Электроника 10 2016 by volnyveter

№ 10 | октябрь | 2016

ÒÅÌÀ ÍÎÌÅÐÀ:

ÈÍÄÓÑÒÐÈÀËÜÍÛÅ ÂÛ×ÈÑËÈÒÅËÈ È ÄÈÑÏËÅÈ

РАДИОДЕТАЛИ

ТУП «Альфачип Лимитед» Поставка электронных компонентов, средств автоматизации, компонентов для светодиодного освещения 220012, г. Минск, ул. Сурганова, 5а, 1-й этаж Тел./факс: +375 17 366 76 01, +375 17 366 76 16 факс: +375 17 366 78 15 www.alfa-chip.com www.alfacomponent.com УНП 192525135

УНП 191121197

E-mail: smt@riftek.com Тел.: +375 17 281 36 57

ПОКУПАЕМ ЗДЕСЬ!

elsis.by

íîâîñòè • îáçîð ðûíêà • âûñòàâêè • ìîíèòîðèíã • äëÿ ñïåöèàëèñòà

Новые возможности ваших идей

220012, г. Минск, ул. Сурганова, 5а, 1-й этаж Тел./факс: +375 17 366 76 01, +375 17 366 76 16 www.alfa-chip.com УНП 192525135 www.alfacomponent.com

УНП 191767006

СОДЕРЖАНИЕ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ЖУРНАЛ ИЗДАЕТСЯ ПРИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКЕ ФАКУЛЬТЕТА РАДИОФИЗИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БЕЛГОСУНИВЕРСИТЕТА. ЖУРНАЛ ВКЛЮЧЕН В СПИСОК НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДАНИЙ ВАК РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ КОЛОНКА РЕДАКТОРА ЧИТАЙТЕ НАС. И ВСЕ ВСТАНЕТ НА СВОИ МЕСТА.............................................................................2 International magazine of amateur and professional electronics

НОВОСТИ................................................................................................................................................3

№10 (136) октябрь 2016

АНАЛИЗ РЫНКА МОНИТОРОВ М.С. Бойков...................................................................................................................................6

Зарегистрирован Министерством информации Республики Беларусь

РОССИЙСКАЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКА ДЛЯ КОСМОСА: КТО И ЧТО ПРОИЗВОДИТ Валерий Шунков .........................................................................................................................10

Регистрационный №71 от 19 августа 2014 года Главный редактор: Любарская Марина Александровна m.lybarskaia@afk-m.com Редактор технический: Бокач Павел Викторович p.bokach@afk-m.com Редакционная коллегия: Председатель: Чернявский Александр Федорович академик НАН Беларуси, д.т.н. Секретарь: Садов Василий Сергеевич, к.т.н. sadov@bsu.by Члены редакционной коллегии: Беляев Борис Илларионович, д.ф.-м.н. Борздов Владимир Михайлович, д.ф.-м.н. Голенков Владимир Васильевич, д.т.н. Гончаров Виктор Константинович, д.ф.-м.н. Есман Александр Константинович, д.ф.-м.н. Ильин Виктор Николаевич, д.т.н. Кугейко Михаил Михайлович, д.ф.-м.н. Кучинский Петр Васильевич, д.ф.-м.н. Мулярчик Степан Григорьевич, д.т.н. Петровский Александр Александрович, д.т.н. Попечиц Владимир Иванович, д.ф.-м.н. Рудницкий Антон Сергеевич, д.ф.-м.н. Отдел рекламы и раcпространения: Антоневич Светлана Геннадьевна тел./факс: +375 (17) 388-44-71 s.antonevich@electronica.by Учредитель: ЗАО «Финансово-аналитическое агентство «Эф энд Ка» 220015, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Пономаренко, д. 35А, пом. 302, каб. 47, тел./факс: +375 (17) 388-44-71

МОНИТОРИНГ

ОБЗОР РЫНКА ОТ МИКРО ДО МАКРО: НОВОСТИ ИЗ МИРА ЭЛЕКТРОНИКИ Павел Бокач ...............................................................................................................................16 КОМПАКТНЫЕ БЕЗВЕНТИЛЯТОРНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ ....................................................................20 ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА КОНТРОЛЛЕРЫ-ВЫЧИСЛИТЕЛИ РАСХОДА ГАЗА FLOW-X..............................................................22 ОБЗОР ВОЗМОЖНОСТЕЙ БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ SMARC-МОДУЛЕЙ ДЛЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ Владимир Дашевский, Максим Бизин............................................................................................26 СТРАТЕГИИ РЕАЛИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ Fionn Sheerin.................................................................................................................................30 СОВЕРШЕНСТВУЙТЕ ЦИФРОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЗАРЯДОМ БАТАРЕЙ И DC/DC-ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ С ПОМОЩЬЮ НОВОГО АНАЛОГОВОГО КОНТРОЛЛЕРА УПРАВЛЕНИЯ ПИТАНИЕМ УЛУЧШЕННОГО ЦИФРОВЫМИ МЕТОДАМИ....................................................................................33 КРИСТАЛЬНО ЧИСТОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ ДИСПЛЕЕВ Mary Tamar Tan ...........................................................................................................................34 НАУКА ВЫДЕЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОГО СИГНАЛА РЕЧЕВОГО СООБЩЕНИЯ НА ФОНЕ СЛУЧАЙНЫХ ШУМОВ С ПОМОЩЬЮ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ Е.И. Козлова, Е.И. Киреева, И.О. Митрахович .............................................................................52 КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЕЙ В ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ А.В. Гулай, В.М. Зайцев ..............................................................................................................56 ВЫСТАВКИ ENERGY EXPO 2016: КАРТИНКИ С ВЫСТАВКИ Павел Бокач ...............................................................................................................................37 ВЫСТАВКИ ПО ТЕМЕ «ЭЛЕКТРОНИКА. КОМПОНЕНТЫ». НОЯБРЬ 2016 ......................................62 ПРАЙС-ЛИСТ......................................................................................................................................64

СПИСОК РЕКЛАМОДАТЕЛЕЙ Автоматикацентр..................................64

Обложки, цветные вставки

Алнар...................................................64

Microchip Technology Inc. .................... III вст.

Альфачип Лимитед.....................33, 64

Альфачип Лимитед................ I обл., I вст.

За содержание рекламных материалов редакция ответственности не несет

Альфалидер компонент.........................64

Подписной индекс в Республике Беларусь: 00822 (индивидуальная), 008222 (ведомственная)

БелПлата..............................................25

Цена свободная Подготовка, печать: Тираж 500 экз. Отпечатано: Унитарное предприятие «Типография ФПБ» г. Минск, пл. Свободы, д. 23, офис 90 Лицензия №02330/54 от 12.08.2013 г. Подписано в печать 27.10.2016 г. Заказ №

electronica.by

БелСканти.........................................64 ГорнТрейд............................................29 Минский часовой завод.........................21 Приборостроительная компания...........64

Минскэкспо.................................. IV вст. ОмегаКомпонент............................. IV обл. Профеcсиональные сетевые системы... II обл. ПСДТУ, филиал РУП «Гродноэнерго»... III обл. Рифтек СМТ............................... I обл. Связьинвест.................................. I обл. Сипком............................................ II вст.

СветЛед решения.................................64

ФЭК.................................................... I обл.

ФЭК......................................................64

Электронные системы и компоненты...... I обл.

Чип электроникс..................................64

Элтикон........................................... II вст. №10-2016

КОЛОНКА РЕДАКТОРА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ЧИТАЙТЕ НАС. И ВСЕ ВСТАНЕТ НА СВОИ МЕСТА Как-то давеча мы с коллегой поспорили: сколько в Беларуси предприятий? Как вы понимаете, причиной были дебаты о юрлицах, имеющих отношение к электронике. Согласно информации, опубликованной Агентством «Бизнес-новости»1, картина такова. По данным Национального статистического комитета, на 1 мая 2015 года в Беларуси насчитывалось 144,7 тыс. действующих юридических лиц, в том числе 119,4 тыс. коммерческих организаций. Из 144,7 тыс. организаций в сфере производства осуществляли деятельность 33,9 тыс. юридических лиц (23,4% от общего количества), в сфере услуг – 110,8 тыс. организаций (76,6%). Вопрос: какой тираж журнала наиболее оптимален? Количество посетителей каждой из профессиональных выставок, то есть лиц, интересующихся электроникой, – ежедневно несколько тысяч человек. По информации ЗАО «Техника и коммуникации», организатора выставки Energy Expo (октябрь 2016), в экспозиции комплекса было представлено около 300 организаций; в выставке «ТИБО» (апрель 2016) – около 100. Если соединить эти цифры – данные Белстата о предприятиях страны, в каждом из которых ЕСТЬ ЭЛЕКТРОНИКА, количество производителей и продавцов электроники, часть из которых представляет свою продукцию в выставочных центрах, и добавить пристальное внимание современников к электронной промышленности, то ответ на вопрос о тираже «Электроника инфо» напрашивается сам собой: «Нужно побольше!». Журнал мы распространяем несколькими способами: рассылка, размещение на стенде во время наиболее посещаемых выставок, продажа. Сегодня хотелось бы уделить особое внимание подписке на «Электронику инфо». Приобретая наше на издание, вы: 1) получаете систематизированную информацию о состоянии рынка электроники в мире; 2) знакомитесь с новинками от производителей и дилеров нашей сферы; 3) изучаете рекламу наиболее активных бизнес-участников электронной среды Беларуси; 4) имеете возможность разместить собственные рекламные макеты, тематические статьи в журнале «Электроника инфо». Повторю – в Беларуси более 140 тыс. действующих предприятий. Вы – одно из тех лиц, для которых мы готовим материалы. Вернемся к заголовку «Колонки редактора»: «Читайте нас. И все встанет на свои места». Подбирая материалы для публикаций, мы изучаем сотни сайтов предприятий и изданий, обращаемся к авторам и специалистам, которые занимаются электроникой. Каждому из вас знакомо, как трудно в Интернете бывает найти свежую, полезную информацию по конкретной теме. Неизбежно в процессе обработки мы получаем общее представление о тенденциях и ситуации о рынке электроники и компонентах в мире. Именно эти сведения мы стараемся вовремя сообщить вам. Мы систематизируем данные о производителях и покупателях, о новинках и приоритетах. Представьте, если бы в нашей жизни не было бы билбордов, телепередач, профессиональных изданий, назойливых рекламных блоков… Неужто сегодня мы смогли бы обойтись БЕЗ информации о пресловутых акциях и распродажах, о новинках в микроэлектронике, фотонике, лазерах, об оптике, о телекоммуникациях, о космической и военной технике?.. Если вы подпишетесь на журнал «Электроника инфо», то целостность картины в сфере электроники вам обеспечена. Добавьте к этому возможность «людей посмотреть, себя показать» – и через рекламные блоки, размещенные в нашем журнале, вы сумеете акцентировать внимание на тех нюансах, которые являются козырем вашего предприятия. Мы же неслучайно звоним и пишем вам. Мы стараемся, чтобы информация об электронике была именно той, которая поможет Вам. Подписные индексы в Республике Беларусь: 008222 – ведомственная, 00822 – индивидуальная. Стоимость подписки на 6 месяцев – 78 руб. Стоимость подписки на год – 156 руб. Сайт: http://electronica.by/ С уважением, Марина Любарская, главный редактор журнала «Электроника инфо». 1

№10-2016

www//doingbusiness.by/ electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

НОВОСТИ

395 МИЛЛИОНОВ AMOLED-ДИСПЛЕЕВ МОЖЕТ БЫТЬ ПОСТАВЛЕНО В 2016 ГОДУ AMOLED продолжает свое движение в направлении того, чтобы стать наиболее распространенной технологией современных дисплеев. Согласно новым прогнозам аналитиков, AMOLED, преодолевая те трудности, которые сопутствовали производству данных панелей, постепенно сокращает дистанцию с LCD. Хотя LCD-дисплеи и остаются наиболее широко используемыми в современных электронных продуктах, тем не менее прогнозируется, что поставки AMOLED-дисплеев возрастут в текущем году по сравнению с прошлым на 40 % и составят 395 млн единиц.

Рисунок 1 – Гибкий OLED-экран компании LG

Таковы прогнозы аналитиков IHS, которые были достаточно подробно рассмотрены в иллюстрированной графиком заметке Роба Триггса (Rob Triggs) «AMOLED displays set to close in on LCD this year», опубликованной ресурсом Android Authority. Кроме 40-процентного роста объема поставок ожидается также 25-процентный рост выручки, который повысит стоимость индустрии производства AMOLEDдисплеев до 15 млрд долларов США. Производственные усовершенствования и снижение затрат на производство привлекают к технологии AMOLED все большее число производителей устройств. Это означает, что в 2016 году на рынке появится немало различных продуктов, оснащенных этими дисплеями. В прошлом высокие затраты на производство AMOLED-дисплеев, небольшие объемы производства и недолговечность LED ограничивала использование AMOLED-дисплеев, которые применялись только в наиболее дорогих хай-энд-продуктах. В 2015 году эти проблемы были решены и OLED-дисплеи стали превосходных технологическим решением для различных продуктов, ориентированных и на другие ценовые сегменты рынка. Смартфоны продолжают оставаться теми устройствами, в которых AMOLED-дисплеи применяются наиболее широко, и привлекательны своей более простой структурой производства, меньшей толщиной и более легким весом, лучшей насыщенностью цвета и меньшим временем отклика. Кроме того, интегрировать их с сенсорной микросхемой проще, чем LCD-панели. Таким образом становятся очевидны многочисленные преимущества для пользователей, которые несет с собой массовое распространение дисплеев этого типа в смартфонах. electronica.by

Уже не первый год панели Super AMOLED используются в смартфонах Samsung. Начиная с 2015 года предназначенные для умных телефонов AMOLED-дисплеи стали закупаться также компаниями BlackBerry, HTC, Huawei, Meizu, OPPO и ZTE. Даже компания Apple, предположительно, может пересмотреть свой подход и отказаться от использования LTPS LCD в своем iPhone 2017 года. Если в минувшем году AMOLED-дисплеи применялись лишь в 17 % представленных на рынке смартфонов, то в 2016 году, как ожидается, этот показатель возрастет до 21 %. AMOLED-дисплеи формируются на полимерном основании, что позволяет сделать их гибкими и даже скручиваемыми, отмечает ведущий директор IHS Дэвид Хсиех (David Hsieh), специализацией которого являются именно дисплеи. Он также добавляет, что органические электролюминесцентные материалы смогут попросту печататься, что существенно удешевит их производство. Ранее сообщалось, что способность дисплеев сгибаться может быть использована для управления функциями девайса. Впрочем, применение AMOLED-дисплеев растет не только в смартфонах. В текущем году вновь возрастет объем поставок OLED-телевизоров, который, по прогнозам, составит 900 тысяч единиц. На развивающихся рынках начинают предлагаться и новые устройства виртуальной реальности, которые также повышают спрос на AMOLED, поскольку для девайсов этой категории необходимы панели с наиболее быстрым откликом и низким энергопотреблением. IHS прогнозирует, что для этой категории устройств ожидается 119-процентный рост поставок дисплеев, общий объем которых в 2016 году составит 3,6 миллиона единиц.

Рисунок 2 – Прозрачный OLED-экран компании LG

Новые AMOLED-панели для персональных компьютеров появятся на рынке в текущем году. Объем их поставок составит еще 8,6 миллиона единиц. Ранее уже сообщалось, что компания Sharp может переключиться на производство панелей данного типа. В третьем квартале 2015 года поставки AMOLED-панелей возросли на 100 % по сравнению с показателем третьего квартала 2014 года. Олег Довбня, GoogleАналитика androidinsider.ru №10-2016

НОВОСТИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

НА РЫНКЕ ТВ-ДИСПЛЕЕВ СМЕНИЛСЯ ЛИДЕР На мировом рынке телевизионных дисплеев сменился лидер. Им стала компания LG Display благодаря сильным продажам в Китае, сообщает новостное агентство Yonhap со ссылкой на данные аналитиков WitsView. По их подсчтам, в 2015 году LG Display продала в общей сложности 55,3 млн панелей для ЖК-, OLED- и плазменных телевизоров, что на 6,4 % больше, чем годом ранее. Прежний лидер Samsung Display реализовал на 8 % меньше единиц этой продукции (50,9 млн) и скатился на третье место. Южнокорейского производителя опередил тайваньский Innolux, у которого прошлогодние продажи ТВ-экранов всех типов достигли

51,7 млн штук, увеличившись на 3,1 % в сравнении с 2014 годом. В шестерке ведущих вендоров наибольшие темпы роста продемонстрировала китайская компания BOE

Technology. В 2015 году она нарастила реализацию телевизионных панелей на 148,5 % до 35,6 млн единиц за счет поддержки китайского рынка местным правительством и увеличения производственных мощностей. Кстати, именно рост продаж дисплеев в Китае способствовал лидерству LG Display. Кроме того, сказываются результаты работы по сокращению зависимости компании от заказов сестринской LG Electronics, отмечают в WitsView. Весь рынок дисплеев для телевизоров по итогам 2015 года эксперты оценивают в 269,7 млн штук. Это на 8,9 % больше, чем годом ранее. Сергей Юртайкин Фото: bloomberg.com

ПО МНЕНИЮ АНАЛИТИКОВ, РЫНОК ГИБКИХ ДИСПЛЕЕВ БУДЕТ РАСТИ НА 27 % В ГОД Появление слегка гнущихся дисплеев компаний LG и Samsung, а также ожидание сворачивающихся и сгибающихся дисплеев будоражит воображение аналитиков. Специалисты предвкушают появление устройств, сворачивающихся в трубочку вокруг блока с аккумулятором или вокруг запястья. Также ожидаются компактные устройства с большеформатными дисплеями, которые можно сложить, когда они не нужны и так далее. Поскольку новые устройства будут рождать определенный спрос, аналитики пытаются предугадать поведение рынка и потребителей, а их выводы должны стать основой для разработки стратегии поведения компаний-производителей дисплеев и устройств. Свое видение на это счет представили специалисты компании IHS Technology. По их мнению, рынок гибких дисплеев

будет расти на 27 % в год и захватит в 2020 году около 13 % совокупного рынка дисплеев. В настоящий момент, как сообщают в IHS, гибкие дисплеи выпускают только четыре компании: Samsung Display, LG Display, E-ink и Futaba. Экраны этих компаний преимущественно используются

в смартфонах и «умных» часах. К 2022 году гибкие дисплеи будут активно использоваться для выпуска смартфонов, планшетов, шлемов для виртуальной реальности, автомобильных дисплеев и OLED телевизоров. Будущее, во всех смыслах, гибко подстроится под реалии. overclockers.ru

УЛЬТРАЧЕТКИЙ 98-ДЮЙМОВЫЙ МОНИТОР ДЛЯ ВОЕННЫХ В витебском КБ «Дисплей» разработан видеомонитор сверхвысокой четкости с диагональю 98 дюймов и разрешением 3840×2160 (4K). Видеомонитор был анонсирован на прошедшей в начале сентября в Подмосковье выставке «Армия-2016». Белорусский гаджет предназначен для применения в системах информационного обеспечения и автоматизированного управления, для оснащения командных пунктов управления, диспетчерских, а также как самостоятельное устройство. 4

№10-2016

В описании к устройству указано, что размер экрана и параметры изображения эквивалентны размерам и параметрам видеостен, состоящих из четырех видеомониторов с диагональю экрана 46 дюймов, «но при этом, в отличие от видеостен, на изображении отсутствуют стыковочные швы». Устройство выпускается в двух модификациях с индексами ВМЦ250ЖК и ВМЦ-250ЖК-В. В первом случае видеомонитор может использоваться в стационарных объектах, во втором – в подвижных. Среди

характеристик устройства – возможность работы при температуре от -40 до +65°С, а также в условиях повышенной влажности (до 98 %). Подключение к устройству происходит по интерфейсу HDMI, а максимальная потребляемая мощность составляет 600 Вт. П од обные спе циализиро ванные защищенные устройства предназначены не для массового рынка, а их производство ведется исключительно под заказ. 42.tut.by electronica.by

НОВОСТИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

КАЖДЫЙ ВТОРОЙ МОНИТОР, ПРОДАННЫЙ В БЕЛАРУСИ, ПРОИЗВЕДЕН ПОД БРЕНДОМ PHILIPS ИЛИ AOC Мониторы AOC и Philips продолжают успешно развиваться, превышая средние показатели по рынку. Совместно два бренда занимают позицию № 1 в Европе. За год два бренда увеличили общую занимаемую долю рынка Восточной Европы на 5 %, в результате чего разрыв с производителем, занимающим второе место, составил более 8 %. По последним данным, опубликованным аналитической компанией Context, европейский рынок мониторов демонстрирует признаки восстановления после сложной ситуации, сложившейся год назад. Так, рынок Западной Европы характеризуется стабилизацией, а в Восточной Европе спад замедляется уже четыре

квартала подряд. В этих условиях компании АОС и MMD, лицензионный партнер Philips Monitors, продолжают увеличивать совместную долю рынка. В последнем квартале 2015 года объем продаж мониторов AOC и Philips увеличился на 4,5 % по сравнению с аналогичным периодом годом ранее. Занимая почти 15 % рынка, производители вместе удерживают лидирующую позицию в Европе. АОС и MMD являются дочерними компаниями ведущего мирового производителя дисплеев – компании TPV. В регионе Восточной Европы доля мониторов AOC и Philips приближается к 24 %, что соответствует позиции лидера. Результаты успешного развития брендов в 4-м квартале по сравнению с аналогичным периодом прошлого

года отражены в показателях прироста доли рынка: плюс 10 % у Philips и плюс 33 % у AOC. «Как и для всех компаний в IT индустрии, 2015 год для производителей мониторов выдался сложным. Участникам рынка приходилось работать в условиях слабого курса доллара и экономической неопределенности. Но благодаря тому, что мы сохранили ориентированность на инновации и потребности клиента, обе марки – AOC и Philips – продемонстрировали рост в каждом квартале 2015 года. Этот результат является основой для дальнейшего развития на рынке Европы, где уже сегодня заметны признаки стабилизации», – комментирует ситуацию Томас Шаде, вице-президент компании AOC и MMD в Европе. На рынке Беларуси обе торговые марки по-прежнему занимают сильную позицию, что отражено в показателе прироста доли рынка на 8 % по сравнению с аналогичным периодом 2014 года. Занимая 28 % рынка мониторов Беларуси, торговая марка Philips является безусловным номером 1, за ней следует AOC с показателем более 23 %. Каждый второй монитор, проданный в Беларуси, произведен под брендом Philips или AOC. kraina.by

РЫНОК БОЛЬШИХ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ДИСПЛЕЕВ (LFD) ПОКАЗАЛ СПАД По данным аналитической компании ITResearch, в третьем квартале 2015 г. на российском рынке больших профессиональных дисплеев (32 и более дюймов, LFD) были зафиксированы продажи 5,9 тыс. панелей на сумму 16,5 млн долл. Средневзвешенная стоимость устройств составила 2800 долл., это, пожалуй, низший показатель за все время наблюдений. К огромному сожалению, волна падения рынка докатилась и до сегмента больших профессиональных дисплеев. В отличии от подавляющего числа других ИТ-отраслей, падающих на десятки процентов, LFD в течение первого полугодия демонстрировали нулевую динамику, что можно считать в нынешних electronica.by

условиях подвигом. Однако 3-й квартал 2015 г. все расставил по своим местам. По сравнению с 3-м кварталом 2014 г. рынок LFD снизился на 38,5 % в штуках и на 57 % в цене (долларах). Примечательно, что данная динамика сопоставима с «родственным» рынком проекторов, где также резко ухудшилась рыночная конъюнктура.

Аналитики данный провал связывают, в первую очередь, с курсом нефти и количеством денег, поступающих в экономику. В третьем квартале многим заказчикам стало ясно, что надеяться на выделение денег на проекты не приходится, кроме того, продажи потянула вниз и новая волна девальвации рубля. Лидером осталась компания Samsung с долей выше 55 %. Обращают на себя внимание значительные флуктуации «внизу турнирной таблицы». Многие старые игроки исчезли, вместо них появляются новые, и это, очевидно, результат неурядиц на рынке. Пока о стабилизации конкурентной среды не приходится и мечтать. itbestsellers.ru №10-2016

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

АНАЛИЗ РЫНКА МОНИТОРОВ Темой публикации является анализ рынка мониторов, их технических характеристик и перспектив развития. Мы знаем, что монитор – это устройство вывода графической и текстовой информации в форме, доступной пользователю. Мониторы входят и состав любой компьютерной системы. Они являются визуальным каналом связи со всеми прикладными программами и стали жизненно важным компонентом при определении общего качества и удобства эксплуатации всей компьютерной системы. М.С. БОЙКОВ В настоящее время развитие компьютерных технологий требует разработки новых мониторов, большего размера и новых возможностей. Создаваемые новые программы по работе с трехмерной графикой уже не всегда могут воспроизводиться на старых мониторах. Все это подтолкнуло разработчиков к усовершенствованию уже имеющихся технологий в области воспроизведения информации. Поэтому эта проблема и стала одной из важных в компьютерной технике. Попытаемся описать уже существующие типы мониторов, их состояние на рынке, как они появились и вследствие чего, принцип работы, а также появление новых технологий, которые приведут нас в мир будущего. Правда, многие из них находятся на данный момент в стадии разработки, но все равно уже ясно, что они быстро завоюют рынок. Технические характеристики Прежде чем проводить исследование рынка необходимо более широко изучить его характеристики. Рассмотрим основные параметры, которые покупатели учитывают при отборе и покупке монитора.

Размер экрана Как правило, чем больше экран, тем с большим разрешением (соответственно – меньшим размером единицы изображения) можно на нем работать. Но при этом непропорционально высоко возрастает его цена и увеличивается требуемое место для монитора на столе. За размеры монитора считают размер его экрана по диагонали. Для ЭЛТ стандартными являются размеры 14", 15", 17", 19", 21", 23", 24" (" – обозначение дюйма.) Для ЖК-мониторов – 13", 14", 15", 17", 19". Разрешение При выборе монитора необходимо определить, с каким разрешением он чаще всего работает, чем оно выше, тем больший монитор необходим. Наиболее вероятно, что вы будете работать с одним из четырех стандартных разрешений для ПК. Разрешение VGA позволяет увидеть на экране 640 элементов изображения в ширину и 480 в высоту. При разрешении SVGA изображение образует 800* 600 точек. Большая четкость достигается при разрешениях 1024*768 (иногда его называют XGA) и 1280*1024. Теперь стандартным разрешением экрана для комфортной работы является FULLHD 1920*1080, а также никого уже не удивишь разрешением в 2560*1440, 2560x1080, ULTRAHD 3840x2160, 5120*2880. 6

№10-2016

Бытует мнение, что монитор с диагональю 22" ненамного лучше 23-дюймового. Однако это не так. Дело в том, что очень важно обращать внимание на соотношение сторон, в 22" мониторе максимальное разрешение при его соотношении 16*10 1680*1050, а в 23 при 16*9 1920*1080. Таким образом одно и то же изображение при том же масштабе будет содержать на 25 % больше информации. Изображение может создаваться за один или два прохода электронного луча. При двух проходах (черезстрочной развертке) сначала вырисовываются четные, а затем – все нечетные. Обычно черезстрочная развертка приводит к мерцанию изображения и утомлению глаз. Такой способ прорисовки экранного изображения существует уже много лет, однако сегодня черезстрочная развертка имеет настолько плохую репутацию, что лишь немногие производители рискуют ее использовать. Поэтому при выборе монитора необходимо убедиться, что он способен осуществлять высокое разрешение, не используя черезстрочную развертку (в паспорте изделия аббревиатура NI). Другой важный параметр мониторов частота обновления экрана, называемая также частотой кадров или частотой вертикальной развертки, которая измеряется в герцах. Эта величина показывает, сколько раз в течении одной секунды перерисовывается изображение. При частоте меньше 75 Гц мерцание экрана заметно глазу. Точечная и щелевая маски характеризуются различными величинами шага – расстояниями между точками люминофора одного цвета. Шаг маски определяет предельное разрешение, при котором линии еще не становятся расплывчатыми. В ЭЛТ с точечными масками шаг маски оценивается как расстояние между двумя точками одного цвета. Хорошие мониторы 15" и 17" имеют шаг не выше 0,28 мм, а мониторы с большим экраном – не выше 0,31 мм. В ЭЛТ с щелевыми масками шаг определяется аналогичным образом. Для 17" не должен превышать 0,25 мм, а для мониторов 20" -21" 0,30 мм. Подавляющее большинство современных ЭЛТ имеет антибликовое покрытие, иногда обладающее и антистатическими свойствами. Наиболее популярным методом борьбы с бликами является применение кремниевого покрытия. Прежде оно толстым слоем напылялось на экран, что уменьшало качество изображения. Сегодня наиболее часто используют метод покрытия в центрифуге, что дает более тонкий и чистый слой. У большинства изготовителей антибликовые покрытия имеют свои, фирменные названия; однако внимание стоит обращать лишь на их оптические характеристики. electronica.by

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо Угол обзора Для ЖК-мониторов критический параметр – это допустимые углы обзора, поскольку не у всякого плоскопанельного дисплея угол обзора такой же, как у стандартного монитора ЭЛТ. Проблемы, связанные с недостаточным углом обзора, долгое время сдерживали распространение ЖК-дисплеев. Поскольку свет от задней стенки дисплейной панели проходит через поляризационные фильтры, жидкие кристаллы и ориентирующие слои, то из монитора он выходит большей частью вертикально ориентированным. Если посмотреть на обычный плоский монитор сбоку, то либо изображения вообще не видно, либо все же его можно увидеть, но с искаженными цветами. В стандартном TFT-дисплее с молекулами кристаллов, ориентированными не строго перпендикулярно подложке, угол обзора ограничивается 40 градусами по вертикали и 90 градусами по горизонтали. Контрастность и цвет варьируются при изменении угла, под которым пользователь смотрит на экран. Тип матрицы Тип матрицы, на которой основан экран монитора. На сегодняшний день все матрицы можно разделить на 3 основных типа: TN, VA и IPS. Кратко рассмотрим каждый из них: TN – наиболее распространенный тип матрицы. Достоинства – малое время отклика, низкая цена. Недостатки – менее точная цветопередача и меньшие углы обзора. VA – компромисс между TN и IPS. Достоинства – лучшая по сравнению с TN цветопередача, большие углы обзора. Недостатки – чуть большее время отклика, более высокая цена. IPS – чаще всего встречается в профессиональных экранах. Достоинства – наилучшая цветопередача и углы обзора. Недостатки – высокое время отклика, самая высокая цена. Количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м2). Яр-

кость является существенным параметром при выборе монитора. Высокая яркость экрана важна, когда монитор работает в помещении с сильным освещением. При низкой яркости экрана изображение может быть засвечено внешним источником света. Большинство современных мониторов могут иметь яркость в 200-400 кд/м2.

Контрастность Динамическая контрастность – режим, при котором происходит анализ выводимого изображения и регулировку среднего уровня контрастности в соответствии с изображением, что позволяет улучшить качество изображения во время ярких или темных сцен. Так же стоит отметить, что сравнивать динамическую контрастность с обычной некорректно. Для объективной оценки уровня контрастности монитора следует ориентироваться на его обычную контрастность. Время отклика Время отклика – минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. При подаче управляющего сигнала пиксель меняет свою яркость не сразу, а только через некоторый промежуток времени. Чем меньше этот промежуток, тем качественнее монитор отобразит динамичное изображение. В современных мониторах среднее время отклика составляет 8 мс, что является вполне приемлемым параметром для комфортного восприятия динамических сцен в фильмах и играх. Разъемы для подключения источника сигнала Для подключения к ПК на мониторах обычно установлены разъемы VGA (D-Sub), DVI, HDMI и, все чаще, DisplayPort. VGA является аналоговым интерфейсом и постепенно уходит с рынка. DVI, HDMI и DisplayPort являются цифровыми и обеспечивают наилучшее качество передачи сигнала, в последнее время наиболее популярен HDMI. Такие разъемы, как SCART, S-Video, композитный и

Таблица 1 – Сравнение новейших мониторов Модель Лучшая цена в США, $ Лучшая цена в РФ, руб. Награда Диагональ экрана, дюйм Соотношение сторон Тип панели Тип фоновой подсветки Макс разрешение Макс частота обновления, Гц Глубина цвета Цветовой охват Время отклика (GTG), мс Яркость, кд/м2 Видео входы

electronica.by

Acer XR341CK 885 93870 2015 Editor Recom 34 16:9 AH-IPS W-LED, edge array 3440 x1440 75 10-бит (8-бит + FRC) sRGB 4 300 2 x Display Port, 1 x Display Port out, 2 x HDMI 2.0

Asus MG279Q 653 44000 2015 Editor Recom 27 16:9 IPS W-LED, edge array 2560 x1440 144 8-бит sRGB 4 350 2 x Display Port, 2 x HDMI/MHL

BenQ XL2730Z 590 38000 2015 Editor Recom 27 16:9 TN W-LED 2560 x1440 144 8-бит sRGB 1 350 1 Display Port, 1 DVI, 2 HDMI, 1 VGA

Acer XB270HU 700 60660 2015 Editor Recom 27 16:9 IPS W-LED, edge array 2560 x1440 144 8-бит

Acer XB280HK 750 60000 2015 Editor Recom 28 16:9 TN W-LED, edge array 3840 x2160 60 8-бит

sRGB 4 350 1 x Display Port

sRGB 1 300 1 x Display Port

AOC G2460PG 250 н/д 2015 Editor Recom 24 16:9 TN W-LED 1920 x1080 144 8-бит (6-бит с FRC) sRGB 1 350 1 Display Port

№10-2016

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

компонентный входы, как правило встречаются на мониторах со встроенным ТВ-Тюнером, они могут служить для подключения DVD/BluRay-плееров, видеомагнитофонов, видеокамер и т.д. Мощность, потребляемая монитором при работе Современные мониторы при работе могут потреблять от 25 до 70 вт, в среднем – в районе 40. Особенности мониторов PDP-мониторы (Plasma Display Panels) также известны как плазменные. Лампы дневного освещения можно считать прообразом плазменных экранных матриц. PDPмонитор – это по сути, стеклянная панель, заполненная газом. Электроды выводятся с внутренней стороны стенок и образуют симметричные матрицы. Снаружи конструкция покрыта люминофором. В результате наличия электрического поля между ними возникают разряды, которые провоцируют свечение молекул газа. Пока PDP-мониторы немного дороже, чем LCD. Также они встречаются относительно редко. Но со временем составят серьезную конкуренцию LCD-технологии. Преимущества: - высокая яркость и контрастность картинки; - очень компактные. Недостатки: - низкая разрешающая способность; - высокая стоимость; - употребляют много электроэнергии. Мониторы с выгнутой поверхностью экрана постепенно перестают быть экзотикой и начинают завоевывать себе «место под солнцем» – теперь это уже не единичные экземпляры, а целые линейки продуктов, которые уже находят своего покупателя. Используемая в изогнутом мониторе матрица с широкими углами обзора по 178 градусов (по горизонтали и по вертикали) гарантирует достойное изображение под любым углом. Кроме того, за качество изображения отвечают высокий уровень статической контрастности (3000:1) и динамическая контрастность MEGA DCR, которая обеспечивает лучшее отображение быстро меняющихся сцен в фильмах и играх. Благодаря этим трем элементам налицо непревзойденное качество изображения. Технология Flicker Free обеспечивает немерцающий экран, тем самым защищает глаза от постоянного напряжения, вызванного мерцанием экранов на обычных мониторах. Благодаря Flicker Free вы можете работать и наслаждаться чтением, играть в игры и смотреть фильмы, редактировать фотографии дольше без усталости для глаз.

Дисплей Acer XB280HK смывает границы между игровыми и UHD-мониторами. Он обладает диагональю 28-дюймовов при разрешении 3840 x 2160 пикселей. Частота обновления составляет 60 Гц, но улучшенную плавность смены картинки обеспечивает технология G-Sync. Геймерам с очень быстрыми видеокартами следует присмотреться к этой модели в обязательном порядке. Также в продаже появились несколько ультрашироких изогнутых дисплеев: BenQ XR3501 и Acer XR341CK. Оба монитора предлагают превосходные ощущения в играх, а решение Acer поддерживает FreeSync. Но не стоит сразу списывать BenQ со счетов. Его высококонтрастная панель AMVA передает просто превосходное изображение. Монитор AOC G2460PG оснащается прекрасной функцией снижения размытости движения (ULMB), которая съедает половину яркости. Функция имеет отдельные настройки яркости и контрастности, так что вы можете оптимизировать яркость, когда ULMB включена или выключена. G-Sync работает без нареканий, если вы используете GeForce 650Ti или более производительную карту.

Анализ состояния рынка мониторов. Ведущие компании Диагональ 24-дюймов была представлена дисплеями Dell и NEC. Теперь к ним добавился монитор ViewSonic VX2475Smhl-4K. Это, безусловно, монитор бизнес-класса по довольно привлекательной цене. 8

№10-2016

Процесс калибровки G2460PG преподнес нам сюрприз. Большинство игровых мониторов отличаются приемлемой точностью, но этот монитор от AOC по части точности electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо оттенков серого и цветовой гаммы может сравниться с профессиональным и моделями. Естественно, геймерам не нужна идеальная точность цвета, но все равно приятно об этом знать. Также можно отметить таких фирм-производителей мониторов как DELL, LG, PHILIPS, SAMSUNG, SHARP. Для лучшего понимания и сравнения характеристик новейших мониторов представлена таблица 1 (С. 5). Перспективы развития рынка На сегодняшний день ведется активная разработка технологий, способных облегчить «общение» пользователя с персональным компьютером. Думаю, ни для кого не станет секретом, что одним из самых важных направлений этой разработки является создание новых типов мониторов и усовершенствование старых технологий. На данный момент существует несколько технологий изготовления матриц мониторов, и все они активно развиваются, избавляются от недостатков. При всем при этом нет жесткого противостояния между изделиями, изготовленными по разным технологиям. Если вам нужен большой экран, то выбираем плазменную матрицу, если меньше, соответственно жидкокристаллическую. Необходимо решать дизайнерские задачи? Выбираете жидкокристаллический дисплей, изготовленный по технологии IPS. Нужна картинка с более высокой четкостью и малым временем отклика? Выбираем технологию МVА/ РVА. Не хочется платить большие деньги? Тогда выбираем TN+Film. Хочется чего-то эксклюзивного? Вот на подходе и OLED-мониторы, правда, будьте готовы отдать огромные деньги. Поскольку каждая технология, по сути, нашла свою нишу, соответственно есть на нее спрос, и она будет развиваться дальше, избавляясь от недостатков. Но как только какая-либо из них окажется по технологическим и потребительским характеристикам аналогична или превзойдет другую, соответственно, она вытеснит конкурента. Новейшая технология OLED очень перспективна, она может вытеснить плазменные дисплеи и потеснить жидкокристаллические, но не раньше, чем решится вопрос с увеличением времени жизни органического светодиода и удешевления технологии. Жидкокристаллические мониторы сейчас самые дешевые и они тоже избавляются от своих недостатков, но они по определению не могут превзойти плазменные мониторы по качеству красок, углов обзора, толщине экрана, времени отклика и величине диагонали. Соответственно, плазменные мониторы не могут заменить остальные в классе средних и малых мониторов, и, соответственно, в степени детализации изображения. Мониторы так называемого стандарта 4К ворвались в нашу жизнь не так давно. О них заговорили около трех лет назад, первым доступным моделям в начале 2015 года исполнится около двух лет, а время, когда они станут доступными массовому покупателю, еще впереди. Все предпосылки для снижения стоимости есть, но пока же компании-производители оттачивают свои умения на дорогих и в основной массе – продвинутых моделях, наполняя свои «кассы» благодаря интересу со стороны ярых техногиков и просто поклонников всего самого соelectronica.by

МОНИТОРИНГ временного и нового. Именно благодаря им в ближайшие 2-3 года поставить перед собой дисплей с разрешением 3840х2160 пикселей (и даже больше) с качественной IPS/PLS/AHVA/1GZ0/*VА матрицей смогут позволить люди, неготовые выкладывать за новый монитор более 30 тыс. рос. рублей. А доступные уже сейчас TN+Film решения станут в 2-3 раза дешевле. Мелкие детали, да еще на небольшом мониторе, будут выглядеть некачественно. Поэтому работы над улучшением характеристик матриц, изготовленных по разным технологиям, ведутся непрерывно, но о решающем превосходстве какой-либо технологии говорить не приходится. Превосходя в одних характеристиках, каждая из них, уступают соперникам в других. Поэтому вывод один: названные технологии будут развиваться, а, следовательно, все они перспективны. На самом деле все очевидно – выход в свет мониторов стандартов 4К, 5К ознаменовал собой следующую ступень эволюции развития настольных дисплеев. О революции, к сожалению, говорить пока не приходится. Ей будет являться переход к 8К, да и то только при сравнении с известными всем Full HD (1080р) моделями. Заключение Новые дисплеи с высоким разрешением (HiDPI в понимании ОС) принесли лишь большую четкость картинки вкупе со значительно увеличенной нагрузкой на компоненты ПК. Ни вам новых технологий, улучшенных углов обзора, цветового охвата, стабильности картинки, уменьшенного времени отклика. В зависимости от используемой технологии производства матрицы никуда не пропали такие эффекты, как Glow, Вlаск, Crush, Co1or-Shift. На половине моделей можно встретить хорошо различимый кристаллический эффект, слегка размывающий приятные впечатления от четкости изображения на экране. Но в целом нужный результат с точки зрения производителей и маркетологов достигнут – визуальное восприятие сильно отличается и явно в лучшую сторону. Литература: 1. Интернет магазин «М. Видео». Мониторы. Статья. [Электронный ресурс] Код доступа: http://www.mvideo. ru/noutbuki-planshety-komputery/monitory-101 2. Редакция THG. Лучший монитор: текущий анализ рынка. Статья. [Электронный ресурс] Код доступа: http://www. thg.ru/display/luchshiy_monitor/ Дата обращения 01.11.2015 3. Автор неизвестен. Характеристика мониторов. Статья. [Электронный ресурс] Код доступа: http:// sdelaycomputersam.ru/haracteristiki_monitora.php. Дата обращения 01.11.2015 4. Наталья Басина. В падении. Российский рынок мониторов сократился на четверть. Статья [Электронный ресурс] Код доступа: http://www.crn.ru/numbers/specnumbers/detail.php?ID=101911 Дата обращения 06.07.2015 5. Интернет магазин SAMSUNG. Мониторы. Статья. [Электронный ресурс] Код доступа: http://www.samsung. com/ru/consumer/it/monitor/curved-monitor/LS27D590CS/CI Дата обращения 01.11.2015. №10-2016

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

РОССИЙСКАЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКА ДЛЯ КОСМОСА: КТО И ЧТО ПРОИЗВОДИТ В связи с известными событиями в новостях появились сообщения о том, что США запретили поставки микроэлектроники для российских спутников и военной техники. Такое развитие событий может негативно повлиять на состояние российской аэрокосмической и оборонной промышленности, ведь ежегодный импорт электроники для космической промышленности составляет два миллиарда долларов, и это чипы, критически важные для работоспособности спутников. Некоторые чиновники уже начали предаваться панике и разговаривать о покупке электроники в Китае, который якобы наладил у себя производство всего необходимого. ВАЛЕРИЙ ШУНКОВ Я же хочу немного рассказать о том, какие микросхемы разрабатываются и производятся для космической отрасли в России. Сразу скажу, что этот обзор никоим образом не претендует на полноту и будет касаться именно микросхем (причем кремниевых), тогда как потребности космоса ими не ограничиваются – нужны еще пассивные компоненты, СВЧ-приборы, силовые дискретные элементы и многое-многое другое, что тоже частично импортируется, а частично разрабатывается и производится в России. Описать это все – задача совершенно непосильная, да и не очень нужная, потому что цель этого обзора – не описать все, что есть, а показать, что не все так плохо, как кажется паникерам. Специфика отрасли такова, что почти вся действительно важная информация закрыта, но кое-что интересное накопать все равно удалось. Небольшое отступление-напоминание: микросхемы для работы в космосе должны быть устойчивыми к воз-

№10-2016

действию радиации. О том, почему это так и как именно радиация влияет на электронные приборы, можно почитать в литеретуре. Главная проблема использования импортных комплектующих в аэрокосмической и военной промышленности – то, что эти комплектующие обычно не предназначены для работы в таких условиях (то есть являются обычным ширпотребом, изначально предназначенным для утюгов и холодильников). Эта ситуация сложилась в девяностые годы, когда ничего другого просто не было, а то, что было, стоило больше, чем разработчики космической аппаратуры могли себе позволить. Именно поэтому сроки активного функционирования российских спутников до сих пор очень серьезно отстают от американских или европейских. Например, прекрасный американский бортовой компьютер RAD750 (стоящий на марсоходе Curiosity) в Россию не продавали никогда, а своих его аналогов в

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо России не было до последнего времени. Так что проблема с импортом возникла не вчера, и решать ее начали довольно давно. В 2007-м году была принята Федеральная целевая программа «Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники» на 2008-2011 годы. Дальше финальный год программы стал 2015-м, и уже скоро мы с вами должны увидеть ее результаты, которыми в том числе является замещение импортных комплектующих в космической и оборонной промышленности российскими разработками. Существуют списки микросхем, подлежащих замещению, но они, к сожалению, засекречены. В открытых источниках можно найти информацию (линк на скачивание pdf) о том, что количество позиций в этих списках – сотни или даже тысячи (и это только микросхемы, не говоря о пассивных элементах типа высокоточных резисторов, которых еще больше). Ситуация осложняется тем, что разработчики аппаратуры в подавляющем большинстве случаев хотят, чтобы им сделали «точно такое же, но российское» (то есть речь идет копировании зарубежных разработок вплоть до пин-совместимости), тогда как список наверняка можно сократить в несколько раз за счет разработки набора систем на кристалле, единых для всех разработчиков и настраиваемых под нужды конкретных пользователей. Сюда же идут унификация интерфейсов передачи данных (которой сейчас нет) и другие достаточно очевидные меры. Работа в этом направлении, насколько я знаю, ведется, но вы же понимаете, что разрабатывать бортовую аппаратуру с нуля может оказаться еще дороже, чем разрабатывать большее количество микросхем, чем необходимый минимум. Предприятия Собственно, обзор разработчиков и производителей микросхем для космической промышленности (и частично военной, так как они достаточно сильно взаимосвязаны) стоит начать с производств, потому что их в России существенно меньше, чем разработчиков, и именно в этой области отставание от заграницы катастрофическое. Я не буду подробно останавливаться на предприятиях с проектными нормами более полумикрона, потому что они безнадежно устарели, и какие-то новые разработки на них ведутся разве что от безысходности. Тем не менее, на них делается очень много всего, в первую очередь – микросхемы малой степени интеграции, силовая электроника, СВЧ и т.д. А вот заводов с более-менее современными проектными нормами всего четыре.

Зеленоградский завод «Микрон» заявляет на своем сайте наличие технологий: 1) 180 нм объемная технология с EEPROM – уже хорошо известная разработчикам технология, на которой работают практически все, кто имеет такую возможность. По ней же сделаны, например, чипы для билетов московского метро. Наличие EEPROM полезно для таких применений, как встраиваемые микроконтроллеры, нужные не только для космоса, но и для «гражданских» применений. Дизайн-киты доступны разработчикам. electronica.by

МОНИТОРИНГ 2) 250 нм кремний на изоляторе (КНИ) – по этой технологии уже ведутся отдельные разработки, но о готовых продуктах я еще не слышал. Технология, повидимому, представляет собой частичный порт 180 нм на пластины кремния на изоляторе. Дизайн-киты доступны разработчикам. 3) 180 нм КНИ – заявлена 2012-м годом, на практике о ней уже достаточно давно ничего нового не слышно. То есть она в разработке, но когда именно будет готова для проектирования – не очень понятно. Во всяком случае, я нигде не нашел такой информации. 4) 90 нм объемная. Совсем недавно «Микрон» лицензировал у Cadence софт для физической верификации для этой технологии. Никаких упоминаний о конкретных разработках по ней пока найти не удалось, только общие слова о том, что они ведутся. 5) Совсем недавно в новостях появились упоминания технологии 65 нм, но там все пока что на уровне тестовых кристаллов. Серийное производство обещают уже в этом году. Важная вещь, которую стоит отметить – это цитата с микроновского сайта: «Поставщиками оборудования и материалов, партнерами по созданию инфраструктуры выступили более 50 компаний из 12 стран мира». Это то, что частенько упускают, говоря о преодолении запрета импорта на отечественном производстве – огромное количество запчастей и расходных материалов тоже импортируется, и запрет на их импорт может быть эффективнее запрета импорта готовых микросхем. Надеюсь, что этого не случится в ближайшее время, и что найдутся деньги и ресурсы на то, чтобы организовать производство расходников в России.

«Ангстрем» (и «Ангстрем-Т»), Зеленоград 1) 1,2 мкм кремний на сапфире (КНС) – технологии тысячи лет, но она до сих пор востребована (видимо, консервативными военными заказчиками для микросхем с высокой радиационной стойкостью, для которых надежность и проверенность решений важнее их своевременности). 2) 0,6 мкм, объемный кремний, кремний на сапфире, кремний на изоляторе, возможность изготовления EEPROM, BiCMOS, IGBT. Видимо, хороший процесс для силовой электроники. 3) «Создаваемые» технологии с проектными нормами 350-250 нм. 4) «Создаваемые» технологии с проектными нормами 130, 110 и 90 нм. История «создания» технологий на «Ангстреме» долгая, трудная и пока не разрешившаяся. Процесс и оборудование 130 нм были куплены у AMD, 90 нм – у IBM. Каждый год уже лет пять говорят, что вот-вот все будет, но пока что никак. По поводу радиационной стойкости на сайте «Ангстрема», кстати, написан материал на тему того, что их кремний на сапфире – единственный подходящий техпроцесс в России и что практика показала невозможность изготовления радиационностойких схем на технологиях меньше 250 нм. Посмотрим, что будет, когда они запустят 130 и 90 нм. Наличие практики производства может положительно сказаться на пони№10-2016

МОНИТОРИНГ мании того, что в штатах чипы для космоса уже проектируют на 45 нм, а в России – на 65.

НИИ системных исследований РАН, Москва Фабрика НИИСИ РАН находится на территории Курчатовского института в Москве и обладает технологиями с проектными нормами 500, 350 и 250 нанометров на пластинах объемного кремния и КНИ. Изначально не предназначена для крупносерийного производства и позиционируется как «исследовательская фабрика Академии наук». Большинство производимых здесь микросхем разработаны самим НИИСИ, однако фабрика работает и с внешними заказчиками, например, с воронежским НИИЭТ, который производит здесь свои радиационностойкие микроконтроллеры. Других подробностей нет, а последние открытые публикации о фабрике датируются чуть ли не временем ее открытия. «Интеграл», Минск Минский «Интеграл» считается нашими военными и прочими инстанциями отечественным предприятием со всеми вытекающими обстоятельствами. Занятно, не правда ли? Основные технологии «Интеграла» – старые, с проектными нормами 0,8 мкм и больше, однако в последние несколько лет белорусы самостоятельно спроектировали и запустили технологии 0,5 и 0,35 мкм на объемном кремнии и КНИ. У них всего три металла (что мало для микропроцессора), однако «Интеграл» разрабатывает на них микросхемы SRAM с емкостью 1 Мбит и высокой радиационной стойкостью, а также аналоговые микросхемы. В докладах с научных конференций фигурируют также технологии 0,18 мкм и 0,5-0,25 мкм BiCMOS, флэшпамять (единственная на территории СНГ?) и FRAM. Подавляющее большинство (если не все) разработок на своих технологиях «Интеграл» ведет самостоятельно. На этом все. Выглядит немного печально, не находите? Да, радиационностойкой электронике для космоса не всегда требуются такие же проектные нормы, как обычной, и отставание в несколько поколений не очень страшно (марсоход Curiousity на 250 нм прекрасно работает), но все же новые радиационностойкие процессоры BAE systems разрабатываются по технологии 45 нм, а у нас пока что до промышленного освоения 90 нм дело не дошло. С другой стороны, еще пять лет назад практически ничего этого не было, а сегодня у российских заводов есть вполне реальные возможности обеспечить космонавтику микроэлектроникой собственного производства. Разработчики Теперь о разработчиках. Их намного больше, чем производителей, но до недавнего времени было нормальной практикой изготавливать разработанные в России микросхемы где-нибудь за рубежом, например, на Тайване (TSMC), в Германии (XFAB) или в Израиле (Tower). Во времена, когда ничего лучше 0,8 мкм в России не было, на это закрывали глаза даже военные, считая, что «разработано в России» = «российское». Сейчас времена несколько изменились, и российские разработчики все больше изготавливают свои продукты на «Микроне» (то есть там не только чипы для метро делают). 12

№10-2016

ЭЛЕКТРОНИКА инфо Необходимо также отметить тот факт, что подавляющее большинство российских разработчиков микроэлектроники так или иначе завязаны на бюджетные деньги и крупные заказы, особенно космические или военные, а сугубо коммерческих заказов немного. С другой стороны, существенную долю прибыли нескольких предприятий (например, «ВЗПП-Микрона» и «Ангстрема») составляет экспорт. Впрочем, я отвлекаюсь от основной темы обзора, так что ограничусь замечанием, что представленные ниже продукты – это далеко не все, что производится, а для многих компаний космическая тематика не является основной. Необходимо также отметить тот факт, что подавляющее большинство российских разработчиков микроэлектроники так или иначе завязаны на бюджетные деньги и крупные заказы, особенно космические или военные, а сугубо коммерческих заказов немного. С другой стороны, существенную долю прибыли нескольких предприятий (например, «ВЗПП-Микрона» и «Ангстрема») составляет экспорт. Впрочем, я отвлекаюсь от основной темы обзора, так что ограничусь замечанием, что представленные ниже продукты – это далеко не все, что производится, а для многих компаний космическая тематика не является основной.

«Миландр», Зеленоград ЗАО ПКК «Миландр», базирующийся в Зеленограде – компания с двадцатилетней историей и, что более важно для нас, с самым подробным среди всех российских микроэлектронных компаний сайтом. На нем удалось найти вот что: 1645РУ2Т – статическое ОЗУ (SRAM) емкостью 64 Кбит. В серийном производстве с 2008 года. 1645РУ5У – статическое ОЗУ (SRAM) емкостью 4 Мбит. ОКР заканчилось в 2014 году. Судя по годам выпуска, первая микросхема выпускается на какой-то совсем старой технологии, вторая – 180 нм (наверняка на «Микроне»). По сайте можно найти фотографии радиационностойкого 8-битного микроконтроллера 1886ВЕ10 (аналог PIC17), информации о котором почему-то нет. Технология – микроновские 180 нм, по радстойкости полный фарш из кольцевых транзисторов и многотранзисторных запоминающих элементов. Точных данных в открытом доступе нет, но микросхема с такими методами защиты должна выдерживать ядерный взрыв, не то, что долговременный полет в космос. 1645РТ2У – однократно программируемое ПЗУ (antifuse) емкостью 256 кбит. ОКР сдан в 2013 г. Проектные нормы, судя по вскрытому кристаллу, 680 нм. 5576РТ1У – однократно программируемое ПЗУ (antifuse) емкостью 1 Мбит. ОКР сдан в 2013 г. Проектные нормы, скорее всего, 180 нм (технология «Микрона»). Для других микросхем «Миландра» радиационная стойкость не заявлена, однако в новостях на сайте можно найти такую строчку: «Обновлены параметры стойкости к спецфакторам для микросхемы 1310ПН1У (значительно улучшены)». 1310 – это индуктивный преобразователь питания, для которого радиационная стойкость не заявлена. Если все микросхемы, поставляемые с пятой приемкой, имеют хотя бы какуюelectronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо то стойкость к радиации, то у «Миландра» есть еще довольно широкий набор микросхем интерфейсов, управления питанием и АЦП/ЦАП. Перспективная разработка «Миландра» – их первый радиационностойкий и сбоеустойчивый микропроцессор. Он пока что не имеет собственного обозначения и презентуется на различных конференциях под именем «Обработка-13». На сайте – презентация об устройстве процессора и его проектировании в части обеспечения радиационной стойкости. Там есть интересные и спорные решения, но выглядит впечатляюще (за исключением совместной работы ядер, пожалуй). Процессор – двухъядерный ARM CortexM4F с режимами раздельной работы ядер и аппаратным дублированием. Тактовая частота – 100 МГц, SRAM 32 кбайт, ПЗУ 128 кбайт, широкий набор интерфейсов и аналоговой периферии. Производиться «Обработка-13» будет на немецкой фабрике XFAB.

НПЦ «Элвис», Зеленоград «Элвис» в настоящее время активно продвигает собственную продукцию в космическую отрасль, активно сотрудничая с заводом «Микрон» в части технологии и с НИИ «Субмикрон» в части производства космической аппаратуры. Также «Элвис» участвует в международной рабочей группе по разработке стандарта передачи данных SpaceWire, на который в ближайшей перспективе переходит Европейское космическое агентство и, возможно, «Роскосмос». Пробная ласточка «Элвиса» в части аэрокосмических применений – микросхема памяти 1657РУ1У (SRAM 4Мбит), изготовленная по зарубежной технологии 250 нм. Не хотелось бы язвить, но на подробной страничке с информацией о микросхеме (побольше таких бы) в параметрах радиационной стойкости можно найти вот что: «Суммарная накопленная доза 330 крад, КТЗ 500 крад», а в параметрах, записанных в факторах согласно ГОСТ (внизу таблицы), цифра другая. Какая именно – не скажу, потому что этот ГОСТ – секретный, в отличие от аналогичных стандартов наших американских заклятых друзей. Кроме того, ходят слухи, что испытания первых микросхем проводились по каким-то специально обученным методикам, так что в том, что все работает действительно хорошо, есть некоторые сомнения. 1892ВМ8Я – двухъядерный процессор с ядром общего назначения (совместимо с MIPS-32) и ядром цифровой обработки сигналов. Тактовая частота 80 МГц, 480 MFLOPs при вычислениях с плавающей точкой, широкий набор интерфейсов – итого достаточно серьезная машина получается. Технология, как и предыдущей схемы памяти, 250 нм КМОП (зарубежная). Сейчас «Элвис» разрабатывает несколько аналогичных процессоров на микроновских технологиях 180 нм и 250 нм КНИ, но результаты еще не пошли в серию. Разрабатываемый комплект микросхем «Мультиборт» был представлен на выставке «Новая электроника». В комплекте обозначено более двадцати микросхем с годом начала выпуска вплоть до 2014-го: микропроцессоры, АЦП, контроллеры внешних устройств и коммутаторы, позволяющие полностью организовать сеть передачи данных на борту космического аппарата. После отработки решений на зарубежных фабриках «Элelectronica.by

МОНИТОРИНГ вис» делает все перспективные микросхемы полностью в России на «Микроне» (проектные нормы 180 и 90 нм).

НИИСИ РАН, Москва НИИ системных исследований Российской академии наук (НИИСИ РАН) имеет самый большой опыт среди российских разработчиков процессоров для космоса (с 2001 года) и выпускает серию микропроцессоров с системой команд «КОМДИВ» (имеющей определенное сходство с MIPS32). 5890ВЕ1Т (КОМДИВ32-С) – 32-битный микропроцессор с встроенным интерфейсным контроллером, 33 МГц, технология 500 нм КНИ. Судя по открытым источникам, давно и успешно летает в системах управления космических аппаратов. 5890ВМ1Т – 32-битный микропроцессор с повышенной стойкостью к одиночным сбоям. 33 МГц, 500 нм КНИ. 5890ВГ1Т – двухканальный интерфейсный контроллер интерфейса MIL-STD-1553. 1900ВМ2Т (Резерв-32) – 32-битный микропроцессор с аппаратным троированием на уровне составных частей ядра и защитой от одиночных сбоев. Тактовая частота 66 МГц, технология 350 нм. Статическое ОЗУ (SRAM) 1 Мбит, время обращения 30 нс. Технология КНИ 350 нм. Четыре процессора, указанных выше, производятся серийно, а на 2014 и 2015 год заявлено начала выпуска еще четырех процессоров. 1907ВМ014 – 32 бита, частота 100 МГц, технология 250 нм. На кристалле системный контроллер, SpaceWire, Ethernet и интерфейс MIL-STD-1553. 1907ВМ038 – 32 бита, частота 125 МГц, технология 250 нм. На кристалле интерфейсы SpaceWire и Serial RapidIO. 1907ВМ044 – 32 бита, 66 МГц, 250 нм, встроенный системный контроллер, троирование ядер и повышенная стойкость к одиночным сбоям, SpaceWire. 1907ВМ028 – 64 бита, 150 МГц, 250 нм, встроенный системный контроллер, два уровня кэш-памяти (у остальных – один), Serial RapidIO, Ethernet. У всех процессоров НИИСИ, выполненных на технологии КНИ, стойкость к полной поглощенной дозе, достаточная для космических применений, отсутствует тиристорный эффект, а также применены (у всех, кроме 5890ВЕ1Т) специальные меры для повышения стойкости к одиночным сбоям (коды Хэмминга в кэш-памяти, специальные ячейки SRAM, аппаратное троирование на уровне составных блоков ядра процессора). Вот еще любопытная статья от авторов из НИИСИ в американском научном журнале Transactions on Nuclear Science – про некий радстойкий 32-битный процессор K32R на КНИ технологии. Кроме того, у НИИСИ есть еще вот такой ОКР: «Разработка 128-разрядного высокопроизводительного микропроцессора на структурах КНС/КНИ 0,25 мкм, совместимого с архитектурой КОМДИВ, для систем цифровой обработки сигналов», шифр «Схема-10». То есть это уже не 32 или 64 бита, а целых 128. Работа начата в 2012-м году. НТЦ «Модуль», Москва «Модуль» производит DSP процессоры с собственной оригинальной архитектурой и вычислительные модули на основе своих и чужих процессоров, в том числе для космических применений. №10-2016

МОНИТОРИНГ Главная собственная микросхема «Модуля» DSP Neuromatrix (Л1879ВМ1). Тактовая частота 40 МГц, технология 0,5 мкм (Samsung). Микросборка 2605ВГ1Т – логика и приемопередатчик интерфейса MIL-STD-1553 со встроенной памятью. 1895ВА1Т – логическая часть контроллера канала интерфейса MIL-STD-1553 1879ВА1Т – интерфейсный контроллер для связи вычислительного процессора с интерфейсом MIL-STD-1553

НИИМА «Прогресс», Москва НИИМА «Прогресс» является одним из головных разработчиков приемников и передатчиков ГЛОНАСС. 5512БП2Ф – система на кристалле с микропроцессорным ядром и базовым матричным кристаллом, программируемым под нужды пользователя. Технология 180 нм («Микрон»), рабочая частота процессора 150 МГц, арифметического сопроцессора 50 МГц. Процессорное ядро – «Кварк» компании КМ211 «СБИС с МП ядром СнК Алмаз-9» – тот же самый набор периферии с другим ядром и на технологии КНИ 240 нм («Микрон») для повышения радиационной стойкости. Завершение ОКР в 2014 году. Дизайн-центр «Союз», Зеленоград ДЦ «Союз» разрабатывает аналого-цифровые базовые матричные кристаллы на базе «микроновской» технологии КНИ 0,24 мкм. Завершение ОКР было намечено на 2014 и 2015 год. 5400БК1Т, 5400БК2У – общего назначения. 110к цифровых вентилей, 50к «аналоговых» транзисторов, 56 ОУ, 56 компараторов, 6 АЦП, 6 ЦАП, источник напряжения и другие блоки 5400ТР014 – прецизионный. 110к цифровых вентилей, 10к «аналоговых» транзисторов, 3- ОУ, 2 АЦП, 2 ЦАП, 2 УВХ, источник напряжения и т.д. P.S. Базовый матричный кристалл — это микросхема из базовых ячеек без нескольких верхних слоев металлизации, при помощи которых ячейки можно соединить нужным заказчику образом. Этакий допотопный аналог ПЛИС. До сих пор востребованы, что характерно.

ЭЛЕКТРОНИКА инфо проводниковых приборов (ВЗПП). Его отдельные части продолжают работать и сейчас, но разделить, кто чем занимается, довольно сложно, потому что информации очень мало, а данные в даташитах частично пересекаются. Дабы не распыляться, перечислю три предприятия – КТЦ «Электроника» и две инкарнации Воронежского завода полупроводниковых приборов – ВЗПП-С (с – это сборка) и ВЗПП-Микрон. Основную продукцию всех трех предприятий составляют ПЛИС и микросхемы малой степени интеграции. Со вторыми все более-менее ясно: это производимые, наверное, еще с советских времен (на соответствующих проектных нормах) дискретные элементы силовой электроники и логические микросхемы серий 1504, 1505 и т.д. Удивительно, но факт: основная статья доходов ВЗПП-Микрон, судя по микроновскому сайту – это экспорт, а сайт самого ВЗПП-Микрон вообще англоязычный. С ПЛИС все интереснее, потому что они очевидно предназначены для импортозамещения продукции компании Altera, с которой они программно совместимы. Разрабатывает их, судя по всему, КТЦ «Электроника». Емкость двух обозначенных на сайтах ПЛИС составляет 50к и 200к вентилей, производятся они на немецкой фабрике XFAB. Еще несколько ПЛИС, стойких к воздействию радиации сейчас разрабатывается на базе технологий «Микрона».

«Мультиклет», Екатеринбург Уральская компания «Мультиклет», развивающая собственную оригинальную процессорную архитектуру, анонсировала выход радиационностойкого четырехъядерного микропроцессора. Других подробностей пока нет, производство, насколько я понимаю, планируется за границей.

НИИЭТ, Воронеж Еще одно воронежское предприятие, работающее для космической промышленности – ОАО «НИИ Электронной техники» (НИИЭТ). НИИЭТ разрабатывает широкий набор микроконтроллеров (8-бит MCS-51, AVR, 16-бит MCS-96, C166), DSP (аналоги Texas Instruments), АЦП/ЦАП и других. Производство, судя по заявленным возможностям предприятия – на XFAB. В каталоге предприятия три радиационностойких микросхемы: 1830ВЕ32У/1830ВЕ32АУ – 8 бит, 12/16 МГц, 256 байт ОЗУ (аппаратно троированного!), ПЗУ нет, функциональный аналог Intel 80C51FA. 1874ВЕ05Т – 16 бит, 20 МГц, 488 байт SRAM, функциональный аналог Intel 196. Все радиационностойкие микросхемы, в отличие от обычных аналогов, производятся в России, на фабрике НИИСИ РАН по технологии 0,5 мкм КНИ. В таблице перспективных радиационностойких разработкок на ближайшие два года почти десяток позиций, самые интересные из которых – семейство ЦАП, два DSP и микропроцессор с архитектурой SPARC (аналог широко применяемых как в Европе, так и в России процессоров LEON3, поставки которых в Россию совсем недавно прекратились). Удивительно кстати то, что этот процессор делает НИИЭТ, а не например Московский центр SPARC-технологий (МЦСТ). Видимо опыт проектирования радстойких изделий оказался важнее опыта проектирования SPARC.

КТЦ «Электроника», ВЗПП-С, ВЗПП-Микрон, Воронеж Воронежские предприятия – осколки огромного некогда НПО «Электроника» и Воронежского завода полу-

И последнее предприятие в списке – минский завод «Интеграл». В линейке продукции специального назначения «Интеграла» – статическая и динамическая память

НПК «Технологический центр» МИЭТ, Зеленоград НПК «Технологический центр» МИЭТ работает с «Микроном» и имеет собственную фабрику с проектными нормами 1,5 мкм, на которой они успешно делают радиационностойкие микросхемы малой степени интеграции и базовые матричные кристаллы, а также полузаказные СБИС на основе этих БМК – контроллеры интерфейсов, внешних устройств, приемопередатчики и т.д.

№10-2016

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо (самая большая – 1 Мбит, как SRAM, так и ПЗУ), небольшие микроконтроллеры, интерфейсные микросхемы, БМП и ПЛИС, а также силовые и дискретные приборы. Подавляющее большинство – на старых технологиях. Вот пара примеров: 1655РР1Т – 256 кбит флэш-память, время выборки 150 нс, время записи 10 мс. 1659РУ1Т – SRAM 256 кбит, время выборки 50 нс. КНИ технология. 1666РЕ014 – FRAM 1 Мбит. 1881ВГ4Т – 8-битный микроконтроллер (AVR) с встроенной флэш-памятью, SRAM и аналоговой периферией. Тактовая частота 4 МГц. 1880ВЕ1У – 8-битный микроконтроллер (MSC-51) со встроенным 10-битными АЦП. Тактовая частота 24 МГц. 1451БК2У – аналоговый базовый матричный кристалл. 5577CX3T – однократно программируемая ПЛИС на 2000 эквивалентных вентилей.

МОНИТОРИНГ

КОМПАНИЯ LANNER ВЫПУСТИЛА НА РЫНОК ПРОМЫШЛЕННЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ СЕРИЙ LEC-3030T И LEC-3031 Промышленные средства связи сегодня требуют оптимизированных решений и простоты обслуживания для повышения эксплуатационной надежности. Поэтому компания Lanner недавно выпустила на рынок компьютеры промышленного назначения серий LEC-3030T и LEC-3031, работающие в широком температурном диапазоне, с защитой от всплесков напряжения. Эти новые компьютеры с пассивным охлаждением способны работать при температурах от –40 до +70 °C и оснащены защитой COM-портов от электростатических разрядов и всплесков напряжения, что позволяет выдерживать самые тяжелые условия эксплуатации. Новые компьютеры построены на базе процессоров Intel Atom Bay Trail: E3815 (1,46 ГГц, 1 ядро) и E3825 (1,33 ГГц, 2 ядра) с памятью DDR3L 1067 МГц SO-DIMM объемом 4 или 8 гигабайт, гнездом mSATA, выходом VGA и набором портов COM и LAN для подключения разнообразного промышленного оборудования.

Выводы Все не так плохо, как кажется (и как могло бы быть). Работ по созданию отечественной электроники для военных и космических применений идет много, и обойтись без американских чипов в обозримой перспективе вполне можно. Отстаем все равно сильно, хотя и не так катастрофически, как в «обычной» микроэлектронике. Сейчас, правда, вопрос ставится не о том, чтобы догнать и перегнать, а о том, чтобы не остаться у разбитого корыта. Вопрос, правда, все еще не праздный, потому что если кто-нибудь по ту сторону границы догадается закрыть поставки не готовых чипов, а расходных материалов для завода «Микрон» – вот тогда-то все и накроется медным тазом. Ситуация осложняется тем, что потребители электроники не хотят переходить на отечественные разработки (и их можно понять, потому что, к сожалению, по качеству и особенно по техподдержке и документации российские разработки рядом не лежали с импортными), а когда переходят – хотят получать копии, что сильно раздувает количество микросхем, которые надо разработать. Для того, чтобы российские разработчики микросхем смогли обеспечить разработчиков бортовых систем всем необходимым, нужно еще очень много работать. На этом, пожалуй, все. geektimes.ru electronica.by

Рисунок 1 – Промышленный компьютер LEC-3030T В отличие от стандартной схемы реализации COMпортов через разъемы DB-9 модели LEC-3030T и LEC-3031 оснащены интерфейсными блоками Phoenix Contact, обеспечивающими высокую плотность COMпортов, набор которых разнится в зависимости от заказанной конфигурации. Например, серия LEC-3031-A (A4/A6/A8) поставляется с 4, 6 или 8 неизолированными портами RS-232/422/485 соответственно, в то время как модели серии I (I4/I10) оснащены изолированными портами: модель I4 имеет на борту 4 изолированных порта RS-485, а модель I10 – уже 8 изолированных портов RS-485 и 2 изолированных порта RS-232/485. Рисунок 2 – Основные характеристики: Промышлен– крепление на DIN-рейку или на стену; ные компью– широкий диапазон рабочих температур теры LEC-3031 (от –40 до +70 °C); – LEC-3030T: Intel Atom E3815, LEC-3031: двухъядерный процессор Intel Atom E3825; – гибкие конфигурации портов ввода/вывода (серия 3030T: 2 COMпорта, 4 DI/DO, серия 3031A: 4/6/8 COM-портов, серия 3031I: 4/10 изолированных COM-портов); – защита COM-портов от электростатических разрядов и всплесков напряжения при тяжелых условиях эксплуатации (серии 3030T, 3031I); – пассивное охлаждение посредством алюминиевого радиатора; – 1 порт USB 2.0, 1 порт USB 3.0, 1 порт mSATA и 1 порт SATA. elko.ru №10-2016

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ОТ МИКРО ДО МАКРО: НОВОСТИ ИЗ МИРА ЭЛЕКТРОНИКИ Японские ученые разработали устройство, способное быстро менять свои как магнитные, так и электронные свойства под воздействием электрических импульсов. Габариты нового магнитно-электронного ключа и его характеристики позволят удвоить емкость различных твердотельных устройств хранения информации, таких, как твердотельные жесткие диски (SSD) и USB-накопители. Гибкий аккумулятор Компания Panasonic продемонстрировала эластичный литий-ионный аккумулятор, способный сохранять работоспособность даже после многократного сгибания или скручивания. Разработка выдерживает многократные деформации до радиуса 25 мм и скручивание до 25 градусов. При демонстрации аккумулятор толщиной 0,55 мм был несколько тысяч раз согнут, а затем тысячу раз скручен. После этого он показал снижение емкости всего на один процент. Новинка предназначена прежде всего для использования в медицинских имплантатах, но найдет себе применения и во многих других сферах.

кубитов – квантовых аналогов классических битов. По сравнению с предыдущим поколением компьютеров, в новом устройстве кубитов в два раза больше, а вот производительность выросла в тысячу раз. Как и остальные компьютеры D-Wave, новое устройство предназначено для решения специальных задач оптимизации. Экран iPhone 7 признали лучшим из всех существующих Экран iPhone 7 назван лучшим среди всех существующих дисплеев и превосходит не только смартфоны, но также планшеты и телевизоры с разрешением 4К. Об этом свидетельствует отчет специалистов DisplayMate. Несмотря на то что iPhone 7 имеет дисплей с диагональю 4,7 дюйма и разрешением 1334х750 точек, показатели цветопередачи и контрастности у него лучше, чем у всех остальных устройств. Отмечается, что экран iPhone 7 имеет максимальную контрастность для LCD-дисплеев, высокую точность цветопередачи, а также самое низкое значение отражающей способности среди всех смартфонов. Кроме того, характеристики контрастности и яркости также выше заявленных.

Новый квантовый компьютер D-Wave Systems на конференции в Сан-Франциско показал квантовый компьютер, содержащий две тысячи

Нейроинтерфейс уже существует! Ученые из института Bio-X Стэнфордского университета разработали интерфейс «мозг-компьютер», позволяющий печатать с рекордной на сегодняшний день скоростью 12 слов в минуту. Нейроинтерфейс, разработанный авторами, основан на мультиэлектродном сенсоре, который имплантируется в головной мозг и напрямую считывает сигналы с двигательной коры. Эти сигналы отвечают за движения руки, 16

№10-2016

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо управляющей компьютерной мышкой. Интерфейс же переводит их в программные инструкции, управляющие курсором и позволяющие выбирать буквы с клавиатуры на экране.

Авторы внесли изменения в алгоритм, отвечающий за перевод сигналов мозга в программные инструкции. Новую версию интерфейса тестировали на двух макаках-резусах с имплантированными сенсорами, натренированных выбирать курсором буквы, которые они видят на экране компьютера. Обезьянам показывали на экране отрывки текстов из New York Times и «Гамлета» Шекспира, и они должны были перепечатать их, выбирая курсором буквы на экранной клавиатуре. При этом одной обезьяне удалось достичь скорости в 7,8 слова в минуту, а другой – 12 слов в минуту. Специальный чип займется поиском «закладок» в электронике Исследователи из Политехнического института НьюЙоркского университета разработали специальный чип, задачей которого станет обнаружение «закладок» в электронике. Чип защитит от микроустройств злоумышленников электронные компоненты, выпускаемые за рубежом по договору аутсорсинга. «Закладкой» в электронике называется устройство, внедряемое в саму конструкцию чипов и микросхем. Впоследствии оно позволяет человеку, установившему устройство, получить несанкционированный доступ к информации или намеренно нарушить работу той или иной системы. Обнаружить «закладку» очень сложно, поскольку она обычно встраивается так, чтобы выглядеть как «родной» элемент электроники.

electronica.by

ОБЗОР РЫНКА Исследователи создали микроскопический чип, состоящий из двух основных частей. Одна часть этого чипа, используя сам проверяемый электронный компонент, вычисляет контрольную сумму. Вторая часть чипа принимает контрольную сумму, проверяет ее целостность и соответствие проверяемому электронному компоненту. Для не имеющего «закладки» компонента будет вычислена заранее известная контрольная сумма. В противном случае чип либо вообще не выдаст никаких данных, либо контрольные суммы не совпадут. Масштабируемый процессор Исследователи из Принстонского университета разработали масштабируемый процессорный чип, количество ядер которого можно изменять на этапе производства. Как сообщает TechXplore, созданная специалистами архитектура позволяет выпускать процессорные чипы для дата-центров, содержащие от нескольких десятков до нескольких сотен вычислительных ядер. Проект процессора является открытым и доступен для всех желающих. Технические подробности о новом чипе, получившем название Piton, пока не обнародованы. По данным разработчиков, их процессор может производить вычисления с относительно небольшим энергопотреблением. Длина и ширина прототипа чипа Piton составляют шесть миллиметров. Он содержит 460 миллионов транзисторов, размер каждого из них составляет 32 нанометра. Процессор состоит из 25 вычислительных ядер. Кроме того, в процессор встроена технология, которую разработчики назвали «шейпером памяти». Благодаря этой технологии процессор способен самостоятельно определять, какой именно объем оперативной памяти необходим той или иной программе и какая для ее работы нужна ширина пропускания данных. Такой подход позволяет избегать переполнения и замусоривания оперативной памяти. По сравнению со стандартными алгоритмами выделения памяти новая технология позволяет повысить производительность на 18 %. Множество процессорных чипов Piton могут быть соединены друг с другом, что позволит создать систему с миллионами вычислительных ядер. Материал для сверхбыстрой памяти нашли в старых DVD Физики из США и Германии выяснили, что один из халькогенидных материалов – теллурид серебра, индия и сурьмы – способен изменять свое электрическое сопротивление быстрее, чем за одну триллионную долю секунды. По словам ученых, такое быстрое «переключение» свойств позволит создать на основе халькогенидов новые энергонезависимые модули памяти со скоростью записи, в тысячу раз превышающей современные устройства. Ранее подобные материалы применялись в перезаписываемых DVD-дисках, хотя их замечательные свойства были при этом не востребованы. №10-2016

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо будущие соглашения по контролю за вооружением могут потребовать проверку, необходимую для подтверждения правильного учета боеголовок. Однако правила безопасности требуют, чтобы такие методы не позволяли получить информацию о конструкции оружия массового поражения. Чтобы решить эту проблему, исследователи разместили тестовый объект (боеголовку) между источником нейтронов и эмульсионным детектором заряженных частиц. «Отпечаток» объекта запечатлился в пузырьках эмульсии, распределение которых анализировали специальные детекторы. Получившуюся таким образом картинку можно использовать как эталон, с которым надо будет сверять проверяемую боеголовку.

«Тополь» станет ракетой-носителем Московский институт теплотехники предложил использовать межконтинентальные баллистические ракеты мобильных стратегических комплексов РТ-2ПМ «Тополь» для вывода в космос различной полезной нагрузки. Адаптированная под космические запуски установка мобильного комплекса уже была представлена российскому военному ведомству. Подобная переделка является наиболее дешевым способом утилизации устаревшей техники и вооружений в отличие от их разборки на составные элементы. Кроме того, это позволит более рационально использовать имеющийся в ракетах вычислитель – его возможности намного превышают необходимые для вывода ракеты в космос. Конверсионные «Тополя» смогут выводить на низкую околоземную орбиту небольшие спутники массой от одного до ста килограммов, в том числе коммерческие и новомодные «кубсаты» – их можно разместить до нескольких десятков, поскольку забрасываемый вес для РТ-2ПМ составляет одну тонну. Сюда включена масса последней ступени, ее топлива и боевой части, место которой займет выводимый аппарат.

Боевая экипировка с экзоскелетом принята на вооружение России Новая боевая экипировка «Ратник-3» со встроенным экзоскелетом и системой целеуказания на шлеме создана для российской армии и принимается на вооружение. Это экипировка принципиально нового уровня по всем составляющим системам – защиты, поражения, жизнеобеспечения, управления и энергообеспечения – с применением экзоскелетных конструкций, системой вывода информации и целеуказания на забрало или защитные очки, системами поддержания микроклимата и мониторинга состояния военнослужащего. Встроенный в шлем вычислитель позволит не только осуществлять связь и взаимодействие на поле боя, но и управлять сложной боевой техникой – например, зенитно-ракетным комплексом, используя сопровождение цели «на глаз».

Найден способ «взлома» начинки ядерных боеголовок Физики нашли способ проверить подлинность ядерных боеголовок «вслепую», то есть не раскрывая их конструкцию и содержимое. По словам исследователей, 18

№10-2016

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо Новые солнечные ячейки из перовскита Главный недостаток всех солнечных панелей – невысокий КПД, который колеблется в пределах 10-15 %. Для новых солнечных ячеек учеными был разработан исходный раствор из формамидинового иодида олова и метиламмониевого иодида свинца. В результате получились узкозонные ячейки из перовскита, изготовленные с использованием сочетания олова и свинца, характеризующиеся 15-процентным КПД преобразования энергии. Дополнительным преимуществом новых ячеек является то, что в них содержится на 60 % меньше свинца. Максимальное КПД преобразования энергии у таких ячеек в ряде экспериментов достигало 22 %, и исследователи надеются добиться такого показателя для промышленных образцов.

Зарядка спутников с поверхности Земли Ученые из новосибирского Института ядерной физики СО РАН придумали способ подзаряжать спутники прямо с поверхности нашей планеты. Осуществить такую передачу энергии удалось при помощи системы лазерных установок на свободных электронах. При этом спутник может получать до 100 киловатт мощности, что в десять раз превышает количество получаемой им энергии от солнечных батарей. Лазерный луч генерируется за счет пучка электронов, и с его помощью электричество передается с поверхности Земли прямо на спутник. Появление подобной системы может значительно расширить возможности спутников, позволяя размещать на них более «прожорливые» приборы. Кроме того, можно уменьшить вес выводимых на орбиту аппаратов за счет отсутствия в них солнечных батарей.

ОБЗОР РЫНКА Воздушными шарами управляет искусственный интеллект Компания Google поставила перед собой мега-задачу – покрыть интернетом всю поверхность Земли. Однако не так просто передать сигнал в отдаленные уголки планеты. В Google эту проблему предложили решить, используя стратосферные аэростаты. К ним подвесили точки доступа высокой мощности. Такой «интернетшар» может висеть в стратосфере несколько недель, а иногда и месяцев, обеспечивая интернетом обширную территорию. Такова задача проекта Google Project Loon. Управление аэростатами Project Loon для передачи связи в отдаленные регионы осуществляется с помощью бортового вычислителя с интегрированной программой искусственного интеллекта. Изначально аэростаты меняли высоту с помощью статичных алгоритмов, которые к тому же выполняли стабилизацию приспособления в одной точке. Хоть технология и была реализована, возможности «интернет-шаров» серьезно ограничивались. При плохих погодных условиях фиксированные алгоритмы не справлялись с управлением. Нужен был дополнительный анализ факторов. Поэтому и применили для решения задачи искусственный интеллект (ИИ). Технология машинного обучения позволяет осуществлять управление поведением аэростатов. Благодаря этому воздушные шары могут задерживаться в определенном месте гораздо больше времени. К примеру, в стратосфере над Перу один из аэростатов с точкой доступа находится уже более трех месяцев: искусственный интеллект адаптирует устройство под скорость ветра.

Воздушные шары не только адаптируются к внешним условиям, но и прогнозируют, что произойдет при выборе каждого из маршрутов. За две недели искусственный интеллект обработал и совершил почти 20 тысяч изменений в работе устройства, после чего был успешно посажен на землю. Google планирует внедрять ИИ во все аэростаты Project Loon для расширения охвата и сокращения расходов. Подготовил Павел Бокач по материалам texnomaniya.ru и hi-news.ru electronica.by

№10-2016

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

КОМПАКТНЫЕ БЕЗВЕНТИЛЯТОРНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ Компания Vecow Co Ltd. (г. Тайбей) уже более 10 лет занимается разработкой и производством компактных безвентиляторных компьютеров для АСУ ТП, транспортных систем, систем видеонаблюдения и многих других сфер применения. За это время накопился бесценный опыт и представление о потребностях рынка, которые Vecow успешно реализуют в виде новых моделей и серий встраиваемых компьютеров. Компания 5С Групп (г. Москва), официальный представитель Vecow в России, предлагает ознакомиться с новинками 2016 года. Одноплатные компьютеры 3,5" серии EMBC-1000 Одноплатные компьютеры формата 3,5" EMBC-1000 построены на базе самой современной платформы Intel Skylake, доступны в вариантах с процессорами Intel Celeron 3955 / 3,4 ГГц – EMBC-1000-955U, Intel Core i5-6300U / 3,4 ГГц – EMBC-1000-300U и Intel Core i7-6600U / 3,4 ГГц – EMBC-1000-600U.

личные модули связи (4G, GPS/Glonass, Wi-Fi, BT) можно установить в 4 слота Mini-PCI-E. Одной из главных особенностей является наличие модификаций с 8 и 16 портами GLAN с питанием POE, что открывает поистине широчайшие возможности для подключения дополнительных устройств, таких как IP камеры, коммутаторы и т.д.

Компьютеры IVH-9000 рассчитаны на работу при температуре от -25 до +70 градусов. Диапазон питающих напряжений от 6 В до 78 В постоянного тока. Имеется функция включения от замка зажигания Ignition Control. EMBC-1000 работают с самой современной памятью DDR4 формата SO-DIMM, объем которой может достигать 16 Гб. Для подключения накопителей имеются 2 интерфейса SATA3, с поддержкой RAID. Также в качестве накопителя можно использовать mSATA модули. Для подключения периферии предлагается богатый набор различных интерфейсов – 5x RS232/422/485, 8x USB (2.0 и 3.0), 2x GLAN. За вывод изображения отвечают интерфейсы DVI-I, DP, а также двухканальный LVDS 24-бит. Возможно расширение функциональных возможностей за счет установки двух дополнительных модулей формата MiniPCI-E. EBC-1000 питаются напряжением 12 В ... 36 В постоянного тока.

Безвентиляторные системы RCS-9000 со слотами расширения Компьютеры серии RCS-9000 построены на базе чипсета Intel Q170 и могут оснащаться процессорами Intel Core i7/ i5/ i3 / Celeron / Pentium 6-го поколения (Skylake-S) с сокетом 1151 и TDP до 35 Вт. Максимально возможный объем оперативной памяти DDR4 составляет 32Гб.

Компьютеры для транспорта серии IVH-9000 Компьютеры IVH-9000 построены на базе новейшего чипсета Intel CM236, могут оснащаться тремя высокопроизводительными процессорами – Intel Core i5-6440EQ 3,4 ГГц, Intel Core i7-6820EQ 3,5 ГГц и Intel Xeon E3-1505M v5 2,8 ГГц. Максимально возможный объем оперативной памяти DDR4 составляет 32 Гб. На передней панели корпуса расположены 4 отсека для накопителей 2,5" с горячей заменой. Поддерживается создание дисковых массивов RAID уровней 0,1,5,10. Также в качестве накопителя можно использовать карты памяти CFast и модули mSATA. Для подключения периферии присутствуют 4xRS232/422/485, 4xUSB3.0, 16xDIO с изоляцией. Раз20

№10-2016

Производитель предлагает модификации как с двумя слотами расширения – RCS-92XX, так и с четырьмя - RCS94XX, с различными комбинациями слотов PCI, PCI-Ex4, PCI-Ex8, PCI-Ex16. Для двухслотовых версий возможна установка двух накопителей формата 2,5", для четырехслотовых предусмотрена установка четырех накопителей 2,5". Поддерживается организация массивов RAID уровней 0/1/5/10. Также в качестве накопителей можно использовать CFast, mSATA и SATA DOM модули. electronica.by

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо Для подключения периферии присутствуют 4xRS232/422/485, 7xUSB3.0, 2xUSB2.0, 16xDI + 16xDO с изоляцией. Для установки модулей связи предусмотрены 3 слота Mini-PCI-E, а также 3 отсека для SIM карт. Для вывода изображения используются DVI-I, DVI-D, Display Port. Компьютеры серии RCS-9000 рассчитаны на работу при температуре от -25 до +70 градусов. Диапазон питающих напряжений от 6 В до 36 В постоянного тока. Имеется функция включения от замка зажигания Ignition Control.

портов поддерживают POE. Также имеются модификации со скрытой установкой 2-х накопителей формата 2,5" или же с установкой накопителей в специальные корзины с горячей заменой, расположенные на передней панели. В качестве накопителей можно использовать еще и mSATA, CFast или M.2 модули.

Ультракомпактные компьютеры серий SPC-3000/3500 Компания Vecow запустила производство сразу двух серий ультракомпактных безвентиляторных компьютеров – SPC-3000 и SPC-3500. Главной особенностью данных серий, помимо малых размеров, является широкий температурный диапазон применения. Для компьютеров серии SPC-3000 температурный диапазон составляет от -40 до +70 градусов, а для серии SPC-3500 от -40 до +85 градусов.

Для подключения периферии присутствуют 4xRS232/422/485, 7xUSB, 8xDI + 8xDO с изоляцией. Различные модули связи можно установить в 3 слота Mini-PCI-E. Видеоинтерфейсы представлены DVI-I, DVI-D и Display Port. Диапазон рабочих температур составляет от -40 до +75 градусов при использовании процессоров с TDP до 35 Вт, и от -40 до +55 градусов при использовании процессоров с TDP до 65 Вт. Компьютеры серии ECS-9000 имеют функцию включения от зажигания Ignition Control, что предполагает возможность применения на транспорте. Предусмотрено подключение выносной кнопки запуска компьютера, для этого имеется специальная клеммная колодка. 5sgroup.ru

В системах серий SPC-3000/3500 применяются процессоры последнего поколения Skylake – Intel Celeron 3955U 2 ГГц, Intel Core i5-6300U 3ГГц или Intel Core i7-6600U 3,4 ГГц. Максимально возможный объем оперативной памяти DDR4 может достигать 16 Гб. В качестве накопителей можно использовать SSD/HDD формата 2,5", SATA DOM или mSATA. Все модели имеют порты видеовывода DVI-D и Display Port. В зависимости от модели, число портов RS232/422/485 может быть от 2 до 9, а сетевых портов GLAN от 2 до 4. Для подключения периферии используются 4 USB3.0. Слоты Mini-PCIe(2) и Sumit(2) позволяют устанавливать платы расширения и модули связи.

Срок изготовления от 2 дней до двух недель

Безвентиляторные компьютеры серии ECS-9000

electronica.by

12 дней

УНП 100230391

Компьютеры серии построены на базе чипсета Intel C236, могут оснащаться до 32 Гб ОЗУ DDR4 SODIMM. Интересной особенностью является использование «настольных» процессоров с сокетом 1151. Это позволяет значительно удешевить стоимость системы в целом, а также более гибко подходить к выбору процессора, в соответствии с требованиями заказчика к производительности. Стоит отметить, что TDP процессора не должен превышать 65 Вт. В линейке ECS-9000 присутствуют модели с 2, 4, а также 6 портами GLAN, причем в последнем варианте 4 из 6

№10-2016

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

КОНТРОЛЛЕРЫ-ВЫЧИСЛИТЕЛИ РАСХОДА ГАЗА FLOW-X Контроллеры-вычислители расхода газа FLOW-X1 предназначены для преобразования измерительных сигналов и вычисления количества тепловой энергии, объемного расхода, объема, массового расхода различных газов, приведенных к стандартным условиям, по результатам измерений расхода с помощью ультразвуковых расходомеров FLOWSIC и других преобразователей расхода, а также давления, разности давлений, температуры, плотности и т.д. Описание средства измерений Принцип метода измерений заключается в измерении сигналов и приеме данных, поступающих от первичных измерительных преобразователей (преобразователей расхода, температуры, давления), их обработке и преобразовании в значения физических величин и вычисления расхода и объема газа, регистрации данных. FLOW-X выполняет функции аналитического контроллера при совместном использовании с потоковым газовым хроматографом, осуществляя обработку и контроль полученных физико-химических свойств газа. Может быть использован для поверки преобразователей расхода на поверочных установках различного типа. Контроллеры-вычислители выпускаются в модульной концепции в следующих модификациях: FLOW-X/S, FLOW-X/P, FLOW-X/R. В основе любой модификации отдельные вычислительные модули FLOW-X/M (рисунок 1), каждый из которых используется для одной измерительной линии. Вычислительный модуль оснащен четырехстрочным LCD дисплеем для локального отображения и управления измеренными и рассчитанными данными. Вычислительные модули устанавливаются в различные монтажно-интерфейсные панели (корпуса) в зависимости от модификации вычислителя.

лен как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Полевые подключения осуществляется с помощью 37-пиновых и 9-пиновых D-sub коннекторов, расположенных на задней стенке корпуса.

Рисунок 2 – Многопоточный вычислитель FLOW-X/P

Однопоточная модификация FLOW-X/S реализована в панели монтируемой на DIN-рейку, с открытыми клеммами для полевых подключений. FLOW-X/S оснащен двойным Ethernet интерфейсом со встроенным webсервером, подключаемым через RJ45 коннекторы. Вычислитель может быть смонтирован тремя способами: вертикально на DIN-рейку, горизонтально на DIN-рейку или крепиться непосредственно к стене.

Рисунок 1 – Вычислительный модуль FLOW-X/M

Многопоточная модификация вычислителя FLOW-X/P реализована в корпусе, который может содержать до четырех вычислительных модулей FLOW-X/M (по одному на каждую измерительную линию), оснащен 7-дюймовым сенсорным дисплеем. Корпус оснащен тремя последовательными и двумя Ethernet интерфейсами. FLOW-X/P встраивается в шкаф управления и может быть установПриложение к свидетельству об утверждении типа средств измерений.

№10-2016

Рисунок 3 – Однопоточный вычислитель FLOW-X/S

Многопоточная модификация вычислителя FLOW-X/R реализована в корпусе, который монтируется в 19” стойку и может содержать до 8 вычислительных модулей FLOWX/M (по одному на каждую измерительную линию). Для каждого вычислительного модуля в корпусе вычислителя FLOW-X/R предусмотрен подвод питания, два 37-пиновых D-sub коннектора и два Ethernet интерфейса. electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо Принцип действия вычислителей основан на измерении и преобразовании сигналов измерительных преобразователей в информацию о параметрах измеряемых сред с последующим вычислением и представлением информации на дисплее вычислителя, персонального компьютера.

Рисунок 4 – Многопоточный вычислитель FLOW-X/R

Вычислительные функции: – вычисление теплофизических свойств природного газа в соответствии с ГОСТ 30319-96 (NX-19mod, AGA892DC и GERG-91 mod), ГОСТ 31369-2008; – вычисление скорости звука в соответствии с AGA10; – вычисление физико-химических показателей (плотности, фактора сжимаемости) сухих и влажных многокомпонентных газовых смесей переменного состава в соответствии с ГСССД МР 113-03; – приведение объемного расхода природного газа в рабочих условиях, измеренного турбинными, ультразвуковыми, вихревыми и другими объемными расходомерами в объемный расход и объем газа при стандартных условиях в соответствии с ГОСТ Р 8.740-2011, СТО Газпром 5.2; – проведение порогового контроля и обработки (усреднение и нормировка) результатов анализа компонентного состава природного газа, передаваемых от потоковых хроматографов для расчета физико-химических показателей. Входные сигналы поступают в вычислители через каналы ввода/вывода (аналоговые, импульсные, частотные, дискретные или цифровые каналы передачи данных (HART, Modbus и другие). По полученным сигналам вычислитель, с помощью заложенного в нем программного обеспечения, производит вычисления параметров, необходимых для учета и управления. Каждый вычислительный модуль оснащен i.MX процессором мощностью 400 МГц, математическим сопроцессором, с Программируемой Логической Интегральной Схемой (FPGA) и 1 Гб памяти для хранения информации. Дополнительно, встроенный Web-Server позволяет осуществлять контроль и диагностику вычислителя и подключенного оборудования при помощи персонального компьютера с установленным браузером. Вычислители имеют интерфейсы связи RS232/RS422/ RS485 и Ethernet для обмена данными с периферийным оборудованием и/или с системой более высокого уровня. Поддерживаются протоколы Modbus и TCP/IP. Вычислители позволяют осуществлять: – вычисление расхода, массы, энергии по нескольким измерительным линиям индивидуально и по группам измерительных линий в любой комбинации поддерживаемых сред, расходомеров и преобразователей расхода; electronica.by

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА – балансирование потоков по линиям и управление общей пропускной способностью узла учета; – управление пробоотборным устройством; – проведение поверочных операций с: однонаправленными, двунаправленными, компакт-пруверами, эталонными преобразователями расхода; – управление дозированием и загрузкой продукта; – архивирование измеренных и вычисленных параметров в архивы и протоколы, настраиваемые при конфигурировании; – ведение журналов событий и аварий; – сигнализацию при отказе преобразователей, при выходе параметров за установленные пределы и при срабатывании внутренних систем самодиагностики; – печать данных на подключенный принтер; – многоканальное ПИД-регулирование и реализацию иных алгоритмов, заданных оператором; – управление и обмен данными с подчиненными устройствами по цифровым каналам связи (например, газовый хроматограф, ультразвуковые расходомеры, массовые расходомеры и другие); – передачу информации в системы более высокого уровня по имеющимся интерфейсам связи; – вывод сигналов предупреждений и формирование отчетов системы контроля метрологических характеристик узла учета, оборудованного модификациями счетчика FLOWSIC600: 2plex, Quatro и другими, в которых реализовано дублирование измерений или дополнительная контрольная измерительная система; – подключение двух хроматографов, датчиков давлений и температуры и автоматическое переключение на дублирующее СИ, при поломке основного.

Рисунок 5а – Место опломбирования

Рисунок 5б – Место опломбирования №10-2016

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо Программное обеспечение

Уровень защиты ПО в соответствии с Р 50.2.077-2014 – высокий. Дополнительно с вычислителем поставляется конфигурационное программное обеспечение Flow Xpress предназначенное для настройки, диагностики, проверки технического состояния вычислителя. Flow Xpress находится под многоуровневой системой защиты, которая предоставляет доступ только уполномоченным пользователям и одновременно определяет, какие параметры пользователь может вводить или изменять. Все изменения конфигурируемых параметров или архивов автоматически протоколируются вычислителем.

Таблица 1 – Идентификационные данные программного обеспечения Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

Внутреннее программное обеспечение (Firmware)

Номер версии ПО

1.6.5.ХХХХ 1.7.4.ХХХХ

Цифровой идентификатор ПО(CRC32)

C9F932F8 (для версии 1.6.5) 8F315499 (для версии 1.7.4)

Метрологические и технические характеристики Таблица 2 – Входные/Выходные сигналы вычислительного модуля FLOW-X/M Тип Входных/Выходных КолОписание сигналов во Аналоговый вход 6 [1] Аналоговый вход для датчиков давления и температуры, 0…20 мА / 0…5 В; 4…20 мА / 1…5 В HART протокол 4 [1] Максимально 4 контура для опроса HART датчиков (multidrop подключение) или опрос 4 HART датчиков (Single подключение) Входной канал температуры, 2 -220…+220 4-х проводное PRT/RTD подключение с использованием термометра сопротивления 100 Ом Импульсный вход 1 [2] Высокочастотный импульсный вход 0…10 кГц или сдвоенный импульсный вход 0…5 кГц Импульсный выход 4 [2] Открытый коллектор, максимально 100 Гц Плотность 4 [2] Ввод периода от 100 до 5000 мс, разрешение не более 1 нс Статусный вход 16 [2] Цифровой статусный вход или вход с прувера Статусный выход 16 [2] Цифровые выходы для Реле и т.д. (0,5 А DC). 100 мА при 24 DC Детектор положения сферы/ 4 [2] Поддерживает многопоршня Sphere detector точечную конфигурацию детекторов, задержка при обновлении 0,5мс Аналоговый выход 4 Аналоговый выход для управления потоком, регулятором давления, 4…20мА Импульсный выход 1 [2] Импульсный выход для Prover outputs прувера. Импульс представляет скорректированный импульсный сигнал Последовательный порт 2 RS232/422/RS485. Последовательное соединение для подключения ультразвукового счетчика газа принтера и т.д. Ethernet 2 RJ45 Ethernet интерфейс, TCP/IP Примечания: [1] Максимальное количество аналоговых входов и входов с HART протоколом – 6 [2] Максимальное количество цифровых Входных/Выходных сигналов – 16

№10-2016

Таблица 3 – Пределы допускаемой погрешности Приведенной, при измерении аналоговых сигналов: напряжения, % силы тока, % Приведенной, при воспроизведении аналоговых сигналов силы тока, % Относительной, при измерении частоты, % Абсолютной, при измерении импульсных сигналов Абсолютной, при измерении температуры для входа PRT/RTD: в диапазоне 0…50°С, °С в диапазоне -220…220°С, °С Относительной, при измерении времени, % Относительной, при вычислении объема, расхода, массы, % Примечание: 1 Кроме импульсов старт-стоп

0,008 0,04 0,08 0,1 без потери импульсов1 0,05 0,5 0,01 0,01

Таблица 4 – Технические характеристики FLOW-X Наименование характеристики

Значение

Диапазон температур окружающей среды, °С

+5…+55

Температура хранения, °С

-20…+70

Максимальная относительная влажность окружающей среды, % Атмосферное давление, кПа Напряжение питания постоянного тока, В

95 От 84 до 106,7 24±10%

Средний срок службы не менее, лет Потребляемая мощность, не более, Вт

Вычислительного модуля FLOW-X/M

Монтажно-интерфейсной панели FLOW-X/P0 (без модулей) Вычислительного модуля FLOW-X/S

20 20

Масса, не более Вычислительного модуля FLOW-X/M, кг

0,8

Монтажно-интерфейсной панели FLOW-X/P (без модулей), кг Монтажно-интерфейсной панели FLOW-X/S(без модуля), кг Монтажно-интерфейсной панели FLOW-X/R (без модуля), кг Габаритные размеры, не более модификации FLOW-X/M (ШхВхД), мм

3,6

50,5х170х120

модификации FLOW-X/P (ШхВхД), мм

150x240x340

модификации FLOW-X/S (ШхВхД), мм

142x250x164

модификации FLOW-X/R (ШхВхД), мм

482x355x135

1,6 5,6

electronica.by

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо Знак утверждения типа

Сведения о методиках (методах) измерений

Он наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики в верхнем левом углу, на заднюю панель вычислителя в виде наклейки.

«Контроллер-вычислитель расхода газа FLOW-X. Руководство по эксплуатации» «FLOW-X. Техническая информация» Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к контроллерам-вычислителям расхода газа FLOW-X ГОСТ 8.022-91 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 1х10 в ст.минус 16 до 30 А ГОСТ 8.129-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты. ГОСТ 8.027-2001 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы Техническая документация фирмы SICK AG, Германия. Изготовитель: Фирма «SICK AG», Германия Испытательный центр: Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии» Утверждено С.С. Голубевым, заместителем Руководителя Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии vniir.org

Комплектность средства измерений Таблица 5 – Комплектность Наименование

Кол-во

Контроллер-вычислитель расхода FLOW-X

Руководство по эксплуатации

Методика поверки

Программное обеспечение «FLOW-Xpress»

Комплект заводской документации

Комплект монтажных частей

Примечание

В соответствии с заказом

Поверка Процесс поверки осуществляется по документу МП 0297-13-2015 «Инструкция. ГСИ. Контроллеры-вычислители расхода газа FLOW-X. Методика поверки». Перечень основных средств поверки: – секундомер электронный с таймерным выходом СТЦ-2м, диапазон измерения и отработки интервалов времени от 0,01 до 9999,99 сек, пределы погрешности измерения интервалов Т времени ±(15·10-6Т+0,01); – калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000а, диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 0 до 25 мА, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения силы тока I составляют ±(10-4 I +1) мкА; – компаратор постоянного напряжения Р3003 диапазон измерений от 0,1 до 10 В, к.т. 0,0005; – магазин сопротивлений Р4831, сопротивление до 111111,1 Ом, класс точности 0,02/2×10-6; – калибратор многофункциональный MC5-R, диапазон воспроизведения последовательности импульсов от 0 до 9999999, абсолютная погрешность воспроизведения последовательности импульсов – без потери импульсов, диапазон воспроизведения сигналов синусоидальной и прямоугольной формы от 0,0005 Гц до 10 кГц, пределы допускаемой основной относительная погрешности воспроизведения сигналов синусоидальной и прямоугольной формы ±0,01 %; – барометр-анероид БАММ-1, диапазон измерений от 80 до 106,7 кПа, цена деления шкалы 100 Па по ТУ25-11.15135; – термометр спиртовой, диапазон измерений от 0 °С до 50 °С, цена деления 0,1 °С по ГОСТ 28498; – психрометр ВИТ-1, диапазон измерений относительной влажности от 30 до 80 %, цена деления термометров 0,5 °С по ТУ25-11.1645.

УНП 190533632

electronica.by

№10-2016

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ОБЗОР ВОЗМОЖНОСТЕЙ БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ SMARC-МОДУЛЕЙ ДЛЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ Авторами представлен анализ перспектив применения систем на модуле в стандарте SMARC для построения бортовых вычислительных систем робототехнических комплексов (РТК). Применение систем на модуле SMARC обладает преимуществами перед монолитными системами на основе процессоров семейства ARM. Унификация аппаратных и программных платформ дает возможность ускорить разработку РТК, сократив при этом ее стоимость и сложность, одновременно с замещением импортных комплектующих отечественными аналогами. ВЛАДИМИР ДАШЕВСКИЙ, кандидат технических наук, ст. науч. сотрудник. лаб. автономных робототехнических систем Санкт-Петербургского института информатики и автоматизации (СПИИ РАН) Российской академии наук, МАКСИМ БИЗИН, мл. науч. сотрудник лаб. автономных робототехнических систем СПИИ РАН Основные компоненты современной вычислительной электроники стали настолько миниатюрны, что для производства вычислительного модуля на их основе требуется оборудование высокого класса точности. Использование такого оборудования ведет к значительному удорожанию стадии подготовки производства, поэтому для повышения экономической эффективности применения высокотехнологичной техники требуется производство большими тиражами. Однако реальные вычислительные системы состоят не только из микросхем высокой степени интеграции, но включают также простые и крупногабаритные детали, такие, как разъемы, силовые источники питания, преобразователи интерфейсов, схемы защиты от электростатики и т.п. Для таких деталей проектные нормы ниже, именно эти детали определяют габариты, компоновку и, главное, сферу применения конечного изделия. А сфера применения в итоге определяет объемы выпуска. Сочетание на одной печатной плате миниатюрных процессоров и крупных простых компонентов приводит к тому, что площадь многослойных печатных плат расходуется неэффективно. Кроме того, все простые изменения в компоновке печатной платы будут приводить к повторной дорогостоящей подготовке производства, что также неэффективно. Естественным выходом из такой ситуации является применение систем на модуле (SOM) и разделение устройства на несколько печатных плат: универсальную высокотехнологическую системную часть и плату-носитель. В таком подходе высокотехнологичные компоненты размещаются на системном модуле, который может выпускаться большим тиражом и иметь широкий спектр применений. Плата-носитель, наоборот, оптимизирована и скомпонована для конкретного применения. Концепция систем на модуле успешно применяется уже около 15 лет, в том числе и в России. Основную часть этого периода, около 13 лет, основой для системных модулей служили процессоры семейства х86, 26

№10-2016

для которых энергетическая эффективность всегда приносилась в жертву производительности. Проблемы отведения тепла от процессоров x86 существенно влияли на компоновку, вес и габариты вычислительной системы, что затрудняло применение концепции для применения в робототехнике. Бурное развитие рынка смартфонов и планшетных ПК обеспечило рост предложения процессоров архитектуры ARM, обладающих более низким энергопотреблением при достаточно высокой производительности. Высокие характеристики вычислителей с ARM-процессорами определяют возможность их применения в автономных РТК. Наиболее интересны приложения таких вычислителей для управления активационными компонентами РТК, видеообработки для обеспечения навигации и мониторинга окружающей обстановки. Имеются примеры использования ARMпроцессоров для управления движением гуманоидных РТК. Гуманоидные роботы являются одним из сложнейших видов автономных РТК вследствие особенностей кинематики движения, связанных с человекоподобной формой, а также группового поведения при выполнении командных задач. Данный тип роботов сейчас является не самым распространенным по причине высокого энергопотребления. Однако перспективы применения гуманоидных роботов и их отдельных частей крайне высоки в гражданской и оборонной технике. Для эффективного применения процессоров ARM при построении БВ РТК необходимо использовать концепцию систем на модуле. Актуальным вопросом является выбор стандарта на конструктивное исполнение модулей и его поддержка основными производителями. В последние годы стали появляться стандарты, в основе которых предполагается использование ARMпроцессоров: SMARC, Qseven. В настоящей работе проводится анализ характеристик системных модулей стандарта SMARC с точки зрения их применения в качестве основы бортовых вычислителей РТК. electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо Сравнительный анализ системных модулей для БВ РТК Исторически концепция системы на модуле возникла в связи с применением процессоров x86 в нестандартных ситуациях. Появление модулей ETX в начале 2000-х г. перевернуло концепцию системной интеграции для встраиваемых систем. Если ранее считалось, что базовым компонентом является материнская плата с процессором и памятью и в нее устанавливаются платы расширения посредством разъемных соединений, то при применении модулей ETX все стало наоборот. Все модули расширения интегрировались в одну платуноситель, в которую затем устанавливался системный модуль. В течение жизненного цикла такого изделия следует проводить модернизацию только стандартизованной системы на модуле, а не несущей платы. За последние 15 лет семейство процессоров x86 породило целую серию стандартов системных модулей: ETX, XTX, COM Express. Для систем на модуле выбор семейства x86 в качестве основы имеет ряд недостатков. 1. Процессоры x86 имеют низкую эффективность по энергопотреблению ввиду большого числа транзисторов, применяемых для поддержания совместимости со всеми предыдущими поколениями. Рост энергопотребления требует отведения тепла, и чаще всего используется воздушное принудительное охлаждение с помощью вентиляторов, которые снижают надежность и долговечность, поскольку приносят в систему механический износ, пыль и дополнительную вибрацию. 2. Фирма Intel не обеспечивает длительный жизненный цикл для своих процессоров. Ввиду этого ассортимент систем на модуле постоянно изменяется, заставляя разработчика конечной системы постоянно отвлекаться на тестирование и обновление своих серийных изделий. 3. Отечественные производители не выпускают аналогов процессоров семейства x86 и чипсетов для них. Причем отставание отечественных производителей по технологическим нормам таково, что создание аналога с приемлемым энергопотреблением практически невозможно. Модули стандарта SMARC (Smart Mobility ARChitecture) ориентированы в первую очередь на процессоры ARM и обладают рядом достоинств. 1. Процессоры с ARM ядром выпускаются множеством фирм по всему миру, включая отечественных производителей. При этом жизненный цикл у изделий этих фирм составляет 15 лет и более. 2. Процессоры предназначаются для рынка мобильных устройств, ввиду чего их развитие идет быстрыми темпами, позволяя выбрать процессор под любое конечное применение. 3. Процессоры включают в себя множество стандартных периферийных устройств, необходимых для построения РТК: интерфейсы LAN, USB, CAN, UART (RS-485), electronica.by

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА интерфейсы для подключения дисплеев и видеокамер и т.п. 4. Процессоры с ARM-ядром имеют низкое энергопотребление и могут обходиться пассивным радиаторным охлаждением. 5. Стоимость одного модуля может быть существенно ниже $100. К примеру, стоимость модулей SMARC-T3352-600 фирмы Embedian с одноядерным процессором ARM Cortex-A8 и тактовой частотой 600 МГц составляет $59 (при партиях в 1000 шт.). Стоимость модуля SMARC-FiMX6-Q-1G с четырехядерным процессором Freescale i.MX6 Cortex-A9 с тактовой частотой 1ГГц составляет $101. 6. Модули SMARC имеют наименьшие размеры, в компактном исполнении всего 82×50 мм. В сочетании с малым тепловыделением это позволяет делать плотную компоновку БВ.

Рисунок 1 – Одноядерный процессор ARM Cortex-A8

Рисунок 2 – Модуль с четырехъядерным процессором Freescale i.MX6

Особенности проектирования бортовых вычислителей на модулях SMARC Современные ARM-процессоры представляют собой системы на кристалле и включают большое количество периферийных устройств и интерфейсов для организации встраиваемых систем: UART, LAN, SPI/SSI, I2C, №10-2016

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА I2S, CSI, USB, SATA, видеопорты, GPIO. Это существенно упрощает создание программного обеспечения для конечных систем. Важным преимуществом стандарта SMARC является то, что большинство этих прикладных интерфейсов доступно на системном разъеме в отличие от модулей, ориентированных на процессоры x86, где на разъеме присутствуют, в основном, только универсальные скоростные шинные интерфейсы типа PCI, PCIe, USB, SATA. Рассмотрим более подробно особенности модулей SMARC и их возможности для построения БВ РТК. 1. Размеры. Имеется два типоразмера: 82×50 и 82×80 мм. 2. Соединение с платой-носителем 314-контактный MXM3-разъем. Шаг 0,5 мм. Разъем допускает прохождение сигналов с частотой до 2,5/5 ГГц. Модули могут размещаться на расстоянии от 1,5 до 5 мм над платой носителем, в зависимости от разъема. Разъем требуется только для платы-носителя, ответная часть на модуле выполняется в виде ряда краевых ламелей. 3. Питание модуля в диапазоне от 3,25 до 5 В. Типовое потребление энергии от 2 до 6 Вт. Выводы питания рассчитаны на 15 Вт. Низкое энергопотребление позволяет обходиться без вентилятора с пассивным радиаторным охлаждением или вовсе без него. 4. Модули рассчитаны на автономную работу: не требуют внешнего вентилятора, имеют низкое потребление в режиме ожидания, могут работать от одного элемента Li-ion аккумулятора, имеют сигналы управления режимами зарядки аккумулятора. 5. Интерфейсы сопряжения, выведенные на системный разъем: • Интерфейсы отображения. Включают 24-битный параллельный RGB LCD, один канал LVDS LCD, порт HDMI, а также сигналы поддержки яркости дисплея. Этот набор сигналов может быть востребован в БВ РТК как вспомогательный для проведения отладки на стенде, при серийном изготовлении БВ он не потребуется. • Интерфейсы для подключения видеокамер. Включают два последовательных интерфейса (CSI), один из которых может поддерживать камеры высокого разрешения. Поддерживается один параллельный интерфейс для 10-, 12- или 16-битного видеозахвата. Таким образом, один модуль может использовать две камеры для реализации возможности бинокулярного зрения в РТК. • Интерфейсы локальной сети. Модуль предоставляет один MDI-интерфейс для реализации Gigabit Ethernet и сигналы управления светодиодами. Также имеется возможность реализации вто-рого интерфейса на вспомогательной части системного разъема. Это может быть востребовано в РТК для создания независимых дублированных каналов связи по левому и правому борту. • Интерфейсы энергонезависимой памяти. Имеется два интерфейса: 4-битный SDIO-интерфейс может применяться для подключения внешних SD-карт; 28

№10-2016

ЭЛЕКТРОНИКА инфо 8-битный eMMC-интерфейс позволяет подключать внешние карты с пропускной способностью до 100 Мб/с. Интерфейсы представляют интерес для обеспечения загрузки системы из памяти, размещенной на платеносителе. Это удобно для отладки РТК, перепрограммирования его специализации. • Интерфейсы SPI. Модуль располагает двумя интерфейсами SPI, что позволяет подключать к нему широкий набор SPI-компонентов: расширители GPIO, микросхемы RTC, последовательные ЦАП и АЦП, MEMSдатчики, быструю энергонезависимую память FRAM. Благодаря высокой скорости шины SPI (до 50 Мбит/с) можно достичь высокой частоты обновления информации от множества простых сенсоров, что может быть успешно использовано при создании РТК. • Интерфейсы I2S. Модуль располагает тремя интерфейсами I2S, позволяющими организовать ввод нескольких потоков аудио и синхронно. БВ РТК может использовать несколько входных потоков для реализации сложных акустических сенсорных сетей, позволяющих ориентироваться в окружающем пространстве на слух. • Интерфейсы I2C. Модуль располагает четырьмя интерфейсами I2C. Шина I2C/SMBus удобна для управления большим количеством медленных устройств. Общая скорость шины от 100 до 400 Кбит/с, для скоростного обмена данными она не подходит. Однако многие устройства используют ее для конфигурирования своих функций. ОС linux поддерживает большое количество стандартных I2C-устройств, что упрощает создание РТК. В модуле SMARC интерфейсы I2C имеют специализацию, хотя в процессоре могут быть равноправны. Три из них закреплены за функциями управления питанием, дисплеем и камерой, и лишь один отведен на прочие применения. Это удобно для унификации программного обеспечения между разными системными модулями. • Интерфейсы UART. Модуль располагает четырьмя интерфейсами UART. Два интерфейса, помимо стандартных сигналов TXD, RXD поддерживают аппаратное управление потоком через RTS#, CTS#. UART позволяют создать скоростные шины передачи на основе интерфейсов RS-485, что особенно актуально для РТК, в которых сервоприводы также имеют интерфейс RS-485. Скорость передачи может быть доведена до 1–10 Мбит/с. Большое количество UART на модуле позволяет подключить независимо несколько подсистем, использующих разные протоколы управления. • Интерфейсы CAN. Модуль располагает двумя интерфейсами CAN. Назначение интерфейсов аналогично UART – управление сетью приводов РТК. • Интерфейсы USB, PCIe, SATA. Модуль поддерживает до трех интерфейсов USB, до трех интерфейсов PCIe x1 и один интерфейс SATA. Интерфейсы могут применяться в РТК для подключения сложной специаelectronica.by

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо лизированной периферии, требующей быстрого обмена и большого потока информации, например, ПЛИС. • GPIO. Модуль позволяет использовать до 12 цифровых линий ввода-вывода. Часть из этих линий имеет закрепленные за ними функции ШИМ и счетчиков импульсов, реализованных аппаратно в таймерах процессора. В РТК подобные сигналы могут использоваться для непосредственного управления силовыми ключами, проведения калибровок. 6. Режимы загрузки модуля весьма разнообразны и могут конфигурироваться пользователем. Модули могут загружаться как с внешних носителей, так и из энергонезависимой памяти, расположенной прямо на системном модуле. Последний вариант особенно удобен для РТК, поскольку паяные соединения более надежны, чем разъемные. Ввиду того, что робот подвергается ударным и вибрационным нагрузкам, предпочтительно выбрать более надежное соединение для основной памяти системного ПО. Таким образом, набор интерфейсов вполне соответствует потребностям бортовых вычислителей РТК. Интерфейсы CSI, I2S, SPDIF могут быть использованы для решения задач машинного зрения и распознавания речи, в то время как интерфейсы типа I2C, SPI, UART/RS-485 и CAN могут быть использованы для приведения в действия приводов и снятия показаний с MEMS-датчиков ускорения. Сигналы GPIO могут применяться для управления дискретными действиями. Сигналы ШИМ могут использоваться для управления питанием, зарядкой бортовых аккумуляторов.

Этапы разработки БВ РТК на модулях SMARC Разработка бортовых вычислителей на основе SMARC-модулей, как правило, состоит из следующих этапов: 1. Подготовка технического задания на бортовой вычислитель разрабатываемого РТК. Декомпозиция задачи на подзадачи, каждой из которых соответствует совокупность плат-носителей и соответствующих им SMARC-модулей. Например, подзадача управления движением может быть возложена на один SMARC-модуль с одноядерным процессором типа AM3352 и тактовой частотой от 500 до 1000 МГц. Подзадача машинного зрения и распознавания речи может быть возложена на второй модуль с четырехъядерным процессором Freescale i.MX6 с тактовой частотой 1 ГГц. 2. Создание прототипов плат носителей для решения подзадач. Сборка плат-носителей. 3. Интеграция всех подсистем, подчиненных одной управляющей системе, в рабочий стенд. electronica.by

4. Разработка и отладка предварительной версии программного обеспечения с минимумом обратных связей. 5. Уточнение требований к БВ и переход к финальной компоновке. 6. Разработка плат-носителей под конкретную конструкцию РТК. 7. Сборка опытных образцов в финальной компоновке. 8. Отладка программного обеспечения. По мере развития и накопления опыта проектирования БВ на базе SMARC-модулей зарубежного производства возникает перспектива разработки собственных SMARC-модулей на основе процессоров отечественного производства также с ARM-ядром и характеристиками внешних интерфейсов, близкими к стандарту SMARC.

Заключение Текущие результаты по разработке бортовых вычислителей подтверждают возможность реализации задач машинного зрения, обработки речи, управления исполнительными устройствами робототехнических комплексов на основе платы-носителя с необходимой компоновкой и систем на модуле типа SMARC. Таким образом, проведенный обзор позволяет сделать следующие выводы: • применение системных модулей SMARC существенно сокращает время разработки аппаратного и программного обеспечения БВ РТК; • важными достоинствами модулей SMARC являются низкое энергопотребление, низкая стоимость, малые габариты и вес. Дальнейшее развитие бортовых вычислителей на основе SMARC-модулей для робототехнических комплексов будет идти в направлении унификации аппаратных и программных платформ, что даст возможность ускорить разработку РТК, сократив при этом ее стоимость и сложность. journal.tusur.ru

УНП 190491237

№10-2016

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

СТРАТЕГИИ РЕАЛИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ (РЕФЕРАТ)

С развитием LED и технологии управления LED производители автомобилей начинают отходить от использования галогенных ламп и ламп накаливания. Плафоны, подсветки приборных панелей, лампы поворота, фары ближнего и дальнего света, противотуманные фары, задние фары и даже фары инфракрасного освещения для вспомогательных систем могут быть реализованы с помощью применения светодиодных конструкций. Они предлагают лучший контроль функции, более надежны, обладают пониженным энергопотреблением, эстетичны и в целом обеспечивают более яркое освещение. Тем не менее, различные светодиодные системы имеют свои требования контроля и нуждаются в разных реализациях схемах управления, чтобы получить ключевые преимущества в каждом случае использования. FIONN SHEERIN, Senior Product Marketing Engineer Analog & Interface Products Division Microchip Technology Inc. Перевод СЕРГЕЯ САДОВА Введение Новые конструкции транспортных средств содержат еще больше осветительных элементов, чем когда-либо прежде: плафоны, подсветки дисплеев, указатели поворота (рисунок 1), фары с разной интенсивностью излучения, противотуманные фары, освещение поворотов, задние фонари, фары для акцентирования освещения на определенных участках дороги и даже инфракрасное освещение для вспомогательных систем. Внутри кабины светодиодная подсветка заменила лампу накаливания, в первую очередь, из-за ее размера, стоимости, низкой эффективности и недолговечности. Последние технологические достижения в области светодиодов и схем управления светодиодами высокой яркости ускорили эту тенденцию, заменив внешнее освещения для повышения безопасности, надежности и эстетики. Замена ламп накаливания и подсветки дисплея на светодиоды, которые будут служить в течение многих десятилетий, является технически несложной процедурой. Гораздо сложнее добиться законодательного регулирования замены на-

ружного освещения. Это потребовало значительных достижений в технологии проектирования светодиодов и схем управления. Оригинальные интеллектуальные схемы управления в состоянии открыть совершенно новые сферы применения светодиодов, что позволит ускорить развитие автомобильных систем наружного освещения. Эта тенденция началась с светодиодных фар дневного освещения, установленных на 2004 Audi A8, которые трансформировались в полностью светодиодные фары на 2007 Audi R8. Теперь наружное светодиодное освещение доступно для широкого диапазона марок автомобилей по всему миру (в том числе Cadillac, Audi, BMW, Mercedes-Benz, Toyota, Jaguar и Volkswagen) (рисунок 2). Компания OSRAM недавно объявила, что к 2020 году каждая пятая выпущенная фара будет светодиодной, что является очень быстрым переходом для отрасли автомобильных стандартов. Существуют очевидные преимущества в эффективности и энергопотребления светодиодного освещения по сравнению с галогеновыми и газоразрядными лампами: цена светодиодов высокой яркости стремительно падает, а надежность диодов не

Рисунок 1 – Светодиодная фара поворота, установленная на боковое зеркало

Рисунок 2 – Передние светодиодные фары с независимыми строками для комбинированных режимов освещения

№10-2016

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо имеет себе равных. Тем не менее, основным фактором принятия светодиодов является их контролируемость, и это требует интеллектуальных систем управления освещением. И, наконец, возможно, самым важным элементом для многих покупателей автомобилей является эстетическая сторона хорошего освещения. Освещение является важным элементом конструкции транспортного средства; покупатели могут легко расстроиться из-за плохого освещения и так же легко обрадоваться хорошему свету. Водители требовательны к такой вещи, и во многих случаях готовы много платить за это. Премиум фары довольно распространены как на автомобильном рынке, так и на рынке модификаций автомобилей. Они влияют на стиль автомобиля, его восприятие, комфорт при вождении и безопасность. Компании-производители признают это, поэтому системы освещения находятся в центре внимания активизации усилий со стороны производителей автомобилей и комплектующих к ним. HELLA, Automotive Lighting (Magneti Marelli), Koito и Valeo выпустили пресс-релизы, относящиеся к развитию систем освещения в течение последних шести месяцев, акцентируя свое внимание на этой области. Благодаря безопасности и надежности хорошее освещение на основе светодиодных конструкций может добавить значительную ценность для транспортных средств, повысить объемы продаж и цены. Должностные лица и чиновники особенно заинтересованы в регулировании внешнего освещения автомобиля. В большинстве стран мира число, яркость и цвет внешних осветительных приборов стандартизированы. Слишком яркие фары могут ослепить человека, а тусклые или неудачно подобранные фары наружного освещения создают угрозу безопасности. Существуют законодательно установленные допустимые диапазоны яркости для фар дневного света, ближнего и дальнего света, поворотных сигналов и противотуманных фар на передней части транспортного средства; аналогичные требования есть и для заднего освещения автомобиля. В некоторых случаях также есть правила, говорящие о том, какие огни могут быть использованы в каких условиях; в том числе, нужны ли автоматические фары, чтобы компенсировать недостаток освещения углов дороги, а также скорость, при которой разрешено включать огни поворота. Это крайне сложно для разработчиков систем освещения, так как требуется добавлять множество традиционных галогеновых и газоразрядных ламп, встраивать механические двигатели или затворы. Тем не менее, светодиодные фары могут решить многие из этих требований, если появятся хорошо спроектированные регуляторы постоянного тока и интеллектуальные системы управления. Хорошие схемы управления светодиодами являются многоразовыми, и их электроника может быть легко воспроизведена в других устройствах. Микроконтроллеры устанавливаются непосредственно в фарах и могут использовать информацию, поступающую от датчиков температуры и освещенности, чтобы регулировать ток светодиода, поддерживать постоянный уровень освещенности, намеренно перефокусировать луч или регулировать яркость в зависимости от изменяющихся условий вождения. Отдельные диоды внутри electronica.by

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА фары можно включать, выключать или изменять их интенсивность, чтобы осветить углы автомобиля или избежать ослепления встречных автомобилей – и все это без каких-либо механических компонентов. Кроме того, тормозные сигналы, сигналы опасности и поворотные сигнальные могут загореться определенными комбинациями или последовательно, чтобы сделать их более заметными. И, наконец, должным образом реализованное светодиодное освещение может включаться или выключаться практически мгновенно (по сравнению с 250 миллисекундной задержкой, которая нужна обычной лампе для выхода на полную мощность). Стоит отметить, что еще предстоит выяснить, насколько эффективны эти устройства будут способствовать сокращению числа ДТП. Но в перспективе это выглядит очень многообещающим. Сложность заключается в том, что все эти функции требуют наличия как высококачественных светодиодных массивов, так и качественных интеллектуальных систем управления. dsPIC® контроллер цифрового сигнала от компании Microchip (DSC) хорошо подходят для этих задач. Именно качество реализации схемы, алгоритмы и компоненты будут отделять выигрышные продукты от остальных. Присущая светодиодам надежность также является важным преимуществом по сравнению с предыдущими поколениями систем освещения. Некоторые производители светодиодных устройств утверждают, что сроки службы их продукции превышает 20 лет, и можно предположить, что в будущем огни транспортного средства вообще не будут требовать замены. Установленные заводские огни совместно с системой подачи напряжения могут долго исправно работать, не требуя технического обслуживания. Размещение нескольких независимых строк светодиодов в стопсигналах или фарах заднего света может экономически эффективно создавать избыточность в пределах одной фары таким образом, что повреждение или отказ нескольких светодиодов может просто уменьшить световой поток вместо того, чтобы отключить его полностью (рисунок 3). Кроме того, более современная электроника может контролировать отказ фар или их неисправность, поэтому состояние систем освещения может отображаться на приборной панели автомобиля или, как сообщается, через диагностический считыватель кода. С помощью коммуникационных шин CAN, LIN, к которым подключены системы освещения, автомобиль может предупредить водителя, если фары работают некорректно. (Microchip производит разнообразные CAN и LIN приемопередающие устройства и микроконтроллеры, которые могут быть использованы в этом приложении.) Это не новая концепция, такая как «CANBUS – совместимое» освещение, которая использовалась в некоторых транспортных средствах в течение длительного времени. Старые системы были способны только обнаруживать существенные изменения в функциональности; замена ламп с низким энергопотреблением часто вызывала ошибки в системе контроля. Тем не менее, с появлением интеллектуальных схем управления LED стало возможным получать более подробную отчетность №10-2016

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА об ошибках разной степени важности. Теперь осветительные системы могут своевременно предоставить подробные данные телеметрии силы тока, изменения температуры или даже сдвига входного напряжения. Диагностические данные помогают получать информацию о возможных будущие сбоях до их возникновения, например, обнаруживать незначительные изменения, такие как замыкание единичного светодиода в длинной светодиодной ленте.

Рисунок 3 – Светодиоды, установленные на фарах заднего освещения с дополнительными источниками света для повышения надежности

Для того, чтобы диагностические системы работали корректно, схема управления освещением должна быть столь же надежна, как и светодиоды, которые она контролирует. Часто светодиодные системы освещения содержат больше компонентов, чем системы, использующие старые лампы. Чтобы светодиодная система служила долго, требуется качественная система управления с хорошим регулированием тока в любых условиях эксплуатации. Для получения превосходного качества освещения и надежной работы схема управления должна компенсировать изменения температуры, входного напряжения и сопротивления нагрузки; поддерживать постоянное значение тока на выходе в каждом конкретном случае. Каждый дополнительный компонент в системе вводит еще одну возможную точку отказа. Чтобы фары заднего освещения функционировали в течение 20 лет, как светодиоды, так и схема управления должны служить исправно в течение 20 лет. Для корректной и долговечной работы компонентов освещения в схемах уже не используются ограничивающие резисторы. Осветительные системы должны регулироваться качественными и долговечными DC-DC преобразователями от производителей, занимающих высокие позиции на автомобильном рынке. Microchip выпускает несколько ШИМ-контроллеров питания аналоговых схем, в том числе MCP19115, которые успешно используются в отраслях регулирования тока и имеют встроенные цифровые интерфейсы связи. Разработанная должным образом система освещения будет иметь все элементы, необходимые для длительного срока службы продукта: 32

№10-2016

ЭЛЕКТРОНИКА инфо устройства высокой надежности, в сочетании с резервным освещением и системами мониторинга. Безопасность и надежность, безусловно, необходимые свойства автомобиля, и покупатели, часто видя недостатки в этих областях, отказываются от приобретения транспортного средства. Они будут обходить стороной марки или модели, которые воспринимаются как небезопасные или ненадежные, а выбирать продукт будут из категории «приемлемых» транспортных средств. К счастью, хорошо спроектированные системы освещения придают автомобилю дополнительную эстетику, которая может заманить разборчивых покупателей. Все чаще и чаще встречаются внушительные рекламные ролики, где показано функционирование автомобильного освещения, например, где автомобиль едет сквозь темноту и при повороте у него автоматически включаются дополнительные фары. Хорошо спроектированные фары важны как для автомобилей премиум-класса, так и для автомобилей более низких ценовых категорий. Важно, что покупатели всегда готовы платить за эти функции. Апгрейд освещения является одной из наиболее распространенных модификаций транспортного средства, как для габаритных огней внедорожного грузовика или противотуманных фар для роскошного седана. Визуальная привлекательность наружного освещения также важна, как и кузов или стиль салона автомобиля. Кроме безопасности, надежности, стоимости и долговечности автомобиля, для многих водителей транспортное средство является скорее отражением их личности. Эффектное включение светодиодного освещения, особенно в темноте, способно вызвать настоящие эмоции. В настоящее время некоторые автопроизводители и поставщики могут быть обеспокоены повышенной стоимостью автомобиля из-за большого содержания в них полупроводниковых устройств; но реальность такова, что большинство из этих электронных функций только добавляют ценность, так что они стоят реализации. Заключение Светодиоды особенно хорошо подходят для наружного автомобильного освещения. Старые галогенные и газоразрядные лампы не обеспечивают такую же безопасность использования и гибкость внедрения. Точные преобразователи постоянного тока, иногда в сочетании с интеллектуальным микроконтроллером, могут быть использованы для реализации всех типов систем освещения: от базовых фар заднего света до самых передовых сегментированных фар. Системы освещения, как светодиодные, так и инновационные лазерные, станут неотъемлемой частью транспорта будущего. Выявление препятствий на пути их реализации является еще одним шагом по пути автоматизации транспортных средств, а также хорошей возможностью для автомобильной промышленности улучшить безопасность, повысить надежность и в конечном итоге увеличить ценность транспортных средств. microchip.com electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

СОВЕРШЕНСТВУЙТЕ ЦИФРОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЗАРЯДОМ БАТАРЕЙ И DC/DC-ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ С ПОМОЩЬЮ НОВОГО АНАЛОГОВОГО КОНТРОЛЛЕРА УПРАВЛЕНИЯ ПИТАНИЕМ УЛУЧШЕННОГО ЦИФРОВЫМИ МЕТОДАМИ Ключевые особенности: – MCP19124/5 имеет независимые контуры управления по току и напряжению с полностью конфигурируемыми параметрами; – Однокристальное решение, конфигурируемое под любой алгоритм и профиль зарядки для любых батарей, напряжений и числа ячеек; – Поддерживается балансировка при включении нескольких батарей, заряд суперконденсаторов и индивидуальные методы заряда от пользователя. Microchip анонсирует новый, улучшенный цифровыми методами аналоговый контроллер управления питанием (DEPA). В контроллере реализовано управление по току и напряжению, а также мониторинг температуры. В контроллере улучшена цифровыми методами зарядка батарей и он идеально подходит для управления DC/DC-преобразованием в серверах, бытовых приборах, промышленной и автомобильной электроники. Контроллер MCP19124/5 конфигурируется для зарядки суперконденсаторов и батарей любого типа и может балансировать напряжение батарей при зарядке нескольких батарей. Ни одно другое однокристальное решение не позволит вам получить любой желаемый профиль заряда для всех типов батарей и различных схем их включения. Также пользователь может выбрать свой уникальный метод зарядки и запрограммировать контроллер. Изменения внутри профиля заряда могут происходить по любому заданному значению тока, напряжения, длительности интервала. Контроллер также подходит для управления DC/DC-преобразованием и может поддерживать режим постоянного тока или напряжения в различных топологиях: обратноходовой; повышающей; SEPIC; Cuk. К преимуществам MCP19124/5 относятся: – уникальная комбинация независимых контуров управления по току и напряжению. Контроллер может регулировать заданное значение тока или заданное значение напряжения. Каждый контур управления имеет отдельную цепь обратной связи с независимыми нулями и полюсами и может определять момент перехода регулируемой величины через ноль в квазирезонансных топологиях; Возможность динамического изменения алгоритмов регулирования посредством переключения с одного electronica.by

контура управления на другой. При этом обеспечивается плавный переход без сбоев и переходных процессов. Система управления позволяет минимизировать переходный процесс при набросе нагрузки в процессе перехода от малой нагрузки к полной; Все параметры регулируются. Для этого не требуются внешние компоненты, все установки записываются во внутренние регистры динамически без прерывания процессов регулирования; Встроены линейный регулятор, драйверы MOSFET, 8-битное ядро микроконтроллера PIC®, АЦП, прецизионный осциллятор и аналоговые контуры управления, что позволяет реализовать компактное решение. Доступны следующие модификации: MCP19124-E/MJ, в корпусе QFN 4×4 мм, MCP19124T-E/MJ, в корпусе QFN 4×4 мм, MCP19125-E/MQ, в корпусе QFN 5×5 мм, MCP19125T-E/MQ, в корпусе QFN 5×5 мм. microchip.com

ТУП «АЛЬФАЧИП ЛИМИТЕД» Официальный представитель мировых производителей

220012, г. Минск, ул. Сурганова, 5а, 1-й этаж Тел./факс: +375 17 366 76 01, +375 17 366 76 16 www.alfa-chip.com www.alfacomponent.com УНП 192525135

№10-2016

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

КРИСТАЛЬНО ЧИСТОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ ДИСПЛЕЕВ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ С ИНТЕГРИРОВАННЫМИ ДРАЙВЕРАМИ УСКОРЯЮТ РОСТ РЫНКА ЖК ДИСПЛЕЕВ Жидкокристаллические дисплеи (ЖК или LCD) стали особенно популярны в последние годы, благодаря многочисленным технологическим преимуществам. Их управление также стало проще благодаря внедрению 8bit микроконтроллеров со встроенными ЖК-драйверами. Характерной особенностью таких ЖК-контроллеров является возможность управления контрастом, режимами включения питания, методами формирования напряжения смещения, формой сигналов. MARY TAMAR TAN, Applications Engineer at Microchip Technology, odger Richey, Director Engineering and New Product Development at Microchip Technology Перевод СЕРГЕЯ САДОВА Новые устройства могут напрямую управлять сегментированными дисплеями, отображать буквы, цифры, символы и значки. Они были разработаны специально для удовлетворения требований по низкой стоимости. Хорошим примером являются PIC микроконтроллеры от Microchip, которые доступны в 28-, 40-, 64-, 80- и 100-контактных вариантах и не нуждаются в дополнительных аппаратных компонентах. Модуль ЖК-драйвера генерирует сигнал синхронизации, чтобы управлять статической или мультиплексированной ЖК-панелью с поддержкой до 64 сегментов, c возможностью двукратного и четырехкратного мультиплексирования. На рисунке 1 показана типичная схема ЖК-модуля. Количество ЖК регистров зависит от максимального количества сегментов, которые могут контролироваться конкретным устройством.

определенного модуля задает соответствующий вывод в качестве драйвера ЖК-дисплея. Точно так же, очищая данный бит, возможно установить вывод в качестве порта ввода-вывода.

Блок данных Как и в случае с блоком управления синхронизацией, блок данных, изображенный на рисунке 1, также присутствует во всех PIC-модулях ЖК-дисплея. Он состоит из регистров LCDDATAx. После того, как модуль инициализируется для ЖК-дисплея, отдельные биты регистров LCDDATAx соответственно очищаются или устанавливаются для управления яркостью пикселя. Конкретные наборы регистров используются в сочетании с конкретными сегментами и общими сигналами. Каждый бит представляет собой уникальное сочетание конкретного сегмента, подключенного к конкретной шине.

Блок управления синхронизацией Как показано на рисунке 1, блок управления синхронизацией содержит регистр управления непосредственно ЖК-дисплеем (LCDCON), регистр управления фазой ЖК (LCDPS) и регистры включения ЖК-сегментов (LCDSEx). LCDCON управляет всей работой модуля. После того, как модуль сконфигурирован, бит LCDEn может использоваться для включения или выключения ЖК-модуля. ЖК-панель может также работать и во время спящего режима. Для этого обнуляется бит SLPEn. Биты регистра определяют тактовый режим часового блока ЖК дисплея, а его конфигурация, в свою очередь, должна соответствовать схеме управления ЖК-дисплея. LCDPS настраивает делитель часового блока и тип сигнала ЖК-дисплея. Пределитель выделяет биты, которые оказывают непосредственное влияние на частоту кадров ЖК-дисплея; они должны быть установлены соответствующим образом, чтобы избежать эффекта размытия или мерцания на дисплее. Через регистр LCDSEx настраиваются функции выводов порта. Установка бита включения сегмента для 34

№10-2016

Блок генерации смещения Есть два основных способа генерации напряжения смещения – с использованием резисторных матриц или генератора подкачки заряда, оба из которых могут быть реализованы как внутри устройства, так и вне его. Регистр LCDref определяет, используется внешний или внутренний резистор смещения. Например, если установлен бит LCDIRE, то будет использоваться внутреннее смещение. При активации внутреннего эталона контраст может контролироваться программным способом с помощью настройки битов LCDCST, которые на некоторых устройствах находятся на отдельном регистре. Источник питания для управления контрастностью может быть выбран с помощью бита LCDIRS. Регистр LCDref также определяет, какие выводы смещения используются - внутренние или внешние, в зависимости от различных уровней смещения. Регистр LCDRL обеспечивает управление различными режимами питания для резисторных матриц, а также electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА интервалами времени для каждого режима питания. Для использования генератора подкачки заряда требуется только сконфигурировать регистр LCDreg. Когда генератор подкачки заряда активирован, контрастность можно регулировать с помощью смещения битов. Регулятор поддерживает либо 1/3, либо статическое смещение путем установки или очистки соответствующего бита. Регулятор также должен быть снабжен своим собственным блоком синхронизации через бит CLKSEL.

Частота обновления

Рисунок 1 – Типичная схема ЖК-модуля

Рисунок 2 – Схема генератора тактовых импульсов

Частотой смены кадров ЖКдисплея называют частоту, с которой чередуются общие и сегментные выходы. Источник сигнала синхронизации зависит от конфигурации бит синхронизации в используемом устройстве. PIC микроконтроллеры обычно имеют три варианта реализации источника тактовых импульсов для ЖК модуля. Диапазон частот смены кадров составляет от 25 до 250 Гц, где наиболее распространенный поддиапазон охватывает от 50 до 150 Гц. Более высокие частоты приводят к более высокому потреблению энергии и возникновению размытия, а более низкие частоты могут вызвать заметное мерцание.

Источник тактового сигнала

Рисунок 3 – Сравнение сигналов A и B типа electronica.by

Существуют три вида возможных источников тактового сигнала для ЖК модулей: как правило, быстрый внутренний RC (FRC) генератор, вторичный генератор (SOSC) и внутренний LPRC генератор. Тем не менее, для некоторых устройств источником синхронизации являются системные часы, таймер и внутренний RC генератор. На рисунке 2 показано, как часы генерируют сигнал для периферийных устройств ЖК модуля. №10-2016

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА Для трех источников импульсов коэффициент делителя обеспечивает выходную частоту порядка 1 кГц. Например, если источник тактовых импульсов генерирует частоту 8 MHz FRC, она должна быть разделена на 8192, чтобы получить на выходе приблизительно 1 кГц. Делитель такого рода не программируется. Вместо этого биты регистра LCDPS пределителя ЖК-дисплея используются для установки тактовой частоты кадров. Эти биты определяют назначение и частоту предварительного делителя. Как правило, два из трех источников синхронизации могут использоваться раздельно чтобы продолжать работу ЖК-дисплея, в то время как процессор находится в режиме ожидания.

Формы сигнала ЖК-дисплей можно описать отношением MUX и напряжением смещения, но одна сторона информации по-прежнему осталась не охвачена – форма сигнала. Форма сигнала для ЖК-дисплея создается таким образом, чтобы на темном пикселе было максимальное напряжение переменного тока, а напряжение сети переменного тока на ярком пикселе было минимальным. Напряжение постоянного тока на любом пикселе должно быть равно нулю. ЖК-дисплеями можно управлять с помощью сигналов типа А или типа В. Для сигнала типа А фаза изменяется в пределах каждого цикла, тогда как фазовые изменения волны типа B происходят на границе кадра. Таким образом, сигнал типа A поддерживает 0 В постоянного тока на одном кадре, а сигналу типа B для этого требуются два кадра. Рисунок 3 демонстрирует оба типа сигналов для 1/3 MUX и для 1/3 смещения. Напряжение, приложенное к конкретному пикселю, состоит из напряжения на COM выводе с вычетом напряжения на выводе SEG. Если результирующее напряжение оказывается порядка порогового значения Von или выше, то пиксель становится виден. Если она находится на уровне или ниже порогового значения Voff, то пиксель не виден. Контрастность ЖК-дисплея определяется путем расчета отношения дискриминации, которое представляет собой отношение между среднеквадратичным напряжением на включенном пикселе и среднеквадратичным напряжением на выключенном пикселе. Сегментирование изображения, в свою очередь, позволяет определить, какие пиксели должны быть включены, а какие выключены.

Внешний резистор смещения Метод матрицы резисторов наиболее часто применяется там, где существует более высокое напряжения VDD. Для этого метода используется недорогие резисторы для создания многоуровневых напряжений ЖКдисплея. Вне зависимости от числа пикселей, которые 36

№10-2016

ЭЛЕКТРОНИКА инфо находятся под напряжением, ток остается постоянным. Значение сопротивления определяется качеством дисплея и потребляемой мощностью. Качество изображения является функцией от сигнала управления ЖК-дисплеем. Поскольку ЖК-панель представляет собой емкость, форма сигнала может искажаться из-за ее токов зарядки и разрядки. Это искажение может быть снижено благодаря уменьшению значения сопротивления. Тем не менее, такое изменение увеличивает потребление энергии в связи с увеличением силы тока, протекающего через резисторы. По мере увеличения размера ЖК-панели значение сопротивления должно быть уменьшено, чтобы сохранить качество изображения. В некоторых случаях добавление конденсаторов параллельно с сопротивлением может уменьшить искажения, вызванные токами зарядки и разрядки. Этот способ работает до тех пор, пока размеры резисторов и конденсаторов невелики, и напряжение смещения не влияет на качество изображения. Добавление потенциометра в таких случаях позволяет управлять контрастностью вне ЖК-модуля.

Внутренний резистор смещения Для того, чтобы избежать неисправностей при добавлении внешних компонентов и оставить три вывода для генерирования напряжения, PIC микроконтроллеры снабжаются внутренними резисторами смещения и внутренним модулем контроля контрастности. В этом режиме не используются отдельные резисторы, а внутренние матрицы резисторов, которые сконфигурированы так, чтобы генерировать напряжение смещения. Внутренняя матрица резисторов может использоваться, чтобы разделить напряжение смещения ЖКмодуля на два или три равноудаленных друг от друга уровня напряжений, которые будут подаваться к выводам сегментов ЖК-дисплея. Для того, чтобы реализовать это, опорная матрица резисторов комплектуется тремя согласованными резисторами. Когда в режиме 1/2 смещения средний резистор матрицы оказывается замкнут, формируются только два напряжения. Этот режим понижает сопротивление матрицы, тем самым увеличивая потребление тока.

Заключение Различные микроконтроллеры с ЖК-модулями обеспечивают гибкость конструкции и простоту управления ЖК-дисплеем. Внутреннее смещение, управление контрастом и функции энергосбережения в ЖК-модулях устраняют необходимость в использовании дополнительных аппаратных средствах. Они позволяют разработчикам реализовать большую часть этих функций при сохранении качества изображения. microchip.com electronica.by

Первые МК PIC32 с независимой от ядра периферией Преодолейте ограничения по стоимости, энергопотреблению и размерам с МК PIC32MM

Первое семейство МК PIC32MM с независимой от ядра периферией позволяет создавать экономичные встраиваемые системы с низким энергопотреблением для интернета вещей, потребительской электроники, промышленных приложений и бездатчикового управления бесщеточными двигателями постоянного тока (BLDC). Независимая от ядра периферия, в т.ч. конфигурируемые логические ячейки (CLC), схемы ШИМ (MCCPs) захвата-сравнения с несколькими выходами разгружают ЦПУ и тем самым уменьшают энергопотребление и сложность проектирования. Энергопотребление снижается также за счет режимов сна, что вкупе с миниатюрным корпусом 4×4 мм позволяет продлить срок службы батарей даже в приложениях с ограниченными размерами.

www.microchip.com/EUPIC32MM Название компании Microchip и ее логотип, MPLAB и PIC являются зарегистрированными торговыми марками Microchip Technology Incorporated в США и других странах. Все иные упомянутые торговые марки являются собственностью соответствующих компаний. © 2016, Microchip Technology Incorporated. Все права защищены. DS00002193A. MEC2107Rus07/16

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ENERGY EXPO 2016: КАРТИНКИ С ВЫСТАВКИ С 11 по 14 октября 2016 г. в Минске прошел XXI Белорусский энергетический и экологический форум. Предлагаем вниманию читателей обзор мероприятия, которое включило в себя XXI Международную специализированную выставку «Энергетика. Экология. Энергосбережение. Электро», XI Специализированную выставку «Водные и воздушные технологии», XII Специализированную выставку светотехнического оборудования «ЭкспоСвет» и XXI Белорусский энергетический и экологический конгресс. ПАВЕЛ БОКАЧ, технический обозреватель (фото автора) Мероприятие, проходившее в Футбольном манеже, фактически являлось подведением итогов года в сфере энергетики. Стенды занимали большую площадь, было многолюдно, специалисты (представители экспонентов) активно знакомили посетителей с продукцией своей отрасли. Кроме именитых белорусских энергетических концернов на выставке присутствовали иностранные бизнесмены. По данным ЗАО «Техника и коммуникации», организатора выставки1, в Energy Expo приняли участие около 300 организаций из 14 стран мира (Беларусь, Австрия, Германия, Дания, Италия, Литва, Польша, Россия, США, Украина, Чехия, Швейцария, Швеция, Эстония). В экспозиции были представлены отраслевые структуры Министерства энергетики, Министерства промышленности, Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды, Министерства жилищнокоммунального хозяйства, Государственного комитета по науке и технологиям, Департамента по энергоэффективности Государственного комитета по стандартизации.

В выставке приняли участие ведущие предприятия энергетической отрасли Республики Беларусь: ГПО «Белэнерго» – ОАО «Белэнергоремналадка», ОАО «Белэлектромонтажналадка», филиал «Завод «Энергооборудование» ОАО «Белсельэлектросетьстрой», ОАО «Белоозерский энергомеханический завод», РУП «Гомельэнерго» филиал Речицкие электрические сети и филиал «Энергосбыт», РУП «Могилевэнерго» филиал «Энергоремонт»; ГПО «Белтопгаз»: РУП «Белгазтехника», РУП «Белгипрогаз», ОАО «Новогрудский завод газовой аппаратуры», СП ОАО «Брестгазоаппарат» и ГИПК «ГАЗ-ИНСТИТУТ». Со своей продукцией, известной в нашей стране и за рубежом, познакомили предприятия и организации, входящие в состав Министерства промышленности: ОАО «Минский электротехнический завод имени В.И. Козлова», ОАО «Ратон», ОАО «Щучинский завод «Автопровод», ОАО «ММЗ имени С. И. Вавилова – управляющая компания холдинга «БелОМО», ОАО «Беларускабель», ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК» и другие.

Движемся по направлению Непосредственно у входа расположило свою экспозицию CЗAO «Филтер» (группа компаний FILTER). Холдинг работает в Эстонии, Латвии и Литве, в Беларуси, в Болгарии. В 2009 году в состав группы компаний FILTER вошли две российские компании: ЗАО «Хюксо» в Москве и ЗАО «Вапор» в Санкт-Петербурге. В настоящее время FILTER представлен в общем 14 офисами в 6 странах. Компании поставляют решения и оборудование для промышленных систем, систем отопления и водоподготовки. Сферы деятельности FILTER: – Технико-экономические обоснования и аудиты; – Решения «под ключ»; – Инжиниринговые решения; – Продажа компонентов; – Обслуживание, сервис, ремонт и послепродажные услуги. Из продукции в Минске были представлены комплексные лабораторные измерительные системы, которые включают в себя все компоненты, от подготовки образца до готовых кюветных тестовых наборов и реагентов, а также систем обеспечения аналитических результатов. Посетителям выставки компания FILTER запомнилась тем, что экспозиция в выставочном зале была оформлена в стиле классицизма, использовались ар1

См. сайт организатора выставки http://www.tc.by

electronica.by

№10-2016

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

хитектурные элементы. И вы, видимо, заметили и услышали, что у стенда корпорации располагался рояль,

на котором в четыре руки исполнялись классические произведения. Великолепный пиар-прием!

Eaton Electric Sp. z. o.o. (Польша) – это компания, предоставляющая решения для эффективного управления электрической, гидравлической и механической энергией. В 2015 году объем поставок компании составил 20,9 млрд. США. Штат Eaton составляет около 97 000 сотрудников. Компания осуществляет продажи в более чем 175 странах мира. Компания является мировым технологическим лидером в области производства электротехнической продукции, систем и услуг для обеспечения качества, распределения и управления электропитанием, передачи электроэнергии; осветительных приборов и коммутационных устройств; гидравлических компонентов для промышленных и мобильных приложений; топливных, гидравлических и пневматических систем для военной и гражданской авиации; комплектующих, обеспечивающих улучшение эксплуатационных характеристик, экономию топлива и безопасность легковых и грузовых автомобилей. Eaton – мировой лидер и эксперт в следующих областях: – Распределение энергии и защита электросетей; – Обеспечение резервного электропитания; – Решения для работы в сложных и опасных условиях; – Системы функционального и аварийного освещения, а также видеонаблюдение;

– Конструктивные решения и коммутация; – Автоматизация и контроль; – Инжиниринговые услуги. В Минске компания представила промышленные источники бесперебойного питания, а также приборы для автоматики АВР, программируемые реле и логические контроллеры, преобразователи частоты и устройства плавного пуска. Источники бесперебойного питания EATON применяются в Минском метрополитене, в том числе для безаварийного движения поездов.

ОАО «Минский электротехнический завод им. В.И. Козлова» с гордостью демонстрировал серию промышленных LED-светильников «Полесье», а также свою самую востребованную продукцию – трехфазные масляные трансформаторы, предназначенные для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии. 38

№10-2016

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ООО «Аплинк Нетворкс» (г. Минск) представила блоки силовых розеток и источники бесперебойного питания производства своих партнеров и соседей по стенду – Eaton. Компания предлагает широкий ассортимент продуктов для телекоммуникаций и электротехники: – Кабели телекоммуникационные медные и компоненты для телекоммуникационных сетей; – Кабели электрические;

ВЫСТАВКИ

– Кабели оптоволоконные и компоненты для оптоволоконных сетей; – Кабель-канал; – Оборудование пассивной коммутации для построения сетей по технологии FTTB, FTTH (PON), FTTC; – Телекоммуникационные шкафы, стойки и кроссы; – ИБП переменного тока мощностью от 500 ВА до 4400 кВА компании Eaton, техническую поддержку и их сервисное обслуживание.

Белорусская производственная компания «Евроавтоматика ФиФ» (г. Лида) создана в 2003 году для обеспечения рынка Беларуси, России и других стран СНГ средствами промышленной и бытовой автоматики, выпускаемой по технологии и лицензии польской компании F&F. Продукция под торговой маркой F&F успешно зарекомендовала себя с 1992 года не только в Польше, но и странах Западной и Восточной Европы. СООО «Евроавтоматика ФиФ» традиционно показала на своем стенде многочисленные реле для защиты электродвигателей, контроля фаз и напряжения, элементов автоматики для различных технологических процессов. Но главной «фишкой стенда» стали элементы управления для «умного дома». На одном из фото виден макет управляемых со смартфона ворот. Такая система может устанавливаться как на въездные ворота, так и на гаражные. ОАО «КАТЭК» (г. Минск) – инжиниринговая компания, которая предлагает потребителю «цельное решение» объекта энергообеспечения, максимально эффективное на всех стадиях жизненного цикла продукта (доставка, монтаж, пусконаладка, эксплуатация и утилизация). «Катек» представило на Energy Expo вызывающую интерес элегазовую ячейку. Новинка следует мировым тенденциям по миниатюризации оборудования – она намного меньше по габаритам, чем предыдущие предложения компании. electronica.by

№10-2016

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ООО «АСТ Эксперт» (г. Минск) было основано в 2010 году с целью предложения на рынке Республики Беларусь принципиально новых условий поставки

электрооборудования компании SIEMENS AG. На выставке компания представила решения SIEMENS для комплексной автоматизации производства.

ООО «БелАГС Сервис» (г. Минск) является официальным сервисным партнером компании Schneider Electric® по обслуживанию трехфазных источников бесперебойного питания APC, MGE и систем кондиционирования Uniflair на территории Республики Беларусь. Компания также выполняет сертифицированное обслуживание и ремонт

дизель-генераторных установок Wilson. В этом году компания продемонстрировала дизельный генератор для систем автономного электроснабжения. В отличие от аналогов, у представленного образца бестоковая пауза составляет всего 30 секунд, а сохранность данных на этом промежутке обеспечат источники бесперебойного питания. Девиз экспозиции компании GRUNDFOS – «Пришло время подключить насосы к интернету!» Компания является мировым лидером в производстве передового насосного оборудования и задает тенденции в области технологий обработки воды. Компания GRUNDFOS была основана в 1945 году. На данный момент она представлена 82 дочерними компаниями в 45 странах мира. В 1995 г. в Беларуси было открыто представительство GRUNDFOS GmbH. В нынешнем году на выставке был представлен не только новый экономичный насос MAGNA3, но и средства управления им. Теперь насосами можно управлять со смартфона удаленно. Насосы компании способны перекачивать жидкости с температурой от -10 до +110 градусов.

№10-2016

electronica.by

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

Российская компания ДКС (ЗАО «Диэлектрические кабельные системы»), основанная в августе 1998 года, на сегодняшний день входит в число крупнейших производителей кабеленесущих систем и низковольтного оборудования в России и Европе. ООО «АВком Экспресс» (г. Минск) является официальным дистрибьютором ДКС в Беларуси. Компания оформила свою экспозицию в белорусском стиле, а из новинок показывали защищенные шкафы для размещения оборудования. В отличие от традиционных, представленные новинки выполнены из полимерного материала, не требуют заземления и имеют антивандальное исполнение. Кроме этого, были представлены элементы крепления кабелей, изготовленные из пластика.

Группа компаний IPC2U и ООО «Ай Эм Си Компьютерс» обеспечивают в Беларуси: - Дистрибуцию и техническое сопровождение средств промышленной автоматизации; - Поставку и сопровождение оборудования и программного обеспечения для офисных приложений; - Консалтинг, поставку и сопровождение коммуникационного оборудование компании МОХА; - Инновационные разработки электроники и оборудования коммерческого, промышленного, медицинского и военного назначения;

- Поставка и сопровождение 3D принтеров, 3D сканеров, расходных материалов и комплектующих. В 2016 году на своем стенде «Ай Эм Си Компьютерс» показало большое разнообразие различного оборудования. Были представлены серверы, системы наблюдения, промышленные компьютеры MOXA, промышленные коммутаторы и контроллеры, решения для коммутации и беспроводной передачи данных. Компания также показала средства удаленного ввода-вывода, преобразователи интерфейсов и панели оператора. Кроме того, были продемонстрированы технологии 3D-печати сложных деталей.

ЗАО «ИСЭЛ» (г. Минск) занимается собственным производством мощных промышленных компьютеров. На Energy Expo ЗАО представило компьютер «INDUSTRIAL». Это безвентиляторная модель с полностью пассивным охлаждением, оснащенная производительным процессором Intel Core i7, ОЗУ DDR3 до 16 Гб, способная вместить в себе до трех SSD либо HDD накопителей. Среди неоспоримых достоинств белорусского промышленного компьютера – целых шесть гигабитных Ethernet-портов. electronica.by

№10-2016

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

Основной вид деятельности предприятия «КристаллТрейд» (г. Минск) – продажа цветного металлопроката, а также поставка электротехнических лабораторий высоковольтных испытаний и других спецмашин для электроэнергетической, нефтяной, газовой, коммунальной отраслей, телекоммуникации и связи, а также средств подъема на опоры линий электропередачи 0,4/10 кВ и средств индивидуальной защиты от падения с высоты для работников, занятых ремонтом и обслуживанием энергетических систем и коммуникаций. На выставке от «КристаллТрейд» представлено оборудование для лабораторий высоковольтных испытаний производства Ярославского электромеханического завода. Компания предлагает: лаборатории высоковольтных испытаний; оборудование для испытаний и диагностики кабельных линий; испытательные установки VFL (СНЧ) 0,1 Гц; а также проводит поиск и локализацию повреждений кабельных линий 10 кВ. Широко известная в Беларуси немецкая компания WILO представила на выставке Energy Expo 2016 насосные технологии. Девиз производителя – «WILO на шаг опережают будущее». Он неоднократно подтвержден инновационными техническими возможностями немецких насосов. В этом г о д у W I LO п р е зентовала новую серию своих экономичных насосов. На фото – линейный насос Stratos GIGA. Команда WILO Беларусь поможет в выборе наиболее эффективного насосного оборудования для вашего объекта. 42

№10-2016

Унитарное предприятие «Вертекс-Брест» ОО "БелТИЗ" успешно работает на рынке электротехнической продукции Беларуси с 1991 года и является одним из крупнейших поставщиков электроустановочных изделий. В Минске оно демонстрировало образцы своей продукции – светодиодные светильники в различном исполнении, а также продукцию турецкого партнера – компании «De-Pa Electric». Гости из Турции производят электротехническую продукцию, а также одноразовые индикаторные номерные пломбы ротационного типа, предназначенные для опломбирования приборов учета электроэнергии, счетчиков воды и т.д. electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ВЫСТАВКИ Предприятие PPUH HORUS-ENERGIA Spółka z o.o. (Польша) работает с 1996 года. Это фирма, которая выросла на базе предприятия сборки и комплексного обслуживания агрегатов HORUS, работающего с 1984 года. Фирма HORUS-ENERGIA максимально воспользовалась опытом своей предшественницы как в области организации действий в сфере электроагрегатов, так и в использовании многолетней практики опытного коллектива. Сегодня HORUS-ENERGIA работает на рынке автономного и резервного питания электроэнергией. Комания предлагает все, что связано с электроагрегатами и UPS, начиная от подбора оборудования и приготовления необходимых проектов и согласований до поставки оборудования, его комплексного монтажа и установки, запуска, дальнейшего сервиса, гарантийного и послегарантийного обслуживания. В Минске польская компания рассказывала о возможностях электроагрегатов собственного изготовления на биогазовом топливе и о перспективах возобновляемых энергоносителей.

НПП «Бинар» (г. Витебск) специализируется на разработке и производстве электронных приборов, устройств промышленной автоматики, устройств защиты и управления электродвигателей (насосов, вентиляторов, подъемно-транспортного, холодильного, компрессорного оборудования, станочных приводов и т.п.), реле максимального тока. Посетителям выставки «Бинар» представил свои разработки именно в промышленной автоматике: устройства защиты электродвигателей, реле уровня жидкостей, реле тока, бесконтактные выключатели, приборы индикации и регулирования, станции управления и защиты, щиты автоматики и др. Витебское ООО «Энерго-Союз» специализируется на разработке и производстве измерительных преобразователей и поверочных установок для поверки измерительных преобразователей и стрелочных приборов: - Преобразователи измерительные аналоговые; - Преобразователи измерительные цифровые; - Преобразователи измерительные с цифровой индикацией (щитовые); - Преобразователи многофункциональные; - Измерители температуры; - Индикаторы перегрузки ротора; - Указатели положения; - Синхроноскопы; - Установки поверочные. Также посетители стенда ознакомились с оборудованием партнеров – программнотехническим комплексом (ПТК) «НЕВА», производство ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ», г. Санкт-Петербург. Самые новые образцы продукции были представлены в полном объеме. electronica.by

№10-2016

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

Постоянный партнер и участник выставки – компания ООО «Энергопромис» (г. Минск) – занимается поставкой контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, высоковольтного оборудования, обо-

рудования среднего напряжения, низковольтного оборудования, микропроцессорных контроллеров и систем управления, устройств релейной защиты и автоматики, а также системы зарядки электромобилей. ООО «Энергопромис» – это многопрофильная компания, в которой трудится более 70 человек. У компании более чем 20-летний опыт работы в области автоматизации систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), релейной защиты и автоматики (РЗиА) и автоматизации подстанций на промышленных предприятиях Республики Беларусь. За годы работы «Энергопромис» установило прочные партнерские отношения с группой компаний ABB — мировым лидером в производстве энергетического оборудования, приборов КИПиА, средств автоматизации и управления. В 2015 году предприятию присвоен официальный статус авторизированного поставщика (Authorized Value Provider) компании ABB. В экспозиции широко были представлены образцы продукции компании ABB.

На стенде компании ЗАО «ЭнергоПро» (г. Минск) были представлены воздушные винтовые компрессоры а также весь спектр компрессоров Atlas Copco, системы частотного регулирования, универсальные преобразователи частоты, предназначенные для экономии электроэнергии и улучшения управления технологическими процессами. В целом же группа компаний «Энергопро» объединяет компании «Энергопро» и «Энергопро Инжиниринг», осуществляющих свою деятельность в области энергоэффективных технологий и оборудования: – Газовые и паровые турбины производства Siemens (Германия) и комплексные решения на их основе; – Электростанции на базе газопоршневых двигателей компании Wartsila (Финляндия); – Электростанции и котельные на местных видах топлива производимые предприятием MW Bioliower (Финляндия); – Компрессоры и промышленное оборудование для подготовки сжатого воздуха компаний Atlas Colico (Швеция) и Ceccato (Италия); – Преобразователи частоты, устройства плавного пуска и тепловая автоматика от компании Danfoss (Дания); – Пластинчатые теплообменники от ведущего производителя Ridan (Россия);

– Промышленные расходомеры Siemens Flow Instruments (Дания); – Градирни и водоохлаждающие установки GEA Polacel (Нидерланды); – Оборудование для промышленной вентиляции, чиллеры и тепловые насосы компании Clivet (Италия).

Фанипольский завод измерительных приборов «Энергомера» разместил на стенде свои новинки: реклоузер 6(10) кВ и новую линейку электрических счетчиков. Реклоузер служит для автоматического секцирования воздушных или комбинированных 44

№10-2016

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ВЫСТАВКИ

линий электропередач трехфазного переменного тока. Новое поколение счетчиков позволяет объединять отдельные приборы учета в сеть посредством GSM-канала. Информация от самых разных моделей

поступает на единый контроллер. Кроме того, были представлены новые всепогодные защищенные счетчики для монтажа прямо на столбе или даже на самом проводе.

Компания Schrack Technik GMBH из Австрии представила автоматические выключатели: в литых корпусах, в модульном исполнении; системы сборных шин, клеммы, автоматику для микроклимата шкафов. Выключатели BMS., BR SICHERUNGSAUTOMATEN BMS., BR обеспечивают защиту от пожара, защиту

кабелей и проводки от перегрева при перегрузках, коротком замыкании и замыкании на землю, а также защиту человека от поражений электрическим током при слишком высоком напряжении прикосновения в результате повреждения изоляции, заземление на корпус (система TN).

ЧУП «Ункомбел» (г. Минск) предлагал кабеленесущие системы – комплексное оборудование, предназначенное для монтажа открытых видов проводки в жилых и промышленных объектах. Они позволяют компактно консолидировать любое количество проводов, обеспечивая быстрый доступ к ним для осмотра, модернизации и ремонта. Кабеленесущие системы могут

прокладываться под фальшполом, либо прикрепляться к стенам или потолку. Также предлагались шинопроводы – комплектные устройства в виде системы проводников, разделенных промежутками и опирающихся на изолирующий материал, помещенных внутри трубы, лотка или другой подобной оболочки, прошедшие типовые испытания.

Компания PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG из Вильнюса приехала на специально оборудованном автобусе, внутри которого разместилось оборудование, демонстрируемое посетителям выставки. Литовские гости предлагают своим клиентам: новое поколение промышленных комelectronica.by

№10-2016

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

пьютеров; облачную систему автоматизации PROFICLOUD, предназначенную для глобальной передачи данных и управления машинами и установками; интеллектуальную систему Ethernetрасширителей для создания IP-сети и диагностики всех подключенных устройств и участков; мощные молниезащитные разрядники; блок питания с возможностью индивидуализации для обеспечения наивысшей степени готовности оборудования и многое другое. СЗАО «Таврида Электрик БП» (г. Минск) входит в структуру группы компаний «Таврида Электрик» – одного из ведущих в мире разработчиков и производителей вакуумной коммутационной техники, и предлагает комплексные интеллектуальные решения по строительству и реконструкции подстанций 10-35 кВ, а также автоматизации распределительных сетей 10-35 кВ, основанные на применении инновационных продуктов TEL и Plug&Play инжиниринга. Все этапы реализации проекта интегрированы внутри единого программно-аппаратного комплекса. На объект заказчик получает полностью запрограммированную и протестированную сложную систему.

«Изюминкой» выставки стала экспозиция компании ЗАО «Струнные технологии» (г. Минск) – разработчика транспортной системы SkyWay. Приятным сюрпризом стало то, что разработка эта – белорусская. Глава компании и изобретатель системы Анатолий Эдуардович Юницкий рассказал нашему журналу о строящемся в Марьиной Горке технопарке, в котором будет опробована первая очередь уникальной скоростной струнной дороги. Подвижной состав – юнибус – автоматический самодвижущийся модуль на стальных колесах навесного типа. Он предназначен для эксплуатации исключительно на инфраструктуре комплекса SkyWay и обеспечивает 46

№10-2016

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ВЫСТАВКИ транспортировку людей. Привод движения юнибуса электромеханический, с обеспечением энергии от контактной сети и/или аккумуляторных батарей. Путевая инфраструктура предназначена для обслуживания пользователей услугами комплекса SkyWay и представляет собой предварительно напряженную неразрезную несущую рельсострунную конструкцию, установленную на опорах над землей на проектной высоте в соответствии с требованиями заказчика, и станции (логистические терминалы)2. Наша страна имеет шанс стать первой в мире, где появится подобная трасса. На стенде был продемонстрирован макет струнной дороги и два прототипа транспортных средств для нее – юникар и юнибус. Кроме транспортных проектов компания занимается внедрением собственных разработок в области охранных технологий – на стенде был представлен комплексный датчик для охраны периметра.

Частное унитарное предприятие «Научно-производственный центр «Спецсистема» (г. Витебск) – эксперт в производстве и внедрении измерительных приборов для учета основных видов энергоресурсов. На стенде компании можно было ознакомиться с многофункциональным измерительным преобразователем «Исток-ТМз», кторый обеспечивает измерение тепловой

энергии, количества теплоносителя, измерение расхода и объема природного и других газов, измерение расхода электроповодящих жидкостей, а также обработку, регистрацию и хранение информации о параметрах измеряемой среды. Позволяет отслеживать измерения по 64 каналам учета, в 16-ти трубопроводах и 8 узлах учета.

Группа компаний ООО «СветТрейдингСервис» (г. Минск) показала на своем стенде широкий спектр светодиодной продукции, от ламп и светильников до новогодних гирлянд и элементов декора, а также кабельную и проводниковую продукцию.

2 См.http://sw-tech.by/ru/produkciya/ vysokoskorostnoj-transport.html.

electronica.by

№10-2016

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ЧПУП «Вектор технологий» (г. Минск) представил новые промышленные приводы переменного тока и преобразователи частоты производства Yaskawa. Например, привод GA700 может управлять электродвигателями мощностью до 630 кВт, применяемыми в различных областях – от вентиляторов и насосов до особо точных испытательных динамометров.

ОАО «Белэнергоремналадка» (г. Минск) на своем стенде представило микропроцессорное устройство защиты постоянного тока, автоматизированную систему поиска замыканий «на землю» в сети

постоянного тока «Сапфир-4», устройство групповой селекционной защиты от замыканий в сетях 6(10) кВ, секции тепловоздушных подогревателей и другие разработки. ЧУП «Светоприбор ОО «БелТИЗ» (г. Минск), более известный под брендом Bylectrica, разместил на своем стенде образцы электротехнической продукции. Предприятие является ведущим производителем высококачественных электроустановочных изделий. Это выключатели, розетки, удлинители электрические, монтажные коробки. Также это выпуск электробезопасных и энергосберегающих изделий: выключатели на базе датчика движения, светодиодные светильники, светодиодные прожекторы, силовые разъемы, изделия с элементами УЗО.

№10-2016

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ВЫСТАВКИ

Стенд компании PNS (ЗАО «Профессиональные сетевые системы») (г. Минск) удивил своим разнообразием. Здесь были не только приборы для диагностики и поиска неисправностей промышленного и электронного оборудования; измерения электрических параметров и температуры; диагностики качества воздуха в помещениях, но также оборудование для калибровки электрических параметров, телекоммуникационные системы, электротехнические изделия. Но больше всего привлекал к себе внимание коллаборативный робот. Он, в отличие от промышленных роботов, предназначен для применения не в специальных защищенных зонах, а в тесном взаимодействии с людьми. Восточно-Европейское представительство компаний ANIRO и LS Industrial System (г. Минск) удивляло на своем стенде электрическими счетчиками, расположенными в емкостях с имитацией сильного дождя – приборы рассчитаны на экстремальные условия эксплуатации.

Компания ОАО «Ратон» (г. Гомель) разместила на своем стенде комплектное распределительное устройство в элегазовой изоляции, а также микропроцессорные устройства защиты и управления к нему.

Компания предлагает своим клиентам частотные регуляторы, устройства плавного пуска, коммутационную аппаратуру, защиту моторов, регуляторы однофазных электродвигателей, контроллеры и графические панели, электромоторы и мотор-редукторы. electronica.by

№10-2016

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

В связи с постоянно растущим спросом на продукцию, предлагаемую компанией, ООО «ЭЛТЕХ» (Россия) на территории Республики Беларусь открыло компанию ТУП «ОмегаКомпонент». Теперь белорусские инженеры получили возможность приобрести практически весь ассортиментный ряд продукции, поставляемый компанией «ЭЛТЕХ», а также получить бесплатные образцы продукции под крупные проекты.

Основной сферой деятельности компании ИЧПТУП «МИРТЕК инжиниринг» (г. Гомель) является производство многофункциональных электронных счетчиков электрической энергии и построении систем АСКУЭ на базе наших счетчиков и комплекса средств, приборов, программных продуктов для сбора данных. Компания

изготавливает высоконадежные передовые приборы учета электрической энергии, занимается построением высокотехнологичных систем сбора, учета и хранения данных об энергоресурсах на базе наших приборов и комплекса АСКУЭ. Системы ориентированы главным образом на беспроводные технологии.

ЗАО «Вольна» (Минский р-н) представило на своем стенде системы защиты и автоматизации, системы возбуждения питания обмоток синхронных машин, автоматические регуляторы, системы управления для станков с ЧПУ и многое другое. Кроме того, компания занимается ремонтом, разработкой, производством и испытаниями оборудования. Девиз компании – «Вторая жизнь электрических машин». 50

№10-2016

electronica.by

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

И завершим обзор информацией о компании УП «АЭС-комплект» (г. Минск). Более 10 лет предприятие работает в сфере энергетики и представляет продукцию корпорации HEAG на рынке Беларуси. Компания освоила выпуск: вакуумных выключателей серии VS1BEL на напряжение 6-10 кВ; устройств комплектных распределительных на напряжение до 10 кВ; устройств комплектных распределительных мачтовой установки для автоматизации электрических сетей на напряжение 6–10 (реклоузеров КРУмАЭС). Кроме того, компания построила ветроэлектростанцию в Гродненской области, на которой работают 6 генераторов мощностью по 1,5 МВт каждый. Годовая выработка новой ветроэлектростанции составляет 22,07 млн. кВт*ч, что позволит экономить ежегодно 4 516 млн м³ природного газа на сумму 935, 8 тыс долларов США.

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ЖК ИНДИКАТОРЫ ОТ КОМПАНИИ FORDATA ТУП «ОмегаКомпонент» предлагает усовершенствованные жидкокристаллические индикаторы от компании Fordata. Компания Fordata произвела полную модернизацию всех своих ЖКИ, причем после модернизации поставляются как ранее выпускавшиеся модели ЖКИ, так и вновь разработанные, которые имеют ряд преимуществ. Новые виды индикаторов имеют возможность непрерывной круглосуточной работы, в отличие от стандартных ЖКИ, которые могут работать не более 8 часов без перерыва. Заказать можно оба варианта исполнения индикаторов, что позволяет удовлетворить любые потребности. Ниже приводится пример новых наименований и вариантов исполнения: Артикул

Также компания Fordata разработала подсветку собственного производства. Это улучшило оптические характеристики и позволило более тщательно контролировать качество выпускаемой продукции. Также удалось произвести доработку конструкции ЖКИ. Теперь отсутствует зазор между панелью и подсветкой, а также улучшена пылезащищенность и другие характеристики.

Рисунок 1 – стандартная конструкция

Комментарий

FDCC1604A-FSWFBW-91LR Старое наименование FC1604A04-FHWFBW-91LR Новое наименование (непрерывная круглосуточная работа) FC1604A04-FSWFBW-91LR Новое наименование (работа не более 8 часов без перерыва)

electronica.by

Рисунок 2 – усовершенствованная конструкция eltechspb.by №10-2016

НАУКА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ВЫДЕЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОГО СИГНАЛА РЕЧЕВОГО СООБЩЕНИЯ НА ФОНЕ СЛУЧАЙНЫХ ШУМОВ С ПОМОЩЬЮ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УДК 004.93

Аннотация Представлены результаты исследований по выбору вейвлета для очистки от шумов речевого сигнала, представляющего собой переговоры авиадиспетчеров с пилотами. Критерием выбора являлось повышение разборчивости речевого сообщения до понимания его с первого прослушивания. Установлено, что применение модифицированного критерия Штайна с дискретной вейвлет-функцией Мейера является универсальным средством шумоподавления в речевых сигналах такого рода. Введение Задача выделения полезного сигнала на фоне шума при обработке звуковых сообщений остается неизменно актуальной. Она решается как с применением аппаратных средств, так и программными методами. Одним из наиболее популярных в последние годы программных методов является вейвлет-анализ, который открывает широкие возможности распознавания тонких особенностей сигналов и функций, а также позволяет с высокой эффективностью проводить шумоподавление в сигналах различной природы [1, 2]. Одной из особенно важных областей применения методов шумоподавления в речевых сообщениях является сфера авиаперевозок. С момента появления самолетов проблема распознавания речи во время переговоров авиадиспетчеров с пилотами остается актуальной. Шум двигателя самолета и помехи, возникающие при передаче сообщений на огромные расстояния, мешают разобрать речь, что особенно опасно в критических ситуациях. Этим определяется выбор зашумленных сигналов в данной работе. Очистка сигналов от шумов производилась с использованием возможностей пакета прикладных программ компьютерной математики Matlab. Методы исследования Для решения задачи выделения полезного сигнала на фоне шума используются различные методы и программные средства. Одним из наиболее эффективных среди них является вейвлетное преобразование исходного сигнала с целью его разделения на сумму информативного сигнала и шума. При вейвлет-анализе сигнал разлагается на аппроксимирующие коэффициенты, представляющие сглаженный сигнал, и детализирующие коэффициенты, описывающие колебания. Ин52

№10-2016

Е.И. Козлова, Е.И. Киреева, И.О. Митрахович Белорусский государственный университет, г. Минск

формация о шумовой компоненте в основном содержится в детализирующих коэффициентах, поэтому традиционно именно они обрабатываются при очистке от шумов. В обычной ситуации предполагается, что сигнал шумовой компоненты по модулю меньше основного. При выполнении этого условия простейший способ очистки от шума заключается в присвоении нулевых значений коэффициентам, не превышающим некоторого порогового значения. Эта процедура называется пороговой обработкой (трешолдингом) коэффициентов. Главное преимущество трешолдинга состоит в широких возможностях вариации параметров обработки путем использования различных типов и способов пороговой обработки и их параметров. При использовании процедуры мягкого вида трешолдинга все коэффициенты детализации, бóльшие или равные порогу на i-м уровне разложения, уменьшаются на величину порога, все остальные коэффициенты приравниваются к нулю. При использовании процедуры жесткого вида трешолдинга неизменными сохраняются все коэффициенты детализации, бóльшие или равные порогу на этом уровне, а все остальные коэффициенты приравниваются к нулю. От выбора порогового уровня фона (оценки дисперсии шума) зависит качество шумоподавления, оцениваемое в виде отношения сигнал/шум. Процедура очистки сигнала от шума состоит из трех шагов [3]: 1. Декомпозиция. Выбирается вейвлет и уровень разложения N. Вычисляется вейвлет-разложение исходного сигнала до уровня N. 2. Детализация. Для каждого уровня от 1 до N выбирается определенный порог и применяется пороговая обработка детализирующих коэффициентов. 3. Реконструкция. Производится вейвлет-реконструкция, основанная на первоначальных аппроксимирующих коэффициентах уровня N и модифицированных детализирующих коэффициентах уровней от 1 до N. В большинстве практических задач в качестве базисных функций для реализации одномерного дискретного вейвлет-преобразования (1D-ДВП) применяют вейвлеты Добеши. Они представляют собой семейство функций, часто используемых в различных приложениях. Для проведения расчетов предложены специальные процедуры быстрого вейвлет-преобразования на основе данных вейвлетов [4]. electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

Для M ∈ N вейвлет Добеши D2M представляет собой функцию, которая определяется выражением:

НАУКА более высокого качества очистки сигнала или изображения от помех. На рисунке 1 изображены три варианта задания пороговой функции v(u) для коэффициентов вейвлет-преобразования.

где h0,…,h2M–1 ∈ R – постоянные коэффициенты, удовлетворяющие условию:

а для l = 01,..., M–1 выполняется требование:

При малых М коэффициенты hk могут быть записаны в виде точных выражений, например, вейвлет D4 задается коэффициентами hk:

При увеличении М определение hk проводится путем решения алгебраических уравнений степени М. Несмотря на то, что эти уравнения могут быть решены с любой требуемой точностью, значения hk с заранее определенным числом разрядов задаются в виде таблиц. Например, набор коэффициентов ВЧ-фильтра, с помощью которого определяется широко применяемый на практике вейвлет D8, имеет вид:

В практических вычислениях обычно используются коэффициенты с точностью до 32-х или 64-х десятичных разрядов. Коэффициенты разложения по вейвлетам отражают амплитудные характеристики анализируемых процессов на разных уровнях разрешения. Для фильтрации помех небольшие по абсолютной величине вейвлет-коэффициенты на малых масштабах (наиболее подверженные влиянию флуктуаций) отбрасывают перед проведением обратного преобразования (метод пороговой фильтрации). При этом качество фильтрации существенно зависит от выбора варианта задания пороговой функции [5], на которую умножаются соответствующие коэффициенты перед обратным преобразованием («жесткий» или «мягкий» трешолдинг – рисунок 1, б, в) и от вейвлет-базиса. Подходящий выбор способствует получению electronica.by

Рисунок 1 – Задание пороговой функции при вейвлет-фильтрации: а – исходный сигнал, б – «жесткий» вариант задания пороговой функции, в – «мягкий» вариант задания пороговой функции

В варианте (a) выполняется равенство v(u) = u, которое означает отсутствие корректировок коэффициентов, и в результате обратного преобразования будет получен исходный сигнал. В варианте (б) функция задается в виде:

При использовании такой пороговой функции остаются неизменными большие по модулю (наиболее значимые) вейвлет-коэффициенты, и обнуляются малые. Наконец, для варианта (в) пороговая функция выбирается следующим образом:

В последнем случае уменьшение абсолютных значений всех вейвлет-коэффициентов, включая большие по модулю, может привести к изменению амплитуды восстановленного сигнала. Для тех приложений, где важно сохранить неизменными амплитудные характеристики, такой подход неприменим, однако существуют задачи, где важнее сохранить регулярность сигнала, чем точно воспроизвести его амплитуду. Примером служит фильтрация сигналов от различных помех, где метод «мягкого» задания пороговой функции является широко используемым подходом. Аудио-сигнал после фильтрации может быть усилен и предварительная очистка его от помех важнее изменения амплитудных характеристик. Предварительные исследования, проведенные в данной работе, показали, что наиболее перспективными для решения поставленной задачи являются вейвлетные функции Добеши 4-го порядка (db4), симлет 8-го порядка (sym8), а также дискретная вейвлетфункция Мейера с мягким видом трешолдинга. Вейвлеты Добеши – один из самых известных и используемых во многих практических при№10-2016

НАУКА ложениях типов вейвлетов. Вейвлеты порядка N (dbN) отличны от нуля лишь на интервале длиной 2N – 1 и имеют 2N отличных от нуля коэффициентов фильтров. При увеличении порядка вейвлета возрастает «гладкость» вейвлета, что увеличивает его возможности. Недостатком является большой объем вычислений при преобразованиях и отсутствие симметричности, что сужает область их применения. Вейвлеты, полученные из вейвлетов Добеши и приближенные к симметричным, называются симлетами. Симлеты обладают всеми достоинствами вейвлетов Добеши, при этом хорошо реагируют на изменение фазы сигнала [1]. Дискретный вейвлет Мейера относится к коротким вейвлетам, так как имеет достаточно локализованную вейвлет-функцию и является значительно более гладким, чем вейвлет Добеши порядка 1 (вейвлет Хаара). Это обусловливает также его высокое быстродействие. Сигнал, обработанный дискретным вейвлетом Мейера, повторяет исходную форму и сглаживает сигнал в целом. Очистка сигнала от шума в данной работе была проведена с помощью нескольких критериев: – минимаксный критерий – minimaxi с мягким видом трешолдинга, параметром ‘mln’, позволяющим использовать порог, пересчитываемый для каждого из уровней разложения данных, глубиной разложения данных lev, вейвлет-функцией Добеши db4; – универсальный критерий Донохо-Джонстона ‘sqtwolog’ с жестким видом трешолдинга, параметром ‘one’, позволяющим использовать порог, единый для всех уровней разложения, симлетом sym8; – критерий несмещенной оценки риска Штайна ‘rigrsure’ с мягким видом трешолдинга, параметром ‘sln’, позволяющим использовать порог, пересчитанный только для первого уровня разложения данных, глубиной разложения данных lev, вейвлет-функцией Добеши db4; – модифицированный критерий Штайна ‘heursure’ с мягким видом трешолдинга, параметром ‘one’, позволяющим использовать порог, единый для всех уровней разложения, дискретной вейвлет-функцией Мейера dmey. В качестве объектов исследований были выбраны речевые сообщения, составленные из отдельных частей переговоров авиадиспетчеров. Такие сообщения, содержащие различные аддитивные шумы, позволяют выбрать универсальный метод шумоподавления для данного типа речевых сигналов. Исходные сигналы зашумлены настолько, что с первого прослушивания невозможно четко распознать смысл речевого сообщения. Критерием для определения наилучшего метода шумоподавления являлась разборчивость речевого сообщения с первого прослушивания. Выделение полезного сигнала на фоне шума Целью работы являлась очистка выбранного звукового сигнала от шумов с использованием преобразований сигнала различными вейвлета54

№10-2016

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ми с применением пакета прикладных программ компьютерной математики Matlab. В качестве звукового сигнала использовалась запись нескольких переговоров авиадиспетчеров (рисунок 2).

Рисунок 2 – Исходный звуковой сигнал

Очистка сигнала от шума была произведена с помощью нескольких вейвлетов. Для начального выбора порога фильтрации был использован минимаксный критерий с вейвлет-функцией Добеши. Применение минимаксного критерия обычно позволяет хорошо отфильтровать высокочастотные помехи. Тем не менее, результатом применения этого критерия с вейвлетом db4 (рисунок 3) к сигналам в данном исследовании показало, что были отфильтрованы не только высокочастотные шумы, но и высокочастотные компоненты полезного сигнала, что снизило разборчивость исходного сообщения.

Рисунок 3 – Результат работы вейвлет-функции Добеши db4 с минимаксным критерием

Рисунок 4 – Результат работы вейвлет-функции Добеши db4 с модифицированным критерием Штайна electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

Далее к исходному сигналу применялся модифицированный критерий Штайна, известный как наименее подверженный влиянию различных видов шумов [2], а также дающий наилучшее соотношение сигнал/шум в условиях жесткого трешолдинга [6]. Применение модифицированного критерия Штайна (рисунок 4) с вейвлетом db4 позволило избежать фильтрации полезной части сигнала, однако свойства вейвлета Добеши не позволили хорошо отфильтровать высокочастотные компоненты шума. Разборчивость сообщения повысилась незначительно. Применение симлета sym8 с универсальным критерием Донохо-Джонстона ‘sqtwolog’ с жестким видом трешолдинга (рисунок 5) позволило отфильтровать высокочастотные компоненты шума, однако гладкость полученного сигнала не улучшилась. Это связано с выбранным порядком симлета, однако увеличение порядка ведет к усложнению вычислительной мощности программы, поэтому именно 8 порядок считается наиболее оптимальным [7]. Применение симлета не повысило разборчивость речевого сообщения по сравнению с предыдущими методами.

Рисунок 5 – Результат применения симлета sym8 с универсальным критерием Донохо-Джонстона ‘sqtwolog’ с жестким видом трешолдинга

Рисунок 6 – Результат применения дискретной вейвлет-функции Мейера с модифицированным критерием Штайна ‘heursure’ с мягким видом трешолдинга

С помощью дискретного вейвлета Мейера с модифицированным критерием Штайна ‘heursure’ с мягким видом трешолдинга (рисунок 6) удается достигнуть большей по сравнению с симлетом sym8 гладкости наряду с хорошим отделением electronica.by

НАУКА высокочастотной составляющей шума, а также сохранением информативной составляющей исходного сигнала. Результат – повышение разборчивости речевого сообщения до уровня понимания с первого прослушивания. Было также установлено, что применение в этом случае жесткого вида трешолдинга не приводит к улучшению разборчивости по сравнению с мягким трешолдингом. Заключение Предложенные вейвлетные функции с соответствующими критериями для очистки звуковых сигналов от случайных шумов позволяют выделить полезный сигнал на фоне шумов различной природы (шум двигателей, посторонние разговоры, помехи при передаче сигнала сообщения и т.д.). Применение модифицированного критерия Штайна с дискретной вейвлет-функцией Мейера показало его достаточно универсальным средством подавления случайных шумов в записях разговоров авиадиспетчеров независимо от вида примененного трешолдинга. Литература: Яковлев, А.Н. Введение в вейвлет-преобразования: Учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 104 с. Дьяконов, Владимир. Matlab. Обработка сигналов и изображений: Специальный справочник / Владимир Дьяконов, Ирина Абраменкова. – СПб. и др.: Питер, 2002. – 602 с. Московский, С.Б., Сергеев, А.Н., Лалина, Н.А. Очистка сигнала от шумов с использованием вейвлет-преобразования // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. – 2015. – № 2 (15). Vetterli, M. Wavelets and subband coding / M. Vetterli, J. Kovacevic. – NJ: Prentice Hall, 1999. Jansen, M. Noise reduction by wavelet thresholding / M. Jansen. – New York: Springer-Verlag, 2001. Майстренко, В.А., Комаров, И.Э. Выбор порога в задачах вейвлет-фильтрации вибрационных сигналов // Омский научный вестник, № 1 – 77 / 2009, с. 211 – 214. Смоленцев, Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB. – М.: ДМК Пресс, 2005. – 300 с. Abstract There presented the results of studies on the choice of the wavelet for clean speech from the noise signal, representing the negotiations of air traffic controllers to pilots. The selection criterion was to increase the intelligibility of speech communication to understand it from the first listen. It is established that the application of the modified criterion of the Stein with the discrete wavelet Meyer function is a versatile tool for noise reduction in speech signals of this kind. Поступило в редакцию 21.06.2016 №10-2016

НАУКА

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЕЙ В ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УДК 681.5.09 Аннотация Предложены принципы построения концептуальных схем предметных областей на основе онтологий, применимые в практике создания интеллектуальных систем. Указанные концептуальные схемы содержат первичные системотехнические описания интеллектуальных систем: морфологическое и процессуальное, описания свойств и функций, условий жизнедеятельности и возмущающих факторов, а также информационно-параметрическое описание. Для представления концептуальных схем предметных областей рассмотрено использование ориентированных графов, которые удовлетворяют правилам, принятым в рассматриваемом разделе знаний. Обобщены различные подходы к построению концептуальных схем и выделена определенная последовательность действий, обеспечивающая формирование графа для отображения начальной или базовой онтологии предметной области. Введение Формальное представление предметных областей является одной из важнейших исходных задач проектирования интеллектуальных систем для формирования выводов и заключений на доказательной основе, а также для автоматизированной выработки технических и управленческих решений [1–4]. В настоящее время в системотехнике применяются определенные технологии и приемы представления моделей предметных областей, конкретный выбор которых зависит от целей и способов дальнейшего использования этой информации. В этом плане наиболее высокой изобразительной и смыслоразличительной способностью обладают семантические сети, применение которых в инженерной практике показано в работах [5, 6]. В данной статье предложены, проанализированы и обоснованы принципы построения концептуальных схем предметных областей на основе онтологий, применимые в технологии создания интеллектуальных систем. Указанные концептуальные схемы содержат первичные системотехнические описания интеллектуальных систем: морфологическое и процессуальное, описания свойств и функций, условий жизнедеятельности и возмущающих факторов, а также информационно-параметрическое описание. Для представления концептуальных схем предметных областей рассмотрено использование ориентированных графов, которые удовлетворяют определенным правилам, принятым в рассматриваемом разделе знаний, и которые отражают все релевантные концепты этого раздела знаний, а также смысловые связи между ними. Проведено обобщение различных подходов к построению концептуальных схем и онтологий, что позволило выделить определенную последовательность действий, обеспечивающую формирование графа для 56

№10-2016

А.В. Гулай, В.М. Зайцев, БНТУ, г. Минск отображения начальной или базовой онтологии предметной области и его последующего развития. Построение онтологии предметной области в практике создания интеллектуальных систем Представление моделей предметных областей в виде семантических сетей обеспечивают концептуальные схемы — ориентированные графы специального назначения, которые удовлетворяют определенным правилам, принятым в рассматриваемом разделе знаний, и которые отражают все релевантные концепты этого раздела знаний, а также смысловые связи между ними: G = <X, S>; X = {Xi}, i = 1, 2, …, n; S = {Sj}, j = 1, 2, .., m, где X – вершины графа, соответствующие концептам; S – отношения между концептами. Здесь концепты – это обобщенные понятия составных частей предметной области: объекты, свойства, операции, события, процессы, состояния, функции, состав которых и отношения межу которыми рассматриваются и учитываются при построении интеллектуальной системы определенного функционального назначения и тематической направленности. Практика разработки моделей предметных областей при разработке систем различного функционального назначения показала, что первый технологический этап проектирования всегда должен быть направлен на послойное построение онтологии требуемой предметной области. Данный этап предполагает первичное формирование подробного многоаспектного вербального и параметрического описания предметной области и ее последующее формализованное отображение с помощью концептуальной схемы. Онтологии в определенной мере универсальны, наглядны, и по структуре наиболее близки к смысловой структуре предметных областей. Послойное построение онтологии является крайне ответственным этапом системного проектирования, но этапом дорогостоящим и долгосрочным [5–8]. Именно поэтому разработка онтологий в большинстве случаев предусматривается только при создании крупных информационно-управляющих систем. В разработке систем оперативного управления и тем более в проектировании интеллектуальных приборов цифровой автоматики такие этапы, как правило, не выполняются. При этом разработчики решаются на различного рода технически не обоснованные и не оправданные совмещения стадий проектирования (например, выполняется разработка эскизно-технических или техно-рабочих проектов), исключается проведение тематических научно-исследовательских работ. Это в конечном итоге негативно отражается на качестве построения систем и приборов, на их эксплуатационных характеристиках, и зачастую приводит к необходимости пересмотра ряда системотехelectronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо нических решений на завершающих стадиях разработки. Для выделения концептов и полноценного построения онтологий целесообразно применение достаточно апробированного принципа системной стратификации с выделением основных, различных по назначению, но логически связанных слоев системотехнических требований и описаний [1, 2]. Совокупность указанных требований, по нашему мнению, должна включать: морфологическое и процессуальное описания, а также описания свойств и функций, условий жизнедеятельности и возмущающих факторов, информационно-параметрическое описание (рисунок 1).

Рисунок 1 – Основные слои системотехнических описаний интеллектуальной системы

Представленные требования и описания относятся к различным сторонам и значимым граням системы, благодаря чему их совокупность достаточно подробно отражает общий технический облик создаваемой интеллектуальной системы или прибора. Результаты послойной выработки исходных требований к системному построению оформляются в виде соответствующих разделов технического задания. В свою очередь, проработка и развитие этих требований с установлением между ними связей на смыслоразличительном уровне позволяет построить необходимые системотехнические описания. Морфологическое описание предназначено для отображения внутреннего состава системы, объектов или явлений, то есть их внутреннего построения. Это описание в общем случае должно содержать перечень элементов, системных компонентов и подсистем, а также ту часть состава управляемых объектов, которая необходима для обеспечения взаимодействия с системой. Степень детализации и достоверность отображаемых сведений определяется назначением и стадией разработки описания. При подготовке исходных системотехнических требований допускается перечисление системных компонентов и подсистем, которые первоначально будут использоваться в системе и в управляемых объектах, а также тех компонентов и подсистем, которые планируется применять при развитии и наращивании на последующих стадиях разработки. Системотехнические описания должны содержать указания по принадлежности системных компонентов и подсистем к определенным функциональным частям системы или управляемого объекта. Процессуальное описание содержит перечисление и смысловое назначение всех основных и вспоelectronica.by

НАУКА могательных процессов, протекающих в системе и обеспечивающих обработку или преобразование вещества, энергии и информации. В этом описании важную роль играют понятия системных операций, событий, процессов и состояний, которые необходимы для понимания особенностей построения системных процессов. Под системной операцией здесь подразумевается определенная последовательность действий, объединенных единым замыслом и направленных на конкретную обработку или преобразование вещества, энергии и информации [1, 2]. Системное событие — это свершившийся факт обработки вещества, энергии и информации, который характеризуется соответствующими параметрами. Развитие системных событий во времени, обусловленного выполнением определенного набора системных операций, составляет сущность системного процесса. Инструментально или визуально различимые вещественные, энергетические и информационные обстоятельства существования и жизнедеятельности системы, ее составных частей и процессов, которые характеризуются соответствующими параметрами и моментами времени, определяют возможные системные состояния. Для системы операция выступает в качестве элементарной единицы целенаправленной работы, в результате которой происходит системное событие. Реализация системного процесса приводит к изменению системного состояния. В процессуальном описании для каждого процесса в общем случае раскрывается цель его реализации или назначение, а также состав и назначение отдельных операций. Кроме того, характеризуются: способ выполнения процесса, исходные системные состояния возможного начала процесса и их материальные, энергетические или информационные ресурсы, конечные системные состояния возможного завершения процесса и результаты обработки или преобразования вещества, энергии или информации. Взаимодействие системы с внешней средой и взаимодействие составных частей системы друг с другом всегда осуществляется с помощью конкретных системных процессов. Степень детализации процессов определяется назначением описания. Системотехнические протоколы требуют наиболее скрупулезного отражения абсолютно всех подробностей и особенностей реализации процессов, что в значительной мере гарантирует бесконфликтное поведение системы в реальной внешней среде, а также бесконфликтную работу всех ее составных частей. Описание функциональных свойств и функций системы содержит вербальное (словесное) перечисление и смысловое изложение всех функциональных свойств системы, а также ее функций. Для каждой функции в общем случае раскрывается цель или назначение, способ выполнения или алгоритм реализации, исходные материальные, энергетические или информационные ресурсы, результаты обработки или преобразования вещества, энергии или информации. При этом степень детализации функционального описания системы определяется его конкретным назначением. При подготовке исходных функциональных требований допускается перечисление и смысловое изложение №10-2016

НАУКА укрупненных функциональных свойств и функций, при этом мелкие подробности и особенности не должны препятствовать восприятию основного функционального облика объекта или явления, а также порядка взаимодействия составных частей системы. Разработка системотехнических протоколов взаимодействия и системотехнических руководств требует наиболее подробного изложения материала с раскрытием всех подробностей и особенностей выполнения функций и обеспечения функциональных свойств. Под системотехническим протоколом взаимодействия понимается документ, который разрабатывается системными аналитиками, и отражает следующие аспекты: – точно установленные объемы, состав и виды вещества, энергии и информации, которые разрешается использовать для обеспечения взаимодействия системы с внешней средой, включая управляемые объекты, или для обеспечения взаимодействия составных частей системы между собой; – точно установленный порядок, условия и функции для выполнения бесконфликтной инициализации, поддержания и завершения указанного взаимодействия; – точно установленный порядок действий и функции системы при возникновении и разрешении конфликтов. Применительно к интеллектуальным системам описание функциональных свойств и функций должно содержать их разделение на основные функции, которые предполагается выполнять в основном режиме функционирования, и на функции, которые предполагается выполнять в технологических режимах при инсталляции и настройке системы. Такое разграничение производится при выработке требований и составлении описаний каждой основной функции путем детального анализа тех информационных ресурсов, которые необходимы для ее реализации. В интеллектуальных системах практически всякое преобразование или переработка информации, а также подготовка управленческого решения и построение на его основе тех или иных управляющих воздействий сопряжены с использованием различных условно-постоянных и экспертных данных. Системные аналитики должны предусмотреть особые вспомогательные функциональные механизмы ввода этих сведений в систему, а также последующего контроля их правильности и непротиворечивости. Спецификация указанных информационных ресурсов для каждой основной функции позволяет сформировать состав необходимых вспомогательных технологических функций. Данный состав, как правило, оказывается избыточным из-за использования одних и тех же информационных ресурсов при выполнении системой различных функций. По результатам выработки требований и составления описаний всех основных функций в полученном составе технологических функций устраняется избыточность и находится его рациональное построение. Описание условий жизнедеятельности и возмущающих факторов отражает сведения об особенностях пространственного размещении системы, об ожидаемых механических, климатических и электромагнитных воздействиях, а также другие вопросы обеспечения функционирования основных объектов системы и протекания в ней сложных явлений. Пространственное размещение 58

№10-2016

ЭЛЕКТРОНИКА инфо системы тесно связано с исходными системотехническими массогабаритными параметрами и требованиями по базированию системы. Возможно формирование требований по построению малогабаритных переносных составных частей и самой системы в целом, по размещению средств системы в помещениях разного типа, по монтированию ее на транспортной платформе. Фактически это определяет ожидаемые механические ударные и вибрационные нагрузки, которые должны быть отражены в описании. Отдельную часть описания составляют климатические условия — допустимые рабочие диапазоны температуры и влажности, а также степень влияния атмосферных осадков. Допустимые электромагнитные воздействия отражаются в виде предельных значений напряженностей электромагнитных полей, при которых система должна сохранять работоспособность. Информационно-параметрическое описание содержит подробное перечисление и смысловое назначение форматов информации и параметров функционирования как самой системы, так и всех ее основных и вспомогательных процессов. Часть форматов информации и параметров функционирования, как правило, задается в виде исходных требований, остальные сведения формируются на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований или на основе результатов моделирования. Представленные здесь описания интеллектуальной системы образуют многоуровневую иерархическую архитектуру системотехнических знаний, которые отражают основные стороны построения и жизнедеятельности данной системы, обеспечивают возможность ее практического создания и использования. Формирование графа отображения начальной или базовой онтологии предметной области При построении онтологий системным аналитикам требуется использовать различные типы связей, соответствующие типам отображаемых отношений (предикатов) [5]. Часть возможных типов связей и соответствующие им термины достаточно прочно закрепились в теории семантических сетей. К ним относятся структурные связи типа ISA, SUB, PART-OF. – Связь ISA является классификационной (таксономической) и отражает отношение между объектом и множеством объектов класса (объект является экземпляром определенного класса). Эта связь предполагает наследование объектом свойств того класса, к которому он относится. На основе связей ISA могут строиться иерархические древовидные структуры. – Связь типа SUB (синоним – AKO, «A Kind of») задает отношение между надмножеством (гиперонимом) и подмножеством (гипонимом), при этом свойства надмножества наследуются подмножеством. – Связь типа PART-OF (синоним – HasPart) соответствует отношениям меронимии частей и целого, при этом предполагается, что часть не наследует свойства целого. Помимо вышеуказанных связей достаточно часто возникает необходимость введения в концептуальную схему функциональных связей типа SF для отображеelectronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо ния функциональных отношений, атрибутивных связей типа SA для отображения отношений свойств, логических связей типа SL и каузальных (причинно-следственных) связей CAUSE. Применяются и иные типы связей, обусловленные особенностями предметной области проектируемой интеллектуальной системы. Причем в однородных семантических сетях применяются связи одного типа, которые отображают однотипные отношения; в разнородных семантических сетях используются различные типы связей. Отношения, отображаемые связями концептуальной схемы, могут иметь различную арность. Наибольшей обозримостью обладают связи бинарных отношений, при этом с увеличением арности возникает проблема графического отображения концептуальной схемы. Для преодоления этих сложностей граф концептуальной схемы строится в виде двудольного графа. Он состоит из двух частей: одна его часть включает вершины – понятия, отображаемые в виде прямоугольников, а другая часть содержит вершины – отношения, отображаемые в виде овалов. Такое отображение позволяет достаточно наглядно графически представить требуемые смысловые конструкции связей концептуальной схемы. Слой морфологического описания специфицирует наполнение предметной области характерными для нее объектами физической природы: предметами, событиями и состояниями. Рассматриваемые концепты определяют некоторое подмножество вершин {Xm} ∈ X графа G = <X, S> модели предметной области. Среди концептов этого слоя целесообразно выделять концепты, соответствующие более общим понятиям, и объекты, которые выражают как общие, так и частные сущности. Таким образом, на смыслоразличительном уровне используется возможность учета фактов и отношений структурной соподчиненности концептов с использованием связей типа ISA, SUB и PART-OF. Ниже приведены примеры соподчиненности, образованной на связях ISA и SUB с наследованием свойств.

НАУКА Здесь представлен также пример структурной соподчиненности концептов, образованной на связях PART-OF без наследования свойств.

Совокупность подмножества вершин {Xm} ∈ X и подмножеств структурных связей {ISAm} ∈ S, {SUBm} ∈ S, {PART-OFm} ∈ S образуют подграф морфологического слоя концептуальной схемы Gm: Gm = <{Xm} ∈ X; {ISAm} ∈ S; {SUBm} ∈ S; {PART-OFm} ∈ S>. Процессуальный слой охватывает описания процессов, событий и операций, которые могут быть реализованы в пределах предметной области и также относятся к категории объектов физической природы. Они определяют второе подмножество вершин {Xp} ∈ X графа G =<X, S>, которые могут соединяться структурными связями {ISAp} ∈ S, {SUBp} ∈ S, {PART-OFp} ∈ S и образовывать подграф процессуального слоя Gp: Gp = <{Xp} ∈ X; {ISAp} ∈ S; {SUBp} ∈ S; {PART-OFp} ∈ S>. В модели предметной области подграфы Gp и Gm объединяются с помощью каузальных связей {CAUSEpm} ∈ S, которые отражают отношения принадлежности процессов, событий и операций к определенным концептам. Данные концепты выступают в качестве владельцев этих событий, процессов и операций, что продемонстрировано примером.

Свойственно-функциональный слой отображает абстрактные свойства и функции, присущие концептам {Xf} ∈ X предметной области. Они проявляются непосредственно в виде собственных свойств объектов {Xf} или в виде результатов возникновения определенных событий, протекания тех или иных процессов и реализации соответствующих функций. Свойства и функции определяют третье подмножество вершин {Xf} ∈ X графа G = <X, S> модели предметной области. Они могут соединяться структурными связями {ISAf} ∈ S, {SUBf} ∈ S, {PART-OFf}∈S и образовывать подграф свойственнофункционального слоя: Gf = <{Xf} ∈ X; {ISAf} ∈ S; {SUBf} ∈ S; {PART-OFf} ∈ S>. electronica.by

№10-2016

НАУКА Подграф Gf может объединяться с помощью атрибутных, каузальных и функциональных связей {SАf} ∈ S, {CAUSEf} ∈ S, {SFf} ∈ S, отражающих свойственнофункциональные отношения, с подграфами Gm и Gp. Например, в контроллере канала передачи данных в качестве процесса может рассматриваться «кодирование», а в модуляторе канала – процесс «передача информации».

ЭЛЕКТРОНИКА инфо Gi = <{Xi} ∈ X; {ISAi} ∈ S; {SUBi} ∈ S; {PART-OFi} ∈ S>. Подграф Gi может объединяться с подграфами Gm, Gp, Gf и Gu с использованием атрибутных и каузальных связей {SАi} ∈ S, {CAUSEi} ∈ S. Для выделенных слоев описаний должны выполняться следующее теоретико-множественные соотношения: X = Xф U Xа, Xф = {Xm} U {Xp} U {Xu}, Xа = {Xf} U {Xi},

Последние отношения могут быть записаны на языке предикатов первого порядка в виде одной из возможных формул: (kkpd ↔ ПОМ–УСТ–КОД) U (mkpd ↔ ПД) → → (kpd ↔ ПОМ–УСТ–ПД), где элементами тезауруса выступают следующие понятия: – ПОМ–УСТ–КОД – константа помехоустойчивого кодирования данных; – ПД – константа передачи данных; – ПОМ–УСТ–ПД – константа помехоустойчивой передачи данных по каналу; – kkpd – переменная, указывающая на свойства контроллера канала передачи данных; – mkpd – переменная, указывающая на свойства модулятора канала передачи данных; – kpd – переменная, указывающая на свойства канала передачи данных. Эта формула может быть интерпретирована следующим образом: если контроллер канала передачи данных обладает свойством помехоустойчивого кодирования, а модулятор канала обладает свойством передачи данных, то канал обладает свойством помехоустойчивой передачи данных. Слой условий жизнедеятельности и возмущающих факторов специфицирует физические условия функционирования объектов (механические, климатические, электромагнитные, радиационные), а также возмущения, влияние которых на объекты, процессы, свойства и функции необходимо учитывать в онтологии предметной области {Xu} ∈ X. Они могут соединяться структурными связями {ISAu} ∈ S, {SUBu} ∈ S, {PART-OFu} ∈ S и образовывать подграф слоя условий жизнедеятельности и возмущающих факторов:

где Xф – подмножество концептов предметной области, соответствующих объектам физической природы; Xа – подмножество абстрактных элементов предметной области. Весь процесс построения онтологии может быть разбит на несколько независимых этапов, на каждом из которых решаются конкретные задачи, а полученные результаты, в свою очередь, служат исходными данными для решения последующих задач [5, 6, 9–11]. Обобщение различных подходов позволяет выделить определенную последовательность действий в построении онтологий: – разработка послойных системотехнических описаний; – извлечение из послойных описаний соответствующих объектов – кандидатов и разбиение их на функционально-тематические группы (кластеризация); – присвоение обобщающих понятий – концептов каждой группе; – построение некоторой начальной или базовой онтологии предметной области; – определение отношений между концептами; – формирование правил расширения концептов; – постепенное расширение и уточнение онтологии; – построение некоторой начальной или базовой онтологии предметной области; – формирование правил подготовки выводов, заключений и решений с использованием модели предметной области. Граф для отображения начальной или базовой онтологии предметной области в большинстве случаев может иметь вид, представленный на рисунке 2.

Gu = <{Xu} ∈ X; {ISAu} ∈ S; {SUBu} ∈ S; {PART-OFu} ∈ S>. Подграф Gu может объединяться с помощью каузальных и логических связей {CAUSEu} ∈ S, {SLu} ∈ S с подграфами Gm, Gp и Gf. Информационно-параметрический слой отражает набор абстрактных качественных и количественных требований {Xi} ∈ X, которые актуальны для рассматриваемой предметной области. Они могут соединяться структурными связями {ISAi} ∈ S, {SUBi} ∈ S, {PART-OFi} ∈ S и образовывать подграф информационно-параметрического слоя: 60

№10-2016

Рисунок 2 – Начальный граф отображения базовой онтологии предметной области

С точки зрения решаемых системных задач рассматриваемый метод начального построения онтологии позволяет создавать спецификации1 и описывать все суСпецификация — это документ в виде таблицы, определяющий перечень объектов или иных составных частей, входящих в предметную область.

electronica.by

ЭЛЕКТРОНИКА инфо щественные объекты предметной области, их свойства и отношения между объектами. Следует учитывать ряд правил по составлению системных описаний, позволяющих оптимизировать их объем. В частности, не стоит без доказательной основы расширять количество слоев системных описаний. Кроме того, целесообразно отказаться от учета объектов, свойств и отношений, влияние которых на результаты решения системных задач незначительно, а их отображение приводит к усложнению концептуальной схемы. Рассматриваемая модель обладает свойством монотонности, которое обеспечивает поэтапную детализацию подмножеств Xm, Xp, Xf, Xu, Xi, а также добавление новых объектов и новых типов отношений без изменения ранее построенной части модели. Интерпретация с использованием графов создает условия для общей обозримости семантической сети и наглядности операций в предметной области. В большинстве реальных проектов базовые онтологии строятся вручную с использованием знаний и опыта экспертов. В настоящее время в базовые онтологии включают около 30–40 концептов и необходимых отношений. Базовые онтологии одновременно применяются в качестве своеобразного фильтра для отбора и добавления в них новых концептов и отношений с целью расширения онтологии. Следует особо отметить, что ни одна конструкция семантических сетей не содержит точного представления о структуре предметной области. Кроме того, семантические сети – это пассивные построения, для которых необходимо введение специального аппарата выводов. Определенную проблему представляет организация поиска требуемой информации в крупных семантических сетях, поскольку при решении конкретной функциональной задачи необходимо обеспечивать периодический поиск требуемых сетевых фрагментов. Заключение Формальное представление предметных областей является одной из важнейших исходных задач проектирования интеллектуальных систем для формирования выводов и заключений, а также для автоматизированной выработки управленческих решений. В связи с этим предложены, обоснованы и проанализированы принципы построения концептуальных схем предметных областей на основе онтологий, применимые в практике создания интеллектуальных систем. Указанные концептуальные схемы содержат первичные системотехнические описания интеллектуальных систем: морфологическое и процессуальное, описания свойств и функций, условий жизнедеятельности и возмущающих факторов, а также информационно-параметрическое описание. Для представления концептуальных схем предметных областей рассмотрено использование ориентированных графов, которые удовлетворяют определенным правилам, принятым в рассматриваемом разделе знаний, и которые отражают все релевантные концепты этого раздела знаний, а также смысловые связи между ними. Проведено обобщение различных подходов к построению концептуальных electronica.by

НАУКА схем и онтологий, что позволило выделить определенную последовательность действий, обеспечивающую формирование графа для отображения начальной или базовой онтологии предметной области и его последующего развития. Литература: 1. Дружинин, В.В. Системотехника / В.В. Дружинин, Д.С. Конторов. – М.: Радио и связь, 1985. – 200 c. 2. Николаев, В.И. Системотехника: методы и приложения / В.И. Николаев, В.М. Брук. – Л.: Машиностроение, 1985. – 199 c. 3. Кузнецов, Е.С. Управление техническими системами / Е.С. Кузнецов. – М.: МАДИ, 2003. – 247 с. 4. Рыбина, Г.В. Основы построения интеллектуальных систем / Г.В. Рыбина. – М.: Финансы и статистика, Инфра, 2010. – 432 c. 5. Найханова, Л.В. Основные типы семантических отношений между терминами предметной области / Л.В. Найханова // Известия высших учебных заведений. Технические науки. – 2008. – № 1. – С. 62–68. 6. Интернет-ресурс: http://www.mkbergman.com/991/ the-state-of-tooling-for-semantic-technologies. 7. Оробинская, Е.А. Метод автоматического построения онтологии предметной области на основе анализа лингвистических характеристик текстового корпуса / Е.А. Оробинская // Интернет–ресурс: archiv.org/ pdf/1405/1346. 8. Simperl, E. Achieving Maturity: the State of Practice in Ontology Engineering in 2009 / E. Simperl, M. Mochol // International Journal of Computer Science and Applications. Technomathematics Research Foundation. – 2010. – V. 7. – № 1. – P. 45–65. 9. De Nicola, A., et. all. A software engineering approach to ontology building / A. De Nicola, et. all. // Information Systems. – 2009. – № 34. – P. 258–275. 10. Zhou, L. Ontology Learning: State of the Art and Open Issues / L. Zhou // Information Technology and Management. – 2007. – V. 3. – № 8. – P. 241–252. 11. Кузнецов, И.П. Механизмы обработки семантической информации / И.П. Кузнецов. – М.: Наука, 1978. – 115 с. Abstract Plotting principles have been proposed in the application domain based on ontologies which are used in the practice of establishment of intelligent systems. These conceptual schemes contain primary system morphological and procedural descriptions of intelligent systems, descriptions of properties and functions, standards of living and disturbing factors, as well as information and parameter description. In order to present conceptual schemes of application domains the use of oriented graphs has been considered which satisfy the rules adopted in the considered knowledge units. Various approaches to conceptual schemes plotting have been generalized and certain sequence of actions has been assigned which provides graph formation for presentation of the initial and basic ontology of the application domain. Поступила в редакцию 15.04.2016 г. №10-2016

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

ВЫСТАВКИ ПО ТЕМЕ «ЭЛЕКТРОНИКА. КОМПОНЕНТЫ». НОЯБРЬ 2016 8-я международная выставка Человек и безопасность 2016 01-11-2016 – 03-11-2016 Беларусь, Минск RIW-2016 НЕДЕЛЯ РОССИЙСКОГО ИНТЕРНЕТА 01-11-2016 – 03-11-2016 Россия, Москва ПЕРЕДОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗАЦИИ. ПТА-2016 16-я специализированная выставка оборудования и технологий для АСУ ТП и встраиваемых систем 01-11-2016 – 03-11-2016 Россия, Москва КРИОГЕН-ЭКСПО. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ГАЗЫ-2016 15-я международная специализированная выставка 01-11-2016 – 03-11-2016 Россия, Москва АВТОКОМПЛЕКС-2016 23-я московская международная выставка «Автозаправочный комплекс. Автотехсервис. Гараж и паркинг» 01-11-2016 – 03-11-2016 Россия, Москва HI-TECH BUILDING'2016 15-я международная выставка. Автоматизация зданий и электротехнические системы. Конференция «Интеллектуальное здание» 01-11-2016 – 03-11-2016 Россия, Москва INTEGRATED SYSTEMS RUSSIA'2016 Международная выставка профессионального аудио- и видеооборудования и системной интеграции для корпоративного и домашнего сектора 01-11-2016 – 03-11-2016 Россия, Москва ProOffice 2-я международная специализированная выставка 01-11-2016 – 04-11-2016 Беларусь, Минск 62

№10-2016

INDUSTRIAL AUTOMATION SHOW 2016 Международная выставка систем автоматизации 01-11-2016 – 05-11-2016 Китай, Шанхай IMAT 2017 2-ая Индонезийская выставка технических средств производства и автоматизации 02-11-2016 – 03-11-2016 Индонезия, Бекаси ELECTRICAL CHINA 2016 Международная выставка электрического оборудования 02-11-2016 – 04-11-2016 Китай, Шанхай EP SHANGHAI 2016 Международная энергетическая выставка оборудования и технологий 02-11-2016 – 04-11-2016 Китай, Шанхай EP China/ Electrical China 2016 16-я международная выставка и конференция электроэнергетического оборудования и технологий 02-11-2016 – 04-11-2016 Китай, Пекин 3D PRINT EXPO 2016 Выставка 3D печати и сканирования 03-11-2016 – 04-11-2016 Россия, Москва «Белорусский дом» и «Системы отопления и водоснабжения» 03-11-2016 – 05-11-2016 Беларусь, Минск Astana Zdorovie 2016 13-я Казахстанская международная выставка «Здравоохранение» Информационные технологии, радиовещание и телекоммуникации. Медицинское оборудование, приспособления и материалы 03-11-2016 – 05-11-2016 Казахстан, Астана

Expo Elettronica Bastia Umbra 2016 Выставка электроники и сопутствующей продукции 05-11-2016 – 06-11-2016 Италия, Бастия-Умбра IEE 2016 16-я Международная выставка по электроэнергетике Ирана 05-11-2016 – 08-11-2016 Иран, Тегеран Securika St. Petersburg 25-я Международная выставка технических средств охраны и оборудования для обеспечения безопасности и противопожарной защиты 08-11-2016 – 10-11-2016 Россия, Санкт-Петербург Vision 2016 Международная выставка систем и компонентов машинного зрения 8-11-2016 – 10-11-2016 Германия, Штутгарт CEF Shanghai 2016 Китайская международная выставка электроники 8-11-2016 – 10-11-2016 Китай, Шанхай ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 7-я международная специализированная выставка 8-11-2016 – 11-11-2016 Беларусь, Минск INTERLIGHT MOSCOW POWERED BY LIGHT+BUILDING 2016 Международная выставка по освещению, электротехнике и системам автоматизации зданий 08-11-2016 – 11-11-2016 Россия, Москва Electronica Munchen 2016 Международная выставка электронных компонентов, систем и устройств 8-11-2016 – 11-11-2016 Германия, Мюнхен electronica.by

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо MITEX 2016 Международная специализированная выставка инструментов и оборудования 08-11-2016 – 11-11-2016 Россия, Москва INTERLIGHT MOSCOW POWERED BY LIGHT+BUILDING-2016 Международная выставка декоративного и технического освещения, электротехники и автоматизации зданий 08-11-2016 – 11-11-2016 Россия, Москва VIETWATER 2016 Выставка в области водоснабжения, водных ресурсов и очистки воды 09-11-2016 – 11-11-2016 Вьетнам, Сайгон MEDICA-2016 48-й всемирный форум медицины – международная специализированная выставка и конгресс. 14-11-2016–17-11-2016 Германия, Дюссельдорф IITF 2016 36-я Индийская международная торговая ярмарка. Бытовые приборы и материалы, изделия бытовой электроники 14-11-2016 – 27-11-2016 Индия, Нью-Дели European Utility Week 2016 Выставка-конференция умных домов, измерений, биллинга, CRM, передачи, распределения и умный электросетей 15-11-2016 – 17-11-2016 Испания, Барселона

HOBBY & ELEKTRONIK 2016 Выставка компьютерной техники и электроники 17-11-2016 – 20-11-2016 Германия, Штутгарт 3D Print Expo 2016 Выставка передовых технологий 3D-печати и сканирования 17-11-2016 – 18-11-2016 Россия, Москва NANOTECHOILGAS-2016 V Международная научнопрактическая конференция «Наноявления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям» 22-11-2016 – 23-11-2016 Россия, Москва SPS/IPC/Drives 2016 26-я Международная выставка и конференция по системам и элементам автоматизации. 22-11-2016 – 24-11-2016 Германия, Нюрнберг НАНОСТРУКТУРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ-2016: БЕЛАРУСЬ-РОССИЯ-УКРАИНА (НАНО-2016) V Международная научная конференция 22-11-2016 – 25-11-2016 Беларусь, Минск VI-ая Всероссийская конференция по наноматериалам НАНО 2016 22-11-2016 – 25-11-2016 Москва, Россия

EUW 2016 (EUROPEAN UTILITY WEEK) Европейская неделя интеллектуальных и смарт-технологий 15-11-2016 – 17-11-2016 Австрия, Вена

IDEAS 2016 9-я Международная выставка-семинар оборонной промышленности 22-11-2016 – 25-11-2016 Пакистан, Карачи

ЭНЕРГЕТИКА. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ 2016 Международная специализированная выставка 15-11-2016 – 17-11-2016 Россия, Екатеринбург

ENES 2016 5-я Международная выставка и конференция по энергоэффективности и энергосбережению 23-11-2016 – 25-11-2016 Россия, Москва

electronica.by

KAZAKHSTAN SECURITY SYSTEMS-2016 III Международная выставка по безопасности и гражданской защите 23-11-2016 – 25-11-2016 Казахстан, Астана MetalEx Thailand 2016 Международная выставка станков, оборудования и технологий для металлообработки, Тайланд, Бангкок 23-11-2016 – 26-11-2016 Таиланд, Бангкок Electricity EXPO North Africa Североафриканская международная выставка по электроэнергетике 23-11-2016 – 26-11-2016 Алжир, Алжир C-Touch Shenzhen 2016 Международная выставка сенсорных экранов 24-11-2016 – 26-11-2016 Китай, Шэньчжэнь Mondo Elettronica 2016 Выставка электроники и сопутствующей продукции 26-11-2016 – 27-11-2016 Италия, Болонья «Электроника-Урал 2016» II Международная специализированная выставка 28-11-2016 – 30-11-2016 Россия, Екатеринбург ТрансБалтика 2-я Международная выставка транспортно-логистических и таможенных услуг, технических средств и складских технологий 30-11-2016 – 02-12-2016 Россия, Санкт-Петербург

№10-2016

ПРАЙС-ЛИСТ

ЭЛЕКТРОНИКА инфо

НАИМЕНОВАНИЕ ТОВАРА

ЦЕНА

НАЗВАНИЕ КОМПАНИИ

АДРЕС, ТЕЛЕФОН

ООО «ФЭК»

Тел. +375 17 210-21-89, +375 29 370-90-92. E-mail: info@fek.by www.fek.by

Договор

ТУП «Альфачип Лимитед»

Тел./ф.: +375 17 366-76-16. E-mail: analog@alfa-chip.com www.alfa-chip.com

Договор

Группа компаний «Альфалидер»

Тел./ф.: +375 17 391-02-22, тел.: +375 17 391-03-33. www.alider.by

Договор

ООО «СветЛед решения»

Договор

ООО «Автоматикацентр»

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОДУКЦИЯ

Датчики и средства автоматики производства фирмы TURCK (Германия) и Banner Engineering (США)

Договор

Индукционные лампы фирмы LVD 40, 80, 120, 150, 200, 300 W

Договор

Комплексная поставка электронных компонентов Датчики, сенсоры и средства автоматизации Светодиодные индикаторы, TFT, OLED и ЖК-дисплеи и компоненты для светодиодного освещения Дроссели, ЭПРА, ИЗУ, пусковые конденсаторы, патроны и ламподержатели для люминесцентных ламп АС/DC источники тока, LED-драйвера, источники напряжения для светодиодного освещения и мощных светодиодов Мощные светодиоды (EMITTER, STAR), сборки и модули мощных светодиодов, линзы ARLIGHT Управление светом: RGB-контроллеры, усилители, диммеры и декодеры Источники тока AC/DC для мощных светодиодов (350/700/100-1400 мА) мощностью от 1 W до 100 W ARLIGHT Источники тока DC/DC для мощных светодиодов (вход 12-24V) ARLIGHT Источники напряжения AC/DC (5-12-24-48V/ от 5 до 300 W) в металлическом кожухе, пластиковом, герметичном корпусе ARLIGHT, HAITAIK Светодиодные ленты, линейки открытые и герметичные, ленты бокового свечения, светодиоды выводные ARLIGHT Светодиодные лампы E27, E14, GU 5.3, GU 10 и др. Светодиодные светильники, прожектора, алюминиевый профиль для светодиодных изделий Индуктивные, емкостные, оптоэлектронные, магнитные, ультразвуковые, механические датчики фирмы Balluff (Германия) Блоки питания, датчики давления, разъемы, промышленная идентификация RFID, комплектующие фирмы Balluff (Германия) Магнитострикционные, индуктивные, магнитные измерители пути, лазерные дальномеры, индуктивные сенсоры с аналоговым выходом, инклинометры фирмы Balluff (Германия) Инкрементальные, абсолютные, круговые магнитные энкодеры фирмы Lika Electronic (Италия) Абсолютные и инкрементальные магнитные измерители пути, УЦИ (устройство цифровой индикации), тросиковые блоки, муфты, угловые актуаторы фирмы Lika Electronic (Италия) Преобразователи частоты, устройства плавного пуска, сервопривода, ПЛК, интеллектуальные реле, сенсорные панели, линейные и шаговые приводы фирмы Schneider Electric (Франция) Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы, УЗИП, выключатели нагрузки фирмы Schneider Electric (Франция) Контакторы, промежуточные реле, тепловые реле перегрузки, реле защиты, автоматические выключатели защиты двигателя фирмы Schneider Electric (Франция) Кнопки, переключатели, сигнальные лампы, посты управления, джойстики, выключатели безопасности, источники питания, световые колонны фирмы Schneider Electric (Франция) Универсальные шкафы, автоматические выключатели, устройства управления и сигнализации, УЗО и дифавтоматы, промежуточные реле, выключатели нагрузки, контакторы, предохранители, реле фирмы DEKraft

Тел./ф.: +375 17 214-73-27, +375 17 214-73-55. E-mail: info@belaist.by www.belaist.by

Тел./ф.: +375 17 218-17-98, тел.: +375 17 218-17-13. Е-mail: sos@electric.by www.electric.by

КВАРЦЕВЫЕ РЕЗОНАТОРЫ, ГЕНЕРАТОРЫ, ФИЛЬТРЫ, ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЕ И ПАВ ИЗДЕЛИЯ

Любые кварцевые резонаторы, генераторы, фильтры (отечественные и импортные) Кварцевые резонаторы Jauch под установку в отверстия и SMD-монтаж Кварцевые генераторы Jauch под установку в отверстия и SMD-монтаж Термокомпенсированные кварцевые генераторы Резонаторы и фильтры на ПАВ Пьезокерамические резонаторы, фильтры, звонки, сирены

Договор

УП «Алнар»

Тел./ф.: +375 17 227-69-97, тел.: +375 17 227-28-10, тел.: +375 17 227-28-11, тел.: +375 29 644-44-09. E-mail: alnar@tut.by www.alnar.net

СПЕЦПРЕДЛОЖЕНИЕ

Большой выбор электронных компонентов со склада и под заказ. Микросхемы производства Xilinx, Samsung, Maxim, Atmel, Altera, Infineon и пр. Термоусаживаемая трубка, диоды, резисторы, конденсаторы, паялная паста, кварцевые резонаторы и генераторы, разъемы, коммутация и др.

Договор

ЧТУП «Чип электроникс»

Тел./ф.: +375 17 269-92-36. E-mail: chipelectronics@mail.ru www.chipelectronics.by

Широчайший выбор электронных компонентов (микросхемы, диоды, тиристоры, конденсаторы, резисторы, разъемы в ассортименте и др.)

Договор

Группа компаний «Альфалидер»

Тел./ф.: +375 17 391-02-22, тел.: +375 17 391-03-33. www.alider.by

Мультиметры, осциллографы, вольтметры, клещи, частотомеры, генераторы отечественные и АКИП, АРРА, GW, LeCroy, Tektronix, Agillent

1-й поставщик

ООО «Приборостроительная компания»

Тел./ф.: +375 17 284-11-18, тел.: +375 17 284-11-16. E-mail: 4805@tut.by

Поставка электронных компонентов и отладочных средств (микросхемы, реле, герконы, батарейки, кварцевые резонаторы) по проектным ценам: Texas Instruments, Intersil, Cypress, MXIC, Huawei, EM-Marin, COTO, Gruner, COMUS, Micro Crystal, RENATA, PKCELL, XENO, SAURIS и др.

От дистрибьютора

ООО «БелСКАНТИ»

Тел./ф.: +375 17 256-08-67, тел.: +375 17 398-21-62. E-mail: nab@scanti.ru www.scanti.ru

№10-2016

electronica.by

УНП 192441299