Современная электроника 2018 №9

ПЛАТАН предлагает линейку встраиваемых щитовых приборов LUMEL Реклама BOPLA - любые корпуса для любых приборов ПЛАТАН Официальный дистрибьютор Janitza в России (495) 252-07-77, доб. 1562; e-mail:[email protected]

Реклама

ЖУРНАЛ 9/2018 CONTENTS MARKET Журнал «Современная электроника» 4 Special-Purpose Microelectronics – Promising Markets Dmitriy Raspopov Издаётся с 2004 года 6 Russian Market News Главный редактор А.А. Смирнов MODERN TECHNOLOGIES Заместитель главного редактора Д.А. Карлов 10 Engineering Platform for Digital Enterprise Vladimir Grechushkin Редакционная коллегия А.Е. Балакирев, В.К. Жданкин, 14 Silicon and Gallium-Aluminum Arsenide Technology. Part 10. С.А. Сорокин, Р.Х. Хакимов Литературный редактор/корректор О.И. Семёнова The Concept of Building an Optical Processor Valeriy Svede-Shvets, Вёрстка А.М. Бабийчук Vladislav Svede-Shvets, Maksim Zinoviev Обложка Д.В. Юсим Распространение И.С. Михтифидинова ([email protected]) TOOLING AND EQUIPMENT Реклама И.Е. Савина ([email protected]) 20 Development of the Method of Remote Attestation of Electrodynamic Учредитель и издатель ООО «СТА-ПРЕСС» Vibration Stands Evgeniy Nikolayev, Alexey Yazev, Tamara Tulyantseva Генеральный директор К.В. Седов Адрес учредителя и издателя: ELEMENTS AND COMPONENTS 117279, г. Москва, ул. Профсоюзная, д. 108, пом/ком/эт I/67/тех 26 Classics and Modern: Connectors of PJSC “Atlant Plant” Почтовый адрес: 119313, Москва, а/я 26 Тел.: (495) 232-0087 • Факс: (495) 232-1653 Alexandr Bekmachev, Sergey Galinovich [email protected] • www.soel.ru 30 ix Industrial: in for a Penny, in for a Pound Olga Romanovskaya 32 Fast Device Connections in Harsh Environments Markus Lewandowski Производственно-практический журнал 36 Debugging Tools for Microcontrollers STM32 from Amperka Company Выходит 9 раз в год. Тираж 10 000 экз. Цена свободная Oleg Valpa Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору за соблюдением законодательства в сфере DEVICES AND SYSTEMS массовых коммуникаций и охране культурного наследия 42 GENESYS+ – New Generation of Programmable Laboratory Power (свидетельство ПИ № ФС77-18792 от 28 октября 2004 г.) Свидетельство № 00271-000 о внесении в Реестр надёжных Supplies Vasiliy Lisin партнёров ТПП РФ 46 Display Systems for Outdoor Use Igor Mateshev 50 Problems of Testing DDR3, DDR4 and DDR5 Memory Modules Отпечатано: ООО «МЕДИАКОЛОР». Адрес: Москва, Сигнальный проезд, 19, бизнес-центр Вэлдан Pavel Loginov Тел./факс: (499) 903-6952 52 Debugging and Monitoring SpaceWire Channels Daniel Lazari, Перепечатка материалов допускается только с письменного Alexander Deucher, Angela Santos, Armin Horn, Matthias Beer, Volker Ohlen разрешения редакции. Ответственность за содержание рекламы несут рекламодатели. Ответственность за ENGINEERING SOLUTIONS содержание статей несут авторы. Материалы, переданные 56 Improving the Resolution of the EFM8LB12 Microcontroller ADC. Part 2 редакции, не рецензируются и не возвращаются. Мнение редакции не обязательно совпадает с мнением авторов. Aleksey Kuzminov Все упомянутые в публикациях журнала наименования 62 Control Module for Security Detector “Astra-5” Sergey Shishkin продукции и товарные знаки являются собственностью соответствующих владельцев. DESIGN AND SIMULATION 66 Automation of the Formation of Footprints of Electronic Components © СТА-ПРЕСС, 2018 in the Altium Designer Environment. Part 2 Alexey Yakubenko МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ 70 The Challenges of Designing Devices for the 5G Millimeter Range «СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА» можно скачать в Google Play в разделе «Приложения/ Networks Jack Browne Бизнес» (пользователям устройств на платформе Android) и в App Store в разделе «Бизнес» (пользователям iOS). PAGES OF HISTORY С помощью этого приложения можно бесплатно читать 76 100 Years of Superheterodyne Radio Receiver Vladimir Bartenev с экрана номера наших журналов. К новым номерам журнала доступ в приложении платный. EVENTS 84 Live Electronics of Russia – 2018 ПОДПИСКА 88 Mentor Graphics and “Nanosoft” Consider Modern Development Tools Концепция распространения журнала – for Electronic Devices БЕСПЛАТНАЯ ПОДПИСКА ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ. Предусмотрена подписка на печатную или электронную COMPETENT OPINION версию журнала. Условие сохранения такой подписки – 90 Questions of Terminology and Classification of Inverters. Part 4 своевременное её продление каждый год. Evgeniy Silkin ПЛАТНАЯ ПОДПИСКА С ГАРАНТИРОВАННОЙ ДОСТАВКОЙ Преимущества: 92 MAGAZINE SUBJECT INDEX 2018 • гарантированная доставка журнала, тогда как 2 WWW.SOEL.RU при бесплатной подписке редакция гарантирует только отправку, но не доставку журнала; • подписка доступна любому желающему по всему миру. ОФОРМЛЕНИЕ ПЛАТНОЙ ПОДПИСКИ В любом почтовом отделении России, подписное агентство «Роспечать»: Тел.: (495) 921-2550. Факс: (495) 785-1470 Индексы на полугодие – 46459, на год – 36280. Подписное агентство «Урал-Пресс»: Тел.: (499) 391-6821, 700-0507 • http://www.ural-press.ru СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

СОДЕРЖАНИЕ 9/2018 РЕКЛАМОДАТЕЛИ РЫНОК Elektro-Automatik . . . . . . . . . 75 4 Экстремальная микроэлектроника: перспективные рынки Дмитрий Распопов EREMEX (Delta Design) . . . . . . 61 6 Новости российского рынка Eurotech. . . . . . . . . . . . . . 35 Grayhill . . . . . . . . . . . . . . .8 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ICAPE Group . . . . . . . . . . . 69 Innodisk . . . . . . . . . . . . . . 12 10 Инженерная платформа для цифрового предприятия Владимир Гречушкин JTAG . . . . . . . . . . . . . . . .5 14 Кремниевая и арсенид-галлий-алюминиевая технология. Часть 10. Litemax . . . . . . . . . . . . .6, 47 Micrometals. . . . . . . . . . . . 83 Концепция построения оптического процессора Валерий Сведе-Швец, MPS. . . . . . . . . . . . . . . . .8 NI AWR . . . . . . . . . . . . . . 71 Владислав Сведе-Швец, Максим Зиновьев Phoenix Contact. . . . . . . . . . 33 ProChip . . . . . . . . . . . . . . .9 ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ProSoft . . . . . . . . . . . . . . 19 Rohde & Schwarz . . . 4-я стр. обл. 20 Разработка метода дистанционной аттестации электродинамических TDK-Lambda . . . . . . . . . . . 45 вибростендов Евгений Николаев, Алексей Язев, Тамара Тулянцева XP Power . . . . . . . . . . . . . 51 АДВАНТЕХ . . . . . . . . . . .6, 65 ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ АРБЕЛОС . . . . . . . . . . . . . 81 ДОЛОМАНТ. . . . . . . . . . . . 29 26 Классика и современность: соединители ПАО «Завод Атлант» МОРИОН . . . . . . . . . . . . . .7 ПЛАТАН-Энерго . . 2-я стр. обл., 7 Александр Бекмачев, Сергей Галинович ПРОТЕХ . . . . . . . . . . . . .6, 13 ТЕСТПРИБОР . . . . вклейка, 8, 21 30 ix Industrial: назвался груздем – полезай в кузов Ольга Романовская Фаворит-ЭК . . . . . . . . . . . 27 32 Влагозащищённые соединители для быстрого подключения устройств Маркус Левандовски 36 Отладочные средства для микроконтроллеров STM32 от компании «Амперка» Олег Вальпа ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 42 GENESYS+ – новое поколение программируемых лабораторных источников питания Василий Лисин 46 Системы отображения информации для уличного применения Игорь Матешев 50 Проблемы тестирования модулей памяти стандартов DDR3, DDR4 и DDR5 Павел Логинов 52 Отладка и контроль каналов SpaceWire Даниель Лазари, Александр Дойчер, Анжела Сантос, Армин Хорн, Матиас Бир, Фолькер Олен ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 56 Повышение разрешающей способности АЦП микроконтроллера EFM8LB12. Часть 2 Алексей Кузьминов 62 Модуль управления для охранного извещателя «Астра-5» Сергей Шишкин ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 66 Автоматизация формирования посадочных мест электронных компонентов в среде Altium Designer. Часть 2 Алексей Якубенко 70 Проблемы проектирования устройств для сетей 5G миллиметрового диапазона Джек Браун СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 76 100 лет супергетеродинному радиоприёмнику Владимир Бартенев СОБЫТИЯ 84 Живая электроника России – 2018 88 Mentor Graphics и «Нанософт» представили современные средства разработки электронных устройств КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 90 Вопросы терминологии и классификация инверторов. Часть 4 Евгений Силкин ЭЛВИС . . . . . . . . . . . . . . .1 92 СВОДНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ЖУРНАЛА ЗА 2018 ГОД СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 3

РЫНОК Экстремальная микроэлектроника: перспективные рынки Дмитрий Распопов ([email protected]) характеристиками широко применя- ются в авиа- и автомобилестроении, Экстремальная электроника остаётся одним из перспективных энергетической и нефтедобывающей сегментов мировой микроэлектронной промышленности. отраслях, военно-промышленном ком- Полупроводниковые компоненты с улучшенными эксплуатационными плексе (ВПК), аэрокосмической про- характеристиками (термо- и радиационно стойкие) широко применяются мышленности, а также в других как тра- в авиа- и автомобилестроении, энергетической и нефтедобывающей диционных, так и новых сферах эко- отраслях, ВПК, аэрокосмической промышленности и других сферах номики. экономики. Спрос на экстремальную электронику растёт с каждым годом. По оценкам компании Frost & Sullivan, в 2017 году объём рынка Нефтяная промышленность силовых полупроводниковых компонентов составил $35–40 млрд, Использование силовых микро- что соответствует 8,5–9,7% мирового рынка микроэлектроники. электронных элементов позволяет В 2017 году объём мирового рынка го оборудования повышенной мощно- повысить эффективность работы микроэлектроники составил $412 млрд, сти, а также в условиях высоких темпе- многих видов технологического обо- что на 21,6% больше, чем годом ранее. ратур (выше +100°С) и сильной радиа- рудования. Так, в нефтяной промыш- Это рекордный показатель за послед- ционной активности. ленности термоустойчивые полупро- ние 7–8 лет. В период 2017–2018 годов водниковые компоненты применя- рынок сохранил высокие темпы роста – В 2017 году объём мирового рынка ются для изготовления подземных во многом за счёт развития производ- экстремальной электроники оценивал- электродвигателей, предназначен- ства и внедрения микросхем памяти. ся в пределах $35-40 млрд, или 8,5–9,7% ных для бурения наклонно-направ- По итогам 2018 года мировой рынок от общемирового. Лидерами в области ленных скважин большой протяжён- микроэлектроники увеличится почти производства высокостойких полупро- ности (до нескольких километров). на 16% и составит $477 млрд (см. рис. 1). водников являются страны Юго-Вос- Такие двигатели способны выдер- точной Азии (Китай, Малайзия, Тай- живать температуру от +150…+175°С РЫНОК ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ вань, Сингапур, Южная Корея и др.), до +200°С, что позволяет существен- США и европейские государства. Доля но снизить количество отказов обо- ЭЛЕКТРОНИКИ России пока составляет менее 0,4–0,5% рудования и увеличить межремонт- Экстремальная электроника остаёт- ($150–170 млн по итогам 2017 года) от ный интервал. При этом также сокра- общемировых значений. щаются временны′ е и финансовые ся одним из перспективных сегмен- потери операторов и, как следствие, тов мировой микроэлектронной про- ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ повышается коэффициент извлече- мышленности. Данная сфера включает ния нефти (КИН). в себя электронные устройства, микро- ИСПОЛЬЗОВАНИЯ схемы, чипы и т.д., рассчитанные на Полупроводниковые компоненты с Автомобилестроение эксплуатацию в составе энергетическо- Одной из наиболее перспективных повышенными эксплуатационными сфер применения полупроводниковых 600 компонентов сегодня является автомо- бильная промышленность. В 2017 году 502 объём этого рынка составил более 500 477 $37 млрд. При этом объёмы потребле- ния микроэлектронных компонентов 412 продолжают расти с каждым годом, особенно со стороны стран Азиатско- 400 Тихоокеанского региона (в частности Китая, Японии, Южной Кореи и Индии), 336 335 339 которые производят в общей сложно- сти около 50% всех автомобилей в мире. $, млрд 298 300 292 306 300 Европейский регион занимает 2-е ме- сто по количеству выпускаемых авто- 200 мобилей, однако страны Европы лиди- руют на мировом рынке производите- 100 лей автомобильной микроэлектрони- ки и полупроводниковых компонентов, 0 2017 2018 2019 суммарно занимая около 60% этого 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 (прогноз) (прогноз) рынка. Источники: SIA, WSTS, IHS Рис. 1. Объём мирового рынка микроэлектроники в 2010–2019 гг. 4 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

РЫНОК В автомобильной промышленности 2016 году во всём мире в эксплуата- 820 применение полупроводниковых эле- ции находилось порядка 100 малых 580 ментов с повышенными эксплуатаци- спутников, то, согласно прогнозам, онными характеристиками обуслов- к 2022 году их количество увеличит- 100 2027 лено, в частности, переходом от меха- ся почти в 6 раз (до 580 единиц), а к нических и гидравлических систем к 2027 году – более чем в 8 раз (820 еди- 2016 2022 электромеханическим и мехатронным ниц) (см. рис. 2). Источники: SIA, Euroconsult и необходимостью располагать элек- тронные компоненты ближе к источ- Сегодня малые спутники всё активнее Рис. 2. Мировой рынок малых спутников никам тепла. используются для развития систем свя- в 2016–2027 гг. зи (11% рынка), видео- и фотонаблю- Применение экстремальной микро- дения (29%), геонавигации (1%), прове- спутников, можно прогнозировать электроники в автомобилестроении дения научных исследований (19%) и высокий спрос на полупроводнико- позволяет существенно увеличить даль- демонстрации технологий (12%). вые компоненты с повышенными экс- ность пробега гибридных автомобилей. плуатационными характеристиками (в Также термоустойчивые микроэлек- Всего производством малых спутни- частности, радиационно-стойкие эле- тронные элементы используются для ков в мире занимается 38 компаний. менты) со стороны компаний-произво- изготовления различных комплектую- Большинство из них (более 90%) рас- дителей. В свою очередь, рост спроса на щих автомобилей, например тормоз- положено в странах Северной Амери- спутниковое оборудование будет обу- ных систем (рабочий диапазон тем- ки и Европы. Порядка 53% производи- словлен такими факторами, как высо- ператур +200…+300°С), двигателей и телей располагают технологиями для кая надёжность, а также низкая стои- трансмиссий (+150…+200°С), выхлоп- выпуска наноспутников, и только 16% мость вывода спутников на орбиту и ной системы (до +850°С). могут производить малые спутники их последующего сервисного обслу- массой 100–150 кг. живания. Аэрокосмическая (спутниковая) промышленность На сегодняшний день общий объём рынка микроэлектроники в аэрокос- Производство малогабаритных спут- мической промышленности уже пре- ников (массой до 500 кг) – ещё один вышает $1,2 млрд, а к 2023 году (соглас- перспективный рынок для экстре- но ряду оценок) он может вырасти до мальной микроэлектроники. Если в $1,5 млрд. Учитывая увеличение объё- мов выпуска и частоты запусков малых Реклама СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 5

РЫНОК На правах рекламы Новости российского рынка ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ МЕДНАЯ ОПЛЁТКА ДЛЯ требующим отмывки и не содержащим гало- Медная оплётка EasyBraid выпускается УДАЛЕНИЯ ПРИПОЯ EASYBRAID генных активаторов. Такое покрытие сохра- в трёх вариантах: няет эффективность даже при длительном 1. Безотмывная; Компания Desco Europe, всемирно из- хранении в условиях повышенной влажности. 2. Безотмывная, бессвинцовая; вестный производитель антистатическо- 3. Без флюса. го оснащения, представила новый бренд – EasyBraid. Все варианты оплётки доступны шири- ной: 0,63; 1,27; 1,9 ; 2,41; и 2,9 мм. EasyBraid – это медная оплётка для уда- ления припоя с печатных плат, она неза- За дополнительной информацией по менима при выпайке компонентов и ми- EasyBraid обращайтесь к специалистам кросхем. обособленного подразделения питерской компании ООО «ПРОТЕХ». Медная оплётка специально разработана для выпайки компонентов с печатной пла- https://www.protehnology.ru/ ты без удаления остатков флюса. Тел.: +7 (812) 643-2355 доб. 205 Единый номер: 8 (800) 555-2699 EasyBraid изготавливается из медной оплётки, покрытой в вакууме флюсом, не ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ МАЛОШУМЯЩИЙ ГЕНЕРАТОР ● интерфейс управления: USB, RS-232; В сегменте дисплеев для транспорта по- СИГНАЛОВ 100 КГЦ – 20 ГГЦ ● формат команд: SCPI; явились 4 новых модели полоскового (уль- ● габаритные размеры (высота × ширина × траширокого) формата: ООО «АДВАНТЕХ» (AdvanteX), российский 1. SCD3685-I – это фактически два обыч- разработчик и производитель СВЧ-узлов и × глубина) – 9,5×24,5×34 см. систем, представляет синтезатор частот www.advantex.ru ных дисплея Spanpixel, совмещённые в SGU20 в корпусе с экраном и клавиатурой. едином корпусе. Такое решение подой- Тел.: (495) 721-4774 дёт для транспортных терминалов, ваго- Отличительными особенностями данно- нов метро и информационных систем в го прибора являются низкий уровень фазо- LITEMAX ПРЕДСТАВИЛА НОВЫЕ аэропортах. вого шума, широкий частотный диапазон и 2. SCD5745-I – двусторонний дисплей удобство эксплуатации. ДИСПЛЕИ ДЛЯ ТРАНСПОРТА Litemax с разрешением 4К. Прекрасный дисплей для отображения подробной ин- Основные характеристики: И DIGITAL SIGNAGE формации о маршрутах, графике поез- ● диапазон частот от 100 кГц до 20 ГГц; дов/самолётов/автобусов и рекламы. ● шаг перестройки 0,0001 Гц; Компания Litemax, один из лучших произ- Этот дисплей выбрали для использова- ● уровень фазового шума: водителей полосковых и сверхъярких дис- ния в Нью-Йоркском метро, одном из са- плеев, представила новые модели на вы- мых информационно загруженных в мире. – –140 дБн/Гц при отстройке 10 кГц ставке InnoTrans 2018 (Германия). 3. SSD3701-Y – этот дисплей предназначен @ 1 ГГц, для самых солнечных мест установки. Яр- Президент компании продолжил славную кость в 3000 кд/м2 и специальная плён- – –155 дБн/Гц при отстройке 10 кГц традицию игры на опережение конкурентов ка на поверхности – залог того, что пас- @ 1…100 MГц; и представил технологию, только выходя- сажиры смогут легко прочитать маршрут щую на рынок Digital Signage дисплеев – и расписание даже под ярким солнцем ● уровень негармонических составляю- Intel Smart Display Module. Сочи. щих менее –60 дБн во всей полосе, ме- 4. ITRP-2845 – первый панельный компью- нее –70 дБн (тип.); Фактически в Litemax одними из первых тер в сверхшироком (16:3) формате. разработали дисплеи, совместимые с но- Прекрасно приспособлен для работы на ● время перестройки от 1 мкс (шаг вым одноплатным компьютером от Intel. Их улице: конструктив соответствует стан- < 10 МГц) до 140 мкс (во всей полосе); неоспоримые преимущества в быстроте и дарту EN 50155 (европейский ЖД стан- удобстве обслуживания, высокой произво- дарт), степень защиты IP65 и яркость ● выходная мощность от –10 до +15 дБм с дительности и различных вариантах техно- 1000 кд/м2. Встроенный компьютер на про- шагом 0,5 дБ, с опцией электронного ат- логического оснащения. цессоре Intel Skylake-U позволит справить- тенюатора (AT) от –110 до +13 дБм; ся с большинством задач на транспорте. Сейчас Litemax выводит на рынок три дис- ● выход опорной частоты 10 или 100 МГц; плея с поддержкой Intel SDM: на 32, 43 и www.prochip.ru ● частота внешнего опорного сигнала 55 дюймов. Тел.: (495) 232-25-22 1–250 МГц (шаг 1 МГц); 6 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

РЫНОК На правах рекламы LUMEL В РОССИИ: N43 ● автоматическое считывание кольцевого буфера приборов; ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА N14 ДЛЯ МОНИТОРИНГА ний с высокой точностью. Малая глубина ● хранение измеряемой информации в ба- ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ монтажа позволяет осуществить интегра- зе данных; цию даже в тех местах, где пространство Анализ энергопотребления невозмо- сильно ограничено, например, в распре- ● графическое представление измеряемых жен без постоянного мониторинга пото- делительных шкафах. Благодаря просто- величин в режиме реального времени; ков энергии в системе электроснабжения. те конструкции устройства и наличию боль- В системах энергоменеджмента и управ- шого количества интерфейсов при монтаже ● настраиваемая топология со свободно вы- ления себестоимостью энергии, а также и подключении удаётся значительно сни- бираемыми значениями; в системах контроля качества электросе- зить трудозатраты и сэкономить денежные ти не обойтись без универсальных изме- средства. ● настройка измерительных приборов; рительных устройств. ● настройка, визуализация, обработка и Анализатор энергопотребления N14 Компания Lumel является ведущим миро- Lumel может использоваться в сетях сбора анализ данных; вым производителем в области встраивае- данных или в качестве одного измеритель- ● разработка обширных автоматизирован- мого цифрового измерительного оборудова- ного прибора вместо многих различных (ам- ния. Оборудование Lumel широко применя- перметров, вольтметров, ваттметров, вар- ных систем управления производством и ется в устройствах распределения энергии, метров, фазо- и частотомеров и других). потреблением энергии; системах оптимизации энергии и системах ● визуализация источников энергии при по- коррекции коэффициента мощности. Для средних и больших проектов особен- мощи топологии; ное значение имеют автоматическое счи- ● документирование качества мощности со Практически каждый потребитель мо- тывание измеряемых параметров и управ- свободным выбором периода времени; жет найти для себя прибор с необходимы- ление данными, а именно: ● анализ причин ошибок сети; ми функциями и по приемлемой цене. ● визуализация измеряемых значений; ● наличие центра обработки стоимости энергии (то есть простое и точное вычис- Европейская продукция Lumel (Поль- ление стоимости электричества); ша) отвечает всем требованиям европей- ● стабилизация источника энергии с по- ской сертификации: ISO 9001:2008, ISO мощью функции сигнализации при пре- 14001:2004, ISO/TS 16949:2009. Оборудо- вышении заданных пределов, например, вание серии N43, N14 и ND20 использует- во время перенапряжения или кратковре- ся для анализа расходов по электроснабже- менного прерывания питания; нию с целью их снижения, а также оптими- ● улучшение качества мощности, напри- зации затрат на обслуживание электросетей мер, анализ гармоник для обнаружения и сокращения себестоимости продукции на неисправностей; производстве. ● анализ профиля нагрузки, к примеру, про- гнозирование потребления для улучше- Анализатор качества электроэнергии N43 ния контракта с поставщиком энергии; Lumel – очень компактное и мощное универ- ● все приборы внесены в ГОСРЕЕСТР. сальное измерительное устройство, снаб- Сертифицированным дистрибьютором женное высокопроизводительным иннова- компании Lumel на российском рынке яв- ционным микропроцессором. Частота ска- ляется ООО «Платан-Энерго». нирования всех каналов измерения в 20 кГц позволяет проводить непрерывное измере- www.platan.ru ние и сбор до 2000 (!) измеряемых значе- Тел.: (495) 252-0777 доб. 1562 E-mail: [email protected] ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Уникальными характеристиками гене- LK4670 ратора ГК341-ТС являются кратковремен- НИЗКОПРОФИЛЬНЫЙ ная нестабильность частоты (девиация Ал- 1×10 -12 лана) менее 1,5×10–13 на 1 секунде и фа- ПРЕЦИЗИОННЫЙ МАЛОШУМЯЩИЙ зовые шумы до –120 дБ/Гц для отстройки 1×10 -13 1 Гц и до –168 дБ/Гц для отстройки 10 кГц. ГЕНЕРАТОР ГК341-ТС Нестабильность в интервале температур 0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 1k обеспечивается на уровне до 10–9. АО «Морион» (Санкт-Петербург), веду- щее предприятие России и один из миро- Генератор имеет электрическую пере- вых лидеров в области разработки и серий- стройку частоты. ного производства пьезоэлектронных при- боров стабилизации и селекции частоты, ГК341-ТС может использоваться как в из- представляет малогабаритный прецизион- мерительной технике, так и в телекоммуни- ный малошумящий генератор ГК341-ТС. кационном оборудовании. Генератор ГК341-ТС поставляется на ча- Уровень фазовых шумов (дБ/Гц, при от- стоту 10 МГц и доступен в исполнении RoHS. стройке) представлен на графике. Габаритные размеры прибора составля- Дополнительная информация об этих и ют 50,8×50,8×16,0 мм. других новых приборах доступна на сайте АО «МОРИОН». www.morion.com.ru Тел.: (812) 350-75-72, (812) 350-92-43 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 7

РЫНОК На правах рекламы НОВЫЕ МАЛОШУМЯЩИЕ Все МШУ этих серий имеют максималь- 4,5–55 В VIN MPM3530 OUT 3,3 B @ 3A ную входную мощность +13 дБм, рабочую C1 R4 FB УСИЛИТЕЛИ температуру от –55 до +85°С и соответству- 1M R1 ют стандарту RoHs. 4,7 uF 10k C2 L3 NARDA-MITEQ EN АО «ТЕСТПРИБОР» является официаль- R5 VDD 2×22uF АО «ТЕСТПРИБОР» представляет новую ным партнёром L3 Narda-MITEQ на террито- 100k серию малошумящих усилителей (МШУ) в рии РФ, что гарантирует высокую скорость PG R2 частотных диапазонах от 100 МГц до 40 ГГц поставки, конкурентоспособную стоимость COMP 4,32k производства компании L3 Technologies продукции, а также оказание оперативной Narda-MITEQ. технической поддержки на всех этапах. 23,22 мм R6 R3 FREQ 102k 2,53k Компания L3 Narda-MITEQ является при- www.test-expert.ru AGND C3 знанным лидером в отрасли СВЧ- и ВЧ- Тел./факс: (495) 657-87-37 GND 2,2nk компонентов. Продукция компании широ- ко известна своей долговечностью и на- НОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Входное напряжение может варьировать- дёжностью. MPM3530 ся от 4,5 до 55 В. Новые МШУ разделены по сериям Р1дБ: С ИНТЕГРИРОВАННОЙ Преобразователь работает на частоте +10 дБм, +15 дБм, +20 дБм и +25 дБм. ИНДУКТИВНОСТЬЮ 520 кГц с возможностью программирова- ния частоты и внешней синхронизации. В каждой серии есть возможность выбрать Компания Monolithic Power Systems (MPS) коэффициент усиления: 20, 30 или 40 дБ. анонсирует новый преобразователь MPM3530 Преобразователь MPM3530 отличается с интегрированной индуктивностью. высоким КПД (более 92%) и наличием выво- да Power Good, сигнализирующим о том, что MPM3530 представляет собой модуль выходное значение находится в заданном синхронного, понижающего преобразова- диапазоне. Высокая степень интеграции по- теля со встроенным силовым МОП-ключом, зволяет компактно разместить на печатной индуктивностью и двумя конденсаторами. плате схему преобразования напряжения. Таким образом, MPM3530 является ком- пактным решением для питания электрон- Микросхема имеет защиту от перегрева, ных устройств с напряжением от 1 до 15 В короткого замыкания и перегрузки по току с максимальным током до 3 А. в каждом цикле преобразования. MPM3530 сохраняет работоспособность в диапазоне температур от –40 до +85°С. www.prochip.ru Тел.: (495) 232-2522 ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР 8 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

Реклама



Реклама

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Инженерная платформа для цифрового предприятия Владимир Гречушкин ([email protected]) Построение дата-центра в промыш- ленности имеет свои особенности. Как Последние несколько лет как в западных странах, так и в России активно правило, головная организация распо- обсуждается 4-я промышленная революция (Индустрия 4.0). Коротко лагается в крупном городе, например в её можно охарактеризовать как построение полностью цифрового Москве или Санкт-Петербурге, но при производства, на котором оборудование, датчики и информационные этом зачастую не является собственни- системы соединены на протяжении всей цепочки производства. ком здания, в котором находятся сер- В цифровом пространстве происходит как вертикальная, верные помещения. Использование так и горизонтальная интеграция производственных процессов. арендованной площадки накладыва- Предприятие начинает работать как единый организм, связи ет определённые ограничения как на с контрагентами упрощаются и автоматизируются. Такая эволюция планировку помещений, так и на пре- должна привести к тому, что за счёт оптимизации бизнес-процессов доставляемую арендодателем инфра- и внедрения новых технологий бизнес сможет одновременно снизить структуру, тем самым существенно затраты и увеличить объём производства. снижая гибкость при проектировании. Иными словами, иногда компании стал- В России целенаправленно взят курс использование мобильных и носи- киваются с ситуацией, когда неисполь- на цифровизацию промышленности, мых устройств сотрудниками предпри- зуемые решения определяют требова- и это происходит не только на словах, ятия, передовые технологии обеспече- ния к инженерной инфраструктуре, но и на деле – в частности, предприя- ния человеко-машинного интерфейса а существующая инженерная инфра- тиям может быть оказана финансовая (HMI) и другие. Однако необходимо структура определяет требования к поддержка со стороны государства. учитывать, что применение этих техно- программно-аппаратным решениям. В качестве примера можно привести логий одновременно приводит к росту При этом, как правило, у промышлен- программу «Цифровизация промыш- хранимых и обрабатываемых данных ных компаний есть несколько произ- ленности» Фонда развития промыш- на предприятии, что, в свою очередь, водственных площадок, расположен- ленности (ФРП). ведёт к необходимости увеличения пар- ных в других городах и регионах. Для ка серверов, систем хранения данных, крупных предприятий такие производ- Таким образом, можно с уверенно- сетевого оборудования. Для размеще- ственные площадки можно сравнить с стью сказать, что цифровое производ- ния всего этого необходимы инженер- городом внутри города с собственны- ство – это не просто теоретическая кон- ная инфраструктура, свободное про- ми дорогами, зданиями, коммуникаци- цепция. Ряд крупнейших нефтегазовых, странство в серверных помещениях, ями. В этом случае наличие простран- металлургических, производственных наличие свободных каналов переда- ства для размещения ЦОД не является предприятий России уже активно вне- чи данных и электроэнергии. сколь-либо существенным ограниче- дряет технологии, относящиеся к Инду- нием, поскольку, как часто оказыва- стрии 4.0, и, по их словам, этот процесс Можно с уверенностью сказать, что в ется, имеется несколько старых кор- уже стал необратимым, а те технологии, современной реальности больше нель- пусов или технологических помеще- которые вчера казались делом далёкого зя спроектировать центр обработки ний, старые телекоммуникационные будущего, сегодня становятся жизнен- данных (ЦОД) исходя из существую- помещения узлов связи или аккумуля- но необходимыми для сохранения кон- щей нагрузки и быть уверенным, что он торные помещения, которые в насто- курентоспособности бизнеса. сможет обеспечить потребность орга- ящий момент уже не используются. низации в вычислительных мощностях Однако, несмотря на видимую просто- К таким технологиям можно отне- даже на горизонте 3–5 лет. Динамичное ту их использования для размещения сти промышленный Интернет вещей развитие технологий требует гибких, ЦОД, эти помещения строились доста- (IIoT), анализ больших данных и пре- масштабируемых решений. точно давно и те требования, которые диктивную аналитику, повсеместное закладывались при их проектирова- нии, могут существенно отличаться от Prefab-ЦОД Schneider Electric в разрезе современных (недостаточная нагрузоч- ная способность перекрытий, наличие окон, устаревшие системы вентиляции, отсутствие необходимых закладных, необходимость полной замены щито- вого оборудования и систем распреде- ления питания, ограничения планиро- вок как внутри здания, так и снаружи). Всё это может потребовать проведения не только косметического ремонта, но 10 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ и серьёзного перестроения этих поме- онеров), так и внешняя: при полном быть спроектированы основной и щений. заполнении одного модуля около него с резервный дата-центры. Можно пред- минимальными временны′ ми и финан- усмотреть полностью симметричную Альтернативой является размеще- совыми затратами может быть разме- конфигурацию, при которой основной ние здания дата-центра на террито- щён дополнительный, который был ЦОД будет иметь удалённую резервную рии предприятия в виде нового соо- заранее спроектирован. Тем самым обе- площадку, обеспечивающую работу ружения. Такой вариант может иметь спечивается наиболее близкая к линей- всех ИТ-систем в случае чрезвычай- два подхода. Первым является капи- ной зависимость затрат от мощности, ного происшествия на основной, либо тальное строительство – проектирова- а инвестиции осуществляются по мере асимметричную конфигурацию, при ние и возведение полноценного здания. необходимости. Таким образом, если которой «зеркало» на удалённой пло- Однако опыт показывает, что органи- при проектировании вычислитель- щадке имеют только наиболее критич- зация может столкнуться с очень длин- ной системы была допущена ошибка ные для бизнеса системы. Однако при ным циклом проектирование – согла- (как в меньшую, так и в бо′льшую сто- выборе места для размещения резерв- сование – строительство. Процесс, как рону) либо потребность в процессе экс- ного дата-центра необходимо учиты- правило, растягивается на несколько плуатации существенно изменилась, вать расстояние между площадками и лет даже до начала чистовой отделки такой подход позволит минимизиро- задержку в канале. Для определённых помещений. Помимо сроков, стоимость вать негативный эффект. систем, например сети хранения дан- нового сооружения может составлять ных (СХД), в случае использования син- существенную часть средней стоимо- Альтернативой модульной быстро- хронной репликации между площадка- сти одного юнита (U) полезного про- возводимой конструкции является ми этот параметр может существенно странства в телекоммуникационной использование контейнерных prefab- сказываться на производительности, а стойке для размещения оборудования. ЦОД. Несмотря на то что данный вари- асинхронная репликация может допу- Вторым подходом является использо- ант имеет несколько известных успеш- скать пропажу данных. Также этот пара- вание модульных быстровозводимых ных реализаций, в том числе в России, метр может быть критичен для рабо- конструкций либо контейнерных дата- он накладывает также ряд ограниче- ты других приложений, например баз центров высокой заводской готовно- ний, которые необходимо учитывать. данных и распределённых виртуаль- сти (prefab-ЦОД). Этот подход имеет Зачастую, когда организация рассма- ных сред. Для большинства случаев несколько преимуществ. Опираясь на тривает контейнерный ЦОД, одним имеется возможность заранее просчи- опыт, можно сказать, что по сравне- из требований выступает его мобиль- тать все параметры и продумать список нию со стоимостью возведения ново- ность, т.е. возможность перенести дата- систем, которые будут расположены го здания и даже со стоимостью пере- центр на новую площадку с минималь- на основной и резервной площадках, строения уже существующих помеще- ными затратами. Однако при этом не и правильно подобрать инженерную ний данный подход может требовать учитывается тот факт, что такое пере- инфраструктуру. наименьших затрат, кроме того, он, мещение может потребовать полного как правило, может быть реализован демонтажа серверного оборудования, Отдельно стоит отметить, что даже в наиболее короткие сроки и совер- инженерной инфраструктуры и т.д. – в случае использования асинхронной шенно точно предоставляет наиболь- иными словами, развёртывание ЦОД конфигурации на обеих площадках шую гибкость при проектировании на новой площадке может быть сопо- лучше использовать однотипное обо- и последующей эксплуатации. Дело в ставимо по срокам и сложности с его рудование для упрощения его эксплу- том, что в случае необходимости уве- первичной установкой. Полностью на атации и обслуживания. личения числа стоек с оборудованием, монтаж и настройку могут уйти дни и например при объединении несколь- даже недели, в зависимости от сложно- Кроме этого, ИТ-инфраструктура ких серверных помещений в процессе сти проекта. распределённого предприятия име- реорганизации в связи с ростом обра- ет ряд серверных комнат на осталь- батываемых данных либо внедрении Ещё одним ограничением является ных производственных площадках. новых систем, пространства в дата-цен- то, что стандартный контейнер имеет Для крупных организаций их количе- тре может быть недостаточно. Альтер- достаточно небольшую ширину для ство может быть достаточно большим, нативой является закладывание ещё серверного помещения. Это может а общий счёт телекоммуникационных на этапе проектирования резервного существенно усложнить процесс экс- стоек в распределённой инфраструк- пространства для возможного наращи- плуатации и обслуживания установ- туре может идти на десятки и сотни. вания мощностей, что экономически ленного оборудования из-за ограни- В этом случае рекомендуется рас- неэффективно. В случае использования ченного сервисного пространства. смотреть построение распределён- модульного решения есть возможность С другой стороны, если сделать контей- ной инфраструктуры по принципу создать типовой модуль, например на нер шире, то теряется возможность его периферийных вычислений (Edge- 100–120 кВт мощности, включающий беспрепятственного перемещения по вычислений). При таком подходе дан- порядка 20 типовых монтажных шка- автомобильным дорогам – тем не менее ные, которые создаются на удалённых фов и все необходимые инженерные это хорошее решение для небольшого площадках, например в результате сбо- системы: электропитания, кондицио- количества стоек либо специализиро- ра информации с датчиков, могут про- нирования, пожаротушения и т.д. При ванного оборудования. ходить предварительную локальную этом масштабируемость может быть обработку, прежде чем будут переда- как внутренней (можно использовать При проектировании ЦОД рекомен- ны в центральный ЦОД. Это позволит модульные ИБП, масштабируемую кон- дуется сразу продумать вопрос отказо- увеличить скорость принятия реше- фигурацию внутрирядных кондици- устойчивости. Промышленные ком- ний, снизить нагрузку на канал, повы- пании, как правило, имеют несколько сить отказоустойчивость. Однако что- площадок, на двух из которых могут СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 11

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ бы получить такой эффект, необхо- Процесс внедрения цифровых тех- всю выгоду, поскольку за время, необ- димо рассматривать эти удалённые нологий и модернизации ИТ-инфра- ходимое для этого, сама суть техноло- площадки как часть общей распреде- структуры должен опираться на гий может измениться. лённой ИТ-инфраструктуры. Они долж- надёжный и продуманный фунда- ны соответствовать общим требовани- мент инженерных систем, а наличие Schneider Electric уделяет комплекс- ям с точки зрения надёжности и отка- распределённого парка оборудова- ным решениям для инженерной инфра- зоустойчивости. ния при правильном планировании структуры ИТ-объектов не меньшее инфраструктуры и внедрении страте- внимание, чем отдельным компо- Для повышения скорости внедре- гии повторяемых модулей не усложня- нентам. Компания уже более 15 лет ния, а также в целях упрощения раз- ет, а наоборот – упрощает эксплуата- фокусируется на создании инженер- вития такой сети и управления ей ещё цию и развитие предприятия. Также ной платформы от одного произво- на этапе предпроектных и проектных необходимо отметить, что примене- дителя. В 2003 году была представле- мероприятий необходимо разрабо- ние моновендорных решений как в на архитектура InfraStruxure, ставшая тать набор типовых решений, кото- области сетевых и вычислительных первой на рынке комплексной инже- рые будут учитывать все необходимые систем, так и в области инженерной нерной инфраструктурой для сервер- параметры. Необходимо определить, инфраструктуры даёт преимущества ных помещений. Она включала в себя какие данные будут обрабатываться предприятию на этапе проектиро- основные подсистемы: монтажные локально, какие – передаваться в ЦОД вания за счёт понятной совместимо- шкафы, ИБП, распределение питания, без обработки; составить конфигура- сти компонентов, на этапе эксплуата- кондиционирование и систему мони- цию серверного и сетевого оборудова- ции за счёт единого сервисного кон- торинга. С тех пор это моновендорное ния, требуемого для обработки данных; тракта и на этапе модернизации за решение охватывает всё большее коли- предусмотреть системы мониторинга счёт поддержки производителя ком- чество инженерных систем, и сегодня параметров среды, состояния оборудо- плексного решения, а не отдельных Schneider Electric предлагает заказчи- вания и системы безопасности; прове- устройств. Помимо экономических ку до 80% инженерной инфраструкту- сти аудит площадок, выбрать помеще- аспектов внедрения моновендорно- ры ЦОД от одного производителя как ния, где данное оборудование может го решения, важно и время, потрачен- в формате классического дата-центра быть размещено; составить перечень ное на создание инфраструктуры. Вне- в капитальном здании, так и в форма- требований к инженерной инфраструк- дрение современных технологий ста- те модульных быстровозводимых кон- туре, а затем провести классификацию рыми методами может свести на нет струкций или же prefab-ЦОД высокой узлов и выработать типовые решения. заводской готовности. ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР 12 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

Реклама ΋ΌΊÞΆ΍΍ÛΊΉ΃ÜåΉΊΆ Ί×ΊΌÝØΊ΄΃ΉÛΆÛΎΆΏΉΊÜΊ΅ÛÛ ØüòΒΕñΒêïõΐñï Duet FE 300-2 (9)8*)ũòóΒëΒΔõΕôΐóøΏõΏĀΔïΔõΐòΏ ìñĀΒøïΔõðïêΒîìΕΖΏôΓïΓΕøóΒΑôΏΑðΐìΒ ΔΒΔõΒĀóïĀôΒøõïòΐìï÷ïóΔðΒΑΔõΐΓïñýóΒΔõï (YIX*)éñΓðũôΓΔõΐõïêóΐĀΕïΕõΑòΐñΑëðΓ ΖΕõΐóΐêñïêΐΑõΕĀïêñÿéΓΑêΔΑòĀòΓíΑõéüõýôΑΔΑóΑΕΑóΐ êΕêĀîïΕôΔΓïîêΓìΕõêΑóóüòïóΖíìΐòï ũ΅ΔΐóΖñïΔΓêΐóóüΒΖëΓñýóüΒöïñýõΔ ũÞïñýõΔ,)4%þööΑðõïêóΓΕõý ðñΐΕΕ* ũɅÝêΑñïøΑóóüΒΔΐîòΑΔêüôΖΕðóüΗôΐõΔΖéðΓêòò ũɅ΄üΕΓðΐĀôΔΓïîêΓìïõΑñýóΓΕõýò3øΐΕ ũ΄ΓîìΖùóüΒôΓõΓðòΕΗòò ôΔïìΐêñΑóïïò×ΐΔ ũɅΉïîðïΒΖΔΓêΑóýùΖòΐ ì× ũΈΐõΑΔïΐñðΓΔôΖΕΐΕõΐñýΕôΓΔΓùðΓêüòôΓðΔüõïΑò ũØñĀìêΖΗΔΐéΓøïΗòΑΕõ ×ñΒð(YIX*)ôΒΔõΏêñĀΐõΔĀêðΒòôñΐðõΐ ΔðΒòéïóïΓΒêΏóóüòïôΓΐìêΏΓïõΐñýóüò öïñýõΓΏòï ΎΏΓΏðõΐΓïΔõïðï ðΒòéïóïΓΒêΏóóΒëΒöïñýõΓΏ ũÞïñýõΔ,)4% þööΑðõïêóΓΕõý  ũ΅ΐîΓêüΒöïñýõΔũëΔΐóΖñïΔΓêΐóóüΒ ΐðõïêïΔΓêΐóóüΒΖëΓñý ũ΀ΓΔôΖΕöïñýõΔΐũΕõΐñý ΓðΔΐùΑóóΐĀêñÿéΓΒ÷êΑõôΓ íΑñΐóïÿîΐðΐîøïðΐóΐ÷ΑóΖþõΓ óΑêñïĀΑõ ΎΏΓΏðõΐΓïΔõïðï ôΓΐìêΏΓïõΐñýóΒëΒöïñýõΓΏ ũΈΐõΑΔïΐñöïñýõΔΐũΕõΑðñΓêΓñΓðóΓ ũæööΑðõïêóΓΕõýũðñΐΕΕ*  ìΓøΐΕõï÷üìΓòïðΔΓó  ΆìïóüΒóΓòΑΔ  TVSXILRSPSK]VYôΔΓõΑΗΔö

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Кремниевая и арсенид-галлий-алюминиевая технология Часть 10. Концепция построения оптического процессора Валерий Сведе-Швец ([email protected]), Владислав Сведе-Швец, ды передачи, хранения и обработки Максим Зиновьев (Москва) информации. Обработка передавае- мой информации во время её переда- Десятая часть статьи продолжает рассказ о возможных способах чи через оптическую систему возмож- построения оптических процессоров, реализующих структуру векторно- на практически мгновенно. На пере- матричных умножителей, и процессоров с мультиклеточной структурой. дачу информации оптическим путём В статье показана концепция построения многопроцессорной тратится минимальная энергия, и аналоговой и цифровой векторно-матричной вычислительной при этом обеспечивается скрытность архитектуры с наращиваемой 3D-платформой вычислительных ядер информации, поскольку оптический и оптоэлектронными многоканальными коммутаторами стандарта сигнал является однонаправленным SpaceWire на основе электронной базы 3D М ФЭФ М (3D многоканальный и ничего не излучает в окружающую фотон-электрон-фотонный модуль). среду. Кремниевая технология, применя- Оптическая технология, созданная Все эти преимущества достигаются емая сегодня для создания процессо- на основе лазеров, фотодетекторов и благодаря тому, что в качестве носите- ров, приближается к своему пределу, и оптических волокон, позволяет пере- лей информации используются фото- ей на смену приходит оптическая тех- давать информацию целыми масси- ны, а не электроны. нология, разрабатываются оптические вами, многоканально или даже изо- фотонные процессоры. бражениями, используя разные сре- Преимуществами оптических вычис- лителей являются: Фотодетектор Циклические Световой источник ● малое время срабатывания переклю- для столбца 5 линзы для строки 1 w15 чателей; Фотодетектор Световой источник ● высокий параллелизм; для столбца 1 w12 для строки 6 ● распространение сигнала со скоро- w11 стью света; ● возможность прохождения большо- го количества световых сигналов по одной и той же области пространства без влияния друг на друга; ● практически полное отсутствие из- лучений во внешнюю среду. w61 СТРУКТУРА ОПТИЧЕСКОГО Маска весовых ВЕКТОРНО-МАТРИЧНОГО коэффициентов УМНОЖИТЕЛЯ Рис. 76. Электронно-оптический векторно-матричный умножитель Векторно-матричный умножитель – Рис. 77. Процессор Multiclet R1 WWW.SOEL.RU это простейший по своей природе оптический процессор, имеющий 14 средства для выполнения параллель- ного умножения матриц, которые требуются для работы большинства искусственных нейронных сетей. Параллельная природа вычислений в таком случае сохраняется и может быть описана математически в виде последовательных умножений векто- ра на матрицу – одна операция умно- жения в каждом слое. Таким образом, входной вектор умножается на матри- цу весовых коэффициентов, образуя вектор NET. Затем к нему приклады- вается функция активации F, обра- зуя вектор OUT, являющийся выхо- дом слоя: СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ где – NET вектор в виде строки, сформи- Многоядерная Мультиклеточная рованный взвешенными суммами вхо- фон-неймановская архитектура дов; OUT – выходной вектор; X – вход- ной вектор; W – матрица весовых коэф- архитектура ИУ УУ фициентов. ИУ УУ Существующие электронно-опти- ческие нейронные сети работают Память со скоростью, ограниченной только Память доступными электронно-оптически- ми компонентами; время вычислений ИУ УУ ИУ УУ потенциально располагается в субна- носекундном диапазоне. • Оперирует командами • Оперирует предложениями - замкнутыми • Команды упорядочены группами информационно связанных команд Система, обеспечивающая сред- • Информационный обмен между • Команды в предложении не упорядочены ства для выполнения параллельно- командами опосредован через память • Информационный обмен между командами – прямой, го умножения матриц, показана на («бутылочное горлышко») память в этот обмен не вовлекается рисунке 76. Размер матрицы – 6×5, при этом на выходе производится пяти- Примечание: ИУ – измерительное устройство, УУ – управляющее устройство. элементный вектор NET. Справа распо- Рис. 78. Мультиклеточная архитектура ложен столбец световых источников, лучи которых проходят через цилин- Поле регистров дрические линзы; каждый луч освеща- ет одну строку весовой маски. Таким ПБ0 ПБ1 ПБ2 ПБ3 образом, луч 1 освещает и w11 w12 w15. При этом в качестве маски может ПП0 ПП1 ПП2 ПП3 быть использована, например, фото- Коммутатор плёнка или фотодиодная матрица, у Периферийные которой каждый сектор пропорцио- устройства нален «весу». С левой стороны в слу- чае с фотоплёнкой располагается вто- ПД0 ПД1 ПД2 ПД3 рая цилиндрическая линза, фокусиру- ющая свет от каждого столбца маски на соответствующий фотодетектор, в результате чего световой поток на фотодетекторе 1 является суммой умножений световых интенсивностей на передаточную функцию столбца 1: где NETj – выход NE-нейрона j (выход Примечание: ПП – память программ, ПД – память данных, ПБ – процессорный блок. фотодетектора j); wij – вес связи от ней- Рис. 79. Архитектура процессора Multiclet R1 рона i к нейрону j (величина, обратно пропорциональная прозрачности весо- кристаллической плёнки вместо фото- менно заниматься решением разных вой маски в строке i, столбце j); X– i-я графического негатива. Это позволяет задач. компонента входного вектора i (выход изменять вес электронным способом в источника света i). течение микросекунд. Российский процессор MULTICLET R1 (см. рис. 77) является оригинальным Таким образом, на выходе из систе- ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРОЦЕССОРЫ процессором с универсальной не-фон- мы получается вектор, равный произ- неймановской архитектурой (см. рис. 78). ведению входного вектора и весовой С МУЛЬТИКЛЕТОЧНОЙ матрицы. При этом данное матрич- АРХИТЕКТУРОЙ Из представленной архитектуры ное умножение выполняется парал- (см. рис. 79) видно, что он имеет 4 про- лельно и при использовании совре- Для решения задач, требующих цессорных ядра, общие регистровый менных светоизлучающих диодов и одновременного их выполнения, файл и коммутатор, а также совмест- фотодетекторов может быть выпол- был разработан принципиально ный доступ к памяти. нено менее чем за 1 нс. Кроме того, новый процессор MULTICLET серии R скорость умножения практически (Reconfiguration), обладающий свой- MULTICLET R1 работает на 100 МГц не зависит от размерности массива, ством динамической реконфигура- с числами одинарной точности single что позволяет наращивать сети без ции с мультиклеточной архитектурой. (32 бит) и, если упаковать комплекс- существенного увеличения времени Данный тип изделия обладает возмож- ное число single, – точности в 64 бит вычислений. ностью динамической реконфигура- (действительная и мнимая части по ции процессора в ходе выполнения 32 бит). Если произвести умножение Существует перспективный метод, алгоритма решения задач, в резуль- двух комплексных чисел за 1 такт, основанный на использовании жидко- тате чего клетки ядра могут одновре- производительность будет равна 6 флоп/такт ((a+bi)×(c+bd)+(ad+bc)×i), СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 15

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Рис. 80. Многослойная керамическая плата с двумя функциональными 3D М ФЭ СБИС Si Концепция построения и двумя 3D М ФЭ СБИС VCSEL и многоканальным электрическим разъёмом 3D-матричной фотон-электрон- фотонной процессорной системы соответственно, при 4 процессор- зации для каждой клетки индиви- (аналоговой) – 3D М ФЭФ ПСА ных ядрах производительность будет дуально. 6×4×100 МГц = 2,4 Гфлопс. Макси- Многократное улучшение клеточ- Далее описывается принцип по- мальная скорость обмена данными в ных количественных характеристик, строения 3D М ФЭФ ПСА с однотакт- таком процессоре с внешним ПЗУ – а также качественные отличия предла- ной операцией умножения вектора 30 Мбит/с. гаемой мультиклеточной архитектуры на матрицу на базе 3D М ФЭФ М АЦ с от известных моделей свидетельствуют разрядностью АЦП 28 и многоканаль- Мультиклеточное процессорное о принципиальной новизне предлага- ным призменным мультиплексором. ядро выполняет задачи управления емого решения. и обработки цифровых сигналов Кристалл сделан по технологиче- В оптических операционных схемах, в приложениях, требующих мини- скому процессу 180 нм. Тип корпуса разработанных на базе 3D М ФЭФ М, мального энергопотребления и высо- LQFP-256 28×28 мм, разрядность 32/64, применяется принцип многоканаль- кой производительности. Оно может тактовая частота 100 МГц, производи- ной оптической коммутации на двух состоять из 4, 8, 16 или 64 клеток. тельность 2,4 Гфлопс. уровнях: Производительность для одной клет- 1. Внутренний – в кристалле 3D М ФЭ ки типового мультиклеточного про- ПОСТРОЕНИЕ цессора с частотой до 5 ГГц состав- СБИС Si применяется электронная ляет 10 Гфлопс – соответственно, МНОГОПРОЦЕССОРНОЙ коммутация выходных оптических 64-клеточный кристалл будет иметь АНАЛОГОВОЙ И ЦИФРОВОЙ сигналов матрицы пикселей. 640 Гфлопс при потреблении 7,7 Вт 2. Внешний – с помощью оптическо- электроэнергии. ВЕКТОРНО-МАТРИЧНОЙ го призменного мультиплексора осуществляется или прямая транс- Благодаря асинхронной и децентра- ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЫ ляция слайса матрицы оптических лизованной организации мультикле- Концепция построения много- сигналов на приёмную 3D М ФЭФ M Si точного процессора как на системном или коммутация слайса матрицы (между клетками (параллелизм)), так и процессорной аналоговой и цифро- оптических сигналов с зеркальным внутриклеточном уровне (между бло- вой векторно-матричной вычисли- отображением каналов слайса ма- ками клетки (команды)) дополнитель- тельной архитектуры с наращивае- трицы на другую приёмную 3D М но обеспечиваются: мой 3D-платформой вычислительных ФЭФ М Si. ● минимизация номенклатуры и ядер основана на элементной базе 3D М ФЭФ ПСА строится на базе 3D М 3D М ФЭФ М и строится на правах ФЭФ М АЦ с двумя 3D М ФЭ СБИС А/Ц сложности объектов проектиро- внешнего вычислительного устрой- и двумя 3D М ФЭ СБИС А/Ц. вания; ства – быстродействующего акселера- ● уменьшение площади кристалла (де- тора с управляющим микропроцессо- Вычисления вектор-матричных централизованное управление); ром TMS320C6455. произведений на 3D М ФЭФ М ПСА ● увеличение производительности и сокращение энергопотребления в не- Базовой конструкцией 3D-матричной Аналоговые векторно-матричные сколько раз (эффективный вычисли- фотон-электрон-фотонной модульной потоковые вычислители – 3D М ФЭФ М тельный процесс); процессорной системы – 3D М ФЭФ М ПСА – строятся на базе 3D М ФЭФ М АЦ, ● при реализации на одном кристал- ПС – является многослойная керами- призменного мультиплексора и управ- ле десятков и сотен клеток – ис- ческая плата с двумя функциональны- ляющего процессора ТМS320С6455. пользование системы синхрони- ми 3D М ФЭ СБИС Si и двумя 3D М ФЭ Структурная схема 3D М ФЭФ М АЦ СБИС VCSEL и многоканальным элек- приведена на рисунке 81. трическим разъёмом (см. рис. 80). На рисунке 82 представлена струк- турная схема 3D М ФЭФ ПСА-1 для выполнения однотактного умноже- ния 16-элементного входного векто- ра на матрицу размерностью 8×16 эле- ментов с выводом результата 16-эле- ментного вектора. 3D М ФЭФ ПСА-1 реализована с помо- щью трёх 3D М ФЭФ М АЦ с разрядно- стью АЦП 28 и многоканального при- зменного делителя. Алгоритм вычислений. В 3D М ФЭФ М АЦ-1 значения данных вектора рас- полагаются в выходной регистровой памяти матрицы горизонтально с заполнением всех строк выходного слайса матрицы и передаются через оптический многоканальный при- зменный делитель на входную приём- ную матрицу 3D М ФЭФ М АЦ-3. Ины- 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ми словами, в 3D М ФЭФ ПСА каждый ного вектора и весовой матрицы, т.е. вать быстрый буферизованный приём пиксель горизонтально расположен- является суммой произведений свето- и/или передачу небольшой порции дан- ного вектора выходной матрицы вых интенсивностей матрицы и пере- ных. В случае передачи данные должны 3D М ФЭФ М АЦ-1 одновременно осве- даточной функции строки. быть предварительно загружены в реги- щает выходной столбец весовой маски стры пикселей кристалла, а в случае при- матрицы 3D М ФЭФ М АЦ-2 на приём- Результат операции умножения век- ёма – читаться из регистров пикселей ной матрице 3D М ФЭФ М АЦ-3 через тора на матрицу передаётся по оптиче- процессором уже после самой передачи оптический многоканальный при- скому или электрическому интерфейсу. данных через оптический интерфейс, зменный делитель. Таким образом, т.е. кристалл 3D М ФЭФ М АЦ выступа- на приёмной матрице 3D М ФЭФ М Технические характеристики опти- ет в роли быстродействующего буфера. АЦ-3 собираются два оптических ческого операционного устройства – потока: выходной оптический поток 3D М ФЭФ МПА: Кристалл 3D М ФЭФ М АЦ имеет матрицы 3D М ФЭФ М АЦ-1 и выход- ● скорость поступления информации 2 независимых регистра данных для ной оптический поток матрицы 3D М каждого пикселя: один для приёма и ФЭФ М АЦ-2. для вычисления операции умноже- один для передачи данных. Размер ния вектора на матрицу – 166 МГц; каждого регистра – 8 бит, и последу- Операция заполнения всего поля ● разрядность входного вектора – ющий высокоскоростной приём 8 бит матрицы значениями веса одно- 16 элементов; информации по оптическому интер- го регистра эквивалентна опера- ● разрядность матрицы – 8×16 элемен- фейсу. ции размножения данных светово- тов; го регистра с цилиндрической лин- ● разрядность выходного вектора – Физические свойства кристал- зы, как в электронно-оптическом 16 элементов. ла 3D М ФЭФ М АЦ позволяют повы- векторно-матричном умножителе Модуль 3D М ФЭФ М АЦ работает с сить его тактовую частоту до 1 ГГц (см. рис. 81). максимальной частотой 166 МГц. Это при использовании только цифро- ограничение связано с максимальной вого режима передачи данных через В 3D М ФЭФ М АЦ-2 весами маски частотой работы шины ЕMIFA управ- оптический интерфейс. Это позво- являются значения пикселей анало- ляющего процессора ТМS320С6455, к ляет осуществлять приём и передачу говых оптических сигналов матри- которому подключён кристалл 3D М порции информации (8+8) по опти- цы и переданный на вход приёмной ФЭФ М АЦ. ческому интерфейсу со скоростью до матрицы 3D М ФЭФ М АЦ-3 через опти- Процессорная шина – это совокуп- 1 ГГц на оптический канал. При этом ческий многоканальный призменный ность сигнальных линий, объединён- обмен информацией с процессором делитель. ных по своему назначению – данные, ТМS320С6455 всё так же производится адреса, управление, – которые имеют на частоте работы шины ЕMIFA (кото- По команде производится переда- определённые электрические характе- рая не может быть повышена), т.е. с ча аналоговых сигналов содержимо- ристики и протоколы приёма/переда- максимальной частотой 166 Мбит/с го маски матрицы 3D М ФЭФ М АЦ-2 и чи информации. Процессорная шина на канал. Отсюда видно, что повыше- векторов матрицы 3D М ФЭФ М АЦ-1 на является магистральным каналом меж- ние частоты кристалла 3D М ФЭФ М приёмную матрицу 3D М ФЭФ М АЦ-3. ду процессором/процессорами и все- АЦ не требует увеличения быстродей- ми остальными устройствами, подклю- ствия алгоритмов обработки инфор- Таким образом, набор выходных чёнными к ней/к ним через контрол- мации самим процессором, т.к. коли- интенсивностей световых потоков леры связи. чество информации, обрабатываемой 3D М ФЭФ М АЦ-1 и 3D М ФЭФ М АЦ-2, Существует возможность повыше- процессором в единицу времени, не принятых матрицей 3D М ФЭФ М АЦ-3, ния частоты работы 3D М ФЭФ М для изменяется. представляет собой результирующий задач, в которых необходимо реализо- вектор, равный произведению вход- Интерфейс EMIFA Контороллер 3D М ФЭФ М АЦ-23D М ФЭФ М АЦ-1 АЦ-1 АЦ-3 3D М ФЭФ М АЦ АЦ-2 3D М ФЭФ М АЦ-3 е hλ Электронный интерфейс EMIFA е 1...64 VCSEL-пиксель 1...64 Si-пиксель АЦ hλ TMS320C6455 Рис. 81. Структурная схема 3D М ФЭФ М АЦ Рис. 82. Структурная схема 3D М ФЭФ ПСА-1 17 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 3D М ФЭФ М АЦ-13D М ФЭФ М АЦ-2 АЦ 1 3D М ФЭФ М АЦ 3D М ФЭФ М АЦ 3D М ФЭФ М АЦ 3D М ФЭФ М АЦ 2 АЦ 3/1 АЦ-3/13D М ФЭФ М АЦ-23D М ФЭФ М АЦ-3 3D М ФЭФ М АЦ АЦ 3 3D М ФЭФ М АЦ Электронный интерфейс EMIFA АЦ 2 3D М ФЭФ М АЦ 3D М ФЭФ М АЦ 3D М ФЭФ М АЦ 3D М ФЭФ М АЦ 3D М ФЭФ М АЦ TMS320C6455 Рис. 83. Структурная схема 3D М ФЭФ ПСА-2 Рис. 84. Структурная схема 3D М ФЭФ ПСА-3 На рисунке 83 представлена струк- ности. Обратная многоканальная опти- тических затрат при большой раз- турная схема 3D М ФЭФ ПСА-2 с дву- ческая связь обеспечивает функцию мерности 3D М ФЭ СБИС VCSEL. Вто- мя соединёнными 3D М ФЭФ ПСА-1, цикличности операций умножения. рое направление позволяет создавать последовательным выполнением умно- высокопроизводительные векторно– жения вектора на матрицу и функци- Для увеличения производительно- матричные 3D М ФЭФ ПСА большой ей цикличности. Обратная многока- сти представленного оптического ана- разрядности. нальная оптическая связь обеспечи- логового вычислительного устройства вает функцию цикличности операций необходимо увеличение разрядности В следующей части статьи речь пой- умножения. вектора и матрицы или организация дёт о концепции построения процес- многомодульности с цикличностью сорной цифровой системы 3D М ФЭФ На рисунке 84 представлена струк- вычислений с сохранением результа- ПСЦ: будут представлены аналого-циф- турная схема 3D М ФЭФ ПСА-3 с тремя та предыдущих операций умножения ровые векторно-матричные потоковые соединёнными 3D М ФЭФ ПСА-1, после- вектора на матрицу. вычислители 3D М ФЭФ ПСАЦ и масшта- довательным выполнением умножения бируемые системы с использованием вектора на матрицу и функцией циклич- Развитие первого направления процессора DSP TMS320С6455. ограничено ввиду высоких энерге- НОВОСТИ МИРА специалистов и даже образовательные дение в Министерство труда и социальной программы вузов с учётом именно тех на- защиты РФ. ЭКСПЕРТЫ GS NANOTECH выков, которые необходимы для работы на высокотехнологичном производстве микро- Параллельно Ассоциация ведёт работу ЗАЛОЖИЛИ ОСНОВЫ НОВОГО электроники. над стандартами «Инженер-конструктор ПРОФСТАНДАРТА ДЛЯ РОССИЙСКОЙ электронной аппаратуры» и «Инженер-тех- ЭЛЕКТРОННОЙ ОТРАСЛИ Сейчас проект обсуждается профессио- нолог производства электронной аппарату- нальным сообществом. Ознакомиться с ним ры». Заявки на их разработку также были В октябре 2017 года Ассоциация разра- можно на сайте АРПЭ. После внесения кор- поданы в Минтруд России. ботчиков и производителей электроники ректировок документ направят на утверж- объявила о создании рабочей группы по Пресс-служба GS Group разработке профстандарта для одной из основных профессий электронной отрасли «Инженер-схемотехник электронной аппа- ратуры». Эксперты из GS Nanotech отклик- нулись на приглашение коллег и стали со- авторами документа. Созданный в сотрудничестве с эксперта- ми GS Nanotech стандарт содержит описа- ние функционала, требования к образова- нию, квалификации и навыкам инженеров- схемотехников электронной аппаратуры. Его принятие позволит разрабатывать но- вые инструменты для переподготовки ка- дров, курсы повышения квалификации 18 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ФГУП «МНИИРИП» ники и других направлений радиоэлек- ленности регистрироваться на торгово-ин- ПРЕДСТАВИЛА ТОРГОВО- тронной аппаратуры. формационной площадке «ЭКБ МАРКЕТ» и загружать данные по компонентам в ка- ИНФОРМАЦИОННУЮ ПЛОЩАДКУ Разработка площадки ведётся проектной талог. командой организаций ФГУП «МНИИРИП», «ЭКБ МАРКЕТ» АО «ЦНИИ „Электроника“», ГК «Остек». www.ecbmarket.ru В состав экспертной группы по разработке ФГУП «МНИИРИП», головная организа- вошли представители потребителей, произ- ция Минпромторга России по ЭКБ, предста- водителей и поставщиков ЭКБ, что позво- вила торгово-информационную площадку ляет учесть потребности всех заинтересо- отечественной электронной компонентной ванных сторон. базы «ЭКБ МАРКЕТ» на 16-й международ- ной выставке ChipEXPO. Команда разработчиков приглашает предприятия радиоэлектронной промыш- Главная цель создания площадки – пе- реориентация российского потребителя НАДЁЖНОСТЬ ЭКБ с иностранной компонентной базы БЕЗОПАСНОСТЬ на отечественную. Площадка предоста- РЕАЛЬНОЕ ВРЕМЯ вит удобный и простой доступ к базе оте- чественных компонентов, упростит заказ Программно-аппаратные комплексы партий любого объёма, будет способство- с операционной системой вать сокращению сроков поставки, обе- реального времени спечит поиск и параметрическое сравне- ние компонентов по ключевым техниче- ОФИЦИАЛЬНЫЙ ПОСТАВЩИК ским характеристикам, а также сделает удобным их применение при проектиро- вании и производстве аппаратуры за счёт наличия конструкторских библиотек для САПР. Пользователи площадки – это потреби- тели ЭКБ (инженеры-разработчики и за- купщики) со стороны приборостроитель- ных предприятий, производители и разра- ботчики ЭКБ, поставщики и испытательные центры. Это будут как частные, так и госу- дарственные компании. На площадке зарегистрировано уже бо- лее 160 участников; до конца 2018 года раз- работчики площадки ставят перед собой за- дачу увеличить их число до 300. Функцио- нальные возможности площадки постоянно расширяются: на выставке был продемон- стрирован механизм автоматической за- грузки компонентов в каталог торгово-ин- формационной площадки. В дальнейшем площадка должна стать универсальной онлайн-платформой ра- диоэлектронной промышленности, по- зволяющей проводить онлайн-сделки с обеспечением гарантированных рас- чётов, обеспечивать интеграцию с ин- формационными системами участни- ков, сервис по шерингу производствен- ных мощностей, а также анализировать рынок ЭКБ. Разработчики ставят задачу привлечь как можно больше экспертов от производителей отечественной ЭКБ, поставщиков и предприятий-потребите- лей к работе над расширением функци- онала платформы. В дальнейшем пред- полагается привлечь к данному инфор- мационному ресурсу производителей отечественного телекоммуникационно- го оборудования, вычислительной тех- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 19

ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Разработка метода дистанционной аттестации электродинамических вибростендов Евгений Николаев ([email protected]), Алексей Язев, танционной аттестации, необходи- Тамара Тулянцева ([email protected]) мо использовать средства удалённого доступа [2]. Рассмотрим три вариан- Проведение аттестации электродинамических вибростендов та программ, позволяющих удалённо является затратной и организационно сложной процедурой. В статье управлять ПК: Windows Remote Desktop рассматривается методика, позволяющая проводить аттестацию Connection, Remote Administrator дистанционно и не требующая выезда специалиста аттестующей (Radmin), TeamViewer. Опыт проведе- организации к заказчику. ния аттестации вибростендов на терри- тории заказчиков показывает, что для ВВЕДЕНИЕ ● сети Интернет, охватывающей выполнения процедуры дистанцион- бо′льшую часть территории Россий- ных исследований требуется построить В настоящее время на производ- ской Федерации. схему из трёх ПК. Первый из них явля- ственных предприятиях для про- Таким образом, для проведения атте- ется управляющим сервером и нахо- ведения испытаний продукции всё дится на территории сторонней орга- чаще используются электродинами- стации современных вибростендов низации, чьи специалисты проводят ческие вибростенды с поверенными могут быть использованы иные, более аттестацию. Второй и третий, к кото- системами управления, позволяю- современные методы. рым подключены задающая и контро- щими задавать и контролировать лирующая системы управления соот- параметры испытательных режи- В данной статье будет рассмотрен ветственно, расположены на террито- мов. Любой вибростенд при вводе в способ дистанционной аттестации рии предприятия-заказчика. Очевидно, эксплуатацию на предприятии под- электродинамических вибростендов, что для обеспечения функционирова- лежит аттестации в соответствии с позволяющий проводить задание и ния компонентов данной схемы тре- требованиями действующего зако- исследование их характеристик без буется подключение к сети Интернет. нодательства. выезда на территорию предприятий- заказчиков с использованием спе- Применение Windows Remote Современные вибростенды включа- циализированного программного Desktop Connection возможно, но явля- ют в свой состав средства измерений, обеспечения для удалённого управ- ется нецелесообразным в связи с необ- удовлетворяющие требованиям нор- ления посредством персонального ходимостью самостоятельной настрой- мативной документации по аттеста- компьютера (ПК), а также поверен- ки клиентом подключения второго и ции испытательного оборудования. ных систем управления (СУ), задания третьего ПК и передачи данных спе- Предприятия располагают специали- и контроля параметров испытатель- циалистам сторонней организации стами-испытателями, которые облада- ных режимов, имеющихся на пред- для подключения сервера к клиенту. ют необходимой квалификацией для приятии. Выполнение этих операций подразу- эксплуатации вибростендов, но зача- мевает привлечение сотрудников пред- стую не имеют достаточных навыков АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПУТЕЙ приятия-заказчика, что усложняет зада- по проведению их аттестации. В таких чу, поскольку в работе с вибростендами случаях возникает необходимость в И СПОСОБОВ ДИСТАНЦИОННОЙ не участвуют IT-специалисты. привлечении специалистов по аттеста- КАЛИБРОВКИ И ПОВЕРКИ ции испытательного оборудования из С настройкой подключения с помо- сторонних экспертных организаций. Для определения возможности прове- щью Remote Administrator (Radmin) Выезд специалиста сторонней орга- дения дистанционной аттестации были также имеются свои трудности. Исполь- низации требует больших денежных рассмотрены уже исследованные мето- зование нестандартного порта подклю- и временны′ х затрат и решения мно- ды дистанционной калибровки, изло- чения (порт 4899) приводит к необ- жества организационных вопросов. женные в различных источниках [1]. ходимости изменения стандартных Анализ метода дистанционной кали- настроек брандмауэра операционной Вместе с тем в настоящее время бровки средств измерений (СИ) пока- системы Windows, что опять же требует есть предпосылки для минимизации зал, что для неё использовались спе- привлечения IT-специалистов. вышеуказанных издержек, связанные, циализированное программное обе- в первую очередь, с использованием спечение, канал выхода в интернет и Создание подключения с помощью современных информационных тех- средства калибровки. Указанные ком- TeamViewer, в отличие от вышеуказан- нологий: поненты можно применить при дис- ных программ, проблем не вызывает. ● средств управления и измерений ви- танционной аттестации. В этом слу- Данная программа автоматически соз- чае средства калибровки заменяются даёт защищённую виртуальную сеть, не бростенда, позволяющих осущест- системами управления и измерений требующую дополнительной настройки. влять программное автоматизиро- параметров вибрации и объектами ванное управление; аттестации – электродинамическими На основании изложенного в предла- ● средств вычислительной техники в вибростендами. гаемом методе дистанционной аттеста- составе стенда, имеющих возмож- ции целесообразно применение про- ность выхода в интернет; Для дистанционного управления ПК, граммы TeamViewer. которое требуется при проведении дис- 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

Реклама

ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Интернет Спец. ПО ПК-клиент СУ Датчики передачи информации и проведения генерирующая Аттестуемый видеоконференции при испытаниях; вибростенд ● испытательная база подразделения ПК-Сервер Спец. ПО НИЦ ФГУП «ВНИИФТРИ», состоящая Интернет Спец. ПО Датчики из электродинамического вибростен- ПК-клиент СУ да Sonic Dynamics и задающей систе- измеряющая мы управления виброиспытаниями ВС-207.4 с однокомпонентным аксе- Рис. 1. Схема удалённого управления исследованиями для дистанционной аттестации вибростенда лерометром серии АР. На ПК-сервере были установле- РАЗРАБОТКА СПОСОБА 3. ПК-клиент с измеряющей СУ и уста- ны бесплатная версия TeamViewer и новленным специализированным программа Open Broadcaster Software ДИСТАНЦИОННОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО, позволяющим управлять ими с Studio (OBS) для видеозахвата изобра- ПК-сервера через сеть Интернет. жения с экрана ПК-сервера. Бесплатная С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ версия программы TeamViewer также 4. Датчики, подключённые к генериру- устанавливается на USB-накопители, TEAMVIEWER ющей и измеряющей СУ. которые подключаются к ПК-клиентам и вместе с контролирующей СУ и сред- В рамках проведения дистанцион- 5. Аттестуемый вибростенд, на котором ствами связи передаются в НИЦ. ной аттестации специалисты сторон- закреплены датчики, подключённые На всех ПК запускается программа ней организации должны определить к генерирующей и измеряющей СУ. TeamViewer и осуществляется соеди- основные технические характеристи- нение сервера с клиентами путём вве- ки вибростендов, используя существу- ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ дения ID и паролей клиентов на серве- ющие методики. Для того чтобы гаран- С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЭВМ ре, затем на стороне сервера запуска- тировать объективность полученных ется OBS. Специалистом, находящимся результатов, сторонним специалистам И ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ БАЗЫ в испытательном центре, осуществля- необходимо полностью осуществлять Для проведения исследований, под- ется подготовка к проведению иссле- процесс управления заданием и изме- дований параметров вибростенда. На рением характеристик вибростенда. тверждающих возможность приме- столе вибростенда закрепляются оба нения способа дистанционной атте- акселерометра, далее они подключа- На рисунке 1 представлена рекомен- стации вибростенда с применением ются через коаксиальный кабель к дуемая структурная схема системы уда- схемы, указанной на рисунке 1, специ- задающей и измеряющей СУ. При этом лённого управления исследованиями. алисты ФГУП «ВНИИФТРИ» использо- учитывается, что трёхкомпонентный Она содержит следующие компоненты: вали следующее оборудование: акселерометр подключается к измеря- 1. ПК-сервер с настроенным выходом ● ПК-сервер; ющей СУ для соблюдения требований ● 2 ПК-клиента; действующих методик. Затем СУ под- в интернет и установленным специ- ● 2 USB-накопителя; ключаются к ПК-клиентам по интер- ализированным программным обе- ● контролирующая СУ – система управ- фейсу RJ-45 (см. рис. 2). Весь процесс спечением (ПО) для удалённого до- подготовки к проведению исследо- ступа к ПК-клиентам. ления виброиспытаниями ВС-207.4 с ваний контролируется оператором 2. ПК-клиент с генерирующей СУ и трёхкомпонентным акселерометром ПК-сервера в режиме видеоконфе- установленным специализирован- серии 4300; ренции. ным ПО, позволяющим управлять ● средства связи (гарнитура, web- После аппаратного подключения ими с ПК-сервера через сеть Интер- камера) для обеспечения голосовой оборудования оператор ПК-сервера нет. осуществляет настройку программно- го подключения ПК-клиентов к обеим Рис. 2. Рабочее место оператора ПК-клиентов системам управления виброиспыта- ниями ВС-207.4, используя информа- цию об IP-адресах ВС-207.4, пере- данную оператором ПК-клиентов. После ввода IP-адресов оператором ПК-сервера осуществляется запуск программного обеспечения для про- ведения виброиспытаний, прове- ряется правильность подключения ВС-207.4 к ПК-клиентам. Если подключение настроено верно, программы запустятся без ошибок. Далее в программах происходит настройка характеристик испытательных режи- мов и измерительных операций с вне- сением данных о чувствительности дат- 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Рис. 3. Изображение на экране ПК-сервера в момент осуществления настроек Рис. 4. Изображение на экране ПК-сервера в момент проведения исследований чиков и параметрах вибростенда, пере- тельного режима, и одновременно с теристик вибростенда с защитой от данных оператором ПК-клиентов. этим в левой части можно наблюдать взлома и изменений данных процес- график, построенный на основании са является гарантией объективно- На рисунке 3 представлен скриншот полученных результатов измерений, сти результатов исследований в хо- экрана ПК-сервера, где в правой части что позволяет сделать вывод о резуль- де аттестации. отображён ПК-клиент с генерирую- татах проведённых исследований. 2. Отсутствие необходимости выез- щей СУ в момент задания характери- В последующем для оформления да в командировку на территорию стик испытательного режима, а в левой результатов исследований необходимо предприятия-заказчика сокращает части – ПК-клиент с измеряющей СУ в экспортировать из программы измеря- финансовые затраты. момент проверки подключения и под- ющей СУ матричные данные получен- 3. Отсутствие затрат временны′ х ре- тверждения наличия связи с ней. ных результатов измерений. По оконча- сурсов сотрудников предприятия- нии проведения исследований системы заказчика на подготовку и оформ- После всех необходимых настро- вибростенда выключаются, программы ление документов, требуемых для ек оператор ПК-клиента осуществляет закрываются и отключается связь меж- прохождения специалистом сто- включение систем питания, воздушного ду ПК-сервером и ПК-клиентами. ронней организации пропускного охлаждения и усилителя. Затем оператор контроля, вноса и выноса оборудо- ПК-сервера нажатием кнопки «СТАРТ» в Таким образом, способ, рассмотрен- вания, используемого при аттеста- интерфейсе программ генерирующей и ный в данной статье, возможно приме- ции вибростенда, а также сопрово- измеряющей СУ запускает процесс иссле- нить на практике при проведении атте- ждения специалиста сторонней орга- дований характеристик вибростенда. стации вибростендов, принадлежащих низации на территории режимного предприятиям-заказчикам. В ходе прове- предприятия. Параллельно воспроизведению дения исследований были отмечены сле- 4. Наличие в арсенале у специалистов заданного испытательного режима дующие достоинства и недостатки дис- сторонней организации большого осуществляется измерение характери- танционной аттестации вибростендов. количества персональных компью- стик вибростенда с помощью трёхком- теров, а также применение много- понентного акселерометра и измеряю- ДОСТОИНСТВА пользовательской лицензии про- щей СУ. Результаты измерений отобра- граммы TeamViewer позволяют про- жаются на экране ПК-сервера. 1. Полноценное управление специали- водить исследования характеристик стами сторонней организации зада- На рисунке 4 представлен скриншот нием и измерением основных харак- с экрана ПК-сервера, где в правой части отображён график заданного испыта- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 23

ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ нескольких вибростендов одновре- приятиями, испытательные подраз- чие места имеют подключение к сети менно с выполнением большого ко- деления которых находятся вне зо- Интернет. личества длительных операций ат- ны действия данной сети или имеют тестации. ограничения по её использованию. Для устранения второго недостат- 5. Возможность для сторонней органи- 2. Техническая оснащённость боль- ка предприятиям необходимо посте- зации экономии денежных средств шинства предприятий не позволя- пенно оснащать испытательную базу на закупку средств измерений, при- ет применять способ дистанцион- современной техникой с применением меняемых при аттестации вибро- ной аттестации, т.к. при проведении новых технологий. Со временем влия- стендов и их поверке. испытаний продукции используют- ние этого фактора будет уменьшаться. 6. Проанализировав ход проведения ся устаревшие модели механических исследований на базе НИЦ ФГУП вибростендов, в составе которых от- Разницу во времени исключить невоз- «ВНИИФТРИ», можно сделать вывод сутствуют СУ и СИ, имеющие воз- можно, но и здесь имеются некоторые о том, что требования документов можность подключения к сети Ин- способы оптимизации процесса. Реко- действующей нормативной базы тернет. мендуется отработать технику дистан- будут выполнены без нарушений. 3. Если сторонняя организация и пред- ционной аттестации на практике при Положения существующих мето- приятие-заказчик находятся в зонах выполнении работ по периодической дик аттестации вибростендов мо- разных часовых поясов, применение аттестации вибростендов, поскольку и гут быть соблюдены благодаря со- данного способа становится пробле- методическая часть, и требования дей- временным СУ и СИ, входящим в матичным: из-за большой разницы ствующих нормативных документов состав вибростендов. Выполнить во времени может возникнуть необ- к порядку проведения периодической процедуру аттестации вибростенда ходимость проведения аттестацион- аттестации гораздо меньше по объёму. согласно действующей норматив- ных мероприятий в нерабочее время Это существенно снизит затраты вре- ной документации по организации или разделения их на множество мел- мени, даже если между сторонней орга- и порядку проведения аттестации ких операций, что увеличивает время, низацией и предприятием-заказчиком вполне возможно при условии при- затраченное на аттестацию, до неде- будет большая разница в часовых поясах. сутствия всех участников комиссии, ли или более. Кроме того, без испыта- назначенной руководителем пред- ний невозможно оценить, возникнут В заключение стоит отметить, что приятия-заказчика для проведения ли по причине преодоления больших сторонней организации потребуется аттестации вибростенда. Стоит от- расстояний задержки при передаче провести отбор специалистов из чис- метить, что использование аудио- и аудио- и видеосигналов и окажут ли ла сотрудников, обладающих опреде- видеосвязи позволяет проводить со- они негативный эффект на взаимо- лёнными навыками и знаниями в дан- вещания в рабочем порядке между действие сотрудников, представляю- ной области. Применение дистанцион- участниками комиссии, а специали- щих обе стороны при проведении ат- ной аттестации на практике потребует сту сторонней организации из со- тестации. изучения специалистами возможно- става комиссии – давать разъясне- По первому пункту можно однознач- стей и особенностей различного про- ния другим участникам по резуль- но сказать, что в первую очередь раз- граммного обеспечения измеритель- татам проведённых исследований работанный способ дистанционной ных и управляющих систем. характеристик вибростенда. аттестации стоит внедрять при прове- дении аттестации вибростендов, при- ЛИТЕРАТУРА НЕДОСТАТКИ надлежащих организациям, которые проводят испытания продукции обще- 1. Величко О.Н. Организация дистанцион- 1. Необходимость использования сети промышленного назначения. В таких ной калибровки средств измерений элек- Интернет ограничивает применение организациях, как правило, все рабо- трических параметров. Известия Томско- данного способа при работе с пред- го политехнического университета. 2014. Т. 324. № 5. 2. https://habr.com/company/ultravds/ blog/306486/ НОВОСТИ МИРА участие «Ростелеком». Эксперты Между- но практикуется использование инсталли- народной организации по стандартизации рованных внутри локальных сетей предпри- «РОСТЕЛЕКОМ» ПРИМЕТ УЧАСТИЕ ISO/IEC одобрили разработку проекта меж- ятий систем мониторинга промышленного дународного стандарта, благодаря которо- оборудования. В РАЗРАБОТКЕ МЕЖДУНАРОДНОГО му будут установлены единые требования к совместимости различных устройств и си- www.mbdevice.ru СТАНДАРТА IIOT стем Интернета вещей. Стандарт будет ис- пользоваться для воплощения в реальность В данный момент экосистема промышлен- концепции «умного» производства. Пред- ного Интернета вещей (IIoT) активно разви- полагается, что его окончательный вари- вается. Конечно, не обходится и без трудно- ант будет представлен лишь в 2020 году. стей – некоторые из них вызваны отсутствием единых нормативов: производители использу- В России отрасль промышленного Ин- ют собственные стандарты и протоколы, де- тернета вещей пока находится на этапе лая в результате продукты, которые несовме- зарождения и тестирования, а также пер- стимы друг с другом. «Ростелеком» попро- вых практик внедрения, но при этом актив- бует справиться со сложившейся ситуацией. Решить эту проблему позволит между- народный стандарт промышленного Интер- нета вещей, в разработке которого примет 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

Реклама

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Классика и современность: соединители ПАО «Завод Атлант» Александр Бекмачев ([email protected]), по уникальной технологии спая стек- Сергей Галинович ([email protected]) ла с металлом. Перспективной сферой применения указанных серий является «Завод Атлант» – предприятие электронной промышленности нефтегазодобывающее, горно-шахтное, с более чем полувековой историей, которое успешно адаптировалось геофизическое оборудование. к новым реалиям, сохраняет лидерство в производстве герметичных соединителей и интенсивно осваивает импортозамещающие линейки Широко представлены в номенклату- продукции. ре ПАО «Завод Атлант» прямоугольные соединители: РПМ12, РПМ12М, РПММ1, ПАО «Завод Атлант» было создано в Основной продукцией являются мно- РПМ13, РППМ13, СНО58, СНО59, СНО64, 1966 году в г. Изобильном Ставрополь- гоконтактные герметичные цилин- СНО63, СНП58, СНП59, СНП232, СНП322, ского края как предприятие Министер- дрические соединители типа 2РМГ, СНП323, СНП234, СНП235, СКП201, ства электронной промышленности 2РМГД, 2РМГП, 2РМГПД, 2РМГС, 2РМГСД, СКП202, РПМ7 и другие. Они применя- СССР. Со дня основания завод специ- 2РМГСПД, РРМ43, РРМ44, СНЦ 30, СНЦ 31 ются в авиационной, космической тех- ализируется на разработке и выпуске с обширной номенклатурой применяе- нике, в вычислительных комплексах для низковольтных низкочастотных элек- мых диаметров. Такие изделия предна- атомной энергетики и нефтегазовой про- трических соединителей. В настоящее значены для использования в авиации, мышленности, в системах дальней связи, в время предприятие способно изготав- судостроении, ракетно-космической и электронной и вычислительной технике. ливать до 123 млн соединителей в год. криогенной технике, изготавливаются На предприятии разработана, вне- Рис. 1. Пружинные шинные клеммы серии ШК-2,5 дрена и сертифицирована систе- ма качества в соответствии с тре- 4* бованиями ГОСТ РВ 15.002-2003, 17 max РД В 319.015-2006, ГОСТ Р ИСО 9001- 2008, ISO/TS 16949:2009. Использова- 5 3,9* 5* 5* ние современных технологий и нали- 14 max 17,6 max чие квалифицированных кадров позво- ляют заводу создавать продукцию в Рис. 2. Клеммный пружинный соединитель СКПП-2,5 соответствии с требованиями отече- ственных и международных стандар- тов, разрабатывать и внедрять новые виды конкурентоспособных изделий. Обновлённый парк высокопроизво- дительного оборудования обеспечи- вает изготовление технологической оснастки любой сложности. Отвечая требованиям времени, произ- водитель расширяет номенклатуру про- дукции, разрабатывает принципиаль- но новые типоконструкции и осваивает новые рынки: широкий ассортимент сое- динителей и жгутов для автомобильной промышленности, пружинные шинные клеммы серий ШК-2,5 (см. рис. 1); ШК-4Ф; ШК-6В различных категорий качества для объектов железнодорожной техники и т.п. под провода сечением от 0,8 до 6 мм2. Для подключения силовых цепей к печатным платам освоен в производ- стве клеммный пружинный соедини- тель СКПП-2,5 (см. рис. 2). Линейка дополнена вариантом КПП-0,5(2,5) с экстрактором провода (см. рис. 3). С целью импортозамещения и в соот- ветствии с программой развития на ПАО «Завод Атлант» разрабатываются 26 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 15,5 max* Рис. 4. Соединители с квадраксиальными 11,7 max контактами СКЦ102 4±0,2 0,75* высокоскоростных интерфейсов со ско- 0,5* ростью передачи данных до 100 Мбит/с 2,7* 2,5* 2,5* на частотах до 3 ГГц и 1 Гбит/с по стан- 5* дарту Gigabit Ethernet. Такие соедините- 12,1 max 9,8 max ли (см. рис. 4) успешно применяются в системах отображения данных, бортовых 13,9 max* Предприятием освоено производ- системах управления и связи, системах ство двух новых типов цилиндрических контроля и телеметрии наземной, мор- Рис. 3. Пружинная клемма КПП-0,5(2,5), блок соединителей СКЦ102, СНЦ160 – всего ской и авиационной техники, в беспилот- 388 типоконструкций для объёмного и ных аппаратах различного назначения. цилиндрические и прямоугольные сое- печатного монтажа с твинаксиальными динители нового поколения с высокой и квадраксиальными контактами для В дополнение к традиционной для степенью надёжности и улучшенными себя номенклатуре предприятие так- электрическими параметрами для пред- же ведёт разработку новых изделий приятий ВПК и гражданского использо- в области радиочастотных и оптово- вания. локонных систем – одно- и многомо- довых оптических соединителей для передачи большого объёма данных. Реклама СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 27

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ аб Среди реализованных проектов необ- ходимо отметить следующие: Рис. 5. Радиочастотные коаксиальные соединители под кабели 50 Ом: а) соединитель типа SMA; ● Радиочастотные коаксиальные соеди- б) соединитель типа BMA нители под кабели 50 Ом по типу серий а SMA и BMA (см. рис. 5) для работы на а частотах до 18 ГГц. Серия по типу BMA содержит СВЧ-ввод, приборную вил- бб ку, приборно-кабельные вилки и розет- ки – всего 8 типоконструкций. Приме- Рис. 6. Триаксиальные радиочастотные Рис. 7. Миниатюрные коаксиальные нение разрабатываемых соединителей соединители типа СРТ-75ФК: а) кабельная радиочастотные герметичные и негерметичные позволит отечественным производи- вилка СРТ-75-428Ф врубного сочленения; соединители: а) вариант исполнения соединителя телям избежать увеличения массога- б) кабельная вилка СРТ-75-425Ф байонетного СР-50-1-01-х по типу SMB; б) вариант исполнения баритных характеристик аппаратуры. сочленения соединителя СР-50-2-04-х по типу MCX ● Триаксиальные радиочастотные сое- динители типа СРТ-75ФК врубного и Рис. 8. Комбинированный соединитель РП15 (варианты исполнения) байонетного исполнения (см. рис. 6), предназначенные для работы в диа- пазоне частот 0,5…1,5 МГц в мульти- плексной линии информационного обмена по ГОСТ Р 52070. В настоящее время ведётся разработка и освоение миниатюрных коаксиальных радиочастотных герметичных и негерме- тичных соединителей СР-50-1/2 по типам SMB, MCX (см. рис. 7) для диапазона частот до 6 ГГц и СР-50-3/4 по типам SMP, QMA для диапазонов 18 и 26,5 ГГц по государ- ственной программе Российской Федера- ции «Развитие оборонно-промышленно- го комплекса». В ходе выполнения опыт- но-конструкторских работ будет освоено производство 20 типов 147 типономина- лов изделий указанных серий. Особый интерес для производителей радиолокационной техники может пред- ставлять проводимое на предприятии рас- ширение номенклатуры изделий РП15 (см. рис. 8) комбинированными соедини- телями с радиочастотными вставками 50 и 75 Ом для работы на частотах до 10 ГГц. Все- го предполагается выпускать 40 типокон- струкций изделия с фиксацией и без фик- сации сочленённого положения. НОВОСТИ МИРА По итогам рейтинга первые позиции в водства компьютеров, электронных и оп- списках топ-50 организаций радиоэлек- тических изделий является АО «Ижев- ПЕРВЫЙ РЕЙТИНГ РОССИЙСКОЙ тронной промышленности России по объё- ский электромеханический завод „Купол“». му выручки в сегменте радиоэлектроники В топ-5 по производству электрическо- РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ и топ-10 производственных организаций го оборудования первое место занимает ПРОМЫШЛЕННОСТИ занимает ГК «Микрон». Лидером топ-10 ПАО «Завод Атлант», а топ-10 организа- научно-производственных организаций ций по выручке от производства машин ЦНИИ «Электроника» совместно с жур- и топ-10 организаций по выручке от кон- и оборудования, не включённых в другие налом «Электроника: НТБ» и аудиторско- струирования продукции или её состав- группировки, возглавляет АО «Крафтвэй консалтинговой компанией «БДО Юникон» ных частей стало АО «Научно-исследова- корпорэйшн ПЛС». впервые подготовили и опубликовали рей- тельский институт систем связи и управ- тинг радиоэлектронной промышленности ления». В рейтинге топ-10 организаций по Рейтинг радиоэлектронной промышлен- России. Исследование способствует повы- выручке от научной деятельности первое ности России будет обновляться ежегодно. шению известности предприятий отрасли, место занимает АО «НИИМЭ». Лидером выявлению ключевых игроков и их роли в топ-30 организаций по выручке от произ- С полной версией рейтинга можно озна- экономике страны, а также позволяет ком- комиться на сайте www.instel.ru. паниям-участникам получить объективное подтверждение рыночных позиций, укре- Пресс-служба ЦНИИ «Электроника» пить репутацию и расширить круг клиентов. 28 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

ОТВЕТСТВЕННАЯ ЭЛЕДКТЛРЯОНЖИКЕАСТКИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ 100% РОССИЙСКАЯ КОМПАНИЯ ЗАКАЗНЫЕ РАЗРАБОТКИ КОНТРАКТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО Разработка электронного оборудования Контрактная сборка электроники уровней: по ТЗ заказчика в кратчайшие сроки модуль / узел / блок / шкаф / комплекс • Модификация КД существующего изделия • ОКР, технологические консультации и согласования • Разработка спецвычислителя на базе • Макеты, установочные партии, постановка в серию • Полное комплектование производства импортными COM-модуля • Конфигурирование модульного и отечественными компонентами и материалами • Поддержание складов, своевременное анонсирование корпусированного изделия • Сборка магистрально-модульной системы снятия с производства, подбор аналогов • Серийное плановое производство по спецификации заказчика • Тестирование и испытания по методикам и ТУ • Разработка изделия с нуля • Гарантийный и постгарантийный сервис WWW.DOLOMANT.RU • (495) 739-0775 Реклама

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ ix Industrial: назвался груздем – полезай в кузов Ольга Романовская ([email protected]) направлении интересов заказчиков, предлагая новую версию – тип B с Современные промышленные устройства имеют небольшие габариты. 10 контактами для передачи сигна- В связи с этим разработчики предъявляют высокие требования лов и подключения последователь- к интерфейсам: они должны быть очень компактными, но при этом ных шинных систем. В отличие от надёжными. Для промышленных Ethernet-приложений HARTING ix Industrial Gigabit тип A в новой вер- предлагает заказчикам миниатюрный разъём – ix Industrial сии все 10 контактов используются c A-кодированием. С 2018 года этот разъём доступен и для других, для передачи сигналов, тогда как в не Ethernet-применений: с этой целью фирма HARTING разработала типе А два контакта используются в ix Industrial Signal типа B. качестве экранирующих элементов контактных пар. Внешне версия с Промышленные устройства ста- скать более компактные изделия или B-кодированием выглядит так же, как и версия для Ethernet, – немного отли- новятся всё более миниатюрны- размещать большее число интерфейсов чается только форма лицевого про- филя, что делает неправильное под- ми и всё более совершенными. При при тех же габаритах устройства. Таким ключение разных типов ix Industrial невозможным (см. рис. 3). этом часто приходится использо- образом, использование ix Industrial Обе версии рассчитаны на токи вать интерфейсы для передачи дан- соответствует тенденциям постоян- до 1,5 A при температуре окружаю- щей среды +55°C. В случае Ethernet- ных и питания, представленные на но растущей скорости передачи дан- интерфейсов часто используется тех- нология Power over Ethernet (PoE), рынке в течение десятилетий и хоро- ных и более широкому использова- позволяющая передавать питание и данные через один Ethernet-кабель. шо зарекомендовавшие себя, но уже нию Ethernet. Новый стандарт высокой мощно- сти PoE IEEE 802.3b не требует более устаревшие и не лишённые недостат- Во-вторых, кроме компактности, высокого значения силы тока, чем 1,5 A на контакт. Это означает, что ков. Так, например, во многих про- новый разъём от HARTING решает заказчик может использовать разъём ix Industrial тип A для систем c PoE, а мышленных системах автоматиза- вопросы стабильности и надёжности. тип B – для устройств с более высоки- ми требованиями к мощности, задей- ции используются разъёмы RJ-45 Фиксация ответных частей реализует- ствовав все 10 контактов. и M12, но зачастую они являются ся при помощи внутренних защёлок в Изначально разъём ix Industrial был доступен только в виде кабельных сбо- самыми крупными компонентами корпусе разъёмов. Слышимый клик рок для упрощения заказчикам задачи монтажа на кабель. в устройствах и требуют слишком сообщает, что устройство зафиксиро- В данный момент доступны версии много пространства для установки. вано. Джек, устанавливаемый на печат- под пайку на провод и для IDC (кон- такт сквозь изоляцию). IDC-монтаж В то же время стабильность работы ную плату, крепится к ней при помощи существенно упрощает и ускоряет процесс соединения провода с разъ- разъёма RJ-45 и надёжность его кон- пяти THT-выводов (см. рис. 2). Эти меры ёмом и избавляет пользователя от необходимости выполнять процесс струкции по-прежнему остаётся про- положительно сказались на механиче- пайки. блемой: нередко происходит полом- ских свойствах соединения: ix Industrial Кроме того, обе версии (A и B) доступ- ны в сочетании с известными интер- ка пластиковых рычажных защёлок обладает отличными показателями по фейсами: тип A ix Industrial может быть заказан в виде сборки с разъё- на вилочной части разъёма и, кро- защите от вибрации и механических мом RJ-45, в то время как тип B пред- лагается совместно с разъёмом D-SUB; ме того, даже у подготовленных спе- ударов (см. табл.). Кабельный зажим, по запросу могут быть предоставлены другие комбинации. Это означает, что циалистов часто возникают слож- прочно прикреплённый к корпусу вил- пользователям не придётся вносить изменения сразу во все устройства, ности во время монтажа разъёма на ки, обеспечивает разгрузку натяжения пока происходит процесс адаптации к ix Industrial. кабель обжимным инструментом. соединения. Предъявляются претензии и к вибро- Благодаря стандартизации разъ- устойчивости решений RJ-45. Разъём ёма ix Industrial в соответствии с ix Industrial HARTING позволяет новой нормой IEC 61076-3-124, новый решить сразу множество проблем. интерфейс был так хорошо принят Во-первых, розеточная часть ix In- заказчиками и партнёрами, что ком- dustrial на 70% меньше, чем у стан- пания HARTING решила учесть все дартного разъёма RJ-45 (см. рис. 1). предложения и расширить спектр Это позволяет производителям выпу- возможных применений. В резуль- тате на выстав- ке 2018 года в Ганновере ix In- Ольга Романовская dustrial был пред- ставлен в новом PROCHIP, корпусе с улуч- бренд-менеджер шенными так- тильными харак- (495) 232-25-22 теристиками. HARTING дела- ет ещё один большой шаг в 30 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Основные характеристики разъёмов ix Industrial Рис. 1. Сравнение габаритов джеков Основные механические параметры и условия Значения RJ-45 (слева) и ix Industrial (справа) эксплуатации Количество циклов сочленения без ухудшения 5000 соединений/разъединений, скорость сочленения – характеристик 10 мм/c, покой – 5 с в разъединённом состоянии Сила фиксации в соединённом состоянии Диапазон рабочих температур Min. 80 Н −40...+85°С Быстрое изменение температуры (IEC 60512-11d) 10 циклов –55…+85°С c 30-минутной задержкой при экстремумах температуры и изменение температуры в Сухое тепло (IEC 60512-11i) Холод (IEC 60512-11j) течение 1 мин Поток смешанного газа (IEC 60068-2-60) +85°С на протяжении 500 ч −55°С на протяжении 240 ч Солёный туман Вибрация, синусоида (IEC 60512 тест 6d) Длительность 4 дня, метод 4 (в соединённом и разъединённом виде) Механические удары (IEC 60512 тест 6c) 5% солёная вода, 35±2°С, длительность 48 ч 10–500 Гц, 0,35 мм, 49 м/c2, 2 ч / 3 оси Полусинусоидальный удар 500 м/c2, длительность 11 мс, 3 удара / 2 направления / 3 оси, общее количество ударов – 18, без повреждения контакта Рис. 2. Фиксация ответных частей 5 5 ix Industrial (слева) и розетка ix Industrial, 66 4 смонтированная на печатной плате (справа) 3 4 Сегодня заказчики часто использу- 77 ют тип B в качестве интерфейса меж- ду сервоприводом или преобразова- 3 телем частоты и поворотным энко- 88 дером. Поскольку в ix Industrial тип B установлено 10 контактов, он также 2 2 может применяться как замена широ- 99 1 ко используемого 9-штыревого разъ- ёма D-SUB. 1 10 10 Оба типа кодирования позволяют пользователям значительно эконо- аб мить пространство для своих соеди- Рис. 3. Джек ix Industrial в разрезе: а) тип A; б) тип B нений в приложениях для автомати- зации, машиностроения, робототех- данных, независимо от того, идёт ли ЛИТЕРАТУРА ники, транспорта и сетей передачи речь о ЧМИ, маршрутизаторах, ком- мутаторах или IP-камерах. Благодаря 1. Diekmann J. “ix Industrial: in for a penny, ix Industrial и ix Industrial Signal поль- in for a pound!”: www.harting.ru зователи имеют в своём распоряжении компактный, мощный и стандартизо- 2. Романовская О. Веха в развитии про- ванный интерфейс. мышленного Ethernet: новый интерфейс для скоростной передачи данных. Совре- менная электроника. 2017. № 1. НОВОСТИ МИРА дера российского рынка услуг по аренде и РФПИ и Schneider Electric продолжат со- профессиональной обработке текстильных из- трудничество для реализации взаимовыгод- РФПИ И SCHNEIDER делий. Соответствующее соглашение было за- ных проектов в области повышения энерго- ELECTRIC РЕАЛИЗУЮТ ПЕРВЫЙ ключено 15 октября 2018 года на полях засе- эффективности, отвечающих долгосрочным дания Консультативного совета по иностран- экономическим интересам России и Фран- СОВМЕСТНЫЙ ПРОЕКТ ным инвестициям в России (КСИИ). ции, а также способствующих экономиче- Российский фонд прямых инвестиций скому сотрудничеству между странами. Проект направлен на оптимизацию инженер- (РФПИ), суверенный фонд Российской Феде- ной инфраструктуры и установку современного Пресс-служба Schneider Electric рации, и Schneider Electric, мировой эксперт в оборудования, которое позволит снизить потре- управлении энергией и автоматизации, объ- бление энергоресурсов на производственной явили о начале реализации первого проекта площадке Cotton Way в Химках. В дальней- в рамках партнёрства в сфере энергосбере- шем стороны также рассмотрят возможности гающих технологий. Стороны намерены осу- по реализации проектов повышения энерго- ществлять совместную деятельность по повы- эффективности на других объектах компании. шению энергоэффективности и сокращению энергозатрат на производственных мощностях портфельной компании РФПИ Cotton Way, ли- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 31

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Влагозащищённые соединители для быстрого подключения устройств Маркус Левандовски (Phoenix Contact GmbH & Co. KG) ратуры в полевых условиях. Основны- ми требованиями, предъявляемыми к В статье представлены новые соединители серии IPD от компании электромеханическим компонентам, Phoenix Contact. Соединители основаны на технологии push-in являются надёжное соединение и бес- и обеспечивают надёжное влагозащищённое соединение. Простой перебойное питание в течение длитель- монтаж, в том числе и автоматизированный, позволяет использовать ного времени. Тенденция к уменьше- представленные соединители в самых различных отраслях. нию габаритов устройств и стремление к большей экономической эффектив- НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ технической отрасли. Разъёмы позво- ности производства являются допол- ляют максимально автоматизировать нительными аргументами для созда- АВТОМАТИЗАЦИИ монтаж и обеспечивают максималь- ния компактных конструкций соеди- Для ряда приложений при подклю- ное удобство подключения непосред- нителей с минимально возможным ственно на объекте без использования количеством составных частей и сое- чении питания предъявляются особые специального инструмента. В данной динений. Кроме того, к узлу соединения требования к конструкции применяе- серии соединителей применена наи- кабеля питания и прибора применяют- мых устройств и соединителей. Требо- более перспективная с точки зрения ся дополнительные требования, каса- вание к обеспечению пылевлагозащи- повышения эффективности произ- ющиеся удобства и скорости монтажа. щённости соединения иногда вступа- водства технология быстрого монта- В связи с этим при разработке новых ет в конфликт с технологичностью и жа проводников push-in (см. рис. 1). типов соединителей необходимо учи- удобством монтажа, что ставит перед тывать как себестоимость изделия, так разработчиками устройств довольно Внешние воздействия, возникающие и потенциальную экономию, кото- сложные задачи. Производители про- во влажной среде, оказывают негатив- рую можно получить путём сокраще- мышленных соединителей стараются ное влияние на соединения, превращая ния трудозатрат и времени на монтаж оперативно реагировать на требования разводку кабелей и подключение пита- и обслуживание конечных устройств. рынка, учитывают особенности приме- ния к устройствам в серьёзную задачу. нений и монтажа изделий. При этом Промышленные системы, в частности Уровень автоматизации приборо- ключевыми факторами по-прежнему на объектах дорожной инфраструкту- строительных предприятий позволя- остаются увеличение эффективности ры, должны выдерживать ряд строгих ет механизировать практически все производства и снижение себестоимо- требований к электропитанию устрой- технологические этапы изготовле- сти продукции. Новая разработанная ства. Помимо полной защиты от попа- ния устройств, однако заключитель- серия промышленных разъёмов IPD дания пыли, системы, применяемые вне ный этап сборки по-прежнему пред- немецкого электротехнического кон- помещений, должны безотказно рабо- полагает использование ручного тру- церна Phoenix Contact изначально ори- тать в агрессивных средах, иметь соот- да. В настоящее время имеется большая ентирована на весьма узкое примене- ветствующий уровень защиты от влаги потребность в максимальной автома- ние, но при этом обеспечивает подклю- и УФ-излучения. тизации производства, что определя- чение кабелей питания к устройствам ет особые требования ко всем компо- со степенью защиты IP67 и надёжное Даже при наличии герметичного кор- нентам, используемым в составе про- влагозащищённое соединение в жёст- пуса критическим элементом любого мышленного устройства, в том числе и ких условиях эксплуатации. При разра- изделия являются его интерфейсы под- к внешним соединителям. Так, напри- ботке соединителей, в первую очередь ключения к линиям питания и другим мер, в производстве светодиодных све- ориентированных на массовое произ- устройствам. Именно эти соединения тильников, особенно в промышленном водство, было учтено требование свето- определяют работоспособность аппа- Рис. 1. Роботизированный монтаж push-in-соединителей Рис. 2. Конструкция push-in-соединителя СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 32 WWW.SOEL.RU

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ и уличном исполнении, автоматиза- му монтажному инструменту. В таких Близнецы ция становится залогом конкуренто- решениях широко распространены с разным способности и низкой себестоимости винтовые или обжимные соединения. характером изделия. Кроме того, принимая во вни- При этом вероятность появления оши- мание необходимость предоставления бок и надёжность соединения напря- Клеммы на печатную плату последующего сервисного обслужива- мую зависят от квалификации мон- с Push-in или винтовой ния и расширенной гарантии (в ряде тажника. технологией монтажа случаев до 7–10 лет), качество компо- Идентичные размеры, но разные нентов, элементной базы, соедините- НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ технологии подключения про- лей, корпусов устройств становится водников  – это отличает серию определяющим фактором. ПОДКЛЮЧЕНИЯ клемм на печатную плату TDPT от Именно для повышения эффективно- всех остальных. Клеммы позволя- ОГРАНИЧЕННОСТЬ ют проектировать, разрабатывать сти производства при разработке ново- и производить унифицированные СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ го типа разъёмов питания на 3 и 5 кон- приборы для специфических за- На данный момент самым простым тактов компанией Phoenix Contact была дач, предлагая на выбор заказчи- выбрана технология подключения ку наиболее оптимальную техно- типом влагозащищённого подключе- push-in. Основой push-in-соединителей логию подключения. Благодаря ния кабеля к устройствам и шкафам является пружинный контакт быстро- унифицированной форме клемм управления является обычный кабель- го монтажа (см. рис. 2). Технология не их можно интегрировать в устрой- ный ввод. При этом подключение кабе- требовательна к квалификации мон- ство не изменяя конструктив при- ля внутри устройства осуществляется с тажника, не накладывает дополни- бора и распололжение контактных помощью дополнительных клемм или тельных ограничений на монтажный площадок на печатной плате. Уни- пайки. В то же время для устройств с инструмент, позволяет монтировать версальность и вариативность еще предварительно собранными кабелями как одножильные, так и многожиль- не была такой доступной. возможности дальнейшего использова- ные проводники, интуитивно понят- ния в полевых условиях сильно огра- на и предоставляет широкие возмож- Дополнительная информация ничены. Это связано с тем, что длины ности по автоматизации производ- на сайте: www.phoenixcontact.ru кабелей являются фиксированными, но ства. Всё это определяет успешность и непосредственно на объектах требова- востребованность данной технологии 33 ния к длине кабеля питания могут быть в современных условиях и хорошо впи- изменены и при этом также необходи- сывается в парадигму Индустрии 4.0, мо обеспечить герметичность соедине- которая подразумевает эффектив- ния. В результате при подключении или ное и гибко настраиваемое производ- распределении питания от устройства ство, автоматизацию трудоёмких тех- к устройству, например при подклю- нологических процессов и позволяет чении промышленных светодиодных исключить или минимизировать веро- светильников, применяются дополни- ятность ошибок, что в конечном итоге тельные элементы: муфты сращива- благоприятно сказывается на качестве ния кабеля, распределительные короб- и себестоимости конечного продукта. ки, разъёмы. Всё это, безусловно, ска- зывается на стоимости и надёжности Проходные соединители серии IPD от всей системы в целом. В большинстве Phoenix Contact позволяют подключать случаев такие изделия экономически от 3 до 5 проводов сечением до 2,5 мм2 оправданно производить либо с внеш- без применения специальных инстру- ним проходным соединителем, либо ментов. Подключение может произво- с возможностью подключения кабеля диться как вручную, так и автоматиче- внутри устройства. Кабель будет подго- ски (роботами). Промышленный сое- товлен и смонтирован непосредствен- динитель IPD не является стандартным но на объекте в соответствии с требо- разъёмом, однако обеспечивает возмож- ваниями проекта, при этом необходи- ность быстрого подключения кабеля мо обеспечить качество и надёжность питания с внешней стороны устройства соединения, а также защитить опреде- и идеально подходит для промышлен- лённые узлы устройства от попадания ных и уличных светильников, а также пыли и влаги. для других промышленных устройств. Это стало возможным благодаря специ- Второй тип устройств оснащается альной проходной муфте с возможно- уже готовым кабелем определённой стью герметичного крепления на перед- длины, но для подключения на месте ней стенке устройства. Муфта оснаще- также потребуются дополнительные на двусторонними push-in-контактами, соединители или распределительные что позволяет произвести соединение коробки. Соединения в разъёмах типа на самом устройстве и с помощью спе- «кабель-кабель» также накладывают циального кожуха обеспечить защиту дополнительные требования к квали- от влаги и других внешних воздействий. фикации монтажников и используемо- Жёсткие одножильные и многожильные СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Встроенный пружинный толкатель Рис. 3. Влагозащищённое push-in-соединение Рис. 4. Быстрозажимные соединители серии IPD снабжённые наконечниками проводни- ключается непосредственно к самому Так, например, блокировка кожуха и ки могут быть вставлены в разъём непо- устройству. Затем кожух соединителя блочной части в закрытом положе- средственно, т.е. без приведения в дей- соединяется с прибором и защёлки- нии защищает место соединения от ствие толкателя. Многожильные про- вается посредством поворота на 180°. непреднамеренного открытия, что водники без наконечников могут быть Герметизация кабеля осуществляет- является безусловным требованием вставлены в муфту с использованием ся затягиванием гайки в хвостовой для всех промышленных уличных встроенного толкателя для открытия части кожуха. Специальная коди- светильников в странах Европы. пружины (см. рис. 3). Таким образом, ровка блочной и кабельной частей внешние кабели питания могут быть соединителя позволяет подключить Серия соединителей IPD (см. рис. 4) подключены к устройству нескольки- кожух практически вслепую и безо- построена на современной техноло- ми простыми действиями. шибочно найти правильное положе- гии подключения проводников, име- ние для блокировки, что необходимо ет функциональный дизайн и обеспе- ПРОСТАЯ СИСТЕМА для безопасной работы и надёжного чивает удобство и надёжность монтажа. соединения, особенно если монтаж Для разделения разных по назначению ДЛЯ СЛОЖНЫХ УСЛОВИЙ производится в сложных услови- интерфейсов доступны различные цве- ЭКСПЛУАТАЦИИ ях или в ограниченном простран- та соединителей и специальные марки- стве. Кожух блокируется в закрытом ровочные бирки. Степень защиты IP66/IP67 обеспе- положении и для отсоединения кабе- чивает надёжное соединение с устрой- ля требуется разъединить интегриро- ЗАКЛЮЧЕНИЕ ством для использования вне помеще- ванную защёлку с помощью отвёрт- ний, при неблагоприятных внешних ки. Все конструктивные особенности Технология монтажа проводов push- воздействиях, во влажной среде и при и технологии монтажа проводников in успешно работает в промышленном температурах от −40 до +100°C. Кроме тщательно прорабатывались на эта- оборудовании на протяжении несколь- того, push-in-соединение обеспечивает пе проектирования соединителя, при ких лет и с каждым годом набирает всё надёжный контакт при ударах и вибра- этом учитывались как специфиче- большую популярность. Она обеспечи- ции. Рабочее напряжение в соедините- ские требования светотехнической вает удобный и простой монтаж без лях серии IPD может достигать 690 В, отрасли, так и общие, предъявляе- использования специальных инстру- токи – 20 А, что позволяет использовать мые к промышленному оборудова- ментов. Благодаря ряду бесспорных их в различных применениях. нию, используемому вне помещений. преимуществ push-in-соединители ак- тивно внедряются во все отрасли про- Кабель питания вводится через гер- мышленности. метичный кожух соединителя и под- НОВОСТИ МИРА нических и связанных с образом жизни за- бет, астма, хроническая обструктивная бо- болеваний, а также ростом спроса на тех- лезнь лёгких и другие). МИРОВОЙ РЫНОК IOMT нологии mHealth и увеличением поддерж- К 2023 ГОДУ ДОСТИГНЕТ ки со стороны госорганизаций. Из всех технологий связи (Wi-Fi, Bluetooth $267,6 МЛРД LE, NFC, ZigBee, сотовая и спутниковая) са- Наибольшую долю на рынке сегодня за- мый быстрый рост в течение прогнозируемо- Мировой рынок Интернета вещей в здра- нимает Северная Америка: регион обеспе- го периода ожидается от технологии Wi-Fi – воохранении (IoMT) к 2023 году достигнет чил более 44,3% дохода в 2017 году. При в среднем 32% ежегодно. В основном это $267,6 млрд. Согласно последнему отчёту этом самыми быстрыми темпами в ближай- устройства, используемые для отправки и P&S Market Research, рост рынка в основ- шие 5 лет будет расти рынок Азиатско-Ти- получения данных из облачных систем. По ном обусловлен растущей потребностью в хоокеанского региона (34,4%), в том числе мнению экспертов, активный рост в ближай- удалённых службах мониторинга пациентов, в связи со старением населения и увеличе- шие годы покажет рынок телемедицины. увеличением спроса на современные ин- нием ряда хронических заболеваний (диа- формационные системы здравоохранения, www.iot.ru распространением диагностирования хро- 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

Облачные технологии 35% Eurotech для автоматизации 15% КорпоративнАынеаплриизлотженедниеянций 15% ЭнерПгорпогнозируемое техни 15% КонтМроолньиотсовреищнегнрнаобсотитоспособности ческое обслуживание Контроль доступа отреблениТеехобслуживание Контроль окружающей ср еды по запросу Решения Eurotech позволяют заказчикам удобно и безопасно подключать оборудование и датчики к корпоративным программным приложениям с помощью Everyware CloudTM — M2M-платформы. Выполняемые функции • Простая интеграция с корпоративными приложениями • Управление устройством • Сбор потоков данных с различных устройств • Приложение для устройства и управления в реальном времени жизненным циклом • Анализ данных в реальном времени, • Контроль состояния устройства/связи их хранение и предоставление в режиме реального времени исторических данных • Поддержка промышленных протоколов ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Отладочные средства для микроконтроллеров STM32 от компании «Амперка» Олег Вальпа ([email protected]) енный в микроконтроллер интерфейс USB и не требует для подключения к В статье приведено описание отладочной платы Iskra JS и свободной компьютеру дополнительного моста среды разработки программ Espruino Web IDE от компании «Амперка». USB-UART. Iskra JS работает на частоте Представленные продукты предназначены для практического изучения 168 МГц, имеет 1 МБ флэш-памяти для микроконтроллеров серии STM32 компании STMicroelectronics. хранения программы интерпретатора JavaScript и программы пользователя, а ВВЕДЕНИЕ ным и распространённым проектом также 192 КБ оперативной памяти. Тако- Arduino [2]. В статье представлен один го объёма памяти хватает для обработ- Одним из ключевых факторов разви- из новых продуктов «Амперки» – отла- ки JS-кода и решения множества задач, тия отечественного приборостроения, дочная плата Iskra JS, позволяющая таких как управление роботом, промыш- робототехники и других высокотехно- быстро приобрести практические ленная автоматика, системы умного дома логичных отраслей является привле- навыки работы с микропроцессора- и т.д. На плате имеются совместимые с чение молодых специалистов к рабо- ми серии STM32 [3]. Arduino контактные соединители, распо- те с современной микропроцессорной ложенные в соответствии со стандарт- техникой, а для этого следует обеспе- ОТЛАДОЧНАЯ ПЛАТА ISKRA JS ной компоновкой Arduino R3. чить наличие необходимых источни- ков информации и доступных аппарат- Отладочная плата Iskra JS является Напряжения логических уровней сиг- ных и программных средств обучения флагманской платой «Амперки», имеет налов платы Iskra JS составляют 3,3 В, и разработки. встроенный интерпретатор JavaScript и но многие выводы толерантны к 5 В представляет собой развитие платфор- уровням сигналов. Это обеспечивает Для решения подобных задач мно- мы Espruino. Iskra JS обеспечивает высо- электрическую совместимость с боль- гие компании предлагают широ- кую скорость выполнения программ, шей частью периферийных устройств кий выбор отладочных плат и про- комфортность разработки, максималь- Arduino. граммных инструментов. Одной из ную совместимость с платами расшире- них является компания «Амперка» [1], ния (в т.ч. с платами Arduino), сенсора- Плата имеет 36 доступных управляю- выпускающая отладочные платы для ми и другими электронными модулями. щих контактов: 12 для считывания ана- различных микроконтроллеров и Внешний вид отладочной платы Iskra JS логового сигнала, 22 для генерации сиг- периферийные устройства, которые представлен на рисунке 1. нала широтно-импульсной модуляции, легко подключаются к данным пла- 2 аналоговых выхода. там и имеют программную поддерж- Основой платы Iskra JS является 32-бит- ку. Проекты, развиваемые компани- ный микроконтроллер STM32F405RG с На платформе имеется 4 последо- ей, во многом схожи с хорошо извест- ядром ARM Cortex M4. Плата имеет встро- вательных порта, 2 интерфейса SPI и 3 интерфейса I2C для взаимодействия Рис. 1. Внешний вид отладочной платы Iskra JS с дисплеями, гироскопами, акселеро- метрами и другими сложными моду- лями. При этом по одному интерфейсу SPI и I2C вынесено на штатные разъёмы согласно стандарту Arduino R3 без соз- дания конфликта с остальными выво- дами. Расположение выводов отладоч- ной платы Iskra JS показано на рисун- ке 2. Выводы отладочной платы имеют следующее назначение: ● P0 – вывод GPIO (по этому имени можно обратиться к выводу из про- граммы); ● B11 – вывод микроконтроллера STM32F405RG; ● 3.3V – вывод питания; ● PWM – вывод ШИМ сигнала; ● ADC – вывод АЦП микроконтролле- ра для чтения аналогового сигнала; ● DAC – вывод ЦАП микроконтролле- ра для формирования аналогового сигнала; ● FVT – вывод, толерантный к напря- жению 5 В; 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ ● SPI2 SCK – вывод сигнала синхрони- Рис. 2. Расположение выводов отладочной платы Iskra JS зации интерфейса SPI2 (программно доступен по имени PrimarySPI); подключённой периферии использу- суммарный ток до 1000 мА, а с выво- ются выводы 5V и 3.3V, которые выда- да 3.3V – до 300 мА. Если для внеш- ● I2C1 SDA – вывод сигнала данных ин- ют соответствующие напряжения. При них устройств не требуется напря- терфейса I2C (программно доступен использовании внешнего источника жение 5 В, то можно запитать пла- по имени PrimaryI2C); питания с вывода 5V можно получить ту от источника напряжением от 3,6 USART3 TX – вывод сигнала интер- фейса UART/USART (программно досту- пен по имени PrimarySerial). Такую отладочную плату можно при- обрести или изготовить самостоятель- но. Принципиальная электрическая схема отладочной платы Iskra JS при- ведена на рисунке 3, а её сборочный чертёж – на рисунке 4. Питание платы можно осущест- влять как от компьютера через порт microUSB, так и через гнездо питания 2,1 мм. Источник питания определя- ется платой автоматически. В случае питания через гнездо рекомендуемое входное напряжение составляет от 7 до 15 В. Встроенный в плату регуля- тор напряжения сформирует необхо- димые для платы напряжения 5 и 3,3 В. В качестве источника питания мож- но использовать сетевой адаптер, бата- рейки или аккумуляторы. Для питания Рис. 3. Принципиальная электрическая схема отладочной платы Iskra JS WWW.SOEL.RU 37 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Пин BOOT Конпка RESET Разъём SWD Микроконтроллер STM32F405RG Разъём для подключения USB Разъём SPI Светодиодная Кнопка BTN1 индикация Регулятор напряжения 5 В Разъём для подключения Выбор питания Регулятор внешнего питания напряжения 3,5 В Рис. 4. Сборочный чертёж отладочной платы Iskra JS до 12 В, например от литий-ионного для винтового крепления. Расстояние ● максимальный ток на выводе – 25 мА; аккумулятора. между контактами составляет 2,54 мм. ● максимальный суммарный ток выво- Плата Iskra JS подключается к ком- Плата Iskra JS имеет следующие тех- дов – 240 мА; пьютеру кабелем microUSB. При под- нические характеристики: ● рабочий температурный режим ключении платформа обнаружива- ● микроконтроллер – 32-битный ется компьютером как виртуальный −20…+70°C; последовательный порт. По этому STM32F405RG с ARM-ядром Cortex M4; ● размеры – 69×53 мм. порту загружаются пользовательские ● тактовая частота – 168 МГц; программы и осуществляется чтение ● объём флэш-памяти – 1024 КБ; На рисунке 4 приведено расположе- отладочной информации. Данные ● объём флэш-памяти для хранения ние органов управления и коммутации процессы автоматизированы в сре- отладочной платы Iskra JS. Перемычка де разработки Iskra IDE. Кроме того, программы – 256 КБ; выбора питания определяет, как осу- возможно запрограммировать плату ● объём SRAM-памяти – 192 КБ; ществляется преобразование входно- Iskra JS как HID-устройство, то есть ● количество портов ввода-вывода об- го напряжения. Она может быть уста- эмулировать с его помощью рабо- новлена в одном из двух положений: ту клавиатуры, манипулятора мыши, щего назначения – 26; 1. VIN3+5V – внешнее питание сна- джойстиков и другого компьютерно- ● количество портов с поддержкой го оборудования. чала проходит регулятор на 5 В, а ШИМ – 22; он, в свою очередь, питает регуля- Плата Iskra JS снабжена предохрани- ● количество портов АЦП – 12; тор на 3,3 В; работают обе шины: телем, защищающим USB-порты ком- ● разрядность АЦП – 12 бит; 5 В и 3,3 В; допустимое входное на- пьютера от перенапряжения и корот- ● количество портов ЦАП – 2; пряжение в этом случае составля- ких замыканий. Хотя большинство ● разрядность ЦАП – 12 бит; ет от 7 до 15 В. компьютеров обладает собственными ● количество портов, толерантных к 2. VIN3+VIN – внешнее питание сразу средствами защиты, предохранитель подаётся на регулятор 3,3 В; шина 5 В разрывает соединение, если от USB- 5 В, – 11; не используется для получения на- порта потребляется ток более 500 мА, ● доступные аппаратные интерфей- пряжения 3,3 В; допустимое входное и восстанавливает его после нормали- напряжение – от 3,6 до 12 В; данное зации ситуации. сы – 4×UART/Serial , 3×I2C/TWI, 2×SPI; положение рекомендуется использо- ● номинальное рабочее напряжение – вать при питании схемы от литий- Размеры платы составляют 69×53 мм, ионного аккумулятора. гнёзда для внешнего питания и USB 3,3 В; Когда плата подключена к внешне- выступают на 2 мм за её габариты. По ● рекомендуемое входное напряже- му источнику питания и перемычка краям платы расположены отверстия выбора питания установлена в поло- ние – 7…15 или 3,6…12 В; жение VIN3+5V, напряжение прохо- ● максимальный ток от источника 5 В – 1000 мА; ● максимальный ток от источника с шины 3,3 В – 300 мА (включая пита- ние микроконтроллера); 38 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Рис. 5. Установка среды разработки Рис. 6. Окно среды разработки дит через стабилизатор MC7805BD. мы, загружать их в микроконтроллер рационных систем Mac OS и Linux драй- Выход стабилизатора соединён с платы, отображать результаты работы вер не требуется. выводом 5V. Максимальный выход- на консоль и отлаживать программы. ной ток составляет 1000 мА. Стабили- Данное приложение работает на плат- После выполнения установки сре- затор MC33275ST с выходным напря- форме Google Chrome [4] и доступно да программирования будет автома- жением 3,3 В обеспечивает питание для операционных систем Windows, тически запущена. Если понадобится микроконтроллера STM32F405RG. Mac OS, Linux и Chrome OS. запустить среду вновь, можно исполь- Максимальный выходной ток состав- зовать её ярлык, который доступен в ляет 300 мА. Для программирования платы Iskra JS Google Chrome во вкладке «Серви- используется язык программирова- сы». Для того чтобы создать ярлык на На плате установлено 3 светодиода: ния JavaScript, особенности исполь- рабочем столе или в панели быстро- 1. BUSY – индикатор «занятости» си- зования которого подробно описаны го запуска, необходимо ввести в адрес- в [5]; также доступны исходные фай- ной строке браузера chrome://apps/ и стемы. лы JavaScript ядра Espruino [6]. Язык кликнуть правой кнопкой мыши по 2. LED1 – светодиод свободного назна- программирования JavaScript являет- иконке Espruino IDE. ся популярным и мощным средством чения. разработки. Простой, выразительный Окно среды разработки состоит из 3. ON – индикатор наличия питания на и гибкий, он обычно используется для двух основных частей: слева – окно создания интернет-приложений, но консоли, справа – окно исходного микроконтроллере. этим сфера его применения не огра- кода, как показано на рисунке 6. Поря- Кнопка RESET служит для сброса ничивается. док работы в установленной среде про- микроконтроллера, кнопка BTN1 про- граммирования следующий: граммируется пользователем и подклю- Для установки среды программирова- 1. Подключить отладочную плату к чена к выводу PC4 микроконтроллера. ния на компьютер потребуется выпол- Разъём SPI служит для подключения нить несколько простых шагов. Снача- компьютеру через USB-порт. плат расширения к интерфейсу SPI. ла необходимо установить на компью- 2. Ввести текст программы на правой Согласно стандарту Arduino R3 разъ- тер интернет-браузер Google Chrome и ём SPI должен быть вынесен в виде сое- открыть с его помощью ссылку [7] для панели IDE. динителя 3×2 вывода в определённом загрузки среды. Далее необходимо при- 3. Загрузить программу в плату кноп- месте. Интерфейс SPI не предназначен менить дополнительные настройки для внутрисхемного программирова- IDE, кликнув мышкой по программной кой . ния микроконтроллера STM32F405RG кнопке «Установить» (см. рис. 5). Можно 4. Наблюдать за работой устройства и и может использоваться только для свя- установить среду разработки, исполь- зи с другими SPI-устройствами. зуя другой браузер, но при этом при- выводом отладочной информации Разъём SWD предназначен для вну- дётся настроить систему вручную [8]. в консоли. трисхемного программирования микро- Выполнение настройки необходимо Подключение платы к компьютеру контроллера STM32F405RG через про- для корректной работы библиотек и осуществляется кабелем USB и нажати- грамматор, например ST-Link. плат «Амперки». ем программной кнопки в верхнем Вывод BOOT0 определяет режим левом углу окна IDE. После подключе- загрузки микроконтроллера отладоч- Для операционной системы Windows ния отобразится список доступных ной платы. Если замкнуть эту пару потребуется также загрузить файл драй- портов и плат, например: выводов, микроконтроллер загрузит- вера [9] и установить его. После уста- ● COMx на Windows; ся в режиме DFU. Это позволит запи- новки драйвера необходимо открыть ● /dev/tty.usbmodemXXX на Mac OS; сать программу в микроконтроллер без каталог установки (например, C:\\ ● /dev/ttyACMx на Linux; программатора через порт USB. ProgramFiles(x86)\\STMicroelectronics\\ После успешного подключения на Software\\Virtual comport driver) и консоли появится надпись Connected. СРЕДА РАЗРАБОТКИ запустить файл dpinst_x86.exe или Цвет фона кнопки при этом изме- dpinst_amd64.exe для 32-разрядной нится с оранжевого на зелёный, и в Для программирования отладочной или 64-разрядной версии операцион- нижнем правом углу экрана появится платы Iskra JS разработана специаль- ной системы соответственно. Для опе- окно с уведомлением о том, что плата ная среда разработки Espruino Web IDE, успешно подключена к компьютеру. которая позволяет создавать програм- Теперь плата готова к выполнению команд и программ пользователя. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 39

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Например, для перезагрузки отладоч- Библиотечные функции JavaScript для платы Iskra JS ной платы нужно ввести в поле консо- ли команду reset();. После перезагруз- Вызов Результат ки в консоли отобразится информация о плате с указанием версии её прошив- Случайные числа ки. При необходимости можно обно- вить прошивку до последней версии Инициализация: var random = require(‘@amperka/hw-random’) (см. далее). random.int(1, 6) целое случайное число от 1 до 6 Программа может отображаться и редактироваться как в текстовом виде, Встроенные функции так и в виде программных блоков. Пере- Инициализация: не требуется ключение между этими режимами осу- ществляется с помощью программной console.log(‘Hello!’) Вывести «Hello!» кнопки </>. setInterval(function() { … }, 350) Вызывать функцию каждые 350 мс В консоли можно работать с подклю- setTimeout(function() { … }, 350) Вызвать функцию через 350 мс чённой платой в диалоговом режиме: (3.1415926).toFixed(3) делать арифметические вычисления, Округлить до 3 знаков после запятой: 3,142 вызывать функции, просматривать значения переменных и т.д. Напри- getTime() Получить время в секундах с момента старта или мер, если ввести в консоль 3+(8–7)*3/6 перезагрузки и нажать Enter, то отладочная плата выполнит команду и вернёт резуль- Светодиод тат 3.5. В консольном режиме можно использовать переменные: Инициализация: var led = require(‘@amperka/led’).connect(P1) >var x = 3 led.turnOn() Включить =3 >var y = 4 led.turnOff() Выключить =4 >x * x + y * y + 5 led.toggle() Если выключен – включить, если включён – выключить =30 led.blink(0.2, 0.8) Мигать: 0,2 с включён, 0,8 с выключен Переменные могут хранить не толь- ко числа, но и строки, логические зна- led.blink(0.2) Мигнуть 1 раз в течение 0,2 с чения, функции и составные объекты. Интерпретатор JavaScript позволяет led.brightness(0.42) Установить яркость 42% работать с пользовательскими и встро- енными функциями. Например, вызов Кнопка функции >getTime() вернёт числовой результат времени в секундах, прошед- Инициализация: var button = require(‘@amperka/button’).connect(P3) ших с момента включения платы. button.on(‘press’, function() { … }) Вызвать функцию при нажатии В диалоговом режиме допускается управление элементами платы и опрос button.on(‘release’, function() { … }) Вызвать функцию при отжатии их состояния. Например, с помощью команды >LED1.write(1) подаётся пита- button.on(‘click’, function() { … }) Вызвать функцию при коротком клике ние на светодиод LED1, а посредством команды >LED1.write(0) питание свето- button.on(‘hold’, function() { … }) Вызвать функцию при длительном нажатии диода LED1 отключается. Опрос состоя- ния кнопки можно выполнить с помо- Зуммер щью команды >BTN1.read(). Если кноп- ка нажата, в ответ отобразится =true, в Инициализация: var buzzer = require(‘@amperka/buzzer’).connect(P5) противном случае выведется =false. buzzer.turnOn() Включить ПРИМЕРЫ ПРОГРАММ buzzer.turnOff() Выключить Рассмотрим пример программы, результатом работы которой будет buzzer.toggle() Если выключен – включить, если включён – выключить мигание светодиода LED1 на плате (см. листинг 1). buzzer.beep(0.2, 0.8) Прерывисто звучать: 0,2 с звучать, 0,8 с не звучать Данную программу можно сохранить buzzer.beep(0.2) Звучать 1 раз в течение 0,2 с на компьютере в виде файла с произ- вольным именем и расширением js, buzzer.frequency(1234) Звучать на частоте 1234 Гц например blink.js. После загрузки про- граммы в отладочную плату Iskra JS на Потенциометр плате начнёт мигать светодиод LED1 с периодичностью 500 мс. Инициализация: var pot = require(‘@amperka/pot’).connect(A0) pot.read() Считать значение от 0,0 до 1,0 Сенсор освещённости Инициализация: var sensor = require(‘@amperka/light-sensor’).connect(A2) sensor.read(‘lx’) Считать значение в лк Сервопривод Инициализация: var servo = require(‘@amperka/servo’).connect(P13) servo.write(42) Повернуть в положение 42° Термометр Инициализация: var thermometer = require(‘@amperka/thermometer’).connect(A4) thermometer.read(‘C’) Считать значение в °C Ультразвуковой дальномер Инициализация: var sonic = require(‘@amperka/ultrasonic’).connect({trigPin: P10, echoPin: P11}) sonic.ping(function(error, distance) Измерить значение в см и вызвать функцию { … }, ‘cm’) ИК-приёмник Инициализация: var ir = require(‘@amperka/ir-receiver’).connect(P7) ir.on(‘receive’, function(code, repeat) Вызвать функцию при нажатии кнопки на ИК-пульте { … }) Эмуляция клавиатуры Инициализация: var kb = require(‘@amperka/usb-keyboard’) kb.tap(kb.KEY.SPACE) Нажать «Пробел» kb.tap([kb.MODIFY.ALT, kb.KEY.SPACE]) Нажать Alt + «Пробел» kb.type(‘Hello World!’) Набрать «Hello World!» Следующий пример – программа Листинг 1 lamp.js с использованием библиотек var on = false; «Амперки» – приведён в листинге 2 и setInterval(function() предназначен для управления светоди- { одом, подключённым к выводу P1 отла- on = !on; дочной платы. В первой строке про- LED1.write(on); граммы с помощью функции require }, 500); создаётся объект led для светодиода, под- ключаемого к выводу P1. Во второй стро- Листинг 2 ке программы вызывается метод blink var led = require('@amperka/ объекта led, который заставляет свето- led').connect(P1); диод светиться в течение 0,1 с, а затем led.blink(0.1, 0.9); гаснуть на 0,9 с в циклическом режиме. грамм для работы с Iskra JS и перифе- На сайте производителя приведе- рийными платами, например из набора но множество других примеров про- «Йодо» [10]. Среди доступных примеров можно найти такие проекты, как теле- 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ граф, автоматический диммер, «умное» го необходимо перейти в настройки ЛИТЕРАТУРА освещение, терменвокс, экранный Flasher и нажать программную кноп- люксометр, html-термометр, ультра- ку Flash Firmware, после чего выпол- 1. www.amperka.ru звуковая линейка, парктроник, сканер нить следующий алгоритм действий: 2. www.arduino.ru ИК-пультов, пульт киномана, радар и др. 1. Нажать кнопку BTN1 на плате и одно- 3. www.st.com 4. https://www.google.ru/chrome/browser/ В таблице приведён краткий пере- временно с ней – кнопку RESET, затем чень библиотечных функций JavaScript, отпустить обе кнопки. В результате desktop поддерживаемых отладочной платой попеременно начнут мигать свето- 5. http://wiki.amperka.ru/js:start Iskra JS, с примерами их использования. диоды LED1 и BUSY – это означает, 6. https://github.com/amperka/Espruino/ что плата успешно перешла в режим Производитель периодически выпу- загрузчика. tree/iskrajs скает обновления интерпретатора 2. Нажать в IDE кнопку Next. 7. https://chrome.google.com/webstore/ JavaScript отладочной платы, добавля- 3. Выбрать порт с подключённой платой. ющие новые возможности и исправ- 4. Выбрать модель платы и нажать Next. category/extensions ляющие ошибки. Обновить версию 5. Дождаться окончания процесса про- 8. http://wiki.amperka.ru/js:ide:driver- прошивки можно непосредственно в шивки. среде программирования IDE. Для это- error 9. http://wiki.amperka.ru/_media/js:iskra_ js:stsw-stm32102.zip 10. http://amperka.ru/product/yodo НОВОСТИ МИРА быстрым даже при активированной коррек- ной отрасли, в области автомобилестрое- ции сигнала, а благодаря уникальной циф- ния, промышленности и телекоммуникаций. НОВЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ ровой архитектуре запуска он может с вы- Прибор идеально подходит для отладки на ОТ ROHDE & SCHWARZ сокой точностью выполнять запуск по ском- этапе разработки электронных схем с сиг- пенсированным сигналам. налами разного типа, включая высоко- Компания Rohde & Schwarz представляет скоростные шины (USB, PCI Express, MIPI новое семейство высокопроизводительных Ещё одна особенность осциллографа и т.п.), многоканальные ВЧ-интерфейсы (для осциллографов R&S RTP, расширяя ассор- R&S RTP, которая сэкономит разработчи- радиосвязи или радиолокации), интерфей- тимент в соответствии с девизом «Осцил- кам много времени, – использование аппа- сы DDR-памяти, сложные модули управле- лографы Rohde & Scharz. Абсолютная уве- ратного ускорения для ряда функций ана- ния электропитанием и даже простые ши- ренность в результатах». лиза. Испытания на соответствие маскам, ны управления и программирования (I2C, SPI гистограммы и анализ в частотной области и т.п.). Осциллограф может применяться в тех В ходе разработки нового семейства ос- могут выполняться с высокой скоростью, случаях, когда необходимо измерять сигна- циллографов компания уделила особое вни- обеспечивая быстрое получение результа- лы высокого разрешения во временно′й и ча- мание точности измерения, скорости, ши- тов с высокой статистической надёжностью. стотной областях с широким динамическим рокому спектру функций и перспективно- диапазоном и высокой чувствительностью. сти применяемых технологий. В дополнение к аналоговым каналам R&S RTP содержит 16 логических каналов, Несмотря на широкий спектр поддержи- Осциллограф R&S RTP сочетает в се- 4 канала измерения напряжения и 4 кана- ваемых функций, R&S RTP является са- бе различные приборы лучше, чем любой ла измерения тока. мым компактным высокопроизводитель- другой осциллограф данного класса. Эти ным осциллографом на рынке, занимая на возможности делают R&S RTP лучшим ос- Прибор также поддерживает анализ про- 40% меньшую площадь рабочего простран- циллографом для отладки, в частности, токолов интерфейсов последовательных ства, чем традиционные модели. Благодаря встраиваемых компонентов с быстрыми шин и предоставляет эффективные функ- продуманной концепции охлаждения и бес- цифровыми или широкополосными ВЧ- ции анализа спектра и сигналов. Благода- шумным вентиляторам он никогда не соз- интерфейсами. ря широкому спектру инструментов пользо- даст помех в работе лаборатории. ватели могут измерять множество сигналов Компания Rohde & Schwarz постоянно разных типов, коррелированных друг с дру- Высокопроизводительное семейство продвигает инновации на рынке осцилло- гом по времени в многокомпонентных це- R&S RTP – очень надёжная инвестиция. Ес- графов, и новые высокопроизводительные пях, и быстрее находить соответствующие ли вырастут требования к контрольно-из- модели ещё раз подтверждают её привер- ошибки с помощью одного контрольно-из- мерительным характеристикам, полоса из- женность высокому качеству. мерительного прибора. мерения, глубина памяти и набор функций могут быть легко модернизированы с по- Семейство высокопроизводительных R&S RTP предназначен для самого ши- мощью аппаратных и программных опций. осциллографов R&S RTP сочетает в се- рокого круга разработчиков электрони- бе целостность сигнала с высокой скоро- ки, особенно в аэрокосмической и оборон- Rohde & Schwarz планирует дополни- стью сбора данных. В стандартном режи- тельные усовершенствования в семействе ме сбора данных прибор способен измерять R&S RTP. Следующие модели осциллогра- 1 млн осциллограмм/с, делая это более чем фов R&S RTP с увеличенной полосой про- в 1000 раз быстрее, чем другие осциллогра- пускания выйдут в 2019 году. фы данного класса. Эта возможность помо- жет пользователям быстрее находить ред- Высокопроизводительные осциллографы ко возникающие ошибки. R&S RTP уже доступны для заказа в компа- нии Rohde & Schwarz в виде моделей с по- R&S RTP – единственный прибор на рын- лосой пропускания 4, 6 или 8 ГГц. ке, который компенсирует потери при пере- даче сигнала от источника к осциллографу www.rohde-schwarz.com/rtp (функция исключения цепи) в реальном мас- штабе времени. Преимущество состоит в том, что осциллограф остаётся по-прежнему СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 41

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ GENESYS+ – новое поколение программируемых лабораторных источников питания Василий Лисин ([email protected]) системы питания на их основе по требо- ванию заказчика для наращивания мощ- Программируемые источники питания TDK-Lambda давно ностей. Внешний вид программируемого зарекомендовали себя на российском рынке как надёжные, (или, как его ещё называют, лабораторно- современные и многофункциональные приборы. Области применения го) блока питания GENESYS+ представлен этих источников питания довольно широкие: лабораторные на рисунке 3. Стоит отметить его габари- измерительные комплексы, системы контроля для зарядки ты: ИП имеет стандартные ширину и глу- конденсаторов, батарей и работы силовых приводов, промышленные бину (423 и 441,4 мм соответственно) для процессы металлонапыления, катодная защита, медицинское монтажа в 19″ стойку и высоту 1U. При оборудование, исследования в области ядерных частиц, системы связи – таких габаритах и весе менее 5 кг данный это только часть отраслей, где данные блоки успели показать свою блок питания обладает выходной мощно- эффективность. В статье рассматривается новая разработка в серии стью 5 кВт. Серия GENESYS+ имеет самый программируемых источников питания – GENESYS+. высокий показатель удельной мощно- сти на рынке. Для сравнения: предыду- НЕМНОГО ИСТОРИИ ли более компактными и лёгкими, появи- щая серия Genesys на 5 кВт имеет высоту лись промежуточные модели на 600 Вт, к 2U, вес 14 кг, а источник питания на 5 кВт Компания TDK-Lambda начала выпуск интерфейсам управления прибавился USB. EA-PSE 9080-170 3U от Elektro-Automatik управляемых блоков питания с серии ZUP Благодаря обновлённому микропроцессо- имеет высоту 3U и вес почти 17 кг. (от англ. Zero Up) в 2001 году. В серии ру эти источники питания (ИП) стали про- доступны модели с выходными мощ- изводительнее, чем их предшественники. Описание органов управления ИП ностям от 200 до 800 Вт и диапазонами GENESYS+ приведено в таблице 1. Если выходных напряжений от 0…6 до 0…120 В. В 2017 году TDK-Lambda представила сравнить эти ИП с предыдущими сери- Интерфейсы управления: аналоговый по новую разработку – GENESYS+. ями, то можно отметить, что инженеры току или напряжению, RS-232 или GPIB. TDK-Lambda постарались максимально НОВАЯ СЕРИЯ вынести новый функционал управле- В 2002 году на их основе была пред- ния и индикацию на лицевую панель. ставлена серия Genesys – на сегодняш- ПРОГРАММИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ На обновлённом 16-сегментном жид- ний день в ней представлены модели на кокристаллическом дисплее с высокой 750 Вт, а также 1,5; 2,4; 3,3; 5; 10 и 15 кВт ПИТАНИЯ GENESYS+ контрастностью и широким углом счи- (см. рис. 1). Данные модули имеют более тывания показаний сразу отображают- широкие диапазоны выходных напря- Новая серия источников питания ся необходимые данные для работы и жений от 0…6 до 0…1500 В, к цифровым GENESYS+ была разработана силами настройки. интерфейсам управления RS-232/485 и инженеров израильского подразделения GPIB добавился LAN, а к аналоговым – компании TDK-Lambda. Вся сборка, тести- Задняя часть ИП GENESYS+ (см. рис. 4) возможность управления по изолиро- рование и выходной контроль блоков дополнена несколькими полезными ванным сигналам тока или напряжения. осуществляются там же, на собственном функциями, которых иногда не хватало заводе компании. В данных блоках пита- в предыдущих моделях: клавишей сбро- В 2012 году свет увидело семейство ния применяется модульная архитектура са к заводским настройкам, индикаци- источников питания Z+ с мощностями построения изделия, которая позволяет ей состояния LAN-подключения и USB- от 200 до 800 Вт и выходными напряже- максимально автоматизировать техноло- портом (отсутствовал в базовой ком- ниями от 0…10 до 0…650 В (см. рис. 2). Эту гические процессы для их производства, плектации ZUP и Genesys). Описание серию можно назвать усовершенствова- оперативно проводить сервисное обслу- органов управления на задней панели нием и симбиозом первых двух: блоки ста- живание или модернизацию, а также мас- GENESYS+ представлено в таблице 2. штабировать блоки и модифицировать Рис. 1. Источники питания серии Genesys WWW.SOEL.RU Рис. 2. Источники питания серии Z+ СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 42

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Рис. 3. Передняя панель программируемого источника питания серии GENESYS+ (см. табл. 1) Рис. 4. Задняя панель программируемого источника питания серии GENESYS+ (см. табл. 2) Таблица 1. Органы управления и индикации GENESYS+ № Орган управления/индикатор Описание 1 Выключатель питания Управление включением/выключением питания 2 Наклейка с указанием модели Идентификатор модели, напряжения и тока источника питания 3 Вращающийся энкодер / клавиша Вращающийся энкодер высокого разрешения с фиксацией для регулировки выходного напряжения и навигации по меню; при нажатии – напряжения вспомогательная функция для принятия заданного значения в режиме предварительного просмотра (Preview) 4 Область индикации напряжения 4-разрядный 16-сегментный дисплей напряжения. По умолчанию отображает выходное напряжение. В режиме Preview дисплей отображает запрограммированное значение выходного напряжения. В навигации по меню эта область индикации отображает выбранную функцию 5 Индикатор режима работы Индикатор режима работы CV/CC/CP 6 Область индикации тока 4-разрядный 16-сегментный дисплей тока. По умолчанию отображает выходной ток. В режиме Preview дисплей отображает запрограммированное значение выходного тока. В навигации по меню эта область индикации отображает выбранный параметр 7 Панель индикаторов Отображает значения выходных токов, напряжения, мощности, режимов работ, задействованных интерфейсов, активных ячеек памяти 8 Вращающийся энкодер / клавиша Вращающийся энкодер высокого разрешения с фиксатором для регулировки выходного тока и навигации по меню; при нажатии – тока вспомогательная функция для принятия заданного значения тока, выбора уровня меню и настройки значения параметра 9 Клавиша BACK («Назад») Возврат на один шаг назад в режиме навигации по меню 10 Клавиша/индикатор PROG Активация меню Program/Sequencer (триггерное меню). Триггерное меню обеспечивает управление функциями «Последовательность» и «Триггер», а также загрузку произвольной функции, сохранённой в памяти источника питания. Зелёный светодиод загорается, когда активно меню Program. Если оно активно, нажатие кнопки PROG вернёт на главный экран 11 Клавиша/индикатор SYST / Активация меню основных настроек (системное меню). Меню System обеспечивает выбор точки считывания ОС (внутреннее/внешнее блокировки передней панели считывание), управление функциями Interlock, Enable, сигналом рабочего состояния PSOK, настройку SAVE/RECALL источника питания, управление программируемыми сигналами, функцией «Предварительная нагрузка», яркостью/затемнением, а также сброс настроек источника питания. Зелёный светодиод загорается, когда активно меню SYST. Если оно активно, нажатие на кнопку SYST вернёт в главное меню. Блокировка/разблокировка передней панели нажатием кнопки SYST с последующим нажатием на энкодер тока Активация режимного меню (Configuration), которое обеспечивает управление режимом запуска источника питания, источником напряжения 12 Клавиша/индикатор CONF и тока, функциями «Внутреннее сопротивление», «Ограничение постоянной мощности» и «Регулирование скорости нарастания», выбор диапазона аналогового программирования/мониторинга. Зелёный светодиод загорается, когда активно режимное меню. Если активно меню «Конфигурация», нажатие кнопки CONF вернёт в главное меню 13 Клавиша/индикатор PROT Активация меню защит (Protection), которое обеспечивает настройку OVP, UVL, управление функциями UVP, Foldback и включением выключением функции OCL. Зелёный светодиод загорается, когда активно меню «Защита». Если оно активно, нажатие на кнопку PROT вернёт в главное меню 14 Клавиша/индикатор COMM Активация меню Communication (меню связи), которое обеспечивает выбор интерфейса связи, адреса источника питания, управление настройками LAN, выбора скорости передачи данных, выбор языка связи и содержит информацию о версии ПО. Зелёный светодиод загорается, когда активно меню Communication. Если оно активно, нажатие на кнопку COMM вернёт в главное меню 15 Клавиша/индикатор FINE Клавиша перехода на тонкую/грубую регулировку напряжения/тока. Работает как переключатель. В режиме тонкой регулировки поворотные регуляторы напряжения и тока работают в режиме высокого разрешения. В режиме грубой регулировки энкодеры напряжения и тока работают со стандартным разрешением (примерно 3 поворота для полной шкалы номинального напряжения/тока). Зелёный светодиод загорается, когда устройство находится в режиме тонкой регулировки 16 Клавиша/индикатор PREV Нажатие кнопки PREV позволяет просматривать установки значений выходного напряжения и токоограничения. Дисплей будет отображать настройки в течение 5 с. Если клавиши не нажимаются в течение этого времени, дисплей вернётся к отображению фактического выходного напряжения и тока. Если значения напряжения или тока изменены и ни одна клавиша не нажата в течение 15 с, дисплейвернётся к отображению фактического выходного напряжения и тока. Зелёный светодиод загорается при входе в режим PREV 17 Клавиша/индикатор OUT Управление включением/выключением выхода. Зелёный светодиод загорается, когда выход постоянного тока активирован Таблица 2. Органы управления задней панели GENESYS+ № Орган управления/индикатор Описание 1 Входной разъём AC Тип разъёма: PC 5/ 4-G-7,62 2 Винт заземления Соединение функционального заземления, винт M4×8 3 Шина/коннектор выхода постоянного тока Шины для моделей от 10 до 100 В, разъём IPC 5/ 4-GF-7,62 для моделей от 150 до 600 В 4 Разъём для внешнего считывания Разъём для внешней обратной связи (ОС). Подключение к зажимам на нагрузке для регулировки напряжения и компенсации падения напряжения в силовых проводах 5 Клавиша сброса Восстановление настроек источника питания по умолчанию (сброс к заводским настройкам) 6 Разъёмы для включения в параллель Разъёмы ведущий/ведомый, тип MINI I/O Разъём интерфейса LAN, тип RJ-45 с индикаторами состояния LAN. Зелёный светодиод на разъёме RJ-45 – соединение/активность. 7 Разъём LAN с индикаторами Жёлтый светодиод на разъёме RJ-45 – скорость. Горит – 100 МБ/с, в противном случае – 10 МБ/с. Зелёный индикатор состояния (рядом с RJ-45) – соединение активно. Красный индикатор состояния (рядом с RJ-45) – ошибка LAN / отсутствие соединения 8 Входной разъём последовательного Разъём типа RJ-45, используется для подключения ИП к портам RS-232 или RS-485 компьютера с целью внешнего управления. интерфейса При использовании нескольких ИП в рамках системы электропитания первый прибор соединяется с компьютером через последовательный вход, а остальные формируют цепь, дистанционный выход к дистанционному входу 9 Выходной разъём последовательного Разъём типа RJ-45, используется для соединения ИП в цепочку и управления через последовательный канал связи интерфейса 10 Разъём USB Разъём интерфейса USB тип B 11 Разъём изолированного управления Аналоговые сигналы управления/мониторинга и контроля, изолированные от выходного напряжения и сигналов 12 Опциональный интерфейс Место для карты опционального интерфейса связи СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 WWW.SOEL.RU 43

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ передней панелью – для применений, в которых управление с передней панели не предполагается. Все остальные функ- ции управления и параметры идентич- ны, а настройки доступны через коман- ды посредством сетевых интерфейсов. Также лицевую панель можно заменить на навесной внешний фильтр с возмож- ностью быстрой установки и замены для применений в среде с повышенной концентрацией пыли и частиц. Рис. 5. Готовая сборка GSP на 15 кВт от TDK-Lambda ЗАКЛЮЧЕНИЕ ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ мо стандартных возможностей про- В первую очередь, новые источ- граммирования и задания выходных ники питания GENESYS+ благодаря ПРОГРАММИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ импульсов, которые были реализованы своей высокой удельной мощности в предшествующих сериях, в GENESYS+ и лёгкой масштабируемости найдут ПИТАНИЯ GENESYS+ добавлен ещё ряд полезных встроенных применение в тех областях, где себя функций. Режим работы CP (стабили- уже зарекомендовали классические Первые появившиеся на рынке моде- зация по мощности) позволяет задать серии от TDK-Lambda, как-то: про- ли GENESYS+ имеют выходную мощ- ограничение по выходной мощности, изводство и тестирование полупро- ность 5 кВт и широкие диапазоны а блок питания сам будет устанавли- водниковых компонентов, катодная трёхфазной питающей сети: ~170…265, вать оптимальные значения токов и защита металлических поверхностей ~342…460 и даже ~342…528 В. В самое напряжений на выходе. Симуляция Rвн – и труб, испытания электромагнитной ближайшее время станут доступны ещё один полезный инструмент, кото- техники, калибровка сервоприводов, модели и на 1,7 кВт, имеющие широ- рый приблизит моделирование к мак- испытания в автомобильной инду- кий однофазный вход ~85…265 В. Бла- симально реальным условиям – симу- стрии (тестирование батарей, электро- годаря новой архитектуре КПД источ- ляция внутреннего сопротивления, приводов узлов, наработка на отказ). ников питания в ряде моделей на пол- например батареи или проводников. Особо следует отметить примене- ной нагрузке составляет >91%. Модели Для высокоточных измерений можно ние в лабораторных и измеритель- доступны с диапазонами напряжений воспользоваться управлением скоро- ных системах, метрологии, симуля- от 0…10 до 0…600 В (а в скором времени стью нарастания импульса – от 0,0001 ции бортового питания в аэрокосми- и до 1200 В), токов от 0…8,5 до 0…500 А. до 1000 В/мс или А/мс с шагом 0,1 мВ/мс ческой, военной и морской технике, Для повышения эффективной работы или 0,1 мА/мс. Кроме того, стоит отме- поскольку все серии программиру- скорость вентиляторов в данной серии тить определение максимальной пико- емых ИП TDK-Lambda имеют серти- зависит от нагрузки и температуры – вой мощности, что позволит оценить, фикаты соответствия ТР/ТС 004/2011 таким образом повышается срок служ- например, максимальную энергоотда- и 020/2011 и внесены в Госреестр бы изделия и снижаются энергозатраты. чу солнечной батареи. средств измерений РФ (процесс вне- сения в реестр серии GENESYS+ нахо- На базе блоков питания GENESYS+ По умолчанию источники питания дится в активной стадии). Кроме того, высотой 1U можно собирать параллель- GENESYS+ поставляются со следующи- все программируемые ИП имеют под- ные готовые системы от 10 до 20 кВт ми интерфейсами: аналоговые изоли- робные инструкции по эксплуатации (имеют маркировку GSP). Для этого рованные органы управления по току и управлению на русском языке. Зака- применяется запатентованная компа- или напряжению, RS-232/485, USB, LAN зать модули из новой серии, получить нией TDK-Lambda архитектура парал- (опционально – GPIB или AnyBus (RJ-45, высококвалифицированную техни- лельной работы. Один из вариантов 5×5,08 или DB9)). При этом интерфейс ческую поддержку, ознакомиться с такой сборки на 15 кВт представлен AnyBus имеет поддержку Modbus TCP, образцами оборудования и их рабо- на рисунке 5. PROFIBUS, EtherCAT, POWERLINK, той можно в компании ПРОСОФТ. PROFINET, IRT, CC-Link&CC-Link IE Field, Данная технология позволяет соеди- DeviceNet. Широкий перечень поддер- ЛИТЕРАТУРА нять до 4 модулей с помощью специ- живаемых протоколов позволяет вклю- альных разъёмов параллельной работы чать источники питания GENESYS+ в 1. Рабинович Е. Программируемые источ- по шине коммуникации, когда система многофункциональные современные ники питания от TDK-lambda: https:// работает как одно целое. «Мастер» (веду- измерительные и испытательные ком- www.compel.ru/pdf-items/lambda/ щий модуль) автоматически определит плексы, а также использовать их в про- pf/z-plus/7b1c48e48b069b68a172adfd наличие ведомых модулей и их коли- мышленности в рамках единой систе- 64620eef чество, необходимые настройки будут мы автоматизации. установлены также автоматически. Сум- 2. TDK-Lambda Russia: https://tdk-lambda.ru/ марные значения напряжения/тока для Источники питания GENESYS+ можно products/programmable-power-supplies/ всей системы отображаются на ведущем заказать с рядом механических опций модуле, а в случае неполадки одного из для выбора оптимального решения и 3. GENESYS+. Руководство пользователя: блоков выдаётся сигнал ошибки – при экономии бюджета, например с пустой https://tdk-lambda.ru/KB/G5K--.pdf перезагрузке система перенастраивает- ся, что обеспечивает защиту и работо- 4. Источники питания TDK-Lambda. Спец- способность остальных звеньев. Поми- выпуск для российской промышленно- сти. Каталог. 2015. 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018

ГАР АНТ ИЯ 5 лет + Выходная мощность 5 кВт + GSP 10 кВт, GSP 15 кВт – готовые модули + Выходное напряжение от 10 до 600 В с завода-изготовителя, состоящие из ведущего + Выходной ток от 8,5 до 500 А модуля и одного или двух ведомых + КПД до 92% на полной нагрузке + Управление: LAN, USB, RS-232/485 + Полный заводской контроль качества + Вес менее 7,5 кг, высота модуля 1U для 19’’ стойки и тестирование + Привлекательная цена ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Системы отображения информации для уличного применения Игорь Матешев ([email protected]) Начнём с температуры. Если речь идёт о системах, которые находят- В статье рассмотрены современные тенденции развития средств ся в помещении, то вполне допусти- отображения информации и приведены примеры основных типов мо использовать устройства, работа- видеоустройств, используемых на транспорте и в рекламе. Отдельный ющие при температуре от 0°С и выше. акцент сделан на устройствах для транспорта, поскольку именно в этой Если же говорить, например, о трамвай- сфере насыщение информационными экранами происходит наиболее ных остановках, то в некоторых регио- активно. нах России и температура −40°С не пре- дел, поэтому нужно или реализовывать ВВЕДЕНИЕ вся эта информация выводится через спецрешение с подогревом, или выби- дисплеи, бегущие строки и светоди- рать устройство, которое может рабо- О том, что современный мир немыс- одные экраны (см. рис. 1). Ещё совсем тать в таких условиях по умолчанию. лим без огромных потоков инфор- недавно всё ограничивалось бумажны- мации, известно всем. День многих ми схемами и рекламой, однако с тех Второе – яркость. Если устройство людей начинается с просмотра ново- пор произошёл качественный скачок, находится на улице, то на него неиз- стей по телевизору и обновления лен- и количество дисплеев на квадратный бежно падают солнечные лучи, что ты в смартфонах. Жители современных метр пространства (не только в транс- ухудшает читаемость картинки. Выхо- городов ждут общественный транспорт порте, но и в целом в городах) будет да из этой ситуации два: делать солн- и следят за непрерывно обновляющим- только расти. В связи с тем что боль- цезащитные козырьки или выбирать ся расписанием прибытия автобусов и шинство таких устройств будет эксплу- яркие и контрастные решения. Козырёк поездов, пассажиры последних могут атироваться на улице, системным инте- плох в основном тем, что сужает обзор, посмотреть свежий новостной выпуск, граторам придётся учитывать некото- и, чтобы увидеть изображение на дис- а то и целый футбольный матч – и поч- рые важные моменты. плее, приходится подходить вплотную ти никто уже не задумывается о том, что (см. рис. 2). Если в случае платёжных Рис. 1. Информационное пространство в аэропорту Рис. 2. Солнцезащитный козырёк Рис. 3. Бегущая строка производства НПП «Сармат» Рис. 4. Светодиодный экран в аэропорту Ростова-на-Дону СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 46 WWW.SOEL.RU