`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Андрей Зубинский

«Горячие» продукты 2014 года по версии EDN

+99
голосов

Любой мало-мальски технически грамотный человек понимает – то, что куплено в магазине, хоть бы только сегодня появившееся на полке, это в любом случае вчерашний день технологий. Потому что для полного цикла R&D, разработки, предварительной отладки, подготовки производства, выпуска первой партии чего угодно требуется время (а также много ресурсов, доступ к которым оборачивается только увеличением времени). Не день и не два. Не месяц и не три. В лучшем случае – год. А ещё есть manufacturing lead time, время на подготовку производства каждой партии чего-то серийного. Есть естественная инертность логистики, торговых сетей, подготовка рынка (реклама и прочее). В общем, если искать что-то новое – то только не в готовых продуктах, а на компонентном уровне. Там создаётся то, что через год-два будет в товарах, и что определяет возможности этих товаров. Потому и ежегодный рейтинг EDN (очень влиятельного и уважаемого ресурса) событий на компонентном рынке назвать незначимым никак нельзя. Другое дело, что неспециалистам в нём мало что будет понятно, поэтому попробую по возможности ситуацию исправить.

Аналоговая электроника. Есть такая область даже трудно сказать чего (чуть позже поясню это странное утверждение). Было время, когда с аналоговой электроникой чуть ли не прощались, потому что ожидалось «всё цифровое». Так было модно. Потом «неожиданно» оказалось, что без аналоговой электроники всё это цифровое ровно настолько хорошее, насколько хороша аналоговая электроника, и то, что утеряно в аналоговой части любого тракта, никакой «цифрой» не восстановить. Всё стало на свои места, и теперь аналоговая электроника – самый настоящий раздел даже не инженерии (какое там), а искусства. Как и в искусстве, где есть не только восприятие (неосознанный механизм), а и знания об искусстве и его истории, и в некоторых случаях отсутствие этих знаний вычёркивает осознанную часть искусства, так и в аналоговой электронике – чтобы понять, что перед тобой шедевр, надо хоть что-то, да знать об истории шедевров.

Один из номинантов на «событие 2014 года» в аналоговой электронике – без всяких сомнений настоящий шедевр. Компания Linear Technology, операционный усилитель LTC6268. Для не знакомых с терминологией – «операционный усилитель» имеет непосредственное отношение к… вычислительной технике, некогда это был основной «вычислительный элемент» аналоговых вычислительных машин. Грубо говоря, идеальный операционный усилитель имеет два входа и выход, его входы характеризуются нулевыми токами, всегда и при любых условиях, а выходное напряжение равно разнице напряжений двух входов, умноженной на бесконечное значение (коэффициент усиления). То есть, идеальный «операционный усилитель» никак не вмешивается в работу прочей электронной цепи, он «наблюдает» разницу потенциалов в двух точках и бесконечно её усиливает (что означает – без собственных цепей обратной связи такой усилитель не работоспособен даже как идеальная абстракция, всегда бесконечно большое напряжение на его выходе неинформативно). В реальности ничего бесконечного и абсолютно нулевого не бывает и быть не может, поэтому каждый конкретный операционный усилитель характеризуется множеством параметров «неидеальности». К основным из которых относятся значения входных токов и их зависимость от неидеальных условий работы, включая температуру. LTC6268 обеспечивает ранее не виданное в индустрии приближение к идеальному устройству, входные токи его оцениваются единицами фемтоампер (фемто – это 10−15) при комнатной температуре, при нагреве микросхемы до 125 градусов Цельсия этот показатель всё равно остаётся впечатляющим – единицы пикоапмер. Паразитная входная ёмкость – сотни фемтофарад. И всё это обеспечивается в полосе частот до 500 MHz. Если следить за развитием технологии оптических беспроводных сетей Li-Fi (а они развиваются, просто об этом почему-то мало кто пишет), можно уверенно сказать, что LTC6268 – именно тот аналоговый элемент, который крайне необходим входным цепям приёмника оптических сигналов (обычно это фотодиод). Ну и просто необходим там, где необходим (книгу можно написать об этом, наверное). Удивительная микросхема по совокупности параметров (причём с не очень страшной ценой в партиях, хоть шедевры дешёвыми не бывают), настоящий образчик искусства аналоговой схемотехники. Второй операционный усилитель (ОУ), удостоенный титула «продукт года» - производства Texas Instruments, OPA192. Он уникален красивой технологической победой над ещё одним специфическим фактором неидеальности. У идеального ОУ при равенстве входных напряжений на выходе должен быть идеальный ноль. Ничто вообще. В реальности такого быть не может, и компенсация «дрейфа нуля» – отдельная проблема, которую решают в том числе и цифровыми способами (цепи цифровой коррекции создают на одном кристалле с собственно аналоговой частью микросхемы). Но этот метод снижает быстродействие и полосу пропускания частот ОУ, поэтому для одновременного достижения высоких показателей сразу нескольких противоречащих друг другу критериев (это же инженерия, в ней всё друг другу противоречит) обычно используют лазерную «подгонку» кристаллов почти готовых микросхем – грубо говоря, корректируют лазерным лучом значения выполненных по интегральной технологии компонентов. Это долго, требует прецизионного оборудования и сильно увеличивает стоимость микросхемы. В Texas Instruments создали собственную технологию коррекции, электрическую, работающую уже с готовыми, упакованными в корпус, микросхемами. И добились одновременно блестящих показателей «дрейфа нуля» (в переделах единиц микровольт) при высоком напряжении питания (оно определяет и диапазон входных напряжений, что очевидно) и очень скромной цене. Прекрасная микросхема для промышленных применений с диапазоном напряжений до 36 вольт, начиная со следующего года она точно будет чуть ли не в каждом программируемом логическом контроллере (PLC) и промышленном компьютере A-брендов, заменителей ей по совокупности параметров и цене на рынке не наблюдается.

Дань огромной ёмкости рынка смартфонов и прочего потребительского носимого – сразу два «продукта 2014 года», интегральных микрофона, выполненных по MEMS-технологии (микроэлектромеханика, механические и прочие устройства, выполненные с помощью технологии производства интегральных микросхем и интегрированные на одном кристалле с сугубо электронной частью). Микрофоны-микросхемы давно обыденность (о чём не подозревает большинство их пользователей), производители воюют за показатели (в первую очередь соотношение сигнал/шум), площадь, занимаемую микросхемой на плате (это экономия денег производителя конечного продукта) и, конечно, цену. Соотношение сигнал/шум крайне критично, небольшое увеличение этого показателя, например, значительно увеличивает вероятность правильного распознавания голосовых команд в модных системах речевого интерфейса (это же инженерия, в ней всё всему противоречит и всё взаимосвязано).

Ещё один MEMS продукт года – просто генератор стабильной частоты «32 KHz». Казалось бы. Но «32 KHz» потому и взяты в кавычки, что это сленг, точное значение частоты таких генераторов – 32768 Hz, любой программист сразу в этой цифре видит степень двойки. Благодаря этим генераторам «идут» все электронные часы во всех наших устройствах, «идут» даже тогда, когда пропадает основное питание для всего остального. Такие генераторы должны быть стабильными, крохотными, дешёвыми и потреблять как можно меньше энергии. До недавних времён «стабильность» означала использование в качестве частотозадающего элемента кварцевого резонатора, но само использование кварцевого резонатора устанавливало предел снижения энергопотребления. Кроме того, производство кварцевых резонаторов – отдельные технологические процессы. MEMS-технологии позволила освободиться от «кварцевой зависимости», в MEMS-генераторах используется грубо говоря настроенный микрокамертон и ударяющие в него «кулачки», а также необходимые электронные цепи, всё это реализуется на одном кристалле, одним технологическим процессом, и обеспечивает очень высокие показатели (например, зависимость от температуры на уровне 5 ppm, миллионных долей, на градус Цельсия). Крохотная (высота – пол миллиметра), простейшей функциональности микросхемка, а целый микромашинный мир внутри, и в итоге – увеличение продолжительности работы устройств с батарейным питанием в 2-3 раза при увеличении точности измерения интервалов времени в 30 раз и надёжности (MTBF) – в 15 раз. Многие жалуются, что мало вокруг интересного становится, и не видно той самой «фантастики». Советую посмотреть на продукты MEMS-технологии, там овеществлённой фантастики в избытке.

Ещё два «компонента года» безоговорочно относятся к потребительским сегментам рынка, потому что наградами отмечены сразу два аудиокодека. И один из них… В общем, согрею сердца меломанов –24-битовый 192 KHz аудиокодек широко известной в узких кругах компании Wolfson стал продуктом года. А это в том числе значит, что где-то к следующей осени мы получим «аудиофильские» планшеты и смартфоны (не знаю, насколько их возможностям будут соответствовать самые важные в любом аудиотракте устройства прямого преобразования электрических колебаний в акустические волны – наушники и акустические системы, но это уже совсем другой вопрос, это же инженерия etc).

Список призёров дополняет сугубо промышленного назначения «программируемый аналоговый массив» от Maxim, но это очень специфическое изделие, слишком узкого назначения, чтобы о нём много говорить. На деле это вовсе не аналог «цифровых программируемых масивов» (FPGA), несмотря на созвучное название, но очень удобный готовый узел для всевозможных систем сбора и оцифровки информации от аналоговых датчиков (окружающий мир, несмотря на все наши усилия, остаётся принципиально аналоговым). Этого достаточно для общей информации, кому действительно интересно, посмотрите Maxim MAX11301 на сайте производителя.

Вот такая картина ближайшего аналогового будущего, не густо, но и не пусто.

В следующей тематической записи – о сугубо цифровых компонентах.

Откланиваюсь.

+99
голосов

Напечатать Отправить другу

Читайте также

нууу......... Wolfson давно используется во многих хороших китайсмартах. Неужели еще лучше сделали?

Отличная статья! А за наводку на MAX1130х отдельное спасибо!

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT