技术
<strong>简介</strong>
如今，无线系统无处不在，无线设备和服务的数量持续增长。设计完整的RF系统是一项跨学科设计挑战，模拟RF前端是其中最关键的部分。然而，AD9361等集成RF收发器的推出显著减少了此类设计的RF挑战。这些收发器可为模拟RF信号链提供数字接口，允许轻松集成到ASIC或FPGA，进行基带处理。基带处理器(BBP)允许在终端应用和收发器设备之间的数字域中处理用户数据。此外，使用Simulink等系统建模工具可以轻松完成基带处理器设计。然而，新手用户可能会发现难以理解和解决这个通信系统难题。本文尝试为无线传输通信系统设计和实施简单的RF基带处理器。设计使用AD9361 FPGA参考设计框架，在AD-FMCOMMS2-EBZ和Xilinx® ZC706平台上实施。
一个良好的布局设计可优化效率，减缓热应力并尽量减小走线与元件之间噪声作用。这一切都源于设计人员对电中流传导路径以及信号的理解。当一块原型电源板首次使用时，最好的情况是它不仅能工作，而且还安静、发热低。然而这种并不多见。
开关电源的一个常见问题是 “不稳定 ”的开关波形。有些时候，抖动处于声段磁性元件会产生出音频噪声。如果问题在印刷电路板的布局上， 要找原因可能会很困难，因此，开关电源设计初期的正确PCB布局就非常关键。
一个好的布局设计可优化电源效率，减缓热应力；更重要的是，它最大限度地减小了噪声，以及走线与元件之间的相互作用。为实现这些目标，设计者必须了解开关电源内部的电流传导路径及信号流。就非隔离开关电源的正确布局设计，本文给出一些经验总结。
<strong>布局规划</strong>
下面对FPGA设计中常用的复位设计方法进行了分类、分析和比较。
针对FPGA在复位过程中存在不可靠复位的现象，提出了提高复位设计可靠性的4种方法，包括清除复位信号上的毛刺、异步复位同步释放、采用专用全局异步复位/置位资源和采用内部复位。上述方法可有效提高FPGA复位的可靠性。
对FPGA芯片而言，在给芯片加电工作前，芯片内部各个节点电位的变化情况均不确定、不可控，而这种不确定且不可控的情况会使芯片在上电后的工作状态出现错误。
因此，在FPGA的设计中，为保证系统能可靠进进入工作状态，以及避免对FPGA输出关联的系统产生不良影响，FPGA上电后要进行复位，且为了消除电源开关过程中引起的抖动影响，复位信号需在电源稳定后经过一定的延时才能撤销，FPGA的复位信号需保证正确、稳定、可靠。
回忆下面这个场景 —— 您可能在贸易展览或视频上经常看到这一场景：机械手臂从其静止位置有目的地移动，将物体（如球体）抓起至空中，替换物体，然后恢复静止状态。每个动作都很快速、流畅，且由机器完成。
现在您可想象另一个场景。1937 年，在伦敦一家没有灯光的剧院，年轻的 Laurence Olivier（传奇的职业生涯还在等着他）犹犹豫豫、不情愿地（就像被下咒一样）从另一位演员手中接过一个头骨。
“唉，可怜的 Yorick！我认识 Horatio …”
一个场景涉及动作，另一个则涉及手势（图 1）。本文探讨了这两者的差异，及这一差异给电机控制架构带来的巨大变化。
随着对更紧凑和更高效电力系统的日益重视，双向转换器越来越受到关注。具有双向功率流的双向DC/DC换流器可将电池充电和备份操作传统上所需的两个DC/DC换流器组合在一起，降低了整个系统的成本、组件数量和尺寸。
此系列博文将分两个部分研究在不间断电源（UPS）、电池备份单元和储能系统装置应用中双向换流器的使用。
UPS或电池备份单元可在各种关键和非关键应用中提供不间断电源。UPS系统可从传统意义上分为备用UPS、线路交互式UPS和在线式或双换流UPS。在新类别的UPS开发方面，如备用在线式混合动力或高级ECO模式UPS，获得的进展甚少。
图1所示为传统在线式UPS的框图。
最大程度降低开关调节器的输出纹波和瞬变十分重要，尤其是为高分辨率ADC之类噪声敏感型器件供电时，输出纹波在ADC输出频谱上将表现为独特的杂散。为避免降低信噪比(SNR)和无杂散动态范围(SFDR)性能，开关调节器通常以低压差调节器(LDO)代替，牺牲开关调节器的高效率，换取更干净的LDO输出。了解这些伪像可让你成功将开关调节器集成到更多的高性能、噪声敏感型应用中。
<strong>输出纹波和开关瞬变</strong>
输出纹波和开关瞬变取决于调节器拓扑以及外部元器件的数值与特性。输出纹波是残余交流输出电压，与调节器的开关操作密切相关。其基频与调节器的开关频率相同。开关瞬变是在开关转换过程中发生的高频振荡。它们的幅度以最大峰峰值电压表示，该值很难精确测量，因为它与测试设置高度相关。图1显示输出纹波和开关瞬变示例。
在本文第一部分，我们探讨了如何利用IoT的先驱之一POS终端。这些智能POS终端通常是零售商采取的第一项措施，以便帮助他们追踪客户的购物习惯，管理库存，并通过促销活动提升客户忠诚度。所有主流POS终端供应商都推出了具备这些功能的型号，它们通常具备功能强大、紧凑、电池供电和安全的特点。这些要求都转移到这些设备使用的所有半导体芯片上。
作者：Reuben George
<strong>市场背景</strong>
当今，物联网（IoT）已对所有行业产生了影响，而且有望到2020年成为一个1.7万亿美元的市场。IoT领域建立在云计算以及由移动、虚拟和即时连接搭建的数据采集传感器网络的基础之上。行业专家认为，它将让我们生活中的一切变得更加“智能”。IoT已经渗透至各行各业：从工厂自动化到点播娱乐和可穿戴设备。但在大多数情况下，这个庞大的智能设备互联系统在改变我们的工作方式方面还未充分发挥其全部潜能。
过去30年来，MEMS开关一直被认为是性能有限的机电继电器的出色替代器件，因为它易于使用，尺寸很小，能够以极小的损耗可靠地传送0 Hz/dc至数百GHz信号，有望彻底改变电子系统的实现方式。这种性能优势会对大量不同的设备和应用产生重要影响。在MEMS开关技术的帮助下，很多领域都将达到前所未有的性能水准和尺寸规格，包括电气测试与测量系统、防务系统应用、医疗保健设备。
与继电器相比，MEMS技术一直就有实现最高水平RF开关性能的潜力，其可靠性要高出好几个数量级，而且尺寸很小。但是，难以通过大规模生产来大批量提供可靠产品的挑战，让许多试图开发MEMS开关技术的公司停滞不前。Foxboro Company是最早开始MEMS开关研究的公司之一，其于1984年申请了世界最早的机电开关专利之一。
作者： Paul Pickering
垂直农场向世人描绘了一副诱人的愿景：没有使用杀虫剂的新鲜食物、产量的增加、用水量的减少、城市内空置城区的合理利用等。要实现这一美好的愿景，需要对光照、温度、用水和营养输送进行精确地控制，这就涉及到大量的物联网技术，包括传感器、机器人和数据分析。
<strong>垂直农场的技术</strong>
金色的麦田在微风中摇曳生姿，这是传统农场所展示的田园风光，而垂直农场则更像一个工厂（图1）。这项技术正在迅速发生改变：商业垂直农场是资金密集型产业，在启动之初便需要投入数百万美元，当然，它还要面对来自温室农场及其他室内农场的激烈竞争。
作者：Matt Gordon；Thom Denholm, Silicon Labs（亦称“芯科科技”）
如果只研读最新的微控制器数据手册的话，开发人员会很容易认为高效使用CPU资源(包括内存和时钟周期)，是目前硬件设计中的一个小问题。最新的32位MCU可以在嵌入式空间提供闪存和RAM分配，这在不久前都是闻所未闻的；并且其CPU与之前台式机独有的运行速度一样。然而，近来开发过物联网产品的人都知道，这些硬件的进步并非空穴来风；它们一直因应着最终用户的期望和设计要求显著地变化着。因此，现在比以往任何时候都更重要的是：开发人员要确保其软件以最大效率运行，并且有效地利用他们的时间。
目前，在转换器领域风头正盛的是GSPS ADC—也称RF ADC。凭借市场上采样速率如此高的转换器，奈奎斯特频率与五年前相比提高了10倍。关于使用RF ADC的优势，以及如何使用它们进行设计并以如此高的速率捕获数据，人们进行了大量的讨论。感谢JESD204x联盟。但是人们似乎忘了一件事情，即低直流信号。
高性能模数转换器(ADC)之前的输入配置或者前端设计，对于实现所需的系统性能非常关键。通常重点在于捕获宽带频率，例如大于1 GHz的宽带频率。然而，在某些应用中，也需要直流或近直流信号，并且受到最终用户的欢迎，因为它们也可以传输重要信息。因此，通过优化整体前端设计来捕获直流和宽带信号需要直流耦合前端，该直流耦合前端一直连接到高速转换器。
<p>语音接口已经成为一个改变人机交互方式的全新切入点。这些系统如何工作？打造这样一款设备在硬件方面有什么要求？随着语音控制接口变得越来越普及，德州仪器（TI）的一位工程师对此技术进行了深入的了解，并分享了其对这项技术的认识和看法。</p>
<p><b>语音接口是什么？</b></p>
<p>语音识别技术自20世纪50年代起开始出现在我们身边。那时贝尔实验室的工程师创建了一款可以识别单个数字的系统。然而，语音识别只是完整语音接口技术的一部分。语音接口包含传统用户接口的所有方面：它能呈现信息并为用户提供一种操控方式。在语音接口中，操控或者甚至一些信息的呈现都将通过语音实现。在一些如按钮或显示屏等传统的用户接口上，也可能配置语音接口这一选项。</p>
4G 的到来仿佛还在昨日，5G 却已近在咫尺。根据 3GPP 的规划， 5G 的大规模测试和部署，最早将于 2019 年开始。也就是说，最快还有一年多的时间，我们就可以享受到 5G 带来的全新体验。然而作为全球通信标准，5G 的意义当然不局限于网速更快，移动宽带体验更优，它的使命在于连接新行业，催生新服务，比如推进工业自动化、大规模物联网、智能家居、自动驾驶等。这些行业和服务都对网络提出了更高的要求，要求网络更可靠、低时延、广覆盖、更安全。各行各业迥异的需求迫切呼唤一种灵活、高效、可扩展的全新网络。5G 应运而生。
噪声是模拟电路设计的一个核心问题，它会直接影响能从测量中提取的信息量，以及获得所需信息的经济成本。遗憾的是，关于噪声有许多混淆和误导信息，可能导致性能不佳、高成本的过度设计或资源使用效率低下。<strong>本文阐述关于模拟设计中噪声分析的11个由来已久的误区。</strong>
<strong>1. 降低电路中的电阻值总是能改善噪声性能</strong>
循序渐进式的功耗优化已经不再是超低功耗mcu的游戏规则，而是“突飞猛进”模式，与功耗相关的很多指标都不断刷新记录。我们在选择合适的超低功耗mcu时要掌握必要的技巧，在应用时还需要一些设计方向与思路才能够更好的应用。
<strong>1、超低功耗mcu-低功耗mcu的选择方法</strong>
嵌入式微控制器 （mcu）的功耗在当今电池供电应用中正变得越来越举足轻重。大多mcu 芯片厂商都提供低功耗产品，但是选择一款最适合您自己应用的产品并非易事，并不像对比数据表前面的数据那么简单。我们必须详细对比 mcu 功能，以便找到功耗最低的产品，这些功能包括：断电模式、 定时系统 、事件驱动功能、 片上外设、 掉电检测与保护、 漏电流处理效率。
随着互联网和通信基础设施的蓬勃发展，数字控制技术在电信、网络和计算机的电源系统中越来越受欢迎，因为这类技术具备灵活性、器件数量减少、先进的控制算法、系统通信、对外部噪声和参数变化不太敏感等极具吸引力的优势。数字电源广泛用于高端服务器、存储、电信砖式模块等经常会有隔离需求的应用。
隔离在数字电源中的挑战是<strong>在紧凑的面积下如何快速准确地传输数字信号或模拟信号通过隔离边界</strong>。 然而，传统光耦的解决方案有带宽比较低，电流传输比(CTR)会随温度和时间发生大幅变化等问题。而变压器的解决方案有体积庞大、磁饱和等问题。这些问题限制了光耦合器或变压器在某些高可靠性应用、紧凑型应用以及长寿命应用中的使用。本文讨论利用ADI公司iCoupler®产品的数字隔离技术，来解决在数字电源设计中遇到的这些问题。
IEEE 1149.1边界扫描测试标准(通常称为JTAG、1149.1或“dot 1”)是一种用来进行复杂IC与电路板上的特性测试的工业标准方法，大多数复杂电子系统都以这种或那种方式用到了IEEE1149.1(JTAG)标准。为了更好地理解这种方法，本文将探讨在不同年代的系统开发与设计中是如何使用JTAG的。
大多数复杂电子系统都以这种或那种方式用到了IEEE1149.1(JTAG)标准。如果系统采用的是复杂FPGA或CPLD，那么几乎可以肯定这些硬件是通过JTAG端口设置的。如果系统利用仿真工具来调试硬件或软件，那么仿真工具也很可能是通过JTAG端口与微处理器对话。而且，如果系统中采用了球栅阵列(BGA)封装的IC，那么JTAG也是测试BGA器件与底层印制电路板之间连接的最有效方法。
HART(可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议)协议允许在传统的模拟4 mA至20 mA电流环路内实现双向1.2 kHz/2.2 kHz FSK (频移键控)调制数字通信。这样可实现传感器/执行器的查询，并且能够在设备安装、监控和维护过程中表现出显著的优势。通过使用便携式辅助器件查询传感器/执行器，HART可为维护人员提供众多便利，但要完全实现HART带来的所有好处，必须将传感器/执行器连接至带支持HART的电流输入或输出的控制系统。本文将重点阐述支持HART的电流输入以及与向余量受限的4 mA至20 mA输入设计中添加HART功能相关的难题。
我们先来看看HART FSK发送电路。图1显示了HART FSK发送电路的一种传统方案，对此电路进行讨论后我们将展示经过改进的电路设计，改进后的电路可节省空间和成本。
眼下的无人驾驶汽车创新让我想起了经典的连环漫画《凯文的幻虎世界》。在漫画中，凯文称自己是“创造的高潮”，不过现在无人驾驶汽车已经超过凯文，成了新的创造高潮。
这个判断并没有夸大之嫌，要知道联网和无人驾驶汽车可不只是融合了多项新技术，它还在推动这些技术的研发、投资和创新不断拓展边界。对这些技术进行总结后，我居然直接列出了一个 TOP 11 的大名单，自动驾驶确实是个综合性的大工程。
接下来，我们就来共同认识这 11 项因自动驾驶而蓬勃发展的新技术：
<strong>1. 物联网技术</strong>
无人驾驶汽车搭载了数百个传感器，是它们将车辆周围的物理世界转化成了数字信号。就拿无人驾驶汽车的“眼睛”——雷达、摄像头和激光雷达来说，没有它们车辆就无法获得 720 度的视野（ 包括水平和垂直角度）。
