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第1篇

1醫(yī)療健康領(lǐng)域的需求現(xiàn)狀

在醫(yī)療健康領(lǐng)域,關(guān)注的熱點正在漸漸從最基本的疾病產(chǎn)業(yè)向保健產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。這二者都是以健康服務(wù)為最終目的,但是前者主要是有針對性的“對癥下藥”,而后者則更傾向于為一般消費者提供更全面的保健解決方案。

美國著名經(jīng)濟學(xué)家保羅?皮爾澤(Paul Zane Pilzer)曾是花旗銀行最年輕的副總裁并出任布什、克林頓兩任總統(tǒng)的經(jīng)濟顧問,在他的《財富第五波》一書中指出:二十一世紀人類面臨嚴重飲食失衡,卻人人希望更健康、抗老化,預(yù)防勝于治療,從而開啟保健產(chǎn)業(yè)的兆億商機。這是繼第四波網(wǎng)絡(luò)革命后的明星產(chǎn)業(yè),相比疾病產(chǎn)業(yè)的被動性,保健事業(yè)是主動積極的產(chǎn)業(yè)。

世界衛(wèi)生組織(WHO)在2008年10月公開的一份檔案中提到:人口老齡化助長癌癥和心臟病病例上升;心血管疾病是全世界主要的死亡原因,聽力喪失、視力問題和精神障礙是最常見的殘疾原因。

龐大的老齡化群體和慢性疾病患者等群體的現(xiàn)狀(換言之,是社會需求和市場需求的現(xiàn)狀)使得疾病產(chǎn)業(yè)、保健產(chǎn)業(yè)中亟需發(fā)展應(yīng)用新的技術(shù)和產(chǎn)品。

2.1 世界人口老齡化,對醫(yī)療護理產(chǎn)品提出了更高的要求。

隨著醫(yī)療水平的提高,世界平均人口壽命增加,世界和中國都面臨著人口結(jié)構(gòu)老齡化的問題。如根據(jù)聯(lián)合國經(jīng)濟社會部的研究數(shù)據(jù)(如圖 1),到2050年世界60歲以上的老年人將達20億,約占世界總?cè)丝诘?/3,其中有79%生活在發(fā)展中國家;而中國國家人口發(fā)展戰(zhàn)略研究報告也指出,我國在2007年老齡人口為1.43億,占人口比重的11%,但是在2040年左右,這個數(shù)字將達到4.3億,占全國人口的30%。這些數(shù)字意味著屆時每4個人中將有1~2名老年人,同時也表明針對老年人護理的配套設(shè)施將會有很大需求。

近幾年來,中國社會老齡化趨勢日益明顯,也引起了各有關(guān)方面的關(guān)注。“人口老齡化將伴隨21世紀始終”。我國現(xiàn)在雖然還處于勞動力黃金時期,但60歲以上人口超過14%,65歲以上人口超過10%,按照國際社會標準,已經(jīng)跨進了老齡化社會的門檻。老齡化問題將從多方面給中國社會帶來巨大壓力和挑戰(zhàn),同時也會帶來新的機遇,其中最大的機遇就是老年人群消費所帶來的“銀發(fā)產(chǎn)業(yè)”發(fā)展。

我國老齡化的趨勢及特點如下:

(1)老齡化速度快于全國總?cè)丝谠鲩L速度;

(2)我國老齡化速度快于世界老齡化速度;

(3)我國老齡化速度快于經(jīng)濟發(fā)展速度,呈現(xiàn)了“未富先老”的特征;

(4)經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)率先進入老齡化;

(5)老年人生活質(zhì)量有所提高;

在目前我國經(jīng)濟發(fā)展水平尚處于世界中下水平時,老齡化程度卻己進入了發(fā)達國家的行列。老齡化的加速對經(jīng)濟社會都將產(chǎn)生巨大的壓力。

老人占全球人口的比例越來越高,這助長了與年齡有關(guān)的慢性病增加,在發(fā)展中國家尤其如此。在世界各地,護理人員、衛(wèi)生系統(tǒng)乃至整個社會均需作好準備,應(yīng)付老人持續(xù)增長的需求。

1.2疾病特別是慢性病的威脅和困擾日益擴大化,以及家用保健產(chǎn)品需求的加強,對醫(yī)療保健產(chǎn)品的便攜程度提出了更高的要求。

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高,對一些多發(fā)性的慢性疾病、殘疾障礙、以及神經(jīng)功能失調(diào)疾病的治療需求越來越迫切。

心血管疾病是全世界主要的死亡原因,主要是心臟和血管疾病,可造成心臟病和中風(fēng)。通過健康飲食、經(jīng)常性身體活動和避免使用煙草,可預(yù)防80%以上的心臟病和中風(fēng),而為了進一步減少威脅,這些病往往還需要長期的、經(jīng)常性的檢查和治療。

最常見的殘疾原因中如聽力喪失、視力問題和精神障礙等,其中許多障礙是容易通過電刺激設(shè)備進行輔助治療的(例如聽力喪失和白內(nèi)障)。這些疾患的總體罹患率較高,需要改善獲得治療的機會和方法,改善患者的生活質(zhì)量,使人們過上有意義的生活。

另外,神經(jīng)功能失調(diào)是一大類神經(jīng)系統(tǒng)疾病,高發(fā)病率而且重癥的帕金森病等運動障礙疾病、癲癇、頑固性疼痛等,導(dǎo)致病人明顯殘障,造成巨大的經(jīng)濟和社會負擔(dān)。傳統(tǒng)上,神經(jīng)功能失調(diào)疾病的治療有藥物方法和外科手術(shù)毀損方法。但是長期服用藥物副作用多且難以避免,而由于腦和神經(jīng)的復(fù)雜性和人類認識的局限性,不可逆的手術(shù)毀損具有不可預(yù)知的惡性后果。

進入21世紀后,隨著生活質(zhì)量的提高,人們健康意識也普遍增強。特別是在醫(yī)院內(nèi)“一次性治愈”目標很難實現(xiàn)的階段下,新的產(chǎn)業(yè)應(yīng)運而生:除了醫(yī)院的醫(yī)生診斷,可家用的醫(yī)療及保健電子設(shè)備的需求明顯,如疾病預(yù)防和協(xié)助診斷、慢性病的長期監(jiān)測及治療、特別是老年人護理等。另外,包括慢性疾病的監(jiān)測和控制、治療在內(nèi),醫(yī)療保健需要同時實現(xiàn)在臨床上的診斷準確性和日常家用的普及性,以及建立以預(yù)防和早期診斷為導(dǎo)向的健康觀念。比如對于盲人、癲癇癥、糖尿病等患者,傳統(tǒng)醫(yī)療護理手段所帶來的長期的臨床生活是社會和病人都無法承擔(dān)的,而離開了醫(yī)院又會造成生活質(zhì)量的下降。于是醫(yī)療電子終端產(chǎn)品的普遍發(fā)展趨勢將主要是便攜式、穿戴式,某些特殊方面還向植入式發(fā)展,以實現(xiàn)“隨時隨地”的動態(tài)、連續(xù)的檢測和初步診斷。可以預(yù)見在不遠的將來,這些便攜、可穿戴或植入式的醫(yī)療及保健電子設(shè)備將給人類的生活提供極大便利,產(chǎn)生重大的影響。

1.3 世界醫(yī)用市場需求的迅猛發(fā)展,將成為半導(dǎo)體市場的重要推動力。

在世界范圍內(nèi),醫(yī)療電子市場連續(xù)25年增長,很有可能成為未來(半導(dǎo)體市場的)主要驅(qū)動。全球醫(yī)療保健費用每年5萬億美元,而中國的醫(yī)療保健則消耗了GDP的5%,平均每年增加38%。特別是從全球醫(yī)用半導(dǎo)體行業(yè)的收入來看,醫(yī)用半導(dǎo)體行業(yè)的幾個主要的部分預(yù)計在未來的5年內(nèi)年均復(fù)合增長率(CAGR)在10%附近。

而另一份來自Databeans (Sept. 2008)的數(shù)據(jù)則預(yù)計在未來5年醫(yī)用集成電路市場的年增長率將高達14%,甚至高于消費類集成電路(11%)和計算機集成電路(9%)的增長?？梢钥闯?在21世紀醫(yī)用集成電路的重大革新將會像上世紀80年代的電子計算機、90年代的移動通信一樣,成為影響全球半導(dǎo)體市場的主要推動力。

世界范圍內(nèi)的醫(yī)療電子市場同時會帶動我國的醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)。比如現(xiàn)階段我國的“銀發(fā)產(chǎn)業(yè)”剛剛起步,根據(jù)中國國家老齡委提供的數(shù)據(jù),目前中國老年人用品市場的需求量為4000億元,到2010年將達到10萬億元,而現(xiàn)階段全國為老年人提供的產(chǎn)品不足10%,離市場需求差距巨大。而且隨著中國經(jīng)濟社會的持續(xù)發(fā)展,各方面因素將為“銀發(fā)產(chǎn)業(yè)”蓬勃發(fā)展提供更加強大的動力。在推動經(jīng)濟增長的同時,老年人生活質(zhì)量能夠提高、身心健康得到保障,借助產(chǎn)業(yè)發(fā)展也可以緩解老齡化問題給社會帶來的壓力。

2我國醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)面臨的機遇

醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)的涵蓋領(lǐng)域非常廣,包括超聲波成像、計算機斷層掃描等應(yīng)用電子設(shè)備,以及電子血壓計、血糖儀等消費類終端產(chǎn)品都屬于醫(yī)療電子領(lǐng)域。在我國的電子信息產(chǎn)業(yè)中,醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)是很重要的一環(huán),是最貼近民生的電子信息產(chǎn)業(yè)細分行業(yè)之一。隨著2009年4月份《電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》的出臺以及國家新醫(yī)改方案的公布,尤其是8500億元醫(yī)改的投入,我國醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)無疑面臨著廣闊的發(fā)展空間,這對我國的醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)將帶來積極的影響。而且政策別還強調(diào)了要加強在醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力的建設(shè),這無疑為我國醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)帶來了很好的發(fā)展機遇。另外,醫(yī)療設(shè)備行業(yè)的高速增長也將刺激醫(yī)療電子市場的需求:據(jù)預(yù)測,當(dāng)前我國醫(yī)療電子市場規(guī)模為250多億元,同比增速在16%以上,超過了全球市場的增長率。

為了更好的應(yīng)對這個難得的發(fā)展機遇,要在如下兩個方面有所建樹:一方面是在醫(yī)療信息系統(tǒng)領(lǐng)域。這一領(lǐng)域迫切需要提高遠程醫(yī)療水平,以及其所依賴的信息傳輸和管理技術(shù)。另一方面是在醫(yī)療電子領(lǐng)域。這兩個方面的要求,需要在技術(shù)上關(guān)注網(wǎng)絡(luò)標準與便攜技術(shù)的走勢:第一是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)操作標準。幾年前一些著名國際企業(yè)包括思科、IBM、英特爾、三星電子等就成立了“持續(xù)健康聯(lián)盟”產(chǎn)業(yè)組織,以進行標準選擇、互用性指南的編寫等工作。ADI亞太區(qū)醫(yī)療事業(yè)部也認識到“為了適應(yīng)醫(yī)療體系的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè),從長遠發(fā)展來看互聯(lián)的數(shù)據(jù)平臺變得非常重要”。第二是便攜醫(yī)療產(chǎn)品與技術(shù)。隨著人們健康意識、健康需求及相應(yīng)支付能力的不斷提高,以預(yù)防為主和早診治的指導(dǎo)思想,以及醫(yī)療電子隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展不斷涌現(xiàn)出小型化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的趨勢,這些都將成為便攜醫(yī)療電子快速增長的催化劑。在便攜醫(yī)療產(chǎn)品中,電子血壓計、便攜血糖儀、電子助聽器等便攜式設(shè)備占到家用便攜醫(yī)療產(chǎn)品市場的90%,而便攜式多參數(shù)監(jiān)護儀、便攜式超聲診斷儀、便攜式胎兒監(jiān)測儀、便攜式心電圖儀位居我國醫(yī)用便攜設(shè)備市場前列。此外,基層醫(yī)療機構(gòu)所需的低成本、高可靠性、操作簡單的X光機、超聲診斷儀、核磁共振設(shè)備和計算機斷層掃描設(shè)備的市場容量也將大幅提升。而這些產(chǎn)品所涉及的智能化、小型化、低功耗、高分辨率的技術(shù)都備受關(guān)注。

3集成電路技術(shù)應(yīng)用的概要介紹

集成電路技術(shù)在醫(yī)療電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用非常廣闊且多樣化,大致可分為下述四種不同的應(yīng)用類型:

(1)醫(yī)學(xué)影像――這一類型包括超聲波、計算機化的X射線斷層掃描(CT)、核磁共振成像(MRI)、X射線、正電子發(fā)射斷層顯像等;

(2)醫(yī)療儀器――主要是實驗室配套電子設(shè)備、透析機、分析儀器、外科手術(shù)設(shè)備、牙科設(shè)備等;

(3)消費型醫(yī)療設(shè)備――偏重于患者(可家用,非臨床)使用的終端設(shè)備,包括數(shù)字體溫計、血糖計、血壓計、胰島素泵、心率計、輔助聽力(數(shù)字助聽)等;

(4)診斷、患者監(jiān)護與治療設(shè)備――協(xié)助醫(yī)生判斷的(主要是臨床使用)相應(yīng)設(shè)備,都包括心電圖、腦電圖、血氧計、血壓計、溫度計、呼吸計、除顫器、植入設(shè)備等;

這四種類型基本涵蓋了醫(yī)療電子領(lǐng)域的各種應(yīng)用。其中后兩類,特別是消費型醫(yī)療設(shè)備尤其需要通過先進的集成電路技術(shù)來達到智能化、小型化、低功耗、高分辨率等目標。

小型化、低功耗:通過這些便攜、可穿戴、或是植入式的設(shè)備,才可以實現(xiàn)人體相關(guān)體征信號的動態(tài)采集和連續(xù)監(jiān)測,在必要時還可以達到24x7的工作要求;

智能化、低成本:可醫(yī)院用、家庭用、其他非醫(yī)院環(huán)境用,并通過網(wǎng)絡(luò)接入等技術(shù)實現(xiàn)遠程醫(yī)療,從而更合理地配置醫(yī)療資源,提供更高水平的醫(yī)療服務(wù),同時減緩醫(yī)院就診壓力。還可普及供大范圍內(nèi)的人群使用:如病人用來治療、健康人用來預(yù)防,或老年人用于輔助護理、年輕人用于鍛煉健身,可提供早診治的信息,對人體最小干預(yù)(無創(chuàng)/微創(chuàng)),等等。

世界上集成電路領(lǐng)域最權(quán)威的會議――國際固態(tài)電路會議(ISSCC)的技術(shù)專題委員會,圍繞以上四種類型的醫(yī)療電子應(yīng)用中日益凸顯的關(guān)鍵技術(shù)問題,在2009年預(yù)測了在未來醫(yī)療電子應(yīng)用領(lǐng)域中集成電路技術(shù)的研究熱點:

(1)人工輔助聽覺、視覺、無線肌肉刺激、神經(jīng)刺激:這類研究重點在于需要對人體安全無危害,包括和人體組織的電極接觸界面、泄漏電流檢測、過熱斷電等。同時還對系統(tǒng)的可靠性、外殼包裝、集成度和工作壽命等方面有要求;

(2)傳感量:生物分子檢測(如DNA等),神經(jīng)感知、集成核磁共振等;

(3)超小型:遙控或遠程診斷;

(4)自適應(yīng)控制:場景分析、管理方法等;

(5)無線測量技術(shù)中的瓶頸:數(shù)據(jù)流壓縮、拓寬頻道等;

(6)帶有馬達和姿態(tài)控制的智能內(nèi)窺鏡膠囊;

(7)pH值的測量陣列(離子敏感的場效應(yīng)管,ISFET);

(8)其他系統(tǒng)級需求。

在這些預(yù)測的研究熱點中,既有針對某一種具體應(yīng)用提出了更進一步的功能研究(如用于腸胃內(nèi)窺鏡中的馬達和姿態(tài)控制),也有對從應(yīng)用中提煉出的共性關(guān)鍵技術(shù)(如對于無線通信技術(shù)方面的瓶頸分析),還有對于生物醫(yī)療與集成電路的交叉學(xué)科發(fā)展趨勢(如需要更完善的知識結(jié)構(gòu)和傳感技術(shù)完成生物分析檢測等)。

從技術(shù)實現(xiàn)的角度來看,上述醫(yī)療應(yīng)用中有關(guān)的信息工程在醫(yī)療電子領(lǐng)域面臨的根本性問題可分為四個主要方面:

(1)數(shù)據(jù)采集:電子電路需要通過傳感器來感知物理世界。在實際世界中的各種物理量需要首先轉(zhuǎn)換成為電信號,之后才能夠由集成電路進行處理。采用適合類型的傳感器對適合的物理量進行采集,以及對傳感器的接口進行完善的交互控制就顯得尤為重要;

(2)數(shù)據(jù)處理:將外界物理量信息提取成電信號后,還需要做初步的信號調(diào)理和采樣、變換、濾波等預(yù)處理操作,并將原始數(shù)據(jù)進行存儲或是根據(jù)一定的算法做分析計算;

(3)數(shù)據(jù)傳輸:經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)還需要進行傳遞,通過由集總的控制設(shè)備進行數(shù)據(jù)融合后才能夠判斷。可分為基帶通信和射頻通信,前者大部分是電信號有線連接或是通過人體組織等導(dǎo)電介質(zhì),后者主要是用無線電磁波通過空氣等介質(zhì);

(4)能量供應(yīng):對于一般的醫(yī)療電子設(shè)備而言,體積微型化和延長工作壽命是矛盾的,因為電源的體積往往與其可提供的能量大小成比例。這樣就需要在進行低功耗、低能耗設(shè)計研究的同時,開發(fā)出新的能量供應(yīng)方式如能量恢復(fù)、光電池效應(yīng)、壓電效應(yīng)等,保證醫(yī)療設(shè)備(特別是便攜式、植入式)的續(xù)航能力。

接下來以幾個具體的研究課題項目為基礎(chǔ),針對不同的應(yīng)用例做更深入的分析,來介紹一下目前國內(nèi)在如下兩個研究方向上取得的一些進展:

1)對較為基本的物理量如溫度、脈搏等,待處理的數(shù)據(jù)量比較少,硬件系統(tǒng)的工作流程也非常類似,可以考慮采用一種具有共性的硬件結(jié)構(gòu)進行實現(xiàn)。同時這些有共性的硬件系統(tǒng)還可以通過一種通信協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)人體區(qū)域的傳感器網(wǎng)絡(luò)。

2)在另一些特殊的應(yīng)用中如人工輔助的聽覺、視覺,以及智能內(nèi)窺鏡膠囊等,由于原始數(shù)據(jù)是語音和圖像,過程中會涉及到傅里葉變換、數(shù)據(jù)壓縮等更為復(fù)雜的算法,數(shù)據(jù)運算量相對于簡單的生命體征信號要大得多,成為制約低功耗的瓶頸之一。

4實例

4.1 用于體征監(jiān)測的傳感器網(wǎng)絡(luò)

無線人體區(qū)域傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Body Area Sensor Networks, WBASN)是一種能夠滿足前述應(yīng)用要求的“通用”解決方案。它是進行人體生命要素信息采集與控制的小區(qū)域傳感器網(wǎng)絡(luò),一般主要用于特定人群/人體的長時間健康狀況監(jiān)測、身體健康指標分析等。最典型的應(yīng)用例為糖尿病患者、癲癇癥患者、神經(jīng)紊亂或衰弱患者,以及慢性心臟病患者等。通過這種網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的可定制監(jiān)測,人們可以根據(jù)實際需要對身體的一個或多個相關(guān)數(shù)據(jù)指標做連續(xù)采集監(jiān)測,并通過良好人機交互界面進行控制。

1)WBASN的結(jié)構(gòu)

WBASN通常由近人體區(qū)域的傳感子節(jié)點和基站主節(jié)點組成。近人體區(qū)域包括體表測量、體內(nèi)測量、探針測量和體檢測量等。完成這些測量的傳感子節(jié)點中包括前端的傳感器件/能量轉(zhuǎn)換器件,目標是由對有關(guān)健康狀況的數(shù)據(jù)進行測量、處理和交換?；局鞴?jié)點隨時接受區(qū)域中每個傳感節(jié)點的數(shù)據(jù),并控制和調(diào)配這些傳感節(jié)點的采集狀態(tài)、休眠方案等,需要有能力做較大量的數(shù)據(jù)處理、累計、判斷及交換。所測量的數(shù)據(jù)信息也都是與人體密切相關(guān)的,如心電、心率、血壓、心音、肺音、血氧、呼吸、溫度、加速度等。不同種類的數(shù)據(jù)采集需要不同的傳感器件(能量轉(zhuǎn)化器件,簡稱換能器),如單導(dǎo)電極、熱敏電阻、惠斯通電橋、電流式傳感器和3軸加速度計等。所有傳感子節(jié)點的數(shù)據(jù)信息通過基站主節(jié)點進行統(tǒng)一的融合處理和分析判斷,實現(xiàn)WBASN的基本功能。

圖 3示出了簡要的WBASN結(jié)構(gòu)示意圖。整個網(wǎng)絡(luò)的基本功能是由傳感子節(jié)點(位于體表或體內(nèi)的粘附或植入式裝置)完成的,如采集血壓、溫度等信息。這些信息由主節(jié)點(體外的便攜裝置,如PDA等)統(tǒng)一接收后進行數(shù)據(jù)融合,完成初步判斷和處理,還可以給出信息的實時反饋、超限數(shù)據(jù)的安全警告等。另外,主節(jié)點還可以作為“網(wǎng)關(guān)”接入到因特網(wǎng)、GPRS等廣域網(wǎng)絡(luò)中,將本地的數(shù)據(jù)上傳到遠程服務(wù)器供醫(yī)生遠程診斷,實現(xiàn)遠程醫(yī)療等。如果主節(jié)點初步判斷后認為需要完成進一步的操作,會再次采集相關(guān)信息、給出警告信息或進行干預(yù)操作――給藥、電刺激等,以實現(xiàn)慢性病護理或及時診治。雖然這一網(wǎng)絡(luò)的研究目前還處于實驗室為主的原型驗證,但是在一些應(yīng)用中還是會或多或少的發(fā)現(xiàn)WBASN的影子:如前不久的“神七”宇航服中就實現(xiàn)了壓力、心率、呼吸等傳感器,采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳到宇航員之外的接收設(shè)備上,然后再發(fā)回地面指揮中心進行分析。

2)WBASN的子節(jié)點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

一個典型的子節(jié)點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 4,包括了傳感器和電刺激驅(qū)動模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微控制器MCU、數(shù)據(jù)流的預(yù)處理(協(xié)處理)單元、存儲器和射頻(RF)收發(fā)機,其中MCU與傳感器模塊之間還可以實現(xiàn)可配置的多標準數(shù)據(jù)接口、電源可視情況采用電池或無線供能方式等等。各模塊連接后即可實現(xiàn)相應(yīng)功能的子節(jié)點系統(tǒng)。若將圖 4所示的結(jié)構(gòu)進行高集成度的電路實現(xiàn),就是片上系統(tǒng)(SoC)平臺芯片。一種較為簡單的平臺芯片實現(xiàn)中不含有傳感器模塊和RF收發(fā)機(但包含對應(yīng)的接口),通過外接(1)不同類型、不同功能的傳感器件前端和(2)相同類型的射頻收發(fā)芯片后,就可以完成相應(yīng)種類數(shù)據(jù)信息的采集,進行一些預(yù)處理,然后與主節(jié)點建立通信并傳輸數(shù)據(jù)、接收配置等。還有一種集成度較高的SoC平臺芯片中會帶有片上RF模塊,這樣每個子節(jié)點系統(tǒng)就只需外接一個傳感器芯片即可完成采集、組網(wǎng)等功能。SoC平臺的作用是在功能異構(gòu)的WBASN各個子節(jié)點應(yīng)用中作為一個基礎(chǔ)的“通用的”平臺。

3)WBASN的子節(jié)點系統(tǒng)的設(shè)計重點

上述分析表明WBASN的近人體子節(jié)點系統(tǒng)的整體設(shè)計實現(xiàn)中,應(yīng)該以超低功耗和高度集成的(SoC)設(shè)計為重點。于是就要綜合系統(tǒng)的各方面需求,整合設(shè)計并實現(xiàn)出核心的數(shù)字微控制單元和電源管理單元,以便在達到功能上的靈活性、完備性的同時,實現(xiàn)系統(tǒng)的極低功耗。這些數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)包括幾個方面:(1)在各個功能相異的節(jié)點休眠間隔不等的情況下進行接入;(2)醫(yī)療用途的緊急情況下“給藥”或“電刺激”的實時控制實現(xiàn);(3)星型網(wǎng)絡(luò)中單跳的組網(wǎng)方式對指令集的優(yōu)化;(4)無線方式的節(jié)點功能更替;(5)兼容多標準的傳感器器件接口;(6)電路級的低功耗技術(shù)如門控、多電壓、異步電路設(shè)計等。在我們的研究中,綜合考慮了上述方面進行了設(shè)計優(yōu)化。這樣還會帶來很多其他的好處,如設(shè)計成本低、系統(tǒng)擴充性好、針對WBASN應(yīng)用開發(fā)的軟件/硬件效率高,等等。

下面針對上述子節(jié)點系統(tǒng)設(shè)計的幾個關(guān)鍵技術(shù)進行具體說明:

第一,在低功耗方面,通過對具體實例的分析發(fā)現(xiàn),“工作狀態(tài)”和“空閑狀態(tài)”的功耗一般相差20倍甚至更多,所以工作狀態(tài)下的低功耗優(yōu)化是首要任務(wù)。目前的絕大多數(shù)SoC實現(xiàn)方案基本上都是采用各種措施將工作時低功耗達到更低的指標。但是對于WBASN的具體應(yīng)用而言,子節(jié)點通常都會處于非常低的工作占空比,也就是說在整個子節(jié)點壽命內(nèi)的絕大多數(shù)時間里,子節(jié)點是在空閑狀態(tài)的。如體溫測量可以每1分鐘測量一次,每次測量只需要幾個毫秒;心率測量也只需要每100毫秒測量幾個毫秒,等等。這樣,子節(jié)點的總能量消耗往往更多浪費在空閑時的狀態(tài)上。所以對于WBASN的優(yōu)化需要從工作時功耗和休眠時功耗協(xié)同考慮完成,目標是提高電池的能量使用效率。

第二,子節(jié)點的實時控制。在許多研究中廣泛采用了實時性操作系統(tǒng)(如TinyOS),其實只保證了子節(jié)點在工作狀態(tài)下處理器處理各個任務(wù)的實時性。還需要子節(jié)點保證網(wǎng)絡(luò)行為的“實時性”:如用于閉環(huán)施放藥物的子節(jié)點系統(tǒng),在接到主節(jié)點發(fā)來的“給藥”指令之后應(yīng)該以最短的反應(yīng)時間給出操作。這就與低功耗的指標相矛盾:為了更快的反應(yīng)速度,應(yīng)該在空閑時采用“偵聽”方案或者休眠間隔很短的方案――這樣同時增大了空閑時功耗;反之,為了避免該給藥子節(jié)點的電池能量大都浪費在空閑時狀態(tài),應(yīng)該采用空閑時休眠的方案,并且該加大休眠間隔――這樣在主節(jié)點開始發(fā)送喚醒要求(大多數(shù)這種時候都是緊急情況)之后還要等到子節(jié)點的下次定時喚醒才能夠給出響應(yīng),最壞情況下的反應(yīng)速度為子節(jié)點的定時喚醒周期。所以目前這一問題的解決方案就是空閑休眠間隔、偵聽時間的折中選取。以具體數(shù)據(jù)進行分析:在“國內(nèi)外研究動態(tài)”中的ADICOL項目中,胰島素施放操作的閉環(huán)控制是每3分鐘定時喚醒工作一次,以保證最壞情況下的給藥控制延遲不超過3分鐘。而保守情況下(按每天需施放胰島素10次估計推算)都至少有97%的喚醒是不需要做給藥的,這樣就浪費了子節(jié)點大量的電池能量,降低了有效用能量的使用效率。

第三是功能的靈活性。由于每個子節(jié)點系統(tǒng)的RF模塊和通訊協(xié)議都沒有差別,所以通常的設(shè)計都主要考慮傳感器接口模塊的靈活可配置等等。很多現(xiàn)有的傳感器件或芯片接口大致分為兩種:模擬量(需要SoC提供ADC進行轉(zhuǎn)換)和數(shù)字量(傳感器自帶ADC,僅需要滿足相應(yīng)時序)。已有的相關(guān)研究大多是基于這兩類接口進行展開的。但是在不同功能的子節(jié)點系統(tǒng)內(nèi),除了傳感器件前端需要采集的物理量類型和接口不一樣之外,其軟件程序在操作順序、運算復(fù)雜度、處理方法等方面都有區(qū)別,SoC本身的軟件部分就需要根據(jù)具體子節(jié)點的功能進行調(diào)整。如果在每個子節(jié)點設(shè)備封裝前預(yù)先寫好軟件算法,還需要專門的“燒寫”設(shè)備。我們的研究中采用一種可由主節(jié)點遠程配置子節(jié)點軟件的協(xié)議,就可以在滿足“軟件靈活性”要求的同時不引入其他設(shè)備。

4)總結(jié)

如前述,WBASN的優(yōu)化重點在于子節(jié)點系統(tǒng), 而子節(jié)點系統(tǒng)的核心是SoC平臺。為了保證子節(jié)點SoC平臺的超低功耗、高集成度、靈活性、高效率、可靠性等,需要SoC平臺中的數(shù)字系統(tǒng)有完善的功能和異常處理能力、優(yōu)化的結(jié)構(gòu)、良好的可靠性和能量管理等。

系統(tǒng)內(nèi)各個傳感器設(shè)備(或稱網(wǎng)絡(luò)內(nèi)“近人體節(jié)點”)的主要指標可以歸結(jié)為:系統(tǒng)集成度,小型化/微型化,低功耗電路設(shè)計,無線遙感鏈路和信號處理算法等。除此之外,其他一些指標如服務(wù)質(zhì)量、安全性、多傳感器數(shù)據(jù)融合和診斷支持等也都是世界上相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)各研究組正在研究的課題。

4.2 帶有植入式處理器的電刺激器

電刺激治療方法是當(dāng)今臨床和日常的物理康復(fù)最常用的、重要的治療手段之一,在心臟起搏器、人工聽覺、人工視覺、腦電刺激等許多領(lǐng)域中有著非常重要的作用。該方法通過將一定量的電流通過特制電極施加到人體組織,實現(xiàn)促進恢復(fù)正常的神經(jīng)傳導(dǎo)和調(diào)節(jié)功能等治療作用,不僅可起到鎮(zhèn)痛、消腫、消炎、脫敏、緩解肌肉痙攣等功效,有時甚至還可以修復(fù)、替代某些受損的人體組織和器官。一般的電脈沖刺激時采用無極性微分型指數(shù)波形,由電荷相等的正負脈沖波構(gòu)成,負指數(shù)脈沖起神經(jīng)纖維去極化作用,正脈沖起電荷平衡的作用,可避免組織損傷。集成電路技術(shù),特別是植入式的處理器控制應(yīng)用在電刺激器中,可以完成復(fù)雜的信號處理,同時極大的保證操作的可靠性和無侵害性。

心臟起搏器是最早的醫(yī)用電刺激儀器之一,它發(fā)放電脈沖,通過與心內(nèi)膜相接觸的電極導(dǎo)線,刺激心臟使之激動收縮,以模擬心臟的沖動發(fā)生和傳導(dǎo)等電生理功能,起到治療由于某些心律失常所致的心臟功能障礙。心臟起搏器的結(jié)構(gòu)包括脈沖發(fā)生器(pulse generator)和電極-導(dǎo)線(lead)兩大系統(tǒng)。脈沖發(fā)生器由電池、釋放與調(diào)節(jié)電脈沖的電路和外殼構(gòu)成。脈沖發(fā)生器控制起搏節(jié)律,猶如整個系統(tǒng)的“大腦”?，F(xiàn)在的脈沖發(fā)生器是非常小的,一種典型的尺寸為5cm x 5cm x 6mm,重量在30克左右。

在正常的聽覺系統(tǒng)中,聲音的機械震動通過外耳和中耳之后,會在耳蝸的各處與基底膜發(fā)生共振?；啄さ恼駝訋用毎w毛的振動,產(chǎn)生毛細胞的感受器電位,進而產(chǎn)生聽神經(jīng)的動作電位發(fā)放。腦的中樞聽覺系統(tǒng)能夠根據(jù)聽神經(jīng)中不同神經(jīng)纖維的發(fā)放情況判斷基底膜的振動情況,進而推斷聲音的頻率成分。在一些患有感覺神經(jīng)性耳聾的病人內(nèi),毛細胞由于多種因素如遺傳、疾病等而遭到損傷或者數(shù)量減少,無法正常地驅(qū)動聽神經(jīng)。而人工耳蝸的基本工作原理就是繞過毛細胞這一環(huán)節(jié),直接對聽神經(jīng)進行電刺激。于是這種電刺激的效果就好像是聽神經(jīng)被聲音通過正常的基底膜和毛細胞驅(qū)動一樣。

人工耳蝸只是一種聽覺假體,并不能“治愈”耳聾或其他聽覺障礙。人工耳蝸的工作是基于耳蝸的不同部分與不同聲音頻率之間一種規(guī)則的對應(yīng)關(guān)系(頻率拓撲性質(zhì))。一般需要使用更加復(fù)雜的處理方法以避免造成組織、電極損傷等一些不良影響。

視覺假體技術(shù)也屬于功能電刺激的一種。大多數(shù)盲人的視覺通路中往往只有一部分發(fā)生病變,而其余部分神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu)和功能尚完好。于是就能夠?qū)σ曈X通路的完好部位施加特定的人工電刺激,來興奮神經(jīng)細胞以模擬自然光刺激的效果,使盲人產(chǎn)生視覺感受。

視覺假體的工作原理與人工耳蝸相似。視覺假體系統(tǒng)包括一個位于病人體外的視頻采集設(shè)備(如小型攝像機),視頻處理模塊,電刺激編碼模塊和植入到視覺通路特定部位的多電極陣列。由視頻采集設(shè)備采集到的實時視頻圖像經(jīng)過處理,轉(zhuǎn)化為驅(qū)動多電極陣列的信號。多電極陣列對視覺神經(jīng)組織施加一定幅度、波形和頻率的電流刺激,興奮視覺神經(jīng)元,從而使病人產(chǎn)生視覺感受。

人工視覺刺激器主要包括視網(wǎng)膜刺激器、視皮層刺激器和視神經(jīng)刺激器。其中視網(wǎng)膜刺激器發(fā)展最快。視網(wǎng)膜刺激器是在視網(wǎng)膜下或視網(wǎng)膜表面植入不同微電極,使外界光線轉(zhuǎn)換成電流,通過微電極刺激并激活視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞及其網(wǎng)絡(luò),而產(chǎn)生光感。這種裝置可使失明或接近失明的眼重新獲得部分有用視力。其優(yōu)點是可以產(chǎn)生較準確的視覺感知,而且所需電流強度較小,玻璃體有利于熱量的散發(fā),以及可直接觀察到植入刺激器及植入后的反應(yīng)。至今已有較多實驗表明視網(wǎng)膜前或膜下芯片植入方法可行,有較好的生物相容性及長期穩(wěn)定性,達到預(yù)期效果。

目前全世界范圍內(nèi)已經(jīng)接受植入的病人較之佩戴人工耳蝸的病人要少得多。而且目前美國食品藥品監(jiān)督局(FDA)也尚未批準任何類型的視覺假體的臨床應(yīng)用。

下面以人工聽覺的具體系統(tǒng)為例,詳細介紹一下帶有植入式處理器的電刺激器:

帶植入式處理器的雙模人工耳蝸系統(tǒng)

人工耳蝸就是通過電刺激末梢神經(jīng)系統(tǒng)的方式來修復(fù)聽覺的一種醫(yī)療電子裝置。它把外部的聲音轉(zhuǎn)換為聽神經(jīng)需要的電刺激,將這種刺激通過植入電極刺激聽覺神經(jīng),幫助傳感性耳聾患者恢復(fù)(人工制造出)聽覺。它是迄今為止治療極重度耳聾唯一有效的方法,也是唯一被商品化的感官神經(jīng)修復(fù)技術(shù)。目前各種人工耳蝸產(chǎn)品在設(shè)計上細節(jié)不盡相同,但它們的基本硬件構(gòu)成和工作原理卻是一樣的。

1)人工耳蝸的硬件構(gòu)成

人工耳蝸的基本硬件構(gòu)成如圖 6所示,主要分為體外和體內(nèi)兩個部分,其工作原理和流程如下:

(1)體外的麥克風(fēng)首先把采集到的機械聲音信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號;

(2)模擬電信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號;

(3)數(shù)字信號處理器(DSP)對數(shù)字聲音信號進行分析并決定如何驅(qū)動埋植于耳蝸內(nèi)的電極去刺激聽神經(jīng),形成刺激指令序列;

(4)刺激指令序列經(jīng)過調(diào)制后以無線電波的方式發(fā)送給體內(nèi)部分;

(5)體內(nèi)的解調(diào)器從無線電波中獲取體內(nèi)電路工作所需的能量,并對刺激指令序列進行解析;

(6)體內(nèi)的刺激器對解調(diào)出來的指令序列進行譯碼,然后根據(jù)指令要求在電極上產(chǎn)生相應(yīng)的電流,刺激聽神經(jīng)產(chǎn)生聽覺。

2)新型全植入系統(tǒng)的應(yīng)用

在當(dāng)前植入式電池不足以支撐數(shù)字式全植入人工耳蝸系統(tǒng),而模擬式全植入系統(tǒng)又存在著諸多缺陷的情況下,新型全植入系統(tǒng)的設(shè)計思路除了繼續(xù)降低數(shù)字系統(tǒng)本身的功耗外,還可以在結(jié)構(gòu)上進行調(diào)整,降低系統(tǒng)對電池的使用量。基于這些考慮,我們提出了帶植入式處理器的可雙模工作的新型人工耳蝸系統(tǒng),如圖 7所示。

該系統(tǒng)在體內(nèi)集成了一套完整的語音信號采集、處理電路,以及與體外的無線接口,同時配有植入式電池。所謂“雙?！?是指該系統(tǒng)既可以工作在不帶任何外部輔助裝置的體內(nèi)單機模式下,如圖 7(b)所示,也可以工作于體外語音信號采集電路與體內(nèi)處理電路協(xié)同的聯(lián)機模式下,如圖 7(c)所示。從技術(shù)可行性的角度上講,聯(lián)機模式下的系統(tǒng)在當(dāng)前的電路技術(shù)條件下是可以實現(xiàn)的,而單機模式則受制于電池容量和安全性等非電路因素。

這種系統(tǒng)的意義在于,通過兩種模式的交替使用可以很大程度上減少對植入式電池的使用量。而且該系統(tǒng)包含了一個完整的全植入數(shù)字式子系統(tǒng),對該系統(tǒng)的研究可以涵蓋下一代全植入式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)難點。也就是說,該系統(tǒng)的很多關(guān)鍵技術(shù)將可以直接應(yīng)用到下一代全植入系統(tǒng)當(dāng)中。實際上,在植入式電池的容量和安全方面的性能提升到一定程度之后,這個系統(tǒng)可以自然而然地轉(zhuǎn)換成一個全植入式系統(tǒng)。

3)植入式數(shù)字信號處理器的低功耗設(shè)計

在雙模系統(tǒng)中,最大的技術(shù)難題就在于植入式數(shù)字信號處理器(DSP)的設(shè)計(圖 8),因為它幾乎是整個系統(tǒng)里功耗最大的部件。傳統(tǒng)人工耳蝸中的DSP 處在體外,對功耗的要求還可以寬松一些,畢竟體外的電池可以隨便更換。而在新系統(tǒng)中,無論是哪一種工作模式,對DSP 的功耗要求都是非常苛刻的。在體內(nèi)單機模式下,DSP 的功耗直接影響著植入式電池的壽命,而植入式電池又不可以隨便更換,所以這種情況下DSP 功耗的重要性自不待言。在聯(lián)機模式下,由于無線能量傳輸效率低下,DSP 的功耗將會被嚴重放大,這比DSP 在體外時的情況要惡化很多。

實際的設(shè)計和測試結(jié)果表明,基于開放源代碼硬件的專用指令集處理器(OSH-ASIP)設(shè)計方法有助于提高效率并降低成本,同時可以有助于去除通用處理器中存在的冗余,從而提高處理器的執(zhí)行效率、降低功耗。通過綜合運用指令集簡化、等待模式、循環(huán)暫存、存儲器切割、操作數(shù)隔離和時鐘門控等多種低功耗設(shè)計技術(shù),在0.18μm CMOS 工藝下設(shè)計實現(xiàn)的一款人工耳蝸專用的低功耗DSP實際測量結(jié)果為:在10MHz 的時鐘頻率下執(zhí)行連續(xù)交織采樣(CIS)算法的功耗小于2mW,低功耗效果顯著。

4)總結(jié)

就當(dāng)前的技術(shù)水平來講,數(shù)字式全植入的人工耳蝸系統(tǒng)仍然因為能量供應(yīng)不足(功耗大而電池容量小)的緣故無法實現(xiàn)。但是除了功耗外并沒有其他理由可以阻礙數(shù)字系統(tǒng)的進一步發(fā)展,況且相比于模擬系統(tǒng)中那些固有的缺陷,功耗實際上是一個會隨著微電子設(shè)計和制造水平的提高而逐步得到解決的問題。因此,從長遠看數(shù)字式全植入系統(tǒng)才是人工耳蝸系統(tǒng)最優(yōu)的選擇方案。

4.3 智能內(nèi)窺鏡膠囊

傳統(tǒng)醫(yī)用內(nèi)窺鏡(如胃鏡和腸鏡)需要使用光纖或電纜插入人體體腔內(nèi)拍攝病征圖像以供醫(yī)生診斷,這些連接線會給病人帶來很大不適,而且診斷存在盲區(qū),并可能會有消化道傷損等并發(fā)癥。智能內(nèi)窺鏡膠囊的出現(xiàn)給消化道疾病的診斷帶來了便利,克服了上述缺點。如圖 9所示,病人在吞服了膠囊內(nèi)鏡以后,膠囊依靠消化道的蠕動在其中緩慢移動。移動的過程中會采集人體內(nèi)消化道的圖像并以無線的方式發(fā)送至體外記錄儀,并可以上傳至基站以供醫(yī)生診斷病情。膠囊內(nèi)鏡不會給病人帶來不適,在檢測時病人也可活動,而且它可以完成全消化道的檢測,掃除了傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡存在的盲區(qū)。

1)智能內(nèi)窺鏡膠囊的發(fā)展歷史

智能內(nèi)窺鏡膠囊(消化道膠囊內(nèi)鏡)的概念最早于2000年由以色列科學(xué)家提出并實現(xiàn),之后Given Imaging公司生產(chǎn)出第一款商用的膠囊內(nèi)鏡產(chǎn)品Pillcam。最近的幾年里各國的工業(yè)界和學(xué)術(shù)界相繼開始對這種產(chǎn)品的研發(fā),一些新產(chǎn)品和新技術(shù)陸續(xù)面世:日本的奧林巴斯公司推出的EndoCapsule產(chǎn)品在日本也開始商用;日本NORIKA Syaka RF lab正在研發(fā)用無線供能,代替電池供電的技術(shù),以及控制膠囊內(nèi)鏡姿態(tài)的控制技術(shù);韓國研究機構(gòu)推出了以人體作為導(dǎo)體來直接傳輸信息的技術(shù),用以代替射頻收發(fā)機,目前也已成功地利用到膠囊內(nèi)鏡產(chǎn)品中。在可預(yù)見的將來還將出現(xiàn)集診斷、活檢、給藥及消化道行走等各種功能于一體的產(chǎn)品。

2)膠囊內(nèi)鏡的結(jié)構(gòu)

完整的口服式智能內(nèi)窺鏡膠囊系統(tǒng)由膠囊內(nèi)鏡、體外便攜式記錄儀和工作站三部分構(gòu)成。膠囊內(nèi)鏡是整個系統(tǒng)最為重要的部分,也是設(shè)計難度最高的部分,在集成電路設(shè)計時尤其要注意功耗等問題。外殼內(nèi)的電路系統(tǒng)主要由五個部分組成,如圖 10所示,包括一個商用CMOS圖像傳感器、白色發(fā)光LED、一個商用射頻收發(fā)機芯片及天線、一塊用于控制和數(shù)據(jù)處理的專用集成電路和兩節(jié)鈕扣電池。

商用的CMOS圖像傳感器位于整個膠囊的一端,負責(zé)采集消化道中的彩色圖像數(shù)據(jù)。支持多種圖像分辨率,最高速率可達30fps。高亮度的白光LED均勻地排布在圖像傳感器鏡頭座外的環(huán)形PCB上,在采集圖像時提供照明光線。高性能、低功耗的商用射頻收發(fā)機位于膠囊的另一端,保證膠囊系統(tǒng)的無線通信。射頻收發(fā)機工作在433MHz的ISM頻段,采用FSK的調(diào)制方式,有效碼率最高可達500kbps。兩顆1.5V的鈕扣電池串聯(lián)后為整個電路系統(tǒng)提供所需的能量。它們位于膠囊的中部,在圖像傳感器和射頻收發(fā)機之間。用于控制和數(shù)據(jù)處理的專用集成電路位于圖像傳感器與電池之間,它將系統(tǒng)各部分的功能組合起來,形成完整的電路系統(tǒng)。

專用集成電路是膠囊內(nèi)鏡的控制核心(圖 11),它由數(shù)字基帶、電源管理單元和無線喚醒子系統(tǒng)三部分組成。其中數(shù)字基帶部分主要實現(xiàn)通信控制和圖像壓縮兩大功能。電源管理單元可將電池電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)各個部分所需的電源電壓。無線喚醒子系統(tǒng)可以對密封在膠囊中的電路系統(tǒng)進行開啟、關(guān)閉、復(fù)位和配置操作,提高了系統(tǒng)可靠性,也便利了產(chǎn)品的組裝和生產(chǎn)過程。

3)膠囊內(nèi)鏡的低功耗實現(xiàn)

在膠囊內(nèi)鏡的電路系統(tǒng)中,射頻部分消耗的能量一般超過總能量的60%。為了在不增加射頻電路功耗的前提下縮短有效的射頻傳輸時間,在系統(tǒng)的數(shù)字基帶中引入了信源編碼――圖像壓縮。這樣大大減少了射頻收發(fā)機發(fā)送一幀圖像的數(shù)據(jù)量,也就相應(yīng)地減少了每幀圖像射頻部分的能量,并且有利于進一步減小系統(tǒng)工作的占空比,延長電池的工作時間。

引入圖像壓縮功能實際上是使用數(shù)字電路的能量去換取射頻部分的能量,而且數(shù)字電路的低功耗技術(shù)比較容易實現(xiàn),使得降低數(shù)字電路的功耗相對于降低射頻電路的功耗更為容易。因此,只要對圖像壓縮的計算復(fù)雜度做出仔細的評估,電路系統(tǒng)整體能量的降低不難實現(xiàn)。

目前智能內(nèi)窺鏡膠囊系統(tǒng)還沒有正式的產(chǎn)品國家標準,但一般包括如下幾個重要指標:

1)工作時間:至少為8小時,因為一般膠囊內(nèi)鏡通過人體消化道的時間為8小時。

2)尺寸:為方便病人吞服,膠囊尺寸一般直徑為10~12mm,長度為20~30mm。

3) 圖像幀率和分辨率:目前產(chǎn)品的圖像幀率一般為2fps。當(dāng)然,在滿足基本工作時間的條件下,圖像幀率和分辨率都是越大越好。

4)總結(jié)

基于上述膠囊內(nèi)鏡的結(jié)構(gòu),可以對其應(yīng)用需求做出細致的分析,對系統(tǒng)的供電方式、體積尺寸、通信方式、工作時間、可靠性等要求進行綜合考慮。分析和測量結(jié)果表明,在系統(tǒng)級設(shè)計上采用了圖像壓縮、雙向通信和無線喚醒等功能能夠滿足性能要求,而且這些技術(shù)的應(yīng)用對于有類似的大數(shù)據(jù)量、高碼率的植入式電子醫(yī)療集成系統(tǒng)也具有參考價值。

目前國內(nèi)有清華大學(xué)、中科院合肥智能機械研究所、重慶大學(xué)、重慶金山科技集團等單位都在分別從事這方面的研究。

5 結(jié)語

本文從醫(yī)療健康領(lǐng)域的社會需求、市場需求現(xiàn)狀入手,對我國醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)面臨的機遇進行了分析,并對其中的關(guān)鍵技術(shù)――集成電路技術(shù)應(yīng)用做了基本介紹。多方面的數(shù)據(jù)分析表明,醫(yī)學(xué)微電子系統(tǒng)研究設(shè)計的核心發(fā)展趨勢可以歸結(jié)為小型化/微型化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化。最后還通過幾個在研項目實例進一步闡釋了集成電路技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用。

第2篇

（延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院 理工系，陜西 西安 710100）

摘 要：電路分析基礎(chǔ)是各電類專業(yè)的先導(dǎo)課程，學(xué)好本課程對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有重大意義.本文從課程教學(xué)方法入手，提出了課程的改革思路與方法，實踐證明這些方法有效并可逐步推廣應(yīng)用.

關(guān)鍵詞 ：電路分析；教改；應(yīng)用型

中圖分類號：G642.4文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）08-0247-02

基金項目： 延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院教學(xué)改革項目（14JG09）；陜西省教育廳自然科學(xué)類專項科研計劃資助項目（NO:14JK2170）

0 引言

“電路分析”作為電氣信息類專業(yè)(0806)、儀器儀表類(0804)和電子信息科學(xué)類(0712)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時也是機械類(0803)、能源動力類(0805)和海洋工程類(0813)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，都是相關(guān)專業(yè)研究生入學(xué)考試必考科目.由此可見，這些課程在人才培養(yǎng)中舉足輕重.就我校而言，在電子信息工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程、汽車服務(wù)工程以及工業(yè)設(shè)計專業(yè)都開設(shè)了電路分析基礎(chǔ)課程，在土木工程專業(yè)、建筑工程專業(yè)也開設(shè)有課程性質(zhì)相近的電工學(xué)課程.我校具有一個獨立的電路分析實驗室，擁有電路分析實驗箱18套.雖然不同的專業(yè)教學(xué)重點各有不同，但是電路分析的基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)知識是必不可少的.因此開展電路分析教學(xué)改革對培養(yǎng)創(chuàng)新與應(yīng)用型人才具有重大意義.

為了適應(yīng)時代的發(fā)展和教改的要求，任課教師從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法及手段到考核標準都進行了調(diào)整.電路分析課屬于經(jīng)典電路理論，在教學(xué)中應(yīng)突出經(jīng)典理論的基本概念及規(guī)律，提高教學(xué)效率.隨著電路理論的發(fā)展和計算機的普遍應(yīng)用，大量繁雜的計算應(yīng)放在現(xiàn)代電路分析中解決.在教學(xué)方法上，應(yīng)將傳統(tǒng)的注重知識內(nèi)容的順序教學(xué)方式與注重知識關(guān)系的知識結(jié)構(gòu)教學(xué)方式相結(jié)合.從培養(yǎng)科研能力，提高學(xué)生素質(zhì)出發(fā)，應(yīng)強調(diào)電路分析中的模型概念，它是電路分析的基礎(chǔ).教學(xué)方式及手段是使學(xué)生掌握課程內(nèi)容的關(guān)鍵，應(yīng)將課堂教學(xué)與計算機輔助教學(xué)相結(jié)合，標準化教學(xué)與電子教案相結(jié)合，同時還應(yīng)該將答疑與質(zhì)疑相結(jié)合，理論教學(xué)與實驗相結(jié)合，筆試考核與實驗?zāi)芰Γ綍r作業(yè)，甚至口試等考核方式相結(jié)合.

1 教學(xué)改革的思路與方法

1.1 經(jīng)典電路理論與現(xiàn)代分析手段相結(jié)合

電路理論發(fā)展至今已近一個世紀[1].早期的電路理論是在物理學(xué)中電磁學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的.當(dāng)時主要研究的對象是線性非時變無源電路，并形成了完整的經(jīng)典分析方法，這些方法同時也是近代電路分析方法的基礎(chǔ)，因此應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)中必須牢固掌握的.傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容包括直流電路的分析，交流電路的分析及動態(tài)電路的分析.教學(xué)中應(yīng)以分析簡單電路為主，突出基本概念，避免繁雜的數(shù)學(xué)計算.自20世紀60年代，電路理論發(fā)生了重大變革，從原來主要研究線性非時變無源電路，進一步發(fā)展到非線性時變有源電路.由于近代大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，傳統(tǒng)的分析手段難以完成復(fù)雜的分析.為了適應(yīng)電路理論發(fā)展的要求，應(yīng)在教學(xué)中適量增加近代電路的分析方法及手段，如有源電路的分析，非線性電路的分析，矩陣分析方法，網(wǎng)絡(luò)分析方法等.其主要特征是計算機輔助分析的應(yīng)用.加強這方面的教學(xué)是該課發(fā)展的要求，也是學(xué)生學(xué)好后續(xù)課程的基礎(chǔ).

1.2 順序教學(xué)方式與知識結(jié)構(gòu)教學(xué)方式相結(jié)合

以往的教學(xué)方式是以知識內(nèi)容順序，按部就班地一章一章地進行，學(xué)生被動地一章一章地學(xué)，難以形成對所學(xué)知識的整體認識.實際上，電路分析同許多其它學(xué)科一樣，都有一套完整的體系，其中的各要素有著密切的聯(lián)系，它同知識的具體內(nèi)容，公式，定理相比，更容易理解和掌握.學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)期間要學(xué)習(xí)許多具體的知識內(nèi)容，要求學(xué)生幾年以后仍然牢記如此眾多的內(nèi)容既不實際，也不必要.從提高能力和素質(zhì)出發(fā)，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生在今后遇到實際問題時，能分析問題的實質(zhì)所在，知道解決問題的途徑，而不是死記書本知識.知識的具體內(nèi)容是知識結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，知識結(jié)構(gòu)是知識內(nèi)容之間的有機聯(lián)系.兩種方式相結(jié)合可以取長補短，既培養(yǎng)了技能，又提高了素質(zhì)及科研能力.

1.3 課堂教學(xué)與計算機輔助教學(xué)相結(jié)合

傳統(tǒng)的教學(xué)手段是以板書教學(xué)為主，主要表現(xiàn)為被動式教學(xué)，老師講，學(xué)生聽.這樣就造成學(xué)生認為只有寫到黑板上的內(nèi)容才是課程所要求的.例如：將一個聲表面波器件[2]畫在黑板上花費大約3分鐘，對于45分鐘的課堂時間來說已經(jīng)足夠長了.隨著計算機的普及，教學(xué)應(yīng)采用計算機輔助教學(xué)手段，就可以節(jié)省很多時間.所以應(yīng)從單調(diào)的黑板式課堂教學(xué)向計算機輔助教學(xué)的方向發(fā)展.課堂不應(yīng)該是單向灌輸知識的場所，應(yīng)該是教師與學(xué)生相互交流的場所，是體現(xiàn)主講教師教學(xué)風(fēng)格，教學(xué)思想教學(xué)藝術(shù)的平臺.

1.4 標準化考核與能力考核相結(jié)合

一支筆一張紙式的考核方式一直是考核學(xué)生學(xué)習(xí)效果的主要形式.但是，為了使考核標準化，使其具有一定的客觀型，合理性和可比性，應(yīng)逐步建立同計算機輔助教學(xué)相配套的試題庫，評分標準及考核成績分析系統(tǒng).能力考核是考試改革的難點，它受許多因素的限制.在目前情況下，應(yīng)將筆試與實驗相結(jié)合，期末考試與平時成績相結(jié)合，有條件時可結(jié)合口試或部分口試來考核學(xué)生成績.

2 具體作法及效果

2.1 注意課程內(nèi)容的先進性，電路分析課程經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，內(nèi)容較多，因此，必須結(jié)合國內(nèi)外電路分析課程的最新研究成果確定課程內(nèi)容，課程要傳授先進的知識內(nèi)容和方法.達到知識先進并學(xué)以實用.

2.2 將現(xiàn)代教育理論使用在電路分析教學(xué)中[3]，樹立先進的教學(xué)理念，重視素質(zhì)培養(yǎng)通過組織教師研討、與學(xué)生對話、進行示范教學(xué)等活動提高教學(xué)效果.

2.3 研制電路分析課程的電子教案，使用多媒體教學(xué)；采用多種教學(xué)方法和手段，采用多媒體技術(shù)輔助講解具有動態(tài)性質(zhì)的知識點，使傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)有機結(jié)合.

2.4 建立網(wǎng)上課堂，樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)思想，加強教與學(xué)的信息交流，重視對學(xué)生主動學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)，啟發(fā)學(xué)生的探索精神.

2.5 加強理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合.在電路分析理論課（必修課）開設(shè)的同時開設(shè)“電路實驗”，促進知識的深化和培養(yǎng)學(xué)生的動手能力.增加創(chuàng)新實驗和開放性實驗項目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實際解決問題的能力.

3 結(jié)束語

本方案改變傳統(tǒng)的板書式教學(xué)使用多媒體教學(xué)，教學(xué)手段新穎.用設(shè)計性實驗代替?zhèn)鹘y(tǒng)驗證性實驗，使學(xué)生能夠親自動手設(shè)計實驗，從而更好的理解和掌握知識點.考核方式增加口試，可以加深學(xué)生對于知識點的掌握程度.從而提高了電路分析課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果.

參考文獻：

〔1〕譚永霞.電路分析基礎(chǔ)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社，2009.1-3.

第3篇

關(guān)鍵詞： 厚膜; 電荷耦合器件; 驅(qū)動電路; 集成電路

中圖分類號： TN386.5?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）06?0145?04

Design and application of highly?integrated circuit in photoelectric detection

SUN Zhen?ya， LIU Dong?bin

（Changchun Institute of Optics， Fine Mechanics and Physics， Chinese Academy of Sciences， Changchun 130033， China）

Abstract： Because of the large?scale and high?integration development for the space camera， and the limitation of space， the circuit has to be optimized， even some special technologies have to be used to reduce the area of the circuit board. In consideration of the complexity of driver circuit of CCD detector， the driver circuit was integrated in a module by the thick film technology. There are many advantages in thick film technology such as high reliability， flexible design， low cost and short cycle. The integrated area through the thick film technology was reduced to the 1/3 area as the original circuit board before integration. The output signal of the thick film integrated module is perfect for the demand of CCD detector. At the same time， the design provides a certain reference for the large?scale integrated circuit design in the space missions.

Keywords： thick film; CCD; drive circuit; integrated circuit

0 引 言

隨著人類對太空的探索，空間相機的發(fā)展越來越迅速。在許多空間光電探測的電路系統(tǒng)中多使用CCD （電荷耦合器件，Charge?Couple Device）來進行光電轉(zhuǎn)換。CCD是將入射光在所有光敏單元激發(fā)的光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的光電轉(zhuǎn)換器件。該器件具有小體積、輕重量、低功耗、高精度、長壽命等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在空間光電探測、航天遙感觀測、載荷對地觀測等領(lǐng)域[1?3]。

CCD工作時需要適當(dāng)?shù)臅r序驅(qū)動信號，并且產(chǎn)生的電信號需要進行后續(xù)處理后才能給控制系統(tǒng)識別。CCD產(chǎn)生的電信號是模擬信號需要進行相應(yīng)的視頻處理電路，視頻處理電路系統(tǒng)包AFE（，Analog Front End，模擬前端），F(xiàn)PGA和數(shù)字信號處理模塊。

空間相機的發(fā)展越發(fā)趨向于大規(guī)?；呒傻脑O(shè)計，空間相機中的硬件電路的高度集成化變得越來越讓人們關(guān)注與研究。目前，關(guān)于空間光電探測電路系統(tǒng)的高集成度的技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在厚膜電路和半導(dǎo)體級的ASIC（Application Specific Integrated Circuits，專用集成電路）兩個領(lǐng)域。厚膜電路是將電阻、電容、電感、芯片的管芯通過互連的銅線在印制板上制成的，其優(yōu)勢在于性能可靠，設(shè)計靈活，投資小，成本低，周期短。ASIC是按照用戶的需求，在一個芯片上專門設(shè)計具有某些特定功能的集成電路，其性能高（可以比厚膜電路做的更高）、可靠性高。但是由于用戶的需求量少，對于用戶來說其成本相對較高，且難度高[4?5]。

為實現(xiàn)空間相機電子學(xué)的大規(guī)模化、高集成的要求，本文將比較通用的一款TDI CCD探測器的時序驅(qū)動電路模塊設(shè)計成厚膜集成電路，并且根據(jù)實際PCB版優(yōu)化厚膜電路設(shè)計和性能指標，得到了較好的結(jié)果。

1 TDI CCD探測器

該TDI（Time Delayed and integration，時間延遲積分）CCD探測器可以探測到兩類光譜區(qū)。這兩類光譜區(qū)分別是彩色B區(qū)和全色P區(qū)。由于實際情況需要，將該CCD探測器的時鐘工作頻率設(shè)定在20 MHz，行頻設(shè)置在1 kHz。由于該CCD探測器的光譜區(qū)多，所以它的驅(qū)動時序也是很復(fù)雜的，一共有89個驅(qū)動信號，將可以共用的信號合并后仍然有61個驅(qū)動信號。由于該探測器實際需求的驅(qū)動信號過多，本文中僅以CIxP為例講述驅(qū)動電路的設(shè)計以及實驗結(jié)果。表1中給出了該CCD探測器的CIxP驅(qū)動信號的電壓幅值范圍。該CCD探測器的驅(qū)動信號需要FPGA產(chǎn)生相應(yīng)的時序的驅(qū)動信號，并通過相應(yīng)的時序驅(qū)動電路變?yōu)樗枰碾妷悍捣秶?/p>

表1 CI和TCK時鐘驅(qū)動信號

圖1中的CIx和TCK的上升沿時間記為tr，典型值50 ns;CIx和TCK的下降沿時間記為tf，典型值50 ns;轉(zhuǎn)移時間記為ttran，典型值3.6 μs，根據(jù)實際工作需要改為1 ms;TCKB的信號周期記為TTCKB，根據(jù)行頻而定;TCKP的信號周期記為TTCKP，根據(jù)行頻而定;CI2的下降沿到CI1的上升沿的時間差記為t1，典型值0.5 μs;CI1的上升沿到CI3的下降沿的時間差記為t2，典型值0.5 μs;CI3的下降沿到CI2的上升沿的時間差記為t3，典型值0.5 μs;CI2的上升沿到CI4的下降沿的時間差記為t4，典型值0.5 μs;CI5的下降沿到CI3的上升沿的時間差記為t5，典型值0.5 μs;CI3的上升沿到TCK的下降沿的時間差記為t6，典型值0.5 μs;CI1的下降沿到CI4的上升沿的時間差記為t7，典型值0.5 μs;CI1和TCK的高電平時間記為tcla，典型值2.5 μs;CI2、CI3和CI4的低電平時間記為tclb，典型值1.5 μs。

2 驅(qū)動電路設(shè)計

本文針對該CCD探測器的驅(qū)動電路設(shè)計分為兩個步驟：

（1） 通過現(xiàn)在市面上的芯片選擇適合該驅(qū)動電路芯片設(shè)計而成。

（2） 對通過芯片設(shè)計的驅(qū)動電路做實驗得到與該CCD探測器相需求的時序結(jié)果，進行整合通過厚膜技術(shù)來實現(xiàn)最終電路。

最終的驅(qū)動電路分為左右兩個模塊（兩個模塊設(shè)計的完全相同）分別針對該CCD探測器左右驅(qū)動時序，并且把驅(qū)動電路中用到的LDO等電壓轉(zhuǎn)換模塊通過厚膜技術(shù)集成到一個模塊[6?7]。

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圖1 P和B區(qū)的垂直轉(zhuǎn)移時序圖

圖2給出了驅(qū)動模塊的管腳示意圖，該模塊可以產(chǎn)生一般的水平驅(qū)動信號（20 MHz）以及大部分的垂直驅(qū)動信號，51號腳是針對模塊內(nèi)部的測溫度的熱敏電阻預(yù)留的。圖中的左側(cè)的上面兩組是輸入信號，右側(cè)的上面兩組是輸出信號。其他的為電源和地信號。

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圖2 驅(qū)動模塊的管腳圖

圖3給出驅(qū)動模塊的版圖，速度較快的水平驅(qū)動信號（20 MHz）均放在版圖的最，內(nèi)部放置的是垂直轉(zhuǎn)移信號。該厚膜模塊最后的面積為37 mm×37 mm，約為原來沒有厚膜集成的[13]。

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圖3 驅(qū)動模塊的厚膜版圖

該模塊中集成的大部分芯片是EL7457，EL7457是一款高速度，同相位，四通道的CMOS驅(qū)動器。該驅(qū)動器可以驅(qū)動40 MHz的信號，并且輸出電流值可以達到2 A。

以CI1P，CI2P，CI3P，CI4P這4個信號為例，這4個信號的幅值范圍是-5～5 V，但是從圖2的時序圖中可以知道，CI1P的信號大部分的時間內(nèi)都是低的，而CI2P，CI3P，CI4P的信號大部分的時間內(nèi)都是高的。所以電路設(shè)計時將區(qū)別對待，由圖4知EL7457的供電電壓設(shè)置為10 V可以讓CIxP的信號幅值達到10 V，通過0.22 μF的電容隔直后，再通過二極管與電阻并聯(lián)接偏置電壓的設(shè)計將其拉到正常工作的范圍，出來的信號在工作電壓范圍方面就達到CCD手冊的要求。CI1P的偏置電壓設(shè)置為-5 V，當(dāng)10 V的方波信號過來后由于二極管的正向鉗位作用使得CI1P的最小電壓是-5 V，所以得到了-5～5 V的信號，且無信號時為低（-5 V）。CI2P，CI3P，CI4P的的偏置電壓設(shè)置為5 V，當(dāng)10 V的方波信號過來后由于二極管的正向鉗位作用使得CI2P，CI3P，CI4P的最大電壓是5 V，所以得到了-5～5 V的信號，且無信號時為高（5 V）。

OFFSET偏置電壓通過電阻分壓外接運放負反饋驅(qū)動的形式產(chǎn)生的，見圖5，采用這種電路結(jié)構(gòu)優(yōu)勢在于可以減少電路中線性穩(wěn)壓器的數(shù)量，由于該探測器需求的驅(qū)動信號數(shù)量多，電壓值多，若所有電壓值都采用線性穩(wěn)壓器，不但會導(dǎo)致電路板尺寸會大很多，而且更加引入散熱的問題。同時偏置電壓信號所需要的電流相當(dāng)?shù)男「静恍枰€性穩(wěn)壓器[8?9]。

3 驅(qū)動信號的實驗結(jié)果

針對CIxP的測試，在實驗測試中以驅(qū)動模塊的輸入信號（FPGA的輸出信號）TCKP_FPGA為基準信號，對CIxP以及其對于的OFFSET偏置電壓進行單組測量。

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圖4 CIxP原理圖

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圖5 OFFSET偏置電壓原理圖

圖6中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V）、CI1P（與TCKP_FPGA有相同的相位，幅值范圍-5～4 V）、以及CI1P信號對應(yīng)二極管上的嵌位電壓OFFSET-5 V。

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圖6 CI1P的信號

圖7中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V）、CI2P（超前于TCKP_FPGA約0.5 μs，幅值范圍-4～5 V）、以及CI2P信號對應(yīng)二極管上的嵌位電壓OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波動）。

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圖7 CI2P的信號

圖8中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V），CI3P（反向于TCKP_FPGA，且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的時間約延后0.5 μs，幅值范圍-4～5 V）、以及CI3P信號對應(yīng)二極管上的嵌位電壓OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波動）。

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圖8 CI3P的信號

圖9中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V）、CI4P（反向于TCKP_FPGA，且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的時間約延后1.5 μs，幅值范圍-4～5 V）、以及CI3P信號對應(yīng)二極管上的嵌位電壓OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波動）。

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圖9 CI4P的信號

CIxP的四組信號由于實際電路圖中的電容分壓導(dǎo)致最終幅值沒有達到10 V，但是仍然在CCD的手冊要求范圍內(nèi)。OFFSET電壓在信號變化較多的點會有串?dāng)_導(dǎo)致波動，但是對實際的CIxP影響甚微[10?11]。

4 結(jié) 語

通過厚膜技術(shù)對驅(qū)動電路集成后的面積減少到[13]，雖然該模塊需要添加散熱，但是面積的減少使得在同樣面積的PCB上集成更多的模塊，實現(xiàn)更多的CCD陣列。對所有驅(qū)動信號用示波器進行測量，均滿足要求。本文中僅給出CIxP的信號波形進行事例。實驗結(jié)果表明驅(qū)動電路的厚膜技術(shù)可以滿足在光電探測中的集成應(yīng)用。本設(shè)計中的驅(qū)動電路的厚膜集成也對其他航天任務(wù)中大規(guī)模電路的集成提供了一定的參考借鑒作用。

參考文獻

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第4篇

關(guān)鍵詞：電力輸配電線路；節(jié)能降耗；工程；應(yīng)用

我國是人口大國，對任何能源的需求量都非常大，電力能源作為支撐我國工業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟繁榮的重要能源，在我國國民經(jīng)濟中占有很重要的地位。電力系統(tǒng)的巨大損耗對我國的長久發(fā)展是極為不利的，而且城市配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)能量損耗的主要部分。因此，對配電網(wǎng)使用過程中的能量損耗和浪費現(xiàn)象必須進行嚴格整改，實現(xiàn)對配電網(wǎng)線路能量損耗的降低和節(jié)省，促進其對經(jīng)濟效益的提高。由于符合增長速度快但配電網(wǎng)建設(shè)投資相對落后，因此，配電網(wǎng)在節(jié)能降耗方面具有很大的發(fā)展?jié)摿?。對城市的配電網(wǎng)進行節(jié)能降耗工作的進行能夠在很大程度上節(jié)省電力用戶的電費支出，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，節(jié)省電力企業(yè)的電量，以供更多的用戶使用，不僅減少了用戶的費用支出，而且增強了供電能力，改善了電力供應(yīng)不足的現(xiàn)狀；另外，更重要的是，能夠?qū)崿F(xiàn)對我國整體能源的節(jié)省利用、減少環(huán)境污染、優(yōu)化資源配置，對我國的整體發(fā)展起到促進作用。

1 加強電力輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)的必要性

首先，為了減少主干線的長度和水平電纜的敷設(shè)長度，同時方便消防切除非消防的電源，使輸出電流較小，減小線路的損耗，需要在建筑物中使用技能降耗技術(shù)。

其次，當(dāng)前的許多用電設(shè)備都是電感性負荷，會產(chǎn)生許多無功的滯后性電流，這種電流一經(jīng)流出并經(jīng)過高低壓線路后，穿入用電設(shè)備的末端，線路的功率消耗就會增大，造成對電能的浪費。因此，需要對這種現(xiàn)象進行相應(yīng)的改進，使這種電流的流出減少，從而提高功率，降低功率消耗。

再次，在供配電線路中會存在有增加電能損耗的諧波電流，它會危害到個供配電線路及其設(shè)備。因此，對這種電流的抑制不僅可以保護供配電的線路和設(shè)備，而且還可以減少能量的消耗。

2 實際過程中節(jié)能降耗的具體措施

2.1 優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃

電網(wǎng)規(guī)劃就是通過對城市電網(wǎng)的進行規(guī)劃的總體過程中的計劃方案進行合理的調(diào)整，實現(xiàn)線路節(jié)能降耗的目的。電力部門可以充分利用專業(yè)的技術(shù)手段對電力設(shè)備進行相應(yīng)的調(diào)整。也可以從源頭做起，即在對電力系統(tǒng)的自動化設(shè)計上就作出必要的調(diào)整，另外，對線路損耗的內(nèi)在檢測也是降低電能損耗的有效手段。通過對這些手段的利用，實現(xiàn)對電網(wǎng)規(guī)劃方案的合理選擇，從而有效降低輸配電網(wǎng)絡(luò)的高效低能運行。

2.2 通過電力變壓器節(jié)能

輸配電變壓器是輸配電線路損耗的主要內(nèi)容，要對其損耗進行合理的控制，科學(xué)的措施是相當(dāng)重要的，其中，利用節(jié)能型的變壓器作用比較大，能夠有效降低整個輸配電網(wǎng)的損耗。在降低輸配電網(wǎng)的能量損耗過程中，對低損耗的容量的合理配置，而且使用新材料進行對配電變壓器的空載損耗值的降低，是一項行之有效的措施和途徑。

2.3 保證變壓器的經(jīng)濟運行

在傳輸電量相同的條件下，選擇不同的變壓器運行方式，會對變壓器的能量損耗有所影響，進而可能會導(dǎo)致其對電能的浪費，達不到節(jié)省能量、降低損耗的目的。對于變壓器的經(jīng)濟運行，只需要科學(xué)管理供電和用電工作，就能夠達到節(jié)省用電和提高功率的目的，而不需要增加對其的資金投入。變壓器的質(zhì)量，也就是運行參數(shù)，和變壓器的容量、電壓器等級、鐵芯材料質(zhì)量等反面有著密切的聯(lián)系，在選擇變壓器時，只需要對這些參數(shù)進行合理的選擇，就可以達到提高變壓器的節(jié)能降耗的目的。

2.4 對變壓器設(shè)備的更新

變壓器的設(shè)備性能將對電流流入后的電能利用產(chǎn)生很大程度的影響，老式的變壓器在使用時會產(chǎn)生大量的熱，散失于設(shè)備之外，造成嚴重的能量損耗。新型的變壓器對這種現(xiàn)象有較好的改善，能夠有效減少電流流經(jīng)變壓器時造成的能量損耗，明顯能夠降低該過程中的能量利用，節(jié)省能量。因此，在對變壓器進行購買時，需要選用新型的節(jié)能變壓器，有效降低能量損耗。

3 總結(jié)

總之，電力能源是我國在新時期發(fā)展過程中各項事業(yè)順利發(fā)展的有力保障，如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，整個國家的運轉(zhuǎn)將處于癱瘓之中，人們的生活將停滯不前。因此，在電力輸配電線路中注重對節(jié)能降耗的實施是非常有必要的。在具體的實施過程中，需要根據(jù)實際情況，采取科學(xué)合理的措施，真正做到節(jié)省能量和降低能量損耗的目的。

參考文獻：

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第5篇

關(guān)鍵詞：標準化；應(yīng)急處理；流程圖；作業(yè)卡；應(yīng)急預(yù)案

中圖分類號:TM247文獻標識碼：A

截至目前，河北南網(wǎng)投入運行的500kV超高壓輸電線路共計三千多公里，隨著運維輸電線路長度的不斷增長以及外部環(huán)境的不斷惡化，線路的安全運行保障的難度也在不斷的增長，輸電線路經(jīng)常發(fā)生異物跳閘、導(dǎo)地線斷股、外力破壞、基礎(chǔ)沖刷等應(yīng)急事件，線路在發(fā)生嚴重、危急缺陷時，怎樣快速有效的進行應(yīng)對，是關(guān)系到風(fēng)險能否得到有效控制，電能能否快速回復(fù)正常運行的關(guān)鍵，所以班組級應(yīng)急預(yù)案是各級應(yīng)急預(yù)案的關(guān)鍵。

1班組應(yīng)急預(yù)案起源

應(yīng)急預(yù)案是針對可能發(fā)生的事故，為迅速、有序地開展應(yīng)急行動而預(yù)先制定的行動方案。應(yīng)急過程主要是應(yīng)急預(yù)防和準備、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急救援、應(yīng)急恢復(fù)及改進等工作，對于生產(chǎn)一線人員，班組的應(yīng)急預(yù)案重點應(yīng)是熟練掌握本崗位應(yīng)對突發(fā)事件的應(yīng)急處置程序，增強防范意識，提高應(yīng)急處置和自救互救能力。急預(yù)案內(nèi)容要簡單、好操作, 不要講為什么這么做，直接說怎么做,預(yù)案一定要制定流程，響應(yīng)步驟要清晰，預(yù)案的重點是響應(yīng)和救援的實際操作步驟，簡而言之，班組應(yīng)急預(yù)案應(yīng)具備可執(zhí)行性、可操作性強的特點。

2班組應(yīng)急預(yù)案創(chuàng)建過程

根據(jù)運行經(jīng)驗,以風(fēng)險管理為基礎(chǔ)，班組對易發(fā)生或可能預(yù)見到的、損失嚴重、影響惡劣的典型突發(fā)事件，展開事故預(yù)想,進行應(yīng)急事故演習(xí)，總結(jié)工作流程、編制標準化應(yīng)急作業(yè)指導(dǎo)書，最后應(yīng)用到實際應(yīng)急工作中，通過不斷的修訂和完善，制定本班組范圍內(nèi)的應(yīng)急預(yù)案，建立了預(yù)案清單并對應(yīng)急預(yù)案進行培訓(xùn)和演練，每次培訓(xùn)和演練都詳細記錄，對預(yù)案可操作性和完善程度有評價及相應(yīng)的改進措施和跟蹤記錄。我們對輸電線路15項運維過程中最易發(fā)生的緊急情況，制定了相應(yīng)的《標準化應(yīng)急處理流程圖、程序卡》。（見表1）

表1 班組標準化應(yīng)急處理流程圖、程序卡

3班組《標準化應(yīng)急處理流程圖、作業(yè)卡》的優(yōu)點

3.1流程化指導(dǎo)，使應(yīng)急處理過程更明晰

應(yīng)急預(yù)案的成功的關(guān)鍵是實用性和可操作性要強。它是一系列行為流程的描述。而文字對行為和動作的描述并不是強項，這一點我們在計算機軟件說明等學(xué)習(xí)中都有所體會，如果沒有圖示，一個簡單的行為都要很長一段文字才能說明。最初的班組應(yīng)急預(yù)案也是以文字敘述的形式編制的，沒有針對具體的應(yīng)急處理作業(yè)進行編制，在現(xiàn)場可操作性差，不能有效的指導(dǎo)現(xiàn)場的應(yīng)急搶修作業(yè)?！稑藴驶瘧?yīng)急處理流程圖、作業(yè)卡》采用圖、表形式，正是及于這種考慮一個改進，形式一目了然、填寫簡單。恰恰滿足了現(xiàn)場的需要，規(guī)范了班組應(yīng)急處理的執(zhí)行。便于應(yīng)急處理工作有序進行，避免發(fā)生遺漏，為應(yīng)急處理作業(yè)提供了依據(jù)，為應(yīng)急處理贏得了時間（見圖1）。

圖1標準化應(yīng)急處理流程圖

3.2標準化作業(yè)，使應(yīng)急處理過程更安全

標準化作業(yè)指導(dǎo)書是針對常規(guī)作業(yè)的一種現(xiàn)場指導(dǎo)措施，它的重點是作業(yè)步驟和安全控制。而突發(fā)事件是非常規(guī)事件，應(yīng)急處理強調(diào)的是緊急和快速，如何在第一時間對危急缺陷及重大隱患進行處理，規(guī)范優(yōu)化流程、做好預(yù)案是一個非常有效的辦法。結(jié)合輸電專業(yè)以及近15年運維經(jīng)驗我們把典型應(yīng)急事件進行總結(jié)，細化步驟，詳細分工，把“標準化作業(yè)指導(dǎo)書”引進應(yīng)急搶險作業(yè)中，標準化應(yīng)急處理作業(yè)卡分為：接到通知、通知人員、備品備件、工器具、材料、車輛準備、辦理開工手續(xù)、開工前準備、處理步驟、工作終結(jié)10個方面的內(nèi)容，程序清晰，每項應(yīng)急作業(yè)都有全面的危險點和安全措施，便于班組安全進行應(yīng)急響應(yīng)及救援工作（見圖2）。

圖2標準化應(yīng)急處理作業(yè)卡

3.3系統(tǒng)化選擇，使應(yīng)急處理過程更科學(xué)

在15個典型《標準化應(yīng)急處理流程圖、作業(yè)卡》中對每個應(yīng)急項目的10個流程內(nèi)容都進行系統(tǒng)、全面的總結(jié)并細化，要求所有可能使用的備品備件、材料都要列出；所有常規(guī)作業(yè)方法均分別進行分解細化；所有作業(yè)中的危險點都要對應(yīng)全面的安全措施。應(yīng)急處理中工作負責(zé)人針對應(yīng)急事件實際情況依照中心公司明確的處理方法有選擇的進行：通知應(yīng)急人員的人數(shù)？備品備件、工器具、材料型號及數(shù)量？所需車型和數(shù)量？辦理哪種工作票或應(yīng)急搶修單？到達現(xiàn)場勘察后有選擇進行開工前準備，確定個是停電還是帶電作業(yè)，帶電時選擇是采取等電位、地電位、中間電位中的那種帶電方式？然后按選定方式的處理步驟進行操作直至工作終結(jié)，每個環(huán)節(jié)都有相應(yīng)處理方法的可選擇項目。把應(yīng)急處理的各種方式進行系統(tǒng)的總結(jié)和提煉，有選擇、靈活的指導(dǎo)應(yīng)急搶修工作。

3.4實效化培訓(xùn)，使應(yīng)急處理過程更合理

應(yīng)急演練是實際檢驗應(yīng)急預(yù)案的可操作性的最好辦法，沒有經(jīng)過演練的應(yīng)急預(yù)案是沒有用的。演練的目的是提高各級管理人員的應(yīng)急指揮能力；提高各級生產(chǎn)一線人員的應(yīng)急處置能力。班組的應(yīng)急預(yù)案更應(yīng)注重實效，聯(lián)系生產(chǎn)實際、檢驗應(yīng)急能力，提高職工風(fēng)險意識和電力設(shè)施保護意識。

4應(yīng)急處理流程步驟

4.1當(dāng)接到線路懸掛異物的通知時，如果是班員在巡線過程中發(fā)現(xiàn)線路異物，在第一時間通知班組負責(zé)人，并重點扼要的描述情況。班組負責(zé)人迅速則將情況通報中心，提出處理意見，等待中心的批準。如果班組負責(zé)人因為某種原因不能直接參與到應(yīng)急預(yù)案的處理過程中，則由本人協(xié)調(diào)中心，最終指定一名班組負責(zé)人代為處理。

4.2如果是群眾在線路旁發(fā)現(xiàn)有異物懸掛，那么將會按照裝在鐵塔上的警告牌上所流電話通知檢修公司，并進一步通知中心。

4.3中心在接到班組負責(zé)人或者超高壓調(diào)度的情況通知后，是否啟動線路預(yù)案根據(jù)異物的種類和長度，須由有經(jīng)驗的人員判斷。如需啟動應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)工作組立刻批準。并將必要情況下達到班組負責(zé)人手中。并準備協(xié)助做好辦理工作票的各種手續(xù)。

4.4當(dāng)班組負責(zé)人接到應(yīng)急預(yù)案啟動的命令后，根據(jù)已經(jīng)收到的訊息，立刻通知班組人員車輛迅速集合，通知倉庫管理員準備領(lǐng)取工具，同時辦理帶電作業(yè)工作票。

4.5如果情況有變化，或者班組人員不能全部到達現(xiàn)場時，班組負責(zé)人報告中心，并迅速協(xié)調(diào)處理，保證人員車輛完備。

4.6中心緊急調(diào)撥人員，臨時由應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小統(tǒng)一指揮。

4.7人員集合完畢，按照工具及材料清單領(lǐng)取所需物品。如果應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組有指示，也可由其他人代領(lǐng)工具以縮短準備時間。

4.8到達現(xiàn)場，按照工作票所列步驟進行帶電作業(yè)。

4.9完成，檢查，向調(diào)度交令，向中心匯報。應(yīng)急預(yù)案終結(jié)。

第6篇

【關(guān)鍵詞】超導(dǎo)；熱膨脹；電子軌道；能量損失

1.背景介紹

超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是二十世紀科學(xué)界的最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。當(dāng)材料的溫度降到臨界溫度Tc以下時，它的電阻會變?yōu)榱?。零電阻現(xiàn)象的產(chǎn)生具有很大的實用意義，當(dāng)材料達到超導(dǎo)態(tài)之后，它所傳導(dǎo)的電流的能量損失變?yōu)榱?，如果遠距離輸電采用超導(dǎo)材料作為導(dǎo)線的話，可以采用較低的輸電電壓以避免高壓輸電所帶來的安全隱患[1]。

目前超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度已經(jīng)從金屬汞的4.2K提高到了釔鋇銅氧超導(dǎo)材料的液氮溫度附近，但是對于實際應(yīng)用來說，這個溫度還是很低。對于超導(dǎo)現(xiàn)象的機理來說，目前被認可最多的是1957年由Bardeen，Cooper和Schrieffrer等提出的BCS理論[2]，該理論在一定程度上揭示了超導(dǎo)現(xiàn)象的產(chǎn)生機理，但是該理論也有較大的局限性，目前尚有許多關(guān)于超導(dǎo)材料的問題不能利用BCS理論來解釋。

2.理論分析

與溫度相關(guān)的材料的物理參數(shù)除了電阻之外，熱膨脹系數(shù)也是一個常見的參數(shù)，當(dāng)溫度升高時，材料晶格內(nèi)的點陣振動幅度增大，材料的體積增大。同時，由于點陣振動幅度的增大，載流子在電場的驅(qū)動下的運動受到更大程度的影響，所以材料的電阻增大。

按照以上理論推斷，當(dāng)溫度達到0K時，晶格中點陣的振動完全停止，此時晶格振動對載流子傳遞的影響減弱為零，此時電阻的大小變?yōu)榱?。但是這與超導(dǎo)材料臨界溫度存在的現(xiàn)象并不一致，因為按照晶格振動影響載流子傳遞所產(chǎn)生電阻的理論，電阻應(yīng)該會隨著溫度的下降而下降，直到溫度降為0K時才降為0。但是材料的超導(dǎo)態(tài)是在溫度降到低于臨界溫度之后突然達到的，所以說，材料超導(dǎo)的臨界溫度的達到并不能完全利用晶格振動對材料中電子傳播的阻礙作用來解釋。

3.結(jié)果與討論

對于普通的金屬材料來說，它內(nèi)部的載流子是金屬電子層外部自由電子所形成的電子氣。相對來說，金屬原子的最外層電子受到原子核的束縛最小，在電場存在的條件下容易被電場驅(qū)動。大量的外層電子在電場的驅(qū)動作用下附加了一個平行于電場的漂移運動，這樣體現(xiàn)在宏觀上是金屬外層自由電子所形成的電子氣整體上附加了一個漂移運動，這樣電流產(chǎn)生[3]。我們對金屬外層的單個自由電子進行分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電子在電場的作用下進行漂移運動時，總會出現(xiàn)電子在不同金屬原子之間的傳遞。金屬原子的最外層電子是金屬核外電子中具有最高能量的，當(dāng)單個電子在徹底離開一個金屬原子核的束縛進入另外一個金屬原子核的束縛范圍內(nèi)，需要吸收能量來脫離上一個金屬原子，這些能量來源于電場能[4]。當(dāng)這個電子進入到下一個金屬原子核的束縛范圍之內(nèi)后，落入下一個金屬原子的最外層電子軌道。此時這個電子所吸收的多余能量會釋放出去，釋放的能量會變?yōu)闊崮軅鬟f給晶格。這樣消耗電場能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^程是電阻的產(chǎn)生機理。如果按照晶格振動干擾電子傳播的的理論，隨著溫度的升高，晶格之中點陣之間的距離減小，在電場的作用下，外層自由電子與晶格之中的點陣碰撞的幾率會大大的減小，溫度升高，電阻應(yīng)該下降，但是這與實際情況相反。如果按照金屬外層電子脫離外層軌道在原子間遷移的理論來解釋溫度與電阻的關(guān)系可以避免這一理論與事實不符的現(xiàn)象。

當(dāng)溫度足夠低時，相鄰的兩個金屬原子之間的距離減小，兩個金屬原子之間的外層軌道可能會無限接近以致重疊，此時在電場的作用下，最外層電子在兩個金屬原子之間遷移不存在電子吸收能量再釋放能量的過程，沒有能量損失，體現(xiàn)在宏觀上是電阻為零。

一般來說，化合物比單質(zhì)金屬具有更高的臨界溫度，而對于具有較高的臨界溫度的高溫超導(dǎo)體來說，它們一般是具有類似鈣鈦礦的化合物結(jié)構(gòu)[5]。相對于金屬離子來說，氧離子要小很多，并且在高溫超導(dǎo)材料中，至少含有兩種金屬元素，這些金屬元素可能存在于正八面體晶格的頂點或者正八面體晶格的中心，而氧離子處于晶面上[6]。這樣的話，各原子的外層軌道得失電子的情況比較復(fù)雜，最外層電子的分布排列已經(jīng)完全變化。氧離子的存在，填充了金屬離子之間的間隙，這樣的話，各離子最外層電子之間的能量差距變小，電子從一個金屬原子到另外一個金屬原子所需要的能量會減小。這樣體現(xiàn)在宏觀上，體系電阻變小。當(dāng)溫度足夠低，各離子的最外層軌道相重合的時候，電子在離子之間遷移消耗的能量減為零，此時體現(xiàn)在宏觀上電阻為零。

總結(jié)上文所述的理論，超導(dǎo)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是隨著溫度的下降，晶格的振動頻率與幅度減小，同時金屬原子之間的距離變小，原子的最外層參與導(dǎo)電的電子之間的最外層軌道重合，這樣電子在兩個原子之間遷移的能量損失為零。如圖1所示，在臨界溫度以上時，在電場的作用下，A原子的最外層電子a從A原子遷移向B原子，電子a首先吸收電場能脫離原子A的束縛，而當(dāng)電子a到達原子B時，由于電子a所具有的能量要大于B原子的最外層電子所具有的能量，電子a進入原子B的束縛范圍，首先要釋放出多余的能量，這些多余的能量會以熱能的形式傳遞給點陣，這就是電阻的的產(chǎn)生。當(dāng)溫度下降到臨界溫度以下后，兩個相鄰的原子之間的距離下降，原子的最外層電子之間的間隙變?yōu)榱悖藭r在電場的作用下，電子在兩個原子之間的遷移不存在能量的吸收與釋放，此時電場能的損失為零，體現(xiàn)在宏觀上為零電阻態(tài)。

按照以上的理論，導(dǎo)體內(nèi)的相鄰的原子參與導(dǎo)電的外層電子之間的距離越小，則該導(dǎo)體的電阻越小。這一理論可以利用某些元素的在常壓下難以獲得超導(dǎo)態(tài)，而在高壓的狀態(tài)下可以獲得超導(dǎo)態(tài)來解釋[7]。當(dāng)施加在材料上的壓力足夠大，相鄰的原子之間的距離被壓縮，這樣的話，某些即使降低到很低的溫度下依然不能得到超導(dǎo)態(tài)的材料才能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)。

一般來說單質(zhì)導(dǎo)體的臨界轉(zhuǎn)換溫度不會太高，具有較高臨界溫度的超導(dǎo)體一定是化合物。這些化合物需要有如下的性質(zhì)，在一定的溫度下，參與導(dǎo)電的兩個原子的最外層導(dǎo)電電子的軌道應(yīng)該是重合的。已知氫負離子由于其核外電子數(shù)是核電荷數(shù)的兩倍，具有比較大的半徑[8]，如果有合適的化合物中具有氫正離子，氫離子可能成為兩個相鄰的參與導(dǎo)電的原子的外層電子之間的“橋梁”，使得兩個相鄰的外層電子軌道之間沒有間隙，電子能夠在不消耗能量的條件下從一個原子遷移向另外一個原子，這樣就能夠得到較高的臨界溫度。

超導(dǎo)材料的應(yīng)用在集成電路方面的應(yīng)用潛力是巨大的。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，單一的微電子器件的線寬已經(jīng)變得越來越小。目前集成電路器件之間的互聯(lián)一般采用金屬鋁或者金屬銅，由于器件做的越來越小，單位面積內(nèi)的器件密度也變得越來越大，金屬互聯(lián)的密度也變得越來越大，這樣密集的金屬互聯(lián)具有極大的電阻，會產(chǎn)生大量的熱量，限制器件的工作頻率。如果采用超導(dǎo)材料的話，它的工作性能將大大的提高，線寬可以進一步的減小?！?/p>

【參考文獻】

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第7篇

[關(guān)鍵詞]應(yīng)用技術(shù)教育 電路 教學(xué)方法

《電路》課程是研究電路及磁路現(xiàn)象的基本規(guī)律及分析方法的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是電氣設(shè)備施工與維護專業(yè)的重要基礎(chǔ)理論課。但該課程概念多，理論性強，與數(shù)學(xué)課程聯(lián)系緊密，題型靈活多變。而應(yīng)用技術(shù)本科學(xué)生來自中專、技校、職高，學(xué)生難以駕馭。因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)質(zhì)量，為后續(xù)專業(yè)課程打好基礎(chǔ)，一直是應(yīng)用技術(shù)本科《電路》課程教師關(guān)注、探索的問題。本人結(jié)合多年來的教學(xué)經(jīng)驗，在此談?wù)剮c看法。

一、明確學(xué)習(xí)《電路》課程的目標及重要性

電路的能源提供者―電能，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。我們應(yīng)用技術(shù)本科教育是培養(yǎng)具有職業(yè)定向性的技術(shù)型、技能型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才的高等教育，面向地方，為地方服務(wù)?！峨娐贰氛n程是 一門基礎(chǔ)學(xué)科，其內(nèi)容必須與后續(xù)專業(yè)課相結(jié)合，其基礎(chǔ)理論，以必要夠用為度。減少數(shù)理論證，以掌握概念，突出應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生技能為教學(xué)重點，為后續(xù)課程打下良好基礎(chǔ)。

二、以人為本，因材施教

《電路》作為一門機電類專業(yè)基礎(chǔ)課，其中涉及大量電路分析、計算，而其中的計算涉及到數(shù)學(xué)知識、如三角函數(shù)、復(fù)數(shù)、拉普拉氏變換等。如果學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握不牢固，將直接影響到《電路》的正弦交流電、三相電路及復(fù)頻域分析章節(jié)的學(xué)習(xí)。只有掌握學(xué)生的基礎(chǔ)情況，才知哪部分內(nèi)容是學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，才能有的放矢地教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。

三、重視學(xué)生學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量

學(xué)生步入大學(xué)，首先學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課是《電路》課程，學(xué)生學(xué)習(xí)的思路、領(lǐng)悟性較弱，且《電路》這門課程概念多，定律多，相互間容易混淆。因此，在教學(xué)中不僅要講究教法，而且要給學(xué)生學(xué)習(xí)方法，想方設(shè)法讓學(xué)生牢固掌握所教內(nèi)容。我在教學(xué)中反復(fù)強調(diào)概念，定律的內(nèi)容，重視一題多解法。在復(fù)雜直流電路章節(jié)中，一題有多種解題方法；如電源等效互換，支路電流法，疊加定理，戴維南定理等。由于各種方法各有特點，掌握每種方法的特點。利用一題多解復(fù)習(xí)，能鞏固學(xué)生所學(xué)的概念，也調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。各種方法最后得到同一個答案，可以讓學(xué)生體會多種方法的特點，以便在計算時選用合適的解法，節(jié)省計算時間。同時也利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神。再有：每章學(xué)完后，讓學(xué)生學(xué)會歸納、總結(jié)、抓住每章的重點、難點所在，歸納總結(jié)后，學(xué)生思路自然清晰，也容易記憶。如在正弦交流電一章，學(xué)完單一元件的正弦交流電后，研究由基本元件組成的串、并聯(lián)電路的電壓、電流的計算，電壓與電流相位關(guān)系、功率關(guān)系、解析式、相量圖，尤其是由電壓電流三角形可推出阻抗三角形，功率三角形。這樣學(xué)生本章的基本思路清晰了，內(nèi)容也掌握了，學(xué)生的解題思路自然清晰。學(xué)生學(xué)習(xí)電路課程的視野開闊，積極性提高了，教學(xué)質(zhì)量自然提高。

四、教師采用啟發(fā)式教學(xué)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

教師重視學(xué)生課堂教學(xué)信息反饋，給學(xué)生學(xué)習(xí)信心和勇氣。學(xué)生學(xué)完一節(jié)課后，教師應(yīng)根據(jù)課堂學(xué)生反映，把握教學(xué)效果，以便及時鞏固，同時每堂課留出幾分鐘時間出一道本堂教學(xué)基礎(chǔ)題，驗證一下學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，然后有的放矢地糾正，以免學(xué)生學(xué)的吃力，甚至有的學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的信心。教師要時刻鼓勵學(xué)生，尤其是后進生，爭取讓每一個學(xué)生不掉隊、不落伍。

五、利用多媒體技術(shù)，改變教學(xué)手段

多年的教學(xué)研究，我對教材深入分析和挖掘，圍繞每章的重點內(nèi)容制作本課程的多媒體課件。多媒體的使用，一方面，既保證了課堂的多樣劃，又吸引了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使課堂知識得以及時傳播，拓展學(xué)生的知識面。同時，由于課堂環(huán)境的改善，教師可以從傳統(tǒng)的書寫和繪制圖形的時間中解放出來，從容展開對問題的深入講解，使課程的教學(xué)效率和質(zhì)量得以提高；另一方面，可以聯(lián)系工程實際，采用實物錄像或制作易理解的電路，從而促進學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)的積極性。提高課堂效率，實現(xiàn)教學(xué)目標。

六、理論聯(lián)系實際為目的，努力提高學(xué)生的應(yīng)用能力

實踐教學(xué)是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，對學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)具有其它教學(xué)環(huán)節(jié)所無法替代的重要作用。培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的良好習(xí)慣，教師在講授中應(yīng)不失時機地結(jié)合實例進行講解，增強學(xué)生的直觀印象。如日光燈中鎮(zhèn)流器的自感現(xiàn)象，電磁爐中利用渦流原理加熱燒水、炒菜等。這樣講授可以使學(xué)生學(xué)以至用，學(xué)生積極探索，較好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)積極性。

七、強化學(xué)生實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，鞏固所學(xué)的理論知識

應(yīng)用型人才教育是為地方服務(wù)，培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線高級技術(shù)應(yīng)用性專門人才，應(yīng)用型人才教育培養(yǎng)目的，決定了學(xué)生實驗環(huán)節(jié)的重要性。通過實驗學(xué)生不僅掌握了各種電工儀表的正確使用，更重要的是使理論知識得到了驗證與鞏固。通過動手連線、數(shù)據(jù)的測得，將原來理解問題的漏洞排查出來，通過實驗過程加以解決。鞏固所學(xué)的理論知識。如戴維南定理，學(xué)生學(xué)習(xí)起來普遍認為較抽象，難以掌握，但學(xué)生通過實驗的方法測開路電壓、等效電阻。學(xué)生用測得的開路電壓、等效電阻再組合成新電路，測得電流值與原電路電流值相等。從而定理得以驗證。學(xué)生通過實驗的過程，理論知識得到進一步的鞏固、加深。

八、例題精講，多做練習(xí)，讓學(xué)生多實踐

教師根據(jù)課堂內(nèi)容的要求，適時安排習(xí)題課，這是《電路》課程必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。教師在組織習(xí)題課的教學(xué)中要精選例題，可以按照例題的難度，結(jié)構(gòu)特征，思維方法等各個角度進行全面剖析，不片面追求例題的數(shù)量，而重視例題的質(zhì)量。教師在課堂上應(yīng)騰出時間，讓學(xué)生進行課堂練習(xí)，思考問題，或解答學(xué)生的提問。課外應(yīng)適當(dāng)布置作業(yè)，讓學(xué)生進一步鞏固所學(xué)知識。對學(xué)生提出的疑點問題，應(yīng)進行有針對性的引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生自己解決問題，達到舉一反三的效果。

總之，教師對教學(xué)方法的探索是教師在教學(xué)中應(yīng)長期堅持的一項工作，經(jīng)過多年的思考與經(jīng)驗積累。我認為教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生不同的情況，采用適宜、科學(xué)的教學(xué)方法，《電路》課程教學(xué)才具有鮮明的特色，學(xué)生發(fā)自內(nèi)心地愿意學(xué)習(xí)《電路》課程，教師才能全面推動教學(xué)的展開，提高教學(xué)質(zhì)量。真正實現(xiàn)以人為本的教學(xué)目標。

[參考文獻]

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[3]何立志，《電工學(xué)》課程的創(chuàng)新教學(xué)研究[J]，2006，[12]

第8篇

論文摘要：電子線路CAD技術(shù)在高職的電子信息工程技術(shù)專業(yè)中是非常重要的一門課程，在電子設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計中都講用到該技術(shù)。電子線路CAD技術(shù)主要是用來繪制電路圖，并在計算機上利用該繪圖軟件對電路進行排列，從而讓設(shè)計出的電路更加的美觀。本文主要是針對電子線路CAD技術(shù)在高職電子設(shè)計中的應(yīng)用進行研究。

對于高職學(xué)生而言，要學(xué)習(xí)的不僅僅是專業(yè)知識，動手能力是在學(xué)好專業(yè)知識的基礎(chǔ)上更高的一個層次，也是他們必須擁有的一種能力。在高職院校中，電子信息工程技術(shù)專業(yè)的學(xué)生經(jīng)常會遇到電子設(shè)計等問題，因此，在進行電子設(shè)計的時候需要用到的很多專業(yè)知識他們是必須掌握的。而電子線路CAD技術(shù)在電路板的制作方面的應(yīng)用就必不可少了。下面我們將對電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用進行研究與探索，說明電子線路CAD技術(shù)與電子設(shè)計的關(guān)系以及在電子設(shè)計中發(fā)揮的作用。

1、電子線路CAD技術(shù)與電子設(shè)計的關(guān)系

隨著電子技術(shù)的廣泛發(fā)展以及新型元器件和集成電路的廣泛應(yīng)用，電路在設(shè)計方面也越來越復(fù)雜與集成化，因此，對電路的要求也越來越精密。而為了達到電路在復(fù)雜與集成化方面的要求，在制作電路的時候單靠手工的操作已經(jīng)不能完成設(shè)計的目的了。所以，就產(chǎn)生了現(xiàn)在我們所用到的電子線路CAD技術(shù)。我們在電子設(shè)計過程中利用它就能達到電路所要求的精密度。

2、電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用

電子線路CAD技術(shù)是使用當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的計算機輔助繪圖和設(shè)計軟件，然后結(jié)合學(xué)過的專業(yè)知識進行設(shè)計，以加快設(shè)計進程、縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量等。電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用主要是一下幾個方面：

2.1 繪制電路圖

在進行電子設(shè)計的過程中，要實現(xiàn)電路的功能最重要的就是編程，但是只有編程并不能完善整個設(shè)計，還需要有一個完善的電路來承載這個程序，讓它實現(xiàn)它本該實現(xiàn)的功能。在電子設(shè)計中，我們一般運用的軟件是PROTEL，繪制電路原理圖的時候就會用到PROTEL的原理圖輸入功能。該繪圖軟件在電路原理圖輸入方面有著非常豐富的電子器件庫，能夠為我們電子設(shè)計的繪圖提供所需的各種電子器件。利用該軟件進行電子設(shè)計確保了電路原理圖的精密度，并且繪制過程也更為方便。比如：我們在畫好一個元器件后，覺得它應(yīng)該放在其他的位置，則只要將它拖動到我們想要放置的位置即可。

2.2 計算機仿真

電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計的應(yīng)用過程中還具備運用其仿真的功能，檢查電路的功能是否達到了我們所預(yù)期的功能，并且能夠?qū)σ恍?shù)據(jù)進行仿真，可進一步對電路進行分析。對于PROTEL軟件而言，在它的MULTISIM中有很多種仿真功能，這些仿真功能可以進行直流工作電的分析、瞬態(tài)分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析、靈敏度分析、零極點分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、最壞情況分析以及蒙特卡羅分析等。在進行仿真的時候，我們首先要進行一個功能仿真，大致了解一下該電路的功能是否達到了預(yù)期的功能，然后進行數(shù)據(jù)仿真，對該電路進行具體的分析，并改正錯誤的地方。在進行仿真過后，分析結(jié)果一般都是以數(shù)值或波形的方式顯示出來。

2.3 PCB板的設(shè)計

PCB板是PROTEL軟件將電路原理圖進行布線后的一種電路板。在進行PCB板的設(shè)計之前，首先要將電路原理圖導(dǎo)入，而導(dǎo)入的電路原理圖必須是通過仿真的，而且電路原理圖中各元器件的電器特性必須與PCB板相同元器件的電器特性相同。最后，設(shè)計者就可以利用PCB板自動布線以及手動布線的功能對其進行布線。采用該軟件對電路圖進行布線，設(shè)計者可以先采用自動布線功能對電路進行大致的布線，然后用手動布線功能對其進行美化。這樣的過程能夠讓電路的布線更加美觀。

2.4 三維視圖

在將PCB板設(shè)計好之后，在這樣的繪圖軟件上都有三維視圖的菜單，只要點擊三維視圖的菜單就可以觀看設(shè)計電路板的三維視圖。

3、讓學(xué)生更好地掌握電子線路CAD技術(shù)

如上所述，掌握了電子線路CAD技術(shù)對于學(xué)生而言，可以更好地進行電子線路方面的設(shè)計工作。但在學(xué)習(xí)這一項技術(shù)的過程中，我們往往會發(fā)現(xiàn)學(xué)生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL軟件為藍本，介紹軟件的功能、菜單等，輔以一些應(yīng)用的例子。學(xué)生學(xué)習(xí)后多呈現(xiàn)一種臨時性的記憶，即在課程中會用，考核結(jié)束后在不長的時間后就不再掌握的現(xiàn)象。

解決這一問題的方法以，通過實踐我們認為采用類似德國職業(yè)教育所推行的以行動為導(dǎo)向的項目教學(xué)法為好。其基本的思路是：

(1)先整體后具體：在學(xué)習(xí)CAD技術(shù)時，先期進行總體介紹，讓學(xué)生有全局的認識，打消畏難的情緒；而后開始進入各項目的的學(xué)習(xí)實踐。

(2)先低頻后高頻：總體而言學(xué)生進入學(xué)習(xí)后應(yīng)從簡而繁，低頻的一些電子產(chǎn)品其電路較之高頻的簡單，學(xué)習(xí)應(yīng)從其中入手。

(3)先規(guī)范后異型：突出異型電路板的設(shè)計制做，其目的是讓學(xué)生今后在實際工作中具有變通的能力，在CAD技術(shù)中也手工調(diào)整電路布局的精華所在。

(4)先單層后多層，先分立后貼片。此處不再綴言。

最后一點是，對于各個CAD制作的電路，不應(yīng)僅停留于電腦的設(shè)計，在教學(xué)的過程中應(yīng)讓學(xué)生的設(shè)計成為成品。這樣可使學(xué)習(xí)更為直觀，并更有成就感，隨之的效果是學(xué)生對學(xué)習(xí)到的技術(shù)彌久常新。當(dāng)然，這種做法也會使教學(xué)的成本大幅上揚，但從人才培養(yǎng)的角度看，這樣的投入是值得的。

4、結(jié)語

在電子設(shè)計中運用電子線路CAD技術(shù)，不僅解決了電子設(shè)計中電路原理圖繪制以及功能分析和布線方面的苦難。同時，讓學(xué)生通過在自主地進行一些電子設(shè)計，并在的過程中運用該技術(shù)，適于鍛煉他們使用電子線路CAD技術(shù)的實際能力并有助于其真正了解和掌握這一技術(shù)。

參考文獻

[1]朱潔.電子線路CAD技術(shù)在高職電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，(15):55～57.

第9篇

9月27-28日,由中國電子學(xué)會和中國通信學(xué)會通信專用集成電路委員會主辦的"第八屆中國通信集成電路技術(shù)與應(yīng)用研討會(簡稱CCIC 2010)"在武漢勝利召開,CCIC為通信集成電路領(lǐng)域最頂級的技術(shù)盛會,曾先后在昆明、杭州、大連、成都、西安、蘇州、上海成功舉辦過七屆,本屆會議結(jié)合通信技術(shù)的發(fā)展,圍繞集成電路技術(shù)、市場、熱點應(yīng)用,重點探討集成電路在通信領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用,包括LTE芯片技術(shù)、下一代移動通信與移動互聯(lián)網(wǎng)、光通信、CMMB、RFID、移動多媒體、射頻集成電路技術(shù)等。

隨著第三代移動通信(3G)全面部署和服務(wù)普及,三網(wǎng)融合的不斷推進以及物聯(lián)網(wǎng)概念的興起,中國通信市場正面臨著新一輪的發(fā)展契機。2010年,移動通信將在經(jīng)濟與社會發(fā)展過程中發(fā)揮更重要的作用,寬帶化、智能化、個性化、媒體化、多功能化和環(huán)?；瘜⒊蔀橐苿影l(fā)展的新趨勢;三網(wǎng)融合的穩(wěn)步推進將極大的促進光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用將帶動智能傳感器、計算機、通信網(wǎng)絡(luò)、集成電路和軟件等多個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并有望成為一個新的萬億元規(guī)模的超級通信產(chǎn)業(yè)。這將給中國的集成電路產(chǎn)業(yè)帶來了新的廣闊發(fā)展空間。

為期兩天的技術(shù)論壇讓與會者受益匪淺。會議得到了武漢東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會和烽火通信的大力支持,來自全國的通信企業(yè)、集成電路企業(yè)以及行業(yè)有關(guān)專家、學(xué)者近300參加了會議。

泰景科技向在外務(wù)工人員

捐贈電視手機

9月27日,致力于讓電視移動起來的泰景信息科技有限公司出席在武漢召開的“2010年中國通信集成電路技術(shù)與應(yīng)用研討會”,并于當(dāng)天的招待晚宴上向武漢東湖國家高新技術(shù)開發(fā)區(qū)工會捐贈了100臺帶有免費電視功能的手機。中國通信學(xué)會通信專用集成電路委員會副主任委員趙綸、肖定中、武漢東湖國家高新技術(shù)開發(fā)區(qū)工會主席李復(fù)鳴和泰景信息科技有限公司執(zhí)行總裁云維杰先生出席了捐贈儀式。用戶可以利用這個手機的電視功能免費收看廣播式的電視節(jié)目,即時了解他所工作生活的城市,也能更多的看到家鄉(xiāng)的信息。

對在外務(wù)工人員的人文關(guān)懷已經(jīng)成為了一個社會熱點,相關(guān)企業(yè)和政府機構(gòu)也逐步認識到新一代的務(wù)工人員相比于他們的父輩,從文化層面和經(jīng)濟層面,乃至整個心理層面都發(fā)生了翻天覆地的變化,這一變化直接導(dǎo)致他們與傳統(tǒng)的管理方式激烈碰撞以及引發(fā)的一系列悲喜劇。

泰景科技借用自身的研究成果,利用手機接收傳統(tǒng)的模擬電視,讓用戶隨時隨地都可以免費收看實時的電視節(jié)目,而不產(chǎn)生額外的費用。這對于收入不高的務(wù)工人員將是一個理想的工具,可以拉近他們與這座他們?yōu)橹羷诘某鞘械木嚯x,同樣也更貼近自己日夜牽掛的家鄉(xiāng)。泰景科技希望能通過這種方式給出門在外的務(wù)工人員更貼心的關(guān)懷。這一想法得到了武漢東湖開發(fā)區(qū)管委會的認同,湖北是一個務(wù)工人員流入和流出都很普遍的省份,免費移動電視可以成為在外務(wù)工人員的一個心理慰藉。正是中國通信集成電路協(xié)會和了武漢東湖開發(fā)區(qū)工會的大力支持促成了此次捐贈。相信這一小小的功能將會為外出務(wù)工人員的業(yè)余生活增添色彩,也為他們帶去社會和政府的關(guān)愛。

東芝推出全球讀寫速度最快的

SDHC UHS-I存儲卡

東芝日前宣布推出符合SD存儲卡標準Ver. 3.0(SD 3.0)――UHS 104、實現(xiàn)全球最快的讀取寫入速度的 8GB、16GB和32GB容量SDHC UHS-I 存儲卡系列。此外,東芝還推出了世界上首款microSDHC UHS-I存儲卡,容量為 4GB、8GB 和16GB,拓展了其在存儲卡解決方案領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)先地位。

今年11月,東芝將開始新型SDHC UHS-I存儲卡的量產(chǎn)以及新型microSDHC UHS-I存儲卡樣品的交付。

新型SDHC UHS-I存儲卡是全世界首款完全符合SD 3.0――UHS104標準的存儲卡,其將NAND閃存卡超快的讀取和寫入速度提升到了一個新臺階:最大讀取速度達每秒95MB,寫入速度達每秒80MB。

新型microSDHC UHS-I存儲卡是全世界首款符合SD 3.0--UHS50標準的microSDHC存儲卡,其讀取和寫入速度為同類產(chǎn)品之最:最大讀取速度達每秒40MB,寫入速度達每秒20MB。

Aptina推出8MP

完備相機解決方案CCS8140

CMOS成像技術(shù)的領(lǐng)先創(chuàng)新者Aptina宣布推出其新款功能豐富的8MP CCS8140成像解決方案。CCS8140解決方案利用公司在像素、處理和封裝方面的創(chuàng)新技術(shù),將高品質(zhì)MT9E013 8MP CMOS影像傳感器與Aptina MT9E311成像協(xié)處理器完美結(jié)合,同時其各方面的處理速度保持在與獨立影像處理器類似的水平。經(jīng)全面調(diào)節(jié)的Aptina CCS8140整套相機解決方案可提供一流的影像品質(zhì),同時僅需極少的調(diào)節(jié)和傳感器調(diào)整即可完成最終產(chǎn)品設(shè)計。該解決方案不僅可以為移動手持設(shè)備OEM和相機模塊集成商縮短設(shè)計時間,提高產(chǎn)品性能優(yōu)勢,而且還可降低開發(fā)及總體系統(tǒng)成本。

Intel推出多功能芯片

宣告顯示適配器可退休了

英特爾(Intel)發(fā)表首款整合繪圖與影片處理效能的處理器芯片架構(gòu),瞄準行動裝置市場,并進一步威脅超威(AMD)和英偉達(Nvidia)的繪圖芯片業(yè)務(wù)。

英特爾執(zhí)行長歐德寧將近日舉行的英特爾科技論壇(IDF)上,發(fā)表這款名為“Sandy Bridge”的微處理器芯片架構(gòu)。Sandy Bridge芯片設(shè)計把微處理器電路、和處理繪圖與影片效能的電路整合到同一顆芯片上,可大幅減少個人計算機(PC)所須使用的繪圖芯片(GPU)數(shù)量。

Sandy Bridge芯片架構(gòu)預(yù)計下季投產(chǎn),將成為英特爾整個產(chǎn)品線的基礎(chǔ)。這種芯片整合新方式象征科技業(yè)的一大轉(zhuǎn)變:未來PC可能再也不必額外安裝顯示適配器。

英特爾發(fā)言人柯納夫指出,英特爾把繪圖效能和主要處理器整合到同一顆芯片之后,將擁有成本優(yōu)勢,并減少芯片耗能、提高運算效率。英特爾的最新設(shè)計顯然是著眼行動裝置市場。

歐德寧指出,由于智能手機等電子產(chǎn)品的成本和空間彌足珍貴,多功能芯片的地位也將水漲船高,他說:“適用于各類裝置、汽車和電視產(chǎn)品的單一芯片裝置,將漸成市場趨勢?！?/p>

陶氏電子材料新推出可稀釋硅溶膠

研磨液,降低制程缺陷程度

陶氏電子材料近日推出新一代KLEBOSOL II 1630研磨液,這是一種進階的可稀釋的研磨液,它綜合了硅溶膠研磨液和氣相二氧化硅研磨液的優(yōu)點。KLEBOSOL 研磨液是為先進半導(dǎo)體制造技術(shù)而研發(fā)的,它為CMP提供了一種性能卓越,低耗材成本的產(chǎn)品。

KLEBOSOL II 1630研磨液中含有加長列形硅溶膠顆粒。該產(chǎn)品將硅溶膠的高穩(wěn)定性,處理簡易特性以另一種新的形貌結(jié)合在一起,這種新的形貌可以提供與氣相二氧化硅相似的研磨功能,并且可稀釋。這使得KLEBOSOL II 1630在極具成本競爭力的同時還能保有硅溶膠研磨液的特性,這些特性包括優(yōu)異的移除率穩(wěn)定性,低缺陷率,高研磨能力以及嚴整的制程控制等。

ARM推出下一代芯片設(shè)計

A15 性能提高五倍

ARM負責(zé)營銷的副總裁Eric Schorn近日在一個新聞會上推出了該公司的下一個重要的芯片設(shè)計Cortex-A15 MPCore,并且許諾這種新的芯片設(shè)計將把性能提高五倍。ARM希望這種新的芯片設(shè)計將使ARM的芯片應(yīng)用從智能手機擴展到高性能路由器和服務(wù)器。 Cortex-A15這個名字反應(yīng)了這種處理器有多大進步。ARM目前的處理器是Cortex-A8和Cortex-A9。

Schorn說,A15芯片距離以產(chǎn)品的方式出貨還有很長時間。實際上,它的上一代產(chǎn)品A9預(yù)計在今年年底才能出貨。使用A15芯片的智能手機和其它產(chǎn)品將在2012年年底出貨。

A15芯片將采用32納米和28納米生產(chǎn)工藝生產(chǎn)。ARM表示,德州儀器、三星電子和意法半導(dǎo)體愛立信已經(jīng)購買了這個新的設(shè)計的許可證。

力科重新定義示波器上的

串行數(shù)據(jù)解碼和調(diào)試新標準

力科公司了六款新的串行數(shù)據(jù)解碼器選項 - ARINC 429, USB 2.0, MIPI D-PHY (包括 CSI-2 和 DSI) 以及DigRF 3G 解碼器,除此之外,全新的PROTObus MAG(測量、分析和圖形)串行調(diào)試工具集也同時,這大大增強了力科在串行解碼市場的領(lǐng)導(dǎo)者地位。PROTObus MAG 增強了I2C, SPI, UART, RS-232, CAN, LIN, FlexRay, DigRF 3G, 和 MIL-STD-1553 解碼器的功能,包括了許多數(shù)據(jù)提取,時序和其他測量和圖形工具。比如, 通過PROTObus MAG,客戶可以進行通用電路驗證測量比如計算協(xié)議幀和一個模擬波形之間的時序。這套工具集也提供了業(yè)界獨家的特性,能從支持的串行數(shù)據(jù)消息中提取數(shù)字數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)值隨著模擬波形表示變化的趨勢以圖形的方式繪制出來。

2010年中國國際IP核

推介會上海舉行

在工業(yè)和信息化部電子信息司的指導(dǎo)和國家集成電路公共服務(wù)聯(lián)盟的大力支持下,由工業(yè)和信息化部軟件與集成電路促進中心(CSIP)主辦,上海集成電路技術(shù)與產(chǎn)業(yè)促進中心承辦的2010年中國(上海)國際IP核推介會于近日在上海集成電路技術(shù)與產(chǎn)業(yè)促進中心1樓多功能廳舉行。

此次推介會將深入分析和探討我國IP核市場發(fā)展現(xiàn)狀,并重點推介接口類IP核技術(shù),來自各知名廠商的技術(shù)專家將與各位分享接口類IP的相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用解決方案,推動我過IP及SoC市場的健康良性發(fā)展。同時,繼2010年中國國際IP核推介會北京站對我國自主創(chuàng)新嵌入式CPU的推介,上海站也將對國產(chǎn)嵌入式CPU進行深入研究。

微捷碼層次化RTL-to-GDSII

參考流程正式面市

微捷碼(Magma)設(shè)計自動化有限公司近日宣布,一款經(jīng)過驗證的支持Common Platform聯(lián)盟32/28納米低功耗工藝技術(shù)的層次化RTL-to-GDSII參考流程正式面市。這款自動全面的解決方案可為以32/28納米先進工藝節(jié)點制造的具有200萬個單元級電路及更大型的片上系統(tǒng)(SoC)提供可預(yù)測結(jié)果并降低其開發(fā)成本。

這款層次化參考設(shè)計的實施采用了微捷碼的全RTL-to-GDSII流程和ARM的32/28納米LP工藝庫以及標準單元、存儲器編譯器和GPIO(通用型輸入輸出)。它的成功實施證明了這款流程提供了創(chuàng)建多電壓域(multi-Vdd)低功耗SoC所需的所有主要功能,驗證了工具與庫的互操作性,通過加入樣本設(shè)計還促進了用戶對流程的快速采用。此樣本設(shè)計可通過微捷碼或Common Platform聯(lián)盟進行訪問。

星科金朋切入12英寸

晶圓級BGA封裝技術(shù)

全球第4大封測廠星科金朋(STATS ChipPAC)宣布12英寸嵌入式晶圓級球閘陣列(Wafer-Level Ball Grid Array;eWLB)技術(shù)具備量產(chǎn)能力之后在新加坡舉行了新廠落成啟用典禮。星科金朋指出,該公司為首家具備12英寸重組(reconstituted)晶圓量產(chǎn)能力的封測廠,單季出貨量可以達到3萬片重組晶圓,未來3年將擴大eWLB資本支出,提升產(chǎn)能規(guī)模,以迎合芯片小型化的需求。

星科金朋表示,該公司在eWLB技術(shù)的投資至今已逾1億美元,現(xiàn)已具備eWLB量產(chǎn)技術(shù),累計至今的出貨量已達3,500萬顆。該公司認為,從8英寸轉(zhuǎn)進切入12英寸領(lǐng)域,可以使客戶降低生產(chǎn)成本,同時也能擴大生產(chǎn)經(jīng)濟規(guī)模,享有比8英寸晶圓為高的生產(chǎn)效率。

泰克公司推出三位一體的

計時器/頻率計/分析儀

泰克公司近日宣布推出FCA3000與FCA3100系列計時器/頻率計/分析儀及MCA3000系列微波頻率計/分析儀。這些儀器能與包括示波器和任意波形/函數(shù)發(fā)生器在內(nèi)的其它泰克臺式儀器無縫集成,在實現(xiàn)更低擁有成本的同時,提供業(yè)界領(lǐng)先的頻率和時間分辨率。

AppliedMicro采用Tensilica

Dataplane數(shù)據(jù)處理器

Tensilica近日宣布 ,AppliedMicro (Nasdaq:AMCC)采用了Tensilica Xtensa LX Dataplane數(shù)據(jù)處理器(DPU)進行其最新的高速通信芯片設(shè)計。

AppliedMicro高級工程經(jīng)理Sean Campeau表示:“Tensilica DPU具備高帶寬以及類似于FIFO隊列的高性能接口,由此可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)在處理器內(nèi)外的快速傳輸,這是AppliedMicro選擇Tensilica的主要原因。這些高速接口獨立于系統(tǒng)總線之外,可以幫助我們在處理器上實現(xiàn)之前只能通過RTL(寄存器傳輸級)邏輯才能實現(xiàn)的性能。這大大減少了我們的設(shè)計時間并為我們提供了更具靈活性的解決方案?！?/p>

泰鼎數(shù)字電視SoC帶來高端視覺體驗

機頂盒和電視半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商泰鼎微系統(tǒng)近日宣布推出完全集成數(shù)字電視片上系統(tǒng) HiDTV Pro-SXL,通過泰鼎第二代增強超級分辨率技術(shù)突顯網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、全球范圍數(shù)字電視標準支持以及卓越圖像質(zhì)量等特點。泰鼎HiDTV Pro-SXL片上系統(tǒng)具有成本低、功能豐富的特點,在低成本平臺上帶來通常高端電視才具有的性能,使得消費者能夠享受例如視頻點播、音頻點播、新聞和體育等領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

HiDTV Pro-SXL芯片配置了泰鼎第二代增強超級分辨率(ESR)技術(shù),能夠提供業(yè)界最佳的圖像質(zhì)量,在實現(xiàn)卓越的降噪功能的同時保留細節(jié)。

羅姆攜手日沖開發(fā)

Intel新一代嵌入式處理器

半導(dǎo)體廠商羅姆株式會社與羅姆集團的日沖半導(dǎo)體公司共同開發(fā)完成了LSI芯片組的3個部件,它與美國Intel公司針對嵌入用途而新開發(fā)的“Intel ATOMTM處理器 E6xx系列”(開發(fā)代號“Tunnel Creek”)共同構(gòu)成系統(tǒng),是不可或缺的組件。羅姆集團開發(fā)的芯片組由3部分構(gòu)成,分別是1. Input-Output Hub LSI (IOH) (車載信息娛樂系統(tǒng)專用、IP媒體電話專用的2種機型)、2. 芯片組電源管理LSI(PMIC)、3. 時鐘發(fā)生器LSI(CGIC),IOH的2種機型由日沖半導(dǎo)體公司開發(fā),電源管理LSI和時鐘發(fā)生器LSI則由羅姆負責(zé),此次開發(fā)實現(xiàn)了芯片組所需3種機型的體系化,同時使用這些芯片組的參考板也已完成,可向客戶供應(yīng)產(chǎn)品。

飛思卡爾MZ系列單片機

為國網(wǎng)電表提供完備芯片方案

在剛剛結(jié)束的飛思卡爾技術(shù)論壇(FTF)上,飛思卡爾也展示了為中國國網(wǎng)新標準而特別研發(fā)的、專供中國國網(wǎng)應(yīng)用的新一代智能微控制器(MCU)MZ系列。

飛思卡爾MZ系列是智能電表用MCU,有8位和32位兩種,分別基于S08內(nèi)核和ColdFire內(nèi)核。兩者均支持新國網(wǎng)標準有關(guān)基本計量功能增加,費控功能復(fù)雜,具備多種抄表通訊模式,以及電子線路布局布線位置相對固定等特點。

MZ系列最主要的特點是所有芯片都可以實現(xiàn)64引腳芯片完全兼容,工程師在更改設(shè)計時可以無需修改PCB布線,從而可以直接進行產(chǎn)品升級。此外,該系列產(chǎn)品采用的是同一套開發(fā)工具,軟件和模塊移植性強,大大減少開發(fā)時間。外置LCD驅(qū)動,可以讓客戶把LCD驅(qū)動和LCD放在一起,減少布線,提高方案抗干擾能力。

中芯國際最新技術(shù)路線圖

32 nm研發(fā)加速進行

中芯國際近日舉辦了技術(shù)研討會,恰逢其成立10周年,新領(lǐng)導(dǎo)班子的集體亮相、最新技術(shù)路線圖的、研發(fā)進展狀況等,成為了此次研討會的最大亮點?！爸行緡H對于技術(shù)的發(fā)展投入不遺余力,這也是我們能夠在中國半導(dǎo)體業(yè)界得以領(lǐng)先的最重要原因?！敝行緡HCOO Simon Yang博士說,“今年年底我們將結(jié)束55nm的研發(fā),本月底40nm的研發(fā)將freeze,32nm的設(shè)備PO已發(fā)出,研發(fā)也已于今年5月啟動?！?/p>

“截至2010年8月底,中芯國際的專利共4060件。雖然與國際先進公司還有差距,但是在國內(nèi)已遙遙領(lǐng)先。我們的45/40nm光罩完全由中芯國際自己的光罩廠制造,充分證明了中芯國際在芯片制造領(lǐng)域的實力?！盨imon Yang博士坦言。

“毫無疑問,Intel是芯片制造技術(shù)的領(lǐng)先者,最先進的技術(shù)往往由Intel。作為代工廠,中芯國際的65/60nm技術(shù)大約比其晚4年,但是從45/40nm開始,我們的研發(fā)已經(jīng)加速,32nm技術(shù)只落后2年左右。預(yù)計在2013年3月,我們的32nm就將進行產(chǎn)品驗證。” Simon Yang博士說。

周梅生博士從工藝角度對中芯國際的技術(shù)進行了解析?！霸跂艠O部分,32nm將會采用高K金屬柵工藝,以此取代以往的Poly/SION,這是亮點,當(dāng)然也是難點所在,中芯國際將會采用的是Gate Last技術(shù);在關(guān)鍵的光刻部分,依然是采用現(xiàn)在主流的浸入式光刻;應(yīng)變硅部分會采用SMT和SiGe。

季明華博士重點介紹了邏輯和SOC技術(shù)。“中芯國際的45nm LL(Low Leakage)和GP(Generic with High Performance)來自IBM,在此基礎(chǔ)上形成了中芯國際的45nm LL和GP技術(shù),再進一步經(jīng)過縮小,即有了40nm LL和GP。40LL將在本月底freeze,隨后會經(jīng)過3-6個月的認證。從技術(shù)層面看,SoC技術(shù)它以超深亞微米VDSM(Very Deep Submicron)工藝和知識產(chǎn)權(quán)IP為支撐,是集成電路發(fā)展的必然趨勢和主流,也是中芯國際未來的重點之一。

32nm芯片的研發(fā)費用已高達$100milion,但中芯國際32nm加速發(fā)展,22nm也已提上日程。無論是產(chǎn)業(yè)布局,還是技術(shù)發(fā)展進度,中芯國際都已成為中國芯片制造業(yè)的標桿。

國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)

北斗多模導(dǎo)航芯片應(yīng)用兩周年

近日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“三號甲”運載火箭,成功將第五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空預(yù)定軌道,這標志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)建設(shè)又邁出重要一步。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國正在實施的自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。其建設(shè)目標為:建成獨立自主、開放兼容、技術(shù)先進、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),促進衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成,形成完善的國家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系,推動衛(wèi)星導(dǎo)航在國民經(jīng)濟社會各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。

目前,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和國家安全等諸多領(lǐng)域,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。特別是在四川汶川、青海玉樹抗震救災(zāi)中發(fā)揮了非常重要的作用。

凌陽科技大學(xué)召開2010年“嵌入式、

3G&物聯(lián)網(wǎng)”前沿技術(shù)研討會

2010年10月14日～11月15日,凌陽科技大學(xué)計劃本著“為中國數(shù)碼教育盡份心力”的宗旨,將在全國10個省市召開題為“嵌入式、3G&物聯(lián)網(wǎng)” 前沿技術(shù)的巡回會。 會議期間,您可以領(lǐng)略到最新的嵌入式、3G&物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)與方案及眾多的相關(guān)教學(xué)設(shè)備。凌陽科技大學(xué)計劃展示的豐富資料、提供的完善支持,將幫您找到減輕嵌入式教學(xué)負擔(dān)的方法;把學(xué)習(xí)和就業(yè)融為一體的服務(wù)體系,將給您提供解決電子類專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)問題的新途徑。

安捷倫與創(chuàng)毅視訊合作

完成TD-LTE芯片的射頻性能測試

安捷倫科技有限公司與TD-LTE芯片制造商―創(chuàng)毅視訊近日宣布,雙方已合作完成TD-LTE的數(shù)據(jù)卡射頻性能的測試。本測試參考3GPP LTE規(guī)范及創(chuàng)毅視訊測試需求,基于安捷倫的N5182A信號發(fā)生器及N9020A信號分析儀平成。本次聯(lián)合測試遵循3GPP標準規(guī)定的第六章及第七章的芯片發(fā)射機及接收機的測試規(guī)范,這也是兩家公司一次成功的合作。

飛思卡爾與Nepes Corporation

簽署生產(chǎn)RCP的授權(quán)協(xié)議

飛思卡爾半導(dǎo)體(Freescale Semiconductor)近日宣布,該公司已經(jīng)與Nepes Corporation簽署了一項授權(quán)協(xié)議,Nepes Corporation將以較低成本的300mm規(guī)格生產(chǎn)飛思卡爾的重分布芯片封裝(RCP)技術(shù)。

Nepes于今年早些時候在其位于新加坡的工廠(Nepes Pte)中安裝了300mm整套設(shè)備和制造工藝,這些設(shè)備和工藝可提供多層單芯片和多芯片系統(tǒng)級封裝解決方案。Nepes的這個初創(chuàng)技術(shù)公司正在建造中,預(yù)計將于2011年第一季度投入批量生產(chǎn)。

展訊通信單芯片

三卡三待手機方案SC6600L7

展訊通信有限公司日前全球首款單芯片三卡三待手機方案 SC6600L7 ,該方案可支持三張 GSM SIM 卡在一部手機上同時待機。這是展訊繼2008年推出業(yè)界首款單芯片雙卡雙待方案 SC6600L2 后的又一重要產(chǎn)品舉措。

展訊單芯片三卡三待方案只需通過一套基帶與射頻的硬件配合,即可支持三張 GSM SIM 卡同時待機;芯片內(nèi)部集成三卡引擎處理器及控制器,采用 DSP 實現(xiàn)了三卡通訊協(xié)議的固件,并改善了圖形用戶界面,提供了前所未有的用戶體驗,完全符合多 SIM 卡標準。展訊 SC6600L7 三卡三待手機解決方案不僅繼承了展訊 SC6600L2 的全部性能特性,并提供全功能的第三方硬件可擴展性。

TI首款0.9V MCU推動消費類電子

與安全應(yīng)用實現(xiàn)更低成本的創(chuàng)新

近日,德州儀器 (TI) 宣布推出業(yè)界首款名符其實的 0.9 伏微控制器 (MCU),該款超低功耗 MSP430TM MCU 系列的最新產(chǎn)品可推動單節(jié)電池供電的、更小巧、更低成本的產(chǎn)品創(chuàng)新。與現(xiàn)有號稱 0.9 V 技術(shù)的 MCU 不同,包括整個模擬與數(shù)字邏輯的 TI MSP430L092 MCU 本身工作電壓就為 0.9 V。

力科推進5Gbps+測試測量時代

歷時四個多月,全國10個城市。力科公司2010年高速串行數(shù)據(jù)測試技術(shù)巡回研討會勝利召開。該次研討會的主題是“攜手力科,迎接5Gbps+測試測量時代”。力科公司系統(tǒng)總結(jié)了當(dāng)前高速串行數(shù)據(jù)的測試測量的挑戰(zhàn),就這些測試測量的挑戰(zhàn)性問題和全國各地共1,000余位工程師進行了面對面的技術(shù)交流。

工程師們對這次研討會的評價是“精彩、實用、深入、前所未有……” 這些評價和力科公司此前公開承諾的要舉辦一次“純粹”的,“頭腦風(fēng)暴式”的“技術(shù)研究性質(zhì)”的研討會所預(yù)期的相一致。

安森美下一代

計算產(chǎn)品用平臺方案

安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor)推出一系列新產(chǎn)品,簡化及加速計算平臺的設(shè)計,包括應(yīng)用于即將的第二代Intel Core處理器系列(代號Sandy Bridge)。這些新產(chǎn)品包括高能效電源管理器件,以及應(yīng)用于高帶寬通信接口、降低能耗及節(jié)省電路板空間的先進集成電路(IC)。這些技術(shù)進一步擴充安森美半導(dǎo)體用于臺式計算機、筆記本和服務(wù)器等平臺方案的陣容,其中還包括系統(tǒng)輸入端器件及用于保護和熱管理的元器件。

華虹設(shè)計支持UCPS的

HDMI發(fā)送器SHC3201

上海華虹集成電路有限責(zé)任公司(簡稱華虹設(shè)計)日前宣布推出全球首款支持UCPS標準、符合HDMI 1.3標準的發(fā)送器SHC3201。 SHC3201發(fā)送器主要功能特征包括: 225 MHz HDMI v1.3支持36bits深色(Deep Color)應(yīng)用; 支持UCPS1.0和HDCP1.2; 在80MHz時功耗僅100mW左右,非常適用便攜式多媒體終端; 待機功耗極低(小于30μA); 顯示數(shù)據(jù)通道(DDC)支持; 支持S/PDIF和8通道I2S音頻記錄格式并且以192kHz速率發(fā)送立體聲或7.1通道環(huán)繞聲; 100pin TQFP 或 85pin TFBGA封裝。

同時華虹設(shè)計可提供165MHz HDMI V1.2版(SHC3202)和225MHz HDMI V1.3版(SHC3203)的物理層(PHY)解決方案,這兩個解決方案包括發(fā)送器物理層半導(dǎo)體和配套鏈路層知識產(chǎn)權(quán)(IP)核。

凌力爾特推出匹配RMS的功率檢測器

凌力爾特公司 (Linear Technology CorporatiON) 推出 40MHz 至 6GHz 雙通道、匹配 RMS 功率檢測器 LTC5583 ,該器件在 2.14GHz 時提供超過 55dB 的隔離。在 RF 功率放大器 (PA) 應(yīng)用中,LTC5583 為準確測量正向功率、反向功率和電壓駐波比 (VSWR) 提供了一個簡單的解決方案。該器件由一對 60dB 動態(tài)范圍的 RMS 檢測器組成,這些檢測器匹配至 1.25dB。

國半與Shoals、灝訊等

合推智能型太陽能系統(tǒng)接線盒

美國國家半導(dǎo)體公司(National Semiconductor Corporation)最近積極推廣SolarMagic電源優(yōu)化器,并分別與灝訊集團、Shoals Technologies集團等合作推出智能型太陽能系統(tǒng)。

美國國家半導(dǎo)體SolarMagic芯片系列屬于智能型的電源管理電路,可以最大化提高太陽能系統(tǒng)中每一塊或每一組光電板的發(fā)電量。Shoals的太陽能系統(tǒng)配件包括接線盒、組合接線盒、“即插即用”的線束解決方案、光電板監(jiān)控系統(tǒng)及托架排列系統(tǒng)。

Sagemcom高端機頂盒

采用意法半導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)電視SoC

機頂盒芯片供應(yīng)商意法半導(dǎo)體與歐洲領(lǐng)先的機頂盒制造商Sagemcom聯(lián)合宣布,Sagemcom將采用意法半導(dǎo)體先進的STi7108系統(tǒng)級芯片設(shè)計其最新的高端機頂盒,進而提高電視服務(wù)提供商的靈活性,讓終端用戶獲得更豐富的視覺體驗。

STi7108 系統(tǒng)級芯片針對廣播/網(wǎng)絡(luò)電視雙模機頂盒,芯片上集成一個高性能主處理器、專用3D圖形控制器、一個PVR硬盤接口,以及以太網(wǎng)接口和USB端口,可連接個人媒體存儲或數(shù)碼相機等設(shè)備。芯片內(nèi)置基于ARM的3D圖形引擎,支持最新的用戶界面和3D電子節(jié)目指南(EPG),以及先進的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容和高性能游戲。

IR推出業(yè)內(nèi)首款8引腳

高效諧振半橋控制IC

國際整流器公司 (International Rectifier,簡稱IR) 推出業(yè)界首款8 引腳高效諧振半橋控制IC,能夠讓液晶電視和顯示器、家庭影院系統(tǒng)、臺式電腦、打印機和游戲機應(yīng)用的開關(guān)電源 (SMPS) 達到高效的節(jié)能效果。

IRS2795 (1,2) S諧振半橋控制IC采用8引腳 SO-8封裝,提供高度可編程和保護功能。其主要性能包括50%固定占空比和高達 500kHz的可編程開關(guān)頻率、可編程軟啟動頻率和軟啟動時間,以及適用于所有負載條件,為優(yōu)化零電壓開關(guān) (ZVS) 而設(shè)的可編程死區(qū)時間去實現(xiàn)高效率和低開關(guān)噪聲。

凌力爾特推出硅振蕩器LTC6992

涵蓋3.81Hz至1MHz范圍

凌力爾特公司 (Linear Technology Corporation) 推出硅振蕩器 LTC6992,該器件是 TimerBlox 硅定時器件系列的最新成員。LTC6992 針對 3.81Hz 至 1MHz 的輸出頻率提供簡單和準確的脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 功能。該器件的頻率可用 1 至 3 個電阻器設(shè)定,具有保證低于 1.7% 的頻率誤差。此外,頻率可以通過單獨的控制電壓來動態(tài)地控制。輸出脈沖寬度 (占空比) 簡單地用一個 0V 至 1V 的模擬信號控制。LTC6992 在加電后 500us 以內(nèi)提供無干擾和首周期準確的啟動。

恩智浦Plus CPU技術(shù)打造

2014俄冬奧會公交票務(wù)系統(tǒng)

恩智浦半導(dǎo)體NXP Semiconductors N.V.近日宣布,Plus CPU非接觸式微型控制器已中標俄羅斯索契市(2014年冬奧會主辦城市)陸路交通網(wǎng)自動售檢票(AFC)系統(tǒng)項目。這也是Plus CPU技術(shù)首次進入俄羅斯和獨聯(lián)體國家。恩智浦將攜手解決方案供應(yīng)商/設(shè)備制造商Strikh-M公司、嵌體制造商SMARTRAC公司以及智能卡生產(chǎn)商Novacard,為乘客和公交運營商帶來非接觸式AFC全面優(yōu)勢體驗。該項目目前正處于試驗階段。

歐勝推出全球最高電流

單片電源管理芯片WM8325

歐勝微電子股份有限公司宣布推出極富創(chuàng)新的WM8325電源管理子系統(tǒng),該子系統(tǒng)是世界上最高電流的單片電源管理芯片(PMIC),它為包括智能本、平板電腦、電子書、媒體播放器以及智能手機在內(nèi)的各種便攜式多媒體應(yīng)用提供了一種高性價比、靈活的解決方案。 WM8325的特點是帶有4個可編程的直流-直流轉(zhuǎn)換器,其中包含一個可以提供高達2.5A的轉(zhuǎn)換器;它同時還集成了11個低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO),其中的4個用于以低噪音方式為靈敏的模擬子系統(tǒng)供電。

微芯推出PIC18F87J72

電能監(jiān)測PIC單片機

Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)宣布,推出用于單相多功能智能計量和電能監(jiān)測應(yīng)用的8位PIC18F87J72單片機(MCU)系列。該系列具有64或128 KB的閃存程序存儲器和4 KB RAM,以實現(xiàn)分時電價和復(fù)費率功能;高度集成了多種外設(shè),包括LCD驅(qū)動器、硬件實時時鐘/日歷(RTCC)和采用電容式觸摸用戶界面的充電時間測量單元(CTMU)。

Tensilica和4M Wireless宣布合作

Tensilica和4M Wireless近日宣布了合作關(guān)系,4M Wireless已將其整套PS100 LTE協(xié)議棧移植至Tensilica ConnX Atlas LTE參考架構(gòu)。4M Wireless正式加入到Tensilica Xtensions合作伙伴網(wǎng)絡(luò),并已移植其PS100 LTE協(xié)議棧至同為Tensilica合作伙伴的Blue Wonder Communications的LTE系統(tǒng)平臺上。

思亞諾ATSC

移動數(shù)字電視芯片SMS1530

專注于移動數(shù)字電視芯片供應(yīng)商――思亞諾,了一款針對美國移動數(shù)字電視市場的新產(chǎn)品。這款由思亞諾攜同ATSC (移動/手持)標準的主要開發(fā)者LG電子合作研發(fā)的新品被稱為SMS1530,其支持ATSC A/153移動數(shù)字電視標準。除了可以優(yōu)化移動和手持設(shè)備的信號傳輸,ATSC移動數(shù)字電視還能支持廣泛的服務(wù),如免費電視、實時互動業(yè)務(wù)、訂制電視節(jié)目、文件下載存儲并用于重播等,這一標準還能用于一些新的數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的傳輸。

三星選擇maXTouch解決方案

助力GALAXY Tab平板電腦

愛特梅爾公司宣布三星電子選用愛特梅爾maXTouch解決方案助力其新近的GALAXY Tab 平板電腦,這是三星電子全新移動平板電腦系列的首款產(chǎn)品。SAMSung GALAXY Tab 使用Google Android 2.2操作系統(tǒng),具有類似PC的網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能、強大的多媒體功能、移動電郵、語音和視頻通話功能。此外,這款新型平板電腦還可使用Android市場的眾多應(yīng)用程序。

S2C在中國Allegro DVT的

H264/AVC認證流和IP

S2C日前宣布與Allegro DVT合作,在中國銷售Allegro DVT產(chǎn)品。Allegro DVT是一家領(lǐng)先的H.264/MPEG-4 AVC/SVC/MVC解決方案供應(yīng)商,包括行業(yè)標準的兼容性測試組件和H.264編碼器及解碼器VHDL 知識產(chǎn)權(quán)模塊。Allegro DVT產(chǎn)品與S2C現(xiàn)有的SoC原型產(chǎn)品和硅知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品鏈互補。S2C將在不同設(shè)計階段為Allegro DVT客戶提供增值的支持和服務(wù)。

Diodes推出DIOFET器件提升負載點

轉(zhuǎn)換器的效率及可靠性

Diodes 公司推出首批采用專有DIOFET工藝開發(fā)的產(chǎn)品,將一個功率MOSFET與反并聯(lián)肖特基二極管集成在一個芯片上。最新的DMS3014SSS 和 DMS3015SSS 器件適用于同步降壓負載點 (PoL) 轉(zhuǎn)換器的低側(cè)MOSFET位置,有助于提升效率,同時降低大批量計算、通信及工業(yè)應(yīng)用中快速開關(guān)負載點轉(zhuǎn)換器的工作溫度。

在10V 的VGS電壓下,DMS3014SSS 和 DMS3015SSS的RDS(ON)分別僅為10mΩ及8.5mΩ。這些器件能把通常情況下與低側(cè)MOSFET相關(guān)的導(dǎo)通損耗降至最低。

奧地利微電子推出采用I2C接口的

最小線性霍爾傳感器IC

奧地利微電子公司最近推出AS5510線性霍爾傳感器IC,具有業(yè)內(nèi)尺寸最小的10位數(shù)字輸出分辨率。AS5510采用微小的1.46 × 1.1mm芯片規(guī)模封裝,包括一個I2C 2線串行接口,以便在4種不同靈敏度范圍內(nèi)切換,并實現(xiàn)到微控制器的簡單的數(shù)據(jù)傳輸。

AS5510專為消費類應(yīng)用設(shè)計,其線性磁編碼器的大小、功能和性能適用于變焦及自動對焦相機系統(tǒng)等空間有限的閉環(huán)位置控制系統(tǒng)中進行非接觸式線性位置傳感。它可以測量一個典型橫向行程0.5 - 2 mm、有1.0 mm空氣間隙的簡單2極磁鐵的絕對位置。更加強大的磁鐵可以實現(xiàn)更高的橫向行程和空氣間隙。

Altera通過新系統(tǒng)級集成工具,針對嵌入式系統(tǒng)配置功能啟動嵌入式計劃

為加速實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中可編程邏輯與處理器的集成,Altera公司日前其嵌入式計劃。通過這一計劃,Altera為設(shè)計人員提供了基于Quartus? II開發(fā)軟件的單一FPGA設(shè)計流程――包括新的Qsys系統(tǒng)級集成工具、公用FPGA知識產(chǎn)權(quán)(IP)庫,以及新的ARM? CortexTM-A9 MPCoreTM和MIPS?技術(shù)公司MIPS32嵌入式處理器產(chǎn)品等。利用這一設(shè)計流程,嵌入式設(shè)計人員能夠迅速方便的面向Altera Nios? II、基于ARM和MIPS的嵌入式處理器以及最近的可配置Intel? AtomTM處理器開始設(shè)計。Qsys系統(tǒng)級集成工具利用了業(yè)界首創(chuàng)的FPGA優(yōu)化芯片網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來支持多種業(yè)界標準IP協(xié)議,提高了結(jié)果質(zhì)量,具有很高的效能。

GLOBALFOUNDRIES與SVTC合作,

加速推動微機電系統(tǒng)(MEMS)晶圓量產(chǎn)

GLOBALFOUNDRIES日前宣布與SVTC 技術(shù)公司結(jié)成戰(zhàn)略聯(lián)盟,加速進行微機電系統(tǒng)(MEMS)的量產(chǎn)制造。這項合作著重于技術(shù)開發(fā)合作,將有助GLOBALFOUNDRIES達成目標,成為MEMS晶圓廠的領(lǐng)導(dǎo)者。

微機電系統(tǒng)(MEMS)是半導(dǎo)體市場成場最快的區(qū)塊之一,MEMS應(yīng)用廣泛,從車用感應(yīng)器、到噴墨打印機、到高端智能手機與游戲控制器都有MEMS的應(yīng)用。然而MEMS的制造過去主要局限于特定的晶圓制造廠,采用“單一制程、單一產(chǎn)品”的方式。為了讓MEMS市場得以持續(xù)快速成長,GLOBALFOUNDRIES正采取積極策略,通過與CMOS流程類似的標準化方式,將MEMS從特定制造平臺轉(zhuǎn)移到量產(chǎn)平臺。

賽靈思推出ISE 12.3設(shè)計套件

進一步優(yōu)化功耗

賽靈思公司最近宣布推出 ISE?12.3設(shè)計套件,這標志著這個FPGA 行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者針對片上系統(tǒng)設(shè)計的互聯(lián)功能模塊, 開始推出滿足AMBA? 4 AXI4 規(guī)范的IP核,以及用于提高生產(chǎn)力的 PlanAheadTM 設(shè)計和分析控制臺,同時還推出了用于降低了Spartan?-6 FPGA 設(shè)計動態(tài)功耗的智能時鐘門控技術(shù)。

賽靈思AMBA 4 AXI4 規(guī)范的部署,意味著客戶可以用統(tǒng)一的方法實現(xiàn)IP模塊互連,同時還能通過對IP 的利用和復(fù)用更全面地使用設(shè)計資源,并簡化所有 IP提供商之間的集成,進而支持即插即用的 FPGA 設(shè)計。就內(nèi)核使用和集成工具而言,ISE 設(shè)計套件12.3 的推出, 增強了CORE GeneratorTM 工具,通過提供高度參數(shù)化的 IP以及賽靈思 Platform Studio 和 System Generator 工具,使設(shè)計人員能夠迅速配置系統(tǒng)架構(gòu)、總線和外設(shè),從而顯著加速設(shè)計進程。

ADI公司推出高集成RF

與IF可變增益放大器

ADI最近推出一系列高度集成的RF/IF可變增益放大器 (VGA) ADL5201、ADL5202、ADL5240和ADL5243。這些新產(chǎn)品的集成度均實現(xiàn)較大突破,單器件中最多可集成4個分立RF/IF模塊。無線系統(tǒng)制造商借助這種前所未有的集成度,能夠大幅降低器件數(shù)量和物料成本。除了卓越的集成度,新款 VGA 還具有業(yè)界領(lǐng)先的性能、線性度和靈活性,非常適合蜂窩基站、工業(yè)/儀器和國防設(shè)備等要求嚴苛的應(yīng)用。

PMC-Sierra和Sigma Designs 聯(lián)合展示端到端 FTTx 和 HomePNA 解決方案

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)半導(dǎo)體解決方案提供商PMC-Sierra 公司日前宣布與家庭娛樂和控制系統(tǒng)芯片(SoC)解決方案供應(yīng)商Sigma Designs 公司聯(lián)合展示以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò) (EPON) 和 HomePNA 同軸電纜傳輸快速以太網(wǎng) (EoC) 解決方案,該方案將為有線電視運營商提供端到端功能,實現(xiàn)FTTx 技術(shù)的部署。

這次聯(lián)合展覽將展示PMC-Sierra 基于 1G 或 10G EPON 技術(shù)且具有強勁性能的端到端 EPON 解決方案,結(jié)合 Sigma 公司的 CG3210M 快速 EoC? 芯片集,可以為中國有線電視的多住宅單元 (MDU) 用戶提供高品質(zhì)的視頻傳輸,實現(xiàn)簡易配置、極高的服務(wù)質(zhì)量和可靠性。

士蘭微電子推出6-36V輸入、1A大功率遲滯型LED驅(qū)動芯片SD42525

士蘭微電子近期推出了一款高性能、高可靠性、大功率的綠色照明驅(qū)動解決方案核心芯片――6~36V輸入,1A大功率遲滯型LED驅(qū)動芯片SD42525。該芯片采用了士蘭微電子“對輸出電流隨輸入電壓變化進行補償”和“輸入輸出壓差較小時用最大占空比限流”等專利技術(shù),基于士蘭微電子專為綠色節(jié)能產(chǎn)品所開發(fā)的高性能BCD工藝,并在單芯片內(nèi)集成了LDMOS功率開關(guān)管,內(nèi)置了PWM調(diào)光模塊和多重保護功能。該芯片為降壓、恒流型LED驅(qū)動電路,具有很高的轉(zhuǎn)換效率,適合于MR16等多種LED照明領(lǐng)域。

Maxim推出低噪聲放大器