Производство и разработка электроники *

Продолжаем знакомить читателей Хабра с «нестандартными» типами памяти для разработки электроники. В прошлый раз мы рассказывали о гибридном кубе памяти (HMC) и его подключении к FPGA, а в этой статье сфокусируемся на микросхемах памяти с интерфейсом HyperBus от Cypress, которые появились на рынке относительно недавно, в 2014 году.

Сейчас доступно две разновидности устройств: HyperRAM и HyperFLASH. HyperRAM — это псевдо-статическая память (DRAM + схема перезаряда в одном чипе), а HyperFLASH — это NOR-флэш-память с интерфейсом HyperBUS. Также доступны комбинированные чипы 2 в 1: HyperFLASH 512Mb + HyperRAM 64Mb. Ценность современных решений заключается в малом числе сигналов, мелком футпринте, достаточно большой скорости работы и адекватной цене.

За последние 10 лет количество товаров-подделок в мире увеличилось в 2 раза. Это данные отчета министерства внутренней безопасности США. Большая часть контрафакта приходится на Китай (56 %), Гонконг (36%) и Сингапур (2%).

Производители оригинальных товаров несут серьезные убытки, часть из которых приходится на рынок электроники. Многие современные товары содержат в себе электронные компоненты: одежда, обувь, часы, ювелирные изделия, автомобили. В прошлом году прямые потери от незаконного копирования потребительской электроники и электронных компонентов в составе других товаров достигли порядка 0,5 трлн долл. США.



Эту проблему помогают решить различные методы защиты цифровой электроники от нелегального копирования, модификации и обратного проектирования: аппаратное шифрование (AES, RSA и др.), хеширование (например, SHA-256, MD-5), внедрение цифровых водяных знаков и отпечатков пальцев в проектное описание, лексическая и функциональная обфускация, формальная верификация и другие.

В этой статье мы расскажем об одном из самых экономичных методов защиты с точки зрения аппаратных затрат — физически неклонируемых функциях.

_{На фото: Платформа SKARAB для цифровой обработки данных с телескопа MeerKAT. За счет технологии HMC каждая из 64 антенн телескопа может передать на платформу поток данных со скоростью 40 Гбит/с}

В ожидании нового стандарта памяти DDR5 SDRAM, который появится уже в следующем году, мы исследуем альтернативные технологии. В этой статье изучим память HMC (Hybrid Memory Cube), которая обеспечивает 15-кратный рост производительности при 70% экономии на энергопотреблении на бит по сравнению с DDR3 DRAM.

В то время как DDR4 и DDR5 представляют собой эволюцию стандарта, HMC — это революционная технология, которая может изменить рынок не только в сфере специализированных высокопроизводительных вычислений, но также в области потребительской электроники, такой как планшеты и графические карты, где важен форм-фактор, энергоэффективность и пропускная способность.

Этот пост будет интересен для тех, кто хочет посмотреть, как выглядит российское высокотехнологическое производство электронного оборудования, а именно встраиваемых систем.



Для тех, кто не знает, что такое встраиваемые системы, простыми словами – это процессорные платы и периферийные модули различных форматов, например, CompactPCI, PC/104, MicroPC, которые встраиваются в разнообразные системы: от промышленной автоматизации до телекоммуникационного оборудования.

Для тех, кто все это знает – не принимайте на свой счет.

Прошивку для внутренностей современной встраиваемой электроники написать с нуля практически нереально. На это просто не дают времени. Поэтому ПО для встраиваемых систем создается на базе
готовых программных платформ — фреймворков. Чем более развит фреймворк, тем быстрее идет разработка. Здесь пойдет речь о фреймворке созданном мной специально для модулей управления моторами и успешно применяемом уже в течении некоторого времени.

Когда возникла эта идея, потребовался ЖК индикатор с последовательной шиной. Современного дисплея под рукой не оказалось и для проверки взяли древний ЖКИ с драйвером µPD7225. Когда задача была решена, стало понятно, что доступные сегодня индикаторы всего лишь частный случай.

Применяя микроконтроллеры с небольшим количеством ножек, часто сталкиваешься с проблемой нехватки портов ввода-вывода. Ресурсов микроконтроллера хватает "за глаза" для решения поставленной задачи, а портов — нет. Появляется искушение "нагрузить" уже занятые. В качестве примера рассмотрим простой двухканальный вольтметр на МК tiny13, в котором два порта — аналоговые входы и два — последовательный интерфейс ЖКИ. Расширить функциональные возможности прибора можно, только используя шину передачи последовательных данных (SD). Тем более, что она почти всегда отдыхает. Передача данных в индикатор занимает максимум две-три сотни микросекунд, обновление не чаще чем раз в 300 мС. Линию тактирования (CLK) использовать нельзя по понятным причинам. Простенькому приборчику остро не хватает пары кнопок для переключения режимов и индикации этих режимов, особенно когда невелика разрядность дисплея. Вот и задача...

Основное назначение модуля — управление синхронными бесколлекторными двигателями (BLDC, BLAC, PMSM ...) с трапецеидальной или синусоидальной формой напряжения, с сенсорами скорости-положения или без сенсоров. Кроме этого модуль имеет небольшие габариты, достаточно широкий диапазон питающих напряжений, разнообразные каналы отладки, проводную и беспроводную связь.

Эта статья — об особенностях керамических конденсаторов, которые проявляются на высоких частотах (порядка десятков, сотен мегагерц и выше). Статья основана на материалах исследований, проводимых специалистами компании Johanson Technology.

В одном из проектов мы проверили возможности облачной платформы AWS IoT, подключив к ней несколько устройств из набора Lego для программируемых роботов Mindstorms EV3.

На старте мы исследовали несколько крупных облачных сервисов для IoT, которые дали хороший толчок развитию всей концепции интернета вещей (IoT) — Microsoft Azure IoT Suite, AWS IoT и IBM Watson IoT — но в результате остановились именно на Amazon Web Services (AWS).

В нашей инженерной лаборатории появилась новая российская плата для экспериментов — отладочный модуль Салют-ЭЛ24Д1 на многоядерной системе на кристалле 1892ВМ14Я для Арктики и космоса. Посмотрим, на что она способна.

Первоначально статья планировалась, как небольшая история о том, как мы паяли муравьиной кислотой в парофазной печи.

Специально для этого проекта мы переделали нашу парофазку (парофазная или конденсационная печь), с возможностью подачи муравьиной кислоты вместе с перфторполиэфиром. К сожалению, часть результатов является коммерческой тайной, и фотографий результатов не будет.
Но к этой небольшой статье пришлось написать много комментариев. Я не думаю, что каждый знаком с данным способом пайки, и поэтому этот проект мы пока оставим и расскажем обо всем по порядку.

В нашу инженерную лабораторию попала демоплата Baikal BFK Rev 1.6 на основе первого российского процессора для коммерческих разработок — SOM Baikal-T1 MIPS.

Двухъядерный процессор «Байкал-Т1» на архитектуре MIPS Warrior P-class P5600 MIPS 32 был анонсирован еще в 2015 году в рамках программы по импортозамещению, его разработчик — российская фаблес-компания «Байкал Электроникс». Эта система на кристалле была создана для проектирования промышленных и потребительских устройств: маршрутизаторов и сетевых накопителей, тонких клиентов, мультимедийных центров, систем ЧПУ и т.п.

Откроем коробку и посмотрим, как работает стандартный пакет поддержки платформы (BSP) на тестовой плате:

Печатная плата (ПП) — основа любого электронного устройства. На ней устанавливаются электронные компоненты. У неё есть дорожки, по которым ходят электрические сигналы между пинами компонентов. Для увеличения плотности монтажа и сокращения размеров, платы делают многослойными. А какова общая длина дорожек на обычной плате?

Всем бодрого/доброго (нужное подчеркнуть) времени суток и хорошего настроения! Хочу рассказать и показать процесс, как я придумывал (проектировал) и изготавливал базовое шасси для четырёхколёсного робота.

Ко мне вновь обратились знакомые ребята с просьбой помочь сделать робота «посерьёзнее». На этот раз решено было сделать не полноценного робота, а некую базовую платформу, которая бы позволила сконструировать на ней дальнейший функционал робота, возможно с вариациями, не отвлекаясь на вопросы о шасси, двигателях, системе питания и, в идеале, о системе локального или удалённого управления.



Цель этого поста – показать процесс разработки и изготовления подобной платформы. Обычно в статьях по робототематике показывают уже готовые устройства, демонстрируя, что сделано и как оно в результате работает. Это интересно, конечно же. Но с бóльшим удовольствием я читаю статьи, в которых поэтапно показывается, как именно сделано, почему и описание каких-то отдельных моментов или мыслей. Я попробую подробно описать как собиралась движущаяся платформа в домашних условиях. Эта статья – профильное чтение для отдыха. Саму статью я подготавливал, наверное, больше времени раза в три, чем рукоделием занимался. Не претендую на полноту описания, высокотехнологичность, наукоёмкость, инновационность и безошибочность… Но надеюсь, что для кого-то она поможет сделать какие-то первые шаги и покажет, что современная модульная электроника это совсем не сложно, хотя и не совсем просто, как кажется. «Дяди снова играют в машинки вместо того, чтобы серьёзным делом заниматься». Но ведь нужно же заниматься чем-то тем, кто никак не может вырасти. Осторожно – под катом будет много текста и неприлично много картинок.

Чуть больше года назад, мне в голову пришла мысль о том, что хорошо бы было сделать осциллограф. Тогда мне хотелось, чтобы это было независимое устройство с собственным TFT дисплеем, да и вообще, идея разобраться с TFT дисплеями, мне казалась очень перспективной. Спустя некоторое время на али был заказан TFT размером 3.2 дюйма с драйвером SSD1289.

На тот момент у меня уже был опыт программирования микроконтроллеров AVR, поэтому решил запустить дисплей на моём любимом Atmega16. Дойдёт ли дело до создания осциллографа тогда ещё не знал, но то что буду в своих проектах использовать TFT знал точно, поэтому не стал искать сторонние библиотеки, а решил написать свою, которой пользуюсь и по сей день.

Журналист Tom's Hardware посетил исследовательский центр Seagate в Лонгмонте (штат Колорадо) и увидел, как специалисты компании Seagate разрабатывают и тестируют жесткие диски.

Подготовка

Ежегодно Seagate тратит два миллиарда долларов на исследования и разработки, обеспечивая дискам компании высокую надежность со среднегодовой долей отказов (AFR) всего в 1,2%. Как показано на изображении ниже, процесс разработки дисков разбит на восемь этапов:

Прочитав статью [HOW-TO] Add HTML button press functionality to the application на сайте Silicon Labs про использование встроенного HTTP-сервера Wi-Fi-модуля WF121, мне захотелось попробовать, как это работает. Тем более, что отладочная плата модуля оказалась под рукой.

* Полезные ссылки — в конце статьи.

В данной статье мы постараемся ответить на часто задаваемые вопросы по отличиям настольных версий Windows 10 и так называемых «Embedded»-версий Windows 10 (т.е. версий для производителей устройств строго определенного функционала), которые получили приставку «IoT», от «Internet of Things». Пусть вас не смущает аббревиатура, эта ОС применима абсолютно во всех устройствах, которые не являются универсальными ПК (об этом — ниже).

Если в прошлых редакциях эти отличия были очевидны – явно отличающиеся названия, компонентная структура, использование специальных инструментов для сборки, то для Windows 10 Microsoft в стремлении к унификации версий, сделал более схожими названия, технические возможности, инструменты, политику поддержки и продвижения.

Все это привело к массе вопросов от пользователей (и даже сотрудников Microsoft из других подразделений!) относительно отличий Embedded и не-Embedded версий, способов их лицензирования, активации, обновления и т.п.

Памяти моего папы, Плеханова Станислава Петровича, посвящается.

Когда необходимо синтезировать логическую схему и получить результат с минимальным числом элементов, в подавляющем числе случаев используют карты Карно. Карты Карно изучаются в высших учебных заведениях, инженерных курсах и т.д. Однако, если ваша логическая функция имеет 5-6 входов, использование карт Карно достаточно проблематично, а при большем количестве входных переменных и вовсе практически невозможно. Удивительно, но существует метод, который значительно проще и эффективней карт Карно, но о котором большинство разработчиков не знает.

Раз в 2 года, в Мюнхене, проходит выставка, которая именуется Продуктроника. Эта выставка представляет собой все то, что прошло путь от идеи до реализации, от уникальных решений до простого (и не очень) оборудования в области микроэлектроники. Я был удивлен, что в ноябре не увидел на Хабре и ГТ никакого, пусть даже самого краткого обзора на эту тему. Что ж, я попробую восполнить этот пробел. Технической составляющей тут будет не много — очень разнообразная и большая выставка — лишь поверхностный обзор. На самом деле, на этой выставке мне удивительно повезло — я был там не просто как участник, но как организатор.



О том, что там творилось, что я успел там увидеть, и как оно было — под катом.