температур: до 2·10 –10 для ГК200-ТС и (5...10)·10 –10 для других моделей. – Высокая долговременная стабильность частоты: до (2...3)·10 –8 за год. – Исполнение с выходным сигналом SIN или HCMOS. – Исполнение с напряжением питания 12 В или 5 В. – Возможность реализации ужесточенных требований к кратковременной нестабильности частоты (девиации Алла на) — вплоть до 7·10 –13/с, а также времени установления часто ты — вплоть до 1 мин. – Низкий уровень фазовых шумов — от стандартного до малошумящего (опция «LN»), улучшенного малошумящего («ILN») и ультрамалошумящего («ULN»). Реализованные уровни шумов генераторов на 10 МГц: ≤-108 дБ/Гц для ∆f = 1 Гц и ≤-157 дБ/Гц для ∆f = 100 Гц. – Низкий «профиль»: высота корпуса до 10 мм для ГК197ТС и ГК200-ТС; 12,7 мм для всех моделей; – Исполнение в популярных стандартных корпусах: от миниатюрного 20×20 мм (ГК199-ТС) до малогабаритных 36×27 мм (ГК197-ТС), 51×41 мм (ГК201-ТС) и (для наиболее высокого уровня параметров) 51×51 мм (ГК200-ТС). Генераторы освоены в серийном производстве и уже успешно применяются во многих видах современной радиоэлектронной аппаратуры самого различного назначения. Диапазон частот: 10...20 МГц для ГК197-ТС и ГК199-ТС, 10...40 МГц для ГК201-ТС и 10...100 МГц для ГК200-ТС. ОАО «Морион» www.morion.com.ru

Дополнительная информация: см. «Морион», ОАО

Circuit Design, Inc. International Business Division 7557-1 Hotaka, Azumino, Nagano 399-8303, Japan Тел.: +82 (0)263-82-1024 Факс: +81 (0)263-82-1016 info@circuitdesign.jp www.circuitdesign.jp «Макро Групп», ЗАО 196105, С.-Петербург, ул. Свеаборгская, 12 Тел.: (812) 370-6070 Факс: (812) 370-5030 sales@macrogroup.ru, support@macrogroup.ru www.macrogroup.ru Microchip Technology sale@gamma.spb.ru www.microchip.com «Морион», ОАО 199155, С.-Петербург, пр. Кима, д. 13а Тел.: (812) 350-75-72, (812) 350-9243 Факс: (812) 350-72-90, (812) 350-1559 sale@morion.com.ru www.morion.com.ru «НЕОН-ЭК», ООО 199178 С.-Петербург, ВО, 8-я линия, д.79 Тел./факс: (812) 335-00-65 www.e-neon.ru «ЭКО», ООО 107553, Москва, ул. Б. Черкизовская, 20, стр.1, оф.307 Тел.: (499) 161-9183 electron@e-co.ru www.e-co.ru «Элтех», ООО 198035, С.- Петербург, ул. Двинская, 10, к. 6А Тел.: (812) 635-50-60 Факс: (812) 635-50-70 info@eltech.spb.ru www.eltech.spb.ru

Новости мультимедиа

| Компания «Вобис Компьютер» года под брендом «iДА» выпустит программное обеспечение «Sygic Россия» для Apple iPhone — это первая на рынке полнофункциональная навигационная программа для этой платформы | «Sygic Россия» — совместная разработка словацкой компании Sygic, специализирующейся на производстве навигационного программного обеспечения для мобильных платформ, и «Вобис Компьютер», выполнившей полную адаптацию программы к требованиям российского рынка и 100% локализацию ПО. «Вобис Компьютер» выступает — эксклюзивный дистрибьютор нового программного продукта и полностью обеспечивает поддержку пакета как для партнеров, так и для конечных потребителей. iДА» («Sygic Россия») поддерживает нескольких функций потребительской навигации: поиск по адресу, маршрутизация, ведение по маршруту с визуальными и голосовыми подсказками. В пакет включен набор навигационных карт одного из мировых лидеров рынка навигационной картографии — компании Tele Atlas. Пакет карт поддерживает российскую систему адресации (дом-корпус-строение). Дополнительное преимущество — наличие дворовых проездов на карте Москвы, что позволяет навигационной программе довести пользователя до подъезда интересующего строения, расположенного в нескольких сотнях метров от основной дороги. В рамках навигационного пакета пользователям предлагается: обзорная карта всех дорог России, детальные карты (с адресным поиском) для более 100 городов и населенных пунктов 28 регионов России (в том числе 48 населенных пунктов в Московской области, 43 — Ленинградской области). www.russianelectronics.ru