Радиолоцман 2013№01 (20) by Yurgen

Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ ßíâàðü 2013 (20)

FRAM ïîâûøàåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü è ñíèæàåò ýíåðãîïîòðåáëåíèå ñèñòåì íà ìèêðîêîíòðîëëåðàõ Ïðîòîêîë âûñîêîãî óðîâíÿ CANopen ×åëîâåêî-ìàøèííûé èíòåðôåéñ îñâàèâàåò òðåòüå èçìåðåíèå Çàùèòà ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ óñòðîéñòâ, ðàçðàáîòàííûõ íà áàçå ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ñ EEPROM

Òåïåðü â ôîðìàòå À4

10-12 ÀÏÐÅËß 2013 ÌÅÑÒÎ ÏÐÎÂÅÄÅÍÈß:

ÊÐÎÊÓÑ ÝÊÑÏÎ ÌÎÑÊÂÀ

ÂÅÑÜ ÖÂÅÒ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ

16-ß ÌÅÆÄÓÍÀÐÎÄÍÀß ÂÛÑÒÀÂÊÀ ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÕ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÎÂ È ÊÎÌÏËÅÊÒÓÞÙÈÕ Îðãàíèçàòîðû:

Ïðè ó÷àñòèè:

ò. (812) 380 6003/07/00, ô. (812) 380 6001, electron@primexpo.ru

Íîâîñòè

ÐÀÄÈÎËÎÖÌÀÍ

Øóìîïîãëîùàþùèå êîìïîíåíòû TDK ñíèæàþò «çâîí» íàïðÿæåíèÿ â èìïóëüñíûõ èñòî÷íèêàõ ïèòàíèÿ

ßíâàðü 2013 (20)

Cree àíîíñèðîâàëà ðåâîëþöèîííóþ ñâåòîäèîäíóþ çàìåíó ãàëîãåííûì ëàìïàì MR16

Vishay ïðåäñòàâëÿåò ïåðâûå â îòðàñëè ïðîâîëî÷íûå ðåçèñòîðû, âûäåðæèâàþùèå áðîñêè íàïðÿæåíèÿ äî 12 êÂ

Êîìïàêòíûé ìîäóëü îçîíàòîðà ïîçâîëÿåò óäàëÿòü ìèêðîáû è óñòðàíÿòü çàïàõè â áûòîâûõ ïðèáîðàõ

STMicroelectronics ïðåäñòàâèëà ñâåðõêîìïàêòíûé 3-îñåâîé àêñåëåðîìåòð ñî âñòðîåííûì ìèêðîêîíòðîëëåðîì

Ñêîí÷àëñÿ îñíîâàòåëü International Rectifier Ýðèê Ëèäîó

Elmos ïðåäîñòàâèëà ðàçðàáîò÷èêàì ìèêðîñõåìó äåòåêòîðà äûìà ñ èíòåðôåéñîì øëåéôà ñèãíàëèçàöèè

NXP àâòîìàòèçèðóåò «Óìíûé äîì» ñ ïîìîùüþ ZigBee è JenNet-IP

Ãëàâíûé ðåäàêòîð: À. Íèêîëàåâ

Íàä íîìåðîì ðàáîòàëè: À. Ãðèöàåíêî Â. Êîëåñíèê Ñ. Ìóðàò÷àåâ À. Íèêîëàåâ Ì. Ðóññêèõ Â. ×èñòÿêîâ

Ñòàòüè

Îáëîæêà: À. Êðàâ÷óê

Äèðåêòîð: Ñ. Ìóðàò÷àåâ

Ïî âîïðîñàì ðàçìåùåíèÿ ðåêëàìû, ïóáëèêàöèè àâòîðñêèõ ìàòåðèàëîâ, ñ çàìå÷àíèÿìè è ïîæåëàíèÿìè îáðàùàòüñÿ:

Linear Technology ðàçðàáîòàëà î÷åðåäíîé âûñîêîâîëüòíûé ïîíèæàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü ñ ðàáî÷åé ÷àñòîòîé äî 3 ÌÃö

FRAM ïîâûøàåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü è ñíèæàåò ýíåðãîïîòðåáëåíèå ñèñòåì íà ìèêðîêîíòðîëëåðàõ

Ïðîòîêîë âûñîêîãî óðîâíÿ CANopen. ×àñòü 1

Highscreen Alpha GT New: õîðîøî çíàêîìûé ñìàðòôîí ñ íîâûì

×åëîâåêî-ìàøèííûé èíòåðôåéñ îñâàèâàåò òðåòüå èçìåðåíèå

Ìåìðèñòîðû èìèòèðóþò ÷åëîâå÷åñêèé ìîçã

Ñíèæåíèå ïîòåðü â ñõåìàõ çàùèòû âõîäíûõ êàñêàäîâ Â× ïðèåìíèêîâ ñ îãðàíè÷èòåëÿìè íà Øîòòêè è PIN äèîäàõ

Êîíêóðñ DARPA Robotics Challenge: âûçîâ áðîøåí

Ñõåìû

rlocman@rlocman.ru

+7 (495) 721-72-14

Äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé ïðåöèçèîííûõ óñèëèòåëåé ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ òîêà ëåãêî ðàñøèðèòü äî 180 Â

www.rlocman.ru

Çàùèòà ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ óñòðîéñòâ, ðàçðàáîòàííûõ íà áàçå ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ñ EEPROM

Íåäîðîãîé äðàéâåð ìîùíîé íàãðóçêè íà ìèêðîñõåìå LM555

Ïðîñòîé ïðîáíèê ïîçâîëÿåò òåñòèðîâàòü öèôðîâûå ìèêðîñõåìû

Îôèöèàëüíûå âåðñèè æóðíàëà ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ áåñïëàòíî è áåç ðåãèñòðàöèè òîëüêî íà ñàéòå ÐàäèîËîöìàí

Îôîðìëåíèå áåñïëàòíîé ïîäïèñêè:

www.rlocman.ru/magazine

òåë. +7 (495) 221-5015

ôàêñ+7 (495) 946-1874

www.new-electronics.info

info@chipexpo.ru

ÍÎÂÀß ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ / ÐÎÑÑÈß

26-28

ÌÀÐÒÀ

2013

ÌÎÑÊÂÀ ÝÊÑÏÎÖÅÍÒÐ ÍÀ ÊÐÀÑÍÎÉ ÏÐÅÑÍÅ

ãëàâíàÿ ðîññèéñêàÿ âûñòàâêà ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ è ìîäóëåé

Ðàçðàáîò÷èêàì ìèêðîïðîöåññîðíûõ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ

Ðóêîâîäèòåëÿì ïðåäïðèÿòèé

Ìåíåäæåðàì ïî ñíàáæåíèþ

Ïîòðåáèòåëÿì ÑÂ× è RF -êîìïîíåíòîâ RF-êîìïîíåíòîâ

Ðàçðàáîò÷èêàì ñèëîâîé ýëåêòðîíèêè

Ðàçðàáîò÷èêàì äèçàéí-áþðî ìèêðîýëåêòðîíèêè

Êîíòðàêòíûì ðàçðàáîò÷èêàì è ïðîèçâîäèòåëÿì

Øóìîïîãëîùàþùèå êîìïîíåíòû TDK ñíèæàþò «çâîí» íàïðÿæåíèÿ â èìïóëüñíûõ èñòî÷íèêàõ ïèòàíèÿ Ýôôåêòèâíîå ïîäàâëåíèå «çâîíà» íàïðÿæåíèÿ áåç ñíèæåíèÿ ýíåðãåòè÷åñêîãî ÊÏÄ TDK Corporation ðàçðàáîòàëà ñåðèþ øóìîïîãëîòèòåëåé YNA15 â êîðïóñàõ òèïîðàçìåðà 1005 (ïî ñòàíäàðòó IEC), ïðåäíàçíà÷åííóþ äëÿ ïîäàâëåíèÿ «çâîíà» íàïðÿæåíèÿ, êîòîðûé ìîæåò âîçíèêàòü ïðè ðàáîòå èìïóëüñíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ (SMPS). Íîâûå øóìîïîãëîòèòåëè èìåþò åìêîñòü 0.1 ìêÔ è ðàññ÷èòàíû íà ðàáîòó ïðè íàïðÿæåíèè äî 25 Â. Â çàâèñèìîñòè îò òèïà ïðèáîðà, ýêâèâàëåíòíîå ïîñëåäîâàòåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå (ESR) YNA15 ìîæåò èìåòü âåëè÷èíó îò 50 ìÎì äî 1 Îì. Ïðè èñïîëüçîâàíèè êîìïîíåíòîâ ñ âõîäíîé ñòîðîíû SMPS, íàïðèìåð, ýëåêòðîìàãíèòíûå ïîìåõè ìîãóò áûòü ñíèæåíû íà 3.5 äÁ (ïðèìåðíî â 3 ðàçà). Òàêèì îáðàçîì, íîâûå ïðèáîðû ýôôåêòèâíî ïîäàâëÿþò «çâîí» íàïðÿæåíèÿ, íå âëèÿÿ íà ÊÏÄ óñòðîéñòâà. YNA15 çàìåíÿþò ñðàçó òðè êîìïîíåíòà: ðåçèñòîð è êîíäåíñàòîð â äåìïôèðóþùåé öåïè è ðàçâÿçûâàþùèé êîíäåíñàòîð. Ïðîäóêòû çàïóùåíû â ìàññîâîå ïðîèçâîäñòâî.

òðîìàãíèòíûå ïîìåõè èìåííî â òîì ÷àñòîòíîì äèàïàçîíå, â êîòîðîì âîçíèêàåò «çâîí». Â ïîñëåäíèå ãîäû â ñìàðòôîíû è äðóãèå ïîðòàòèâíûå óñòðîéñòâà èíòåãðèðóåòñÿ âñå áîëüøå è áîëüøå ôóíêöèé. Ýòî ïðèâîäèò, â ñâîþ î÷åðåäü, ê óâåëè÷åíèþ ïîòðåáëÿåìîé ýíåðãèè è òðåáóåò îñîáåííî áåðåæíîãî îòíîøåíèÿ ê åå èñïîëüçîâàíèþ, ÷òîáû ñîõðàíèòü âðåìÿ ðàáîòû àêêóìóëÿòîðîâ íà ïðèåìëåìîì óðîâíå. Ñëåäîâàòåëüíî, øóìû, ïîðîæäàåìûå èñòî÷íèêàìè ïèòàíèÿ, äîëæíû ïîäàâëÿòüñÿ ìèíèìàëüíûì êîëè÷åñòâîì êîìïîíåíòîâ è áåç äîïîëíèòåëüíûõ ïîòåðü ìîùíîñòè. Èìåííî äëÿ ýòèõ öåëåé TDK ñîçäàëà íîâóþ ñåðèþ ïðèáîðîâ YNA15.

Îñíîâíîå ïðèìåíåíèå ! Ïîäàâëåíèå «çâîíà» íàïðÿæåíèÿ â èìïóëüñíûõ èñòî÷íèêàõ ïèòàíèÿ.

Îñíîâíûå îñîáåííîñòè è ïðåèìóùåñòâà ! Ñòðóêòóðà âíóòðåííèõ ýëåêòðîäîâ ïîçâîëÿåò ðåàëèçîâàòü çíà÷åíèÿ ESR îò 50 ìÎì äî 1 Îì. ! Íîìèíàëüíîå íàïðÿæåíèå 25 Â.

Cree àíîíñèðîâàëà ðåâîëþöèîííóþ ñâåòîäèîäíóþ çàìåíó ãàëîãåííûì ëàìïàì M R16 MR16 Ïîñëåäíèå èííîâàöèè Cree, èñïîëüçóþùèå èñòî÷íèêè ñ îäèíî÷íûì ñâåòîäèîäîì, îáåñïå÷èâàþò òî÷íûé êîíòðîëü îïòè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ, áåçáëèêîâîå îñâåùåíèå è ñíèæåíèå ðàñõîäà ýëåêòðîýíåðãèè

Îñîáåííîñòè êîíñòðóêöèè SMPS èíîãäà òðåáóþò èñïîëüçîâàíèÿ êîíäåíñàòîðîâ ñ áîëåå âûñîêèìè çíà÷åíèÿìè ESR, ÷åì ó îáû÷íûõ ìíîãîñëîéíûõ êåðàìè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ. Ñ ó÷åòîì ýòîãî îáñòîÿòåëüñòâà TDK ðàçðàáîòàëà òàêóþ ñòðóêòóðó âíóòðåííèõ ýëåêòðîäîâ, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò èçãîòàâëèâàòü øóìîïîãëîòèòåëè ñ ëþáîé òðåáóåìîé âåëè÷èíîé ESR. Â ðåçóëüòàòå, ïîÿâèëàñü âîçìîæíîñòü ýôôåêòèâíî ïîäàâëÿòü ýëåê-

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Ïîòðåáëÿÿ ýíåðãèè íà 80% ìåíüøå, è â 8 ðàç ïðåâîñõîäÿ ïî ñðîêó ñëóæáû òðàäèöèîííûå 50-âàòòíûå ãàëîãåííûå ñâåòèëüíèêè MR16, ëàìïû Cree LM16 óñòàíàâëèâàþò íîâûé ñòàíäàðò ñâåòîäèîäíîãî îñâåùåíèÿ. Ëàìïû Cree îêóïàþòñÿ çà 12 ìåñÿöåâ ýêñïëóàòàöèè è ìîãóò ðàáîòàòü ãîäàìè áåç óõóäøåíèÿ ñâîèõ îñíîâíûõ òåõíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê. Íîâûå âûñîêîýôôåêòèâíûå ñâåòîäèîäíûå ëàìïû LM16 îòëè÷àþòñÿ ëó÷øåé â îòðàñëè ðàâíîìåðíîñòüþ ñâåòîâîãî ïó÷êà â óãëå ñâå÷åíèÿ 25° è ïðåêðàñíî ïîäõîäÿò äëÿ øèðîêîãî ñïåêòðà ïðèëîæåíèé â òîðãîâëå, ãîñòèíè÷íîì è æèëèùíîì õîçÿéñòâå.

ÍÎÂÎÑÒÈ

Íîâûå ñâåòîäèîäíûå ëàìïû LM16 íå òîëüêî ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóþò ðåãëàìåíòèðîâàííîìó ñòàíäàðòîì ANSI ôîðì-ôàêòîðó òðàäèöèîííûõ ãàëîãåííûõ ëàìï, íî è ìîãóò

óïðàâëÿòüñÿ ìíîæåñòâîì ñóùåñòâóþùèõ äèììåðîâ è òðàíñôîðìàòîðîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò áåñïðåïÿòñòâåííî èñïîëüçîâàòü èõ â ñóùåñòâóþùèõ ñèñòåìàõ îñâåùåíèÿ. Âñòðîåííûå öåïè çàùèòû è èíòåëëåêòóàëüíîå ÏÎ êîíòðîëÿ òåìïåðàòóðû â êîìáèíàöèè ñ èííîâàöèîííîé áåçâåíòèëÿòîðíîé êîíñòðóêöèåé îáåñïå÷èâàþò ëàìïàì äëèòåëüíûé ñðîê ñëóæáû áåç äåãðàäàöèè õàðàêòåðèñòèê. Ýêâèâàëåíòíàÿ 50-âàòòíîé ãàëîãåííîé ëàìïå Cree LM16 ñîçäàåò ñâåòîâîé ïîòîê 620 ëì, ïîòðåáëÿÿ âñåãî 9 Âò. Ýêâèâàëåíò 35âàòòíîé ãàëîãåííîé ëàìïû èìååò ñâåòîâîé ïîòîê 425 ëì ïðè ìîùíîñòè 7 Âò. Íîâûå ëàìïû ñêîíñòðóèðîâàíû ñ ðàñ÷åòîì íà ìèíèìàëüíûé ñðîê ñëóæáû 25,000 ÷àñîâ. ßðêîñòü ýêâèâàëåíòà 50-âàòòíîé ëàìïû ìîæåò ðåãóëèðîâàòüñÿ äî 5% îò ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñòè. Ëàìïû âûïóñêàþòñÿ ñ òðåìÿ óãëàìè ñâå÷åíèÿ: 17° (òî÷å÷íîå îñâåùåíèå), 25° (çàëèâàþùèé ñâåò) è 40° (øèðîêèé çàëèâàþùèé ñâåò). Ëàìïû LM16 LED ðåàëèçóþòñÿ ÷åðåç ñåòü êàíàëîâ ïðîäàæ îñâåòèòåëüíîé ïðîäóêöèè Cree.

Vishay ïðåäñòàâëÿåò ïåðâûå â îòðàñëè ïðîâîëî÷íûå ðåçèñòîðû, âûäåðæèâàþùèå áðîñêè íàïðÿæåíèÿ äî 12 êÂ Vishay Intertechnology ïðåäñòàâèëà ïåðâóþ â îòðàñëè ñåðèþ öåìåíòèðîâàííûõ ïðîâîëî÷íûõ ðåçèñòîðîâ, âûäåðæèâàþùèõ áðîñêè íàïðÿæåíèÿ äî 12 êÂ. Ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ îãðàíè÷åíèÿ âûñîêîâîëüòíûõ èìïóëüñíûõ áðîñêîâ òîêà, óñòðîéñòâà Vishay Draloric îïòèìèçèðîâàíû äëÿ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ ýëåêòðîííûõ ñ÷åò÷èêîâ,

ïðîìûøëåííîé è áûòîâîé òåõíèêè è ýëåêòðîííûõ áàëëàñòîâ. Äëÿ ïîâûøåíèÿ áåçîïàñíîñòè ïðè ïåðåãðóçêå ðåçèñòîðû íàìîòàíû íà âûñîêîêà÷åñòâåííûå êåðàìè÷åñêèå ñòåðæíè è çàùèùåíû íåãîðþ÷èì öåìåíòíûì ïîêðûòèåì. Ñåðèÿ Z300-C îòëè÷àåòñÿ âûñîêîé èìïóëüñíîé ïåðåãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòüþ è ìîæåò âûäåðæèâàòü äî 12 êÂ â ñîîòâåòñòâèè ñî ñòàíäàðòîì IEC 61000-4-5 (âðåìÿ íàðàñòàíèÿ/âðåìÿ ñïàäà – 1.2 ìêñ/50 ìêñ). Ïðåäåëüíî äîïóñòèìàÿ ïåðåãðóçî÷íàÿ ñïîñîáíîñòü çàâèñèò îò òèïà ðåçèñòîðà è åãî íîìèíàëüíîãî çíà÷åíèÿ. Ðåçèñòîðû ðàññåèâàþò ìîùíîñòü îò 1 Âò äî 6 Âò ïðè òåìïåðàòóðå îêðóæàþùåé ñðåäû 40 °C, è îò 0.9 Âò äî 5.4 Âò ïðè 70 °C. Ñåðèÿ âûïóñêàåòñÿ ñ äèàïàçîíàìè íîìèíàëüíûõ ñîïðîòèâëåíèé îò 0.15 Îì äî 10 êÎì ïðè äîïóñêå ±5% è ±10%. Ïî çàïðîñó äîñòóïíû äðóãèå çíà÷åíèÿ. Òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò ñîïðîòèâëåíèÿ (ÒÊÑ) ñîñòàâëÿåò ±200 ppm/Ê (±400 ppm/K äëÿ çíà÷åíèé ñîïðîòèâëåíèÿ ìåíåå 1 Îì). Ñåðèè ðåçèñòîðîâ Z300-C ñîîòâåòñòâóåò òðåáîâàíèÿì RoHS è ïðèðîäîîõðàííûì íîðìàì Vishay.

Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè ðåçèñòîðîâ: Òèï

Z301-C ZDA0411-C Z301-C Z301-C Z301-C Z301-C

Íîìèíàëü- Íîìèíàëüíàÿ íàÿ ìîùíîñòü ìîùíîñòü ïðè t°=40 °C ïðè t°=70 °C (Âò) (Âò)

Äèàïàçîí ñîïðîòèâëåíèé (Îì)

1 2

0.9 1.8

0.30…2 êÎì 0.47…4.3 êÎì

3 4

2.5 3.5

0.22…3.3 êÎì 0.47…3.9 êÎì

5 6

4.7 5.4

0.62…5.6 êÎì 0.15…10 êÎì

Îòäåëüíûå îáðàçöû è ïàðòèè Z300-C äîñòóïíû óæå ñåãîäíÿ, ïðè ñðîêàõ ïîñòàâêè äëÿ êðóïíûõ çàêàçîâ îò 8 äî 10 íåäåëü.

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Êîìïàêòíûé ìîäóëü îçîíàòîðà ïîçâîëÿåò óäàëÿòü ìèêðîáû è óñòðàíÿòü çàïàõè â áûòîâûõ ïðèáîðàõ

Ñðåäè äðóãèõ ïîòåíöèàëüíûõ îáëàñòåé ïðèìåíåíèÿ îçîíàòîðà ìîæíî âûäåëèòü àâòîìîáèëüíûå èíòåðüåðû, ìåäèöèíñêèå ïðèáîðû è àêñåññóàðû äëÿ äîìàøíèõ æèâîòíûõ.

Êîìïàíèÿ Murata ñîçäàëà óëüòðàêîìïàêòíûé ìîäóëü îçîíàòîðà MHM500, âûïîëíåííûé íà îñíîâå ýëåìåíòà èç ñïåêàåìîé ïðè íèçêîé òåìïåðàòóðå êåðàìèêè (LTCC). Êîìáèíàöèÿ ðàçðÿäíîãî ýëåêòðîäà è äèýëåêòðèêà â åäèíîé ñáîðêå LTCC ñîçäàåò ñòàáèëüíûé ïîòîê îçîíà. Èçãîòàâëèâàåìûå âíóòðè ýëåìåíòà LTCC ýëåêòðîäû èìåþò áîëüøîé ñðîê ýêñïëóàòàöèè.

STMicroelectronics ïðåäñòàâèëà ñâåðõêîìïàêòíûé 3-îñåâîé àêñåëåðîìåòð ñî âñòðîåííûì ìèêðîêîíòðîëëåðîì Â êîðïóñå èíòåëëåêòóàëüíîãî äàò÷èêà îáúåìîì 9 ìì3 ñîâìåùàþòñÿ ôóíêöèè îïðåäåëåíèÿ äâèæåíèÿ è îáðàáîòêè äàííûõ Êîìïàíèÿ STMicroelectronics ðàñêðûëà ïîäðîáíîñòè, îòíîñÿùèåñÿ ê ìèíèàòþðíîìó èíòåëëåêòóàëüíîìó äàò÷èêó, ñîâìåùàþùåìó â ñâåðõêîìïàêòíîì êîðïóñå LGA ðàçìåðîì 3 ´ 3 ´ 1 ìì 3-îñåâîé àêñåëåðîìåòð è âñòðîåííûé ìèêðîêîíòðîëëåð äëÿ ðàñøèðåíèÿ âîçìîæíîñòåé îïðåäåëåíèÿ äâèæåíèÿ.

Ñîñòîÿùèé èç ýëåìåíòà LTCC è ìîäóëÿ ïèòàíèÿ, MHM500 ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ âûðàáîòêè îçîíà â ðàçíîîáðàçíûõ ïîòðåáèòåëüñêèõ, ïðîìûøëåííûõ è àâòîìîáèëüíûõ óñòðîéñòâàõ. Áàêòåðèè ìîãóò ðàçìíîæàòüñÿ âî ìíîãèõ ïðèáîðàõ, òàêèõ êàê õîëîäèëüíèêè è ïîñóäîìîå÷íûå ìàøèíû, âûçûâàÿ ïëåñåíü è çàïàõè, ñîçäàþùèå ïîòåíöèàëüíóþ îïàñíîñòü äëÿ çäîðîâüÿ. Ðàíåå ãåíåðèðóþùèå îçîí óñòðîéñòâà áûëè ñëèøêîì áîëüøèìè è äîðîãèìè äëÿ âêëþ÷åíèÿ èõ â ñîñòàâ áûòîâîé òåõíèêè, íî òåïåðü êîìïàêòíûé ìîäóëü MHM500 äåëàåò ýòî âîçìîæíîì. Ðàçìåðû ýëåìåíòà îçîíàòîðà ñîñòàâëÿþò 14.2 ´ 31.5 ´ 17 ìì, à ìîäóëÿ ïèòàíèÿ 36 ´ 50 ´ 24 ìì. Ìîäóëü ðàáîòàåò îò ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ +12 Â è ïîòðåáëÿåò ìîùíîñòü âñåãî ëèøü ïîðÿäêà 1 Âò. Ìàêñèìàëüíàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ãåíåðàöèè îçîíà ñîñòàâëÿåò 2.5 ìã/÷. Âõîäíîé ñèãíàë óäàëåííîãî óïðàâëåíèÿ êîíòðîëèðóåò ðàáîòó óñòðîéñòâà áåç íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàíèÿ âûêëþ÷àòåëÿ ïèòàíèÿ. Âûñîêîâîëüòíûé âûõîä ìîäóëÿ ïèòàíèÿ èìååò ñõåìó çàùèòû îò ïåðåãðóçêè, ïîçâîëÿþùóþ èçîëèðîâàòü ýëåìåíò ïèòàíèÿ â ñëó÷àå íåèñïðàâíîñòè.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ST îáúåäèíèëà â îäíîì êîðïóñå ìèêðîêîíòðîëëåð, ðàáîòàþùèé â êà÷åñòâå êîíöåíòðàòîðà ñèãíàëîâ ñ äàò÷èêîâ è ðåàëèçóþùèé àëãîðèòìû îáðàáîòêè ýòèõ ñèãíàëîâ, ñ âûñîêîòî÷íûì 3-îñåâûì öèôðîâûì àêñåëåðîìåòðîì. Ýòîò ìîäóëü ïîëó÷èë íàçâàíèå iNEMOA. Óñòðîéñòâî óñòðàíÿåò íåîáõîäèìîñòü â õîñò-êîíòðîëëåðå è ïðîöåññîðå ïðèëîæåíèé è ñíèæàåò ïîòðåáëåíèå ýíåðãèè â ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâàõ. Ýòî ïîçâîëÿåò äîñòè÷ü áîëüøåé ñâîáîäû è ãèáêîñòè ïðè ïðîåêòèðîâàíèè

ÍÎÂÎÑÒÈ

ïîòðåáèòåëüñêîé ýëåêòðîíèêè ñ âîçìîæíîñòüþ îïðåäåëåíèÿ äâèæåíèÿ. Èíòåãðàöèÿ ôóíêöèè îïðåäåëåíèÿ ïðÿìîëèíåéíîãî äâèæåíèÿ ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì è êîíöåíòðàòîðà â îäíîì êîðïóñå ïîâûøàåò íàäåæíîñòü ñèñòåìû è èäåàëüíî ïîäõîäèò äëÿ îïòèìèçàöèè ðàçâîäêè ïå÷àòíîé ïëàòû. Èíòåëëåêòóàëüíûé äàò÷èê LIS331EB iNEMO-A ïðåäíàçíà÷àåòñÿ äëÿ øèðîêîãî ñïåêòðà ïðèëîæåíèé, âêëþ÷àþùåãî íîñèìûå ñåíñîðû, ðàçëè÷àþùèå äâèæåíèÿ ïîëüçîâàòåëüñêèå èíòåðôåéñû òåëåôîíîâ è ïëàíøåòîâ è ïðèëîæåíèÿ äîïîëíèòåëüíîé ðåàëüíîñòè. Â óñòðîéñòâî âñòðîåí ìàëîïîòðåáëÿþùèé ìèêðîêîíòðîëëåð ARM Cortex-M0 ñ ôóíêöèîíàëüíûìè âîçìîæíîñòÿìè, ýíåðãîïîòðåáëåíèåì è ðàçìåðîì ïàìÿòè, ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóþùèìè òðåáîâàíèÿì ïðèëîæåíèé êîíöåíòðàòîðîâ äàííûõ ñ äàò÷èêîâ è îáðàáîòêè ýòèõ äàííûõ. Êîíöåíòðàòîð ïîääåðæèâàåò ñîåäèíåíèå ñ 3-îñåâûì ãèðîñêîïîì, 3îñåâûì ìàãíèòîìåòðîì è äàò÷èêîì äàâëåíèÿ äëÿ ðåàëèçàöèè ïîëíîöåííîé êîìáèíèðîâàííîé ñèñòåìû îáðàáîòêè ñèãíàëîâ. Äîïîëíèòåëüíî ìîãóò áûòü ïîäêëþ÷åíû äàò÷èêè òåìïåðàòóðû èëè âëàæíîñòè. 3-îñåâîé àêñåëåðîìåòð â ñîñòàâå LIS331EB iNEMO-A èìååò âûáèðàåìûå äèàïàçîíû èçìåðåíèÿ ëèíåéíûõ óñêîðåíèé ±2g/±4g/±8g/±16g è ñîâìåùåí ñ ìàëîïîòðåáëÿþùèì ìèêðîêîíòðîëëåðîì ARM Cortex-M0 ñ ôëåø-ïàìÿòüþ îáúåìîì 64 ÊÁ, 128 ÊÁ ÎÇÓ, íåñêîëüêèìè òàéìåðàìè è ïîðòàìè ââîäà/âûâîäà (ïîðòû ââîäà/âûâîäà îáùåãî íàçíà÷åíèÿ, SPI, I2C,UART). Îáðàçöû èíòåëëåêòóàëüíîãî äàò÷èêà LIS331EB áóäóò äîñòóïíû âî âòîðîì êâàðòàëå 2013 ãîäà. Öåíà çà øòóêó ïðè çàêàçå ïàðòèè ñâûøå 1000 êîìïîíåíòîâ ñîñòàâèò $2.4.

Ñêîí÷àëñÿ îñíîâàòåëü International Rectifier Ýðèê Ëèäîó Don Tuite Electronic Design 19 ÿíâàðÿ 2013 ãîäà â âîçðàñòå 100 ëåò ñêîí÷àëñÿ Ýðèê Ëèäîó (Eric Lidow), îñíîâàòåëü è ïðåäñåäàòåëü ñîâåòà äèðåêòîðîâ êîì-

ïàíèè International Rectifier. Îí ïåðåæèë Òðåòèé ðåéõ áîëåå ÷åì íà 60 ëåò.

Ýðèê Ëèäîó

Ëèäîó ðîäèëñÿ â ñòîëèöå Ëèòâû Âèëüíþñå, íî äèïëîì ìàãèñòðà ïîëó÷èë â Òåõíè÷åñêîì óíèâåðñèòåòå Áåðëèíà. Áóäó÷è îäíèì èç îñíîâàòåëåé Áåðëèíñêîãî ñèîíèñòñêîãî îáùåñòâà, îí ïðèçûâàë äðóãèõ åâðååâ ïîêèíóòü Ãåðìàíèþ, íå äîæèäàÿñü íà÷àëà Õîëîêîñòà, è ïðèíèìàë àêòèâíîå ó÷àñòèå â îòïðàâêå èõ çà ãðàíèöó. Ñàì æå Ýðèê ïðèåõàë â ÍüþÉîðê â îêòÿáðå 1937 ãîäà ñ ôîòîàïïàðàòîì Ëåéêà è 14 äîëëàðàìè â êàðìàíå. Â 1939 ãîäó îí îñíîâàë â Ëîñ-Àíäæåëåñå ñâîþ ïåðâóþ ïîëóïðîâîäíèêîâóþ êîìïàíèþ Selenium Corporation of America (Ñåëåíîâàÿ êîðïîðàöèÿ Àìåðèêè), èñïîëüçóÿ àðåíäîâàííîå îáîðóäîâàíèå, óñòàíîâëåííîå â ïîäñîáíîì ïîìåùåíèè ôîòîñòóäèè. Êîìïàíèÿ âûïóñêàëà âåñüìà ñîâåðøåííûå äëÿ ñâîåãî âðåìåíè èçäåëèÿ ñèëîâîé ýëåêòðîíèêè, è áûëà ïðîäàíà Sperry Corporation â 1946 ãîäó. Â òîì æå ãîäó ñ ïîìîùüþ Êðàñíîãî Êðåñòà Ëèäîó ðàçûñêàë ñâîèõ ðîäèòåëåé, ñóìåâøèõ ïåðåæèòü âîéíó, è ïåðåâåç èõ â ÑØÀ. Ñî ñâîèì îòöîì Ëåîíîì îí è îñíîâàë êîìïàíèþ International Rectifier. Èííîâàòîð è ãëîáàëèñò, îí ðóêîâîäèë ñîçäàíèåì âñåõ íîâûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ. Ïî ìåðå ðàçâèòèÿ êîìïàíèè, â 1950-õ ãîäàõ Ëèäîó íà÷àë ñîçäàâàòü ñîâìåñòíûå ïðåäïðèÿòèÿ â Åâðîïå è ßïîíèè, ïðè÷åì, íåðåäêî ýòî áûëè ïåðâûå ïîëóïðîâîäíèêîâûå ïðîèçâîäñòâà â ñòðàíå. Â 1960-õ ãîäàõ îí îðãàíèçîâàë ïàðòíåðñêèå ôèðìû â Èíäèè è Êèòàå. Óõîäÿ â 2008 ãîäó ñ ïîñòà ïðåäñåäàòåëÿ ñîâåòà äèðåêòîðîâ, â èíòåðâüþ, äàííîì Electronic Design, Ëèäîó ñêàçàë: «Ñîçäàíèå è

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ðàçâèòèå êîìïàíèè áûëî äëÿ ìåíÿ âåëè÷àéøèì èñòî÷íèêîì ãîðäîñòè. Â òî âðåìÿ êàê ðàáîòà â International Rectifier áûëà, ïðåæäå âñåãî, ìîèì óâëå÷åíèåì íîâûìè òåõíîëîãèÿìè, äëÿ ëþäåé íàøà ïðîäóêöèÿ ñòàëà æèçíåííîé íåîáõîäèìîñòüþ».

Elmos ïðåäîñòàâèëà ðàçðàáîò÷èêàì ìèêðîñõåìó äåòåêòîðà äûìà ñ èíòåðôåéñîì øëåéôà ñèãíàëèçàöèè Âûïóñêîì ìèêðîñõåìû E520.32 íåìåöêàÿ êîìïàíèÿ Elmos ïðåäîñòàâèëà ðàçðàáîò÷èêàì ïîëíîñòüþ ïðîãðàììèðóåìóþ ïëàòôîðìó äëÿ ñîçäàíèÿ îïòè÷åñêèõ äåòåêòîðîâ äûìà ñ èíòåðôåéñîì îõðàííîãî øëåéôà.

×òîáû ñîçäàòü çàêîí÷åííûé ïîæàðíûé èçâåùàòåëü, ê ýòîé àäðåñóåìîé àíàëîãîâîé èíòåãðàëüíîé ñõåìå íóæíî äîáàâèòü âñåãî íåñêîëüêî âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ. Ìèêðîñõåìà ñîäåðæèò ñèëüíîòî÷íûé äðàéâåð óïðàâëåíèÿ ÈÊ ñâåòîäèîäîì è óñèëèòåëü ñèãíàëà ôîòîäèîäà ñ âûñîêîèìïåäàíñíûì âõîäîì. Äëÿ ïèòàíèÿ ìèêðîñõåìû äîñòàòî÷íî òîêà 88 ìêÀ. Äëÿ êîíôèãóðèðîâàíèÿ ìèêðîñõåìû â íåå èíòåãðèðîâàíû Flash-ïàìÿòü îáúåìîì 4 ÊÁ è 32 áàéòà EEPROM. Èíòåðôåéñ äâóõïðîâîäíîãî øëåéôà ðàññ÷èòàí íà íàïðÿæåíèå îò 8 äî 50 Â. Êîíôèãóðèðóåìûé äðàéâåð ñâåòîäèîäà ìîæåò îòäàâàòü òîê äî 200 ìÀ, à øèðîêîäèàïàçîííûé ïðèåìíèê ôîòîòîêà óâåðåííî óñèëèâàåò ñèãíàëû îò 1.5 äî 45 íÀ. Áîëüøîå áûñòðîäåéñòâèå ïðèåìíèêà è 10-ðàçðÿäíîãî ÀÖÏ ïîçâîëÿþò èñïîëüçîâàòü êîðîòêèå èìïóëüñû ïåðåäàò÷èêà, îáåñïå÷èâàÿ âûñîêóþ ñêîðîñòü îáíàðóæåíèÿ. Óçêîïîëîñíûé ôèëüòð óñèëè-

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

òåëÿ ñâîäèò ê ìèíèìóìó âîçäåéñòâèå âíåøíèõ ïîìåõ è âåðîÿòíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ ëîæíûõ òðåâîã. Ôîðìèðîâàíèåì èìïóëüñîâ ïåðåäàò÷èêà è îáðàáîòêîé ïðèíÿòûõ ñèãíàëîâ óïðàâëÿåò èíòåãðèðîâàííûé 8-ðàçðÿäíûé ìèêðîêîíòðîëëåð. Êîíôèãóðèðóåìîñòü E520.32 ïîçâîëÿåò ãèáêî îïòèìèçèðîâàòü õàðàêòåðèñòèêè ñèñòåìû, â êîòîðîé ê îäíîìó øëåéôó ìîæåò áûòü ïîäêëþ÷åíî äî 255 àäðåñóåìûõ äåòåêòîðîâ. Ìèêðîñõåìà ðàáîòîñïîñîáíà â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò –55 °C äî +85 °C. Ïðèáîð ïîñòàâëÿåòñÿ â 14-âûâîäíîì êîðïóñå SOIC.

NXP àâòîìàòèçèðóåò «Óìíûé äîì» ñ ïîìîùüþ ZigBee è JenNet-IP Äîñòóïíû äëÿ ïðèîáðåòåíèÿ áåñïðîâîäíûå ìèêðîêîíòðîëëåðû JN516x è îòëàäî÷íûå íàáîðû NXP Semiconductors ñîîáùèëà î íà÷àëå ïîñòàâîê ñåìåéñòâà áåñïðîâîäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ JN516x äëÿ Èíòåðíåòà âåùåé, à òàêæå ïðèçâàííîãî îáëåã÷èòü êîììåð÷åñêîå âíåäðåíèå ZigBee, JenNet-IP è äðóãèõ ïðèë îæ å í è é ñ òà í ä à ðòà IEEE 802.15.4 îöåíî÷íîãî íàáîðà JN516xEK001, ñîäåðæàùåãî âñå íåîáõîäèìûå ðàçðàáîò÷èêó àïïàðàòíûå è ïðîãðàììíûå êîìïîíåíòû. Â íàáîð âêëþ÷åí ðÿä äåìîíñòðàöèîííûõ ïðèëîæåíèé, òàêèõ, êàê èíòåëëåêòóàëüíàÿ ñèñòåìà îñâåùåíèÿ íà îñíîâå JenNet-IP, íåñêîëüêî âàðèàíòîâ ñèñòåì èíòåëëåêòóàëüíîãî óïðàâëåíèå ýíåðãèåé, èñïîëüçóþùèõ ZigBee Smart Energy, ZigBee Light Link è ñèñòåìà äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ RF4CE. Îäíèì èç ìíîæåñòâà ïðèìåðîâ ïðèìåíåíèÿ áåñïðîâîäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ NXP ÿâëÿåòñÿ ïåðåêëþ÷àòåëü êîìïàíèè Cherry,

ÍÎÂÎÑÒÈ

êîòîðûé ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â êà÷åñòâå ñåòåâîãî óçëà â ëþáîì äîìå, ãäå åñòü âûêëþ÷àòåëè ýëåêòðè÷åñêîãî îñâåùåíèÿ. Óñòðîéñòâî ðàáîòàåò áåç áàòàðåé, èçâëåêàÿ ýíåðãèþ íàæàòèÿ íà âûêëþ÷àòåëü è èñïîëüçóÿ åå äëÿ ïèòàíèÿ ðàäèîïåðåäàò÷èêà.

Óñêîðåíèå êîììåð÷åñêîãî âíåäðåíèÿ ïðèëîæåíèé ñòàíäàðòîâ ZigBee, JenNet-IP è 802.15.4 Îöåíî÷íûé íàáîð JN516x-EK001 ðàçðàáîòàí ñïåöèàëüíî äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ñ áåñïðîâîäíûìè ìèêðîêîíòðîëëåðàìè NXP JN5161, JN5164 èëè JN5168, îñíîâàííûìè íà óñîâåðøåíñòâîâàííîé 32-ðàçðÿäíîé RISC àðõèòåêòóðå ñ ëó÷øèìè â ñâîåì êëàññå îïöèÿìè ïàìÿòè – 256 ÊÁ ôëåø, 4 ÊÁ EEPROM è 32 ÊÁ RAM. Êðîìå òîãî, ñåðèÿ JN516x ñîäåðæèò òðàíñèâåð ñòàíäàðòà IEEE802.15.4 2.4-ÃÃö è ðàñøèðåííûé íàáîð öèôðîâîé ïåðèôåðèè.

Ïðåäîñòàâëÿÿ ðàçðàáîò÷èêó âñå êîìïîíåíòû, íåîáõîäèìûå äëÿ ñîçäàíèÿ ñèñòåìû, îöåíî÷íûé íàáîð JN516x-EK001 âêëþ÷àåò â ñåáÿ ! íåñêîëüêî áåñïðîâîäíûõ íåñóùèõ ïëàò, ! ïëàòû ðàñøèðåíèÿ, ! USB-dongle ñ ïðèåìîïåðåäàò÷èêîì è èíòåãðèðîâàííîé àíòåííîé, ! ïóëüò äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ, ! çàïðîãðàììèðîâàííûé ïîä êîíêðåòíûå ôóíêöèè Èíòåðíåò ðîóòåð Cisco ñ óñîâåðøåíñòâîâàííîé ïðîøèâêîé OpenWRT, ! ïîëíûé êîìïëåêò ÏÎ. Ýòîò âñåîáúåìëþùèé íàáîð íàìíîãî îáëåã÷èò ðåàëèçàöèþ ðåøåíèé â îáëàñòè

Èíòåðíåòà âåùåé, îñíîâàííûõ íà ñòàíäàðòàõ ZigBee, JenNet-IP èëè RF4CE. Ñ ïîìîùüþ âõîäÿùèõ â íàáîð ðàçíîîáðàçíûõ äåìîíñòðàöèîííûõ ïðèëîæåíèé ðàçðàáîò÷èê ìîæåò áûñòðî ïðîâåðèòü ïðàâèëüíîñòü ïðèíÿòîé êîíöåïöèè è âûïóñòèòü ãîòîâûé ïðîäóêò, èñïîëüçóþùèé ìèêðîñõåìû JN516x èëè ìîäóëè ñ ýòèìè ìèêðîñõåìàìè è ïðåäíàçíà÷åííîå äëÿ íèõ ÏÎ. Íàáîð ïðèìåðîâ ñîäåðæèò: ! Îñíîâàííîå íà JenNet-IP äåìîíñòðàöèîííîå ïðèëîæåíèå Smart Lighting, èñïîëüçóþùåå ðîóòåð äëÿ ïîääåðæêè ñîåäèíåíèé ñ WLAN èëè Èíòåðíåò. ! Äåìîíñòðàöèîííîå ïðèëîæåíèå ZigBee Smart Energy äëÿ ýêñïåðèìåíòîâ ñ ïîðòàëîì ïîñòàâùèêà ýíåðãèè (ñ èñïîëüçîâàíèå USB-dongle), ñ àâòîíîìíûìè ñ÷åò÷èêàìè ðàñõîäà ýëåêòðîýíåðãèè è ãàçà, èñïîëüçóþùèìè ïðèëàãàåìóþ ïëàòó ÆÊ-äèñïëåÿ, èëè ñ ðàñøèðèòåëåì äèàïàçîíà. ! Äåìîíñòðàöèîííîå ïðèëîæåíèå ZigBee Light Link äëÿ äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ öâåòíûìè ñâåòîäèîäàìè íà ïðèëàãàåìîé ïëàòå ðàñøèðåíèÿ ! Äåìîíñòðàöèîííîå ïðèëîæåíèå RF4CE, ïîçâîëÿþùåå ïîëüçîâàòåëþ óïðàâëÿòü ïðèëîæåíèÿìè Windows Media Player (âûáîð çàïèñè, âîñïðîèçâåäåíèå, ïàóçà, óñêîðåííàÿ ïåðåìîòêà, ðåãóëèðîâêà ãðîìêîñòè).

Linear Technology ðàçðàáîòàëà î÷åðåäíîé âûñîêîâîëüòíûé ïîíèæàþùèé ïðåîáðàçîâàòåëü ñ ðàáî÷åé ÷àñòîòîé äî 3 ÌÃö Linear Technology àíîíñèðîâàëà ïîíèæàþùèé DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëü ñ äîïóñòèìûì âõîäíûì íàïðÿæåíèåì äî 40 Â è äîëãîâðåìåííûì âûõîäíûì òîêîì äî 1 À. Ìèêðîñõåìà LTC3646 âûïóñêàåòñÿ â êîðïóñå DFN-14 ðàçìåðîì 3 ´ 4 ìì, èëè â êîðïóñå MSOP16 ñ óìåíüøåííûì òåïëîâûì ñîïðîòèâëåíèåì. Äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé ïðèáîðà,

ÍÎÂÎÑÒÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ñîñòàâëÿþùèé 4…40 Â, èäåàëüíî ñîîòâåòñòâóåò òðåáîâàíèÿì àâòîìîáèëüíûõ è ïðîìûøëåííûõ ïðèëîæåíèé. Â LTC3646 èñïîëüçîâàíà óíèêàëüíàÿ àðõèòåêòóðà ñ êîíòðîëèðóåìûì âðåìåíåì îòêðûâàíèÿ òðàíçèñòîðîâ, áëàãîäàðÿ êîòîðîé íàïðÿæåíèå 36 Â ìîæíî ïîíèæàòü äî 3.3 Â ïðè ÷àñòîòå ïåðåêëþ÷åíèÿ, ïðåâûøàþùåé 2 ÌÃö, ÷òî ïîçâîëÿåò íå äîïóñêàòü ïîÿâëåíèÿ êîììóòàöèîííûõ øóìîâ â êðèòè÷åñêèõ ÷àñòîòíûõ äèàïàçîíàõ, òàêèõ, ñêàæåì, êàê äèàïàçîí ÀÌ-ðàäèîâåùàíèÿ. Ïðåîáðàçîâàòåëü ñïîñîáåí ñîõðàíÿòü ìàëîå âðåìÿ îòêëèêà äàæå ïðè êîýôôèöèåíòå çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ ìåíåå 10%. Âíóòðåííèé ñèíõðîííûé âûïðÿìèòåëü îáåñïå÷èâàåò ÊÏÄ ñâûøå 95%.

Â ìèêðîñõåìó LTC3646 âñòðîåíû ñèëîâûå êëþ÷è âåðõíåãî ïëå÷à è ñèíõðîííîãî âûïðÿìèòåëÿ, ÷òî ïîçâîëèëî ïîâûñèòü ýôôåêòèâíîñòü ïðåîáðàçîâàòåëÿ ïðè òîêàõ äî 1 À. Âíóòðåííÿÿ ÷àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ ïðîãðàììèðóåòñÿ â äèàïàçîíå îò 200 êÃö äî 3.0 ÌÃö èëè ñèíõðîíèçèðóåòñÿ âíåøíåé ÷àñòîòîé. Ñî÷åòàíèåì ìàëûõ êîììóòàöèîííûõ ïîòåðü è íèçêîãî ñîáñòâåííîãî òîêà ïîòðåáëåíèÿ, ðàâíîãî 140 ìêÀ, îáåñïå÷èâàåòñÿ âûñîêèé ÊÏÄ â î÷åíü øèðîêîì äèàïàçîíå òîêîâ íàãðóçêè. Äëÿ ñíèæåíèÿ ïîìåõ â ÷óâñòâèòåëüíûõ ê øóìàì ïðèëîæåíèÿõ LTC3646 ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â ïðèíóäèòåëüíûì ðåæèìå íåïðåðûâíîé ïðîâîäèìîñòè. Ñòàíäàðòíûå ïðèáîðû LTC3646 èìåþò äèàïàçîí âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé îò 2.0 äî 30 Â, â òî âðåìÿ êàê âåðñèÿ LTC3646-1 ðàññ÷èòàíà íà íàïðÿæåíèÿ îò 0.6 äî 15 Â. Ñïåöèàëüíûå ôóíêöèè îäèíàêîâû äëÿ îáîèõ ïðèáîðîâ. Ýòî ñõåìà ìÿãêîãî çàïóñêà, âíóòðåííèå öåïè ÷àñòîòíîé êîððåêöèè è íàäåæíàÿ çàùèòà îò êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ. Öåíû ìèêðîñõåì LTC3646EDE/-1 è LTC3646EMSE/-1 â îáîèõ êîðïóñàõ íà÷èíàþòñÿ ñ $2.85 çà øòóêó. Íà âåðñèè ñ ðàñøèðåííûì äèàïàçîíîì ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð (LTC3646IDE/-1 è LTC3646IMSE/-1) óñòàíîâ-

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ëåíû öåíû îò $3.14 çà øòóêó. Íàêîíåö, âûñîêîòåìïåðàòóðíûå âàðèàíòû (LTC3646HDE/-1 è LTC3646HMSE/-1) ïðîäàþòñÿ ïî öåíå îò $3.39 çà øòóêó. Âñå öåíû óêàçàíû äëÿ ïàðòèé îò 1000 ïðèáîðîâ. Ìèêðîñõåìû ëþáûõ âåðñèé äîñòóïíû äëÿ ïðèîáðåòåíèÿ ñî ñêëàäà êîìïàíèè.

Ñâîäêà îñíîâíûõ õàðàêòåðèñòèê LTC3646/-1: ! Øèðîêèé äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé: 4.0…40 Â (ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîå çíà÷åíèå 45 Â) ! Ãàðàíòèðóåìûé âõîäíîé òîê 1 À ! Âûñîêèé ÊÏÄ: äî 95% ! Øèðîêèé äèàïàçîí âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé: # LTC3646: 2.0 … 30 Â # LTC3646-1: 0.6 … 15 Â ! Ðåæèì ðàáîòû íà ôèêñèðîâàííîé ÷àñòîòå 2 ÌÃö ñ êîýôôèöèåíòîì çàïîëíåíèÿ äî 6% ! Òî÷íîñòü èñòî÷íèêà îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ +1% ! Âíóòðåííÿÿ èëè âíåøíÿÿ ÷àñòîòíàÿ êîððåêöèÿ ! Íàñòðàèâàåìàÿ â äèàïàçîíå 200 êÃö…3 ÌÃö ÷àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ ñ âîçìîæíîñòüþ âíåøíåé ñèíõðîíèçàöèè ! Âîçìîæíîñòü âûáîðà ìåæäó âûñîêîýôôåêòèâíûì ðåæèìîì ãåíåðàöèè ïà÷åê è ïðèíóäèòåëüíûì ðåæèìîì íåïðåðûâíîé ïðîâîäèìîñòè ! 14-âûâîäíîé êîðïóñ DFN ðàçìåðîì 3 ´ 4 ìì, èëè 16-âûâîäíîé êîðïóñ MSOP ñ óìåíüøåííûì òåïëîâûì ñîïðîòèâëåíèåì.

ÍÎÂÎÑÒÈ

íàñòîÿùåå íåìåöêîå êà÷åñòâî

èíñòðóìåíò äëÿ ðàçäåëêè êàáåëÿ è ñíÿòèÿ èçîëÿöèè êîíòðîëüíîèçìåðèòåëüíîå îáîðóäîâàíèå

ïðîìûøëåííûå êîðïóñà âûêëþ÷àòåëè äàò÷èêè êëåììû íà DIN ðåéêó è äëÿ ïå÷àòíûõ ïëàò

FRAM ïîâûøàåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü è ñíèæàåò ýíåðãîïîòðåáëåíèå ñèñòåì íà ìèêðîêîíòðîëëåðàõ Maury Wright, Electronic Products Digi-Key

Flash-ïàìÿòü ÿâëÿåòñÿ ïðàêòè÷åñêè åäèíñòâåííûì ñðåäñòâîì õðàíåíèÿ ïðîãðàììíîãî êîäà, íà êîòîðîå ìîãóò ðàññ÷èòûâàòü ñåãîäíÿ ðàçðàáîò÷èêè ìèêðîêîíòðîëëåðíûõ ñèñòåì, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ äîñòèæåíèÿìè èçãîòîâèòåëåé ÈÑ â ìàñøòàáèðîâàíèè òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà, ïîçâîëÿþùèìè èíòåãðèðîâàòü â ìèêðîêîíòðîëëåð äîñòàòî÷íî áîëüøèå ìàññèâû Flash. Îäíàêî Flash-ïàìÿòü äàëåêà îò ñîâåðøåíñòâà, è íåêîòîðûå òèïû ýíåðãîíåçàâèñèìîé ïàìÿòè, íàïðèìåð, ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèå ÎÇÓ (FRAM), çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäÿò Flash, ïîòðåáëÿÿ íàìíîãî ìåíüøå ýíåðãèè, äîïóñêàÿ ïîáèòíîå îáðàùåíèå, ïîäîáíîå äèíàìè÷åñêîìó ÎÇÓ, è ñóùåñòâåííî îïåðåæàÿ åå ïî ñêîðîñòè äîñòóïà, îñîáåííî â ðåæèìå çàïèñè. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ñòîèìîñòü FRAM âûñîêà, à åìêîñòü íåñîïîñòàâèìà ñ Flash, FRAM ìîæåò îêàçàòüñÿ ïîëåçíîé â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà êëþ÷åâûìè òðåáîâàíèÿìè ïðèëîæåíèÿ ÿâëÿþòñÿ íèçêîå ïîòðåáëåíèå è âûñîêàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü. Ïðåæäå âñåãî, äàâàéòå êðàòêî ðàññìîòðèì, êàê ðàáîòàåò FRAM. ß÷åéêà FRAM óñòðîåíà òàêæå, êàê ÿ÷åéêà äèíàìè÷åñêîãî ÎÇÓ (DRAM), â òîì ñìûñëå, ÷òî äëÿ õðàíåíèÿ êàæäîãî áèòà èñïîëüçóåòñÿ îäèí êîíäåíñàòîð è îäèí òðàíçèñòîð. Íî â ÿ÷åéêå FRAM èñïîëüçóåòñÿ ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèé ìàòåðèàë, ñïîñîáíûé äëèòåëüíîå âðåìÿ ñîõðàíÿòü ïîëÿðèçîâàííîå ñîñòîÿíèå, äëÿ ïîääåðæàíèÿ êîòîðîãî íå òðåáóÿ íè ðåãåíåðàöèÿ, íè âíåøíåå íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ïðîèçâîäèòåëè ïîëóïðîâîäíèêîâ ïî ðÿäó ïðè÷èí íå ñìîãëè ìàñøòàáèðîâàòü FRAM äî óðîâíåé ïëîòíîñòè äèíàìè÷åñêîãî ÎÇÓ èëè

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Flash-ïàìÿòè. Îñíîâíàÿ ñëîæíîñòü ñâÿçàíà ñ òåì, ÷òî ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèé ìàòåðèàë â îïðåäåëåííîì ñìûñëå ÷óæåðîäåí òåõíîëîãè÷åñêîìó ïðîöåññó èçãîòîâëåíèÿ ïîëóïðîâîäíèêîâ. Òàêèå ìàòåðèàëû òåðÿþò ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà ïðè óìåíüøåíèè èõ ðàçìåðîâ, à äëÿ äîñòèæåíèÿ áîëåå âûñîêîé ïëîòíîñòè è, ñîîòâåòñòâåííî, ïîâûøåíèÿ îáúåìà ïàìÿòè, òðåáóåòñÿ ñîêðàùåíèå ïëîùàäè ÿ÷ååê. Ïîñêîëüêó ìû íà÷àëè ñ íåäîñòàòêîâ, âû ìîæåòå ñïðîñèòü, çà÷åì æå âîîáùå ñâÿçûâàòüñÿ ñ ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêîé ïàìÿòüþ? Îòâåò ïðîñò. Åñëè íå ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå ñëîæíîñòè òåõíîëîãè÷åñêîãî õàðàêòåðà, FRAM ëó÷øå Flash ïðàêòè÷åñêè âî âñåõ îòíîøåíèÿõ. Flash-ïàìÿòü òðåáóåò âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ äëÿ çàïèñè äàííûõ, ÷òî ïðèâîäèò ê ðîñòó ïîòðåáëåíèÿ ýíåðãèè, à òàêæå ê óâåëè÷åíèþ äëèòåëüíîñòè öèêëà çàïèñè. FRAM õàðàêòåðèçóåòñÿ âðåìåíåì äîñòóïà, ñðàâíèìûì ñ DRAM, íèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì è íåîãðàíè÷åííûì êîëè÷åñòâîì öèêëîâ ïåðåçàïèñè.

Äðóãèå îãðàíè÷åíèÿ Flash-ïàìÿòè Flash-ïàìÿòüþ ìîæåò òàêæå áûòü ïðè÷èíîé ãîëîâíîé áîëè ïðîãðàììèñòîâ. Âû íå ìîæåòå ïðîñòî ïåðåçàïèñàòü äàííûå âî Flash. Êàê ïðàâèëî, íóæíî çàïèñàòü íîâîå çíà÷åíèå â íîâîì áëîêå Flash-ïàìÿòè è â êàêîé-òî ìîìåíò âåðíóòüñÿ íàçàä è ñòåðåòü ñòàðûé áëîê äëÿ ïîâòîðíîãî èñïîëüçîâàíèÿ, êîíå÷íî æå, ïîñëå îðãàíèçàöèè ïåðåìåùåíèÿ âñåõ âàæíûõ äàííûõ èç ñòàðîãî áëîêà â

ÑÒÀÒÜÈ

íîâûé. Áîëüøèíñòâî ïðîèçâîäèòåëåé ìèêðîêîíòðîëëåðîâ äëÿ ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è ïðåäîñòàâëÿþò áèáëèîòåêè êîäîâ. Òåì íå ìåíåå, ñ òî÷êè çðåíèÿ ðàçìåðà êîäà, Flash-ïàìÿòü èçíà÷àëüíî íåýôôåêòèâíà. Çàïèñü è ÷òåíèå FRAM ìîæåò âûïîëíÿòüñÿ ïîáèòíî. Ïðîãðàììèñòàì, ðàáîòàþùèì ñ ìàññèâîì FRAM, íå ïðèäåòñÿ áåñïîêîèòüñÿ î ðàçäåëåíèè îáëàñòåé ïàìÿòè äàííûõ è êîäà. Ìîæíî èñïîëüçîâàòü óíèâåðñàëüíóþ êàðòó ðàñïðåäåëåíèÿ ïàìÿòè è äàæå äèíàìè÷åñêè âûäåëÿòü ó÷àñòêè ïàìÿòè äëÿ êîäà èëè äàííûõ, åñëè ýòîãî òðåáóåò ïðèëîæåíèå. Åñëè áû ñòîèìîñòü è ïëîòíîñòü FRAM ñìîãëè ïðèáëèçèòüñÿ ê Flash, âåðîÿòíî ìû ñòàëè áû ñâèäåòåëÿìè ïîâñåìåñòíîãî ïåðåõîäà ê åå àêòèâíîìó èñïîëüçîâàíèþ. Íî ïîêà ýòîãî íå ïðîèçîøëî, âû äîëæíû ðóêîâîäñòâîâàòüñÿ ÷åòêèì ïîíèìàíèåì ïëþñîâ è ìèíóñîâ ýòîãî âèäà ïàìÿòè. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü âîñïîëüçîâàòüñÿ ïðåèìóùåñòâàìè FRAM âû ìîæåòå äâóìÿ ñïîñîáàìè. Ðÿä êîìïàíèé, âêëþ÷àÿ Fujitsu Semiconductor è Ramtron, âûïóñêàþò ñïåöèàëèçèðîâàííûå ìèêðîñõåìû FRAM, êîòîðûå

ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ ñîâìåñòíî ñ ìèêðîêîíòðîëëåðàìè ñî âñòðîåííîé ïàìÿòüþ ðàçëè÷íûõ òèïîâ. Êîìïàíèÿ Texas Instruments (TI), òåì âðåìåíåì, èíòåãðèðîâàëà FRAM â íåêîòîðûå ñâîè 16-ðàçðÿäíûå ìèêðîêîíòðîëëåðû ñåìåéñòâà MSP430 [1].

Ìèêðîñõåìû FRAM ïàìÿòè Äàâàéòå â ïåðâóþ î÷åðåäü ðàññìîòðèì ìèêðîñõåìû FRAM ïàìÿòè. Âîçãëàâëÿþò ëèíåéêó ïðîäóêòîâ Fujitsu ìèêðîñõåìû MB85R1002ANC-GE1 (ïàìÿòü åìêîñòüþ 1 Ìáèò ñ îðãàíèçàöèåé 64 Êáèò´16) è MB85R1001ANC-GE1 (ïàìÿòü åìêîñòüþ 1 Ìáèò ñ îðãàíèçàöèåé 128 Êáèò´8). Ìèêðîñõåìû èìåþò 8-ðàçðÿäíûé ïàðàëëåëüíûé èíòåðôåéñ, âðåìÿ äîñòóïà ñîñòàâëÿåò 150 íñ. Êîìïàíèÿ òàêæå âûïóñêàåò ìèêðîñõåìû FRAM ñ ïîñëåäîâàòåëüíûì èíòåðôåéñîì, ÷òî ïîçâîëÿåò ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî âûâîäîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ê ìèêðîêîíòðîëëåðó. Ìàêñèìàëüíàÿ åìêîñòü âûïóñêàåìûõ êîìïàíèåé ìèêðîñõåì ñ èíòåðôåéñîì SPI ñîñòàâëÿåò 256 Êáèò â êîíôèãóðàöèè

4 – 16 ÊÁ FRAM

Àíàëîãîâàÿ ïåðèôåðèÿ

1 ÊÁ SRAM

ÀÖÏ: 10 êàí. 10 áèò 14 êàí. 10 áèò

Äî 24 ÌÃö

Äàò÷èê òåìïåðàòóðû

Êîìïàðàòîð B

Òàéìåðû

Ñèñòåìà

Èíòåðôåéñû

Äî 5 16-áèòíûõ òàéìåðîâ

Ìîäóëü óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì

33 âõîäà/âûõîäà îáùåãî íàçíà÷åíèÿ

Äî 3 ðåãèñòðîâ ñðàâíåíèÿ/çàõâàòà â êàæäîì

Ñõåìà ñáðîñà ïî ñíèæåíèþ íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ

USCI: Êàí. A: UART, LIN, IrDA, SPI Êàí. B: l2C, SPI

Ñåìåéñòâî FRAM

Ñòîðîæåâîé òàéìåð ×àñû ðåàëüíîãî âðåìåíè (RTC)

Àïïàðàòíûé óìíîæèòåëü Êîíòðîëëåð ïðÿìîãî äîñòóïà ê ïàìÿòè (DMA) Ñóïåðâèçîð íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ (SVS) Óñòðîéñòâî çàùèòû ïàìÿòè (MPU)

Ðèñóíîê 1. Ìèêðîêîíòðîëëåðû ñåðèè MSP430FR57xx ñîäåðæàò ýíåðãîíåçàâèñèìóþ FRAM îáúåìîì 128 Êáèò. Ìèêðîñõåìû ýòîãî ñåìåéñòâà ñíàáæåíû ðàçíîîáðàçíîé ïåðèôåðèåé, âêëþ÷àÿ ìíîãîêàíàëüíûé 10-áèòíûé ÀÖÏ.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

32 Êáèò´8 (MB85RS256APNF-G-JNE1). Èíòåðôåéñ SPI ðàáîòàåò íà ÷àñòîòå 25 ÌÃö, êîòîðàÿ è îïðåäåëÿåò ýôôåêòèâíîå âðåìÿ äîñòóïà ê ïàìÿòè. Ìèêðîñõåìû ñ èíòåðôåéñîì I2C âûïóñêàþòñÿ ñ ìàêñèìàëüíîé åìêîñòüþ 128 Êáèò â êîíôèãóðàöèè 16 Êáèò´8 (MB85RC128PNF-G-JNE1) è ðàáîòàþò íà ÷àñòîòå 400 êÃö. Êîìïàíèÿ Ramtron ïðåäëàãàåò ìèêðîñõåìû ñ áîëüøåé åìêîñòüþ è áîëüøåé ñêîðîñòüþ. Íàïðèìåð, ìèêðîñõåìà FM23MLD16-60BGTR ìîæåò õðàíèòü äàííûå îáúåìîì 8 Ìáèò, îðãàíèçîâàííûå â 512Ê 16-ðàçðÿäíûõ ñëîâ. Ïàìÿòü ïîäêëþ÷àåòñÿ ê ìèêðîêîíòðîëëåðó ïî ïàðàëëåëüíîìó èíòåðôåéñó è èìååò âðåìÿ äîñòóïà 60 íñ. Ìèêðîñõåìû Ramtron ñ èíòåðôåéñîì SPI ìîãóò ðàáîòàòü íà ÷àñòîòå 40 ÌÃö è èìåþò ìàêñèìàëüíóþ åìêîñòü 2 Ìáèò (FM25V20-DGTR), à ìèêðîñõåìû ñ èíòåðôåéñîì I2C è ðàáî÷åé ÷àñòîòîé 3.4 ÌÃö èìåþò åìêîñòü 1 Ìáèò (FM24V10GTR). Äîáàâëåíèå îäíîé èç âûøåïåðå÷èñëåííûõ ìèêðîñõåì ïàìÿòè ê ìèêðîêîíòðîëëåðó ìîæåò ïîâûñèòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñèñòåìû è óïðîñòèòü ïðîãðàììíûé êîä. Êðîìå òîãî, äîáàâëÿÿ âíåøíþþ ìèêðîñõåìó FRAM,

âû ìîæåòå ïîëó÷èòü äîïîëíèòåëüíîå ñíèæåíèå ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ, â ñðàâíåíèè ñ ñèñòåìîé, ðåàëèçîâàííîé íà ìèêðîêîíòðîëëåðå ñî âñòðîåííîé ïàìÿòüþ. Ìîæíî âûáðàòü ìèêðîêîíòðîëëåð ñ ìèíèìàëüíûì îáúåìîì âñòðîåííîé Flash-ïàìÿòè, è áîëüøèíñòâî îïåðàöèé ïåðåíåñòè íà FRAM. Òåì ñàìûì, ñîêðàùàåòñÿ êîëè÷åñòâî âåñüìà ýíåðãîçàòðàòíûõ îïåðàöèé çàïèñè.

FRAM ìèêðîêîíòðîëëåðû Òåïåðü äàâàéòå ïåðåéäåì ê ìèêðîêîíòðîëëåðàì ñ èíòåãðèðîâàííîé FRAM. Ýòî äàñò âàì áîëåå ïîëíîå ïðåäñòàâëåíèå î ñïîñîáàõ ñíèæåíèÿ ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ è óðîâíå ñëîæíîñòè ïðèëîæåíèé, êîòîðûå ìîæíî ðåàëèçîâàòü íà òàêèõ ìèêðîêîíòðîëëåðàõ ñ îãðàíè÷åííûì îáúåìîì âñòðîåííîé FRAM. TI èíòåãðèðîâàëà FRAM â íåáîëüøóþ ãðóïïó 16-ðàçðÿäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ñåìåéñòâà MSP430. Êîìïàíèÿ ïîçèöèîíèðóåò ýòè ïðèáîðû êàê 16-ðàçðÿäíûå ñ öåíîé è ìîùíîñòüþ ïîòðåáëåíèÿ 8-ðàçðÿäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ. Â óñòðîéñòâà ñåðèè MSP430FR57xx (Ðèñóíîê 1) èíòåãðèðîâàíà ïàìÿòü FRAM ñ îáúåìîì â ñòàðøèõ ìîäåëÿõ äî 128 Êáèò (16 Êáèò´8), ðàçíîîáðàçíàÿ ïåðèôåðèÿ è ìíîãî÷èñëåííûå èíòåðôåéñû ââîäà/âûâîäà.

Ðàçúåì USB Èíòåðôåéñû ïðîãðàììèðîâàíèÿ è îòëàäêè

NTC òåðìèñòîð

UART ïðèëîæåíèÿ

Ñâåòîäèîäû 0…7

Àêñåëåðîìåòð Ìèêðîñõåìà MSP430FR5739 Ïîäêëþ÷åíèå ìåçîíèííûõ ïëàò CCxxxx

Ïîäêëþ÷åíèå EXP-MSP430F5438

Ïîëüçîâàòåëüñêèå êíîïêè S1, S2

Êíîïêà ñáðîñà

Ðèñóíîê 2. Îöåíî÷íàÿ ïëàòà MSP-EXP430FR5739 ñîäåðæèò òðåõîñåâîé àêñåëåðîìåòð, òåðìèñòîð, ñâåòîäèîäû, êíîïêè, à òàêæå ðàçúåì ðàñøèðåíèÿ äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ äî÷åðíèõ ïëàò.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

Â ñîñòàâ ðàáîòàþùåé íà ÷àñòîòå 24 ÌÃö ëèíåéêè FRAM ìèêðîêîíòðîëëåðîâ âõîäÿò óñòðîéñòâà ñ êîëè÷åñòâîì ëèíèé ââîäà/âûâîäà îò 17 äî 33. Áîëüøèíñòâî èç íèõ èìåþò èíòåãðèðîâàííûé 10-áèòíûé ÀÖÏ ñ ìàêñèìàëüíûì êîëè÷åñòâîì êàíàëîâ 14. Êàê ïðàâèëî, âñå ìèêðîêîíòðîëëåðû ñîäåðæàò ØÈÌ, ñõåìó ñáðîñà ïðè ïîäà÷å ïèòàíèÿ, ñòîðîæåâîé òàéìåð è êîììóíèêàöèîííûå èíòåðôåéñû SPI, I2C è UART. Ðåàëüíûå ïðåèìóùåñòâà FRAM ïðîÿâëÿþòñÿ â àêòèâíîì ðåæèìå, ïîòðåáëåíèå ýíåðãèè â êîòîðîì ñîñòàâëÿåò 82 ìêÀ/ÌÃö. Ìíîãèå ìèêðîêîíòðîëëåðû ñåìåéñòâà MSP430 ñ Flash-ïàìÿòüþ ïîòðåáëÿþò â àêòèâíîì ðåæèìå â äâà-òðè ðàçà áîëüøå. Ñïðàâåäëèâîñòè ðàäè íàäî îòìåòèòü, ÷òî ñïåöèàëüíûå íèçêîâîëüòíûå ñåðèè ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ñ Flashïàìÿòüþ ïîòðåáëÿþò ýíåðãèè íà 50% ìåíüøå, îäíàêî èõ ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà íå ïðåâûøàåò 4 ÌÃö. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ êîìïàíèÿ íà÷àëà âûïóñê FRAM ìèêðîêîíòðîëëåðîâ íîâîãî ï î ê îë å í è ÿ ñ å ð è é M S P 4 3 0 F R 5 8 x x è MSP430FR59xx.

Îöåíî÷íûå íàáîðû Äëÿ îöåíêè âîçìîæíîñòåé ìèêðîêîíòðîëëåðîâ è òåõíîëîãèè FRAM TI ïðåäëàãàåò íåñêîëüêî èíòåðåñíûõ íàáîðîâ. Îöåíî÷íàÿ ïëàòà MSP-EXP430FR5739 (Ðèñóíîê 2) âûïîëíåíà íà ìèêðîêîíòðîëëåðå MSP430FR5739 ñ èíòåãðèðîâàííîé FRAM åìêîñòüþ 128 Êáèò. Äîïîëíèòåëüíî, íà ïëàòå óñòàíîâëåíû àêñåëåðîìåòð è òåðìèñòîð, êîòîðûå ìîãóò îêàçàòüñÿ ïîëåçíûìè â òèïîâûõ ïðèëîæåíèÿõ. Â îòëàäî÷íûé íàáîð MSP-FET430U40A âêëþ÷åíû Flash ýìóëÿòîð è ïðîãðàììàòîð, ïî èðîíèè ñóäüáû, íå íóæíûå äëÿ ðàáîòû ñ äâóìÿ âõîäÿùèìè â êîìïëåêò FRAM ìèêðîêîíòðîëëåðàìè. Âïðî÷åì, êîìïëåêò ñîäåð-

æèò USB èíòåðôåéñ îòëàä÷èêà, êîòîðûé áóäåò ïîëåçåí ïðè ðàçðàáîòêå ñèñòåì. Êîíñòðóêòîðàì áåñïðîâîäíûõ óñòðîéñòâ ïðèãîäèòñÿ íàáîð CC3000 Wi-Fi MSP430 FRAM, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé êîìáèíàöèþ ïëàòû èç îòëàäî÷íîãî êîìïëåêòà è óñòàíîâëåííîãî íà íåå ìåçîíèííîãî Wi-Fi ìîäóëÿ. Òåì, êîãî èíòåðåñóþò äðóãèå òåõíîëîãèè, àëüòåðíàòèâíûå Flash, ñëåäóåò îáðàòèòü âíèìàíèå íà ìàãíèòîðåçèñòèâíûå ÎÇÓ (MRAM), ïðåèìóùåñòâà êîòîðûõ ïåðåä Flash âî ìíîãîì ïîõîæè íà FRAM. Ïîêà íèêòî èç ïðîèçâîäèòåëåé íå ïðåäëàãàåò ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ñ èíòåãðèðîâàííîé MRAM, íî îòäåëüíûå ìèêðîñõåìû ïàìÿòè åìêîñòüþ äî 16 Ìáèò âûïóñêàåò êîìïàíèÿ Everspin Technologies [2].

Çàêëþ÷åíèå Flash-ïàìÿòü áûëà è áóäåò îñòàâàòüñÿ æèçíåííî âàæíîé îñíîâîé øèðîêîãî ñïåêòðà ïðèëîæåíèé, ïðåæäå âñåãî, âñëåäñòâèå åå íèçêîé ñòîèìîñòè è èñêëþ÷èòåëüíî âûñîêîé ïëîòíîñòè óïàêîâêè íà êðèñòàëëå. Íî èç ýòîãî íå ñëåäóåò, ÷òî ïðàâèëüíûì âûáîðîì âñåãäà áóäåò òîëüêî Flash. Âû ñìîæåòå óáåäèòüñÿ, ÷òî â îòäåëüíûõ ñëó÷àÿõ èñïîëüçîâàíèå FRAM ìîæåò ïðèâåñòè ê ñîêðàùåíèþ ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ è ðîñòó ïðîèçâîäèòåëüíîñòè, è äàæå, âïîëíå âåðîÿòíî, ê ñíèæåíèþ ñòîèìîñòè êîíå÷íîé ñèñòåìû. Êðîìå òîãî, îòñóòñòâèå íåîáõîäèìîñòè îáñëóæèâàíèÿ Flash-ïàìÿòè íàìíîãî óïðîùàåò ïðîãðàììíûé êîä, è âïîëíå ìîæåò îêàçàòüñÿ, ÷òî âàøåìó ïðèëîæåíèþ õâàòèò íåáîëüøîãî îáúåìà ïàìÿòè FRAM. ÐË

Ññûëêè ïî òåìå

ÑÒÀÒÜÈ

1. «Îñîáåííîñòè ïðèìåíåíèÿ FRAM ìèêðîêîíòðîëëåðîâ Texas Instruments». ÐàäèîËîöìàí, 2012, àïðåëü, ñòð. 20. 2. «Áûñòðîäåéñòâèå ìàãíèòîðåçèñòèâíîé ïàìÿòè êîìïàíèè Everspin â 500 ðàç ïðåâîñõîäèò NAND flash». ÐàäèîËîöìàí, 2012, íîÿáðü, ñòð. 11.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Ïðîòîêîë âûñîêîãî óðîâíÿ

CANopen ×àñòü 1 Ìèõàèë Ðóññêèõ Ïðèâîäÿòñÿ îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ è ïðàâèëà ðàáîòû ïðîòîêîëà CANopen, îïèñûâàþòñÿ îñíîâíûå ýëåìåíòû è êîììóíèêàöèîííûå îáúåêòû ïðîòîêîëà, ïîÿñíÿþòñÿ ïðàâèëà îðãàíèçàöèè ñâÿçè íà îñíîâå ýòèõ îáúåêòîâ.

Â íàøå âðåìÿ íàñ÷èòûâàåòñÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî èíòåðôåéñîâ ïîñëåäîâàòåëüíîé ïåðåäà÷è äàííûõ. Íåêîòîðûå èç íèõ, íàïðèìåð, RS-232, USB, SPI, ïðèîáðåëè îãðîìíóþ ïîïóëÿðíîñòü áëàãîäàðÿ ñâîèì õàðàêòåðèñòèêàì èëè ïðîñòîòå èñïîëüçîâàíèÿ. Äðóãèå æå íå íàøëè ñòîëü øèðîêîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ â ýëåêòðîííûõ ñèñòåìàõ. Ê íèì ìîæíî îòíåñòè IEEE 1394, RS-449, Õ.21. Íåêîòîðûå ñòàíäàðòû ïîñëåäîâàòåëüíûõ èíòåðôåéñîâ è âîâñå áûñòðî çàáûâàëèñü ïîñëå èõ ðàçðàáîòêè, ÷åãî íåëüçÿ ñêàçàòü î ñòàíäàðòå CAN (Controller Area Network), ðàçðàáîòàííîì â 1987 ãîäó íåìåöêîé êîìïàíèåé Robert Bosch GmbH è ñòàâøèì, ïîæàëóé, ñàìûì ïîïóëÿðíûì èíòåðôåéñîì ïîñëåäîâàòåëüíîé ïåðå-

äà÷è äàííûõ â àâòîìîáèëüíîé îòðàñëè è ïðîìûøëåííîì îáîðóäîâàíèè. Áëàãîäàðÿ âûñîêîé íàäåæíîñòè, äîâîëüíî âûñîêîé ñêîðîñòè ïåðåäà÷è äàííûõ (äî 1 ÌÁ/ñ) è ãèáêîñòè íàñòðîéêè è ïðèìåíåíèÿ, ýòîò èíòåðôåéñ ïîääåðæèâàåòñÿ ìíîæåñòâîì ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ (ïðîìûøëåííûå êîíòðîëëåðû, ìèêðîêîíòðîëëåðû, ñïåöèàëèçèðîâàííûå ìèêðîñõåìû, äàò÷èêè). Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ïîñëåäíåé âåðñèåé ïðîòîêîëà ÿâëÿåòñÿ CAN 2.0b. Ñòàíäàðò CAN îïèñûâàåò ïîâåäåíèå ñèãíàëîâ íà íèçêîì óðîâíå, ïðè÷åì â îòðûâå îò ôèçè÷åñêîãî óðîâíÿ, òî åñòü äëÿ ïåðåäà÷è äàííûõ ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ ðàçëè÷íûå

ÏÅÐÅÄÀÒ×ÈÊ

ÏÐÈÅÌÍÈÊ

Óðîâåíü ïðèëîæåíèÿ

Îáúåêò

Óðîâåíü ïðèëîæåíèÿ

Óðîâåíü äàííûõ

ID+äàííûå ... ID+äàííûå

Óðîâåíü äàííûõ

Ôèçè÷åñêèé óðîâåíü

CAN_L

CAN_H

CAN_L

Ôèçè÷åñêèé óðîâåíü

Øèíà CAN

Ðèñóíîê 1. Êîììóíèêàöèîííûå óðîâíè ïðè ñîåäèíåíèè äâóõ óçëîâ.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

CAN

Ñâÿçü:

Ñëîâàðü îáúåêòîâ:

Ïðèëîæåíèå:

PDO, SDO, ñïåöèàëüíûå ôóíêöèîíàëüíûå îáúåêòû, NMT-îáúåêòû

Òèïû äàííûõ, êîììóíèêàöèîííûå îáúåêòû è îáúåêòû ïðèëîæåíèÿ

Ïðîãðàììà, ïðîôèëü óñòðîéñòâà

I/O

Ðèñóíîê 2. Ìîäåëü óñòðîéñòâà ñ èíòåðôåéñîì CANopen.

ñðåäû (ìåäíûé êàáåëü, îïòîâîëîêíî è ò.ï.). Äëÿ óñêîðåíèÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ ñåòåé íà îñíîâå CAN è ñòàíäàðòèçàöèè ðàáîòû òàêèõ ñåòåé áûë ðàçðàáîòàí ïðîòîêîë âûñîêîãî óðîâíÿ CANopen. Îí ïîëó÷èë øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå â ïðîìûøëåííîì îáîðóäîâàíèè, òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâàõ, ìåäèöèíñêîì îáîðóäîâàíèè, ñèñòåìàõ «óìíûé äîì». Ýòîò ïðîòîêîë ÿâëÿåòñÿ îòêðûòûì, è äîêóìåíòàöèÿ ïî åãî èñïîëüçîâàíèþ äîñòóïíà êàæäîìó. DS.301 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îñíîâíîé äîêóìåíò, â êîòîðîì îïèñàíû îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ è ïðèíöèïû ðàáîòû CANopen. Â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî ïðîòîêîë îðèåíòèðîâàí íà èñïîëüçîâàíèå â ñîñòàâå ðàçëè÷íûõ êëàññîâ óñòðîéñòâ, â äîêóìåíòàõ CiA DS-4xx ðåãëàìåíòèðóåòñÿ ðàáîòà CANopen â êàæäîì èç íèõ. Òàê, íàïðèìåð, CiA 412 îòíîñèòñÿ ê ìåäèöèíñêîìó îáîðóäîâàíèþ, à CiA 417 – ê ñèñòåìàì óïðàâëåíèÿ ëèôòàìè. Òîïîëîãèÿ ñåòè CAN, ïðèíöèïû åå ðàáîòû è ôîðìàòû êàäðîâ ïîäðîáíî îïèñàíû â [1] è [2], ïîýòîìó íå èìååò ñìûñëà ïîâòîðÿòüñÿ, à ñòîèò ïåðåéòè íåïîñðåäñòâåííî ê ðàññìîòðåíèþ ïðîòîêîëà âûñîêîãî óðîâíÿ CANopen íà áàçå äàííîé ñåòè. Íà Ðèñóíêå 1 ïîêàçàíà ôóíêöèîíàëüíàÿ ñõåìà ñâÿçè äâóõ óçëîâ ñ ïîìîùüþ øèíû CAN è ïðîòîêîëà CANopen. Îñíîâíîé ôóíêöèîíàëüíîé åäèíèöåé ïðîòîêîëà ÿâëÿåòñÿ îáúåêò. Ïîä îáúåêòîì ìîæåò ïîíèìàòüñÿ íàáîð äàííûõ, íåñóùèõ èíôîðìàöèþ î ïàðàìåòðàõ (íàïðèìåð, ïîêàçàíèÿ äàò÷èêà òåìïåðàòóðû), êîíôèãóðàöèè óçëà èëè ñåòè, âîçíèêøèõ îøèáêàõ è ò.ï. Ïîýòîìó äëÿ óñòðîéñòâà (óçëà) íåîáõîäèìûì óñëîâèåì ðàáîòû â ñåòè ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå ñëîâàðÿ, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé ãðóïïó äîñòóïíûõ â îïðåäåëåííîì ïîðÿäêå îáúåêòîâ. Ïî ñâîåé ñóòè, ñëîâàðü îáúåêòîâ – ýòî ñâÿçóþùåå çâåíî ìåæäó ïðèëîæåíèåì è ïåðåäàâàåìîé íà ôèçè÷åñêîì óðîâíå èíôîðìàöèåé (Ðèñóíîê 2). Ñ êàæäûì óñòðîéñòâîì, èñïîëüçóþùèì èíòåðôåéñ CANopen, ïðîèçâîäèòåëü äîëæåí ïðåäîñòàâèòü ôàéë ñ ðàñøèðåíèåì

*.eds (Electronic DataSheet), ñîäåðæàùèé ñëîâàðü îáúåêòîâ è äîïîëíèòåëüíóþ èíôîðìàöèþ. CANopen-óñòðîéñòâî èìååò òðè óñëîâíûõ ñîñòàâëÿþùèõ: ïðîãðàììíûé ìîäóëü îáðàáîòêè ïðîòîêîëà è ïàêåòîâ èíòåðôåéñà, ñëîâàðü îáúåêòîâ è ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå íà óðîâíå ïðèëîæåíèÿ. Ìîäóëü îáðàáîòêè ïðîòîêîëà íåïîñðåäñòâåííî îòâå÷àåò çà ïåðåäà÷ó è ïðèåì êîììóíèêàöèîííûõ îáúåêòîâ ïî øèíå. Ñëîâàðü îáúåêòîâ îïèñûâàåò âñå òèïû äàííûõ, êîììóíèêàöèîííûå îáúåêòû è îáúåêòû ïðèëîæåíèÿ, èñïîëüçóåìûå â äàííîì óñòðîéñòâå. Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå íà óðîâíå ïðèëîæåíèÿ âûïîëíÿåò ôóíêöèè âíóòðåííåãî óïðàâëåíèÿ è îáåñïå÷èâàåò ñâÿçü ñ äðóãèìè óñòðîéñòâàìè, íå èñïîëüçóþùèìè øèíó CAN. Êàæäûé îáúåêò â ñëîâàðå èìååò 16ðàçðÿäíûé èíäåêñ è 8-ðàçðÿäíûé ïîäèíäåêñ. Ñ ïîìîùüþ íèõ ìîæíî ññûëàòüñÿ íà äàííûé îáúåêò. Â Òàáëèöå 1 ïîêàçàí ïðèìåð îïèñàíèÿ èäåíòèôèêàöèîííîãî îáúåêòà, ñîäåðæàùåãî îñíîâíóþ èíôîðìàöèþ îá óñòðîéñòâå. Òàáëèöà 1 Èíäåêñ Ïîäèíäåêñ

1018h

Îïèñàíèå

Òèï äàííûõ

0 1

×èñëî çàïèñåé Unsigned8 ID ïðîèçâîäèòåëÿ Unsigned32

2 3

Êîä ïðîäóêòà Íîìåð ðåâèçèè

Unsigned32 Unsigned32

Ñåðèéíûé íîìåð

Unsigned32

Ïðîòîêîë CANopen ïðåäïîëàãàåò ñóùåñòâîâàíèå ñëåäóþùèõ òèïîâ îáúåêòîâ: ! Ñåðâèñíûå îáúåêòû äàííûõ (SDO); ! Îáúåêòû äàííûõ ïðîöåññà (PDO); ! Ñïåöèàëüíûå ôóíêöèîíàëüíûå îáúåêòû: îáúåêò ñèíõðîíèçàöèè (SYNC), âðåìåííàÿ ìåòêà, ñðî÷íîå ñîîáùåíèå (EMCY); ! Îáúåêòû óïðàâëåíèÿ ñåòüþ (NMT): NMTñîîáùåíèå, ñîîáùåíèå çàãðóçêè (boot-up), îáúåêò êîíòðîëÿ îøèáîê.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

SDO îáåñïå÷èâàþò äîñòóï ê ýëåìåíòàì ñëîâàðÿ îáúåêòîâ, òî åñòü, ñ ïîìîùüþ SDO ìîæíî ÷èòàòü è çàïèñûâàòü èíôîðìàöèþ â ñëîâàðü îáúåêòîâ. Ïðè ñâÿçè ïîñðåäñòâîì SDO ìåæäó äâóìÿ óñòðîéñòâàìè óñòàíàâëèâàåòñÿ ñîåäèíåíèå òèïà «òî÷êà-òî÷êà», ïðè÷åì áóäåò ðåàëèçîâàíà êëèåíò-ñåðâåðíàÿ ìîäåëü êîììóíèêàöèè, ãäå óñòðîéñòâîêëèåíò ïåðåäàåò íåîáõîäèìîå ñîîáùåíèå, à óñòðîéñòâî-ñåðâåð âûäàåò ñîîòâåòñòâóþùèé ýòîìó ñîîáùåíèþ îòâåò, â ñîîòâåòñòâèè ñî ñõåìîé, èçîáðàæåííîé íà Ðèñóíêå 3. Êëèåíò

Ñåðâåð Èíäèêàöèÿ

Çàïðîñ

îò 0 äî 8 áàéò Êàäð äàííûõ 1

Îòâåò

Ïîäòâåðæäåíèå

îò 0 äî 8 áàéò Êàäð äàííûõ 2

Ðèñóíîê 3. Êëèåíò-ñåðâåðíàÿ ìîäåëü.

Ïðè îðãàíèçàöèè SDO-ñâÿçè êëèåíò ñ ïîìîùüþ ìóëüòèïëåêñîðà, ñîäåðæàùåãî èíäåêñ è ïîäèíäåêñ îáúåêòíîãî ñëîâàðÿ, ìîæåò ïðåäîñòàâëÿòü ñåðâåðó îïðåäåëåííûé íàáîð äàííûõ, êîòîðûå áóäóò ïåðåäàâàòüñÿ. Â îñíîâíîì ïåðåäà÷à SDO ðåàëèçóåòñÿ êàê ñåãìåíò-òðàíñôåðò (segment transfer), ïðè êîòîðîì ïåðåäàåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñåãìåíòîâ â êîëè÷åñòâå äî 127. Íåïîñðåäñòâåííî äî ïåðåäà÷è îñóùåñòâëÿåòñÿ ñòàäèÿ ïîäãîòîâêè, êîãäà êëèåíò è ñåðâåð ãîòîâÿòñÿ ê îáìåíó. Åñëè íåîáõîäèìî ïåðåäàòü îáúåêò ðàçìåðîì äî 4 áàéò, òàêîé îáìåí ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàí íà ñòàäèè èíèöèàëèçàöèè, îí òàêæå íàçûâàåòñÿ óñêîðåííûé òðàíñôåðò (expedited transfer). Ñóùåñòâóåò åùå îäèí òèï ïåðåäà÷è – áëîê-òðàíñôåðò (block transfer). Ïðè ýòîì ïåðåäàåòñÿ íàáîð Ïðîèçâîäèòåëü

áëîêîâ, êàæäûé èç êîòîðûõ ñîñòîèò èç 127 ñåãìåíòîâ. Îäèí ñåãìåíò ñîäåðæèò äàííûå è ñâîé ïîðÿäêîâûé íîìåð â áëîêå. SDO îïèñûâàåòñÿ ïàðàìåòðîì ñâÿçè, îïðåäåëÿþùèì êîììóíèêàöèîííûå íàñòðîéêè SDO. Ýòè ïàðàìåòðû ñâÿçè ðàñïîëîæåíû ïî ñïåöèàëüíî îòâåäåííûì àäðåñàì, è èõ èíäåêñû äëÿ SDO-ñåðâåðà (SSDO) è SDO-êëèåíòà (CSDO) âû÷èñëÿþòñÿ ïî ñëåäóþùèì ïðàâèëàì: ! Èíäåêñ ïàðàìåòðà ñâÿçè SSDO = 1200h + ¹SSDO – 1; ! Èíäåêñ ïàðàìåòðà ñâÿçè CSDO = 1280h + ¹CSDO – 1. Ñåðâèñû, ðåàëèçóþùèå SDO-ïåðå-äà÷ó, ìîãóò áûòü ñëåäóþùèìè: ! Çàãðóçêà íà SDO-ñåðâåð (download), ñîñòîÿùàÿ èç ýòàïà èíèöèàëèçàöèè çàãðóçêè è íåïîñðåäñòâåííî çàãðóçêè ñåãìåíòîâ; ! Âûãðóçêà ñ SDO-ñåðâåðà (upload), ñîñòîÿùàÿ èç ýòàïà èíèöèàëèçàöèè âûãðóçêè è íåïîñðåäñòâåííî âûãðóçêè ñåãìåíòîâ; ! Àâàðèéíîå çàâåðøåíèå ïåðåäà÷è SDO. Äëÿ íåïîñðåäñòâåííîé ïåðåäà÷è ïîëåçíûõ äàííûõ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà (òåìïåðàòóðà, ñêîðîñòü, òîê, íàïðÿæåíèå è ò.ï.) â ðåàëüíîì âðåìåíè èñïîëüçóþòñÿ PDO. Ïåðåäà÷à PDO îñóùåñòâëÿåòñÿ øèðîêîâåùàòåëüíî, ïðè ýòîì ïðèìåíÿåòñÿ ìîäåëü ïðîèçâîäèòåëü-ïîòðåáèòåëü (producer-consumer), èçîáðàæåííàÿ íà Ðèñóíêå 4. Â îáúåêòíîì ñëîâàðå ðàçëè÷àþòñÿ äâà òèïà PDO – äëÿ ïåðåäà÷è äàííûõ (TPDO) è äëÿ ïðèåìà (RPDO). Óñòðîéñòâà, â êîíêðåòíûé ìîìåíò âðåìåíè âûäàþùèå PDO íà øèíó, íàçûâàþòñÿ ïðîèçâîäèòåëÿìè, à ïðèíèìàþùèå ýòè PDO – ïîòðåáèòåëÿìè. PDO òàêæå îïèñûâàþòñÿ â îáúåêòíîì ñëîâàðå

Push-ìîäåëü

Çàïðîñ

Ïîòðåáèòåëè Èíäèêàöèÿ

îò îò00äî äî88áàéò áàéò Êàäð äàííûõ

Ïðîèçâîäèòåëü

Push-ìîäåëü

Èíäèêàöèÿ

Ïîòðåáèòåëè Çàïðîñ(û)

Êàäð óäàëåííîãî çàïðîñà Îòâåò

îò îò 00äî äîäàííûõ 88áàéò áàéò Êàäð Êàäð äàííûõ

Ïîäòâåðæäåíèå

Ðèñóíîê 4. Ìîäåëü ïðîèçâîäèòåëü-ïîòðåáèòåëü.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

óñòðîéñòâà. Òèïû äàííûõ è îòîáðàæåíèå îáúåêòîâ â PDO îïèñûâàþòñÿ ñòðóêòóðîé, íàçûâàåìîé PDO-îòîáðàæåíèå (PDO-mapping). Ñ ïîìîùüþ SDO íà ñòàäèè èíèöèàëèçàöèè ìîæíî èçìåíèòü êîëè÷åñòâî PDO è îòîáðàæåíèå îáúåêòîâ âíóòðè íèõ. Âñå PDO îïèñûâàþòñÿ ñòðóêòóðíûì ïàðàìåòðîì (èëè ïàðàìåòðîì îòîáðàæåíèÿ) è ïàðàìåòðîì ñâÿçè, õàðàêòåðèçóþùèì êîììóíèêàöèîííûå âîçìîæíîñòè PDO. Èíäåêñû ýòèõ ïàðàìåòðîâ îïðåäåëÿþòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñî ñëåäóþùèìè ïðàâèëàìè: ! Èíäåêñ ïàðàìåòðà ñâÿçè RPDO = 1400h ¹ RPDO – 1; ! Èíäåêñ ïàðàìåòðà ñâÿçè TPDO = 1800h + ¹ TPDO – 1; ! Èíäåêñ ñòðóêòóðíîãî ïàðàìåòðà RPDO = 1600h + ¹ RPDO – 1; ! Èíäåêñ ñòðóêòóðíîãî ïàðàìåòðà TPDO = 1A00h + ¹ TPDO – 1. Ñ ïîìîùüþ îäíîãî PDO ìîæíî ïåðåäàòü îò 1 äî 8 áàéò äàííûõ. Â îäíîé ñåòè CANopen ìîæåò ïðèñóòñòâîâàòü äî 512 TPDO è äî 512 RPDO. PDO ìîãóò ïåðåäàâàòüñÿ êàê ñèíõðîííî, òàê è àñèíõðîííî îòíîñèòåëüíî îáúåêòà ñèíõðîíèçàöèè SYNC, âûäàþùåãîñÿ íà øèíó ñ îïðåäåëåííîé ïåðèîäè÷íîñòüþ. Ýòî ïðîèëëþñòðèðîâàíî Ðèñóíêîì 5. Ñèíõðîííûå PDO ïåðåäàþòñÿ â ðàìêàõ óñòàíîâëåííîãî èíòåðâàëà âðåìåíè ïîñëå ïîÿâëåíèÿ íà øèíå SYNC-îáúåêòà. Àñèíõðîííûå PDO ïåðåäàþòñÿ áåç êàêîéëèáî ñâÿçè ñ îáúåêòîì ñèíõðîíèçàöèè. Ðàç-

Ïî ñîáûòèþ èëè ïî òàéìåðó

ëè÷àþò òàêæå òðè ðåæèìà âûçîâà PDO (Ðèñóíîê 6): ! Ïî ñîáûòèþ èëè ïî òàéìåðó: ìåõàíèçì ïåðåäà÷è PDO çàïóñêàåòñÿ ïîñëå âîçíèêíîâåíèÿ êàêîãî-ëèáî âíóòðåííåãî ñîáûòèÿ èëè ïî ñðàáàòûâàíèþ òàé-ìåðà óñòðîéñòâà; ! Ïî óäàëåííîìó çàïðîñó: â ýòîì ñëó÷àå óñòðîéñòâî íà÷èíàåò ïåðåäà÷ó PDO ïîñëå ïîëó÷åíèÿ êàäðà óäàëåííîãî çàïðîñà îò äðóãîãî óñòðîéñòâà íà øèíå; ! Ñèíõðîííàÿ ïåðåäà÷à (öèêëè÷íàÿ èëè àöèêëè÷íàÿ): êàê óæå îòìå÷àëîñü ðàíåå, ñâÿçàíà ñ ïîÿâëåíèåì íà øèíå SYNCîáúåêòà. Sync

Sync

Ñèíõðîííûå PDO

Àñèíõðîííûå PDO

Ðèñóíîê 5. Ïðèíöèï ïåðåäà÷è ñèíõðîííûõ è àñèíõðîííûõ PDO.

Ïåðåäà÷à ñèíõðîííûõ PDO ìîæåò âûïîëíÿòüñÿ êàê â öèêëè÷íîì ðåæèìå, òàê è àöèêëè÷íîì. Ïðè âûáîðå öèêëè÷íîãî ðåæèìà PDO ïåðåäàþòñÿ ñ îïðåäåëåííîé ïåðèîäè÷íîñòüþ, óñòàíàâëèâàåìîé ÷èñëîì îò 1 äî 240, ò. å. 5 áóäåò îçíà÷àòü ïåðåäà÷ó PDO ïîñëå

Âíóòðåííåå ñîáûòèå

Ïîòðåáèòåëè

Ïðîèçâîäèòåëü

Ïîòðåáèòåëè

Ïðîèçâîäèòåëü

Sync Ñèíõðîííàÿ ïåðåäà÷à (öèêëè÷íàÿ èëè àöèêëè÷íàÿ)

Sync

Óäàëåííûé çàïðîñ Ïî óäàëåííîìó çàïðîñó

Sync

Ïîòðåáèòåëè

Ïðîèçâîäèòåëü

Ðèñóíîê 6. Òðè ðåæèìà âûçîâà PDO.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Òàáëèöà 2 Ñîîáùåíèå

Îáîçíà÷åíèå

Êîìàíäà â ñîñòàâå ôîðìàòà ñîîáùåíèÿ

Çàïóñê óäàëåííîãî óçëà Îñòàíîâêà óäàëåííîãî óçëà

Start_remote_node Stop_remote_node

Âõîä â ñîñòîÿíèå ãîòîâíîñòè

Enter_pre_operational Reset_node

128 129

Reset_communication

130

Ñáðîñ óçëà Ñáðîñ ñâÿçè

êàæäîãî ïÿòîãî ïîÿâëåíèÿ SYNC-îáúåêòà íà øèíå. Â àöèêëè÷íîì ðåæèìå ìîìåíò âûäà÷è PDO íà øèíó îïðåäåëÿåòñÿ âíóòðåííèì ñîáûòèåì óñòðîéñòâà, íî îíà îáÿçàòåëüíî äîëæíà âûïîëíÿòüñÿ â îêíå SYNC-îáúåêòà. Íà Ðèñóíêå 7 ïîêàçàí ïðèíöèï îòîáðàæåíèÿ PDO, îñíîâíàÿ èäåÿ êîòîðîãî çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî êàê ïðîèçâîäèòåëü, òàê è ïîòðåáèòåëü PDO-ñîîáùåíèÿ äîëæíû çíàòü, êàêèì îáðàçîì èì íåîáõîäèìî èíòåðïðåòèðîâàòü ñîäåðæèìîå ýòîãî ñîîáùåíèÿ. Ïðè ýòîì PDO îïðåäåëÿþòñÿ ïî èõ èäåíòèôèêàöèîííûì íîìåðàì (COB-ID). PDO-îòîáðàæåíèå îïèñûâàåò, êàêèå ïåðåìåííûå òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà èç ïîëÿ äàííûõ PDO äîëæíû ïåðåäàâàòüñÿ, êàêèì îáðàçîì îíè äîëæíû áûòü óïîðÿäî÷åíû, à òàêæå êàêîé òèï äàííûõ è êàêóþ äëèíó îíè èìåþò. Òàêèì îáðàçîì, ñîäåðæàíèå è çíà÷åíèå ïîëÿ äàííûõ êàæäîãî îïðåäåëåííîãî PDO îïðåäåëÿåòñÿ â âèäå çàïèñè PDO-îòîáðàæåíèÿ âíóòðè ñëîâàðÿ îáúåêòîâ íà ñòîðîíå ïðîèçâîäèòåëÿ è íà ñòîðîíå ïîòðåáèòåëÿ. Ïðîèçâîäèòåëü ñîñòàâëÿåò ïîëå äàííûõ ïåðåäàâàåìîãî PDO â ñîîòâåòñòâèè ñî ñâîèìè çàïèñÿìè îòîáðàæåíèÿ TPDO. Â ñâÿçè ñ ýòèì, òåêóùèå çíà÷åíèÿ îòñûëàåìûõ äàííûõ

1 2

äîëæíû áûòü âçÿòû èç ñëîâàðÿ îáúåêòîâ è çàïèñàíû â ïîëå ïåðåäàâàåìûõ äàííûõ äî òîãî, êàê ñîîáùåíèå áóäåò îòïðàâëåíî íà øèíó. Ïîäîáíûå îïåðàöèè âûïîëíÿþòñÿ íà ñòîðîíå ïîòðåáèòåëÿ. Â ñîîòâåòñòâèè ñ çàïèñÿìè îòîáðàæåíèÿ RPDO, ïðèíÿòûå äàííûå çàïèñûâàþòñÿ â ñëîâàðü îáúåêòîâ äàííîãî óñòðîéñòâà. Äðóãèìè îáúåêòàìè, áåç êîòîðûõ íåìûñëèìî ñóùåñòâîâàíèå CANopen-ñåòè, ÿâëÿþòñÿ NMT-îáúåêòû, ïîçâîëÿþùèå óïðàâëÿòü ðàáîòîé ýòîé ñåòè. Âíà÷àëå ñòîèò îòìåòèòü, ÷òî â êîíêðåòíûé ìîìåíò âðåìåíè óñòðîéñòâî äîëæíî íàõîäèòüñÿ â îäíîì èç ÷åòûðåõ ñîñòîÿíèé: èíèöèàëèçàöèÿ (Initialization), ãîòîâíîñòü (Pre-operational), ðàáîòà (Operational) èëè îñòàíîâêà (Stopped). Ïðè âêëþ÷åíèè óñòðîéñòâî ïðîõîäèò ýòàï âíóòðåííåé èíèöèàëèçàöèè, è ïîñëå åå óñïåøíîãî çàâåðøåíèÿ ïåðåõîäèò â ñîñòîÿíèå ãîòîâíîñòè. Â ýòîì ñîñòîÿíèè óæå âîçìîæíî îñóùåñòâèòü íàñòðîéêó CANopen-óçëà ñ ïîìîùüþ SDO. Çàòåì óçåë ìîæåò ïåðåéòè â ðàáî÷åå ñîñòîÿíèå. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìî, ÷òîáû Master ñåòè (ïåðåäà÷à NMT ñîîáùåíèé ïðîèñõîäèò â ñîîòâåòñòâèè ñ ìîäåëüþ Master-Slave) ïåðåäàë øèðîêîâåùàòåëüíîå TxPDO - òàáëèöà îòîáðàæåíèÿ íà ñòîðîíå ïåðåäàò÷èêà, àäðåñ 0x1A00 Îáúåêò (èíäåêñ: 2345; ïîäèíäåêñ: 67) - 32 áèò Îáúåêò (èíäåêñ: 6000; ïîäèíäåêñ: 01) - 8 áèò Îáúåêò (èíäåêñ: 2001; ïîäèíäåêñ: 00) - 16 áèò

PDO-ñîîáùåíèå 1-å çíà÷åíèå

2-å çíà÷åíèå

3-å çíà÷åíèå

RxPDO - òàáëèöà îòîáðàæåíèÿ íà ñòîðîíå ïðèåìíèêà, àäðåñ 0x1600 Îáúåêò (èíäåêñ: 5432; ïîäèíäåêñ: 10) - 32 áèò Îáúåêò (èíäåêñ: 6200; ïîäèíäåêñ: 02) - 8 áèò Ïóñòàÿ çàïèñü - ñëîâî íå îòîáðàæàåòñÿ

Ðèñóíîê 7. Ïðèíöèï îòîáðàæåíèÿ PDO.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

ñîîáùåíèå Start_remote_node. ID NMTñîîáùåíèé ðàâåí 0, ïîñêîëüêó îíè äîëæíû èìåòü ñàìûé âûñîêèé ïðèîðèòåò â ñåòè. Â Òàáëèöå 2 ïðåäñòàâëåíî îïèñàíèå NMTñîîáùåíèé. Ôîðìàò NMT-ñîîáùåíèÿ òàêæå ïðåäïîëàãàåò íàëè÷èå ID òîãî óçëà, êîòîðîìó àäðåñîâàíî ñîîáùåíèå. Â ñëó÷àå ðàâåíñòâà ýòîãî ïàðàìåòðà 0 ñîîáùåíèå áóäåò àäðåñîâàíî âñåì óçëàì ñåòè, òî åñòü, íàïðèìåð, ôîðìàò 0/1/0 áóäåò îçíà÷àòü çàïóñê âñåõ óçëîâ íà øèíå, à 0/2/9 – îñòàíîâêó óçëà ñ ID=9. Äëÿ ïîâûøåíèÿ íàäåæíîñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñåòè èìåþòñÿ îáúåêòû ñðî÷íûõ ñîîáùåíèé (Emergency Object èëè EMCY). Èõ ïåðåäà÷à îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè âîçíèêíîâåíèè âíóòðåííèõ îøèáîê êàêîãî-ëèáî óçëà. Ñðî÷íîå ñîîáùåíèå ïåðåäàåòñÿ â ñåòü ëèøü îäèí ðàç ïîñëå âîçíèêíîâåíèÿ îïðåäåëåííîé îøèáêè, è, êàê áû äîëãî ñîñòîÿíèå àêòèâíîé îøèáêè íå ïðèñóòñòâîâàëî, íîâîãî ñîîòâåòñòâóþùåãî åé EMCY ïåðåäàíî íå áóäåò. Òîëüêî ïðè âîçíèêíîâåíèè íîâûõ îøèáîê ìîãóò áûòü ïåðåäàíû ñîîòâåòñòâóþùèå èì EMCY. Ìåõàíèçì ïåðåäà÷è ñðî÷íûõ ñîîáùåíèé íå ÿâëÿåòñÿ îáÿçàòåëüíûì äëÿ ñåòè CANopen, íî ïðè ãðàìîòíîì åãî ïðèìåíåíèè îí ïîçâîëèò âîâðåìÿ îïðåäåëèòü è óñòðàíèòü íåèñïðàâíîñòü óçëà. Âñå Slave-óñòðîéñòâà â ñîñòàâå ñåòè CANopen ìîãóò ïîñûëàòü ñïåöèàëüíîå ñîîáùåíèå î ñâîåé ãîòîâíîñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ â ñåòè. Ýòî ñîîáùåíèå íà÷àëüíîé çàãðóçêè (boot-up message) äàåò ïîíÿòü Masteróñòðîéñòâó, ÷òî âíóòðåííèé ñåòåâîé ñòàòóñ Slave-óçëà ïåðåøåë èç ðåæèìà èíèöèàëèçàöèè â ðåæèì ãîòîâíîñòè ê ðàáîòå. Ïåðåäà÷à boot-up-ñîîáùåíèÿ ÿâëÿåòñÿ òàêæå íåîáÿçàòåëüíîé, íî æåëàòåëüíîé ïðîöåäóðîé, ïîñêîëüêó Master áóäåò çíàòü, ÷òî êîíêðåòíîå Slave-óñòðîéñòâî óæå ìîæíî íàñòðàèâàòü ñ ïîìîùüþ SDO èëè ïåðåâîäèòü åãî â ðåæèì ðàáîòû. Èíòåðôåéñîì CANopen ïðåäóñìîòðåíû äâà ïðîòîêîëà êîíòðîëÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñåòè: ïðîòîêîë êàðàóëà óçëîâ (Node guarding protocol) è ïðîòîêîë êîíòðîëüíîãî òàêòèðîâàíèÿ (Heartbeat protocol). Â ïåðâîì ñëó÷àå âûäåëåííûé NMT-ìàñòåð îïðàøèâàåò Slaveóñòðîéñòâà ÷åðåç îäèíàêîâûå ïðîìåæóòêè âðåìåíè, íàçûâàåìûå guard time. Â îòâåò êàæäîå Slave-óñòðîéñòâî ïîñûëàåò ñîîáùåíèå, ñîäåðæàùåå åãî ñåòåâîé ñòàòóñ. Âðåìÿ îæèäàíèÿ ïîäîáíîãî ñîîáùåíèÿ ìîæåò áûòü íàñòðîåíî èíäèâèäóàëüíî äëÿ êàæäîãî óçëà.

Åñëè óçåë ïî èñòå÷åíèè çàäàííîãî âðåìåíè íå ïîëó÷èë çàïðîñ îò Master-óñòðîéñòâà, íà åãî ñòîðîíå ñ ïîìîùüþ ñåðâèñà Life Guarding Event âîçíèêíåò îøèáêà, ñâèäåòåëüñòâóþùàÿ îá îòñóòñòâèè ñòîðîæåâîãî çàïðîñà. Åñëè óäàëåííûé çàïðîñ ïåðåäà÷è íå áûë ïîäòâåðæäåí çà âðåìÿ ñòîðîæåâîãî îæèäàíèÿ, èëè óêàçàííûé â îòâåòíîì ñîîáùåíèè ñòàòóñ Slave-óñòðîéñòâà íå ñîîòâåòñòâóåò îæèäàåìîìó, ñî ñòîðîíû Master-óñòðîéñòâà âîçíèêíåò îøèáêà êàðàóëà óçëà, ñîîáùàåìàÿ ñ ïîìîùüþ ñåðâèñà Node guarding event. Heartbeat-ïðîòîêîë ïîçâîëÿåò êîíòðîëèðîâàòü ôóíêöèîíèðîâàíèå ñåòè áåç íåîáõîäèìîñòè ïîñûëêè Slave-óñòðîéñòâàìè óäàëåííûõ îòâåòîâ. Â äàííîì ñëó÷àå óçåë, ñêîíôèãóðèðîâàííûé íà øèðîêîâåùàòåëüíóþ ïåðåäà÷ó Heartbeat-ñîîáùåíèÿ, ÿâëÿåòñÿ ïðîèçâîäèòåëåì êîíòðîëüíûõ òàêòîâ. Îñòàëüíûå óñòðîéñòâà, íàñòðîåííûå íà ïðèåì Heartbeat-ñîîáùåíèÿ, ÿâëÿþòñÿ ïîòðåáèòåëÿìè êîíòðîëüíûõ òàêòîâ, è â ñëó÷àå åñëè çà âðåìÿ îæèäàíèÿ êîíòðîëüíîãî òàêòà (Heartbeat Consumer Time) Heartbeatñîîáùåíèå íå ïðèøëî, ãåíåðèðóåòñÿ îøèáêà êîíòðîëüíîãî òàêòèðîâàíèÿ. Îáà ðàññìîòðåííûõ ïðîòîêîëà êîíòðîëÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñåòè ÿâëÿþòñÿ âçàèìîèñêëþ÷àþùèìè, òî åñòü â ñåòè ìîæíî èñïîëüçîâàòü ëèøü îäèí èç íèõ. Heartbeat-ïðîòîêîë èìååò áîëåå âûñîêèé ïðèîðèòåò, è ïî óìîë÷àíèþ ïðåäïîëàãàåòñÿ èñïîëüçîâàíèå èìåííî åãî. Â äàííîé ÷àñòè áûëè ðàññìîòðåíû êëþ÷åâûå ïðèíöèïû è ïðàâèëà ðàáîòû äîâîëüíî ñëîæíîãî, íî â òî æå âðåìÿ î÷åíü íàäåæíîãî ïðîòîêîëà CANopen. Â ñëåäóþùåé ÷àñòè íà ïðîñòîì ïðèìåðå áóäåò ïîêàçàíà ðàáîòà CANopen-ñåòè, ñîñòîÿùåé èç äâóõ óçëîâ. ÐË

Ñïèñîê èñòî÷íèêîâ

ÑÒÀÒÜÈ

1. http://www.piclist.ru/AN-MC-228-RUS/AN-MC228-RUS.html AN228 - ðàññìîòðåíèå ôèçè÷åñêîãî óðîâíÿ CAN. 2. Ïðîåêòèðîâàíèå èíòåëëåêòóàëüíûõ äàò÷èêîâ ñ ïîìîùüþ Microchip dsPIC. Êðèä Õàäëñòîí – Êèåâ: «ÌÊ-Ïðåññ», 2008. – 320 ñ., èë. 3. CANopen. Application Layer and Communication Profile. CiA Draft Standard 301. Version 4.02, 2005. – 135 p. 4. CAN ñëîâàðü. Âòîðîå èçäàíèå. www.cancia.org. 5. CANopen, high-level protocol for CAN-bus. H. Boterenbrood – NIKHEF, Amsterdam, 2000. – 23 p. 6. www.canopensolutions.com.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ GPS/GSM ñïåöèàëèçèðîâàííûé âèäåîðåãèñòðàòîð äëÿ àâòîòðàíñïîðòà íàäåæíî ñõîõðàíÿåò è âîñïðîèçâîäèò âèäåî- è àóäèîèíôîðìàöèþ, ìàðøðóò äâèæåíÿ, âûïîëíÿåò îõðàííûå ôóíêöèè âî âðåìÿ ñòîÿíêè è ïåðåäàåò èíôîðìàöèþ ïî GSM òàêæå â ïðîäàæå ìîäåëè ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ è ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ GPS

ÎÊÎ Ìîáàéë 3G âèäåîðåãèñòðàòîð ñ âîçìîæíîñòüþ ïåðåäà÷è âèäåî ïî áåñïðîâîäíûì ñåòÿì 3G òàêæå â ïðîäàæå ìîäåëè ÎÊÎ Ìîáàéë è ÎÊÎ Ìîáàéë II - ïåðåäà÷à âèäåî ïî GSM

ÂÈÄÅÎÐÅÃÈÑÒÐÀÒÎÐÛ ÑÅÐÈÈ “ÎÊÎ ÀÐÕÈÂ” ïîñòðîåíèå ïðîñòîé, íàäåæíîé, àâòîíîìíîé ñèñòåìû âèäåîíàáëþäåíèÿ äëÿ ÷àñòíîãî è êîììåð÷åñêîãî ñåêòîðîâ

ÎÊÎ Àðõèâ 4NET

ÎÊÎ Àðõèâ 4NET LE

ÎÊÎ Àðõèâ LITE CF

ïîäêëþ÷åíèå ïî LAN/internet ñìåííûé æåñòêèé äèñê

ïîäêëþ÷åíèå ïî LAN/internet âñòðîåííûé æåñòêèé äèñê

çàïèñü íà êàðòó Compact Flash

ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÛÅ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒÛ ÄËß ÂÈÄÅÎÍÀÁËÞÄÅÍÈß “Äåöèìà” Ìîñêâà, Çåëåíîãðàä, ïðîåçä 4922, äîì 4, ñòðîåíèå 1 òåë: +7 (495) 988 48 58 http://www.decima.ru

Highscreen Alpha GT New: õîðîøî çíàêîìûé ñìàðòôîí ñ íîâûì ïðîöåññîðîì È

Èíîãäà ðàçðàáîò÷èêè ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ âûâîäÿò íà ðûíîê îäíó è òó æå ìîäåëü, íî ñ ðàçíûìè àïïàðàòíûìè ïëàòôîðìàìè. Íàïðèìåð, ãëîáàëüíàÿ âåðñèÿ ôëàãìàíñêîãî ñìàðòôîíà HTC One X êîìïëåêòóåòñÿ ÷åòûðåõúÿäåðíûì ïðîöåññîðîì nVidia Tegra 3, òîãäà êàê ìîäèôèêàöèè äëÿ îòäåëüíûõ ðûíêîâ (íàïðèìåð, àìåðèêàíñêîãî) èäóò ñ äâóõúÿäåðíûìè «ñåðäöàìè» îò êîìïàíèè Qualcomm.

Èòàê, ÷òî æå äàëà Highscreen Alpha GT New íîâàÿ àïïàðàòíàÿ ïëàòôîðìà? Êàê ìèíèìóì – ïðèìåðíî 15-20% ê ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ïðè íåèçìåííîì ýíåðãîïîòðåáëåíèè: êàê è ïðåäøåñòâåííèê, íîâèíêà îáëàäàåò àêêóìóëÿòîðîì íà 1,900 ìÀ÷ è ðàáîòàåò îò îäíîãî çàðÿäà áàòàðåè äî äâóõ äíåé. Ãíåçä äëÿ óñòàíîâêè SIM-êàðò çäåñü äâå øòóêè, ïðè÷åì êàêèõ-ëèáî îñîáåííîñòåé â ðåàëèçàöèè ðàáîòû ñ äâóìÿ êàðòî÷êàìè íåò: â ðåæèìå îæèäàíèÿ àêòèâíû îáå «ñèìêè», à âî âðåìÿ ðàçãîâîðà – îäíà. Â 3G-ñåòÿõ ðàáîòàåò îäíà SIM-êàðòà, îíà æå ïîääåðæèâàåò è 2G, äðóãàÿ æå «ñèìêà» – òîëüêî â 2G. Êîðïóñ óñòðîéñòâà ïî÷òè ïîëíîñòüþ âûïîëíåí èç ïëàñòèêà, ðàçâå ÷òî íà çàäíåé ïàíåëè åñòü ìåòàëëè÷åñêàÿ âñòàâêà ñ ëîãîòèïîì òîðãîâîé ìàðêè. Highscreen Alpha GT New íå î÷åíü òîíêèé, îäíàêî â ðóêå îí ëåæèò âïîëíå êîìôîðòíî. Êñòàòè, åãî çàäíÿÿ ÷àñòü ïðîðåçèíåíà è âåñüìà ïðèÿòíà íà îùóïü. Ñìàðòôîí îáîðóäîâàí 4-äþéìîâûì åìêîñòíûì ñåíñîðíûì IPS-ýêðàíîì îò ÿïîíñêîé êîìïàíèè Sharp. Ðàçðåøåíèå äèñïëåÿ ñîñòàâëÿåò 480 ´ 800 òî÷åê, ýòî ñòàíäàðò äëÿ

Â äàííîì îáçîðå ìû ðàññìîòðèì ñìàðòôîí Highscreen Alpha GT New – ýòîò àïïàðàò âûïóùåí â íà÷àëå 2013 ãîäà è ÿâëÿåòñÿ î á í î â ë å í è å ì à â ã ó ñ ò î â ñ ê î é ì î ä åë è Highscreen Alpha GT. Äèçàéí è îáùèé ôóíêöèîíàë îñòàëèñü ïðåæíèìè, à âîò àïïàðàòíóþ ïëàòôîðìó ðàçðàáîò÷èêè ïîìåíÿëè. Åñëè îðèãèíàëüíûé GT áàçèðîâàëñÿ íà îäíîÿäåðíîì ïðîöåññîðå MediaTek MT6575, òî âåðñèÿ ñî ñëîâîì New â íàçâàíèè èäåò ñ ÷èïîì MediaTek MT6577, îáëàäàþùèì óæå äâóìÿ âû÷èñëèòåëüíûìè ÿäðàìè. Êñòàòè, ýòîò ïðîöåññîð èçíà÷àëüíî èñïîëüçîâàëñÿ â ñòàðøåé ìîäåëè ñ HD-ýêðàíîì – Highscreen Alpha GTR.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ìîäåëåé ñðåäíåãî êëàññà. Êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ îòìåííîå: ýòî êàñàåòñÿ è öâåòîïåðåäà÷è, è óãëîâ îáçîðà, êîòîðûå ìàêñèìàëüíî øèðîêè. Highscreen Alpha GT New îñíàùåí 1 Ãá îïåðàòèâíîé ïàìÿòè – è ýòî äîâîëüíî ìíîãî, òàê êàê ïîêà â ñìàðòôîíàõ ýòîãî êëàññà îáû÷íî ñòîÿò 512-ìåãàáàéòíûå ìîäóëè. Â àïïàðàòå òàêæå åñòü àäàïòåðû Bluetooth è Wi-Fi, GPS-ïðèåìíèê, ñëîò äëÿ êàðò ïàìÿòè MicroSD (8 Ãá â êîìïëåêòå) – â îáùåì, îáû÷íûé ôóíêöèîíàëüíûé «çàðÿä». À âîò êàìåðû íå ñîâñåì îáû÷íûå: ëèöåâàÿ íà 2 Ìï, à

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

çàäíÿÿ – íà 8. Ïîñëåäíÿÿ íåïëîõî ôîòîãðàôèðóåò â òåìíîå âðåìÿ ñóòîê, áëàãî îíà áàçèðóåòñÿ íà çàòî÷åííîì äëÿ ýòîãî BSI-ñåíñîðå. Ðàáîòàåò Highscreen Alpha GT New ïîä óïðàâëåíèåì Android 4.0 ICS, ïðè÷åì, îïåðàöèîííàÿ ñèñòåìà â ýòîì àïïàðàòå äîïîëíåíà èíòåðôåéñîì Go Launcher EX ñ êó÷åé âèäæåòîâ. Â öåëîì èìååì îäíó èç íàèáîëåå óäà÷íûõ ìîäåëåé ñðåäíåãî êëàññà – çà 8 òûñÿ÷ ðóáëåé, êîòîðûå ïðîñÿò çà Highscreen Alpha GT New, ñëîæíî ïîäîáðàòü ÷òî-ëèáî áîëåå ôóíêöèîíàëüíîå. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

×åëîâåêî-ìàøèííûé èíòåðôåéñ îñâàèâàåò òðåòüå èçìåðåíèå Stephen Evanczuk EDN

Åùå ðàíî îêîí÷àòåëüíî âûáðàñûâàòü ñâîþ ìûøü èëè îòêàçûâàòüñÿ îò òà÷ïàäà, îäíàêî òðàäèöèîííûì óñòðîéñòâàì ÷åëîâå-

Â ýòîì íîâîì êëàññå HMI äâèæåíèå ðóêè â ïðåäåëàõ îáúåìà, ðàñïîëîæåííîãî íàä äâóìåðíûì ìàññèâîì äàò÷èêîâ, âûçûâàåò èñêàæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ (Ðèñóíêè 1 è 2), èçìåðÿåìûå ñïåöèàëüíûì ïðèåìíûì óñòðîéñòâîì. Ñèëîâûå Èñïîëüçîâàíèå ýëåêòðè÷åñêèõ äàòëèíèè ïîëÿ ÷èêîâ âìåñòî âèäåîêàìåð îòêðûâàåò äîðîãó ê ñîçäàíèþ âñòðàèâàåìûõ ïðèëîæåíèé ðàñïîçíàâàíèÿ äâèæåíèé, êîòîðûå ñìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ ïðàêòè÷åñêè âî âñåõ îòðàñÝêâèïîòåíöèàëüíûå ëèíèè ëÿõ – îò àâòîìîáèëüíîé è àýðîêîñìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè äî Èçîëÿöèÿ áûòîâîé òåõíèêè. Ïåðåäàò÷èê Ñ íàèáîëåå âïå÷àòëÿþùèì Çåìëÿ Ïðèåìíèê îáðàçöîì ýòîãî íîâîãî êëàññà Ðèñóíîê 1. HMI ãåíåðèðóåò ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå è ñ óñòðîéñòâ â íîÿáðå 2012 ãîäà äåáþïîìîùüþ äàò÷èêîâ ôèêñèðóåò åãî âîçìóùåíèÿ, âûçûâàåòèðîâàëà êîìïàíèÿ Microchip ìûå äâèæåíèåì ïðîâîäÿùåãî îáúåêòà, êàêîâûì, â ÷àñòíîñTechnology, ïðåäñòàâèâ ìèêðîñõå-

òè, ÿâëÿåòñÿ ÷åëîâå÷åñêàÿ ðóêà.

êî-ìàøèííîãî èíòåðôåéñà (human-machine interface – HMI), îñíîâàííûì íà èñïîëüçîâàíèè äâóìåðíîé èíôîðìàöèè î ïîëîæåíèè, âîçìîæíî, ñêîðî ïðèäåòñÿ ïîòåñíèòüñÿ, óñòóïèâ ìåñòî âîçëå êîìïüþòåðà èëè ñìàðòôîíà ïðèáîðàì íîâîãî ïîêîëåíèÿ. Íàäâèãàåòñÿ âîëíà òðåõìåðíûõ HMI. HMI îñíîâàííûå íà âèäåîêàìåðàõ, òàêèå, êàê Kinect êîìïàíèè Microsoft, óæå ñïîñîáíû îòñëåæèâàòü äâèæåíèå ðóê â Èçîëÿöèÿ áëèæíåé è ñðåäíåé çîíå è ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ â íåêîòîðûõ èãðàõ. Âåðõíèé ñëîé (áîêîâîé ïðèåìíèê Rx) Ïîÿâëåíèå ñèñòåì, îñíîâàííûõ íà Çåìëÿ Âåðõíèé ñëîé (öåíòðàëüíûé ïðèåìíèê Rx) àíàëèçå èçìåíåíèé ýëåêòðè÷åñêîãî Bottom Layer (ïåðåäàò÷èê Tx) ïîëÿ, îáîçíà÷èëî âàæíóþ òåíäåíöèþ ïåðåõîäà îò ïðîñòîãî îáíàðóæåíèÿ Ðèñóíîê 2. Ýòîé ïîäñèñòåìå HMI òðåáóåòñÿ ëèøü ïðîäâèæåíèÿ ê ðàñïîçíàâàíèþ ïîñëåäî- ñòîé ìàññèâ ýëåêòðîäîâ äëÿ ãåíåðàöèè îòíîñèòåëüíî âàòåëüíîñòåé äâèæåíèé, êàê îïðåäå- íèçêî÷àñòîòíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ è èçìåðåíèÿ åãî ëåííûõ æåñòîâ. òåêóùåãî ñîñòîÿíèÿ.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Âíóòðåííÿÿ ñèíõðîíèçàöèÿ

Ãåíåðàòîð ñèãíàëà TX

Áëîê ñáðîñà

Óïðàâëåíèå êîììóíèêàöèåé

MCLR

S10

S11

RX0

Íîðìèðîâàíèå ñèãíàëà

ÀÖÏ

RX1

Íîðìèðîâàíèå ñèãíàëà

ÀÖÏ

Íîðìèðîâàíèå ñèãíàëà

ÀÖÏ

Íîðìèðîâàíèå ñèãíàëà

ÀÖÏ

I2C

RX2

RX3

Âíóòðåííÿÿ øèíà

S12 Ïðîöåññîð îáðàáîòêè ñèãíàëîâ (SPU)

SPI

EIO0 EIO1 Âõîäû/ âûõîäû

RX4

Íîðìèðîâàíèå ñèãíàëà

Èñòî÷íèê îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ (VREF)

EIO2 EIO3

ÀÖÏ Flashïàìÿòü

MGC3130

S13

Ïðîöåññîð ïðèëîæåíèÿ

Óñòðîéñòâî óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì (PMU)

EIO4

Ñõåìà óïðàâëåíèÿ âûõîäîì èç ñïÿùåãî ðåæèìà

Ðèñóíîê 3. Îñíîâàííàÿ íà òåõíîëîãèè GestIC êîìïàíèè Microchip ìèêðîñõåìà MGC3130 ñîäåðæèò íàáîð ñïåöèàëèçèðîâàííûõ öåïî÷åê àíàëîãîâîé îáðàáîòêè ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ, ñèãíàëüíûé ïðîöåññîð è õðàíÿùèåñÿ âî flash-ïàìÿòè ïðîãðàììû ðàñïîçíàâàíèÿ, ïðåîáðàçóþùèå äâèæåíèÿ ðóê â èçâåñòíûå æåñòû.

ìó MGC3130 (Ðèñóíîê 3), âûïîëíÿþùóþ ìåäèöèíñêîì îáîðóäîâàíèè. À íåäàâíî êîìïîëíûé íàáîð ôóíêöèé ðàñïîçíàâàíèÿ 3-D ïàíèÿ íà÷àëà ìàññîâûå ïîñòàâêè äåøåâûõ æåñòîâ, îñíîâàííûõ íà òåõíîëîãèè GestIC, ïðèáîðîâ, êîòîðûå ìîãóò ñåðüåçíî ïîâëèÿòü ïåðåøåäøåé â ñîáñòâåííîñòü Microchip ñ íà ðàçâèòèå ðûíêà ïîòðåáèòåëüñêîé ýëåêïðèîáðåòåíèåì êîìïàíèè Ident Technology. òðîíèêè (Ðèñóíîê 4). Âíåäðÿÿ ýòè äàò÷èêè Ïîäêëþ÷àåìîå ê êîìïëåêòó íåäîðîãèõ âíåøPlessey âî âñòðàèâàåìûå ñèñòåìû, ðàçðàáîòíèõ ýëåêòðîäîâ óñòðîéñòâî GestIC ñîäåðæèò ÷èêè ïîëó÷àò âîçìîæíîñòü âûïóñêàòü ñâîè àíàëîãîâóþ öåïî÷êó îáðàáîòêè ñèãíàëîâ, ñîáñòâåííûå 3-D HMI ïðîäóêòû, èñïîëüçóÿ èçìåðÿþùóþ âûçûâàåìûå äâèæåíèåì ðóê áîãàòûå íàáîðû íàêîïëåííûõ àëãîðèòìîâ èçìåíåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ è ðàñïîçíàðàñïîçíàâàíèÿ. þùóþ ïåðåìåùåíèå ðóê â òðåõìåðíîé îáëàñÊàìåðû ñòàëè ïî÷òè îáÿçàòåëüíûì àòðèòè íàä ýëåêòðîäàìè. Çàòåì ñ ïîìîùüþ âñòðîáóòîì ìîáèëüíîé òåõíèêè, è, áåç ñîìíåíèÿ, åííîãî â êðèñòàëë ñèãíàëüíîãî ïðîöåññîðà áóäóò âñå øèðå èñïîëüçîâàòüñÿ â ñèñòåìàõ âûïîëíÿåòñÿ öèôðîâàÿ îáðàáîòêà èíôîðìàðàñïîçíàâàíèÿ æåñòîâ. Îäíîâðåìåííî íà÷èöèè, ÷òîáû îïðåäåëèòü, êàêîìó èç ïðèáëèçèíàåòñÿ ïðîìûøëåííîå âíåäðåíèå ìíîãîñåíòåëüíî äþæèíû ïðåäâàðèòåëüíî çàïðîãðàììèðîâàííûõ æåñòîâ ñîîòâåòñòâóþò çàôèêñèðîâàííûå ïåðåìåùåíèÿ. Microchip ñî ñâîåé ñèñòåìîé GestIC – íå åäèíñòâåííûé èãðîê íà ðûíêå äàò÷èêîâ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ. ×óòü áîëüøå ãîäà íàçàä Plessey Semiconductors ïðåäñòàâèëà ïîäîáíûé äàò÷èê, èçíà÷àëüíî îðèåíòèðîâàííûé íà ïðè- Ðèñóíîê 4. Áåñêîíòàêòíûé òâåðäîòåëüíûé äàò÷èê ýëåêòðè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà PS25401B êîìïàíèè Plessey Semiconductors â êîðïóìåíåíèå â ïåðñîíàëüíîì ñå (ñëåâà) è ñî ñíÿòîé êðûøêîé (ñïðàâà).

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

ñîðíûõ ðåøåíèé, îáúåäèíÿþùèõ íåñêîëüêî ðàçëè÷èìûõ òåõíîëîãèé îáíàðóæåíèÿ. Ê ïðèìåðó, íåäàâíî Microsoft ïðîäåìîíñòðèðîâàëà ñèñòåìó ðàñïîçíàâàíèÿ æåñòîâ, ïîëó÷èâøóþ íàçâàíèå Digits, â êîòîðîé îáúåäèíåíû êàìåðà è ÌÝÌÑ äàò÷èê äâèæåíèÿ. Â Digits âûïîëíÿåòñÿ âûñîêîóðîâíåâûé àíà-

ëèç, îñíîâàííûé íà èñïîëüçîâàíèè ñëîæíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, ôîðìèðóþùèé èñêëþ÷èòåëüíî äåòàëèçèðîâàííóþ ïðîãðàììíóþ ìîäåëü äâèæåíèÿ ðóêè, ïîçâîëÿþùóþ îòñëåæèâàòü ñàìûå òîíêèå æåñòû. GestIC ïîäîáíîãî äåëàòü ïîêà íå óìååò. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Ìåìðèñòîðû èìèòèðóþò ÷åëîâå÷åñêèé ìîçã R Colin Johnson EE Times

Ïåðâîå óïîìèíàíèå î ìåìðèñòîðàõ ïðèâîäèòñÿ â îñíîâîïîëàãàþùåé ñòàòüå èíæåíåðàýëåêòðèêà Ëåîíà ×óà (Leon Chua) «Ìåìðèñòîð – íåäîñòàþùèé ýëåìåíò ñõåìû» (1971 ãîä).

Ïðîôåññîð Ëåîí ×óà

Èñõîäÿ èç ìàòåìàòè÷åñêèõ ñîîáðàæåíèé, ñîãëàñíî ×óà, äîëæåí ñóùåñòâîâàòü ÷åòâåðòûé ïîñëå ðåçèñòîðà, êîíäåíñàòîðà è êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè ïàññèâíûé ýëåìåíò ýëåêòðîíèêè. Åãî àðãóìåíòàöèÿ íàïîìèíàëà õîä ìûñëåé èçîáðåòàòåëÿ ïåðèîäè÷åñêîé òàáëèöû õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, ðóññêîãî õèìèêà Äìèòðèÿ Ìåíäåëååâà, óòâåðæäàâøåãî, ÷òî, èñõîäÿ èç ìàòåìàòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ, â ïåðèîäè÷åñêîé òàáëèöå íå õâàòàåò ýëåìåíòîâ, êîòîðûå äîëæíû ñóùåñòâîâàòü. Îáà áûëè ïðàâû. Íåäîñòàþùèå ýëåìåíòû Ìåíäåëååâà â êîíå÷íîì èòîãå áûëè íàéäåíû, à â 2006 ãîäó Ñòýí Âèëüÿìñ (Stan Williams), ñòàðøèé íàó÷íûé ñîòðóäíèê êîìïàíèè Hewlett Packard, îòêðûë ìåìðèñòîð. ×óà íàçâàë ñâîé ÷åòâåðòûé ïàññèâíûé ýëåìåíò ìåìðèñòîðîì, ïîòîìó ÷òî ýòîò êîìïîíåíò «âñïîìèíàåò» òî êîëè÷åñòâî òîêà, êîòîðîå íåäàâíî ïðîòåêàëî ÷åðåç íåãî, çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ñâîåãî âíóòðåííåãî ñîïðîòèâëåíèÿ, ÷òî äåëàåò åãî çàïîìèíàþùèì ðåçèñòîðîì (memory-resistor). Îñíîâîé ðàç-

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ðàáîòêè êîìïàíèè HP áûë äèîêñèä òèòàíà, íî ñ òåõ ïîð ìíîãèå ïðîèçâîäèòåëè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ êîìïîíåíòîâ ïðîäâèíóëèñü âïåðåä â ðàáîòå íàä ìåìðèñòèâíûìè ìàòåðèàëàìè â ïîïûòêàõ ñîçäàòü óíèâåðñàëüíûé òèï ïàìÿòè, íàçûâàåìûé «ðåçèñòèâíàÿ îïåðàòèâíàÿ ïàìÿòü» (ReRAM). Â ðåçóëüòàòå, ïðèìåðíî ÷åðåç 40 ëåò ïîñëå òîãî, êàê ×óà ïîñòóëèðîâàë ìåìðèñòîðû, ýòè ìàòåðèàëû, íàêîíåö-òî, ñòàëè êîììåð÷åñêè øèðîêîäîñòóïíûìè â âèäå óíèâåðñàëüíûõ ÷èïîâ ýíåðãîíåçàâèñèìîé ïàìÿòè, ïðåâîñõîäÿùèõ ïî ïëîòíîñòè flash-ïàìÿòü, à ïî ñêîðîñòè – DRAM. Ìíîãèå èçâåñòíûå ïðîèçâîäèòåëè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ êîìïîíåíòîâ îáåùàþò íà÷àòü âûïóñê ìåìðèñòèâíûõ ìèêðîñõåì â ñàìîå áëèæàéøåå âðåìÿ, íåêîòîðûå äàæå íàçûâàþò 2013 ãîä. Â ÷èñëî ýòèõ êîìïàíèé âõîäÿò Adesto Technologies, Elpida, Fujitsu, Global Foundries, Hewlett Packard, Hynix, IBM, Macronix, Nanya, NEC, Panasonic, Rambus, SanDisk, Samsung, Sharp, Sony, ST Microelectronics, Winbond, 4DS, à òàêæå íåñêîëüêî èññëåäîâàòåëüñêèõ ëàáîðàòîðèé, òàêèõ êàê IMEC â êîîïåðàöèè ñ TSMC. Âîçìîæíî, âû íå çíàåòå, ÷òî ñëåäóþùèå 40 ëåò áóäóò åùå áîëåå çíà÷èòåëüíûìè äëÿ ìåìðèñòîðîâ, êîòîðûå ñòàíóò îñíîâîé íîâîé ýðû êîãíèòèâíûõ (ïîçíàþùèõ, ðàçóìíûõ) êîìïüþòåðîâ, âîñïðîèçâîäÿùèõ àðõèòåêòóðó ÷åëîâå÷åñêîãî ìîçãà. Â ðàìêàõ ïðîãðàììû Àãåíòñòâà ïåðåäîâûõ îáîðîííûõ èññëåäîâàòåëüñêèõ ïðîåêòîâ ÑØÀ (DARPA), íàçâàííîé «Ñèñòåìû íåéðîìîðôíîé àäàïòèâíîé ïëàñòè÷åñêîé ìàñøòàáèðóåìîé ýëåêòðîíèêè» (SyNAPSE), èññëåäîâàòåëüñêèå ëàáîðàòîðèè ïðîâîäÿò ðåâîëþöèîííûå ðàçðàáîòêè, êîòîðûå îòêðîþò íîâóþ ýðó êîãíèòèâíûõ êîìïüþòåðîâ. Â ïðîãðàììå ó÷àñòâóþò IBM, Hewlett Packard è HRL Labs ïðè ñîòðóäíè÷åñòâå ñ Áîñòîíñêèì óíèâåðñèòåòîì, Êîëóìáèéñêèì óíèâåðñèòåòîì, Êîðíåëëüñêèì óíèâåðñèòå-

ÑÒÀÒÜÈ

òîì, Ñòýíäôîðäñêèì óíèâåðñèòåòîì, Êàëèôîðíèéñêèì óíèâåðñèòåòîì â Ìåðñåäå è Âèñêîíñèíñêèì óíèâåðñèòåòîì â Ìýäèñîíå. ×óà ïðåäâèäåë ïðèìåíåíèå ìåìðèñòîðîâ â èñêóññòâåííûõ íåéðîííûõ ñåòÿõ åùå â 1976 ãîäó â ñâîåì òðóäå «Ìåìðèñòèâíûå ïðèáîðû è ñèñòåìû» (Memristive Devices and Systems), ãäå îí çàìåòèë, ÷òî ñòàíäàðòíàÿ ìîäåëü íåéðîíîâ, – ìîäåëü Õîäæêèíà-Õàêñëè, – ìàòåìàòè÷åñêè èäåíòè÷íà ìåìðèñòîðó.

Ïðîðûâ ó÷åíûõ èç HRL Labs Ïðîãðàììà SyNAPSE âäîõíóëà íîâóþ æèçíü â ðàçðàáîòêó èñêóññòâåííûõ íåéðîííûõ ñåòåé, îñîáåííî èíòåðåñíûõ ðåçóëüòàòîâ â êîòîðîé ñåãîäíÿ äîáèëàñü HRL Laboratories LLC (áûâøàÿ Hughes Research Laboratories) è åå Center for Neural and Emergent Systems (CNES), èñïîëüçîâàâøàÿ ìåìðèñòîðû â êà÷åñòâå èñêóññòâåííûõ ñèíàïñîâ. Îòêàçàâøèñü îò îáû÷íî èñïîëüçîâàâøåãîñÿ äèîêñèäà òèòàíà, ó÷åíûå HRL Labs ñîçäàëè ñëîèñòóþ ñòðóêòóðó èç óñîâåðøåíñòâîâàííûõ ìàòåðèàëîâ ñî ñâîéñòâàìè âíóòðåííåãî âûïðÿìëåíèÿ, ÷òî, ïî óòâåðæäåíèþ HRL, ïîçâîëÿåò ðåøèòü ïðîáëåìó «ïàðàçèòíîé óòå÷êè», òîðìîçèâøåé ðàííèå ïîïûòêè

Ñîçäàííàÿ HRL ìàòðè÷íàÿ ìåìðèñòîðíàÿ ìàòðèöà, ñôîðìèðîâàííàÿ ïîâåðõ êðèñòàëëà ÊÌÎÏ ìèêðîñõåìû, íà êàæäîì êâàäðàòíîì ñàíòèìåòðå ìîæåò õðàíèòü 10 ÃÁ èíôîðìàöèè.

ðàçðàáîòêè ìåìðèñòèâíûõ ñòðóêòóð â ñîñòàâå ïåðåêðåñòíûõ ìàòðèö. «Ýòè ìåìðèñòîðû âåäóò ñåáÿ êàê âíóòðåííèé äèîä, ÷òî ïðåäîòâðàùàåò óòå÷êó òîêà â íàïðàâëåíèè îáðàòíîãî ñìåùåíèÿ, âëèÿþùóþ íà ñîõðàíÿåìûå â ïàìÿòè äàííûå», – ñîîáùèë ðóêîâîäèòåëü ïðîåêòà è ãëàâíûé èññëåäîâàòåëü Íàðàÿí Ñðèíèâàñà (Narayan Srinivasa).

Ðàçðàáîòêà HRL õðàíèò òî÷íûå àíàëîãîâûå çíà÷åíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùèå ñèíàïòè÷åñêîé ñèëå ìåæäó íåéðîíàìè, à çàòåì ïîìåùàåò ñàìè íåéðîíû â ñîñåäíèé êðèñòàëë. Ñðèíèâàñà ñêàçàë: «Íàøà íåéðîìîðôíàÿ àðõèòåêòóðà èñïîëüçóåò áîãàòûé íàáîð ïðîãðàììèðóåìûõ ñîåäèíåíèé, ïîäîáíûõ ñâÿ- Íàðàÿí Ñðèíèâàñà çÿì â ìîçãå. ×òîáû çàäåéñòâîâàòü ýòó ñâÿçü, ìû îòäåëèëè ìàòðèöó ìåìðèñòîðîâ îò íåéðîìîðôíîé àðõèòåêòóðû, ïîìåñòèâ ïåðåêðåñòíûå ìàòðèöû íà îäèí êðèñòàëë äëÿ õðàíåíèÿ ñèíàïòè÷åñêèõ ïðîâîäèìîñòåé, êîòîðûå çàòåì àêòèâèðóþòñÿ îòäåëüíûì íåéðîìîðôíûì êðèñòàëëîì». Â ïåðâîì âàðèàíòå, ñîçäàííîì HRL Labs, äâóõêðèñòàëüíîå ðåøåíèå èìèòèðóåò îäèí ñëîé íàñòîÿùåãî ìîçãà. Îäíàêî íàèáîëåå èíòåðåñíûå àñïåêòû íåéðîííîãî îáó÷åíèÿ ïðåäïîëàãàþò èñïîëüçîâàíèå äî 6 ñëîåâ. Íàïðèìåð, â çðèòåëüíîé êîðå êàæäûé îáðàáàòûâàþùèé ñëîé ïîñòåïåííî ñâÿçûâàåò ðàçëè÷íûå ïðîñòðàíñòâåííûå îðèåíòàöèè, â êîòîðûõ ìîæåò íàáëþäàòüñÿ îáúåêò. Äðóãèìè ñëîâàìè, îäèí ñëîé ìîæåò íàó÷èòüñÿ ðàñïîçíàâàòü äâóìåðíûé ñèëóýò îáúåêòà, íî íå ñìîæåò îïðåäåëèòü åãî, åñëè îí ïîâåðíåòñÿ áîêîì. Îäíàêî ñ ïîìîùüþ âñåõ øåñòè ñëîåâ òîò æå ñàìûé îáúåêò ìîæåò áûòü ðàñïîçíàí âíå çàâèñèìîñòè îò òîãî, ñ êàêîãî íàïðàâëåíèÿ îí íàáëþäàåòñÿ. Íî äëÿ ýìóëÿöèè âñåõ øåñòè ñëîåâ êîðû ãîëîâíîãî ìîçãà ÷åëîâåêà ïîòðåáóåòñÿ òðåõìåðíàÿ øåñòèñëîéíàÿ ìåìðèñòèâíàÿ ìàòðèöà. «Â íàñòîÿùåå âðåìÿ ìû ñîñðåäîòî÷åíû íà ñîçäàíèè äâóìåðíûõ ïåðåêðåñòíûõ ðåøåòîê, ÷òîáû ìèíèìèçèðîâàòü ðèñêè è ìàêñèìèçèðîâàòü íàøè øàíñû íà óñïåõ. Íî, â êîíå÷íîì èòîãå, ìû õîòèì ìàñøòàáèðîâàòü ìàòðèöû â òðåòüå èçìåðåíèå, ÷òîáû ýìóëèðîâàòü íàñòîÿùóþ ïðîñòðàíñòâåííóþ êîíôèãóðàöèþ ñèíàïñîâ, ñîñòàâëÿþùèõ îñíîâó ìîçãà», – çàêëþ÷èë Ñðèíèâàñà.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Ñíèæåíèå ïîòåðü â ñõåìàõ çàùèòû âõîäíûõ êàñêàäîâ Â× ïðèåìíèêîâ ñ îãðàíè÷èòåëÿìè íà Øîòòêè è PIN äèîäàõ Chin-Leong Lim, Avago Technologies, Ìàëàéçèÿ Electronic Design

Ñõåìû íà îñíîâå Øîòòêè è PIN äèîäîâ îáåñïå÷èâàþò òðåáóåìóþ çàùèòó êîììóíèêàöèîííîãî îáîðóäîâàíèÿ è äðóãèõ ðàäèî÷àñòîòíûõ ñèñòåì. Îäíàêî ïðè èõ èñïîëüçîâàíèè èíæåíåðû ñòàëêèâàþòñÿ ñ ïðîáëåìîé îãðàíè÷åíèÿ âåðõíèõ ÷àñòîò. Êàê ïðè ñèíõðîííîé, òàê è ïðè àñèíõðîííîé ïåðåäà÷å èçëó÷àåìàÿ ìîùíîñòü ìîæåò âûçûâàòü ïåðåãðóçêó âõîäíûõ öåïåé ïðèåìíèêîâ áåñïðîâîäíûõ êîììóíèêàöèîííûõ ñèñòåì. Â äóïëåêñíûõ ñèñòåìàõ ñ âðåìåííûì ðàçäåëåíèåì íåñîâåðøåíñòâî èçîëÿöèè ìåæäó ïîðòàìè êîììóòàòîðà èëè öèðêóëÿòîðà ñòàíîâèòñÿ ïðè÷èíîé ñèíõðîííîé ïåðåãðóçêè, â òî âðåìÿ êàê èñòî÷íèêàìè ñèãíàëîâ, ïðèâîäÿùèõ ê àñèíõðîííîé ïåðåãðóçêå, ÿâëÿþòñÿ ðàñïîëîæåííûå ïîáëèçîñòè àíòåííû äðóãèõ ñèñòåì ñâÿçè. Èíàÿ ñèòóàöèÿ âîçíèêàåò â ïðèåìíèêàõ ñèãíàëîâ ßÌÐ (ßÌÐ – ÿäåðíûé ìàãíèòíûé ðåçîíàíñ), ãäå ïðè÷èíîé ïåðåãðóçîê ÿâëÿåòñÿ «çâîí», ïîñëå âîçáóæäàþùåãî èìïóëüñà ñîïðîâîæäàþùèé âûñâîáîæäåíèå ýíåðãèè, çàïàñåííîé â êàòóøêå ßÌÐ-çîíäà. Íà óñòîé÷èâîñòè ê ïåðåãðóçêàì, ê ñîæàëåíèþ, ñêàçûâàåòñÿ è óìåíüøåíèå ðàçìåðîâ ìàëîøóìÿùèõ óñèëèòåëåé (ÌØÓ). Íàïðèìåð, ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìàÿ âõîäíàÿ ìîùíîñòü ÌØÓ ñ òðàíçèñòîðàìè, èçãîòîâëåííûìè ïî òåõíîëîãèè PHEMT ñ ïðîåêòíûìè íîðìàìè 0.25 ìêì, ïðè ðàçìåðàõ êðèñòàëëà 400 ìêì è

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

800 ìêì ñîñòàâëÿåò 7 äÁì è 10 äÁì, ñîîòâåòñòâåííî. Ïåðåãðóçêè íåáëàãîïðèÿòíî ñêàçûâàþòñÿ è íà öåëîñòíîñòè ïåðåäàâàåìîé èíôîðìàöèè. Çíà÷èòåëüíûé âûõîä çà ïðåäåëû äîïóñòèìûõ ðåæèìîâ ïðèâîäèò ê íåìåäëåííîìó îòêàçó óñòðîéñòâà, âûçâàííîìó ïåðåãîðàíèåì ìåòàëëè÷åñêèõ ìåæñîåäèíåíèé èëè ïðîáîåì ïåðåõîäîâ òðàíçèñòîðà. Ýêñïîíåíöèàëüíûé ðîñò òîêà çàòâîðà ïðè ïåðåãðóçêå òàêæå ñîêðàùàåò ñðîê ñëóæáû ïðèáîðà èç-çà ýëåêòðîìèãðàöèè ìåòàëëîâ. Ïîñòîÿííîå âîçäåéñòâèå íåáîëüøèõ ïåðåãðóçîê ìîæåò ïðèâîäèòü ëèáî ê ñíèæåíèþ âûõîäíîé ìîùíîñòè óñòðîéñòâà, ëèáî ê ðîñòó âûõîäíûõ èíòåðìîäóëÿöèîííûõ èñêàæåíèé. Êàê ñëåäñòâèå, â ïðèåìíèêàõ ßÌÐ óñòðîéñòâ ïðîèñõîäèò ïîòåðÿ ïîëåçíîé èíôîðìàöèè â ïåðèîä «ìåðòâîãî âðåìåíè», ïîêà óñèëèòåëü âîññòàíàâëèâàåòñÿ ïîñëå íàñûùåíèÿ. Îãðàíè÷èòåëü çàùèùàåò âõîä óñòðîéñòâà îò ïåðåãðóçîê, ïðîïóñêàÿ Â× ñèãíàëû ñ àìïëèòóäîé íèæå óñòàíîâëåííîãî ïîðîãîâîãî çíà÷åíèÿ, è âûñòóïàåò â ðîëè àòòåíþàòîðà, ðàññåèâàÿ èçáûòî÷íóþ ìîùíîñòü ñèãíàëîâ, ïðåâûøàþùèõ áåçîïàñíûé óðîâåíü. Ïðîñòåéøàÿ ñõåìà îãðàíè÷èòåëÿ, ñîñòîÿùàÿ èç PIN äèîäà ñ ïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííîé èíäóêòèâíîñòüþ äëÿ îòâîäà ïîñòîÿííîé ñîñòàâëÿþùåé, íàçûâàåòñÿ «îãðàíè÷èòåëåì ñ àâòîìàòè÷åñêèì ñìåùåíèåì». Îäíàêî ïîðîã îãðàíè-

ÑÒÀÒÜÈ

÷åíèÿ äàííîé ñõåìû âûøå, ÷åì äîïóñòèìûé ïðåäåë ïåðåãðóçêè äëÿ áîëüøèíñòâà ÌØÓ. Âêëþ÷åíèåì äèîäà Øîòòêè ïàðàëëåëüíî îñíîâíîìó PIN äèîäó (Ðèñóíîê 1) äîáèâàþòñÿ ñíèæåíèÿ ïîðîãà ñðàáàòûâàíèÿ îãðàíè÷èòåëÿ íà 10 äÁ çà ñ÷åò áîëåå íèçêîãî ïðÿìîãî ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà äèîäå Øîòòêè. Òàêàÿ ñõåìà íàçûâàåòñÿ «óëó÷øåííûì îãðàíè÷èòåëåì ñ Øîòòêè è PIN äèîäàìè». Âõîä

Âûõîä PIN

Øîòòêè

Ðèñóíîê 1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ è ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìû îãðàíè÷èòåëÿ íà Øîòòêè è PIN äèîäàõ.

Ïîñêîëüêó äëÿ ýôôåêòèâíîãî âûïîëíåíèÿ ñâîåé ôóíêöèè îãðàíè÷èòåëü äîëæåí óñòàíàâëèâàòüñÿ ïåðåä âñåìè óñèëèòåëüíûìè êàñêàäàìè, âíîñèìûå èì ïîòåðè ïðè ìàëûõ ñèãíàëàõ ïðîïîðöèîíàëüíî óâåëè÷èâàþò ñóììàðíûé êîýôôèöèåíò øóìà (â äÁ). Âíîñèìûå îãðàíè÷èòåëåì ïîòåðè îáóñëîâëåíû, â ïåðâóþ î÷åðåäü, ïàðàçèòíûìè åìêîñòÿìè äèîäîâ, íàãðóæàþùèìè ëèíèè ïåðåäà÷è. Ðàíüøå ÑÂ× îãðàíè÷èòåëè âûïóñêàëèñü íà îñíîâå áåñêîðïóñíûõ äèîäîâ. Âûïóñêàåìûå ìàññîâûìè òèðàæàìè ñîâðåìåííûå îãðàíè÷èòåëüíûå äèîäû ãåðìåòèçèðóþòñÿ â ïëàñòèêîâûå êîðïóñà, ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàþùèå èõ åìêîñòü. Êðîìå òîãî, â îãðàíè÷èòåëå íà Øîòòêè è PIN äèîäàõ äîïîëíèòåëüíûé äèîä òàêæå óâåëè÷èâàåò ïîòåðè ïî ñðàâíåíèþ ñ îãðàíè÷èòåëåì òîëüêî íà PIN äèîäå. Àêòóàëüíîñòü óìåíüøåíèÿ åìêîñòè äèîäîâ â îãðàíè÷èòåëå ïîäòâåðæäàåòñÿ áîëüøèì êîëè÷åñòâîì ïóáëèêàöèé ïî ýòîé òåìå. Èçãîòîâëåíèå êðèñòàëëîâ íåñêîëüêèõ äèîäîâ íà îäíîé ïîäëîæêå ìàêñèìàëüíî áëèçêî äðóã ê äðóãó ìîæåò óìåíüøèòü åìêîñòü, íî ïðè ýòîì âîçðàñòàåò ïðÿìîå ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà òàêîé ñáîðêå, à çíà÷èò ïîðîã íàïðÿæåíèÿ îãðàíè÷åíèÿ. Ñîêðàùåíèå ïëîùàäè ïåðåõîäà PIN äèîäà çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ ìåçàñòðóêòóðû óìåíüøàåò ïàðàçèòíóþ åìêîñòü, íî, ê ñîæàëåíèþ, ïðè ýòîì óâåëè÷èâàåòñÿ ïåðåõîäíîå òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå äèîäà. Àëüòåðíàòèâíûå ñïîñîáû èçîëÿöèè äèîäà Øîòòêè îò ëèíèè ïåðåäà÷è Â× ñèãíàëà ìîãóò áûòü ðåàëèçîâàíû ñ ïîìîùüþ âûñîêîèìïåäàíñíîé ÷åòâåðòüâîëíîâîé ëèíèè èëè íàïðàâëåííîãî îòâåòâèòåëÿ, îäíàêî òàêîå ïàññèâíîå ðåøåíèå óâåëè÷èâàåò ñòîèìîñòü è

ðàçìåðû îãðàíè÷èòåëÿ. Ïîäêëþ÷åíèå äèîäîâ ê òî÷êå ñ íèçêèì èìïåäàíñîì (12.5 Îì) ìîæåò ñíèçèòü åìêîñòíóþ íàãðóçêó, íî ïðè ýòîì ïîòðåáóþòñÿ ïîíèæàþùèé è ïîâûøàþùèé òðàíñôîðìàòîðû. Äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîòåðü íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ â ýòîì êëàññå îãðàíè÷èòåëåé ïðåäëîæåíà è èññëåäîâàíà íåñòàíäàðòíàÿ êîíôèãóðàöèÿ ñõåìû, íå òðåáóþùàÿ ïåðå÷èñëåííûõ âûøå êîìïðîìèññîâ. Ñõåìà îñíîâàíà íà èñïîëüçîâàíèè ïàðàçèòíîé åìêîñòè äèîäîâ â êà÷åñòâå ýëåìåíòîâ ëåñòíè÷íîãî ôèëüòðà íèæíèõ ÷àñòîò. Èñïîëüçîâàíèå ïàðàçèòíîé åìêîñòè äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîòåðü â îãðàíè÷èòåëÿõ íà PIN äèîäàõ ñ àâòîìàòè÷åñêèì ñìåùåíèåì óæå ðàññìàòðèâàëîñü â ðÿäå ïóáëèêàöèé, íî ýòî ïåðâàÿ ðàáîòà, â êîòîðîé èçó÷àåòñÿ ïîäîáíàÿ ñõåìà íà Øîòòêè è PIN äèîäàõ. Â ñòàòüå îïèñûâàåòñÿ îãðàíè÷èòåëü ñ íèçêèìè ïîòåðÿìè è ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû, ïîäòâåðæäàþùèå óëó÷øåíèå õàðàêòåðèñòèê îãðàíè÷èòåëÿ.

Ìåòîäû è ñðåäñòâà èññëåäîâàíèÿ Äëÿ áûñòðîãî èçãîòîâëåíèÿ ïðîòîòèïà áûëè èñïîëüçîâàíû äåøåâûå äèîäû â êîðïóñàõ SOT-323 èç ñòàíäàðòíîé íîìåíêëàòóðû Avago Technologies. Èñïîëüçîâàííûé PIN äèîä èìååò I-ñëîé âûñîòîé 1.5 ìêì ñ åìêîñòüþ ïðè íóëåâîì ñìåùåíèè îêîëî 1 ïÔ, è êîðïóñ ñ äâóìÿ àíîäíûìè âûâîäàìè, ÷òî î÷åíü óäîáíî äëÿ äàííîé êîíñòðóêöèè (Ðèñóíîê 2). Äèîä ñ òîíêèì I-ñëîåì áûë âûáðàí èç-çà áîëåå âûñîêîãî áûñòðîäåéñòâèÿ è ÷óâñòâèòåëüíîñòè (ïîðîãà îãðàíè÷åíèÿ), à òàêæå èççà íèçêèõ èìïóëüñíûõ òîêîâ óòå÷êè. Íà ïåðåõîäå äèîäà Øîòòêè ïðè ïðÿìîì òîêå 1 ìÀ ïàäàåò 250 ìÂ, à åìêîñòü ïðè íóëåâîì ñìåùåíèè ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà 0.8 ïÔ. Ïàðàçèòíûå èíäóêòèâíîñòè âíóòðåííèõ ïðîâîëî÷íûõ ïðîâîäíèêîâ è âíåøíèõ âûâîäîâ äèîäîâ ðàâíû 0.7 íÃ è 0.4 íÃ, ñîîòâåòñòâåííî. 1

Ðèñóíîê 2. Âíóòðåííåå èçîáðàæåíèå PIN äèîäà äàåò ïðåäñòàâëåíèå î ñïîñîáå ïîäêëþ÷åíèè àíîäà ê äâóì âûâîäàì êîðïóñà.

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Äëÿ ñðàâíåíèÿ õàðàêòåðèñòèê íà òîé æå ïëàòå áûë ñîáðàí îãðàíè÷èòåëü ñ òðàäèöèîííûì ïîäêëþ÷åíèåì Øîòòêè è PIN äèîäîâ ê ëèíèè ïåðåäà÷è. Â îáîèõ îãðàíè÷èòåëÿõ èñïîëüçîâàíû èäåíòè÷íûå äèîäû. Ïîñêîëüêó â îáû÷íîì âêëþ÷åíèè îáà äèîäà ïàðàëëåëüíû, ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà òàêîãî îãðàíè÷èòåëÿ äëÿ ìàëûõ ñèãíàëîâ ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà â âèäå îäíîãî êîíäåíñàòîðà åìêîñòüþ 1.8 ïÔ.

25.4

Òðàäèöèîííûé

Íîâûé

«Çåìëÿ»

Ðåçóëüòàòû è âûâîäû

Øîòòêè

Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû ïîäòâåðæäàþò, ÷òî Øîòòêè Êîïëàíàðíûé íîâàÿ êîíôèãóðàöèÿ óìåíüâîëíîâîä = øàåò âíîñèìûå ïîòåðè è ðàñøèðÿåò ðàáî÷óþ ïîëîñó PIN ÷àñòîò îãðàíè÷èòåëÿ. Äëÿ ÷àñòîò íèæå 300 ÌÃö ïîòåðè Ðèñóíîê 3. Ïå÷àòíàÿ ïëàòà äëÿ îöåíêè õàðàêòåðèñòèê ïðåäëîâ îáåèõ ñõåìàõ ïî÷òè îäèíàæåííîãî îãðàíè÷èòåëÿ (ñâåðõó), åãî êîíñòðóêöèÿ (âíèçó ñëåâà), à êîâû, ïîñêîëüêó âëèÿíèå òàêæå óïðîùåííàÿ ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà (âíèçó ñïðàâà). ïàðàçèòíûõ åìêîñòåé íà ýòèõ ÷àñòîòàõ ìèíèìàëüíî. Ïðîòîòèï îãðàíè÷èòåëÿ áûë ñîáðàí íà Çàòî, êàê òîëüêî ÷àñòîòà äîñòèãàåò 300 ÌÃö, ïå÷àòíîé ïëàòå èç äèýëåêòðèêà FR-4 òîëùèðàçëè÷èå óðîâíåé ïîòåðü îãðàíè÷èòåëåé ñòàíîé 0.76 ìì ñ 50-îìíûì çàçåìëåííûì êîïëàíîâèòñÿ õîðîøî çàìåòíûì, è ïðîäîëæàåò íàðíûì âîëíîâîäîì, èìåþùèì ðàçðåç â ñðåäðàñòè (Ðèñóíîê 4). Èçìåðåíèÿ ïîêàçàëè âïåíåé ÷àñòè (Ðèñóíîê 3). PIN äèîä óñòàíîâëåí íà ÷àòëÿþùåå ñíèæåíèå ïîòåðü íà 0.8 äÁ â ïîëîïëàòó òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû àíîäíûå âûâîäû ñå ÷àñòîò 2.1 ÃÃö, øèðîêî èñïîëüçóåìîé òåëåïåðåêðûâàëè ðàçðåç öåíòðàëüíîãî ïðîâîäíèêîììóíèêàöèîííûìè ñèñòåìàìè ïîêîëåíèÿ êà. Äèîä Øîòòêè ñîåäèíåí ñ âûõîäîì ëèíèè 3G. Êîëè÷åñòâåííîé ìåðîé óëó÷øåíèÿ ìîæåò ïåðåäà÷è îáû÷íûì äëÿ ýòîãî êëàññà îãðàíèòàêæå ñëóæèòü ðàñøèðåíèå ðàáî÷åé ïîëîñû ÷èòåëåé ñïîñîáîì. Êîìáèíàöèÿ äâóõàíîäíîãî ÷àñòîò, ïîñêîëüêó íîâàÿ êîíôèãóðàöèÿ ïî÷òè PIN äèîäà, äèîäà Øîòòêè è ðàçðåçàííîé óäâàèâàåò âåðõíèé ïðåäåë ðàáî÷èõ ÷àñòîò ëèíèÿ ïåðåäà÷è îáðàçóåò öåïü, ìàëîñèãíàëüîãðàíè÷èòåëÿ, ïîäíèìàÿ åãî ñ 1.3 ÃÃö äî íàÿ ñõåìà çàìåùåíèÿ êîòîðîé ñîîòâåòñòâóåò 2.4 ÃÃö ïî óðîâíþ ïîòåðü 1äÁ. äâóõçâåííîìó ôèëüòðó íèæíèõ ÷àñòîò. 0 –0.2

–0.4 Àìïëèòóäà (äÁ)

0 –0.2

Íîâûé Îáû÷íûé

–0.6 –0.8 –1.0 –1.2 –1.4

Äî Ïîñëå

–1.6

–1.8 –2.0

–1.8 –2.0 Ñòàðò: 0 Ãö

Ñòàðò: 0 Ãö

Ñòîï: 3.0 ÃÃö

Ðèñóíîê 4. Â íîâîé êîíôèãóðàöèè îãðàíè÷èòåëÿ ñóùåñòâåííî óëó÷øåíà çàâèñèìîñòü âíîñèìûõ ïîòåðü îò ÷àñòîòû.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Ñòîï: 3.0 ÃÃö ×àñòîòà

×àñòîòà

Ðèñóíîê 5. Âíîñèìûå ïîòåðè äëÿ ñëàáîãî ñèãíàëà ïðè íîâîé êîíôèãóðàöèè îãðàíè÷èòåëÿ, èçìåðåííûå äî è ïîñëå êîìïåíñàöèè ïîòåðü â èçìåðèòåëüíîì ñòåíäå, îò÷åòëèâî äåìîíñòðèðóþò ýôôåêò êîìïåíñàöèè.

ÑÒÀÒÜÈ

–4 –6 –8 RL (äÁ)

–10 –12 –14 –16 –18

Íîâûé Îáû÷íûé

–20 –22 –24 Ñòàðò: 0 Ãö

Ñòîï: 3.0 ÃÃö ×àñòîòà

Âûõîäíàÿ ìîùíîñòü (äÁ)

Ðèñóíîê 6. Çàâèñèìîñòü âîçâðàòíûõ ïîòåðü (RL) îò ÷àñòîòû äëÿ òðàäèöèîííîé è íîâîé êîíôèãóðàöèé îãðàíè÷èòåëÿ äåìîíñòðèðóåò óëó÷øåíèå õàðàêòåðèñòèêè îò 4 äî 6 äÁ âî âñåì äèàïàçîíå ÷àñòîò.

15.0 12.5 10.0

Íîâûé Îáû÷íûé

0.4 äÁ/äÁ

7.5

0.3 äÁ/äÁ

5.0

Â×

2.5 0.0 –2.5 –5.0

Ïîðîã îãðàíè÷åíèÿ

LPKG

Íèçê. èìïåä.

–7.5 –10.0 Ñòàðò: –10.0 äÁì Ñòîï: 30.0 äÁì Âõîäíàÿ ìîùíîñòü (äÁ)

Ðèñóíîê 7. Çàâèñèìîñòü ìîùíîñòè íà âûõîäå îãðàíè÷èòåëÿ îò âõîäíîé ìîùíîñòè íà ÷àñòîòå 900.1 ÌÃö äëÿ òðàäèöèîííîé è íîâîé êîíôèãóðàöèé äåìîíñòðèðóåò, êàê ïàðàçèòíàÿ èíäóêòèâíîñòü âûâîäîâ PIN äèîäà óëó÷øàåò èçîëÿöèþ, êîãäà äèîä íàõîäèòñÿ â íèçêîèìïåäàíñíîì ñîñòîÿíèè.

Îò ðåàëüíîãî óñòðîéñòâà, âåðîÿòíî, ìîæíî áóäåò îæèäàòü ãîðàçäî ëó÷øèõ ðåçóëüòàòîâ, ïîñêîëüêó èçìåðèòåëüíûé ñòåíä âíîñèò äîïîëíèòåëüíûå ïîòåðè. Ñêîðåå âñåãî, â äåéñòâóþùåì ïðèáîðå ïðîâîäíèêè ïå÷àòíîé ïëàòû áóäóò íàìíîãî êîðî÷å, à âûõîä îãðàíè÷èòåëÿ áóäåò ïîäêëþ÷åí íåïîñðåäñòâåííî ê ÌØÓ áåç Â× ðàçúåìà. Åñëè íîðìàëèçîâàòü ãðàôèêè íà Ðèñóíêå 4 è âû÷åñòü ñîñòàâëÿþùóþ ïîòåðü îò èçìåðèòåëüíîãî ñòåíäà, ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ íîâîãî îãðàíè÷èòåëÿ ïî óðîâíþ 1 äÁ ïîäíèìåòñÿ äî 3 ÃÃö (Ðèñóíîê 5). Ïîìèìî ñîêðàùåíèÿ âíîñèìûõ ïîòåðü, ñõåìà, êàê íåîæèäàííî îêàçàëîñü, ñíèæàåò è âîçâðàòíûå ïîòåðè (RL), îñîáåííî â ïîëîñå

îò 1.2 ÃÃö äî 3 ÃÃö, ãäå õàðàêòåðèñòèêà RL óëó÷øèëàñü áîëåå, ÷åì íà 4 äÁ (Ðèñóíîê 6). Ïî âèäèìîìó, ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî ëåñòíè÷íûé ôèëüòð, êîòîðîìó ýêâèâàëåíòíà íîâàÿ êîíôèãóðàöèÿ, îáåñïå÷èâàåò ëó÷øåå ñîãëàñîâàíèå, ÷åì ïðîñòî øóíòèðóþùèé êîíäåíñàòîð. Â îáëàñòè, ãäå õàðàêòåðèñòèêà RL îñòàåòñÿ íèæå –10 äÁ, íîâûé âàðèàíò ñõåìû ðàñøèðÿåò âåðõíþþ ãðàíè÷íóþ ÷àñòîòó ñõåìû äî 2.9 ÃÃö, ïî÷òè óòðàèâàÿ åå ïî ñðàâíåíèþ ñ 1.1 ÃÃö äëÿ îáû÷íîé êîíôèãóðàöèè. Ëåñòíè÷íàÿ öåïü íå âëèÿåò íà ïîðîã îãðàíè÷åíèÿ, íî óëó÷øàåò èçîëÿöèþ ñõåìû. Íà ÷àñòîòå 900 ÌÃö ïîðîã îãðàíè÷åíèÿ äëÿ îáåèõ êîíôèãóðàöèé ïðèìåðíî îäèíàêîâ è ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà 3 äÁì (Ðèñóíîê 7). Íåîæèäàííûì ñþðïðèçîì, îáíàðóæèâøèìñÿ â íîâîì âàðèàíòå ñõåìû, îêàçàëîñü ñíèæåíèå óðîâíÿ ïðîíèêàþùåé íà âûõîä îãðàíè÷èâàåìîé âõîäíîé ìîùíîñòè. Èç ãðàôèêà âèäíî, ÷òî ïðè âõîäíîé ìîùíîñòè 30 äÁì óòå÷êà ñèãíàëà ÷åðåç îãðàíè÷èòåëü ñíèæàåòñÿ ïî÷òè íà 4 äÁ. Â íîâîé êîíôèãóðàöèè ïàðàçèòíûå èíäóêòèâíîñòè êîðïóñà PIN äèîäà (LPKG), âêëþ÷åííûå ïîñëåäîâàòåëüíî ñ ñèãíàëüíîé ëèíèåé, îáðàçóþò èçîëèðóþùèé áàðüåð, â òî âðåìÿ êàê â òðàäèöèîííîé êîíôèãóðàöèè îíè ëèøü øóíòèðóþò ëèíèþ ïåðåäà÷è. Òàêæå ñòàëà áîëåå ïîëîãîé ïåðåäàòî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà îãðàíè÷èòåëÿ, ïîñêîëüêó óãîë íàêëîíà óìåíüøèëñÿ äî 0.3 äÁ/äÁ. Ëåñòíè÷íûé ôèëüòð íå âíîñèò çàïàçäûâàíèÿ â ïåðåõîäíóþ õàðàêòåðèñòèêó îãðàíè÷èòåëÿ. Êðîìå òîãî, îí ÷àñòè÷íî ãàñèò ïåðâîíà÷àëüíóþ ýíåðãèþ èìïóëüñà. Ïåðåõîäíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ñíèìàëàñü ïðè âîçäåéñòâèè íà âõîä 10-ìèêðîñåêóíäíûõ ïà÷åê èìïóëüñîâ ñ íåñóùåé ÷àñòîòîé 900 ÌÃö è ìîùíîñòüþ 30 äÁì. (Ýíåðãèÿ âîçäåéñòâèÿ P ´ t = 10–6 Äæ). Äëÿ îáåèõ êîíôèãóðàöèé äëèòåëüíîñòü âûáðîñîâ ïðîñà÷èâàþùåéñÿ ìîùíîñòè ðàâíà ïðèáëèçèòåëüíî 2 ìêñ (Ðèñóíîê 8). Õîðîøî âèäíî, ÷òî â íîâîé êîíôèãóðàöèè ïðåäñòàâëåííàÿ ïëîùàäüþ ïîä èìïóëüñîì ýíåðãèÿ âûáðîñà ñóùåñòâåííî íèæå. Âèäíî òàêæå, ÷òî óìåíüøèëñÿ è ñðåäíèé óðîâåíü ïîëîãîé ÷àñòè ïåðåõîäíîé õàðàêòåðèñòèêè. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî â ïðîöåññå ñâèïèðîâàíèÿ âõîäíîé ìîùíîñòè, ïî äîñòèæåíèè îïðåäåëåííîãî óðîâíÿ âõîäíîãî ñèãíàëà, îãðàíè÷èòåëüíûå äèîäû íàñûùàþòñÿ, è ñ

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Òåñòèðóåìîå óñòðîéñòâî

Óñèëèòåëü ìîùíîñòè

Èçîëÿòîð 755…985 ÌÃö

Îñöèëëîãðàô ñ ïîëîñîé 150-ÌÃö

Äèîäíûé äåòåêòîð

Àòòåíþàòîð 10 äÁ

Ñèíõðîíèçàöèÿ

Èñòî÷íèê ñèãíàëà 900 ÌÃö

Ãåíåðàòîð èìïóëüñîâ à) 35

Îáû÷íûé Íîâûé

30 25

ìÂ

20 Ïèêîâàÿ óòå÷êà

Ïëîñêàÿ ÷àñòü

10 5 0 –5 Ñòàðò: –2.0 ìêñ

á)

Ñòîï: 18.0 ìêñ

Ðèñóíîê 8. Áëîê-ñõåìà èçìåðèòåëüíîãî ñòåíäà äëÿ èññëåäîâàíèÿ ïåðåõîäíûõ õàðàêòåðèñòèêè îáåèõ êîíôèãóðàöèé îãðàíè÷èòåëåé (à) è âðåìåííûå çàâèñèìîñòè ìîùíîñòè íà èõ âûõîäàõ (á). Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî â íîâîé êîíôèãóðàöèè àìïëèòóäû âûáðîñà è ïîëîãîé ÷àñòè õàðàêòåðèñòèêè íèæå ïðèìåðíî íà 5 ìÂ.

ýòîãî ìîìåíòà èõ ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê êîðîòêîå çàìûêàíèå äëÿ ïðåäàþùåé ëèíèè. Èçîëÿòîð è àòòåíþàòîð â èçîáðàæåííîé íà Ðèñóíêå 9 èçìåðèòåëüíîé óñòàíîâêå íóæíû äëÿ òîãî, ÷òîáû èñêëþ÷èòü àðòåôàêòû èçìåðåíèé, ïðîÿâëÿþùèåñÿ â âèäå «ïðîâèñàíèÿ» õàðàêòåðèñòèê íà Ðèñóíêå 7. Íà âûõîäå òåñòèðóåìîãî óñòðîéñòâà ëó÷øå óñòàíîâèòü àòòåíþàòîð ñ çàòóõàíèåì 10 äÁ, ïîñêîëüêó, â îòëè÷èå îò èçîëÿòîðà, îí áóäåò íå òîëüêî áóôåðèçîâàòü èçìåíåíèÿ èìïåäàíñà, íî è ñìîæåò çàùèòèòü äàò÷èê ìîùíîñòè îò âûãîðàíèÿ.

Óñèëèòåëü

Ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàäèöèîííîé êîíôèãóðàöèåé, íîâàÿ ñõåìà âêëþ÷åíèÿ Øîòòêè è PIN äèîäîâ îäíîâðåìåííî ñíèæàåò âíîñèìûå ïîòåðè, óëó÷øàåò ñîãëàñîâàíèå, ðàñøèðÿåò ðàáî÷óþ ïîëîñó ÷àñòîò è óìåíüøàåò ïðîíèêíîâåíèå âõîäíîé ìîùíîñòè íà âûõîä. Èçìåíåíèÿ íå òðåáóþò äðóãèõ êîìïîíåíòîâ èëè äîïîëíèòåëüíîãî ìåñòà íà ïå÷àòíîé ïëàòå, ïîñêîëüêó èñïîëüçóþòñÿ íåîòúåìëåìûå ïàðàçèòíûå õàðàêòåðèñòèêè äèîäîâ, èãðàþùèå â îïèñàííîé êîíñòðóêöèè ðîëü ìíîãîçâåííîãî ôèëüòðà íèæíèõ ÷àñòîò.

Òåñòèðóåìûé îãðàíè÷èòåëü

Èçîëÿòîð Íàïðàâëåííûé îòâåòâèòåëü

Ãåíåðàòîð ñèãíàëîâ

Çàêëþ÷åíèå

Áëîêèðîâî÷íûé êîíäåíñàòîð

Agilent SK063A

Áëîêèðîâî÷íûé êîíäåíñàòîð

Àòòåíþàòîð 10 äÁ

Èçìåðèòåëü ìîùíîñòè

Ðèñóíîê 9. Íàáîð èñïûòàòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ, èñïîëüçîâàííîãî äëÿ îöåíêè îòíîøåíèÿ ìîùíîñòåé íà âõîäàõ è âûõîäàõ îãðàíè÷èòåëåé, äîëæåí ìèíèìèçèðîâàòü àðòåôàêòû èçìåðåíèé. Àòòåíþàòîð ïðåäîòâðàùàåò âûãîðàíèå äàò÷èêà ìîùíîñòè.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÒÀÒÜÈ

Õîòÿ ïàðàçèòíûå åìêîñòè â êà÷åñòâå êîìïîíåíòîâ ôèëüòðîâ íèæíèõ ÷àñòîò è ðàíüøå ñ óñïåõîì èñïîëüçîâàëèñü äëÿ ñíèæåíèÿ âíîñèìûõ ïîòåðü â ïðîñòûõ îãðàíè÷èòåëÿõ íà PIN äèîäàõ, ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîêàçûâàþò, ÷òî àíàëîãè÷íîãî ýôôåêòà ìîæíî äîáèòüñÿ â óëó÷øåííîì îãðàíè÷èòåëå ñ Øîò-

òêè è PIN äèîäàìè. Íîâàÿ êîíôèãóðàöèÿ óâåëè÷èò ÷óâñòâèòåëüíîñòü óñòðîéñòâ áåñïðîâîäíîé ñâÿçè è ßÌÐ/ÌÐÒ ïðèåìíèêîâ, èñïîëüçóþùèõ ýòîò êëàññ îãðàíè÷èòåëåé. Êðîìå òîãî, ýòî ðåøåíèå ïîçâîëÿåò ðàñøèðèòü ÷àñòîòíûé äèàïàçîí èñïîëüçîâàíèÿ äèîäîâ â ïëàñòèêîâûõ êîðïóñàõ. ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Êîíêóðñ

DARPA Robotics Challenge: âûçîâ áðîøåí

Àãåíòñòâî ïåðåäîâûõ îáîðîííûõ èññëåäîâàòåëüñêèõ ïðîåêòîâ Ìèíèñòåðñòâà îáîðîíû ÑØÀ (DARPA) îáúÿâèëî î ñòàðòå íîâîé ñìåëîé ïðîãðàììû, íàöåëåííîé íà ðàçâèòèå ðîáîòîòåõíèêè, ïðåäíàçíà÷åííîé äëÿ óñòðàíåíèÿ ïîñëåäñòâèé ñòèõèéíûõ áåäñòâèé è êàòàñòðîô. Â ðàìêàõ ýòîé ïðîãðàììû, ïîëó÷èâøåé íàçâàíèå DARPA Robotics Challenge, ïðåäëàãàåòñÿ ôèíàíñèðîâàíèå â îáúåìå äåñÿòêîâ ìèëëèîíîâ äîëëàðîâ ëþáûì êîìàíäàì èç ëþáîé ñòðàíû ìèðà, ñïîñîáíûì ñîçäàòü ðîáîòîâ, óìåþùèõ âûïîëíÿòü ñëîæíûå äâèæåíèÿ è ìàíèïóëÿöèè, òàêèå, íàïðèìåð, êàê, õîäüáà ïî ùåáíþ è ðàáîòà ñ ýëåêòðîèíñòðóìåíòîì. Âñå ýòî çàâåðøèòñÿ ñîðåâíîâàíèåì ìåæäó ðîáîòàìè, óïðàâëÿþùèìè ãðóçîâèêàìè, äåëàþùèìè ïðîëîìû â ñòåíàõ, è ïûòàþùèìèñÿ ïðîèçâåñòè ðåìîíòíûå ðàáîòû â ñìîäåëèðîâàííûõ óñëîâèÿõ àâàðèè íà ïðîèçâîäñòâå. Ïîáåäèòåëü ïîëó÷èò âñå: ïðèç â ðàçìåðå $2 ìëí. Ïðåäñòàâèòåëè DARPA óòâåðæäàþò, ÷òî ñóùåñòâóåò îñòðàÿ íåîáõîäèìîñòü ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ðîáîòîâ, êîòîðûå ìîãóò ïîìî÷ü â óñëîâèÿõ ïðèðîäíûõ èëè òåõíîãåííûõ êàòàñòðîô. Âìåñòî òîãî ÷òîáû ñîçäàâàòü ñïåöèàëèçèðîâàííûå ðîáîòîòåõíè÷åñêèå ñèñòåìû, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ðàáîòû â êîíêðåòíûõ ñèòóàöèÿõ, öåëüþ íîâîé ïðîãðàììû ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà ðîáîòîâ, ñïîñîáíûõ îðèåíòèðî-

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

âàòüñÿ â åñòåñòâåííîé äëÿ ÷åëîâåêà ñðåäå è èñïîëüçîâàòü èíñòðóìåíòû è ñðåäñòâà ïåðåäâèæåíèÿ, ñîçäàííûå äëÿ ÷åëîâåêà. «Çäåñü îñíîâíîé àêöåíò äåëàåòñÿ íà ïðèñïîñîáëÿåìîñòü – îïðåäåëÿåòñÿ íàèáîëåå ñïîñîáíàÿ ê àäàïòàöèè ñèñòåìà, êîòîðàÿ ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà â òå÷åíèå ïåðâûõ äâóõ äíåé ïîñëå êàòàñòðîôû, êîãäà åùå åñòü øàíñ óìåíüøèòü åå ìàñøòàáû, ïðèíÿâ ñîîòâåòñòâóþùèå ìåðû. Â ýòîì-òî è ñóòü äàííîãî êîíêóðñà», – ãîâîðèò Ãèëë Ïðýòò (Gill Pratt), ðóêîâîäèòåëü ïðîãðàììû DARPA, çàíèìàþùèéñÿ îðãàíèçàöèåé êîíêóðñà. Â êà÷åñòâå ïðèìåðà êàòàñòðîôû, ïîñëåäñòâèÿ êîòîðîé ìîæíî áûëî áû ñìÿã÷èòü â ñëó÷àå ïðèìåíåíèÿ ðîáîòîâ ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè ñïîñîáíîñòÿìè, DARPA óïîìèíàåò ÿäåðíóþ àâàðèþ íà Ôóêóñèìå. Â ñâÿçè ñ ýòèì â DARPA ðàçðàáîòàëè ñöåíàðèé äëÿ ôèíàëüíîé ÷àñòè ñîðåâíîâàíèÿ, êîòîðàÿ áóäåò ñèëüíî íàïîìèíàòü äðàìàòè÷åñêèå ñîáûòèÿ, ïðîèçîøåäøèå â ïåðâûå 24 ÷àñà ïîñëå àâàðèè íà Ôóêóñèìå, êîãäà ðàáî÷èå ïûòàëèñü, íî íå ñìîãëè ïî÷èíèòü îäèí èç ïîâðåæäåííûõ ðåàêòîðîâ. Íà âîïðîñ î òîì, íå êàæóòñÿ ëè êîíêóðñíûå çàäà÷è, âêëþ÷àþùèå íåîáõîäèìîñòü ïðîáèòü ìîëîòîì áðåøü â ñòåíå, îáíàðóæèòü è óñòðàíèòü óòå÷êó â òðóáå, èëè çàìåíèòü íàñîñ îõëàæäàþùåé ñèñòåìû, íåñêîëüêî ñëîæíûìè, Ïðýòò îòâå÷àåò: «Íåò. Ìû ñ÷èòàåì, ÷òî â òðåáîâàíèÿ DARPA äåéñòâèòåëüíî íåïðîñòû, íî íå ÿâëÿþòñÿ íåâûïîëíèìûìè. Äâèæåíèå ê ðåçóëüòàòó òàèò â ñåáå îãðîìíûå ðèñêè, íî, â òî æå âðåìÿ, ñóëèò ùåäðóþ íàãðàäó, è ýòî èìåííî òî, ÷òî â DARPA õîòÿò îñóùåñòâèòü».

ÑÒÀÒÜÈ

Ïðåäûäóùàÿ êîíêóðñíàÿ ïðîãðàììà DARPA áûëà ñôîêóñèðîâàíà íà àâòîíîìíûõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâàõ. Ñîðåâíîâàíèÿ – ýòî ñïîñîá DARPA ñòèìóëèðîâàòü èííîâàöèè ïóòåì îðãàíèçàöèè êîíêóðñîâ, òðåáóþùèõ ñóùåñòâåííûõ òåõíè÷åñêèõ íàâûêîâ â êîíêðåòíîé îáëàñòè. DARPA âûèãðûâàåò îò ýòîãî, ñîáðàÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî óìíûõ ëþäåé, áüþùèõñÿ íàä ðåøåíèåì ïðîáëåìû, íî è âñå îñòàëüíûå òîæå âûèãðûâàþò, òàê êàê â õîäå ñîðåâíîâàíèé çà î÷åíü êîðîòêèé ïðîìåæóòîê âðåìåíè âîçíèêàåò ìíîæåñòâî ïðîãðåññèâíûõ èäåé è ðåøåíèé.

ïîä íàçâàíèåì Broad Agency Announcement (BAA). Âîò íàèáîëåå âàæíûå ïîëîæåíèÿ ýòîãî äîêóìåíòà: Öåëü: Öåëüþ íîâîé ïðîãðàììû ÿâëÿåòñÿ «ðàçâèòèå âîçìîæíîñòåé íàçåìíûõ ðîáîòîâ äëÿ âûïîëíåíèÿ ñëîæíûõ çàäà÷ â îïàñíûõ óñëîâèÿõ îêðóæàþùåé ñðåäû, ñîçäàííîé ÷åëîâåêîì». Îñíîâíûìè íàïðàâëåíèÿìè ðîáîòîòåõíèêè, êîòîðûå ïëàíèðóåòñÿ ðàçâèòü áëàãîäàðÿ ýòîé ïðîãðàììå, ÿâëÿþòñÿ «êîíòðîëèðóåìàÿ àâòîíîìíîñòü, ìîáèëüíîñòü, êàê ñ ïðèìåíåíèåì òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ, òàê è áåç íèõ, à òàêæå ñèëà, ëîâêîñòü è âûíîñëèâîñòü ðîáîòîòåõíè÷åñêîé ïëàòôîðìû». Ãðàôèê: Ïðîãðàììà áóäåò ðàçäåëåíà íà äâà ýòàïà, êàæäûé èç êîòîðûõ çàâåðøèòñÿ ñîðåâíîâàíèåì. Ýòàï 1 áóäåò ïðîõîäèòü 15 ìåñÿöåâ ñ 1 îêòÿáðÿ 2012 ãîäà ïî 31 äåêàáðÿ 2013. Ýòàï 2 ïðîäëèòñÿ 12 ìåñÿöåâ ñ 1 ÿíâàðÿ 2014 ãîäà ïî 31 äåêàáðÿ 2014 ãîäà (DARPA ïîä÷åðêèâàåò, ÷òî âñå äàòû ÿâëÿþòñÿ ïðèáëèçèòåëüíûìè è ìîãóò áûòü èçìåíåíû).

Íîâàÿ ïðîãðàììà íàïðàâëåíà íà ðàçâèòèå íå òîëüêî ðîáîòîòåõíè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, íî è îáùåäîñòóïíûõ ñðåäñòâ ìîäåëèðîâàíèÿ. Ïðýòò ãîâîðèò, ÷òî DARPA âêëàäûâàåò áîëüøèå ñðåäñòâà â ñîçäàíèå ñèìóëÿòîðà, êîòîðûé, êàê îí íàäååòñÿ, ñòàíåò «ïðåîáðàçóþùèì èíñòðóìåíòîì» â îáëàñòè ðîáîòîòåõíèêè, ñîäåéñòâóþùèì èííîâàöèîííîìó ðàçâèòèþ è ïîìîãàþùèì íîâûì êîìïàíèÿì ïðåîäîëåòü áàðüåðû íà ïóòè âûõîäà íà ðûíîê ðîáîòîâ. Äëÿ ðàçðàáîòêè ñèìóëÿòîðà îí õî÷åò ïðèâëå÷ü íå òîëüêî èññëåäîâàòåëåé â ñôåðå ðîáîòîòåõíèêè, íî è ëþäåé ñ ðàçëè÷íûì îïûòîì â òàêèõ îáëàñòÿõ, êàê êîìïüþòåðíàÿ ãðàôèêà è âèäåî èãðû, ïðè ýòîì ïðåäïîëàãàåòñÿ ââåäåíèå äèôôåðåíöèðîâàííûõ äåíåæíûõ ïîîùðåíèé çà ðàçëè÷íûå óðîâíè âêëàäà â ðåøåíèå ïðîáëåìû. Äëÿ ïîÿñíåíèÿ ñóòè íîâîé ïðîãðàììû DARPA âûïóñòèëà ñïåöèàëüíîå çàÿâëåíèå

Ïðèç: DARPA âûäåëÿåò ïðèçà $2 ìèëëèîíà, êîòîðûì áóäåò íàãðàæäåíà êîìàíäà, ïîáåäèâøàÿ âî âòîðîì òóðå èñïûòàíèé. Â êà÷åñòâå ñòèìóëà äëÿ ïîëó÷åíèÿ õîðîøåãî ðåçóëüòàòà â ïåðâîì èñïûòàíèè DARPA ïëàíèðóåò ôèíàíñèðîâàòü òå êîìàíäû, êîòîðûå áîëüøå âñåãî íàáåðóò î÷êîâ, ÷òîáû ïåðåéòè íà âòîðîé ýòàï. Íèêàêîãî äðóãîãî ïðèçà ïî çàâåðøåíèþ ïåðâîãî èñïûòàíèÿ íå íàìå÷àåòñÿ. Ó÷àñòíèêè: Â ïðîãðàììå ìîãóò ó÷àñòâîâàòü êîìàíäû ñî âñåãî ìèðà, îò êîòîðûõ íå òðåáóåòñÿ íàëè÷èÿ êàêèõ-ëèáî ñâÿçåé ñ àìåðèêàíñêèìè êîìïàíèÿìè èëè ëàáîðàòîðèÿìè. Ó÷àñòíèêè ñìîãóò ïðèñòóïèòü ê ñîðåâíîâàíèÿì â ðàìêàõ îäíîé èç ÷åòûðåõ ñåêöèé. Ñåêöèÿ A ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ òåõ êîìàíä, êîòîðûå íàìåðåâàþòñÿ ðàçðàáàòûâàòü ñâîåãî ñîáñòâåííîãî ðîáîòà è ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ê íåìó, è ýòî áóäåò ôèíàíñèðîâàòüñÿ DARPA. Ñåêöèÿ B ïîäîéäåò òåì êîìàíäàì, êîòîðûå áóäóò ðàçðàáàòûâàòü ïðîãðàììû óïðàâëåíèÿ (áåç àïïàðàòíîãî îáåñïå÷åíèÿ), ÷òîáû ñîñòÿçàòüñÿ â ñîçäàíèè êîìïüþòåðíûõ ñèìóëÿòîðîâ. Òàêèå êîìàíäû òàêæå ïîëó÷àò ôèíàíñîâóþ ïîääåðæêó DARPA. Â ñåêöèþ C âîéäóò êîìàíäû-ðàçðàáîò÷èêè óïðàâëÿþùèõ ïðîãðàìì (áåç àïïàðàòóðû), êîòîðûå áóäóò îöåíèâàòüñÿ íà ñîðåâíîâà-

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

íèÿõ ñ ïðèìåíåíèåì ñèìóëÿòîðà. Cåêöèÿ D ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ òåõ êîìàíä, êîòîðûå íàìåðåíû ïðèñòóïèòü ê ñîðåâíîâàíèÿì, ðàçðàáàòûâàÿ ðîáîòà è ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ê íåìó íà ñâîè ñîáñòâåííûå ñðåäñòâà. Ôèíàíñèðîâàíèå: Â DARPA ïëàíèðóþò âûáðàòü íå áîëåå ïÿòè êîìàíä äëÿ ñåêöèè A, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ïîëó÷èò äî $3 ìèëëèîíîâ íà ïåðâîì ýòàïå ïðîãðàììû. Â ðàìêàõ ñåêöèè B â òå÷åíèå ïåðâûõ äåâÿòè ìåñÿöåâ DARPA áóäåò ïîääåðæèâàòü ôèíàíñàìè äî 12 êîìàíä, êàæäîé êîìàíäå áóäåò âûäåëåíî äî $375,000. Ïî ïðîøåñòâèè äåâÿòè ìåñÿöåâ ïîñëå çàâåðøåíèÿ âèðòóàëüíîãî ñîðåâíîâàíèÿ íà ñèìóëÿòîðå, ïðåäîñòàâëåííîì ïðàâèòåëüñòâîì, àãåíòñòâî âûäåëèò äî øåñòè êîìàíä (èç ñåêöèé B è C), êàæäàÿ èç êîòîðûõ ïîëó÷èò äî $750,000 è îáîðóäîâàíèå (êîíñòðóêöèþ ðîáîòà, âûïîëíåííóþ ïîäðÿä÷èêîì DARPA), ïðåäîñòàâëÿåìîå ïðàâèòåëüñòâîì. Íà âòîðîì ýòàïå DARPA âûáåðåò äî âîñüìè êîìàíä â ðàìêàõ ñåêöèé A, B è C, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ïîëó÷èò äî $1 ìèëëèîíà, ïðè÷åì êîìàíäû B è C ïðîäîëæàò ó÷àñòèå â êîíêóðñå, èñïîëüçóÿ ðîáîòîâ, ïðåäîñòàâëÿåìûõ ïðàâèòåëüñòâîì. Ïëàòôîðìà GFE: Â DARPA áóäåò ñîçäàí ðîáîò ñîáñòâåííîé ðàçðàáîòêè íà ïëàòôîðìå Government Furnished Equipment (GFE), êîòîðûé ïîçâîëèò êîìàíäàì áåç îïûòà ñîçäàíèÿ àïïàðàòóðû ïðèíÿòü ó÷àñòèå â ñîðåâíîâàíèè. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî GFE-ðîáîò áóäåò èìåòü ðóêè ñ ñåìüþ ñòåïåíÿìè ñâîáîäû è ïî äâà èëè òðè ïàëüöà íà êàæäîé ðóêå, íîãè ñ øåñòüþ ñòåïåíÿìè ñâîáîäû, à òàêæå ãîëîâó ñ ñèñòåìîé ïðîñòðàíñòâåííîãî çðåíèÿ è ëàçåðíûì ðàäàðîì. Áëèæå ê ñåðåäèíå ïåðâîãî ýòàïà ñ ïîìîùüþ ýòîé ïëàòôîðìû áóäóò îïðåäåëåíû íàèáîëåå ðåçóëüòàòèâíûå êîìàíäû èç ñåêöèé B è C. Òàêèå êîìàíäû áóäóò îáúÿâëåíû ïîáåäèòåëÿìè è ïîëó÷àò GFEðîáîòîâ è ôèíàíñîâûå ñðåäñòâà äëÿ ïðîäîëæåíèÿ ðàáîòû. (Ïî ïîñëåäíèì äàííûì, äëÿ ñîçäàíèÿ ïëàòôîðìû GFE DARPA âûáðàëà êîìïàíèþ Boston Dynamics). Ñèìóëÿòîð-òðåíàæåð: DARPA òàêæå ïðåäëàãàåò îáùåäîñòóïíûé âèðòóàëüíûé òðåíàæåð äëÿ èñïûòàíèé, êîòîðûé áóäåò «ñîäåðæàòü â ñåáå ìîäåëè ðîáîòîâ, èõ êîìïîíåíòîâ è äåòàëåé, à òàêæå ïîëåâûõ óñëîâèé». Êîìïàíèÿ, ïðåäîñòàâëÿþùàÿ òðåíà-

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

æåð, áóäåò ðàçâèâàòü ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ñ îòêðûòûì èñõîäíûì êîäîì, â òî âðåìÿ êàê ñàì òðåíàæåð, ìîäåëè ðîáîòîâ è ìîäåëè îêðóæàþùåé ñðåäû áóäóò ðàçâèâàòüñÿ è ñîâåðøåíñòâîâàòüñÿ óñèëèÿìè êàê êîìïàíèè, òàê è ó÷àñòíèêîâ. (Ïî ïîñëåäíèì äàííûì â êà÷åñòâå êîìïàíèè, êîòîðàÿ çàéìåòñÿ ðàçðàáîòêîé ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ äëÿ òðåíàæåðà, DARPA âûáðàëà Open Source Robotics Foundation). À òåïåðü î òîì, ÷òî èíòåðåñóåò êàæäîãî – ñàìî ñîðåâíîâàíèå. Â DARPA ãîâîðÿò, ÷òî ðîáîòû áóäóò ñîñòÿçàòüñÿ â êîíêóðåíòíîé áîðüáå äðóã ñ äðóãîì, âûïîëíÿÿ çàäà÷è â óñëîâèÿõ ÷ðåçâû÷àéíûõ ñèòóàöèé ïî ñöåíàðèþ, êîòîðûé, âåðîÿòíî, áóäåò âêëþ÷àòü â ñåáÿ ñëåäóþùèå ñîáûòèÿ: 1. Óïðàâëåíèå âíåäîðîæíèêîì íà ìåñòå àâàðèè Ðîáîò äîëæåí ñåñòü â ìàøèíó, ïðîåõàòü íà íåé ïî îïðåäåëåííîìó ìàðøðóòó è âûéòè èç ìàøèíû. Ðîáîò äîëæåí ïîëíîñòüþ óïðàâëÿòü àâòîìîáèëåì, òî åñòü óìåòü îáðàùàòüñÿ ñ ðóëåì, ïåäàëÿìè ãàçà è òîðìîçà è çàæèãàíèåì. Â êà÷åñòâå òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ ïðåäïîëàãàåòñÿ èñïîëüçîâàòü òàêèå ìîäåëè âíåäîðîæíèêîâ, êàê John Deere Gator èëè Polaris Ranger. 2. Õîäüáà ïî ùåáíþ Íà ýòîì ýòàïå ðîáîò äîëæåí ïåðåñå÷ü ìåñòíîñòü, ãäå áóäóò ïðèñóòñòâîâàòü êàê ãëàäêèå è ðîâíûå ìåñòà, òàê è ìåñòà ñ óêëîíàìè, ðûõëîé ïî÷âîé è ãîðíîé ïîðîäîé. ×åëîâåê ñ ëåãêîñòüþ ïåðåñåê áû ïîäîáíûé ëàíäøàôò. Â äîáàâîê, íà ìåñòíîñòè áóäóò âñòðå÷àòüñÿ òàêèå ïðåïÿòñòâèÿ, êàê êàìíè, êóñòû, äåðåâüÿ è êàíàâû, êîòîðûå ðîáîò äîëæåí îáõîäèòü. 3. Ðàçáîð çàâàëîâ, áëîêèðóþùèõ ïðîõîä Çäåñü ðîáîòó íóæíî ïåðåìåñòèòü îáúåêò, áëîêèðóþùèé âõîä. Îáúåêò áóäåò èìåòü òàêîé ðàçìåð, âåñ è ïðî÷èå ôèçè÷åñêèå ïîêàçàòåëè, êîòîðûå ïîçâîëÿò ÷åëîâåêó èëè ïëàòôîðìå GFE ñäâèíóòü åãî ñ ìåñòà. Ïëàíèðóåòñÿ, ÷òî åãî âåñ íå áóäåò ïðåâûøàòü 5 êã, îí áóäåò òâåðäûì êàê êàìåíü èëè øëàêîáëîê, è áóäåò íåïðàâèëüíîé ôîðìû. 4. Îòêðûâàíèå äâåðè è âõîä â çäàíèå Ðîáîò îáÿçàí ñïðàâèòüñÿ ñ äâåðíîé ðó÷êîé è èìåòü äîñòàòî÷íî ñèëû, ÷òîáû òîëêíóòü äâåðü. Êàê äâåðü, òàê è äâåðíàÿ ðó÷êà, áóäóò ñòàíäàðòíûìè.

ÑÒÀÒÜÈ

íî ëèøü îäíà áóäåò ïîâðåæäåíà, ïðè ýòîì èç íåå áóäåò âûðûûâàòüñÿ äûì, è áóäåò ñëûøíî øèïåíèå âûõîäÿùåãî ãàçà. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî äëÿ çàêðûâàíèÿ âåíòèëÿ íåîáõîäèìî ïîëüçîâàòüñÿ äâóìÿ ðóêàìè.

5. Ïîäúåì ïî ëåñòíèöå ïðîìûøëåííîãî îáðàçöà è ïðîõîæäåíèå ìàðøðóòà â çàâîäñêèõ óñëîâèÿõ Ðîáîò äîëæåí ïðîéòè ïî íàâåñíîìó ïóòè (óçêîé ðàáî÷åé ïëàòôîðìå) ñ ðåøåò÷àòîé ïîâåðõíîñòüþ è ïîðó÷íÿìè. Â ðàìêàõ ýòîé çàäà÷è ðîáîò òàêæå äîëæåí ïîäíÿòüñÿ ïî ïðîìûøëåííîé ëåñòíèöå. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî èñïûòóåìîìó, ÷òîáû âçîáðàòüñÿ ïî ëåñòíèöå, ïðèäåòñÿ ïîëüçîâàòüñÿ êàê ðóêàìè, òàê è íîãàìè. 6. Èñïîëüçîâàíèå èíñòðóìåíòà äëÿ ñîçäàíèÿ ïðîëîìà â áåòîííîé ñòåíå Äàëåå ðîáîòó íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü ìîùíûé èíñòðóìåíò äëÿ òîãî, ÷òîáû âûïîëíèòü «ñèëîâóþ ìàíèïóëÿöèþ». Èíñòðóìåíòàìè, ñêîðåå âñåãî, áóäóò ÿâëÿòüñÿ ïíåâìî- èëè ýëåêòðè÷åñêèé îòáîéíûé ìîëîòîê è äîëîòî, è ýëåêòðè÷åñêàÿ ñàáåëüíàÿ ïèëà. Çàäà÷à çàêëþ÷àåòñÿ â ñîçäàíèè ïðîõîäà â áåòîííîé (áåç àðìàòóðû) èëè êàðêàñíîé ñòåíå.

8. Çàìåíà êîìïîíåíòà, òàêîãî, êàê íàñîñ ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ Íàêîíåö, ðîáîòó áóäåò íåîáõîäèìî íàéòè íàñîñ è, îñëàáèâ îäíî èëè íåñêîëüêî êðåïëåíèé, âûòàùèòü åãî èç óñòàíîâêè, à çàòåì âûïîëíèòü äåéñòâèÿ ïî åãî çàìåíå. Ïëàíèðóåòñÿ, ÷òî íàñîñ áóäåò íåáîëüøîé è äîñòàòî÷íî êîìïàêòíûé, ÷òîáû ÷åëîâåê ìîã ñïðàâèòüñÿ ñ òàêîé çàäà÷åé îäíîé ðóêîé. DARPA ãîâîðèò, ÷òî ýòî òèïè÷íûå çàäà÷è, è «â ïðîöåññå ðàçâèòèÿ ïðîãðàììû ñëîæíîñòü ñöåíàðèÿ áóäåò ìåíÿòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò ïðîäåìîíñòðèðîâàííûõ âîçìîæíîñòåé è èñõîäÿ èç ïðàêòè÷åñêèõ ñîîáðàæåíèé». Ïîêà åùå íå îïðåäåëåíà ñèñòåìà íà÷èñëåíèÿ áàëîâ, à òàêæå íå óòâåðæäåíû ïðàâèëà ñîðåâíîâàíèé. Òåì íå ìåíåå, ïðåäñòàâèòåëè DARPA ñ÷èòàþò, ÷òî ðîáîòû, îáëàäàþùèå áîëüøåé àâòîíîìíîñòüþ è ïîòðåáëÿþùèå ìåíüøå ýíåðãèè, ñìîãóò çàðàáîòàòü áîëüøå î÷êîâ. Íåêîòîðûå äåòàëè, êàñàþùèåñÿ ýòîãî ñîðåâíîâàíèÿ, âñå æå ïðîñî÷èëèñü â ñåòü. Íî DARPA óòâåðæäàåò, ÷òî â ýòèõ ðàííèõ ñîîáùåíèÿõ ñîäåðæàòüñÿ îøèáêè. Â ÷àñòíîñòè, â òàì óòâåðæäàåòñÿ, ÷òî ïðîãðàììà íàïðàâëåíà íà ðàçâèòèå ðîáîòîâ ëèøü ãóìàíîèäíîãî òèïà. DARPA æå çàÿâëÿåò, ÷òî õîòÿ ðîáîòàìãóìàíîèäàì, âåðîÿòíî, áóäåò óäåëåíî íàèáîëüøåå âíèìàíèå â ðàìêàõ ïðîãðàììû, âñå ðîáîòû íå îáÿçàòåëüíî äîëæíû ïðåäñòàâëÿòü ñîáîé ÷åëîâåêîïîäîáíûå ìàøèíû. Åñëè êàêàÿ-ëèáî êîìàíäà ñ÷èòàåò, ÷òî ðîáîò-ïàóê ñìîæåò õîðîøî ñïðàâèòüñÿ ñ ïîñòàâëåííûìè çàäà÷àìè, òî îíè ìîãóò ïðèíÿòü ó÷àñòèå â ñîðåâíîâàíèè è ñ òàêèì ïðîåêòîì.

7. Íàéòè è çàêðûòü âåíòèëü ðÿäîì ñ ïðîòåêàþùåé òðóáîé Â ýòîì ñëó÷àå ðîáîò äîëæåí îáíàðóæèòü òðóáó ñ óòå÷êîé è ðàñïîëîæåííûé ðÿäîì âåíòèëü, êîòîðûé òðåáóåòñÿ ïåðåêðûòü. Íà ïðîìûøëåííîì îáúåêòå áóäåò ìíîæåñòâî òðóá,

ÑÒÀÒÜÈ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

«Ìû íå õîòèì îãðàíè÷èâàòü äèçàéí ðîáîòîâ, óñòàíàâëèâàÿ êàêèå-òî ñòàíäàðòû ãåîìåòðè÷åñêèõ ôîðì èëè òîïîëîãèè» – ãîâîðèò Ïðýòò, âîçãëàâëÿþùèé îòäåë Autonomous Robotic Manipulation (ARM) DARPA: «Ìû õîòèì îãðàíè÷èòü ðàçìåðû ïðîåêòèðóåìîãî ìåõàíèçìà, óêàçûâàÿ, â ÷åì çàêëþ÷àåòñÿ êîíêðåòíàÿ çàäà÷à, è ìû õîòèì, ÷òîáû ýòè çàäà÷è áûëè êàê ìîæíî áîëåå áëèçêè ê òåì ñèòóàöèÿì, ñ êîòîðûìè âû ìîæåòå ñòîëêíóòüñÿ â ñëó÷àå íàñòîÿùåé êàòàñòðîôû». Áîëåå òîãî, â ðàííèõ ñîîáùåíèÿõ îøèáî÷íî óòâåðæäàåòñÿ, ÷òî, ïîñêîëüêó èñïûòàíèå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âåñüìà ñëîæíûì, êîìàíäàì íå ñòîèò îæèäàòü óñïåõà ïîñëå ïåðâîé ïîïûòêè. Ïðýòò ãîâîðèò, ÷òî ýòî íå òàê. «Çàäàíèÿ áóäóò êîððåêòèðîâàòüñÿ â õîäå ñîðåâíîâàíèÿ ïî ìåðå ïðèîáðåòåíèÿ îïûòà ðàáîòû ñ êîìàíäàìè íà ïåðâîì ýòàïå» – çàÿâëÿåò îí: «Ìû ëèøü æåëàåì óáåäèòüñÿ, ÷òî íàñòîÿùåå ñîðåâíîâàíèå áóäåò òðóäíûì, íî îòíþäü íå íåâîçìîæíûì».

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Íî âñå æå, ñàìîå çàõâàòûâàþùåå â íîâîì ñîðåâíîâàíèè, ýòî íå ñàìî ñîðåâíîâàíèå, à òî, ÷òî îíî äàñò ðàçâèòèþ ðîáîòîòåõíèêè. Âçãëÿíèòå íà ïðîãðåññ àâòîíîìíîãî òðàíñïîðòà ïîñëå ïðîâåäåíèÿ DARPA àâòî ñîðåâíîâàíèé Grand and Urban, – òåïåðü ìû èìååì «áåñïèëîòíûå» àâòîìîáèëè. Ó êîìïàíèè Google òàêèõ óæå ïðåäîñòàòî÷íî. Êîíå÷íî, îòñþäà íå ñëåäóåò, ÷òî â ýòîì òîëüêî ëèøü çàñëóãà DARPA, íî òàêèå ñîðåâíîâàíèÿ ïîðîäèëè îãðîìíîå êîëè÷åñòâî èññëåäîâàíèé, ñîñðåäîòî÷åííûõ íà ýòîé ïðîáëåìå, êîòîðûå óæå äàëè ðåçóëüòàò, ñäåëàâøèé âîæäåíèå áîëåå áåçîïàñíûì äëÿ êàæäîãî. «Êîãäà-íèáóäü, â íåäàëåêîì áóäóùåì, ìû ïðîñòî ñÿäåì â àâòîìîáèëü è áóäåì ðàçãîâàðèâàòü ñ ÷åëîâåêîì, ñèäÿùèì ðÿäîì ñ íàìè, ïðè ýòîì íè ñêîëüêî íå çàáîòÿñü îá óïðàâëåíèè ìàøèíîé». – ãîâîðèò Ïðýòò. – «È ýòî áûëî áû ïðîñòî âåëèêîëåïíî. ß íàäåþñü, ÷òî íå÷òî ïîäîáíîå îæèäàåò íîâûé êîíêóðñ, êîòîðûé ìû íà÷èíàåì». ÐË

ÑÒÀÒÜÈ

Äèàïàçîí âõîäíûõ íàïðÿæåíèé ïðåöèçèîííûõ óñèëèòåëåé ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ òîêà ëåãêî ðàñøèðèòü äî 180 Â Martin Tomasz, Touchstone Semiconductor EDN

Äèàïàçîí âõîäíûõ ñèíôàçíûõ íàïðÿæåíèé ïðåöèçèîííûõ óñèëèòåëåé ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ òîêà (current-sense amplifier – CSA) ìîæíî ðàñøèðèòü äî ñîòåí âîëüò, äîáàâèâ ñäâîåííûé ÎÓ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ è íåñêîëüêî äèñêðåòíûõ êîìïîíåíòîâ. Òî÷íîñòü ìíîãèõ CSA âåñüìà âûñîêà, íî ÷àñòî ïîäîáíûå óñèëèòåëè ðàçðàáàòûâàþòñÿ â ðàñ÷åòå íà èñïîëüçîâàíèå òîëüêî â àïïàðàòóðå ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì, è íå ìîãóò ïîäêëþ÷àòüñÿ ê øèíàì ñ òàêèì âûñîêèì íàïðÿæåíèåì, êàêîå ïðèñóòñòâóåò, ñêàæåì, íà îáúåäèíèòåëüíûõ ïàíåëÿõ ñòîåê. Èçîáðàæåííàÿ íà Ðèñóíêå 1 ñõåìà ïîêàçûâàåò, êàê îáîéòè ýòî îãðàíè÷åíèå è èçìåðÿòü òîê â ïîëîæèòåëüíîì ïîëþñå íàãðóçêè, çàïèòàâ CSA îïîðíûì íàïðÿæåíèåì ñòàáèëèòðîíà (Z1) è

èñïîëüçîâàâ ñäâîåííûé ÎÓ îáùåãî íàçíà÷åíèÿ, MOSFET è ðåçèñòîðû äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ óñèëèòåëÿ ñèãíàëîâ äàò÷èêà òîêà â ïðèâÿçàííîå ê çåìëå íàïðÿæåíèå íà ðåçèñòîðå. Îñíîâó ñõåìû ñîñòàâëÿåò óñèëèòåëü ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ òîêà TS1100-100 (U1), âûïóñêàåìûé êîìïàíèåé Touchstone Semiconductor. Íà âûõîäå OUT ýòîãî óñèëèòåëÿ ôîðìèðóåòñÿ íàïðÿæåíèå, â 100 ðàç áîëüøåå, ÷åì ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé ìåæäó âõîäàìè RS+ è RS–. Íàïðèìåð, åñëè R1 = 50 ìÎì, òî ïðè òîêå 1 À âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ìèêðîñõåìû ñîñòàâèò 5 Â. Âûáîð ýòîé ìèêðîñõåìû îáóñëîâëåí ñâåðõíèçêèì íàïðÿæåíèåì ñìåùåíèÿ åå âõîäîâ ñ òèïîâûì çíà÷åíèåì 30 ìêÀ è òîêîì ïîòðåáëåíèÿ, íå ïðåâûøàþ-

R1 50mW 1%

VIN 30 Â…180 Â*

ÍÀÃÐÓÇÊÀ 6

RS+

R2 33.2KW 1% RS–

–

6 –

U2A ½ TLV2382 C1 0.22µF

R4 33.2KW 1%

OUT

Z1 MMSZ4699 (12V)

GND U1 TS1100-100

3 2

+ –

5 8

Q2 ZVP1320F

U2B ½ TLV2382

Q1 BSH105

ÈÇÌÅÐÅÍÈÅ ÒÎÊÀ ÍÀÃÐÓÇÊÈ

C2 0.047µF R3 33.2KW 1%

C3 0.22µF R5 33.2KW 1%

R6*

* R6 ñëåäóåò âûáèðàòü â ñîîòâåòñòâèè ñ âûðàæåíèåì: R6 = (VIN – 12 Â)/1 ìÀ

Ðèñóíîê 1. Âûñîêîâîëüòíûé ïðåöèçèîííûé óñèëèòåëü ñèãíàëîâ äàò÷èêîâ òîêà.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ùèì 1 ìêÀ. Äëÿ óïðàâëåíèÿ çàòâîðîì Nêàíàëüíîãî MOSFET Q1 óñèëèòåëü U2A äîëæåí îáåñïå÷èâàòü äèàïàçîí âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé, ðàâíûé íàïðÿæåíèþ íà ñòàáèëèòðîíå Z1 (12 Â), òî åñòü, ñëåäóåò âûáèðàòü óñèëèòåëü rail-to-rail. U2A ïðåîáðàçóåò íàïðÿæåíèå OUT â ïðîïîðöèîíàëüíûé òîê, ïðîòåêàþùèé ÷åðåç ðåçèñòîðû R3 è R2. Ñîîòâåòñòâåííî, ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà R3 òàêæå ïðîïîðöèîíàëüíî OUT. Îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü U2B óïðàâëÿåò çàòâîðîì P-êàíàëüíîãî MOSFET Q2, ñîçäàâàÿ â ðåçèñòîðå R4 òîê, ïðîïîðöèîíàëüíûé íàïðÿæåíèþ íà âûõîäå OUT. Ýòîò æå òîê ïðîòåêàåò ÷åðåç ïðèâÿçàííûé ê çåìëå ðåçèñòîð R5, ñ êîòîðîãî ñíèìàåòñÿ ñèãíàë äëÿ ïîñëåäóþùåãî èçìåðåíèÿ ñ ïîìîùüþ ñèñòåìíîãî ÀÖÏ. Îòìåòèì, ÷òî Q2 äîëæåí âûäåðæèâàòü ïîëíîå íàïðÿæåíèå ìåæäó øèíàìè VIN è çåìëåé, ÷åì è îáóñëîâëåí âûáîð òðàíçèñòîðà ZVP1320F ñ äîïóñòèìûì íàïðÿæåíèåì ñòîê-èñòîê, ðàâíûì 200 Â. Òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ òîêà íàãðóçêè ýòîé ñõåìîé èñêëþ÷èòåëüíî âûñîêà. Óëüòðàíèçêîå íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ ìèêðîñõåìû TS1100 ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü ðåçèñòîð øóíòà R1 ñ î÷åíü ìàëåíüêèì ñîïðîòèâëåíèåì è, ñîîòâåòñòâåííî, ñ íè÷òîæíûì ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ íà íåì. Òàê, ïðè íàïðÿæåíèè ìåæäó âûâî-

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

äàìè RS+ è RS– ðàâíîì 1 ìÂ, ïîðîæäàåìàÿ ñìåùåíèåì îøèáêà â, òèïè÷íîì ñëó÷àå, íå ïðåâûøàåò 3%. Êàæäàÿ ÷àñòü óñèëèòåëÿ U2 äîáàâëÿåò ê âûõîäíîìó íàïðÿæåíèþ åùå ïî 0.5 ìÂ ñìåùåíèÿ, íî â ïåðåñ÷åòå ê âõîäíîìó íàïðÿæåíèþ RS+/RS– (ñ ó÷åòîì óñèëåíèÿ ñõåìû, ðàâíîãî 100) ñîçäàâàåìàÿ ñìåùåíèåì îøèáêà íå ïðåâûøàåò 1 ìêÂ. Ïðàêòè÷åñêè, â êà÷åñòâå U2 ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ ëþáîé ñäâîåííûé ÎÓ, ñïîñîáíûé ðàáîòàòü ïðè íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ, îïðåäåëÿåìîì ñòàáèëèòðîíîì Z1, è èìåþùèé íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ, íå âíîñÿùåå ñóùåñòâåííîãî âêëàäà â îáùóþ îøèáêó èçìåðåíèé. Ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ, ëó÷øå âûáèðàòü ìèêðîìîùíûé ÎÓ, ñîèçìåðèìûé ñ TS1100 ïî òîêó ïîòðåáëåíèÿ, ÷òîáû ñîõðàíèòü íèçêîå îáùåå ýíåðãîïîòðåáëåíèå ñõåìû. Îøèáêà óñèëåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ òî÷íîñòüþ ðåçèñòîðîâ R2–R5. Åñëè èõ äîïóñê ðàâåí 0.1%, ðåçóëüòèðóþùàÿ îøèáêà, ñ ó÷åòîì ïîãðåøíîñòè, âíîñèìîé TS1100, áóäåò ïîðÿäêà 0.22%. Ñõåìà ìîæåò ðàáîòàòü ïðè ëþáîì âõîäíîì íàïðÿæåíèè, äàæå ïðè íåñêîëüêèõ ñîòíÿõ âîëüò. Åå âîçìîæíîñòè îãðàíè÷åíû òîëüêî òðàíçèñòîðîì Q2, êîòîðûé äîëæåí âûäåðæèâàòü ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå VIN. ÐË

ÑÕÅÌÛ

Çàùèòà ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ óñòðîéñòâ, ðàçðàáîòàííûõ íà áàçå ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ñ EEPROM Ñåðãåé Øèøêèí, ã. Ñàðîâ, Íèæåãîðîäñêàÿ îáë. Â ñòàòüå àâòîð ïðåäñòàâëÿåò ñïîñîá çàùèòû ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ â óñòðîéñòâàõ ñ ìèêðîêîíòðîëëåðàìè, èìåþùèìè âñòðîåííóþ EEPROM

ÁÁûâàåò òàê, ÷òî îòäàâàÿ óñòðîéñòâî â ÷óæèå ðóêè, ðàçðàáîò÷èê (ïàòåíòîîáëàäàòåëü, õîçÿèí óñòðîéñòâà), äîëæåí áûòü óâåðåí, ÷òî îíî áóäåò ôóíêöèîíèðîâàòü òîëüêî îïðåäåëåííîå, çàðàíåå çàäàííîå âðåìÿ. Ôàêòîð âðåìåíè ìîæíî «ïðèâÿçàòü» ê êîëè÷åñòâó âêëþ÷åíèé (âêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ) èëè âûêëþ÷åíèé óñòðîéñòâà. Ïîñëå îïðåäåëåííîãî êîëè÷åñòâà âêëþ÷åíèé (çàäàííîãî ðàçðàáîò÷èêîì) óñòðîéñòâî ïðåâðàùàåòñÿ â «ìåðòâîå æåëåçî». Òî åñòü, ïåðåñòàåò ðàáîòàòü ïî ñâîåìó çàäàííîìó ðàáî÷åìó àëãîðèòìó. Óêàçàííûé ïðèìåð – ëèøü ÷àñòíûé ñëó÷àé, ãäå ìîæíî ïðèìåíèòü ïðåäëàãàåìóþ çàùèòó. Ñðàçó îãîâîðèìñÿ, ïðåäëàãàåìûé âàðèàíò çàùèòû ðàáîòàåò òîëüêî â èçäåëèÿõ ðàçðàáîòàííûõ íà ìèêðîêîíòðîëëåðàõ, ãäå åñòü âñòðîåííàÿ âíóòðåííÿÿ ýíåðãîíåçàâèñèìàÿ ïàìÿòü (EEPROM). Ìèêðîêîíòðîëëåðû ñåìåéñòâà AVR c òàêîé ïàìÿòüþ äàþò ñàìûé øèðîêèé ïðîñòîð äëÿ ðàçðàáîòêè ïîäîáíûõ àïïàðàòíî-ïðîãðàììíûõ óñòðîéñòâ. Äëÿ áîëüøåé íàäåæíîñòè æåëàòåëüíî, ÷òîáû ìåõàíèçì çàùèòû èñïîëüçîâàë ïðîãðàììíûå è àïïàðàòíûå ðåñóðñû, èìåþùèåñÿ â èçäåëèè. Öåëåñîîáðàçíî èñêëþ÷èòü ôóíêöèîíèðîâàíèå àëãîðèòìà çàùèòû (çàìåíà êîäîâ äîñòóïà, óñòàíîâêà è ñíÿòèå çàùèòû è ò. ä.) ñ ïîìîùüþ êàêîãî-ëèáî âíåøíåãî èíòåðôåéñà. Ñôîðìèðóåì îáùèå òåõíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ ê óñòðîéñòâó, â êîòîðîì ìîæíî ïðèìå-

íèòü ïðåäëàãàåìóþ çàùèòó. Ïóñòü, êàê ìèíèìóì, â èçäåëèè èìåþòñÿ òðåõðàçðÿäíûé ñåìèñåãìåíòíûé èíäèêàòîð, äâå ïîëüçîâàòåëüñêèå êíîïêè è íåçàäåéñòâîâàííûé âûâîä ìèêðîêîíòðîëëåðà äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ äîïîëíèòåëüíîãî «cåêðåòíîãî» âûêëþ÷àòåëÿ. Ýòèõ ðåñóðñîâ áîëåå ÷åì äîñòàòî÷íî äëÿ ðåàëèçàöèè ïðåäñòàâëÿåìîãî ìåõàíèçìà çàùèòû. Ðàçðàáîòêà ïîäîáíîé çàùèòû, ôàêòè÷åñêè, ñâîäèòñÿ ê íåçíà÷èòåëüíîé äîðàáîòêå óæå èìåþùåãîñÿ ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ èçäåëèÿ, ïðè ýòîì çàäåéñòâóþòñÿ ñâîáîäíûå ðåñóðñû ìèêðîêîíòðîëëåðà, ïîçâîëÿþùèå ðàçðàáîòàòü äîñòàòî÷íî íàäåæíûé ìåõàíèçì çàùèòû ñ ïðîñòûì è óäîáíûì èíòåðôåéñîì. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà òàêîãî óñòðîéñòâà íà ìèêðîêîíòðîëëåðå ATmega8535 ïðèâåäåíà íà Ðèñóíêå 1. Â èíòåðôåéñ ìåõàíèçìà çàùèòû âõîäÿò ñëåäóþùèå ýëåìåíòû: ! SÀ1 – «ñåêðåòíûé» âûêëþ÷àòåëü, ! S1, S2 – ïîëüçîâàòåëüñêèå êíîïêè, çàäåéñòâîâàííûå â àëãîðèòìå óïðàâëåíèÿ óñòðîéñòâîì, â êîòîðîì íåîáõîäèìî óñòàíîâèòü çàùèòó. ! Áëîê èíäèêàöèè (äèñïëåé) íà öèôðîâûõ ñåìèñåãìåíòíûõ èíäèêàòîðàõ HG1, HG2. Â ñõåìå ïðèìåíåíû ñäâîåííûå ñåìèñåãìåíòíûå èíäèêàòîðû DA56-11GWA. Ïîýòîìó â òðåõðàçðÿäíîì èíäèêàòîðå â êîðïóñå HG1

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

Ðèñóíîê 1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà àïïàðàòíîé ÷àñòè ìåõàíèçìà çàùèòû.

ÑÕÅÌÛ

+5V

10 11

C2 43

C1 43

7.5k

C3 0.1

ZQ1 11,0592 ÌÃö

14 15 16 17 18 19 20 21

1 2 3 4 5 6 7 8

RST

PD0 PD1 PD2 PDÇ PD4 PD5 PD6 PD7

PB0 PB1 PB2 PBÇ PB4 PB5 PB6 PB7

12 X1 13

DD1

ATmega8535

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

22 23 24 25 26 27 28 29

AREF 31 AGND 30 AVCC

PC0 PC1 PC2 PCÇ PC4 PC5 PC6 PC7

PA0 PA1 PA2 PAÇ PA4 PA5 PA6 PA7

40 39 38 37 36 36 34 33

SA1 ÌÒÄ3 «1» «2»

1 2 3 4 5 6 7 8

11 10 9 6 5 12 7 9

A B C D E F G H

S2 ÏÊÍ125

VD2 ÊÄ522Á

R2...R9 200

S1 ÏÊÍ125

VD1 ÊÄ522Á

f d

HG1.2

R11 3k

c h

+5V

R12 1k

DA56-11GWA

12 3k

R10

1 2 3 4 5 6 7 8

VT1

16 15 3 2 1 18 17 4

A B C D E F G H

R13 3k

c h

DA56-11GWA

R14 1k

+5V

Ê âûâîäó 11 DD1

HG2.1

VT1…VT3 ÊÒ3107Å HG1, HG2 DA56-11GWA

+5V

Ê âûâîäó 10 DD1

1 2 3 4 5 6 7 8

VT2

11 10 9 6 5 12 7 9

A B C D E F G H

R15 3k

GND

c h

+5V

1 2 3 4

R16 1k

DA56-11GWA

HG2.2

C5 10 ìêÔ ´ 16 Â

C4 0.1

X1 WF-4 Öåïü +5V

VT3

çàäåéñòâîâàí îäèí èíäèêàòîð, â êîðïóñå HG2 – äâà. Ïðåäñòàâëåííîå óñòðîéñòâî ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèîíàëüíî çàêîí÷åííûì, è äëÿ äåìîíñòðàöèè àëãîðèòìà ðàáîòû ìåõàíèçìà çàùèòû ìîæåò ðàáîòàòü ñàìîñòîÿòåëüíî. Àëãîðèòì äîñòàòî÷íî ïðîñò. Â íåì ìîæíî âûäåëèòü äâà ðåæèìà ðàáîòû, çàäàâàåìûõ ïåðåêëþ÷àòåëåì SA1. Åñëè ïåðåêëþ÷àòåëü íàõîäèòñÿ â ïîëîæåíèè «1», òî ìåõàíèçì çàùèòû íàõîäèòñÿ â ðàáî÷åì ðåæèìå ôóíêöèîíèðîâàíèÿ (îñíîâíîé ðåæèì) – ðåæèì ¹ 1 , åñëè â ïîëîæåíèè «2», òî â ðåæèìå çàäàíèÿ ïàðàìåòðîâ – ðåæèì ¹ 2. Ïðè óñòàíîâëåííîé çàùèòå â ðåæèìå ¹ 1 ñðàçó ïîñëå âêëþ÷åíèÿ óñòðîéñòâà (ïîñëå ïîäà÷è íà íåãî ïèòàíèÿ) íà òðåõðàçðÿäíîì èíäèêàòîðå â òå÷åíèå 2 ñ áóäåò èíäèöèðîâàòüñÿ ÷èñëî, êîòîðîå ìîæåò áûòü çàäàíî ëþáûì èç äèàïàçîíà îò 1 äî 999, êðîìå êîäà ¹ 3, î êîòîðîì áóäåò ñêàçàíî íèæå. Ýòî ÷èñëî áóäåò äåêðåìåíòèðîâàòüñÿ ñ êàæäûì âêëþ÷åíèåì ïèòàíèÿ. È, êàê òîëüêî åãî çíà÷åíèå ñòàíåò ðàâíûì íóëþ, óñòðîéñòâî ñðàçó ïîñëå âêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ «ïîâèñíåò», òî åñòü, ïåðåñòàíåò îòðàáàòûâàòü çàäàííûé àëãîðèòì ðàáîòû. Íà äèñïëåå óñòðîéñòâà ïðè ýòîì áóäóò èíäèöèðîâàòüñÿ ñèìâîëû «– – –». Òàêèå æå ñèìâîëû áóäóò îòîáðàæàòüñÿ ïðè êàæäîì ïîñëåäóþùåì âêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ. Óâåëè÷èòü êîëè÷åñòâî âêëþ÷åíèé, èëè âîîáùå ñíÿòü çàùèòó, ìîæåò òîëüêî ðàçðàáîò÷èê. Íà÷àëüíîå çíà÷åíèå ÷èñëà (îò 1 äî 999) òàê æå çàäàåò ðàçðàáîò÷èê. Ó äèëåðà åñòü ëèøü îãðàíè÷åííàÿ âîçìîæíîñòü ðàáîòû, ïîçâîëÿþùàÿ åìó âêëþ÷èòü èçäåëèå çàäàííîå ðàçðàáîò÷èêîì êîëè÷åñòâî ðàç. Äàëåå, åñëè ÷èñëî âêëþ÷åíèé íå ðàâíî íóëþ (ïîñëå èíäèêàöèè åãî â òå÷åíèå 2 ñ, êàê óêàçûâàëàñü âûøå), óñòðîéñòâî íà÷èíàåò ðàáîòàòü â ñîîòâåòñòâèè ñî ñâîèì ðàáî÷èì àëãîðèòìîì, è íà äèñïëåå îòîáðàçèòñÿ ÷èñëî 555. Ïîíÿòíî, ÷òî âûâîä ñèìâîëîâ «– – –» è ÷èñëà 555 íåîáõîäèì ëèøü äëÿ íàãëÿäíîé äåìîíñòðàöèè ðàáîòû óñòðîéñòâà çàùèòû. Åñëè ïðîãðàììà óñòðîéñòâà çàùèòû âñòðîåíà â ïðîãðàììó êàêîãî ëèáî èçäåëèÿ, òî èíäèêàöèÿ ñèìâîëîâ «– – –» îçíà÷àåò áëîêèðîâêó àëãîðèòìà åãî ðàáîòû. Ñîîòâåòñòâåííî, âûâîä ÷èñëà 555 îçíà÷àåò ïåðåõîä íà âûïîëíåíèå ðàáî÷åãî àëãîðèòìà îñíîâíîé ïðîãðàììû. Äëÿ ñíÿòèÿ çàùèòû ïåðåä âêëþ÷åíèåì ïèòàíèÿ íåîáõîäèìî óñòàíîâèòü âûêëþ÷àòåëü SA1 â ïîëîæåíèå «2» (ðåæèì ¹ 2). Ïðè

ýòîì íàçíà÷åíèå ïîëüçîâàòåëüñêèõ êíîïîê áóäåò ñëåäóþùèì: ! S1 – óâåëè÷åíèå (èíêðåìåíò) ââîäèìîãî ÷èñëà, êîòîðîå èíäèöèðóåòñÿ ïðè ýòîì íà äèñïëåå; ! S2 – ââîä (àêòèâàöèÿ) íàáðàííîãî ÷èñëà. Ñ ïîìîùüþ êíîïîê S1 è S2 íåîáõîäèìî íàáðàòü è ââåñòè òðåõðàçðÿäíûé êîä ¹ 1. Çàòåì, ñîâåðøåííî àíàëîãè÷íî, ñ ïîìîùüþ êíîïîê íåîáõîäèìî íàáðàòü è ââåñòè òðåõðàçðÿäíûé êîä ¹ 2. (Ôàêòè÷åñêè, â äâà ïðèåìà ââîäèòñÿ øåñòèðàçðÿäíûé êîä). Ïîñëå ââîäà êàæäîãî êîäà (íåâàæíî – âåðíîãî, èëè îøèáî÷íîãî) èíäèêàòîðû èíäèöèðóþò íóëè. Åñëè êîäû ââåäåíû ïðàâèëüíî, óñòðîéñòâî ïåðåéäåò â ðåæèì, â êîòîðîì ìîæíî çàäàòü ÷èñëî âêëþ÷åíèé èëè ñíÿòü çàùèòó. Äàëåå êíîïêàìè S1 è S2 íóæíî çàäàòü ëþáîå ÷èñëî îò 1 äî 999. Â ýòîì äèàïàçîíå åñòü ÷èñëî, ñíèìàþùåå çàùèòó. Ýòî ÷èñëî è åñòü êîä ¹ 3. Òî åñòü, íàáèðàÿ êîëè÷åñòâî âêëþ÷åíèé, ðàâíîå êîäó ¹ 3, ìû ñíèìàåì çàùèòó, à ïðè ââîäå ëþáîãî äðóãîãî çàäàåì ÷èñëî âêëþ÷åíèé. ×òîáû ñíÿòü çàùèòó, ôàêòè÷åñêè, íóæíî çíàòü 9-ðàçðÿäíûé êîä, «âû÷èñëèòü» êîòîðûé ïðîñòî íåðåàëüíî. Êîäû ¹ 1…¹ 3 çíàåò òîëüêî ðàçðàáîò÷èê. Äàëåå íåîáõîäèìî âûêëþ÷èòü óñòðîéñòâî, óñòàíîâèòü âûêëþ÷àòåëü SA1 â ïîëîæåíèå «1» è ñíîâà âêëþ÷èòü. Åñëè çàùèòà íå óñòàíîâëåíà èëè ñíÿòà, òî óñòðîéñòâî ñðàçó íà÷íåò îòðàáàòûâàòü ðàáî÷èé àëãîðèòì (ñ èíäèêàöèåé ÷èñëà 555). Êíîïêè S1 è S2 áóäóò âûïîëíÿòü ôóíêöèè â ñîîòâåòñòâèè ñ çàäàííûì àëãîðèòìîì ôóíêöèîíèðîâàíèÿ èçäåëèÿ. Åñëè çàùèòà óñòàíîâëåíà è çàäàíî ÷èñëî âêëþ÷åíèé, òî, êàê îòìå÷àëîñü âûøå, ñðàçó ïîñëå âêëþ÷åíèÿ óñòðîéñòâà â òå÷åíèå äâóõ ñåêóíä áóäåò èíäèöèðîâàòüñÿ òåêóùåå ÷èñëî âêëþ÷åíèé, êîòîðîå áóäåò äåêðåìåíòèðîâàòüñÿ ñ êàæäûì íîâûì âêëþ÷åíèåì, ïîñëå ÷åãî íà÷íåòñÿ îòðàáîòêà îñíîâíîãî ðàáî÷åãî àëãîðèòìà. Öåëåñîîáðàçíî îãðàíè÷èòü äîñòóï ê âûêëþ÷àòåëþ SÀ1. Êîíñòðóêòèâíî ýòî ñäåëàòü íå òàê óæ è ñëîæíî. Âñå ïåðåñûëêè äàííûõ ïðîèñõîäÿò âíóòðè ìèêðîêîíòðîëëåðà. Ó çëîóìûøëåííèêà íåò íèêàêîé âîçìîæíîñòè èõ êîíòðîëèðîâàòü è îòñëåäèòü ìîìåíò ñðàâíåíèÿ ââîäèìîãî êîäà, ñ õðàíÿùèìèñÿ â ïàìÿòè. Íå ïîìîæåò è çíàíèå ðàáî÷åãî àëãîðèòìà óñòðîéñòâà. Ââîäèìûå êîäû íàõîäÿòñÿ âî âíóòðåííåé ïàìÿòè ïðîãðàìì ìèêðîêîíòðîëëåðà ïîä áèòàìè çàùèòû. Ïîíÿòíî, ÷òî ýòè áèòû íóæíî íå

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

çàáûòü óñòàíîâèòü ïðè ïðîãðàììèðîâàíèè ìèêðîêîíòðîëëåðà. Äàæå åñëè çëîóìûøëåííèê «âû÷èñëèò» âûêëþ÷àòåëü SA1– íå áåäà. Äëÿ òîãî ÷òîáû âîéòè â îïöèþ çàäàíèÿ ÷èñëà âêëþ÷åíèé, íåîáõîäèìî äâà ðàçà ââåñòè òðåõðàçðÿäíûé êîä. À ÷òîáû ñíÿòü çàùèòó – òðè ðàçà òðåõðàçðÿäíûé. Â ïåðñïåêòèâå, ðàçîáðàâøèñü â ïðîãðàììå, äëÿ óâåëè÷åíèÿ ñòåïåíè çàùèòû êîä äîñòóïà ëåãêî ìîæíî ñäåëàòü 12- èëè 15-

ðàçðÿäíûì. Ïîíÿòíî, ÷òî ñòåïåíü çàùèòû ìîæíî åùå óâåëè÷èòü, åñëè â óñòðîéñòâå çàäåéñòâîâàí 4-ðàçðÿäíûé èíäèêàòîð. Òàê ÷òî, ïåðåáîð âñåõ âîçìîæíûõ êîìáèíàöèé, äàæå ïðè øåñòèðàçðÿäíîì êîäå, ïðîñòî íåðåàëåí. Êîíñòðóêòèâíî âûêëþ÷àòåëü SA1 ìîæíî âîîáùå èñêëþ÷èòü, çàïàÿâ âìåñòî íåãî, íàïðèìåð, äâà øòûðÿ â ðàçíûõ ìåñòàõ ïëàòû, è çàìûêàòü èõ ïðîâîäíèêîì, ïîäêëþ÷àÿ, òåì

Ñòàðò

Íåò

Ïåðåêëþ÷àòåëü SA1 âêëþ÷åí? Äà

Íåò

×òåíèå èç EEPROM ÷èñëà âêëþ÷åíèé (4 ðàçðÿäà) è çàïèñü åãî â ÎÇÓ (SRAM)

Ââåñòè êîä ¹ 1. Ïîñëå ââîäà âûâåñòè íóëè âî âñåõ ðàçðÿäàõ èíäèêàòîðà

4-é ðàçðÿä = 1

Êîä ¹ 1 ââåä¸í âåðíî? Äà

Äà 1…3 ðàçðÿäû = 0

Íåò

Äà

Íåò

Áëîêèðîâêà ðàáî÷åãî àëãîðèòìà îñíîâíîé ïðîãðàììû. Âûâîä íà èíäèêàòîðû ñèìâîëîâ — — —

Óñòàíîâèòü ôëàã ââîäà êîä ¹ 1

Ââåñòè êîä ¹ 2. Ïîñëå ââîäà âûâåñòè íóëè âî âñåõ ðàçðÿäàõ èíäèêàòîðà

Âûâîä íà èíäèêàòîðû ÷èñëà âêëþ÷åíèé (1…3 ðàçðÿäû)

Çàäåðæêà 2 ñ

Êîä ¹ 2 ââåä¸í âåðíî?

Íåò

Äà

Äåêðåìåíò ÷èñëà âêëþ÷åíèé (1…3 ðàçðÿäû)

Óñòàíîâèòü ôëàã ââîäà êîäà ¹ 2 Çàïèñü â EEPROM ÷èñëà âêëþ÷åíèé (4 ðàçðÿäà) èç ÎÇÓ (SRAM)

Íåò

Ôëàãè êîäîâ ¹1 è ¹2 óñòàíîâëåíû? Äà Ââåñòè ÷èñëî âêëþ÷åíèé

Çàïèñü â EEPROM ÷èñëà âêëþ÷åíèé (4 ðàçðÿäà) èç ÎÇÓ (SRAM)

×èñëî âêëþ÷åíèé ðàâíî êîäó ¹ 3?

Äà

Íåò Âûïîëíåíèå ðàáî÷åãî àëãîðèòìà îñíîâíîé ïðîãðàììû Âûâîä íà èíäèêàòîðû ÷èñëà 555

Çàïèñü â EEPROM ÷èñëà âêëþ÷åíèé (4 ðàçðÿäà) èç ÎÇÓ (SRAM). 4-é ðàçðÿä = 1

Çàïèñü â EEPROM ÷èñëà âêëþ÷åíèé (4 ðàçðÿäà) èç ÎÇÓ (SRAM). 4-é ðàçðÿä = 0

Ðèñóíîê. 2. Áëîê-ñõåìà óñòðîéñòâà çàùèòû.

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÕÅÌÛ

ñàìûì, ñîîòâåòñòâóþùèé âûâîä ìèêðîêîíòðîëëåðà ê îáùåìó ïðîâîäíèêó óñòðîéñòâà. Àëãîðèòì ðàáîòû ïðåäñòàâëÿåìîé çàùèòû ïðåäñòàâëåí áëîê-ñõåìîé íà Ðèñóíêå 2. Ñîâñåì êîðîòêî î ïðîãðàììíîì îáåñïå÷åíèè ìåõàíèçìà çàùèòû. Îíî áûëî ðàçðàáîòàíî â ñðåäå AVR Studio. Â ïðîãðàììå èñïîëüçóþòñÿ äâà ïðåðûâàíèÿ: Reset è ïðåðûâàíèå îò òàéìåðà Ò0, îáðàáîò÷èê êîòîðîãî íà÷èíàåòñÿ ñ ìåòêè TIM0. Ïðè ïåðåõîäå íà ìåòêó Reset èíèöèàëèçèðóþòñÿ ñòåê, òàéìåð, ïîðòû, à òàêæå ôëàãè è ïåðåìåííûå, èñïîëüçóåìûå â ïðîãðàììå. Òàéìåð Ò0 ãåíåðèðóåò ïðåðûâàíèÿ ïî ïåðåïîëíåíèþ (â ðåãèñòðå TIMSK óñòàíîâëåí áèò TOIE0). Êîýôôèöèåíò ïðåäâàðèòåëüíîãî äåëåíèÿ òàêòîâîé ÷àñòîòû òàéìåðà óñòàíîâëåí ðàâíûì 64 (â ðåãèñòðå TCCR0 çàïèñàíî ÷èñëî 3). Â îáðàáîò÷èêå ïðåðûâàíèÿ òàéìåðà Ò0 âûïîëíÿåòñÿ: ! ïðîöåäóðà îïðîñà êíîïîê S1, S2, âûêëþ÷àòåëÿ SA1, ! óïðàâëåíèå äèíàìè÷åñêîé èíäèêàöèåé, ! çàïèñü ÷èñëà âêëþ÷åíèé â EEPROM ìèêðîêîíòðîëëåðà, ! ÷òåíèå ÷èñëà âêëþ÷åíèé èç EEPROM, ! ïåðåêîäèðîâêà äâîè÷íîãî ÷èñëà â êîä äëÿ îòîáðàæåíèÿ èíôîðìàöèè íà ñåìèñåãìåíòíûõ èíäèêàòîðàõ óñòðîéñòâà, ! ôîðìèðîâàíèå âðåìåííîãî èíòåðâàëà äëèòåëüíîñòüþ äâå ñåêóíäû, íåîáõîäèìîãî äëÿ äåìîíñòðàöèè ÷èñëà âêëþ÷åíèé íà äèñïëåå óñòðîéñòâà. Çàäåéñòâîâàííûå â ïðîãðàììå ôëàãè íàõîäÿòñÿ â ðåãèñòðàõ R19 (flo) è R25 (flo1). Îòîáðàæàåìîå íà äèñïëåå ÷èñëî ñîñòîèò èç òðåõ ðàçðÿäîâ, à çàíîñèìîå â EEPROM ìèêðîêîíòðîëëåðà – èç ÷åòûðåõ. Êàæäûé ðàçðÿä çàíèìàåò îäèí áàéò â ÎÇÓ è, ñîîòâåòñòâåííî, â EEPROM. Ïåðâûå òðè ðàçðÿäà çàäàþò êîëè÷åñòâî âêëþ÷åíèé. ×åòâåðòûé ðàçðÿä íå îòîáðàæàåòñÿ íà äèñïëåå, åãî íàçíà÷åíèå ñëåäóþùåå. Åñëè ðàçðÿä ñîäåðæèò åäèíèöó – çíà÷èò, çàùèòà óñòàíîâëåíà, åñëè íîëü – çàùèòà ñíÿòà (Ðèñóíîê 2). Ïðè èíèöèàëèçàöèè â ÷åòâåðòûé ðàçðÿä çàíîñèòñÿ åäèíèöà. Êàê âèäíî èç áëîê-ñõåìû, áëîêèðîâêà ðàáî÷åãî àëãîðèòìà îñíîâíîé ïðîãðàììû ïðîèñõîäèò ïðè îáíóëåíèè ÷èñëà âêëþ÷åíèé. Â ÎÇÓ ìèêðîêîíòðîëëåðà ñ àäðåñà RAM = $60 îðãàíèçîâàíû ÷åòûðå áóôåðà äëÿ äèíàìè÷åñêîé èíäèêàöèè. Áóôåð ¹ 1 íåîáõîäèì äëÿ îòîáðàæåíèÿ ÷èñåë è êîäîâ, êîòîðûå

íåîáõîäèìî èíêðåìåíòèðîâàòü (÷èñëî âêëþ÷åíèé, êîäû ¹¹ 1…3). ×èñëî âêëþ÷åíèé èç áóôåðà ¹ 1 â ðåæèìå ¹ 2 çàíîñèòñÿ â EEPROM ìèêðîêîíòðîëëåðà. Ôóíêöèîíàëüíîå íàçíà÷åíèå êàæäîé ÿ÷åéêè áóôåðà ¹ 1 ñëåäóþùåå: $61 – ÿ÷åéêà äëÿ õðàíåíèÿ «ñîòåí» ÷èñëà âêëþ÷åíèé è êîäîâ ¹¹ 1…3 (ïåðâûé ðàçðÿä èíäèêàòîðà, ñëåâà íàïðàâî); $62 – ÿ÷åéêà äëÿ õðàíåíèÿ «äåñÿòêîâ» ÷èñëà âêëþ÷åíèé è êîäîâ ¹¹ 1…3 (âòîðîé ðàçðÿä èíäèêàòîðà); $63 – ÿ÷åéêà äëÿ õðàíåíèÿ «åäèíèö» ÷èñëà âêëþ÷åíèé è êîäîâ ¹¹ 1…3 (òðåòèé ðàçðÿä èíäèêàòîðà); $64 – ÿ÷åéêà äëÿ õðàíåíèÿ ÷èñëà 0 èëè 1, îïðåäåëÿþùåãî óñòàíîâêó èëè ñíÿòèå çàùèòû. Ïðè èíèöèàëèçàöèè â ÿ÷åéêó ñ àäðåñîì $64 çàïèñûâàåòñÿ ÷èñëî 1, â îñòàëüíûå ÿ÷åéêè áóôåðà ¹ 1 çàíîñÿòñÿ íóëè. Ñ àäðåñà RAM+6 íà÷èíàåòñÿ áóôåð îòîáðàæåíèÿ ¹ 2 äëÿ äèíàìè÷åñêîé èíäèêàöèè. Â ýòîò áóôåð â ðåæèìå ¹ 1 èç EEPROM ìèêðîêîíòðîëëåðà ïåðåíîñèòñÿ ÷èñëî âêëþ÷åíèé, êîòîðîå èíäèöèðóåòñÿ â òå÷åíèè 2 ñ, ïîòîì äåêðåìåíòèðóåòñÿ è çàïèñûâàåòñÿ â EEPROM ìèêðîêîíòðîëëåðà. Ïðè èíèöèàëèçàöèè â áóôåð ¹ 2 çàíîñÿòñÿ íóëè. Ñ àäðåñà RAM+12 íà÷èíàåòñÿ áóôåð îòîáðàæåíèÿ ¹ 3. Ïðè èíèöèàëèçàöèè â êàæäóþ ÿ÷åéêó áóôåðà ¹ 3 çàíîñèòñÿ ÷èñëî $A, êîòîðîå ïîñëå ïåðåêîäèðîâêè â êàæäîì ðàçðÿäå èíäèöèðóåòñÿ êàê ñèìâîë «–». Â èòîãå, íà äèñïëåå èíäèöèðóþòñÿ ñèìâîëû «– – –». Ýòî ïðîèñõîäèò òîëüêî ïðè áëîêèðîâêå ðàáî÷åãî àëãîðèòìà îñíîâíîé ïðîãðàììû. Ñ àäðåñà RAM+17 íà÷èíàåòñÿ áóôåð îòîáðàæåíèÿ ¹ 4, â êàæäóþ ÿ÷åéêó êîòîðîãî ïðè èíèöèàëèçàöèè çàíîñèòñÿ ÷èñëî 5, â ðåçóëüòàòå ÷åãî íà äèñïëåå ôîðìèðóåòñÿ ÷èñëî 555. Ýòî ÷èñëî âûâîäèòñÿ ïðè ïåðåõîäå íà ðàáî÷èé àëãîðèòì îñíîâíîé ïðîãðàììû. Êîäû ¹ 1…¹ 3 â ïðîãðàììå çàäàíû, ñîîòâåòñòâåííî, êàê 010, 011, 012, à ìåòêè ïåðåõîäà íà îòîáðàæåíèå áóôåðîâ ¹ 3 è ¹ 4 îáîçíà÷åíû osn2 è osn3. Èíôîðìàöèÿ, çàïèñàííàÿ â áóôåðû îòîáðàæåíèÿ ¹ 3, è ¹ 4, êàê óæå îòìå÷àëîñü, íóæíà ëèøü äëÿ íàãëÿäíîñòè âî âðåìÿ äåìîíñòðàöèè ðàáîòû óñòðîéñòâà, ÷àñòü ïðèíöèïèàëüíîé ñõåìû êîòîðîãî ïðèâåäåíà íà Ðèñóíêå 1. Íàïèñàííàÿ íà àññåìáëåðå ïðîãðàììà çàùèòû âìåñòå c ïîäïðîãðàììîé äèíàìè÷åñêîé èíäèêàöèè çàíèìàåò âñåãî

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

1 ÊÁ ïàìÿòè. Çàùèòà äîñòàòî÷íî óíèâåðñàëüíà, åå ìîæíî àäàïòèðîâàòü ê ëþáîìó óñòðîéñòâó ñ ìèêðîêîíòðîëëåðîì, ñ ó÷åòîì âûøåóêàçàííûõ òðåáîâàíèé. Ïðîãðàììó

ëåãêî äîðàáîòàòü, ïîâûñèâ ñòåïåíü çàùèòû. Ïðåäëàãàåìóþ çàùèòó ìîæíî âñòðîèòü â ðàçëè÷íûå ïðèáîðû, ìåíÿÿ ïðè ýòîì òîëüêî êîäû äîñòóïà. ÐË

Çàãðóçêè Èñõîäíûé êîä ïðîãðàììû çàùèòû íà àññåìáëåðå è HEX-ôàéë

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÕÅÌÛ

Íåäîðîãîé äðàéâåð ìîùíîé íàãðóçêè íà ìèêðîñõåìå LM555 Rick Mally Electronic Design

Ìîùíûå äâóõòàêòíûå äðàéâåðû øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ â ñàìûõ ðàçíîîáðàçíûõ ïðèëîæåíèÿõ, âêëþ÷àÿ, â ÷àñòíîñòè, óïðàâëåíèå çàòâîðàìè òðàíçèñòîðîâ è ôîðìèðîâàíèå ñèãíàëîâ â ëèíèÿõ ïåðåäà÷è äàííûõ. Äëÿ ýòèõ öåëåé âûïóñêàåòñÿ ìíîæåñòâî ñïåöèàëèçèðîâàííûõ ìèêðîñõåì, îäíàêî, êàê ïðàâèëî, îíè íåäåøåâû è íå âçàèìîçàìåíÿåìû ó ðàçëè÷íûõ ïðîèçâîäèòåëåé. Êðîìå òîãî, ñðîê æèçíè òàêèõ ïðèáîðîâ, ÷àùå âñåãî, î÷åíü íåâåëèê. Îíè áûñòðî ñíèìàþòñÿ ñ ïðîèçâîäñòâà, çàìåíÿþòñÿ íîâûìè, è ñòàíîâÿòñÿ òðóäíîäîñòóïíûìè. Íî, ê ñ÷àñòüþ, ïîâñåìåñòíî ðàñïðîñòðàíåííûé, äåøåâûé, âûïóñêàåìûé íà ïðîòÿæåíèè ìíîãèõ äåñÿòèëåòèé òàéìåð LM555 (íå ÊÌÎÏ âåðñèÿ!) ìîæåò ñ óñïåõîì âûïîëíÿòü ôóíêöèè ìîùíîãî äðàéâåðà. Ìîùíûé äâóõòàêòíûé âûõîäíîé êàñêàä òàéìåðà è äèàïàçîí íàïðÿæåíèé ïèòàíèÿ îò 4.5 äî 16 Â ïîçâîëÿþò èñïîëüçîâàòü ìèêðî-

ñõåìó LM555 è êàê áóôåð, è êàê èíâåðòîð. Åñëè îäíîãî äðàéâåðà íåäîñòàòî÷íî, ðàçðàáîò÷èêè ìîãóò âçÿòü ìèêðîñõåìó ñäâîåííîãî òàéìåðà LM556, ëèøü íåçíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâ ýòèì ñâîè çàòðàòû è çàíèìàåìóþ ïëîùàäü ïå÷àòíîé ïëàòû. Íàêîíåö, ñóùåñòâóþò è ÷åòûðåõêàíàëüíûå òàéìåðû LM558, íî îíè íå ñòîëü ðàñïðîñòðàíåíû è äîñòóïíû, êàê ïåðâûå äâà. Äëÿ ðåàëèçàöèè ôóíêöèè áóôåðà âûâîäû òàéìåðà äîëæíû áûòü ïîäêëþ÷åíû â ñîîòâåòñòâèè ñ Ðèñóíêîì 1. Âõîäîì ñõåìû áóäåò âûâîä ñáðîñà (4) ñ ïîðîãîì ïåðåêëþ÷åíèÿ ìåæäó 0.5 è 1 Â, ÷òî ïîçâîëèò, íåçàâèñèìî îò âåëè÷èíû VCC, èñïîëüçîâàòü äëÿ óïðàâëåíèÿ áóôåðîì âûõîäû ñòàíäàðòíîé ëîãèêè ñ íàïðÿæåíèåì ïèòàíèÿ 5, 3.3, è äàæå 1.8 Â. Âõîä çàïóñêà òàéìåðà (âûâîä 2) ìîæåò ñëóæèòü â êà÷åñòâå ëèíèè ðàçðåøåíèÿ ñ âûñîêèì VCC

VCC Âõîä 4 4 7

Âõîä

VCC

6 Âûõîä

VCC

D LM555

Âûõîä

TR CV

VSS

VSS 1

Ðèñóíîê 1. Èñïîëüçóÿ âûâîä ñáðîñà òàéìåðà LM555 â êà÷åñòâå âõîäà ñõåìû, ìîæíî ñäåëàòü áóôåð, óïðàâëÿåìûé ñèãíàëàìè ñòàíäàðòíîé ëîãèêè ñ íàïðÿæåíèåì ïèòàíèÿ îò 1.8 äî 5. Â.

D LM555

Ðèñóíîê 2. Åñëè âûâîä çàïóñêà òàéìåðà LM555 èñïîëüçîâàòü êàê âûõîä, ìîæíî ñäåëàòü ñõåìó èíâåðòèðóþùåãî áóôåðà.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

àêòèâíûì óðîâíåì, õîòÿ ïî ëîãè÷åñêèì óðîâíÿì ñ âûâîäîì ñáðîñà îí áóäåò íåñîâìåñòèì. Â èíâåðòèðóþùåé êîíôèãóðàöèè âõîäîì ñõåìû ñëóæèò âûâîä çàïóñêà ñ ïîðîãîâûì óðîâíåì 0.334 ´ VCC (Ðèñóíîê 2). Êðîìå òîãî, â êà÷åñòâå ëèíèè ðàçðåøåíèÿ ñ âûñîêèì àêòèâíûì óðîâíåì ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ âõîä ñáðîñà ñ òåìè æå ïîðîãîâûìè óðîâíÿìè, î êîòîðûõ ãîâîðèëîñü âûøå. Ïðè äîïóñòèìîì âòåêàþùåì/âûòåêàþùåì òîêå 200 ìÀ è íàïðÿæåíèè ïèòàíèÿ 12…15 Â òàéìåð LM555 ìîæåò óïðàâëÿòü çàòâîðàìè áîëüøèíñòâà MOSFET è IGBT ïðè ÷àñòîòå ïåðåêëþ÷åíèÿ áîëåå 250 êÃö. Ïðè ýòîì íå òðåáóåòñÿ äàæå ôèêñèðóþùåãî äèîäà íà çàòâîðå, à öåíà äðàéâåðà îêàçûâàåòñÿ ìèíè-

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ìàëüíîé. Äëÿ óïðàâëåíèÿ çàòâîðàìè ïîñëåäîâàòåëüíî ñ âûõîäîì ñëåäóåò âêëþ÷àòü ðåçèñòîð ñ ñîïðîòèâëåíèåì îò 5 äî 10 Îì äëÿ ìèíèìèçàöèè «çâîíà» è ïåðåõîäíûõ òîêîâ. Êðîìå òîãî, â öåïè ïèòàíèÿ òàéìåðà äîëæåí áûòü óñòàíîâëåí òàíòàëîâûé èëè êåðàìè÷åñêèé áëîêèðîâî÷íûé êîíäåíñàòîð åìêîñòüþ íå ìåíåå 1 ìêÔ. Â îáåèõ ñõåìàõ âûâîä öåïè ðàçðÿäà (7) ìîæíî èñïîëüçîâàòü êàê äîïîëíèòåëüíûé âûõîä ñ îòêðûòûì êîëëåêòîðîì ñ äîïóñòèìûì íàïðÿæåíèåì äî 18 Â. Êîíòðîëüíûé âûâîä (5) ëèáî îñòàâëÿþò íåïîäêëþ÷åííûì, ëèáî èñïîëüçóþò äëÿ óïðàâëåíèÿ ïîðîãîâûìè óðîâíÿìè âíóòðåííèõ êîìïàðàòîðîâ òàéìåðà. ÐË

ÑÕÅÌÛ

Ïðîñòîé ïðîáíèê ïîçâîëÿåò òåñòèðîâàòü öèôðîâûå ìèêðîñõåìû Raju Baddi, Èíäèÿ EDN

Â ñòàòüå ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðîñòîé, íî ìîùíûé ïîðòàòèâíûé ïðèáîð, âûïîëíÿþùèé ôóíêöèè ëîãè÷åñêîãî ïðîáíèêà è ãåíåðàòîðà èìïóëüñîâ. Ïðèáîð îêàæåòñÿ ïîëåçíûì ïðè ïðîâåðêå öèôðîâûõ ìèêðîñõåì â êîðïóñàõ DIP, òàêèõ, êàê ëîãè÷åñêèå ýëåìåíòû, òðèããåðû è ñ÷åò÷èêè. Ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîé ïëàòû ñ óñòàíîâëåííîé ïàíåëüêîé è òðåõïîçèöèîííûìè ïåðåìû÷êàìè íà ëþáîé âûâîä òåñòèðóåìîé ìèêðîñõåìû ìîæíî ïîäàòü ëîãè÷åñêèå ñèãíàëû «1» èëè «0», èëè íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ (5 Â èëè 0 Â). Òðè êíîïêè, äâà äâóõöâåòíûõ ñâåòîäèîäà è äâà ùóïà ïîìåùåíû â ïëàñòèêîâûé öèëèíäðè÷åñêèé êîðïóñ, â êà÷åñòâå êîòîðîãî ìîæíî èñïîëüçîâàòü, íàïðèìåð, ïóñòóþ òóáó îò êëåÿùåãî êàðàíäàøà. Íàêîíå÷íèê ùóïà ãåíåðàòîðà èìïóëüñîâ ñäåëàí â ôîðìå êðþ÷êà, ÷òî ïîçâîëÿåò óäîáíî ïîäêëþ÷àòü åãî ê êîíòàêòàì ïåðåìû÷åê íà ïëàòå òåñòîâîãî ïðèñïîñîáëåíèÿ. Íàêîíå÷íèê êðåïèòñÿ íà ïðóæèíó îò ãåëåâîé ðó÷êè ñ óáèðàþùèìñÿ ñòåðæíåì. Òàêàÿ ãèáêàÿ êîíñòðóêöèÿ ïîçâîëÿåò ñâîáîäíî ïåðåìåùàòü ùóï ëîãè÷åñêîãî ïðîáíèêà ìåæäó âûâîäàìè òåñòèðóåìîé ìèêðîñõåìû. Äâå èç òðåõ êíîïîê ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ óñòàíîâêè èñõîäíîãî ëîãè÷åñêîãî óðîâíÿ íà âûõîäå ãåíåðàòîðà èìïóëüñîâ. Ïðè êîðîòêîì íàæàòèè íà òðåòüþ êíîïêó óðîâåíü íà âûõîäå ãåíåðàòîðà ïåðåêëþ÷àåòñÿ íà ïðîòèâîïîëîæíûé. Åñëè ïðîäîëæàòü óäåðæèâàòü ýòó êíîïêó íàæàòîé áîëåå 2 ñåêóíä, ñõåìà ïåðåõîäèò â ðåæèì ãåíåðàöèè íåïðåðûâíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè èìïóëüñîâ. Íà ïåðâîì òàéìåðå ìèêðîñõåìû IC1A NE556 ñîáðàí æäóùèé ìóëüòèâèáðàòîð, ôîð-

ìèðóþùèé 2-ñåêóíäíûå èìïóëüñû óïðàâëåíèÿ ãåíåðàòîðîì, îáðàçîâàííûì ëîãè÷åñêèì ýëåìåíòîì G1, ðåçèñòîðîì R1 è êîíäåíñàòîðîì Ñ1 (Ðèñóíîê 1à). G4 ñëóæèò äëÿ áóôåðèçàöèè ñõåìû. Ñ âûõîäà æäóùåãî ìóëüòèâèáðàòîðà èìïóëüñû äëèòåëüíîñòüþ 1 ìñ òàêæå ïðîõîäÿò ÷åðåç ýëåìåíòû G2 è G3, áëîêèðóþùèå ïðîõîæäåíèå ñèãíàëà ñ âûõîäà àâòîêîëåáàòåëüíîãî ìóëüòèâèáðàòîðà, âûïîëíåííîãî íà âòîðîì òàéìåðå ìèêðîñõåìû NE556 (IC1B). Äëÿ ïîäàâëåíèÿ ëîæíûõ èìïóëüñîâ íà âûõîäå Ùóïà A, âîçíèêàþùèõ èç-çà äðåáåçãà êîíòàêòîâ êíîïêè S1, IC1B íåîáõîäèìî óäåðæèâàòü â íåàêòèâíîì ñîñòîÿíèè ïîäà÷åé íèçêîãî óðîâíÿ íà âõîä ñáðîñà (âûâîä 4) ïîñðåäñòâîì òðàíçèñòîðà Q1, â áàçó êîòîðîãî âêëþ÷åí êîíäåíñàòîð 0.68 ìêÔ. Ïðè êðàòêîâðåìåííîì íàæàòèè êíîïêè S1 ñðàáàòûâàåò æäóùèé ìóëüòèâèáðàòîð, íà âûõîäå êîòîðîãî ïðèáëèçèòåëüíî íà 2 ñåêóíäû ïîÿâëÿåòñÿ âûñîêèé óðîâåíü íàïðÿæåíèÿ. Èìïóëüñû äëèòåëüíîñòüþ 1 ìñ îò ãåíåðàòîðà, ñôîðìèðîâàííîãî ýëåìåíòàìè G1, R1, C1 è G4, äîñòèãàþò Ùóïà A, ïðîõîäÿ ÷åðåç ëîãè÷åñêóþ ñõåìó «èñêëþ÷àþùåå ÈËÈ», ñîáðàííóþ íà ýëåìåíòàõ G5…G8. Íà ýòî âðåìÿ âûõîä àâòîêîëåáàòåëüíîãî ìóëüòèâèáðàòîðà IC1B îòêëþ÷àåòñÿ îò âõîäà ñõåìû «èñêëþ÷àþùåå ÈËÈ» ýëåìåíòîì G3. Åñëè íå îòïóñêàòü êíîïêó S1 áîëåå 2 ñ, æäóùèé ìóëüòèâèáðàòîð îòðàáîòàåò ñâîé èìïóëüñ, ýëåìåíò G3 îòêðîåòñÿ, è íà âûõîä ïðîáíèêà îò ìèêðîñõåìû IC1B áóäåò ïîñòóïàòü ïîñëåäîâàòåëüíîñòü èìïóëüñîâ ñ ÷àñòîòîé 70 Ãö.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

G11

G12

ÙÓÏ A

S2 G3

2, 6

ÙÓÏ B

IC1B NE556

7 5 4 1

10k

G10

100k

470

G8 G5

G7 G4 C1 0.1 µF

R1 10k

10k

220k

2.2k

0.1 µF

100k Q1

10k 5 4

LM358

(á)

(à)

470

LM358

10k 2 8

ËÎÃÈ×ÅÑÊÈÉ ÏÐÎÁÍÈÊ

100k

0.68 µF 10k

0.1 µF

10k

0.47 µF

12, 13

3.3M

IC1A NE556

10k

Ðèñóíîê 1. Ñõåìà ñî÷åòàåò àíàëîãîâûå è öèôðîâûå ôóíêöèè. Ùóï A ÿâëÿåòñÿ âûõîäîì ãåíåðàòîðà èìïóëüñîâ, à Ùóï B – âõîäîì ëîãè÷åñêîãî ïðîáíèêà (à). Íà ñõåìå íå ïîêàçàí ôèëüòðóþùèé ïèòàíèå êîíäåíñàòîð åìêîñòüþ 100 ìêÔ. Êðàñíûé ñâåòîäèîä èíäèöèðóåò óðîâåíü ëîãè÷åñêîãî íóëÿ, çåëåíûé – óðîâåíü ëîãè÷åñêîé åäèíèöû (á).

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÕÅÌÛ

5Â ÏÈÒÀÍÈÅ

ÏÈÒÀÍÈÅ ÑÈÃÍÀË

ÒÅÑÒÈÐÓÅÌÀß ÌÈÊÐÎÑÕÅÌÀ

ÑÈÃÍÀË

Ðèñóíîê 2. Êîíôèãóðèðîâàíèå âñïîìîãàòåëüíîãî ïðèñïîñîáëåíèÿ äëÿ òåñòèðîâàíèÿ öèôðîâûõ ìèêðîñõåì ïðîèçâîäèòñÿ ñ ïîìîùüþ òðåõïîçèöèîííûõ ïåðåìû÷åê.

Åñëè èñïîëüçîâàòü â ïðîáíèêå ìèêðîñõåìû CD4011 (÷åòûðå ýëåìåíòà «2È-ÍÅ»), òî ïèòàòü åãî ìîæíî îò âíåøíåãî èñòî÷íèêà íàïðÿæåíèÿ 4.5…15 Â. Äëÿ ýëåìåíòîâ G1 – G4 ëó÷øå âûáðàòü ìèêðî-ñõåìó CD4093 (÷åòûðå ýëåìåíòà «2È-ÍÅ» ñ òðèããåðàìè Øìèòòà), ÷òîáû ãàðàíòèðîâàòü îòñóòñòâèå ïàðàçèòíîé ãåíåðàöèè, îáóñëîâëåííîé ìàëîé ñêîðîñòüþ íàðàñòàíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà âðåìÿçàäàþùåì êîíäåíñàòîðå Ñ1. Ïðè íåîáõîäèìîñòè óâåëè÷èòü íàãðóçî÷íóþ ñïîñîáíîñòü ãåíåðàòîðà íà åãî âûõîäå ìîæíî óñòàíîâèòü ïàðó NPN è PNP òðàíçèñòîðîâ. Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíà ñõåìà ïðèñïîñîáëåíèÿ äëÿ òåñòèðîâàíèÿ öèôðîâûõ ìèêðîñõåì. 16-âûâîäíàÿ ïàíåëüêà ïîä òåñòèðóåìóþ ìèêðîñõåìó êîíôèãóðèðóåòñÿ ïîëüçîâàòåëåì ñ ïîìîùüþ íàáîðà òðåõïîçèöèîííûõ ïåðåìû÷åê. Ëþáîé âûâîä ìîæíî ïîäêëþ÷èòü, íåïîñðåäñòâåííî, èëè ÷åðåç ðåçèñòîð, ê

Ýëåìåíòû G9 è G10 îáðàçóþò òðèããåð, «çàïîìèíàþùèé» ïîñëåäíåå íàæàòèå êíîïîê S2 èëè S3 è óïðàâëÿþùèé ðåæèìîì ðàáîòû (èíâåðòèðóþùèé èëè íåèíâåðòèðóþùèé) ñõåìû «èñêëþ÷àþùåå ÈËÈ». ËÎÃÈ×ÅÑÊÈÉ ÏÐÎÁÍÈÊ ÃÅÍÅÐÀÒÎÐ ÈÌÏÓËÜÑÎÂ G11 è G12 ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ óïðàâÌÅÑÒÀ ÏÐÈÏÀÉÊÈ ÏÐÎÂÎÄÎÂ ëåíèÿ äâóõöâåòíûì ñâåòîäèîäîì, ÍÀÊÎÍÅ×ÍÈÊÈ ÃÅËÅÂÛÕ ÐÓ×ÅÊ èíäèöèðóþùèì ïîëÿðíîñòü èìïóëüñîâ ãåíåðàòîðà. Êðàñíûé öâåò ñâåÏÐÓÆÈÍÀ (ÎÄÍÎÂÐÅÌÅÍÍÎ ÷åíèÿ óêàçûâàåò íà òî, ÷òî â èñõîäÂÛÏÎËÍßÅÒ ÒÐÓÁÊÀ ÔÓÍÊÖÈÞ ÏÐÎÂÎÄÍÈÊÀ) íîì ñîñòîÿíèè âûõîä ãåíåðàòîðà ÑÒÅÐÆÍß ÃÅËÅÂÎÉ íàõîäèòñÿ â ñîñòîÿíèè «ëîã. 0», à ÐÓ×ÊÈ ÊÎËÏÀ×ÎÊ ÒÞÁÈÊÀ ÎÒ ãåíåðèðóåìûé èìïóëüñ äëèòåëüíîñÂÈÍÒÛ ÊËÅßÙÅÃÎ ÊÀÐÀÍÄÀØÀ òüþ 1 ìñ èìååò ïîëîæèòåëüíóþ 0 ÄÂÓÕÖÂÅÒÍÛÉ ÑÂÅÒÎÄÈÎÄ ïîëÿðíîñòü. Çåëåíûé öâåò óêàçûâà1 ËÎÃÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÏÐÎÁÍÈÊÀ åò íà ïðîòèâîïîëîæíîå. T ÄÂÓÕÖÂÅÒÍÛÉ ÑÂÅÒÎÄÈÎÄ Îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü LM358 ÃÅÍÅÐÀÒÎÐÀ âûïîëíÿåò ôóíêöèþ îêîííîãî êîìÏÅ×ÀÒÍÀß ÏËÀÒÀ ïàðàòîðà ëîãè÷åñêîãî ïðîáíèêà (Ðèñóíîê 1á). Ïðè óêàçàííûõ íà ñõåìå íîìèíàëàõ êîìïîíåíòîâ êðàñíûé ñâåòîäèîä âêëþ÷àåòñÿ, åñëè íàïðÿÒÞÁÈÊ ÎÒ ÊËÅßÙÅÃÎ ÊÀÐÀÍÄÀØÀ (20 ã) æåíèå íà Ùóïå B íå äîñòèãàåò 35% îò íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ, à çåëåíûé – åñëè íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ ïðåâûøåíî áîëåå ÷åì íà 65%. Ïðè ïðîìåæóòî÷íûõ óðîâíÿõ íàïðÿæåíèÿ íå âêëþ÷èòñÿ íè îäèí èç ñâåòîäèîäîâ. Ïîäáîðîì ðåçèñòîðîâ äåëèòåëÿ íà âõîäàõ óñèëèòåëÿ ìîæíî óìåíüøèòü íèæíèé ïîðîã, ÷òî ïîçâîëèò ïðîâåðÿòü ÒÒË ñõåìû, ñòàíäàðòíûé óðî- Ðèñóíîê 3. Äëÿ ïîäà÷è ñèãíàëà íåîáõîäèìî ïîäêëþ÷èòü ãèáêèé Ùóï A ãåíåðàòîðà èìïóëüñîâ ê íóæíîìó âõîäó òåñâåíü «ëîã. 0» êîòîðûõ ñîñòàâëÿåò òèðóåìîé ìèêðîñõåìû, çàòåì Ùóïîì B ïðîáíèêà êîñíóòüìåíåå 0.8 Â. ñÿ ñîîòâåòñòâóþùåãî øòûðüêà èëè âûõîäà.

ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

øèíàì +5 Â èëè «çåìëÿ», ÷òîáû çàäàòü íà íåì ëèáî ëîãè÷åñêèé óðîâåíü íàïðÿæåíèÿ, ëèáî óðîâåíü èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ. Âûáîð íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ íåêðèòè÷åí, âïîëíå ïîäîéäóò ðåçèñòîðû ñ ñîïðîòèâëåíèåì ïîðÿäêà 2 êÎì. ×òîáû óñòàíîâèòü óðîâåíü, ñîîòâåòñòâóþùèé «ëîã. 0» ÒÒË, âõîä òåñòèðó-

åìîé ìèêðîñõåìû äîëæåí áûòü ïîäêëþ÷åí íåïîñðåäñòâåííî ê «çåìëå». Äëÿ ïîäà÷è ñèãíàëà íåîáõîäèìî ïîäêëþ÷èòü ãèáêèé Ùóï A ãåíåðàòîðà èìïóëüñîâ (Ðèñóíîê 3) ê íóæíîìó âõîäó òåñòèðóåìîé ìèêðîñõåìû, çàòåì Ùóïîì B ïðîáíèêà êîñíóòüñÿ ñîîòâåòñòâóþùåãî øòûðüêà èëè âûõîäà. ÐË

Çàãðóçêè Êîíñòðóêöèÿ ïðîáíèêà, ïå÷àòíûå ïëàòû, ïðèìåðû êîíôèãóðèðîâàíèÿ ïëàòû äëÿ òåñòèðîâàíèÿ

ÐàäèîËîöìàí – ÿíâàðü 2013

ÑÕÅÌÛ

Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

Ñêîðî íîâûå òåìàòè÷åñêèå íîìåðà: àâòîìàòèçàöèÿ àâòîýëåêòðîíèêà àêêóìóëÿòîðû è çàðÿäíûå óñòðîéñòâà

Åñëè Âàì íåáåçðàçëè÷íû ýòè òåìû èëè Âû ÿâëÿåòåñü íîñèòåëåì ïåðåäîâûõ çíàíèé â äðóãèõ îáëàñòÿõ ýëåêòðîíèêè è ãîòîâû èõ ïîïóëÿðèçèðîâàòü ïðèãëàøàåì ê ñîòðóäíè÷åñòâó!