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Achronix采用CEM插卡模式的VectorPath 加速卡在业内率先通过PCIe Gen5 x16 32 GT／s认证

“Achronix半导体公司今日宣布：其搭载了Speedster®7t FPGA器件的VectorPath加速卡已通过PCI-SIG的PCIe Gen5认证，并且是PCI-SIG 集成商列表中的第一款也是唯一一款通过 PCIe Gen5 x16 认证的FPGA（CEM）加速卡，传输速率达到了32GT/s。设计旨在人工智能（AI）、机器学习（ML）、网络和数据中心应用等领域可以使用VectorPath S7t-VG6加速卡开发高性能运算和加速功能，从而缩短产品上市时间。VectorPath加速卡目前即可发货。”高性能FPGA芯片和嵌入式FPGA IP（eFPGA）领域的领导性企业Achronix半导体公司今日宣布：其搭载了Speedster®7t FPGA器件的VectorPath加速卡已通过PCI-SIG的PCIe Gen5认证，并且是PCI-SIG 集成商列表中的第一款也是唯一一款通过 PCIe Gen5 x16 认证的FPGA（CEM）加速卡，传输速率达到了32GT/s。设计旨在人工智能（AI）、机器学习（ML）、网络和数据中心应用等领域可以使用VectorPath S7t-VG6加速卡开发高性能运算和加速功能，从而缩短产品上市时间。VectorPath加速卡目前即可发货。“Achronix一直在推动高性能FPGA加速卡市场的发展，”BittWare副总裁Craig Petrie说道。“获得PCI-SIG Gen5认证是一个重要的里程碑。我们的客户可以放心和相信我们的加速卡可以达到最高的PCIe带宽，以及VectorPath卡与Gen5服务器的交互性。”VectorPath加速卡是唯一一款经过PCI-SIG的PCIe Gen5x16认证的FPGA加速卡（CEM），传输速率可达32GT/s。而VectorPath加速卡搭载的Achronix Speedster7t AC7t1500 FPGA器件，也是业内第一款使用二维片上网络（2D NoC）的FPGA芯片，其实现了与最高带宽的I/O和存储接口无缝连接。它集成了400G以太网和PCIe Gen5等高速接口，是高性能网络和计算应用的理想选择。此外，Speedster7t FPGA支持高带宽GDDR6存储接口，提供超过4 Tbps的存储带宽，也是唯一一款可支持低成本GDDR6存储器的FPGA器件。为了提供高性能的运算能力，Spedster7t FPGA包含了机器学习处理器（MLP），旨在应对充满挑战性的人工智能/机器学习（AI/ML）工作负载，这些类型的应用需要高速数学运算能力，支持各种数字格式，以及用于系数存储的紧耦合本地存储，而MLP集成了所有这些功能。MLP为设计人员提供了达61 TOPS算力，基于Speedster7t FPGA具有高效的架构，这些计算能力可以得到充分利用。“Achronix非常高兴地对外宣布，我们的VectorPath加速卡获得了PCI-SIG Gen5认证，”Achronix市场营销副总裁Steve Mensor说道。“我们的客户正在各种具有挑战性的、需要极大带宽的应用中使用VectorPath加速卡，这些应用包括自动语音识别（ASR）、网络安全和高速测试环境。在通过PCI-SIG PCIe Gen5x16 @ 32GT/s传输率认证后，可使我们的客户有信心将VectorPath加速卡用于目前市场中可用的最高速率PCIe系统。”VectorPath加速卡是Achronix与Molex旗下的BittWare公司联合开发，主要功能包括：• Speedster7t AC7t1500 FPGA器件，有692K的LUTs（6-input）• 支持400 GbE和200 GbE的QSFP-DD和QSFP56光口• 高达16 GB的GDDR6存储器 – 共有8个bank，每个bank可支持两个独立的16-bit通道• PCIe Gen5 x16，传输速率高达32 GT/s搭载Achronix Speedster7t FPGA器件的VectorPath加速卡价格和供货VectorPath S7t-VG6加速卡现已上市并可即刻发货。建议零售价为8495美元，可直接从Achronix购买。现在就联系Achronix购买该加速卡。关于Achronix半导体公司Achronix半导体公司是一家总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉市的无晶圆厂半导体公司，提供基于高端FPGA的高性能数据加速解决方案，旨在满足高性能、密集型计算和实时性处理的应用需求。Achronix是唯一一家同时提供高性能高密度的独立FPGA芯片和可授权的eFPGA IP解决方案的供应商。通过面向人工智能、机器学习、网络和数据中心应用的即用型VectorPath®加速卡，Achronix 的Speedster®7t系列FPGA和Speedcore™ eFPGA IP产品得到进一步增强。所有的Achronix产品都由Achronix工具套件完全支持，使客户能够快速开发自己的定制应用。

AchronixVectorPath 加速卡PCIe Gen5 x16 32 GT／s认证

2023.05.30

ADI太阳能模拟器方案

近年来随着太阳能应用的不断发展，关于太阳能利用、转换的相关产品，尤其是太阳能电池板的使用量也逐渐增加。过去，这些产品都是在自然环境下进行测试，受制于气候条件，因此存在测试周期长、数据的可重现性差等不足。太阳能模拟器是模拟太阳光谱和光强的一种光源设备，可以在高精度拟合太阳光谱分布的前提下，实现不同的太阳辐照度等条件，满足测试研究对太阳辐照的特殊需求。使用太阳能模拟器能够克服气候多变性所造成的不便，全年24小时在室内对太阳能产品进行测试。太阳能模拟器概述1、太阳能模拟器简介太阳能模拟器是在室内环境中，模拟不同大气质量条件下、太阳光辐照特性的试验平台或定标设备。一般来讲，太阳能模拟器可分为两类：一类是稳态模拟器，主要由光源、冷却系统、数据采集与控制系统、滤光器等组成，多用于单体太阳能电池板与小型设备的测试。另一类是脉冲模拟器，由一个或多个长弧脉冲氙气灯组成。该种模拟器的辐照度在一定范围内的均匀性非常好，经常用于大尺寸设备的测试。在太阳能技术的不断推进下，近几年各种大面积太阳能模拟器被陆续开发出来，其辐照面积可达2-5平方米，辐照度均匀性与辐照度稳定性等指标也控制得很好，主要应用于各种太阳能技术的测试方面。如下图1所示。图1 太阳能模拟器2、太阳能模拟器性能指标太阳能模拟器的性能指标一般包括：一定范围内的总辐照度、辐照光谱匹配度、辐照均匀度与辐照稳定度。总辐照度太阳能模拟器的总辐照度是指太阳能模拟器能够在测试平面上提供的最大辐照度值，一般来说根据应用场合的不同，对总辐照度的要求也不同。光谱匹配度太阳能模拟器的光谱匹配度是指太阳能模拟器的光谱辐照度分布与太阳光的标准光谱分布的匹配程度，一般用太阳能模拟器在每个波长范围内辐射的能量百分比与标准太阳光在同样波长范围内辐射的能量的百分比的比率表示。太阳光标准光谱辐照度分布情况见图2。

太阳能

2023.05.26

MEMS陀螺仪在恶劣高温环境下提供准确的惯性检测

摘要越来越多的应用需要从处于高温环境中的传感器收集数据。近年来，半导体、无源器件和互连领域取得了很大进展，使得高精度数据采集和处理成为可能。但是，人们需要能够在175°C高温条件下运行的传感器，尤其是采用微机电系统(MEMS)提供的易于使用的传感器，这一需求尚未得到满足。相比同等的分立式传感器，MEMS通常更小巧，功耗和成本都更低。此外，它们还可以在同样大小的半导体封装内集成信号调理电路。目前已发布高温MEMS加速度计ADXL206，它可以提供高精度倾斜（倾角）测量。但是，还需要更加灵活和自由，以准确测量系统在严苛环境应用下的移动，在这些环境下，最终产品可能遭受冲击、振动和剧烈移动。这种类型的滥用会导致系统过度磨损和提前出现故障，由此产生高额的维护或停机成本。为了满足这一需求，ADI公司新开发了一款集成信号调理功能的高温MEMS陀螺仪，即ADXRS645。此传感器即使在冲击和振动环境下也能实现准确的角速率（转速）测量，且额定工作温度高达175°C。工作原理MEMS陀螺仪利用科氏加速度来测量角速率。关于科氏效应的解释，从图1开始。设想自己站在一个旋转平台上，站在靠近中心的位置。您相对于地面的速度以蓝色箭头的长度来显示。如果您移动到靠近平台外缘的位置，您相对于地面的速度会加快，具体由更长的蓝色箭头表示。由径向速度引起的切向速度的增长率，就是科氏加速度。如果Ω表示角速率，r表示半径，切向速度即为Ωr。所以，如果在速度为v时，r改变，则会产生切向加速度Ωv。其值是科氏加速度的一半。另一半来自径向速度方向的改变，总共为2Ωv。如果您施加质量体(M)，那么平台必须施加力—2MΩv—来产生这种加速度，那么质量体也会经受对应的反作用力。ADXRS645通过使用与人在旋转平台上向中心和向外缘移动时对应的谐振质量体来利用这种效应。质量体是采用多晶硅，通过微机械加工而成，并粘接在多晶硅框架上，所以它只能沿一个方向谐振。图1.科氏加速度示例。人员向北移动到旋转平台的外缘时，必须增大向西的速度分量（蓝色箭头），以保持向北移动的路线。所需的加速度就是科氏加速度。图2.科氏效应演示：响应悬挂在框架内的硅质量体的谐振。绿色箭头表示结构受到的力（基于谐振质量体的状态）。图2显示，当谐振质量体向旋转平台的外缘移动时，它向右加速，并向左对框架施加一个反作用力。当它向旋转中心移动时，它向右施加一个力，如绿色箭头所示。为了测量科氏加速度，我们使用与谐振运动方向呈90°的弹簧，将包含谐振质量体的框架连接到衬底上，具体如图3所示。此图还显示了科氏检测指针，它通过电容转导，在受到施加给质量体的力影响时检测框架的位移。图3.该陀螺仪的机械架构原理图。图4显示完整的结构，从中可以看出，当谐振质量体移动，陀螺仪所在的安装平面旋转时，质量体和其框架会受到科氏加速度影响，并因为振动旋转90°。随着转速加快，质量体的位置和从对应的电容获取的信号发生改变。需要注意的是，陀螺仪可以按任意角度放置在旋转物体的任意位置，只要它的检测轴与旋转轴平行即可。图4.框架和谐振质量体受科氏效应影响，产生横向位移。电容检测ADXRS645通过附加在谐振器上的电容传感元件来测量谐振质量体和框架因科氏效应产生的位移，具体如图4所示。这些元件都是硅棒，与衬底上连接的两组固定硅棒交错，形成两个名义上相等的电容。角速率引起的位移会在系统中产生差分电容。在实际应用中，科氏加速度是一个极小的信号，会导致几分之一埃的射束偏转，以及仄法级别的电容变化（译者注：1仄法=1e-21法拉）。因此，最大限度降低对寄生源（例如温度、封装应力、外部加速度和电噪声）的相互干扰是极为重要的。这种作用一部分是通过将电子器件（包括放大器和滤波器）和机械传感器放置在同一裸片上来实现的。但是，更重要的是在信号链中距离尽可能远的位置实施差分测量，并将信号与谐振器速度关联起来，尤其是在处理外部加速度产生的影响时。振动抑制理想情况下，陀螺仪只对转速敏感，对其他东西都不敏感。在实际应用中，由于陀螺仪的机械设计不对称，且/或微加工精度不够，所有陀螺仪都对加速度有一定的敏感性。事实上，加速度灵敏度有多种表现形式——其严重程度因设计而异。最为严重的通常要属对线性加速度的灵敏度（或g灵敏度）和振动整流的灵敏度（或g2灵敏度），严重到足以完全抵消该器件的额定偏置稳定性。当速率输入量超过额定测量范围时，有些陀螺仪轨与轨之间的输出会存在差异。其他陀螺仪在受到低至几百g的冲击时，会倾向于锁死。这些陀螺仪不会受到冲击损坏，但是也无法再对速率做出响应，需要进行重启。ADXRS645采用了一种新颖的角速率检测方法，使其能够抑制高达1000 g的冲击。它使用四个谐振器对信号实施差分检测，并抑制与角移动无关的共模外部加速度。图5顶部和底部的谐振器彼此独立，并且是反相操作的。所以，它们测量的旋转幅度相同，但输出方向相反。因此，利用传感器信号之间的差值来测量角速率。如此可以消除对两个传感器造成影响的非旋转信号。信号在前置放大器前面的内部硬连线中组合。因此，会在很大程度上防止极端加速过载到达电子器件，从而使得信号调理能在受到大型冲击时保持角速率输出。图5.四通道差分传感器设计。传感器安装图6所示为陀螺仪、相关的驱动和检测电路的简化原理图。图6.集成式陀螺仪的框图。谐振器电路检测谐振质量体的速度，进行放大，并驱动谐振器，同时相对于科氏信号路径保持一个控制良好的相位（或延迟）。科氏电路被用于检测加速度计框架的移动，利用下游信号处理来提取科氏加速度的幅度，并生成与输入转速一致的输出信号。此外，自检功能会检查整个信号链（包括传感器）的完整性。应用示例对于电子设备来说，最严苛的使用环境莫过于石油和天然气的井下钻井行业。这些系统利用大量传感器来更好地了解钻柱在地表下的运行状况，以优化操作并防止造成损坏。钻机的转速以RPM为单位测量，是钻机操作员时刻需要掌握的一个关键指标。以前，这个指标由磁力计计算得出。但是，磁力计容易受到钻机套管和周围井眼中的铁质材料影响。它们还必须采用特殊的无磁性钻环（外壳）。除了简单的RPM测量之外，人们越来越热衷于了解钻柱的移动（或钻柱动态），以更好地管理施加的力的大小、转速和转向等参数。钻柱动态如果管理不善，可能导致钻柱高度振动和出现极不稳定的移动，这会导致目标区域的钻井时间延长、设备过早故障、钻头转向困难，且会对钻井本身造成损坏。在极端情况下，设备可能断裂并残留在钻井中，之后需要支付极高的成本才能取回。因钻柱参数管理不善会导致一种特别有害的移动，即粘滑。粘滑是指钻头卡住，但钻柱顶部继续旋转的现象。钻头被卡住后，钻柱底部持续转动收紧，直到达到足够扭矩，造成断裂和松脱，这种断裂通常非常剧烈。发生这种情况时，钻头上会出现按转速旋转的大尖峰。粘滑一般周期性发生，可以持续很长一段时间。对粘滑的典型RPM响应如图7所示。由于地表的钻柱继续正常运行，钻机操作员通常无法意识到，井下正在发生这种非常具有破坏性的现象。图7.粘滑循环RPM剖面图示例。在这种应用中，一个关键的测量方法是准确、频繁地测量钻头附近的转速。陀螺仪（例如具有振动抑制效果的ADXRS645）非常适合执行这项任务，因为其测量不受钻柱的线性移动影响。在出现高度振动和不稳定移动时，磁力仪计算得出的转速易受噪声和误差影响。基于陀螺仪的解决方案能够即时测量得出转速，且不使用易受冲击和振动影响的过零或其他算法。此外，相比磁通磁力计解决方案，基于陀螺仪的电路体积更小，需要的元器件数量更少，而前者需要多个磁力计轴和额外的驱动电路。ADXRS645中集成了信号调理功能。此器件采用低功耗、低引脚数封装，支持高温IC对陀螺仪模拟输出采样并将其数字化。采用图8中所示的简化信号链，可以实现提供数字输出、额定温度为175°C的陀螺仪电路。关于数据采集电路的完整参考设计，请访问www.analog.com/cn0365。图8.额定温度为175°C的陀螺仪数字输出信号链。总结本文介绍了首款可在175°C高温环境下使用的MEMS陀螺仪——ADXRS645。此传感器能在恶劣的环境应用中准确测量角速率，防止冲击和振动造成影响。此陀螺仪由一系列高温IC提供支持，以获取信号并进行处理。如需了解关于ADI高温产品的更多信息，请访问www.analog.com/hightemp。作者简介Jeff Watson[jeffrey.watson@analog.com]是ADI公司仪器仪表、航空航天与国防事业部的系统应用工程师，致力于高温应用。加入ADI公司之前，他是地下石油和天然气仪器仪表行业以及非公路用车仪器仪表/控制行业的一名设计工程师。他拥有宾州州立大学的电气工程学士和硕士学位。

MEMS陀螺仪

2023.05.25

中微 CMS32L051电动自行车方案MCU

应用领域： 64KB Flash，主频64MHz，单周期乘法器，高速通信接口，RTC等丰富的外设资源，主要用于消费电子、医疗健康、家用电器、测量仪器、工业控制等领域。CMS32L051系列MCU是中微半导体基于ARM-Cortex M0+推出的主流型MCU，主频64MHz, 工作电压1.8V至5.5V，64KB Flash及1.5KB专用Data Flash，8KB SRAM，多达45个GPIO，集成ADC、通用定时器、RTC、SPI、I2C、DMA等丰富外设，大部分数字功能支持自由映射，提供QFN20、TSSOP20、QFN24、SSOP24、LQFP32、QFN32、QFN40、LQFP48等多种封装。产品特性> ARM Cortex M0+内核> 主频最高64MHz @1.8V-5.5V > 工作电压：1.8V-5.5V> 工作温度：-40℃ - 105℃> 64KB Flash> 8KB SRAM> 1.5KB Data Flash> 多达45个GPIOs> 灵活配置的系统时钟，可自由切换> 硬件单周期乘法器模块> 8个16Bit通用定时器> 1个15Bit的间隔定时器（低功耗定时器）> 1个WDT > 1个RTC> 增强型DMA控制器> 联动控制器> A/D转换 - 高达35通道的高精度12Bit ADC> 1个SPI标准接口，最多5个简易SPI接口> 1个I2C标准接口，最多5个简易I2C接口> 3个UART接口，支持LIN-Bus>1个IrDA通道> 支持超低功耗工作模式 –睡眠模式/深度睡眠模式/掉电模式> 80uA @深度睡眠模式> 5uA @掉电模式+32.768KHz+RTC> 符合IEC/UL 60730相关标准> 异常存储空间访问报错, 硬件CRC校验, 特殊SFR保护，防止误操作> 128位唯一ID号> 封装：QFN20/TSSOP20/QFN24/SSOP24/LQFP32/QFN32/QFN40/LQFP48

电动自行车

2023.05.25