低延迟、实时声学处理在语音预处理、语音识别和主动降噪(ANC)等嵌入式应用中至关重要。随着性能要求增长,开发者必须采取平衡速度、确定性和资源约束的战略方法。依赖高性能 SoC 处理所有任务看似便利,但忽视延迟和实时保障常导致系统失效。本文概述在 SoC 与专用音频 DSP 间选择的关键考量,助设计师规避昂贵意外。 低延迟声学系统跨越多个领域。汽车领域例如,支持个人音频区域、路噪消除和车内通信——均依赖亚毫秒级响应时间。 电气化放大了 ANC 重要性,因发动机噪音消失暴露了路车界面声音。降低此噪音改善乘坐舒适度并减轻驾驶疲劳。在 SoC 上实现低延迟 ANC 面临延迟、可扩展性、可升级性、算法支
先进开关克服传统短板,实现快速操作、延长寿命、高功率性能和微观封装尺寸。 固态开关和机电继电器普遍用于电源管理应用,却面临能量损耗、高成本、重量、体积、性能受限和可靠性问题。这些约束阻碍了下一代 5G 网络部署以及车辆电气化、可再生能源系统和智能电网的发展。 Menlo Micro 利用 Corning HPFS 融熔石英玻璃和铜填充玻璃通孔(TGV)创造微机电开关,解决了这些挑战。与 Corning 精密玻璃解决方案合作,Menlo Micro 制造出的开关比机电继电器快达 1,000 倍,寿命大幅延长,可处理千瓦级功率,封装尺寸小于人类头发。这些开关在高应力条件下承诺数十年可靠运行。 新一
当前,多种技术可将磁场转化为成比例电压,支撑从磁性编码器到电流感测的多元应用。 霍尔效应由 Edwin Hall 于 1879 年发现,长期驱动固态磁传感器。但其局限——较高功耗、有限灵敏度和成本——推动了更高效替代方案的搜索。 磁阻效应(MR)应运而生,材料电阻随磁场变化。MR 效应随材料内部磁化强度变化,为传感器设计开辟新路径。 MR 的突破性衍生技术是隧道磁阻(TMR)。由 Terunobu Miyazaki 教授于 1990 年代发现,TMR 传感器由纳米级薄绝缘层隔开的两个铁磁层组成。当层磁化方向一致时电阻下降;相反则升高——一个优雅的量子力学效应。 图 1:由两个铁磁体和隧道层组成
嵌入式 FPGA (eFPGA) 技术是一种高度自适应的解决方案,功能如同现成的 FPGA 芯片,在 ASIC 和 SoC 内部实现逻辑重构性。 嵌入式 FPGA 已进入主流生产,应用跨越无线基础设施、人工智能、智能存储甚至成本敏感型微控制器。作为 SoC 子系统——类比 CPU 或 DSP——它动态重构硬件逻辑,规模跨度从 1,000 到 500,000 查找表(LUT)。 为深入了解这一新兴可编程技术,EDN 采访了 Flex Logix Technologies IP 销售、市场与解决方案架构副总裁 Andy Jaros。Flex Logix 成立于 2014 年,声称提供高密度 FPG
电机控制系统包含软件和硬件——包括 IGBT、宽禁带(WBG)半导体和微控制器单元(MCU)——其复杂性持续攀升。 在工业 4.0 时代,电机控制处于数字化转型核心。能效至关重要,因为全球工业电机用电需求持续增长。开发者和元件厂商因此优先寻求在削减功耗的同时提供更高性能的方案。 设计复杂性也随严苛控制要求增长,需要精密电子技术。氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)等宽禁带材料正成为关键赋能者。 电机控制跨越多层——从执行计算密集型算法的底层运动控制,到管理风扇、泵、机器人和伺服机构的高层应用逻辑。下文梳理关键构建模块。 电机与驱动器 直流电机主导成本敏感型应用。它们由定子(常为永磁体)和装有绕组
英国领先的定制设计公司 Ensilaic 推出尖端蜂窝 ASIC,将驱动 AST SpaceMobile 宏伟计划:发射全球首个基于太空的蜂窝宽带网络,实现未经修改的移动手机直接从轨道连接。 AST SpaceMobile 的愿景是消除困扰地面网络的覆盖盲区,为已有的 50 亿移动用户提供可靠的 4G/5G 服务,并为仍未联网的近一半世界人口带来宽带接入。 双方合作始于一年多前,AST 提供了新一代 ASIC 的需求简报,要求兼顾最先进性能与卓越能效。最终芯片将位于卫星通信有效载荷核心,实现地面手机与星座间的直连、低延迟链路。 业务发展总监 Paul Morris 向 EE Times 解释
Prophesee 的基于事件的视觉传感器已重塑广泛领域——从恢复患者视力到夜间探测太空碎片。凭借全球 2,200 名发明者的社区,该公司技术证明了快速、低功耗视觉可在现实应用中交付切实成果。 为盲人患者恢复视力 Gensight Biologics 与 Prophesee 合作开发护目镜,将视觉信息转换为琥珀光(590 nm)。该光激活输送至患者视网膜的光敏蛋白,使眼睛能够解读信号。使用七个月后,这位曾经失明的患者能识别斑马线、92% 的时间发现桌上的笔记本、36% 的时间检测到笔袋,还能抓取和计数物体。该研究发表于《Nature Medicine》,由巴塞尔大学-UPMC 合作完成,展示了
CrossBar Inc. 正利用其电阻式随机存取存储器(ReRAM)技术生成加密物理不可克隆函数(PUF)密钥,将产品组合拓展至硬件安全领域。 首席执行官 Mark Davis 在接受 EE Times 采访时表示,这一战略转型标志着 CrossBar 摆脱了对非易失性半导体存储器的传统专注,为公司技术开辟了新市场。 PUF 通过特定挑战从物理设备中产生唯一的数字指纹。虽然 PUF 长期以来用于微处理器,但在线银行和物联网(IoT)的兴起放大了对基于硬件的加密、签名和认证的需求,应用范围扩展至 ASIC、微控制器和 SoC。 CrossBar ReRAM PUF 密钥可由单个或双 ReRAM
初创公司Esperanto宣布ET-SoC-1,一款面向数据中心M.2加速器插槽的1093核RISC-V AI加速器。在Hot Chips会议首秀,芯片单张Glacier Point卡六模块提供800 TOPS性能,功耗包络120W以内。 设计亮点 ET-SoC-1含1088个执行AI工作负载的ET-Minion核心、四高性能ET-Maxion核心和一RISC-V服务处理器。架构围绕能效构建:1GHz主频、0.4V供电、台积电7nm工艺赋予芯片20W/片“最佳平衡点”,可在10-60W间灵活运行。 目标用例:推荐推理 超大规模运营商要求推荐引擎推理延迟≤10ms。芯片以片上100MB内存和加速
交流耦合跨阻放大器如何消除绿光LED心率传感器环境光噪声 绿光LED光电容积脉搏波(PPG)传感器现为可穿戴、手机、健身追踪器标配。其低成本简易性具吸引力,却受环境干扰困扰,可能降级甚至阻碍可靠心率测量。 典型误差源含手指放置敏感性、LED-传感器距离变化,最关键的是强环境光淹没光电二极管信号。为解决此问题,我设计了交流耦合跨阻放大器(TIA),拒绝环境光产生的光电二极管直流分量,同时保留调制脉冲信号。 仿真证实交流耦合阻断光电二极管直流偏置,有效滤除阳光或贴近传感器的100W白炽灯。电路如图1所示,用低噪声2.5V基准维持稳定基线。 图1:带低噪声2.5V基准电平的交流耦合TIA。 为验证仿
设计既用户友好又节能的医疗设备至关重要。本文详述构建下一代脉搏血氧仪的实用步骤和设计考量。 前文解释脉搏血氧仪规格;此处深入关键设计选择——透射式与反射式配置、最佳传感器位置、灌注指数优化、运动伪影减少、光学模拟前端集成细节。 透射式 vs 反射式 光电容积脉搏波(PPG)信号可用透射式或反射式LED-PD布局采集。透射式中,未吸收光穿过身体部位,适合手指、耳垂等高毛细血管密度部位。此布局提供40-60dB灌注指数(PI)提升,读数更稳定可重复,受微小位置变化影响小。 反射式PPG配置用于PD与LED必须并排场景,如腕戴或胸戴可穿戴。若光学路径和滤波精心管理,仍可提供准确数据。 图1.
Western Design Center持续支持6502架构,报告被许可方已出货超60亿嵌入式65xx处理器——年增长数亿单位。 PragmatIC Semiconductor重新定义复古创新。在柔性基板上嵌入Arm Cortex-M0后,公司现发布传奇6502处理器柔性版本。 对许多人,6502唤起1980年代激情——预算有限爱好者攒钱买BBC Micro,这款典型6502电脑后来激励无数程序员。 6502由Bill Mensch领衔在MOS Technology构思,因Motorola认为6800定价过高不利大规模采用而离职。1975年推出,6502低成本简洁设计成Steve Jobs、
在我们关于电阻温度检测器(RTD)三部分系列的第二篇中,深入探讨系统优化、元件选择和性能评估。 第一部分回顾首文涵盖温度测量挑战、RTD类型、配置、基础RTD电路。第二部分聚焦三种接线配置——两线制、三线制、四线制。本最终篇探讨如何微调RTD系统达峰值精度。 RTD系统优化 设计稳健RTD方案涉及三大关键决策: 传感器选择与接线图——选用合适RTD和连接方式。 测量配置——设定ADC参数、激励电流、增益、外部元件,同时遵守ADC限制。 误差预算——识别并缓解整体系统误差所有贡献源。 Analog Devices提供RTD配置器与误差预算计算器,从概念到原型简化这些选择。 该工具: 指导正
Intel宣布Loihi 2,其第二代神经形态处理器基于预生产Intel 4工艺节点制造。新芯片面向探索下一代脉冲神经网络(SNN)的研究人员,在可编程性、密度、可扩展性上实现实质增益。 Loihi 2关键增强 Loihi 2引入全可编程神经元指令集,允许脉冲携带整数载荷而非Loihi 1的二进制0/1。此变更增加模型表达力,减少给定任务所需神经元数量。 随硬件推出Lava——开源软件栈,统一事件驱动编程、异构执行、社区驱动代码共享。框架旨在加速神经形态应用开发,弥合研究与部署鸿沟。 常规CPU用细粒度内存,Loihi在每核心内直接存储数据,实现真正异步操作,匹配生物大脑基于时序逻辑。据Int
德州仪器(TI)宣布推出TMAG5170,这是专为工厂自动化和电机驱动系统实时控制设计的新款3D霍尔效应位置传感器家族首款产品。 TMAG5170提供集成诊断和先进功能,增强设计灵活性、提升系统安全性、降低能耗。 霍尔效应传感器像所有磁传感器一样,在超高精度与高吞吐率间存在权衡。真正稳定的传感器需在温度波动、环境条件、外部磁场下保持性能,却难以同时实现极致精度和快速数据率。 TI宣称TMAG5170弥合此鸿沟,兼具高精度和高吞吐率。“吞吐率提升意味着全速非必需时降低功耗,”TI位置传感产品营销与应用经理Steven Loveless表示。 自动化仓库机器人。(来源:TI) 位置传感器 位置感
领先神经形态计算IP提供商BrainChip在近期Linley秋季处理器大会上推出两款搭载Akida神经形态SoC的开发套件。套件提供x86 Shuttle PC和基于Arm的树莓派两种形式,为开发者提供即用型平台构建和测试脉冲神经网络(SNN)应用。Akida硅片也可集成至自定义设计。 Akida神经形态架构优势 Akida神经形态架构通过模仿大脑事件驱动处理实现超低功耗AI。区别于传统深度学习模型,SNN通过编码空间模式和时间序列的离散脉冲传递信息。这种事件域理想适配需从传感器流实时、功耗敏感推理的边缘设备。 除原生SNN工作负载,BrainChip神经处理单元(NPU)经MetaTF软件
高性能电动汽车(EV)电机要求保证平滑性、可靠性和效率的控制策略。磁场定向控制(FOC)是行业标准解决方案,实现宽速域内精确转矩和磁通调节。 为使EV平滑加速滑行,控制器必须管理转矩和磁通,使电机低速输出最大转矩同时保持最优效率。这需要基于精确转子位置知识的精准电流控制。 在旋转电机中,定子通交流电激励绕组产生磁场。平滑运行秘诀在于知晓转子相对定子磁轴的角度。一旦知晓该角度,定子电流可与转子转矩轴对齐,确保定子磁通垂直转子磁通以达峰值效率。 基于FOC的电机控制 典型FOC系统如图1所示,结合协同工作的软硬件组件驱动永磁同步电机(PMSM)或无刷直流(BLDC)电机。 点击查看大图 图1:基
主动降噪(ANC)长期是发烧友标配,但自2019年某加州领先品牌推出首款配备ANC的真无线(TWS)耳机以来,其市场角色剧烈扩展。这一里程碑引发广泛认知,使ANC成为TWS耳机和头戴式耳机不可妥协的功能。 静态ANC方案 过去十年,多数头戴依赖分立元件。当时仅少数半导体厂商投资小型化ANC电子,限制创新。图1展示典型静态ANC电路:所有滤波阶段固定,唯一调节选项为量产时设定的机械电位器,用于抵消电声公差。 图1:典型分立静态ANC电路。 过去五年,数字ANC方案激增,提供若干优势:无需焊接RC元件、可通过固件更新提升性能、现场测试稳定性更好。但核心功能基本未变,设计师仍面临比模拟设计更高功耗和
一种新型混合数据流与冯·诺依曼架构可加速神经网络、机器学习、计算机视觉、DSP和基础线性代数子程序等工作负载。 硅谷初创公司Quadric设计出一种加速器,在机器人、工厂自动化、医学成像等边缘设备上同时提升AI推理和传统计算机视觉算法性能。硬件独特混合设计统一数据流与冯·诺依曼原理,高效执行神经网络、机器学习、DSP和线性代数例程。 “从一开始我们就认识到,边缘设备需要的不只是AI,”CEO Veerbhan Kheterpal对EE Times表示,“开发者需要单一系统同时运行经典高性能计算算法和AI。” Kheterpal强调,该架构非离散加速器集合,而是单一数据并行指令集,可加速包括AI
领先图像处理公司Ambarella宣布两款新系统级芯片(SoC)方案,融合高分辨率视频捕获与先进人工智能(AI)处理。专为安防摄像头和智慧城市部署设计,CV5S和CV52S提供4K视频编码和人脸、车牌识别等复杂AI任务。 CV5S:多传感器摄像头系统首选 CV5S面向多传感器摄像头系统,可处理多达四路800万像素(8MP)馈送——相当于4K分辨率——每路30帧/秒(fps)。可同时处理14路独立视频流,对每个4K帧实时执行AI。较前代产品,CV5S编码分辨率和内存带宽均翻倍,功耗降低30%。工作功耗5W以下,提供12 eTOPS(Ambarella衡量GPU等效性能指标)。 CV52S:单传感
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