Современная электроника 2019 №6

Реклама

Реклама

ЖУРНАЛ 6/2019 CONTENTS MARKET Журнал «Современная электроника» 4 Russian Market News Издаётся с 2004 года MODERN TECHNOLOGIES Главный редактор А.А. Смирнов 10 Chatbots for Business: Expectations and Reality Заместитель главного редактора Д.А. Карлов Редакционная коллегия А.Е. Балакирев, В.К. Жданкин, Georgiy Fomichyov С.А. Сорокин, Р.Х. Хакимов 12 Prospects of Development of Data-Processing and Radio-Photon Литературный редактор/корректор О.И. Семёнова Вёрстка А.М. Бабийчук Systems Based on 3D FE PM. Part 3 Обложка Д.В. Юсим Valeriy Svede-Shvets, Vladislav Svede-Shvets, Stanislav Svede-Shvets Распространение С.Ю. Чепурова ([email protected]) Реклама И.Е. Савина ([email protected]) ELEMENTS AND COMPONENTS 18 HARTING Makes Fast and Reliable Internet in the Train Possible Учредитель и издатель ООО «СТА-ПРЕСС» Генеральный директор К.В. Седов Olga Romanovskaya Адрес учредителя и издателя: 20 Interface UART-Ethernet Bridge for the Internet of Things 117279, г. Москва, ул. Профсоюзная, д. 108, пом/ком/эт I/67/тех Почтовый адрес: 119313, Москва, а/я 26 Oleg Valpa Тел.: (495) 232-0087 • Факс: (495) 232-1653 [email protected] • www.soel.ru DEVICES AND SYSTEMS 26 Creating a Trusted Hardware and Software Platform Based on Dolomant Производственно-практический журнал Выходит 9 раз в год. Тираж 10 000 экз. Цена свободная Solutions Alexey Borovikov, Denis Stulov, Oleg Maslov Журнал зарегистрирован в Федеральной службе 30 Evolution of Technical Requirements for Unified Power Supply Modules по надзору за соблюдением законодательства в сфере Anatoliy Mironov массовых коммуникаций и охране культурного наследия 34 The Advantages of Distributed Architecture when Analyzing (свидетельство ПИ № ФС77-18792 от 28 октября 2004 г.) Millimeter-Range Circuits Свидетельство № 00271-000 о внесении в Реестр надёжных 40 Power Supply Voltage: Power Sequence Control for FPGA, CPU, and DSP партнёров ТПП РФ. Tim Paasch-Colberg 44 Modern Components by Murata: AC/DC Power Supplies Отпечатано: ООО «МЕДИАКОЛОР». Yuriy Petropavlovskiy Адрес: Москва, Сигнальный проезд, 19, бизнес-центр Вэлдан 50 TECO Series EMI Filters for Industrial Applications Тел./факс: (499) 903-6952 Artemiy Skrebnev Перепечатка материалов допускается только с письменного ENGINEERING SOLUTIONS разрешения редакции. Ответственность за содержание 54 Advanced Powerful AC Thyristor Switch with Galvanic Isolation рекламы несут рекламодатели. Ответственность за содержание статей несут авторы. Материалы, переданные Alexey Kuzminov редакции, не рецензируются и не возвращаются. Мнение 58 Vector Control Using the MC SDK Library by STMicroelectronics редакции не обязательно совпадает с мнением авторов. Все упомянутые в публикациях журнала наименования Valentin Yurzin продукции и товарные знаки являются собственностью соответствующих владельцев. DESIGN AND SIMULATION 66 Simulation of Signal Integrity and Crosstalk in Circuits of Multi-Board © СТА-ПРЕСС, 2019 Electronic Systems. Part 2 МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ Tatyana Kolesnikova «СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА» можно скачать в Google Play в разделе «Приложения/ EVENTS Бизнес» (пользователям устройств на платформе Android) 70 “PHOTONICS 2019”: the World of Lasers and Optics и в App Store в разделе «Бизнес» (пользователям iOS). 74 Results of the “Russian Week of High Technologies 2019” С помощью этого приложения можно бесплатно читать 78 In ETU “LETI” was Held the Conference “Day of Radio EREMEX” с экрана номера наших журналов. К новым номерам журнала доступ в приложении платный. 2 WWW.SOEL.RU ПОДПИСКА Концепция распространения журнала – БЕСПЛАТНАЯ ПОДПИСКА ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ. Предусмотрена подписка на печатную или электронную версию журнала. Условие сохранения такой подписки – своевременное её продление каждый год. ПЛАТНАЯ ПОДПИСКА С ГАРАНТИРОВАННОЙ ДОСТАВКОЙ Преимущества: • гарантированная доставка журнала, тогда как 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. Индексы на полугодие – 46459, на год – 36280. Подписное агентство «Урал-Пресс»: Тел.: (499) 391-6821, 700-0507 • http://www.ural-press.ru СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

СОДЕРЖАНИЕ 6/2019 РЕКЛАМОДАТЕЛИ РЫНОК ADLINK . . . . . . . . . . . . . . 49 4 Новости российского рынка Bulgin . . . . . . . . . . . . . . . 64 CyberPower . . . . . . . . . . . . . .43 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ EREMEX (Delta Design) . . . . . . 80 Fastwel . . . . . . . . . . . . . . 65 10 Чатботы для бизнеса: ожидания и реальность IEE. . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Keysight Technologies . . 4-я стр. обл. Георгий Фомичёв Micrometals. . . . . . . . . . . . 25 RFCore . . . . . . . . . . . . . . 39 12 Перспективы развития информационно-вычислительных и радиофотонных TDK-Lambda . . . . . . . . . . . 57 систем на базе 3D М ФЭ ПМ. Часть 3 Wolfspeed. . . . . . . . . . . . . 24 XP Power . . . . . . . . . . . . . .9 Валерий Сведе-Швец, Владислав Сведе-Швец, Станислав Сведе-Швец АВД Системы. . . . . . . . . . . .5 ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 18 С помощью решений от HARTING быстрый и надёжный интернет в поездах – это реально Ольга Романовская 20 Интерфейсный мост UART-Ethernet для Интернета вещей Олег Вальпа ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 26 Создание доверенной аппаратно-программной платформы на базе решений компании «Доломант» Алексей Боровиков, Денис Стулов, Олег Маслов 30 Эволюция технических требований к унифицированным модулям питания Анатолий Миронов 34 Преимущества распределённой архитектуры при анализе цепей миллиметрового диапазона 40 Контроль последовательности включения питания для ПЛИС, ЦП и ЦСП Тим Пааш-Кольберг 44 Современные компоненты компании Murata: AC/DC источники питания Юрий Петропавловский 50 Фильтры ЭМП ТЕКО для промышленного применения Артемий Скребнев ДОЛОМАНТ. . . . . . . . . . . . 29 ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ ИНТЕЛЭЛЕКТРОН . . . . . . . . 23 Компонента. . . . . . . . . . 22, 38 54 Усовершенствованный мощный тиристорный выключатель переменного Микроволновые системы . . . . 17 тока с гальванической развязкой МОРИОН . . . . . . . . . . . . 4, 6 СИММЕТРОН . . . . . . . . . . . 47 Алексей Кузьминов ТЕСТПРИБОР . . . 2-я стр. обл., 51 ЮЕ-Интернейшнл . . . . . . . . 63 58 Векторное управление с использованием библиотеки MC SDK от STMicroelectronics Валентин Юрзин ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 66 Моделирование целостности сигналов и наводок в цепях многоплатных электронных систем. Часть 2 Татьяна Колесникова СОБЫТИЯ 70 «ФОТОНИКА 2019»: мир лазеров и оптики 74 Итоги «Российской недели высоких технологий 2019» 78 В СПбГЭТУ «ЛЭТИ» состоялась конференция «День Радио ЭРЕМЕКС» СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 3

РЫНОК На правах рекламы Новости российского рынка ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ ПРЕЦИЗИОННЫЙ ВЧ ты, представляет прецизионный высоко- ную стабильность частоты, низкие фа- частотный малошумящий миниатюрный зовые шумы(ФШ) в ближней зоне, при- МАЛОШУМЯЩИЙ МИНИАТЮРНЫЙ термостатированный кварцевый генера- сущие низкочастотным кварцевым гене- ТЕРМОСТАТИРОВАННЫЙ тор ГК359-ТС. раторам (10 МГц), а также хорошие ФШ КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР при больших отстройках, которые обе- Новая разработка АО «Морион» спечивает высокочастотный кварцевый ГК359-ТС ГК359-ТС интегрирует два прецизион- генератор (ВЧКГ). На рисунке 1 показа- ных генератора, связанных схемой фа- ны ФШ на 100 МГц, которые возможно АО «Морион» (г. Санкт-Петербург), ве- зовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). получить напрямую от 100-МГц резона- дущее предприятие России и один из ми- Это позволяет получить одновременно тора (сплошная линия) или при умноже- ровых лидеров в области разработки и се- высокую долговременную и температур- нии 10 МГц ×10 – пунктирная линия. На рийного производства пьезоэлектронных рисунке 2 представлены фазовые шумы приборов стабилизации и селекции часто- ГК359-ТС. L(F), дБн/Гц –90 10 МГц × 10 Отличительные особенности ГК359-ТС: –95 ● два частотных выхода на 10 МГц и –100 100 МГц –105 100 МГц; –110 10 100 1000 10000 100000 1000000 ● высокая температурная стабильность до –115 –120 ±1×10–9; ● широкий интервал рабочих температур –125 –130 –40…+80°C; –135 ● высокая долговременная нестабильность –140 –145 до <±2×10–8/год; –150 ● кратковременная нестабильность часто- –155 –160 ты (Девиация Аллана): <1×10–12/с; –165 ● ультранизкий уровень фазовых шумов –170 –175 (выход 100 МГц): –180 – –123 дБн/Гц на отстройке 10 Гц; –185 – –175 дБн/Гц на отстройке 100 кГц; –190 ● габаритные размеры 67×44×18 мм; ● выходной сигнал SIN. 1 ГК359-ТС применяется в качестве опорно- го генератора для широкополосных синтеза- f, Гц торов частот измерительного оборудования (анализаторы спектра и сигналов, синтези- Рис. 1. Графики спектральной плотности фазовых шумов ВЧКГ на 100 МГц и НЧКГ на 10 МГц, рованные СВЧ-генераторы), аппаратуры ра- приведённые к 100 МГц диолокации. Подробную информацию об этих гене- Рис. 2. Фазовые шумы ГК359-ТС раторах и других приборах производства АО «Морион» можно получить на сайте: www.morion.com.ru. 4 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

РЫНОК На правах рекламы TTP-КОНТРОЛЛЕРЫ НАЛЕТАЛИ в синхронном режиме и 4 Мбит/с в асин- ма разработки на конфигурацию от 4 до 64 БОЛЕЕ 500 МЛН ЧАСОВ хронном, имеет два канала с резервиро- TTP-узлов со всем необходимым программ- ванием и работает в температурном ди- ным обеспечением. Сетевая технология Time-Triggered апазоне –40…+125°С. Protocol (протокол с передачей по распи- Для тестирования разработанных систем санию) предназначена для построения от- Контроллеры протокола TTP выпускаются поставляются узлы – генераторы неисправ- казоустойчивых распределённых систем компанией TTTech c 2010 года. За это вре- ностей и узлы – мониторы протокола. Име- управления жёсткого реального времени. мя промышленной эксплуатации они нале- ется также средство анализа параметров и Технология TTP разработана компанией тали более 500 млн часов в системах управ- верификации системного дизайна, квали- TTTech (Австрия) и является открытым ления Boeing 787 и Airbus 380, в САУ авиа- фицированное по DO-178 в проекте Airbus международным стандартом SAE AS6003. двигателей Lockheed Martin F-16 и Aermacchi A380. Технология TTP применяется в критически М-346, в системах электродистанционно- важных для безопасности сертифицируе- го управления (fly-by-wire) Embraer Lega- Дистрибьютор компании TTTech в Рос- мых системах управления различных от- cy 450/500 и Bombardier CSeries и др. сии – компания АВД Системы – поставщик раслей, таких как авиация с сертифика- средств разработки программного обеспе- цией по DO-254/DO-178 DAL A и железно- Для разработки TTP-системы постав- чения критически важных для безопасности дорожный транспорт с сертификацией по ляются как прототипные платы с TTP- сертифицируемых встраиваемых компью- EN 50128 SIL 4. контроллером и различными централь- терных систем. ными процессорами, так и полная систе- Важнейшим преимуществом протокола www.avdsys.ru/tttech TTP является его 100%-я детерминирован- ность: все передачи данных между узла- ми происходят только в соответствии с заранее составленным расписанием, как для поездов на железной дороге. Для то- го чтобы узлы сети могли соблюдать это расписание, в каждом из них работает кон- троллер, который отвечает за синхрони- зацию с единым общесетевым временем. Контроллер протокола TTP поддержива- ет скорости передачи данных 20 Мбит/с Реклама WWW.SOEL.RU 5 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

РЫНОК На правах рекламы УЛЬТРАПРЕЦИЗИОННЫЙ Такой уровень стабильности делает цию системного требования для совре- ГК360-ТС идеальным решением для раз- менных сетей сотовой связи (LTE, 4G и ТЕРМОСТАТИРОВАННЫЙ личных систем синхронизации. Фактически 5G) на уровне <400 нс за 24 часа. Также он устраняет влияние изменения темпера- ГК360-ТС может быть использован для ГЕНЕРАТОР ГК360-ТС туры на такие параметры, как временна′я широкого спектра применений в области ошибка в режиме Holdover. метрологии. АО «МОРИОН» (Санкт-Петербург), ве- дущее предприятие России и один из ми- Использование данного генератора по- Основные параметры ГК360-ТС: ровых лидеров в области разработки и се- зволяет существенно упростить реализа- ● стандартный корпус 51×51×19 мм; рийного производства приборов кварцевой ● напряжение питания 12 В; стабилизации и селекции частоты, анонси- ● обеспечивает долговременную стабиль- рует последнюю разработку – ультрапре- цизионный термостатированный генера- ность на уровне ±1×10–8/год; тор ГК360-ТС. ● обеспечивает кратковременную стабиль- ГК360-ТС – это качественный переход на ность частоты до 2×10–12/с для стандарт- новый уровень доступных стабильностей ной частоты 10 МГц; для прецизионных кварцевых генераторов. ● предусматривается в исполнении RoHS. Дополнительная информация об этом ГК360-ТС превосходит почти на порядок и других приборах доступна на сайте по стабильности в интервале температур АО «МОРИОН». все известные в мире аналоги и обеспе- чивает значения до ±2×10–11 в интервале www.morion.com.ru рабочих температур и до ±1×10–11 на каж- Тел.: (812) 350-7572, 350-9243 дые 20°С. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ го преобразователя постоянного тока. Эта разователей постоянного тока, применяе- особенность позволяет поддерживать ра- мых в ж/д отрасли. С ЗАЩИТОЙ ОТ СКАЧКОВ ботоспособность основного блока питания при скачке входного напряжения. Инженеры часто используют цепи внеш- НАПРЯЖЕНИЯ ОТ P-DUKE ней нагрузки для защиты основных блоков В соответствии со стандартом RIA12 бло- питания. Серия SSM может облегчить эту АО «Компонента» – официальный дистри- ки питания должны выдерживать скачок задачу отказом от дополнительных внеш- бутор P-Duke – представляет преобразова- входного напряжения 385 В DC до 20 мс. них цепей. тели постоянного тока с защитой от скач- И данные источники серии SSM были спе- ков напряжения. циально разработаны для защиты преоб- www.komponenta.ru Тел.: (495) 150-2-150 Изделия серии SSM мощностью до 300 Вт можно разделить на три группы: 1. SSM-110008-001: 300 Вт / 1,6″×1″×0,4″; 2. SSM-110004-001: 150 Вт / 1,6″×1″×0,4″; 3. SSM-110P50-001: 20 Вт / DIP 24. Общий диапазон входного напряжения 43–160 В DC. Максимальное пиковое напряжение 385 В DC. Серия SSM представляет собой источни- ки с функцией защиты от перенапряжения. Они могут удерживать скачок напряжения на определённом уровне для защиты данно- СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ соответствия и даже прослеживается очень отсутствие признаков контрафакта. Пред- длинная цепочка поставок. Внешне всё вы- лагается использовать тщательные спо- РИСКОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ глядит хорошо, поэтому мала вероятность собы оптического анализа путём срав- КОНТРАФАКТНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ дополнительной проверки того, что находит- нения с качественными образцами ком- КОМПОНЕНТОВ ся внутри компонентов (зачастую для этого понентов. необходимо разрушить изделие). Действенным методом борьбы с контра- Система рентгеновского контроля созда- фактной электронной компонентной базой Но даже если выборка будет репрезен- на специально для электронной промыш- (ЭКБ) является тщательный входной кон- тативна (проверенные компоненты окажут- ленности с целью получения рентгеновско- троль ЭКБ, поступающей в производство. ся оригинальными), это не гарантирует, что го изображения с высоким разрешением в партия не смешанная, т.е. не содержит под- реальном времени: Испытательная лаборатория АО «НИЦ линные и контрафактные изделия. «ИНТЕЛЭЛЕКТРОН» предлагает свои спо- 1. Контроль размеров и пустот паяных собы снижения рисков использования кон- Именно поэтому интерес представляют соединений. трафактных электронных компонентов. быстрые и простые неразрушающие спо- собы контроля. При беглом осмотре во время приёмки очень сложно отследить контрафактную про- Испытательная лаборатория АО «НИЦ дукцию: внешний вид соответствует требова- «ИНТЕЛЭЛЕКТРОН» оснащена современ- ниям производителя, информация на этикет- ным оборудованием для проверки ЭКБ на ке кажется правильной, имеется сертификат 6 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

РЫНОК На правах рекламы 2. Контроль смещения выводов относи- Сканирующий акустический микроскоп композитными материалами, сплавами ме- тельно контактных площадок и отсутствия является средством неразрушающего кон- таллов и пластмассами. перемычек между выводами. троля, позволяющим получить изображение внутренних деталей образца, погружённо- Система входного контроля лаборатории 3. Контроль надёжности и целостности го в жидкость. Для создания изображения АО «НИЦ «ИНТЕЛЭЛЕКТРОН» позволяет паяных соединений. ультразвуковые преобразователи передают увидеть, что находится внутри исследуемо- импульсы УЗ-волн через жидкость на обра- го компонента, не разрушая его. Если при- 4. Контроль разварки кристалла на вы- зец и принимают отражённые сигналы, кото- знаков контрафакта не будет выявлено, ком- воды микросхем. рые исходят от неоднородностей в образце. поненты можно передавать в производство. В противном случае поставщик таких компо- 5. Контроль качества пайки BGA-шариков Сканирующий акустический микроскоп нентов будет вынужден забрать контрафакт- к корпусу микросхемы и контактным пло- способен выявлять расслаивание, трещи- ные компоненты и выплатить компенсацию, при щадкам платы. ны и пустоты в субмикронных толщинах, ко- этом упаковка и пломбы не будут повреждены. торые трудно идентифицировать с помощью 6. Контроль качества изготовления и пай- рентгенографии. Он позволяет работать с www.intelelectron.ru ки светодиодов (LED). Тел.: (495) 545-42-56 7. Проверка переходных отверстий и вну- треннего устройства элементов. ЭРЕМЕКС ОБЪЯВЛЯЕТ нии компонентов система предлагает раз- диальная, угловая, выносная. Реализо- мещать только аналогичные экземпляры ван новый функционал автоматическо- О ВЫХОДЕ ВЕРСИИ компонентов, предотвращая появление го измерения размеров. «лишних» копий, которые отсутствуют ● Границы корпуса компонента теперь мо- DELTA DESIGN 2.7 BETA в проекте. Новый функционал позволя- гут быть представлены в виде сложной со- ет копировать целые участки топологии ставной объёмной фигуры. Для каждой ча- Обновление содержит ряд новых функ- платы с возможностью их поворота и пе- сти фигуры задаётся высота и расстояние ций и возможностей, направленных на на- реноса на другой слой. При этом интел- от платы до нижней границы. Это позволя- копление позитивного опыта пользователя лектуальный алгоритм подключит к но- ет эффективно работать и размещать ком- при работе с системой, снижения трудоза- вым экземплярам компонентов соответ- поненты сложной формы и размещать их трат при проектировании, автоматизации ствующие им цепи. в несколько уровней, учитывая особенно- рутинных операций. ● Реализован дополнительный функционал сти сложных корпусов. При этом в систему для поиска, группировки и фильтрации добавлена специальная DRC-проверка для Многие из новых функций Delta Design 2.7 объектов на схеме и плате. Он позволяет контроля размещения компонентов в 3D. Beta реализованы по запросам пользовате- с помощью простой команды Ctrl+F най- С новой версией системы обновился три- лей системы. ти и выбрать компоненты по различным альный период – демонстрационная версия критериям: по семейству (типу), номина- доступна на протяжении нового ознакоми- Перечислим наиболее интересные из них: лу, типу корпуса (посадочному месту), лю- тельного периода, даже если пользователь ● Массовое размещение компонентов по- бому атрибуту или по нескольким атри- уже использовал демонстрационные вер- бутам сразу (т.е. с возможностью комби- сии Delta Design. зволяет разместить на плате группу ком- нированного поискового запроса). Затем С полным списком новых функций, из- понентов. Это можно сделать как груп- выбранные компоненты можно массово менений и исправленных ошибок в Delta пой в границах задаваемой области, так заменить или разместить на плате. Design 2.7 Beta можно ознакомиться на и последовательно по одному (см. рис. 1). ● В редакторе плат расширен функционал сайте ЭРЕМЕКС: https://www.eremex.ru/ Группу размещаемых компонентов мож- по размещению размерных линий. Добав- knowleage-base/delta-design/articles/istoriya- но выбрать из панелей «Менеджер про- лены новые типы размерных линий: ра- izmeneniy/. екта», «Корзина деталей» и даже прямо со схемы. ● Копирование объектов на плате (см. рис. 2) даёт возможность скопировать один или несколько объектов на текущий или на другой подходящий слой. При копирова- Рис. 1. Массовое размещение компонентов Рис. 2. Копирование объектов на плате 7 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU

РЫНОК На правах рекламы ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ БЕЗВЕНТИЛЯТОРНЫЙ при температурах +5…+40°С, что подтверж- позволяет при необходимости запускать ма- дено испытаниями, проведёнными в аттесто- шинный код х86 на микропроцессорах «Эль- ПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЬЮТЕР ванной термокамере AdvantiX. брус» в режиме бинарной трансляции. НА БАЗЕ ЦПУ «ЭЛЬБРУС-4С» Главным преимуществом «Брусники» яв- «Брусника ВКП-Б2/ЭЛ4С» является доверен- ДЛЯ 19″ СТОЙКИ ляются безвентиляторное исполнение и си- ной отечественной вычислительной техникой: стема пассивного охлаждения, что позво- все ключевые компоненты, как программные, Российский производитель промышлен- ляет эксплуатировать устройство в кругло- так и аппаратные, разработаны силами спе- ных компьютеров AdvantiX выпустил пер- суточном режиме 24/7 в промышленных циалистов российской компании. Компьютер вый промышленный безвентиляторный ком- условиях. Корпус высотой 2U для монта- поставляется в комплекте с операционной си- пьютер формата 2U на базе отечественно- жа в 19″ стойку является достаточно ком- стемой «Эльбрус», а также поддерживает за- го центрального процессора «Эльбрус-4С» пактным решением и идеально подойдёт щищённую операционную систему реального для монтажа в 19″ стойку. для систем ответственного применения. времени «Нейтрино-Э». Операционные систе- мы Windows XP и Astra Linux Special Edition под- Долгожданная новинка открывает новую Микропроцессор «Эльбрус-4С», несмотря держиваются в режиме бинарной трансляции. страницу в истории импортозамещения ком- на относительно невысокую тактовую часто- пьютерного оборудования для промышлен- ту, для многих задач обеспечивает произ- Новинку по достоинству оценят структу- ности и специальных применений. водительность, сопоставимую с показателя- ры, которым необходима аппаратная плат- ми ведущих зарубежных микропроцессоров. форма, позволяющая уверенно работать с Компьютер «Брусника ВКП-Б2/ЭЛ4С» В процессоре реализована аппаратная под- ценной информацией, подлежащей надёж- создан на базе отечественного процессора держка для двоичной трансляции кодов Intel/ ному хранению и защите. Заказчиками ком- «Эльбрус-4С» (1891ВМ8Я), он содержит четы- AMD в многопоточном режиме. Этот метод пьютера станут государственные корпора- ре вычислительных ядра, которые работают на ции, транспортные компании, организации частоте 800 МГц, имеет кэш-память второго оборонного комплекса, а также системные уровня общим объёмом 8 МБ, три канала памя- интеграторы, реализующие программу им- ти формата DDR3-1600 ёмкостью до 96 ГБ, три портозамещения для своих клиентов. канала межпроцессорного обмена и дополни- тельный канал ввода-вывода. Новинка оснаще- www.advantix-pc.ru на набором системной логики КПИ1991ВГ1Я, Тел.: (495) 232-16-93 доб. 22969 четырьмя портами USB 2.0 и портом DVI-I, RJ-45 и RS-232. Компьютер эффективно работает КОМПАКТНЫЕ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ зователя, позволяя настроить модули HPT5K0 стем с высокими мощностями до 25 кВт с 5-КВТ AC/DC ДЛЯ РАБОТЫ к конкретному применению, включая сигналы выходными напряжениями от 48 до 400 В. и элементы управления без изменения аппа- ОТ ТРЁХФАЗНОЙ СЕТИ ратных средств, тем самым, сокращая время Серия HPT5K0 является идеальной для БЕЗ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К НУЛЕВОМУ разработки. Эта возможность также позволя- обширного ряда промышленных, технологи- ПРОВОДУ ет использовать одинаковый модуль в разно- ческих и полупроводниковых производств и образных применениях, уменьшая затраты. медицинских применений, включая светоди- Работа без подключения к нейтрали упро- одные устройства высокой мощности, такие щает установку оборудования в промыш- Приборы серии HPT5K0 поддерживают по- как ультрафиолетовый прогрев. Представ- ленных применениях. Компания XP Power следовательные интерфейсы I2С, RS-232, RS- ленные модули применяются в испытатель- представляет серию HPT5K0 – ряд 5-кВт ис- 485 с разнообразными цифровыми протоко- ном оборудовании, лазерах, устройствах точников питания с высокой удельной мощ- лами, включая PMBus, CANopen, MODBUS управления электродвигателями, аппа- ностью и высоким значением КПД. и SCPI, предлагая разработчикам гибкость. ратуре промышленной печати (2D и 3D), Предоставляется подробная документация. устройствах заряда электромобилей, мо- Анонсируемые приборы выполнены по ре- делировании АКБ и медицинской рентге- зонансной топологии с переключением сило- Выполненные в компактном корпу- нографии. Источники питания характеризу- вых ключей при нулевом напряжении. Они се для монтажа на шасси с размерами ются очень высокой скоростью нарастания сертифицированы для применения в про- 330,2×127×127 мм источники питания ха- выходного напряжения (<40 мс), что дела- мышленном и IT-оборудовании, а также ме- рактеризуются высокой удельной мощно- ет их идеальными для ответственных ис- дицинской аппаратуре. Источники питания стью и КПД до 94%, занимая значитель- пытательных применений. Регулирование предназначены для работы от трёхфазной се- но меньше места, чем подобные изделия. скорости вращения охлаждающего венти- ти переменного тока (трёхпроводное подклю- лятора обеспечивает охлаждение модулей чение) в диапазоне изменения напряжения Источники питания могут быть скомпо- с минимальными акустическими шумами. от 180 до 528 В. Поскольку нет необходимо- нованы последовательно и параллельно с сти в подключении к нулевому проводу, кото- полным распределением тока, обеспечивая Источники питания серии HPT5K0 разработа- рый часто недоступен в промышленных при- гибкий, рентабельный и высокоэффектив- ны и сертифицированы стойкими к электромаг- менениях, это радикально упрощает монтаж. ный строительный блок для создания си- нитным помехам, они характеризуются уровнем генерируемых кондуктивных помех по Class B, Встроенное цифровое управление предо- помех излучения по Class A, гарантируя надёж- ставляет возможность регулировать выходное ную работу и простую сборку, ускоряя процесс напряжение (0–105%) и выходной ток (0–105%) сертификации законченной системы. через аналоговые и цифровые интерфейсы. Также предусмотрен графический интерфейс http://prosoft.ru пользователя для поддержки разработки си- Тел.: (495) 234-06-36 стемы и установки уникального профиля поль- 8 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

Герметизированное исполнение Потребляемая мощность в режиме холостого хода < 0,3 Вт Герметизированное исполнение и открытый каркас Потребляемая мощность в режиме холостого хода < 0,3 Вт ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Чатботы для бизнеса: ожидания и реальность Георгий Фомичёв ([email protected]) должен оперативно переводить вопрос на реального человека. В статье рассматриваются чатботы как инструмент увеличения продаж, рассказывается о том, чем и как виртуальные собеседники могут Вместе с тем необходимо наделить помочь бизнесу, а также даётся ответ на вопрос, каковы перспективы человека бо′льшими полномочиями, искусственного интеллекта и есть ли они на самом деле. чтобы он мог действительно помочь клиенту в решении проблемы. Для того чтобы любой бизнес разви- роны, потребитель получает готовую вался, необходимо всегда двигаться впе- «коробку» в виде сервиса или продук- Очень часто компании просто «отпи- рёд и опережать (предвосхищать) ожи- та, но с другой – у него нет возможно- сываются», сообщая, что они в курсе дания клиентов – эту истину я почерп- сти эмоционально обменяться впечат- ситуации, но практически никогда не нул на Horasis Global Meeting 2019, где лениями или мнением об этом продук- предлагают решение, особенно если я был модератором по теме роботов, те. Фраза «Ваш звонок очень важен для речь идёт о финансовых вопросах. чатботов и искусственного интеллекта. нас», по большому счёту, обман. В дей- ствительности он (звонок) не важен и Я постоянно сталкиваюсь с ситуа- Многие считают, что искусственный даже неприятен, но компании не могут цией, когда меня сознательно лиша- интеллект (ИИ) уже существует, однако этого сказать прямо. При этом стремле- ют возможности позвонить в компа- в полной мере это не так. Есть попыт- ние сэкономить на обслуживании кли- нию, которой я плачу деньги за продукт ки, зачатки, но говорить о полноцен- ента налицо. или сервис. С другой стороны, клиен- ном ИИ пока не приходится. ту должна быть предоставлена возмож- Лишение потребителя возможно- ность выбора коммуникации, чтобы он Перед современным миром сто- сти обменяться мнением о продукте с сам решал, какой вид связи наиболее ят сложные задачи: сокращение рас- компанией-производителем в будущем предпочтителен: телефон, скайп или ходов и увеличение эффективности. приведёт эту компанию к очень тяжё- другой мессенджер. Подобный функ- Многим кажется, что это невозможно, лым последствиям. Какие бы хорошие ционал существенно сблизил бы кли- хотя именно стремление вести биз- маркетологи там ни работали, лучше ента и бизнес. нес эффективнее заставляет предпри- потребителя никто не сможет расска- нимателей искать более совершен- зать о том, в чём продукт действитель- Несмотря на всеобщую уверенность в ные технологии. Может быть, поэто- но хорош, а в чём нет. существовании ИИ, бытует мнение, что му в России технологии развиваются чатбот не может адекватно отвечать на с большим трудом, т.к. бизнес не соз- Я наблюдаю подобную ситуацию основные вопросы. Здесь всё просто: даёт потребность, а разработчики не применительно ко многим банкам, чем лучше обучен чатбот, тем лучше он готовы на свой страх и риск начинать страховым компаниям и т.д. Когда кли- может отвечать на те или иные вопро- делать что-то, не видя готовности биз- ент хочет поделиться своим мнением, сы, т.е. уровень развития технологии неса к внедрению. мыслями, недовольством, компаниям находится на такой стадии, что для осу- в большинстве случаев это совершен- ществления эффективной коммуника- Я глубоко убеждён, что следующие но безразлично. ции чатботу необходимо иметь в памя- 10 лет для глобального бизнеса станут ти как можно большее число шаблонов эрой всеобщей автоматизации и депер- Какое отношение к этому имеют чат- по принципу вопросов и ответов. сонализации. Это связано с тем, что боты? клиенты в глазах предпринимателей Достигается это не просто и не становятся всё более безликими и без- Всё просто: одни клиенты хотят раз- быстро, зато в результате создаётся эмоциональными. Многие компании говаривать с живым человеком, другие очень эффективный робот, который переводят HelpDesk-центры на удалён- готовы общаться с роботом (чатботом). может помочь увеличить продажи и ное обслуживание и создают продук- Я бы даже сказал, что с роботом гото- консультировать клиентов по новым ты, при использовании которых думать вы общаться многие, но только в том продуктам. нужно по минимуму. Всё это приводит к случае, если он способен отвечать на интересным последствиям: с одной сто- их вопросы. Если чатбот ответить не Ненавязчивость – это главное, что может или отвечает неправильно, он должно быть реализовано при созда- нии функционала чатбота. Чатбот не должен сам писать клиенту и спамить. При эффективной настройке чатбо- та рост продаж может в среднем состав- лять от 10 до 25%, в зависимости от сложности продукта. С другой сторо- ны, процесс совершенствования и улуч- шения можно осуществлять непрерыв- но, добиваясь более качественной ком- муникации. Большим плюсом является то, что чатбот может отвечать в любое время, – здесь также налицо существенная эко- номия расходов на персонал. 10 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Самое главное, чтобы у клиента оста- Перспективы чатботов, на мой взгляд, В среднем чатбот отвечает более чем лась возможность общения с реальным однозначны и могут позволять компа- на 2000–3000 вопросов в месяц, эконо- человеком для решения той или иной ниям не только экономить, но и увели- мя как минимум 30–50 ч рабочего вре- проблемы. чивать продажи вкупе с ростом удов- мени. летворённости клиентов. Некоторые бонусы можно скры- В идеальной ситуации чатбот может вать от пользователей при общении Реальный опыт установки чатбота помочь лучше ориентироваться на сай- с чатботом, например дополнитель- на сайт EnduranceLasers.com увели- те или в продуктах компании, ведь под- ную скидку или бесплатную доставку, чил продажи на 30%. При этом, читая час не очень востребованные товары если речь идёт о физическом товаре. чатлоги, я вижу несовершенство отве- или сервисы находятся за пределами Ключ к успеху состоит в использова- тов роботов, но вместе с тем замечаю, прямого доступа клиентов. нии данной технологии на сайте и в что клиенты идут навстречу и задают мессенджерах с донесением до клиен- вопрос несколько раз, формулируя его В целом наличие чатбота существенно тов информации о том, что, общаясь с по-разному, чтобы получить резуль- добавляет сайту интерактивности. Эта чатботами, они смогут не только узнать тат. Кстати, о том, что клиент обща- технология, безусловно, имеет широкие ответы на свои вопросы, но и получить ется с чатботом, необходимо сооб- перспективы, главное – адекватно оце- лучшую цену. щать сразу. нивать реальные возможности чатботов и разумно настраивать их. НОВОСТИ МИРА ны ФГУП «ВНИИФТРИ» и специалистами Ряд докладов об оборудовании для ис- АО «ТЕСТПРИБОР». пытаний на ЭМС озвучили предприятия-из- ИТОГИ РАБОТЫ готовители. Помимо теоретической части, VIII ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО- Доклады по теме анализа электромагнит- участники конференции могли ознакомить- ной обстановки с использованием программ- ся с представленным оборудованием в де- ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ных средств, дающих возможность оценить ра- монстрационной зоне. боту большой системы ещё на этапе её разра- «Электромагнитная ботки, и провести мероприятия для устранения Особенностью конференции «ЭМС» яв- Совместимость» возможных проблем вызвали живой интерес. ляется участие в ней представителей раз- ных областей промышленности и науки. 23 и 24 мая 2019 года в Москве прошла Большое внимание на конференции бы- За 8 лет проведения форума были рассмо- VIII Всероссийская научно-техническая кон- ло уделено защите радиоэлектронной аппа- трены аспекты проектирования и испытаний ференция по теме «Электромагнитная со- ратуры от преднамеренных деструктивных оборудования транспорта, ВВТ, информаци- вместимость». электромагнитных и электрических воздей- онных технологий, промышленности и других. ствий, а также средствам их обнаружения. Организатором конференции традицион- Участники конференции выразили удов- но выступила компания «ТЕСТПРИБОР» при Различные способы защиты РЭА были ос- летворение организацией мероприятия, от- поддержке АО «Концерн «Радиоэлектрон- вещены в докладах представителей ГНПО метили высокий уровень представленных ные технологии» (КРЭТ), АО «Российская «НПЦ НАН Беларуси по материаловеде- докладов и необходимость ежегодного про- электроника» с участием ФГУП ВНИИФТРИ. нию», АО «ТЕСТПРИБОР», ООО «Элем- ведения подобных мероприятий. ком» и АО «СКТБ РТ». В работе конференции приняли участие бо- Всероссийская научно-техническая кон- лее 100 делегатов от 53 предприятий России Об общих проблемах обеспечения ЭМС ференция «Электромагнитная совмести- и ближнего зарубежья: руководители и веду- и о необходимости возрождения системы мость» в очередной раз подтвердила свой щие специалисты Минобороны РФ, компаний- обеспечения ЭМС на предприятиях КРЭТ статус серьёзной площадки для создания разработчиков радиоэлектронной аппаратуры, говорили представители АО «Российская конструктивного диалога между профес- авиационных и аэрокосмических предприятий, электроника» и АО «НИИАО». сионалами, работающими в области ЭМС. испытательных центров, предприятий-изгото- вителей и разработчиков испытательного и Большой интерес слушателей вызвали Следующая Всероссийская научно-техни- измерительного оборудования. доклады представителей ФГБОУ ВО «НИУ ческая конференция «ЭМС» пройдёт в Мо- «МЭИ», ФГУП «ВНИИОФИ», ФГУП «РФЯЦ скве в мае 2020 года. Приветственным словом к участникам от- ВНИИЭФ» и НИИ ПМЭ МАИ. крыл конференцию технический директор АО «ТЕСТПРИБОР» Николай Алексеевич Василенков. Он обратил внимание на то, что испытания на ЭМС сейчас актуальны как никогда, т.к. помогают предотвратить сбои и отказы в работе сложной бортовой аппаратуры, используемой в различных от- раслях промышленности. Первая часть конференции была посвя- щена метрологическому обеспечению испы- таний на ЭМС, аттестации испытательного оборудования и нормативно-правовой ба- зе испытаний технических средств на ЭМС. Актуальные вопросы метрологическо- го обеспечения испытаний были пред- ставлены в докладах ведущих специали- стов головной организации по вопросам метрологического обеспечения оборо- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 11

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Перспективы развития информационно-вычислительных и радиофотонных систем на базе 3D М ФЭ ПМ Часть 3 Валерий Сведе-Швец ([email protected]), Владислав Сведе-Швец, 3D ФЭ МАТРИЧНАЯ ЭВМ Станислав Сведе-Швец (Москва) С 1024 ПЭ В третьей части статьи представлены решения высокопроизводительных Ещё одно решение – 3D ФЭ матрич- архитектур информационно-вычислительных и радиофотонных систем ная ЭВМ с 1024 ПЭ потоковой на базе 3D М ФЭ ПМ с сетевой архитектурой. пространственно-временно′й пере- страиваемой архитектуры (см. рис. 22), 3D ФЭ МАТРИЧНАЯ ЭВМ и функциональных электрических в состав которой входят: С 256 ПЭ интерфейсов – 1 шт. ● базовый 3D М ФЭ ПМ – 4 шт.; Пропускная способность 512 ма- ● оптический мультиплексор 3D М ФЭ Базовой архитектурой 3D М ФЭ тричных фотонных бесконтактных ПМ является 3D ФЭ матричная ЭВМ с линий связи – 819,2 Гбит; пропуск- ОМ с призмами – 4 шт. 256 ПЭ потоковой пространственно- ная способность 256-канальных фо- Пропускная способность 2048 временно′й перестраиваемой архи- тонных волоконных линий связи – матричных фотонных бесконтактных тектуры (см. рис. 21), в состав которой 25,6 Гбит; число удалённых абонентов линий связи – 3276,8 Гбит; пропускная входят: с двухсторонней связью и электромаг- способность 256-канальных фотонных ● мезонинная LTCC-плата – 1 шт.; нитной защитой – 64. волоконных линий связи – 102,4 Гбит; ● микросхемы 3D М ФЭ СБИС МП с 3D Достоинство 3D М ФЭ ПМ состоит число удалённых абонентов с двухсто- в дистанционной программно пере- ронней связью и электромагнитной ФЭ СБИС ПЛ – 4 шт.; страиваемой под конкретный алго- защитой – 256. ● параллельный корпус 3D М ФЭ КП с ритм решаемой задачи архитектуре Области применения: мобильные и без извлечения 3D М ФЭ ПМ из базо- стационарные информационно-вычис- линзовыми растрами – 1 шт.; вого изделия, в отличие от аппаратной лительные и радиофотонные объекты ● микросхемы 3D М ФЭ СБИС НК с 3D прошивки в системах с ПЛИС. для гражданского и военного примене- Области применения: мобильные и ния, в том числе сухопутного, авиаци- ФЭ СБИС ПЛ – 2 шт.; стационарные информационно-вычис- онного и морского. ● цилиндрический корпус 3D М ФЭ КЦ лительные и радиофотонные объекты для гражданского и военного примене- 3D ФЭ МАТРИЧНЫЙ КЛАСТЕР с линзовыми растрами – 2 шт.; ния, в том числе сухопутного, авиаци- С 4096 ПЭ ● оптический мультиплексор 3D М ФЭ онного и морского. Другим решением является 3D ФЭ ОМ с призмами – 2 шт.; матричный кластер с 4096 ПЭ потоко- ● процессор 1892ВМ14Я с электронны- ми схемами – 1 шт.; ● многоканальный электрический разъём для электрического питания МЛ – матричный лазер МПр – матричный процессор ПМ – процессорный модуль МПП – матричный параллельный процессор Базовая архитектура hλ hλ МЛ МпПр hλ 12 ПМ ПМ 64 64 МпПпП ММЛЛ 64 hλ e ПМ ПМ 64 64 64 1 ПР ПР hλ hλ sw sw 32 Интерфейс e hλ 1892ВМ14Я e МПП МЛ hλ 1 ПР ПР e hλ МЛ МПр e sw ПМ ПМ e МПП МЛ hλ 32 ПР ПР Периферия hλ МЛ МПр e 64 e e 12 64 пр sw пп e hλ Рис. 21. 3D ФЭ матричная ЭВМ с 256 ПЭ WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 12

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 64 64 3D ФЭ 3D ФЭ 1892ВМ15 АФ СБИС М SW СБИС М SW 64 64 hν hν hν hν 3D ФЭ 3D ФЭ СБИС М ЛВ СБИС М ЛВ Вычислительное ядро 3D ФЭ ЭВМ ОЗУ Процессор 1657РУ1У 64 МПр МЛ 64 hλ hλ hλ 64 hλ МЛ 64 64 МПП 64 64 hν hν 64 hν hν 64 64 64 64 3D ФЭ 3D ФЭ Процессор МПр МЛ МПП МЛ ОЗУ 3D ФЭ 3D ФЭ СБИС М SW СБИС М SW 1892ВМ15 АФ 1657РУ1У СБИС М ЛВ СБИС М ЛВ e e ee ee e 64 64 64 64 e ee 64 64 64 64 ОЗУ МЛ МПП МЛ МПр Процессор 3D ФЭ 3D ФЭ 1657РУ1У 1892ВМ15 АФ 3D ФЭ 3D ФЭ СБИС М ЛВ СБИС М ЛВ СБИС М SW СБИС М SW 64 64 64 64 64 64 64 64 hν hν hν hν 64 hλ МПП hλ МЛ 64 hλ hλ hν hν 64 МЛ МПр 64 64 64 Процессорный модуль 3D ФЭ М П hν hν Процессор СБИС М SW СБИС М SW 1892ВМ15 АФ ОЗУ hλ hλ Процессор hλ hλ 1657РУ1У 64 64 1892ВМ15 АФ 64 64 3D ФЭ 3D ФЭ ОЗУ 3D ФЭ 3D ФЭ СБИС М SW СБИС М SW 1657РУ1У СБИС М ПФ СБИС М ЛВ 64 64 64 64 3D ФЭ 3D ФЭ 3D ФЭ 3D ФЭ СБИС М ЛВ СБИС М ЛВ СБИС М ЛВ СБИС М НП hλ hλ hλ hλ 64 64 64 64 64 64 3D ФЭ 3D ФЭ 3D ФЭ 3D ФЭ СБИС М ЛВ СБИС М ЛВ Рис. 22. 3D ФЭ матричная ЭВМ с 1024 ПЭ вой пространственно-временно′й пере- для гражданского и военного примене- ственной фотонной сети (см. рис. 25), страиваемой архитектуры (см. рис. 23), ния, в том числе сухопутного, авиаци- в состав которой входят: в состав которого входят четыре 3D ФЭ онного и морского. ● базовый 3D М ФЭ ПМ – 3 шт.; матричных ЭВМ с 1024 ПЭ. ● оптический волоконный многока- МАТРИЧНАЯ НЕЙРОННАЯ ЭВМ Пропускная способность 8192 НА БАЗЕ 3D М ФЭ ПМ нальный пространственный преоб- матричных фотонных бесконтакт- С 256 ПЭ разователь – 6 шт.; ных линий связи – 13 107,2 Гбит; про- ● фотонный сумматор (оптическая пускная способность 256-канальных 3D М ФЭ ПМ с трёхмерной архитек- линза) – 3 шт. фотонных волоконных линий связи – турой позволяют реализовать масшта- Функция обработки – трёхуровневая, 102,4 Гбит; число удалённых абонентов бируемые матричные нейронные ЭВМ аналогово-цифровая; пропускная спо- с двухсторонней связью и электромаг- с функциями искусственного интел- собность 1536 матричных фотонных бес- нитной защитой – 256. лекта (см. рис. 24), такие как матрич- контактных линий связи – 2457,6 Гбит. ная нейронная ЭВМ на базе 3D М ФЭ Области применения: мобильные и Области применения: мобильные и ПМ с 256 ПЭ и функциями искусствен- стационарные информационно-вычис- стационарные информационно вычис- ного интеллекта на основе простран- лительные и радиофотонные объек- лительные и радиофотонные объекты СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 13

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ A_out A_in B_out B_in B_in B_out A_in A_out Рис. 23. 3D ФЭ матричный кластер с 4096 ПЭ ты с искусственным интеллектом для гражданского и военного применения, в том числе сухопутного, авиационно- го и морского. Рис. 24. Архитектура матричного нейронного процессора на основе пространственной фотонной сети 256-КАНАЛЬНЫЙ 128 128 РАДИОФОТОННЫЙ МАТРИЧНЫЙ 128 128 ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ДЛЯ ФАР Х-ДИАПАЗОНА 3D М ФЭ ПМ – базовый 256-каналь- ный радиофотонный матричный вычислитель с наращиваемой архи- тектурой для фазированных антенных решёток Х-диапазона (см. рис. 26). Он обеспечивает 256-канальный радиофо- тонный приём сигналов в Х-диапазоне частот с применением оптического гетеродина и БПФ-функции обработки. МЛ МПр 3D МАТРИЧНАЯ МПП МЛ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННА′Я МЛ МПр МПП МЛ ПОТОКОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МЛ МПр МПП МЛ СРЕДА С 4096 ПЭ 128 128 К числу архитектур на базе 3D М 128 sw 128 ФЭ ПМ относится 3D матричная sw sw пространственно-временна′я потоко- вая вычислительная среда с 4096 ПЭ и e МПП МЛ hλ e МПП МЛ hλ e МПП МЛ hλ многоканальными мультиплексными hλ МЛ МПр e hλ МЛ МПр e hλ МЛ МПр e оптическими элементами (см. рис. 27). e МПП МЛ hλ e МПП МЛ hλ e МПП МЛ hλ Пропускная способность такой hλ МЛ МПр e hλ МЛ МПр e hλ МЛ МПр e вычислительной среды с 4096 ПЭ и e e e СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 пр sw пп e пр sw пп e пр sw пп e Рис. 25. Нейронная ЭВМ на базе 3D М ФЭ ПМ с 256 ПЭ 14 WWW.SOEL.RU

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ hλ hλ hλ hλ 64 64 64 64 3DМФЭ СБИС SW 3DМФЭ СБИС SW Процессор 3D М ФЭ СБИС РП 3D М ФЭ СБИС ВЛ ee 1892ВМ15АФ ee 64 64 64 64 e 3D М ФЭ СБИС ВЛ 3D М ФЭ СБИС ВЛ 3D М ФЭ СБИС ВЛ 3D М ФЭ СБИС РП hλ hλ ОЗУ 64 64 1657РУ1У hλ f пр hλ 64 0,1 ГГц 64 ОГ hλ Рис. 28. 3D матричная пространственно-временна′я 10,1 ГГц потоковая вычислительная среда с 4096 ПЭ и 8192 многоканальными фотонными Гетеродин бесконтактными линиями связи f г–f с = f пр Рис. 29. Процессорная плата стандарта 3U с 16 (10,1–10,0 = 0,1) электронными портами 64-разрядного интерфейса EMIF и управляющим процессором 1892ВМ14Я hλ fс hλ 64 64 8192 многоканальными фотонны- ми бесконтактными линиями связи 10,0 ГГц (см. рис. 28) составляет 13 107,2 Гбит. ВОЛС На рисунке 29 показана процессор- ная плата стандарта 3U с 16 электрон- hλ hλ ными портами 64-разрядного интер- 64 f с 64 фейса EMIF и управляющим процес- 10,0 ГГц Оптические трансиверы SFP + 10G 850 nm 1 64 ee радиотракт СВЧ Рис. 26. 256-канальный радиофотонный матричный вычислитель с наращиваемой архитектурой для ФАР Х-диапазона Вход 1 Вход 1 (1) Выход 1 (1) 1 Вход 2 (5) Выход 2 (8) 16 9 16> 15> 14> 13> 12> 11> 10> 9> 16> ц (ц – цикл) 2> 7> 10> 9> 2> ц 3> 6> 14> 13> 3> ц 8 16> ц 15 2 10 5 12> ц 78 8 58 11 Выход 1 5 6 1> 2> 7> 10> 9> 16> > 15> 14> 13> 12> 11> 10> 9> 16> ц 2> ц 3> ц 2> ц 85 14 3 12> 11> 10> 9> 16> 15> 14> 13> 12> ц 2> 3> ц 13 12 5 85 4 4> 3> 6> 14> 13> 12> 11> 10> 9> 16> 15> 14> 13> 12> ц 3> ц 2> ц 3> T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16 0t Рис. 27. 3D матричная пространственно-временна′я потоковая вычислительная среда с 4096 ПЭ и многоканальными мультиплексными оптическими элементами СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 15

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Вычислительное ядро 3D ФЭ ЭВМ c 1024 ПЭ Сеть SpaceWire Общая память Процессорный модуль 3D ФЭ М П Общая память Общая память Общая память hλ hλ hλ hλ Сеть SpaceWire Сеть SpaceWire 64 64 64 64 DS-линки SpaceWire Датчики Процессор 3D ФЭ 3D ФЭ 1892ВМ15 АФ 3D ФЭ 3D ФЭ СБИС М SW СБИС М SW СБИС М ПФ СБИС М ЛВ ОЗУ 64 64 1657РУ1У 64 64 3D ФЭ 3D ФЭ 3D ФЭ 3D ФЭ СБИС М ЛВ СБИС М ЛВ СБИС М ЛВ СБИС М НП hλ hλ hλ hλ 64 64 64 64 Сеть SpaceWire Рис. 30. Объектовая информационно-вычислительная система сором 1892ВМ14Я для матричной граммирования ПЛИС, где процес- ЗАКЛЮЧЕНИЕ пространственно-временно′й потоко- сорные схемы матричных СБИС вы- вой вычислительной среды. страиваются непосредственно под Предложенная кремниево-фотонная вычислительные алгоритмы комму- технология для создания 3D М ФЭ ПМ ОБЪЕКТОВАЯ ИНФОРМАЦИОННО- тированием фотон-электронных ка- не изменяет принципа вычислительно- налов с АЦП, ЦАП и информацион- го процесса, заложенного в микропро- ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ной связью «точка – точка»; цессорах, но увеличивает пропускную В состав объектовой информа- ● общая полупроводниковая память; способность фотонных каналов обмена ● коммутационная сеть SpaceWire из информацией, формирует устройства с ционно-вычислительной системы 256 DS-линков с волоконными лини- трёхмерной архитектурой и обеспечива- (см. рис. 30) входят: ями связи и 8 DS-линков с электриче- ет повышенную защищённость информа- ● 3D ФЭ матричная ЭВМ с 1024 ПЭ (ар- скими линиями связи; ционно-вычислительных и радиофотон- ● базовые 3D М ФЭ ПМ с датчиками. ных устройств от воздействия электромаг- хитектура – реконфигурируемая кон- нитного импульсного оружия. вейерно-кольцевая; вычислительный процесс построен по принципу про- НОВОСТИ МИРА Snapdragon X55 второго поколения компа- ресурсами (RRM) в диапазоне до 6 ГГц (FR1) нии Qualcomm Technologies с интегрирован- и в миллиметровом диапазоне (FR2) для не- KEYSIGHT И QUALCOMM ПРОВЕЛИ ной многорежимной поддержкой и реше- автономного и автономного режимов 5G NR. ний компании Keysight для эмуляции сетей ПЕРВЫЙ В МОБИЛЬНОЙ ОТРАСЛИ 5G. Компания Keysight предоставляет воз- Первые на рынке решения компании можность производителям устройств про- Keysight для сетей 5G позволяют производи- СЕАНС ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ 5G верять многорежимные (FDD и TDD) изде- телям, применяющим 5G-модем Snapdragon NR В РЕЖИМЕ FDD лия 5G NR в неавтономном (NSA) и авто- X55, ускорить проверку устройств 5G. Об- номном (SA) режимах. ласть применения таких устройств очень Keysight Technologies, Inc. объявила о том, широка – смартфоны со скоростью за- что совместно с Qualcomm Technologies, Inc. Решения для эмуляции сетей 5G компании грузки данных до 7 Гбит/с, промышленные провела первый в мобильной отрасли сеанс Keysight, опирающиеся на Платформу UXM устройства IoT, постоянно подключённые передачи данных 5G New Radio (NR) в дуплекс- для тестирования систем беспроводной свя- ПК и фиксированные устройства беспро- ном режиме с частотным разделением кана- зи 5G, уникальным образом позволяют про- водного доступа. лов (FDD). Это событие способствует ускоре- изводителям проверять устройства 5G NR на нию всемирного внедрения данной техноло- соответствие протоколу, требованиям в об- Дополнительная информация о решениях гии во всех основных частотных диапазонах ласти ВЧ-характеристик и управления радио- Keysight в области 5G приведена на стра- 3GPP, использующих дуплекс с временны′м нице www.keysight.com/find/5G. разделением каналов (TDD) и FDD. Этот новый шаг в отрасли мобильной связи был сделан с помощью 5G-модема 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

Реклама

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ С помощью решений от HARTING быстрый и надёжный интернет в поездах – это реально Ольга Романовская ([email protected]) непосредственно к печатной плате (см. рис. 5). В результате нет необходи- Для путешественников, пользующихся поездами, высокоскоростной мости в постоянном разъёмном соеди- интернет в пути становится всё более востребованным. Как правило, нении: Ethernet можно быстро подклю- интернет всё чаще нужен для работы во время поездки или для личных чить непосредственно к печатной плате. целей. Поэтому железнодорожные операторы должны предлагать соответствующую техническую инфраструктуру для удовлетворения Комбинация модульной системы растущих требований пассажиров. Это требует использования новых preLink® и кабеля EtherRail® является кабельных систем. Компания HARTING разработала решения идеальным сочетанием для прокладки для обеспечения надёжного и быстрого интернета в поездах. кабельных систем подвижного состава. Простые в установке разъёмы и кабе- Сети передачи данных в поездах и всего 12 мм: этого достаточно для про- ли помогут оснастить поезда готовым к автобусах могут быть реализованы в кладки кабелей. После прокладки кабе- эксплуатации Gigabit Ethernet и внести будущем с использованием системы лей устанавливается соответствующий важный вклад в обеспечение инфра- preLink® и кабелей EtherRail®, которые разъём в зависимости от подключае- структуры для мобильного рабочего специально разработаны для железно- мого сетевого устройства. Для этого места в будущем. дорожных применений. доступны разные виды интерфейсов: RJ-45 или M12 D- и X-кодирование (вил- Используя Ethernet по одной витой Центральным компонентом систе- ка или розетка) для передачи данных со паре, операторы железных дорог мы preLink® является предварительно скоростью до 10 Гбит/с. Все эти разъё- могут снизить свои эксплуатаци- собранный блок, который позволяет мы имеют одинаковые фиксаторы для онные расходы и оптимизировать быстро, просто и надёжно выполнять универсального оконцовочного блока производство с помощью примене- подключение кабеля (см. рис. 1). Он preLink®. Важным преимуществом этого ния системы PushPull, не требующей рассчитан на присоединение до вось- способа является абсолютная техноло- инструментов при монтаже. Цель ми многожильных или одножильных гическая надёжность монтажа. Систе- использования Ethernet по одной витой проводов. С помощью монтажного ма отказоустойчива, а всегда одинако- паре в совокупности с миниатюрны- инструмента все провода можно уко- вая процедура монтажа обеспечивает ми разъёмами стандарта IEC 63171-3 – ротить и присоединить за один приём. постоянную точность и долговремен- добиться снижения веса кабельных Абсолютно надёжный и собранный на ную стабильность. решений при одинаковой произво- месте кабель теперь подходит для каж- дительности. В соответствии со стан- дого компонента preLink® и может быть Последняя разработка – розетки M12, дартом для Ethernet, по одной паре в любое время установлен, перемонти- которые могут быть подсоединены с IEEE 802.3bp (1000 BASE-T1) кабель дли- рован или заменён. Это означает, что помощью preLink® (см. рис. 3). ной до 40 м может передавать данные кабели и соединители можно заменять со скоростью 1 Гбит/с, тогда как дли- или монтировать по своему усмотре- preLink® может использоваться для на кабеля примерно на треть меньше, нию независимо друг от друга. удлинения кабеля в кабельной муфте чем у обычного 8-проводного кабеля (см. рис. 4), а также для подключения к Ethernet. Стандартный кабель с четырь- Небольшой размер блока preLink® проходному блочному разъёму M12 – мя парами для Ethernet 1/10 Гбит/с позволяет изготавливать кабели пере- в данном случае коннектор с кабелем весит около 45 кг на километр. Напро- дачи данных с присоединёнными будет надёжно зафиксирован. тив, кабель с одной парой с той же оконцовочными блоками отдельно, а пропускной способностью весит все- потом просто монтировать их на месте Ещё одним нововведением являет- го 30 кг на километр. Поскольку в сборки вагона (см. рис. 2). Минималь- ся гнездо для печатной платы preLink®, вагонах пассажирских поездов про- ный диаметр установочного отверстия которое позволяет подключать предва- ложено несколько километров кабе- рительно собранные кабели preLink® Рис. 1. Блок preLink Рис. 2. Монтаж разъёмов preLink СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 18

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Рис. 3. Разъёмы M12 preLink Рис. 4. Разъём preLink для соединения типа кабель – кабель Рис. 5. Джек preLink на печатную плату Рис. 6. Разъёмы в корпусе PushPull ля, использование кабельных систем дача питания, данных и управляющих ты IP67 и протестированы в соответствии с одной витой парой даёт значитель- сигналов до категории 6А не представ- со стандартом пожарной безопасности ный потенциал экономии веса транс- ляет трудностей с этими решениями. EN 45545-2. портного средства. Преимущество разъёмов PushPull Фирма HARTING в течение многих Компания HARTING предлагает свои заключается в установке без инструмен- лет фокусировалась на железнодо- решения PushPull для упрощения сбор- тов, независимо от того, используются рожном секторе, и обширный порт- ки и обслуживания в железнодорож- ли круглые или прямоугольные версии. фель компонентов и решений компа- ном секторе при одновременном повы- Разъёмы просто захватываются и фикси- нии был представлен в г. Эспелькампе шении надёжности. Решения состо- руются внутренними зажимами. Слыши- на мероприятии «HARTING – решения ят из круглого разъёма M12 PushPull мый щелчок при подключении указывает для железной дороги». (см. рис. 6) в прочном металлическом на то, что они были надёжно зафиксиро- корпусе, а также лёгкого и простого в ваны и правильно соединены – при этом ЛИТЕРАТУРА использовании прямоугольного разъё- экономится до 75% времени установки. ма PushPull версии 4. Безопасная пере- Оба типа разъёмов имеют степень защи- 1. Пресс-релиз “HARTING makes fast and reliable internet in the train possible”. НОВОСТИ МИРА чивает защиту культурных ценностей от не- управления доступом к различным объек- санкционированного доступа и контроль там и единицам хранения. «МИКРОН» ДЛЯ МУЗЕЙНОЙ объектов, с высокой точностью фиксиру- ет их положение в пространстве, а также Пресс-служба ПАО «Микрон» БЕЗОПАСНОСТИ дополнительно позволяет решить вопросы 31 мая 2019 года руководитель направле- учёта и инвентаризации, контроля внешних условий», – отметил Михаил Годенко. ния перспективных проектов ПАО «Микрон» Михаил Годенко в рамках деловой сессии Продукция «Микрона» уже успешно при- «Музейная безопасность | Панельная пре- меняется для различных задач, в том числе зентация: создание третьего рубежа безо- инвентаризации, защиты бренда и контроля пасности в музее: современные решения и контрафакта, автоматизации техпроцессов, практика их применения» XXI Международ- складской и торговой логистики, автомати- ного фестиваля «Интермузей» представил зации сельскохозяйственных предприятий, разработки компании для защиты музейных финансовых, образовательных и медицин- экспонатов на базе технологий RFID и IoT, в ских учреждений, а также для контроля и том числе новинку – Mesh-датчик состояния. «Интеграция передовых технологий „Ми- крона“ в музейную инфраструктуру обеспе- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 19

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Интерфейсный мост UART-Ethernet для Интернета вещей Олег Вальпа ([email protected]) подключения сетевого кабеля Ethernet В статье описывается недорогой преобразователь интерфейсов, в Eport-E10 имеется стандартный сое- позволяющий подключить любое микроконтроллерное устройство динитель типа RJ-45 (см. табл. 3). к сети Интернет, а также приводятся схема подключения и методика ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ настройки данного преобразователя. Поскольку модуль Eport-E10 име- ВВЕДЕНИЕ ет встроенную поддержку множества токол Modbus TCP обеспечит двусто- сетевых протоколов, для активации В настоящее время стремительно раз- роннюю связь микроконтроллерного протокола Modbus TCP потребуется вивается концепция Интернета вещей устройства с внешним миром по сети. лишь сконфигурировать модуль с помо- (IoT), что приводит к росту потребно- щью любого браузера. Для выполнения данной процедуры необходимо подать сти в устройствах с сетевым досту- АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ пом. Несмотря на общую сложность В качестве аппаратного моста между питание на модуль и подключить его к многоуровневой сетевой модели OSI интерфейсами UART и Ethernet предла- компьютеру через стандартный сете- (Open Systems Interconnection) и сете- гается использовать недорогой модуль вой кабель. В браузере необходимо вве- вых интерфейсов типа Ethernet, Wi-Fi Eport-E10 от компании Hi-Flying [1]. сти адрес 169.254.173.207 и дождаться и GPRS, существуют варианты простой Он представляет собой электронное появления окна авторизации модуля организации сетевого доступа для раз- устройство в виде миниатюрного бло- Eport-E10. личных устройств. Одно из таких реше- ка с встроенным сетевым разъёмом для Если окно авторизации не появляет- ний описано далее. интерфейса Ethernet. Внешний вид ся, следует убедиться в том, что модуль Практически все микроконтролле- устройства показан на рисунке 1. откликается на запросы. Сделать это ры имеют в своём составе универсаль- Модуль построен на современном можно из командной строки с помо- ный асинхронный последовательный АРМ-микроконтроллере с операци- щью команды ping 169.254.173.207. порт UART, который обеспечивает связь онной системой Free RTOS. Техниче- Некоторые модули могут иметь IP-адрес между ними и внешними устройства- ские характеристики модуля приведе- 169.254.1.1. Для поиска IP-адреса моду- ми. Если к данному порту подключить ны в таблице 1. Типовая схема подклю- ля можно использовать специальную интерфейсный мост UART-Ethernet, то чения Eport-E10 к микроконтроллеру программу IOTService, которая доступ- аппаратная часть задачи будет решена. приведена на рисунке 2. Расположе- на на сайте компании Hi-Flying [2] во Далее потребуется реализовать про- ние контактов модуля со стороны пай- вкладке Downloads. Данная программа граммную часть, т.е. адаптировать про- ки показано на рисунке 3. Назначение также позволит произвести настройки грамму микроконтроллера к одному из контактов модуля и обозначения всех различных параметров модуля или вос- стандартных сетевых протоколов. сигналов приведены в таблице 2. Для становить заводские настройки. Поскольку ресурсы большинства недорогих микроконтроллеров неве- Таблица 1. Технические характеристики модуля Eport-E10 лики и не позволяют хранить в своей Параметр Значение памяти множество интернет-страниц, можно обойтись одним из самых рас- Базовые параметры пространённых протоколов – Modbus RTU. Программная реализация данно- Напряжение питания, В 3,3 го протокола возможна практически для всех микроконтроллеров, а суще- Рабочий ток, мА, не более 250 ствующий стандартный сетевой про- Потребляемая мощность, мВт, не более 700 Рис. 1. Внешний вид модуля Eport-E10 Размер (Д×Ш×В), мм 33×18,6×15 Диапазон рабочих температур −45 … +85°C Диапазоны температур и влажности хранения −45 … +105°C, 5…95% Системные параметры Процессор / Частота Cortex-M3 / 90 МГц Память Flash / SDRAM 1 МБ / 128 КБ Операционная система Free RTOS Порт Ethernet Тип соединителя RJ-45 с двумя светодиодными индикаторами Интерфейсный стандарт 10 / 100Base-T Защита изоляции, кВ 2 Сетевой трансформатор Интегрированный IP, TCP, UDP, DHCP, DNS, HTTP Server/Client, ARP, BOOTP, Сетевые протоколы AutoIP, ICMP, Web socket, Telnet, FTP,TFTP, uPNP, NTP, Modbus TCP Протокол шифрования SSL v3 AES 128Bit DES3 Последовательный порт Интерфейсный стандарт 3,3 В TTL Количество информационных бит 5, 6, 7 или 8 Количество стоповых бит 1 или 2 Контрольный бит Отсутствует, чётный, нечётный, пустой или маркерный Скорость обмена, бод 600…921600 Управление потоком Аппаратно RTS/CTS, DSR/DTR; программно Xon/Xoff; отключено 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Микроконтроллер Eport-E10 UART_TXD UART_RXD 8 7 16 12 6 UART_RTS RXD LED2 13 11 5 UART_CTS 4 9 TXD 12 15 3 GPIO LED1 16 10 2 3 GPI01 1 1 Сброс CTS GPI02 2 9 +3,3 В 14 5 RTS 8 13 7 4 nRST 6 nReload 14 15 LED_3V3 11 VDD 10 GND Рис. 2. Типовая схема подключения модуля Eport-E10 Рис. 3. Нумерация контактов модуля Eport-E10 со стороны пайки к микроконтроллеру Таблица 2. Назначение контактов модуля Eport-E10 Таблица 3. Назначение контактов соединителя RJ-45 Вывод Обозначение Назначение Тип вывода Примечание 1 GPIO1 Порт ввода-вывода Вход/Выход Можно назначить, как TXD2 Вывод Обозначение Назначение Тип 2 GPIO2 Порт ввода-вывода Вход/Выход Можно назначить, как RXD2 вывода 3 CTS Можно назначить, как GPIO3 4 nRST UART0 Вход 1 Tx+ Передача данных + Выход 5 RTS Внешний сброс Вход Сброс низким уровнем 6 nReload Выход Может управлять RS-485 2 Tx– Передача данных – Выход 7 UART0 Вход Перезагрузка процессора 8 LED2_Data Многофункциональный Выход Подключается к выводу 12 3 Rx+ Приём данных + Вход 9 RXD Вход 10 TXD Индикация данных Выход 3,3 В TTL 4 Не подключён 11 GND Приём данных Общий 3,3 В TTL 12 VDD Питание Общий вывод питания 5 Не подключён 13 Передача данных Выход 14 LED1_Link Общий Вход +3,3 В 6 Rx– Приём данных – Вход 15 LED2 Питание Подключается к выводу 16 16 Питание модуля 3,3 В Питание Подключается к выводу 7 7 Не подключён LED_3V3 Индикация подключения Вход Подключается к источнику 3,3 В LED_3V3 Индикатор 2 оранжевый Подключается к источнику 3,3 В 8 Не подключён Питание индикатора 3,3 В Подключается к выводу 12 LED1 Питание индикатора 3,3 В 9 Shield Корпусная земля Общий Индикатор 1 зелёный По умолчанию имя пользователя и Рис. 4. Внешний вид страницы настроек модуля Eport-E10 пароль имеют одинаковое значение admin, которое необходимо ввести в ния занимает менее минуты. Более под- качестве которых могут выступать тем- соответствующие поля окна авториза- робную информацию о модуле можно пература, влажность, давление, ско- ции, после чего откроется главная стра- найти на сайте производителя. рость, произвольные настройки, коды ница настроек модуля Eport-E10 с име- команд и другие параметры. Зелёный и нем STATUS (см. рис. 4). На ней отобража- Заключительной операцией для жёлтый индикаторы модуля Eport-E10 ются MAC-адрес модуля, IP-адрес, версия настройки модуля служит его пере- позволяют контролировать соединение программного обеспечения и другие загрузка посредством отключения и с сетью и трансляцию данных соответ- параметры. Для изменения IP-адреса последующего включения питания. ственно. модуля необходимо переключиться на Теперь микроконтроллерное устрой- вкладку SYSTEM SETTINGS. Скорость пор- ство будет доступно в сети по прото- Кроме предложенного варианта, та UART, формат его данных и протокол колу Modbus TCP и к нему можно обра- существуют подобные решения с при- обмена настраиваются на вкладке SERIAL щаться для чтения или записи данных, в менением других модулей компании PORT SETTINGS, сетевой протокол можно настроить на вкладке COMMUNICATION SETTINGS, где необходимо выбрать Protocol Tcp Server и Route UART. Для акти- вации новых настроек следует нажать программную кнопку Submit. В случае отсутствия нужной вклад- ки необходимо обновить программное обеспечение модуля. Для этого потре- буется загрузить с сайта [3] бинарные файлы программного обеспечения, затем открыть в браузере страницу с адресом 169.254.173.207/hide и указать в открывшемся окне путь к загруженно- му бинарному файлу. Процесс обновле- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 21

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Рис. 5. Внешний вид модуля Elfin-EE11 Рис. 6. Внешний вид модуля Elfin-EW11 Рис. 7. Внешний вид модуля Elfin-EG10 Hi-Flying [4]. Например, модуль Elfin-E11 Другой модуль, Elfin-W11, показан- подходящее решение и быстро создать позволяет осуществить преобразо- ный на рисунке 6, обеспечивает преоб- новое устройство с сетевым доступом. вание интерфейса RS-485 в Ethernet. разование интерфейса RS-485 в Wi-Fi. Внешний вид этого модуля показан Модуль Elfin-EG10 позволяет подклю- ЛИТЕРАТУРА на рисунке 5. Устройство выполнено чить микропроцессорное устройство в миниатюрном корпусе с встроен- с интерфейсом RS-232 к сети GPRS. Он 1. www.hi-flying.com ным разъёмом RJ-45, через который имеет слот для SIM-карты и малогаба- 2. w w w . h i - f l y i n g . c o m / i n d e x . подключаются сеть, линии связи A и B ритную антенну. Внешний вид модуля порта RS-485, а также питание с помо- Elfin-EG10 показан на рисунке 7. php?route=product/product/ щью переходного адаптера, входяще- show&product_id=247 го в комплект поставки. Процедура Компания Hi-Flying также произво- 3. w w w . h i - f l y i n g . c o m / i n d e x . настройки данного модуля аналогич- дит множество других преобразова- php?route=product/product/ на описанной ранее. телей интерфейсов. В зависимости от show&product_id=182 поставленной задачи можно подобрать 4. www.hi-flying.com/nb-iotmodule 5. www.hi-flying.com/network-device 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

Испытательная лаборатория АО «НАУЧНО-ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР «ИНТЕЛЭЛЕКТРОН» Испытания и исследования электронных компонентов (ЭКБ) и радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) Виды работ: Виды внешних воздействий: • входной контроль синусоидальная вибрация; случайная широкопо- • диагностический неразрушающий лосная вибрация; механические удары однократно- го и многократного действия; линейные ускорения; контроль повышенные и пониженные рабочие и предельные • климатические испытания температуры; иней и роса; повышенная влажность • механические испытания воздуха; атмосферное пониженное и повышенное • испытания на надежность, давление; солнечное излучение; статическая и динамическая пыль (песок); соляной (морской) туман; сохраняемость акустический шум; определение критических частот; • проверка на отсутствие признаков проверка отсутствия критических частот в заданном диапазоне. контрафакта Аккредитованная испытательная лаборатория АО «НИЦ «ИНТЕЛЭЛЕКТРОН» соответствует требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 к технической компетентности и независимости. Область аккредитации включает в себя широкую номенклатуру ЭКБ отечественного и иностранного производства, а также аппа- ратуру, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Реклама

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ НОВОСТИ МИРА 1 МЛН РУБЛЕЙ ДЛЯ ЛУЧШИХ ских рынков. Команды ДВФУ разработали программы в формате learning-by-doing, DBS/SCS-нейростимулятор для купиро- с участием ведущих технических вузов и ПРОЕКТОВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ вания неврологических заболеваний и крупнейших производственных компаний, RFID+Bluetooth-метки для логистики и на- БФ «Система» ставит своей целью сокра- ПРОГРАММЫ БФ «СИСТЕМА» вигации на промышленных и добывающих тить существующий разрыв между компе- И ГК «МИКРОН» предприятиях. Студенты МИЭТ представи- тенциями, которые студенты получают в ву- ли роботизированный загрузчик пластин зе, и фактическими требованиями отрасли. Благотворительный фонд «Система» (опе- для микроэлектронного производства. Си- ратор социальных инвестиций АФК «Сис- стему датчиков-газоанализаторов на осно- В образовательной программе участво- тема») и ПАО «Микрон», крупнейший про- ве mesh-сети для контроля утечек газа раз- вали студенты 3–4 курсов бакалавриата и изводитель и экспортёр микроэлектрони- работали студенты Томского государствен- 1–2 курсов магистратуры семи ведущих тех- ки в России, подвели итоги Всероссийской ного университета (ТГУ). Команда Томского нических вузов России (ДВФУ, ТГУ, ТПУ, образовательной программы «Микроэлек- политехнического университета (ТПУ) пред- МИЭТ, МАИ, АГУ, УрФУ). В ходе программы троника. 157-й уровень». ложила решение по автоматизации произ- они объединились в 22 проектные команды и водственного плана. Все проекты технически под руководством опытных наставников рабо- В рамках демонстрационного дня коман- проработаны и доведены до стадии прото- тали над созданием продуктов в сфере робото- ды-финалисты представили свои проекты в типа, сегментированы по рынку и имеют вы- техники, сенсорики, Интернета вещей и «умно- области Интернета вещей, сенсорики, ро- сокую степень готовности к серийному про- го» города, энергосистем и устройства связи. бототехники и других перспективных сег- изводству и внедрению. ментов микроэлектроники, разработка ко- В ходе программы участники прошли прак- торых велась в течение года под руковод- Благотворительная образовательная про- тический курс проектной работы, познако- ством кураторов и наставников от вузов и грамма «Микроэлектроника. 157-й уровень» мились с техпроцессами крупнейшей микро- от предприятий-партнёров. была разработана БФ «Система» совместно электронной фабрики России, посетили ав- с «Микроном» в 2018 году. Главная задача торские лекции и мастер-классы по актуаль- По итогам голосования жюри самые вы- программы – подготовить инженеров ново- ным темам развития технологической инду- сокие оценки получили команды четырёх го поколения, соединив вузовскую теорию стрии и управлению продуктом, что позволи- технических вузов РФ (ДВФУ, МИЭТ, ТГУ с практикой технологической индустрии. ло разработать решения, которые могут быть и ТПУ), которые разделили грантовый фонд Тестируя новую модель образовательной использованы в серийном производстве. от БФ «Система» в размере 1 млн рублей. Пресс-служба ПАО «Микрон» Все представленные проекты имеют ак- туальную сферу применения и ориентиро- ваны на растущие сегменты технологиче- 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ НОВОСТИ МИРА ЗАВЕРШИЛ РАБОТУ нельной дискуссии о цифровизации в они добились наибольшего успеха, предло- промышленности, где эксперты и за- жениями по мультиплицированию их успеш- ЕЖЕГОДНЫЙ ФОРУМ казчики обменялись опытом и мнения- ных кейсов. ми о цифровизации промышленных пред- «БЕЛЫЕ НОЧИ САПР 2019» приятий. Форум «Белые ночи САПР», ежегод- но проводимый компанией «АСКОН», С 28 по 31 мая в Петергофе традиционно В завершающий рабочий день на форуме стал важным и заметным мероприяти- прошёл форум «Белые ночи САПР 2019». прошли секционные заседания, где доклад- ем для всей ИТ-отрасли, удобной дис- Главными темами IT в промышленности, чиками выступали исключительно предста- куссионной площадкой, где самой важ- а значит и темами форума уже несколько вители промышленных предприятий. Они ной целью является обмен успешным лет остаются цифровизация предприятий, делились мнениями о том, как построены опытом. Индустрия 4.0, создание цифровых двой- ИТ-инфраструктуры в их предприятиях, где ников изделий. Пресс-служба компании «ЭРЕМЕКС» Мероприятие было посвящено перехо- ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР ду к прагматичной работе по выстраива- нию ИТ-процессов с использованием нако- пленных ранее «заделов» в виде комплек- сов PLM и BIM. Эксперты обсуждали, как сформировать взаимосвязь между имею- щимися «цифровыми активами» предпри- ятий и их целевым обликом. В форуме приняли участие руководите- ли предприятий, менеджеры, ответствен- ные за процессы цифровизации, директо- ра по ИТ, начальники ОАСУП и отделов САПР, а также руководители подразделе- ний и ведущие специалисты предприятий со всей страны. 28 мая состоялся семинар «Примене- ние решений консорциума «РазвИТие» для подготовки машиностроительно- го производства». Участники консор- циума – компании разработчики отече- ственного инженерного ПО, совместно работающие над созданием тяжёлого PLM-комплекса: «АСКОН», «ЭРЕМЕКС», «ТЕСИС», ADEM, НТЦ «АПМ». В рамках семинара было в том числе представле- но решение консорциума для проекти- рования РЭА. Семинар послужил неким разогревом для участников форума, ко- торые вошли в рабочий ритм и активно работали все оставшиеся дни. 29 мая состоялись официальное от- крытие форума, пленарная и технологи- ческая сессии, дискуссионная панель и, конечно же, была открыта технологиче- ская выставка реальных изделий, спро- ектированных в программных продуктах членов консорциума: самолёт, мотоцикл, промо-бот. Компания «Яндекс.Технологии» в рам- ках технологической сессии рассказала об успешном опыте применения САПР Delta Design TopoR при проектировании печат- ных плат для умного помощника «Яндекс. Станции». Девайс стал популярнейшей интерактивной частью экспозиции стенда «ЭРЕМЕКС». Евгений Корнильев, заместитель ди- ректора по развитию компании «ЭРЕ- МЕКС», принял активное участие в па- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 25

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Создание доверенной аппаратно-программной платформы на базе решений компании «Доломант» Алексей Боровиков, Денис Стулов, Олег Маслов (г. Пенза) контроля отсутствия недеклариро- ванных возможностей; В статье изложен один из подходов по созданию аппаратно- ● применение сертифицированных ап- программной платформы на базе решений компании паратно-программных или программ- ЗАО «НПФ «Доломант», предназначенной для построения средств ных средств защиты информации и вычислительной техники, обрабатывающих информацию ограниченного средств антивирусной защиты для доступа, которая обеспечивает необходимый уровень доверия. обеспечения невозможности работы Указаны проблемы, с которыми сталкивается разработчик, несанкционированных пользователей и предложены способы их решения. и замкнутости программной среды. При этом на объекте применения При создании средств вычислитель- ет необходимый уровень доверия к ним. данных средств вычислительной тех- ной техники (СВТ) в частности и авто- Данные требования, к примеру, изложе- ники необходимо обеспечить нали- матизированных систем в целом, пред- ны в требованиях к межсетевым экра- чие конструктивных средств защиты от назначенных для обработки инфор- нам, действующим в системах сертифи- несанкционированного доступа к вну- мации ограниченного доступа и её кации ФСТЭК России и МО РФ, а также в тренним цепям, аппаратному обеспече- защиты, перед разработчиком возника- нормативных документах ФСБ России, нию и внешним разъёмам, реализовать ет вопрос выбора аппаратно-программ- определяющих требования к средствам организационно-режимные и техниче- ной платформы, которая не должна криптографической защиты информа- ские меры защиты, а также сформиро- нарушать заданный алгоритм обра- ции (СКЗИ) и требования к мультипро- вать и применить регламент настрой- ботки информации и вносить функции, токольному оборудованию (МПО). ки и тестирования работоспособности не предусмотренные особенностями и корректности работы используемых функционирования целевой системы. Дополнительно стоит отметить, что, механизмов и средств защиты. помимо требований, приведённых в нор- Выполнение указанных условий позво- Подавляющее большинство подоб- мативно-правовых актах и руководящих лит создавать средства вычислитель- ных средств вычислительной техники документах, действующих в системах сер- ной техники (далее – изделия), отвеча- построено на аппаратно-программных тификации, необходимость применения ющие требованиям нормативно-право- платформах импортного производства, доверенной аппаратно-программной вых актов и руководящих документов по для которых не обеспечиваются гаран- среды функционирования в средствах защите информации, и обеспечивающие тии проектирования и архитектуры, а вычислительной техники определяет- необходимый уровень доверия к ним. также зачастую отсутствует необхо- ся условиями эксплуатации сертифи- Учитывая распространённость, до- димый комплект конструкторской и цированных средств защиты информа- ступность, технические характеристи- программной документации, позво- ции, например аппаратно-программных ки и стоимость аппаратных платформ ляющий обеспечить требуемый уро- модулей доверенной загрузки (АПМДЗ). на базе системной логики Intel, в боль- вень доверия к указанным платформам. шинстве случаев для создания средств В общем случае для обеспечения соот- вычислительной техники разработчи- В настоящее время вопрос повыше- ветствия необходимому уровню доверия ки выбирают именно эти платформы. ния уровня доверия к средствам вычис- и соответствия предъявляемым требова- Ниже описан подход, позволяющий лительной техники, применяемым в ниям по безопасности информации для повысить уровень доверия к аппарат- автоматизированных системах для средств вычислительной техники, при- но-программной платформе на базе обработки информации ограничен- меняемых в указанных автоматизиро- системной логики фирмы Intel. ного доступа, а также её защиты, явля- ванных системах, необходимо выполне- Доверенная аппаратно-программная ется одним из приоритетных ввиду ние следующих обязательных условий: платформа (ДАПП) – это совокупность необходимости обеспечения в систе- ● гарантия проектирования и наличие аппаратно-программных средств и ком- мах заданных характеристик безопас- муникационных ресурсов, для которых ности информации, таких как конфи- конструкторской документации на однозначно определены состав, архи- денциальность, целостность, доступ- аппаратную платформу; тектура, алгоритмы функционирования, ность. С этой целью в каждой системе ● наличие исходного кода, программ- условия применения, правила обработ- сертификации средств защиты инфор- ной документации и гарантированное ки информации, проведены исследова- мации, действующей на территории отсутствие опасных функциональных ния на соответствие требованиям по без- Российской Федерации, создаются и возможностей в микропрограммном опасности информации в объёме, согла- совершенствуются требования, предъ- обеспечении аппаратной платформы; сованном с регулятором, и получены являемые к средствам вычислительной ● применение сертифицированных по соответствующие разрешительные доку- техники, в том числе к аппаратно-про- требованиям безопасности информа- менты на программные компоненты, в граммным средам их функционирова- ции общесистемного, прикладного и ния, выполнение которых обеспечива- специального программного обеспе- чения по соответствующему уровню 26 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ том числе на микропрограммное обе- Компьютерный модуль CPC1311 Исходя из вышеизложенного, можно спечение. Для ДАПП однозначно долж- сделать вывод, что основной проблемой ны выполняться следующие условия. ветствующих сертификатов по требо- при создании ДАПП на базе системной ваниям безопасности информации на логики фирмы Intel является получение Гарантия проектирования и наличие общесистемное, прикладное и специ- ПО BIOS в исходных кодах и документа- конструкторской документации на альное программное обеспечение. ции на него, достаточной для проведе- аппаратную платформу. Для выпол- ния сертификационных испытаний по нения данного условия при проведении На российском рынке присутствуют требованиям безопасности информа- сертификационных испытаний по тре- отечественные операционные системы ции. С целью определения возможности бованиям безопасности информации ЗОСРВ «Нейтрино» (ООО «СВД Встра- решения данной проблемы ведущими разработчику необходимо подтвердить, иваемые Системы»), ОС «Astra Linux» специалистами ПФ ФГУП «НТЦ «Атлас» что аппаратная платформа выпускает- (АО «НПО РусБИТех») и другие. Данные и ЗАО «НПФ «Доломант» был проведён ся на территории РФ и на неё имеется операционные системы имеют соответ- ряд исследовательских работ: необходимая конструкторская и экс- ствующие сертификаты и могут быть ● выбор аппаратной платформы для плуатационная документация, содер- применены в ДАПП. Прикладное и спе- жащая сведения о её составе, условиях циальное программное обеспечение ДАПП (ПФ ФГУП «НТЦ «Атлас» и эксплуатации, ограничениях по приме- имеет исходный код и документацию, ЗАО «НПФ «Доломант»); нению. Учитывая тот факт, что на рос- пригодную для проведения сертифи- ● замещение ПО BIOS на программное сийском рынке присутствуют аппа- кационных испытаний и получения обеспечение загрузчика операционной ратные платформы отечественного соответствующих сертификатов. Таким системы (ПО ЗОС), включающее в се- производителя ЗАО «НПФ «Доломант», образом, обеспечить выполнение данно- бя программу начальной инициализа- которые могут быть применены в ДАПП, го условия возможно в полном объёме. ции и конфигурации аппаратного обе- обеспечить выполнение данного усло- спечения, для выбранной аппаратной вия возможно в полном объёме. Применение сертифицированных платформы (ПФ ФГУП «НТЦ «Атлас»); аппаратно-программных или про- ● проведение функционального те- Наличие исходного кода, программ- граммных средств защиты информа- стирования аппаратной платформы ной документации и гарантированное ции и средств антивирусной защиты с ПО ЗОС (ПФ ФГУП «НТЦ «Атлас» и отсутствие опасных функциональных для обеспечения невозможности рабо- ЗАО «НПФ «Доломант»); возможностей в микропрограммном обе- ты несанкционированных пользовате- ● определение возможности поставок спечении аппаратной платформы. Для лей и замкнутости программной среды. аппаратной платформы с ПО ЗОС выполнения данного условия при про- Для выполнения данного условия разра- (ЗАО «НПФ «Доломант»). ведении сертификационных испытаний ботчику необходимо обеспечить нали- В связи с тем что процесс разработ- по требованиям безопасности информа- чие соответствующих сертификатов по ки ПО ЗОС и организация производ- ции разработчику необходимо предста- требованиям безопасности информа- ства аппаратной платформы занима- вить исходный код и документацию на ции на средства защиты информации ет достаточно длительное время (от микропрограммное обеспечение аппа- от НСД и средства антивирусной защи- одного до двух лет), одним из основ- ратной платформы в объёме, достаточ- ты. Учитывая тот факт, что на россий- ных критериев при выборе аппаратной ном для проведения соответствующих ском рынке присутствуют отечествен- платформы для ДАПП является срок исследований, и при необходимости обе- ные операционные системы, которые жизни аппаратных компонент (EOL). спечить доработку микропрограммного могут быть использованы в качестве Исходя из данного критерия, в качестве обеспечения, позволяющую гарантиро- средств защиты информации от НСД, базового модуля для аппаратной плат- вать отсутствие опасных функциональ- и отечественные средства антивирус- формы выбран компьютерный модуль ных возможностей и уязвимостей в ука- ной защиты АО «Лаборатория Каспер- CPC1311 (см. рис. ) с EOL до 2030 г. занном программном обеспечении. ского» и «Доктор Веб», которые имеют Компьютерный модуль CPC1311 соответствующие сертификаты и могут выполнен в формате Com Express mini Для аппаратных платформ Intel быть применены в ДАПП, обеспечить микропрограммное обеспечение (ПО выполнение данного условия возмож- BIOS) разрабатывается зарубежными но в полном объёме. компаниями, и отечественные анало- ги на российском рынке отсутствуют. Получить исходный код и программ- ную документацию на микропрограмм- ное обеспечение, а при необходимости доработать его, в настоящее время явля- ется крайне трудоёмкой и, в большин- стве случаев, невыполнимой задачей. Применение сертифицированных по требованиям безопасности инфор- мации общесистемного, прикладного и специального программного обеспе- чения по соответствующему уровню контроля отсутствия недеклариро- ванных возможностей. Для выполне- ния данного условия разработчику необходимо обеспечить наличие соот- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 27

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ (тип 10). Изделие ориентировано на лий доверенного управления СКЗИ и тификации МО РФ, ФСТЭК России и ФСБ российских OEM-заказчиков нестан- межсетевого экранирования. России. дартных вычислителей для использо- вания в системах повышенной ответ- В результате проведения исследова- ЛИТЕРАТУРА ственности, а также функционирую- тельских работ: щих в жёстких условиях окружающей 1. Разработано и проведено функцио- 1. Агеев Е.Л. UEFI замена BIOS. Гагаринские среды. чтения 2018. 2018. С. 46–47. нальное тестирование ПО ЗОС для CPC1311 построен на базе индустри- компьютерного модуля CPC1311. Ком- 2. Сазонов С.А. Programming ROM BIOS ального многоядерного процессора пьютерный модуль CPC1311 с ПО ЗОС Extension of a personal Computer. RSDN Intel Atom семейства BayTrail с 64-раз- реализует начальную инициализацию Magasine. 2008. № 4. С. 12–16. рядной архитектурой. Отличительны- и конфигурацию аппаратной плат- ми особенностями данных процессо- формы и обеспечивает загрузку опе- 3. Лыдин С.С. О средствах доверенной ров являются крайне низкое энерго- рационных систем, таких как ЗОСРВ загрузки для аппаратных платформ с потребление (до 10 Вт), поддержка «Нейтрино», Astra Linux и Windows 7. UEFI BIOS. Вопросы защиты информа- памяти ЕСС и мощный графический 2. Из ПО ЗОС исключены потенциально ции. 2016. № 3. С. 45–50. контроллер. В СРС1311 используются опасные функциональные возмож- два исполнения процессора: высоко- ности встроенного в центральный 4. Иванников П.В., Алтухов Н.О. Современ- производительное на базе 4-ядерного процессор микроконтроллера Intel ные типы атак на BIOS. Молодёжный науч- процессора E3845 с частотой 1,91 ГГц Trusted Execution Engine (TXE), экс- но-технический вестник. 2015. № 6. С. 20. и энергоэффективное на базе 2-ядер- плуатация которых может привести ного E3825 с частотой 1,33 ГГц. Исполь- или создать условия для нарушения 5. Счастный Д.Ю. Перспективы развития зование процессора с 4 ГБ оператив- заданных характеристик безопасно- средств доверенной загрузки. Взгляд раз- ной памяти DDR3L с поддержкой ECC и сти обрабатываемой информации. работчика. Вопросы защиты информа- твердотельным диском 8 ГБ позволяет 3. Определена возможность производ- ции. 2017. № 3. С. 27–28. использовать изделие в качестве само- ства и поставки компьютерных моду- достаточного встраиваемого компью- лей CPC1311 с ПО ЗОС с 5-й приёмкой. 6. Чекин Р.Н. Современные угрозы безопас- тера, способного решать большинство 4. Программная документация на ПО ности обработки информации со сторо- прикладных задач. ЗОС, по составу и содержанию обе- ны встроенного программного обеспе- спечивающая возможность проведе- чения. Доклады Томского государствен- Мультимедийные возможности ния сертификационных испытаний ного университета систем управления и СРС1311 включают в себя видеокон- по требованиям безопасности инфор- радиоэлектроники. 2016. № 1. С. 54–55. троллер с интерфейсом LVDS (раз- мации в системах сертификации МО решение до 2560×1600 пикселей) и РФ и ФСТЭК России, находится на 7. Добросердов К.О. Сравнительный ана- современный аудиокодек класса HD. заключительной стадии разработки. лиз возможностей унифицированно- Встроенные в процессор функции Ориентировочные сроки получения го расширяемого микропрограммно- декодирования видео позволяют при- соответствующих сертификатов по го интерфейса. ИТ-СТАНДАРТ. 2015. менять модуль в системах, связанных с требованиям безопасности инфор- № 3. С. 54–62. обработкой мультимедийных потоков. мации – первый квартал 2020 года. 5. Разработано методическое и тех- 8. Попов К.Г., Шамсутдинов Р.Р. Актуаль- Посредством разъёмов высокой нологическое обеспечение по раз- ные вопросы технических наук: теоре- плотности разработчикам доступен работке и отладке ПО ЗОС для ком- тический и практический аспекты. – большой арсенал высокоскоростных пьютерного модуля CPC1311, по- М.: Аэтерна, 2015. С. 57–72. интерфейсов: 1 Гбит Ethernet, 5 USB 2.0, зволяющие существенно ускорить USB 3.0, 2 SATA II, 3 PCIE x1 (дополни- разработку ПО ЗОС для аппарат- 9. Алексеев Д.М., Иваненко К.Н., Убирай- тельно одна линия PCIе может быть ных платформ с меньшим EOL (5– ло В.Н. Доверенная загрузка как меха- получена вместо Ethernet). Из допол- 7 лет). В ближайшей перспективе низм информационной безопасности. нительных возможностей следует отме- планируется разработка ПО ЗОС Влияние науки на инновационное раз- тить встроенную поддержку шины для компьютерного модуля CPC1304 витие. 2017. С. 19–20. CAN 2.0, востребованную в системах (с центральным процессором Intel реального времени, прежде всего на Xeon E3), на базе которого возможно 10. Чепанова Е.Г. Формирование критериев транспорте. построение высокопроизводитель- сравнения модулей доверенной загруз- ных и высоконадёжных вычислите- ки. Вопросы защиты информации. 2014. Все компоненты CPC1311 распо- лей для автоматизированных рабо- № 4. С. 60–63. ложены непосредственно на плате, чих мест оператора. что обеспечивает высокую стойкость Таким образом возможно создать 11. Беляева Е.А. Комплексная оценка функ- изделия к ударным и вибрацион- доверенную аппаратно-программную циональных возможностей аппарат- ным нагрузкам. Возможно исполне- платформу на базе аппаратных реше- но-программных модулей доверенной ние модуля с влагозащитным покры- ний компании ЗАО «НПФ «Доломант» загрузки. Безопасность информацион- тием. Диапазон рабочих температур для её применения в изделиях, обраба- ных технологий. 2013. № 1. С. 81–82. СРС1311 составляет от –40 до +85°С. тывающих и осуществляющих защиту Компьютерный модуль CPC1311 по информации ограниченного доступа в 12. Беляева Е.А., Модестов А.А. Классифи- надёжности, производительности и соответствии с требованиями по безо- кация функциональных возможностей возможности его применения в жёст- пасности информации в системах сер- аппаратно-программных модулей дове- ких условиях эксплуатации в полной ренной загрузки. Безопасность инфор- мере подходит для построения изде- мационных технологий. 2013. № 3. С. 75–77. 13. Хрусталёв А.О. Аппаратно-программный модуль доверенной загрузки. Аллея нау- ки. 2017. № 10. С. 800–804. 14. Zimmer V. Embedded Firmware Solutions. 2015. NY: A-Press One. С. 55. 15. Sallihun D. BIOS Ninjutsu Uncovered. 2006. NY: A-Press One. С. 720. 28 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

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 (495) 232-2033 • WWW.DOLOMANT.RU • (495) 739-0775 Реклама

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Эволюция технических требований к унифицированным модулям питания Анатолий Миронов ([email protected]) лений (типа LM5026) реализуют и дру- гой алгоритм защиты – каждый импульс, В статье рассматриваются технические требования к современным в течение которого имеет место пере- унифицированным модулям электропитания, анализируются конкретные грузка, формирует на аналоговом входе примеры их реализации. компаратора защиты квант напряжения. Выходное напряжение при этом сохра- Унифицированные модули питания увеличенную ёмкость нагрузки. Эта зада- няется стабилизированным. Когда напря- (МП) выпускаются практически все- ча распадается на две части: запуск МП на жение на аналоговом входе компаратора ми предприятиями, изготавливающи- увеличенную ёмкость нагрузки и устойчи- защиты, увеличиваясь, достигает поро- ми средства электропитания. Тому есть вая работа на неё. Вторая часть при пра- гового значения, происходит выключе- простое объяснение: проведя разработ- вильно спроектированном МП обычно не ние МП также с последующим автомати- ку, такие приборы можно выпускать вызывает дополнительных трудностей – ческим перезапуском. крупными партиями длительное время. увеличенная выходная ёмкость повыша- ет устойчивость преобразователя, улучша- Собственно же значение ёмкости Ещё недавно потребителя устраивал ет его динамические характеристики при нагрузки, номинальное и максималь- такой минимальный функционал МП, скачкообразном изменении тока нагруз- ное, при котором ещё происходит как дополнительный вывод управления ки. Иное дело – запуск. В традиционном запуск МП, фиксируется в технических включением с помощью маломощного МП на запуск отводится определённое условиях (ТУ) в виде некоторой расчёт- сигнала логического характера и допол- время (несколько миллисекунд), в тече- ной формулы или таблицы. В МП серии нительный вывод подстройки выходного ние которых выходное напряжение долж- МДМ ООО «АЕДОН» [1], например, ука- напряжения в диапазоне ±5...±10% анало- но достичь номинального значения. Если зывается, что для МП выходной мощ- говым способом. Для мощных МП добав- этого не происходит, узел управления (УУ) ностью 30 Вт и номинальным выход- лялись выводы выносной обратной свя- МП трактует это как перегрузку. Следует ным напряжением 27 В номинальное зи (ОС) для стабилизации напряжения на выключение МП с последующим его авто- значение выходной ёмкости СНОМ, при удалённой нагрузке и узел, выравниваю- матическим включением и следующая котором обеспечивается время включе- щий выходные токи МП при параллель- попытка запуска. Такой алгоритм делает ния не более 100 мс, составляет 20 мкФ. ном соединении на выходе. Кроме того, работу силовых элементов МП безопас- Максимальное же значение выходной МП должны иметь возможность запу- ной. Если после каждой попытки напря- ёмкости СМАКС, при котором гарантиру- скаться и работать на ёмкостную нагруз- жение на нагрузочной ёмкости увеличи- ется включение МП, составляет 55 мкФ. ку, иметь хорошую динамику выходного вается, то в конце концов оно достигнет Аналогичные МП другого производителя, напряжения при импульсной нагрузке. номинального значения и запуск завер- ООО «АЭИЭП», имеют значительно шится удачно. Однако при этом время бо′льшую ёмкостную нагрузочную спо- КПД МП как таковое потребителя инте- выхода на режим значительно увели- собность. В [2], например, номинальное ресует редко. КПД больше беспокоит раз- чится, что может быть неприемлемо для значение выходной ёмкости записывает- работчика, т.к. малое его значение при- потребителя. ся в виде произведения UВЫХ.НОМ×СНОМ и для водит к перегреву и, следовательно, к указанного МП составляет 2500 В·мкФ. снижению надёжности МП. А такие воз- На рисунке 1 показаны выходные Для выходного напряжения UВЫХ=27 В можности, как защита от перегрева, пере- характеристики МП (зависимости 1 и значение СНОМ составляет 94 мкФ. Это грузок и короткого замыкания, перена- 2), реализующие описанный алгоритм почти в 5 раз больше, чем у аналога. пряжений на выходе, потребителем работы. Испытания указанного модуля показа- даже не рассматриваются. Они просто ли, что реальная величина выходной должны быть, поскольку обеспечивают Управляющие контроллеры первых ёмкости, при которой МП с номинальной надёжность МП во всех режимах рабо- поколений (типа UC3842 и аналогичные) активной нагрузкой запускается «с перво- ты нагрузки, как корректных, так и нет. в режиме перегрузки по току ограничи- го раза», составляет 550…650 мкФ в зави- вают ток через силовой ключ, а, значит, и симости от входного напряжения, т.е. Но функциональные возможности средний выходной ток. При уменьшении реальное значение UВЫХ.НОМ×СНОМ состав- МП, пусть и самые современные, зафик- сопротивления нагрузки это приводит к ляет более 14 850 В·мкФ! При уменьше- сированные единожды в техническом уменьшению выходного напряжения и нии тока нагрузки максимальная выход- задании, через некоторое время начи- напряжения питания контроллера. При ная ёмкость значительно увеличивается. нают устаревать. Причём удельный вес достижении последним значения напря- новых требований к унифицированным жения выключения UВЫКЛ – к выключе- Однако всё чаще потребителям тре- МП постоянно увеличивается. Рассмо- нию, многократному уменьшению сред- буется реализовать работу МП на экви- трим, как изменились некоторые тре- него потребляемого тока и последующе- валентные выходные ёмкости порядка бования к функциональным возмож- му за ним увеличению его питающего нескольких сотен тысяч мкФ и более. ностям МП в последнее время и какими напряжению до значения напряжения Такие значения выходной ёмкости тре- способами разработчики их реализуют. включения UВКЛ и повторному включе- буют применения МП с принципиально нию МП. Контроллеры последних поко- другой функциональной схемой. В этом Одним из важных требований зачастую выступает необходимость работы МП на 30 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ U 2 η ВЫХ 1 90 88 U 86 НОМ 84 3 82 МДМ1000-1М27 МДМ640-1В38 МДМ480-1М45 I I II 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Р/Рном КЗ НОМ МАКС ВЫХ Рис. 2. Зависимости КПД модулей МДМ480 и МДМ640, разработанных в одном и том же корпусе Рис. 1. Выходные характеристики МП с разным алгоритмом работы защиты от перегрузок по току случае, например, для МП с контроллера- Потребление в режиме холостого хода модулей питания серии МДМ ми типа UC3842 электропитание устрой- ства управления и обратной связи (ОС) Тип модуля питания МДМ480-1М45 МДМ640-1В38 МДМ1000-1М27 должно осуществляться от входа. Тог- I , мА 16 93 14 да при КЗ на выходе работа контрол- 0,77 0,4 0,32 лера будет продолжаться без перезапу- ВХ.ХХ ска. Выходная характеристика МП при этом изменится на спадающую (зависи- P /P , % мость 3 на рисунке 1). Такая характери- ХХ НОМ стика, например, реализована в МП про- изводства ООО «АЭИЭП» серии МДС [3]. одного размера. Корпус модуля МДМ1000 Для мощных МП необходимо найти место Ёмкость нагрузки, независимо от её вели- имеет те же габариты, но высоту 16 мм. на плате для размещения таких резисто- чины, заряжается до тех пор, пока выход- ров. Вот это настоящая проблема! Ведь 1% ное напряжение не достигнет номиналь- Зачастую потребители предъявляют от мощности 480 Вт – это 6–7 резисторов ного значения. МП серии МДС5-3,3 с требование минимизировать потери в мощностью 1 Вт (это размер 2512)! номинальным выходным током 5 А, мак- МП при работе в дежурном режиме и на симальным током в режиме ограничения холостом ходу (ХХ). Появился даже спе- ООО «АЭИЭП» разработало и запатен- 6,5 А и выходным напряжением 3,3 В, циальный термин для обозначения этого товало структурные схемы преобразо- работая только на ёмкостную нагрузку, режима – Green mode (дословно «зелёный вателей, которые решают эту задачу без заряжает выходную ёмкость 100 000 мкФ режим», режим с малым потреблением). установки дополнительных подгрузоч- до номинального выходного напряже- Такие режимы актуальны для космиче- ных элементов, уменьшения КПД и уве- ния за время не более 50 мс! МП с таки- ской аппаратуры, где источник энергии личения входного тока в режиме ХХ [7]. ми выходными характеристиками удоб- ограничен в ресурсах, или, например, для но использовать также как зарядные бытовой аппаратуры, которая включена Актуальной сегодня становится задача устройства для аккумуляторов и иони- в сеть, но подавляющую часть времени нормирования параметров выходного сторов. Очевидно также, что преобразо- находится в режиме ожидания. Особен- напряжения МП в диапазоне выходных ватели, имеющие такую структуру, допу- ности структуры МП, реализующих такой токов от 0 до IНОМ, хотя в ТУ упомянутых скают подстройку выходного напряже- режим работы, подробно описаны в [4]. выше производителей МП обычно запи- ния в диапазоне от 0 до UВЫХ.НОМ. МП выходной мощностью 480…1000 Вт, сывается диапазон от 0,1×IНОМ до IНОМ. разработанные в ООО «АЭИЭП» в соот- Кроме того, изменения выходного тока в Высокое значение КПД для МП в ветствии с описанными алгоритмами указанном диапазоне должно происхо- номинальном режиме работы, конеч- работы, имеют потребление в режиме дить скачкообразно, что, по существу, и но же, нужно. Это престижно, современ- ХХ или выключенные по выводу управле- определяет величину переходных откло- но. Также, как иметь болид для соревно- ния (дежурный режим) менее 1% от номи- нений на выходе МП. Некоторые произ- ваний «Формулы-1». Команда «Мерседес нальной выходной мощности (см. табл.) водители, применяя «военную хитрость», Макларен» такой имеет, но основные и сохраняют высокое значение КПД даже обходят это жёсткое требование, указы- деньги фирма зарабатывает, продавая при уменьшении выходного тока до вая длительность фронта (и не малую!) «простые» серийные автомашины. Высо- 5…20% от номинального значения. этого почему-то всё ещё «скачкообраз- кий КПД уменьшает перегрев МП и кос- ного» изменения. Например, в [8] дли- венно повышает надёжность. Вот что Актуальным требованием сегодня явля- тельность фронта этого «скачкообраз- действительно важно! Кроме того, уве- ется и стабилизация выходного напряже- ного» изменения выходного тока или личивая КПД, разработчики размещают ния МП в режиме малой нагрузки и ХХ. входного напряжения должна быть не МП большей мощности в корпусе тех же Причём если один разработчик гаранти- менее 0,5 мс! Но ведь даже для МП, рабо- размеров, что и МП меньшей мощности, рует, что в режиме ХХ выходное напря- тающего на частоте 100 кГц, за это время уменьшая таким образом номенклатуру жение МП не выйдет за границы зоны проходит 50 периодов работы, в течение корпусов. На рисунке 2 показаны зави- ±30% от номинального значения выход- которых модуль вообще может отрабо- симости КПД модулей питания МДМ480 ного напряжения [5], то другой не гаран- тать это изменение! Или, во всяком слу- и МДМ680, смонтированных в корпусе тирует ни значений выходного напряже- чае, заметно уменьшить. Корректным ния, ни амплитуды его пульсаций [6]. Три- будет именно скачкообразное измене- виальным решением этой задачи является ние указанных выше параметров. подгрузка МП резисторами на выходе. Такое решение уменьшает КПД модуля Всё чаще звучит требование малых питания на 1…2%. Но это ещё не проблема. переходных отклонений в указанном диапазоне изменения выходного тока СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 31

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Рис. 3. Переходные отклонения при скачкообразном изменении Рис. 4. Переходные отклонения в МП КМС340Ф50 выходного тока «традиционного» МП предприятия ООО «АЕДОН» с «быстродействующей» ОС Рис. 5. Переходной процесс на выходе МП серии МДС5-3,3 Рис. 6. Переходной процесс на выходе МП серии МДС5-3,3 при изменении выходного тока от 0 до IНОМ при изменении выходного тока от IНОМ до 0 и именно при скачкообразном измене- цесса (см. рис. 3), динамические возмож- выходным током IНОМ = 5 А, выходным нии последнего. Разработчики рассма- ности первого МП далеко не исчерпаны. током ограничения IМАКС = 6,5 А. В моду- тривают разные пути решения этой зада- Ведь если выброс выходного напряжения ле реализована «обычная» ОС, кото- чи. Например, О. Негреба [9] предлагает составляет +5%, то и провал тоже можно рая «всего лишь» делает МП устойчи- для уменьшения переходного отклоне- сделать таким же. Для этого постоянные вым во всех режимах работы. Жёлтым ния на выходе МП повышать быстродей- времени заряда и разряда корректирую- цветом показано входное напряжение, ствие ОС, которая позволила в МП мощ- щих цепей узла ОС нужно сделать оди- зелёным – переменная составляющая ностью 340 Вт с выходным напряжени- наковыми. Во-вторых, перерегулирова- выходного напряжения. При скачкоо- ем 50 В уменьшить их до значения ±2,4% ние +5% – это неплохой результат при бразном увеличении выходного тока от номинального значения выходного коммутации мощности 340 Вт. Однако с 0 до IНОМ (см. рис. 5) провал выходно- напряжения. На рисунке 3 показан пере- при этом нужно учесть, что для исследо- го напряжения составляет 100 мВ или ходный процесс на выходе «традицион- вания выбран «облегчённый» вариант 3% от номинального значения выход- ного» МП с аналогичными характери- модуля – относительно высокое выход- ного напряжения. стиками, в котором при скачкообразном ное напряжение и небольшое изменение изменении выходного тока в диапазо- выходного тока. А при таком изменении При скачкообразном изменении не от 0 до IНОМ переходные отклонения тока любые модули будут иметь хоро- выходного тока от IНОМ до 0 (см. рис. 6) составляют +5%/–35% от номинального шие динамические характеристики, а не перерегулирование составляет 135 мВ значения выходного напряжения. только МП с «быстродействующей» ОС. или 4% от номинального значения Если, конечно, узел ОС спроектирован выходного напряжения. В новой линейке МП серии КМС правильно. При изготовлении этого же ООО «АЕДОН» «быстродействующая» ОС унифицированного МП в варианте 5 В / Более того, если узел ОС рассчитан в модуле КМС340Ф50 (выходная мощ- 60 А даже такие переходные отклонения правильно, переходный процесс на ность 340 Вт, выходное напряжение получить было бы невозможно. выходе МП определяется исключитель- 50 В) позволила довести переходные но LC-параметрами выходного сглажи- отклонения до ±2,4% от номинального зна- На рисунках 5 и 6 представлены вающего фильтра. Предположим, что ОС чения выходного напряжения (см. рис. 4). осциллограммы переходных процессов не просто быстродействующая, а отраба- МП серии МДС5-3,3 производства ООО тывает изменения выходного напряже- Автор никак не может согласиться с «АЭИЭП». Это модуль питания с выход- ния моментально. Пусть за мгновение до предложениями О. Негреба. Во-первых, ным напряжением 3,3 В, номинальным коммутации тока МП работал на номи- судя по осциллограмме переходного про- нальном выходном токе. После комму- 32 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Рис. 7. Пульсации выходного напряжения двух параллельно включённых Рис. 8. Пульсации выходного напряжения МП с синхронизацией частоты МП, работающих без синхронизации частоты преобразования преобразования тации IВЫХ=0. Выходное напряжение уве- На рисунке 7 показана осциллограмма го лишь одного элемента в схеме, МП личивается, и ОС моментально (или со пульсаций выходного напряжения двух показали стойкость к ТЗЧ не менее следующего периода работы) через МП ООО «АЭИЭП» типа МДМ240-1Е27ВП 60 МэВ/(мг/см2) и дозовую нагрузку контроллер выключит силовой ключ. (выходная мощность 240 Вт, входное 284 крад, после получения которой Поскольку в силовом дросселе L протека- напряжение 9…36 В, выходное напряже- параметры МП не выходили за нормы ет ток, выходное напряжение продолжит ние 27 В), соединённых на выходе парал- технических условий. рост. Когда ток в дросселе уменьшится до лельно. Несмотря на то, что МП работа- нуля, рост выходного напряжения все- ют на частоте около 200 кГц, в пульсации ЛИТЕРАТУРА го лишь прекратится и дальше оно отно- выходного напряжения превалирует низ- сительно медленно (на выходе ХХ) нач- кочастотная составляющая с разностной 1. Технические условия на модули питания нёт уменьшаться до номинального зна- частотой 2,7 кГц. При большом количе- серии МДМ предприятия ООО «АЕДОН» чения. Как видим, в этих рассуждениях стве параллельно соединённых МП будет БКЯЮ.436630.001ТУ. С. 54. Табл. 15. от быстродействия ОС ничего не зави- иметь место пик-фактор – выброс в пуль- сит. Аналогичные процессы происходят сации выходного напряжения в непро- 2. Технические условия на модули питания и при скачкообразном увеличении тока. гнозируемый момент времени, когда серии МДМ предприятия ООО «АЭИЭП» выходные пульсации отдельных МП ока- БКЮС.430609.001ТУ. С. 37. Если необходимо уменьшить пере- зываются в одной фазе. ходные отклонения выходного напря- 3. Информация по МП серии МДС на сай- жения, необходимо уменьшать индук- В ООО «АЭИЭП» разработаны ориги- те ООО «АЭИЭП»: http://www.aeip.ru/ тивность дросселя выходного фильтра, нальные схемы синхронизации частоты upload/iblock/ca1/ca15811ba685df5d21 увеличивая ёмкость его конденсаторов преобразования, позволяющие синхро- b8730741a550d9.pdf. и частоту преобразования. Так, напри- низировать любое количество МП [10] с мер, переходные отклонения выходно- любым сдвигом фазы между их синхро- 4. Миронов А.А. Структура преобразовате- го напряжения вышеупомянутого МП импульсами. Такое включение позволяет лей постоянного напряжения, работаю- МДС5-3,3 уменьшаются практически к тому же уменьшить пульсации потре- щих в режиме Green Mode. Силовая элек- вдвое при увеличении ёмкости конден- бляемого МП тока. На рисунке 8 приведе- троника. 2019. № 1. С. 42–45. саторов выходного фильтра на 100 мкФ. на осциллограмма выходного напряже- ния тех же МП, работающих синхронно. 5. Технические условия на модули питания Зачастую потребителям уже недоста- серии МДМ предприятия ООО «АЕДОН» точно того, чтобы МП имели возмож- Активное освоение космического БКЯЮ.436630.001ТУ. С.12. ность параллельного соединения на пространства поставило задачу раз- выходе с выравниванием выходных работки МП, устойчиво работающих 6. Паспорт ИЮУЛ.436434.002 ПС на ИВЭП токов МП. Такой режим применяется при высокой дозовой нагрузке и стой- ВР24-30 предприятия-производителя при построении систем вторичного ких к воздействию тяжёлых заряжен- ООО «ММП «Ирбис». электропитания для увеличения выход- ных частиц (ТЗЧ). Разработка и испы- ной мощности. Теперь всё чаще появ- тание таких приборов – занятие дли- 7. Миронов А.А. Особенности работы пре- ляется ещё и требование наличия син- тельное и затратное, производство же образователей с ШИМ-контроллером в хронизации частоты параллельно вклю- их – мелкосерийное. И если им зани- режиме малой нагрузки и холостого хода. чённых МП. Дело в том, что отдельные маться, нужно прежде решить вопрос, Практическая силовая электроника. 2017. МП даже одного и того же типа имеют пригодна ли структура серийных МП Вып. 1(65). С. 42–46. немного отличающиеся друг от друга предприятия для изготовления их в частоты преобразования. Модули пита- варианте с повышенной стойкостью. 8. Технические условия на модули питания ния работают каждый на своей частоте, серии МДМ предприятия ООО «АЕДОН» и в осциллограмме пульсации выходно- В ООО «АЭИЭП» разработана такая БКЯЮ.436630.001ТУ. С.11. го напряжения будут иметь место низ- структура. Она лежит в основе несколь- кочастотные составляющие разност- ких линеек серийно выпускаемых 9. Негреба О. Обеспечение качества энер- ной частоты и увеличенной амплитуды. МП общего назначения. Испытания госнабжения импульсных нагрузок. подтвердили, что после замены все- Практические решения. Современная электроника. 2015. № 8. С. 48–52. 10. Миронов А.А. Синхронизация частоты преобразования унифицированных модулей питания внешним синхросиг- налом. Практическая силовая электро- ника. 2018. Вып. 3(71). С. 21–23. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 33

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Преимущества распределённой архитектуры при анализе цепей миллиметрового диапазона Keysight Technologies перегруженных нижних диапазонов частот в мм-диапазон. Практически во всех областях применения миллиметровых волн возникают уникальные задачи, связанные с испытаниями устройств. АНАЛИЗ ЦЕПЕЙ Источники ошибок, такие как потери в кабелях, рассогласование В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ: соединений и фазовые сдвиги, которыми можно пренебречь на нижних частотных диапазонах, становятся значимыми на более РАСПРЕДЕЛЁННАЯ АРХИТЕКТУРА высоких частотах. Высокопроизводительные векторные анализаторы Компания Keysight использовала цепей обычно работают с частотами до 67 ГГц, поэтому для многих приложений требуется тестирование за пределами возможностей свой многолетний опыт производства контрольно-измерительного оборудования. Для решения этой проблемы измерительной техники при создании существуют способы расширения частотного диапазона векторных расширителя частотного диапазона для анализаторов цепей. анализаторов цепей. ВВЕДЕНИЕ 60 ГГц. Устройства WiGig работают в Измерительное решение для анали- стандартных диапазонах частот 2,4 и за миллиметровых цепей представляет Для глобального взаимодействия тре- 5 ГГц, а также в дополнительном диапа- собой распределённую систему, имею- буется передавать всё больше инфор- зоне 60 ГГц для взаимодействия с сосед- щую в своём составе векторный анали- мации с большей скоростью, что сти- ними устройствами WiGig. В диапазо- затор цепей (VNA), измерительный кон- мулирует инженеров к переходу в мил- не 60 ГГц данные передаются со скоро- троллер и блоки расширения частот- лиметровый диапазон (30–300 ГГц), стью до 7 Гбит/с за счёт формирования ного диапазона. что соответствует длинам волн от 1 до сфокусированных лучей, не влияющих 10 мм. Скорость передачи информации друг на друга. Распределённая система состоит из в СВЧ-диапазоне достигает 1 Гбит/с, в отдельных компонентов, которые обме- то время как в мм-диапазоне – 10 Гбит/с Кроме того, технология миллиметро- ниваются данными и работают как еди- и выше. Это предоставляет новые воз- вых волн обеспечивает небольшое вре- ное целое. Блоки расширения частот- можности для научных исследований мя задержки. Это очень важно для авто- ного диапазона взаимодействуют с и разработок для потребительского мобильных радаров, в работе которых исследуемым устройством и являются рынка. имеют значение доли секунд. Контроль единственной частью системы, рабо- полосы движения, адаптивный круиз- тающей в КВЧ-диапазоне. Это позво- Одна из самых важных областей при- контроль и многие другие функции ляет тестировать устройства данного менения технологии миллиметровых зависят от точности ВЧ-радара. Как пра- диапазона без необходимости полной волн – системы беспроводной связи вило, эти радары работают в диапазоне модернизации векторных анализато- 5-го поколения 5G. В настоящее время 24 ГГц, но к 2022 году они будут сняты с ров цепей для работы на более высо- всё большее число устройств работают производства и заменены на приборы с ких частотах. с данными в ограниченных диапазонах диапазоном частот 77–81 ГГц. Радары с сотовой связи 6 ГГц или ниже. широкой полосой частот и малой дли- Каждая часть распределённой кон- ной волны обеспечивают более высо- фигурации имеет преимущества при Технология 5G нацелена на исполь- кие разрешение и точность, чем рабо- измерениях. В следующем разделе зование преимуществ мм-диапазона тающие на более низких частотах. Эта будет показано, что небольшие моду- для обслуживания растущего чис- точность имеет решающее значение, ли расширения частотного диапазо- ла устройств интернета вещей (IoT). поскольку автомобили становятся всё на позволяют минимизировать вли- Это можно сделать, например, заме- более автономными. яние потерь в кабелях на результаты нив большие централизованные мач- измерений. Измерительный контрол- ты сотовой связи на более мелкие точ- Миллиметровые волны также широ- лер N5292A включён между векторным ки доступа, называемые «сотами». Мач- ко используются в аэрокосмической и анализатором цепей и модулями рас- та может поддерживать ограниченное оборонной отраслях промышленности. ширения частотного диапазона. В его число устройств, поэтому увеличение Системы формирования изображений состав входят коммутаторы и усили- числа точек доступа обеспечит разгруз- объектов мм- диапазона, используемые тели, с помощью которых векторный ку сотовых сетей. для досмотра пассажиров в аэропорту, анализатор цепей выполняет непре- работают на частотах от 35 до 325 ГГц. рывные свипирования во всём инте- Другая потенциальная область Более высокие частоты и более широ- ресующем диапазоне частот, что без использования мм-диапазона – под- кие полосы пропускания использу- использования контроллера было бы держка технологии WiGig. ются в целях увеличения разрешения невозможно. изображений для обнаружения потен- Альянс гигабитной беспроводной циальных угроз. Полосы частот защи- Решение Keysight с распределённой связи (WiGig) работает над тем, чтобы щённой радиосвязи перемещаются из архитектурой основано на применении увеличить скорость передачи данных блока расширения частотного диапазо- устройств Wi-Fi на несколько Гбит/с за на N5295AX03, который можно подклю- счёт использования диапазона частот чить к имеющемуся совместимому век- торному анализатору цепей (серии PNA 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 0 0 –1 –10 –2 –20 –3 –30 –4 –40 –5 –50 –6 –60 –7 –70 –8 –80 –9 –1,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 –1,1 N5291A, относительные измерения (S11) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Другая система, относительные измерения (S11) Кабельная сборка длиной 8 см_04-04-6-51 (S21) Коэффициент шума, дБ Разностная амплитуда, дБ Рис. 1. Потери в кабеле Рис. 2. Влияние дрейфа на результаты измерений после калибровки или PNA-X с максимальной частотой спечивают бо′льшую стабильность фазы. Блок N5295AX03 разработан с учё- 26,5 ГГц или выше), уменьшив затра- На длине волны 2,7 мм перемещение том этой необходимости. Размеры бло- ты на тестирование за счёт модерни- кабеля в плоскости измерения всего на ков достаточно малы, чтобы их можно зации анализатора вместо его замены. 1,35 мм приводит к фазовому сдвигу 180°. было размещать близко к исследуемо- му устройству, но при этом не настоль- Блоки расширения частотного диа- Температурная стабильность ко малы, чтобы им требовался допол- пазона соединяются с измерительным Температурная стабильность важна нительный контроль температуры. контроллером N5292A, который взаи- В процессе измерений конвекционное модействует с измерительными пор- для систем, работающих в течение мно- охлаждение поддерживает одинаковую тами векторного анализатора цепей. гих часов. При повышении температу- температуру блоков, чтобы миними- При этом новая максимальная часто- ры число носителей заряда увеличива- зировать дрейф. В течение 24-часово- та векторного анализатора достигнет ется, что приводит к появлению тепло- го периода изменение амплитуды сиг- 120 ГГц, и его можно будет использо- вого шума. Мощность теплового шума налов модулей расширения частотно- вать для тестирования современных в дБ определяется по следующей фор- го диапазона составляет менее 0,015 дБ, устройств мм-диапазона. муле: а фазы – менее 0,15°. Это сопоставимо со стабильностью полнофункциональ- ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОШИБОК PdBm =10log10(k×T×B×1000), ного СВЧ-анализатора цепей серии где k – постоянная Больцмана в Дж/К, PNA-X. ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ T – температура в градусах Кельвина В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ и В – полоса измерения в Гц. Из это- Распределённая архитектура систе- го уравнения видно, что мощность мы позволяет приблизить измеритель- Распределённая система решает про- теплового шума увеличивается при ный прибор к исследуемому устрой- блемы, появляющиеся при измерениях повышении температуры. При изме- ству, чтобы минимизировать потери в на высоких частотах. К ним относятся, рениях в условиях повышения темпе- кабелях, фазовые ошибки и темпера- в первую очередь, потери в кабелях и ратуры тепловой шум и тепловое рас- турный дрейф. Эти преимущества дают температурная стабильность. ширение кабельных разъёмов приводят возможность выполнять точные и пол- к появлению погрешностей, обуслов- ностью отслеживаемые измерения. Потери в кабеле ленных дрейфом. Эти погрешности свя- На рисунке 1 показана зависимость заны с изменениями в системе после РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ калибровки. потерь в кабеле от частоты. Потери в кабе- На рисунке 3а представлена структур- ле в мм-диапазоне могут оказать суще- На рисунке 2 показаны результаты ная схема высокого уровня измеритель- ственное влияние на результаты измере- однопортовых измерений согласова- ной системы мм-диапазона. На рисун- ний. Даже при использовании хорошего ния, выполненных двумя системами, ке 3б показано, как может выглядеть эта кабеля с потерями от 1,1 до 1,5 дБ при дли- работавшими в течение 8 ч. Система система в готовом к работе состоянии. не 8 см на частоте 110 ГГц и выше изме- для анализа цепей миллиметрового рения с помощью кабелей длиной 0,5 м диапазона N5291A (результаты измере- Рассмотрим каждый блок подробнее. приведут к потерям 9 дБ между исследу- ний показаны синим цветом) содержит емым устройством и прибором. В связи модули расширения частотного диапа- Векторный анализатор цепей с этим важно разместить исследуемое зона N529AX03. Другая система, резуль- В рассматриваемой системе век- устройство как можно ближе к прибору, таты измерений которой показаны используя кабель минимальной длины. красным цветом, основана на другом торный анализатор цепей выполня- Внешние блоки расширения частотно- решении расширения частотного диа- ет функции измерения и вычисления. го диапазона могут быть расположены пазона. Блоки N529AX03 обеспечивают Универсальный векторный анализа- намного ближе к устройствам, чем век- намного меньший дрейф, особенно на тор цепей предназначен для тестиро- торный анализатор цепей и его измери- высоких частотах. Основным критери- вания монолитных ИС СВЧ-диапазона, тельные порты, что позволяет уменьшить ем обеспечения малого дрейфа являет- которые содержат множество компо- потери в кабелях на несколько дБ. ся автоматическая регулировка темпе- нентов, работающих в разных диапа- ратуры внутри модулей. зонах частот. Архитектура векторно- Более короткие кабели в меньшей сте- го анализатора цепей серии PNA-X пени подвержены перемещениям и обе- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 35

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Блоки расширения частотного диапазона Векторный Контроллер Исследуемое анализатор цепей миллиметровых устройство а блоков б расширения частотного диапазона Рис. 3. Система векторного анализатора цепей мм-диапазона: а) структурная схема; б) внешний вид Рис. 4. Выполнение нескольких измерений векторным анализатором серии PNA-X за одно Блоки расширения частотного подключение диапазона для выполнения целого ряда измере- Блоки N5295AX03 совместимы с анали- Блоки расширения частотного диапа- ний за одно подключение позволяет заторами цепей серий PNA и PNA-X, кото- зона выполняют перенос частоты сиг- измерять S-параметры, коэффициент рые работают в диапазоне частот, требуе- нала 26,5 ГГц измерительных портов шума, компрессию усиления, коэффи- мом для управления блоками N5295AX03 анализатора цепей для подачи на входы циент нелинейных искажений, интер- и измерения выходных сигналов. исследуемых устройств мм-диапазона. модуляционные искажения и анали- На структурной схеме блока расшире- зировать спектр за одно соединение Анализаторы совместимы с оснаст- ния частотного диапазона N5295AX03 (см. рис. 4). кой, необходимой для подключения к (см. рис. 5) показан принцип переноса блокам N5295AX03. частоты. В схеме используются 3 каска- да умножения частоты, преобразую- щие частоту входного ВЧ-сигнала до 120 ГГц. Эта частота лежит в миллиме- тровом диапазоне, что позволяет изме- рять характеристики самых современ- ных мм-устройств. На активные устройства, такие как транзисторы и усилители, необходимо подавать напряжение смещения. Трой- ник смещения объединяет сигналы постоянного и переменного тока так, чтобы одновременно подавать питание на активные устройства и тестировать их. На рисунке 6 показана упрощённая эквивалентная схема тройника смеще- Силовой вход для 500 Гц – 67 ГГц Широкополосный сумматор/ 1,0 мм (вилка) подачи напряжения ответвитель от 0 до 130 ГГц Измерительный смещения 50 В 1 А Низкочастотный вход порт от 500 Гц до 100 МГц Цепи усиления Сумматор сигналов Широкодиапазонный приёмник G-Cell Вход ВЧ: от 0,1 и умножения 24–40 ГГц напряжений смещения до 26,5 ГГц и тройник смещения 64–130 ГГц 24–40 ГГц опции расширения диапазона в области НЧ (LFE) Коммутатор 0,01–24 ГГц Коммутатор Выход Выход усилителя 40–67 ГГц усилителя / опорного измеряемого сумматор сигнала сигнала ПЧ ПЧ Цепи усиления Цепи усиления и умножения 32–67 ГГц и умножения 64–134 ГГц Выход опорного Гетеродин сигнала ПЧ Выход измеряемого сигнала ПЧ Вход гетеродина: от 0,1 до 26,5 ГГц Рис. 5. Структурная схема блока расширения частотного диапазона N5295AX03 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Вход постоянного тока ВЧ-вход Выход ВЧ + постоянный ток Рис. 6. Эквивалентная схема тройника Рис. 7. Измерительный контроллер N5292A смещения ния. Катушка индуктивности и конден- Модуль расширения частотного диапазона в область Вход модуля расширения сатор предотвращают взаимодействие НЧ с источником и приёмниками частотного диапазона источника постоянного тока и источ- в область НЧ ника ВЧ-сигнала. Блоки расширения R1′ A′ частотного диапазона N5295AX03 име- Внешнее ют встроенную схему смещения для обе- напряжение спечения минимального расстояния до смещения тестируемого устройства. Это позволит минимизировать длинные паразитные Стандартный Импульсный Измерительный контуры. Земляные петли, появляющи- блок еся при наличии более одного пути про- источник сигналов модулятор текания тока на землю, могут создавать нежелательные помехи, особенно если от 10 МГц до длина контура велика. Тройник смеще- ния обеспечивает подключение «земли» 26,5/50/67 ГГц как можно ближе к исследуемому устрой- ству, чтобы минимизировать помехи. R1 A Выход модуля расширения частотно- Рис. 8. Реализация расширения частотного диапазона в область низких частот го диапазона соединён через широко- полосный направленный ответвитель с для просмотра характеристик исследу- сти опцию 205/425 для векторного ана- интерфейсом 1 мм. Высокая направлен- емого устройства на конкретных часто- лизатора цепей Keysight, обеспечиваю- ность ответвителя обеспечивает хоро- тах, но широкополосное свипирование щую минимальную частоту до 900 Гц. шую развязку сигналов, передаваемых в предпочтительнее, если требуется пол- Как показано на рисунке 8, для расши- противоположных направлениях: опор- ная характеризация устройства. рения частотного диапазона в область ного сигнала, подаваемого на исследу- низких частот потребуются отдельные емое устройство, и измеряемого сигна- Измерительный контроллер усилива- источник и приёмник, разработанные ла, поступающего от этого устройства. ет сигнал гетеродина (LO) анализато- для низких частот. Опорный и измеряемый сигналы дис- ра цепей для управления смесителями кретизируются широкополосным сме- блоков расширения во всём частотном Тестирование на низких частотах сителем Гилберта. Смесители Гилберта диапазоне. Контроллер также корректи- позволяет точнее моделировать устрой- подавляют нежелательные продукты рует ошибки и выходной сигнал блока ство за счёт более полного определения смешения, чтобы получить максималь- расширения частотного диапазона так, его характеристик. Блок расширения но чистый выходной сигнал. Смеситель чтобы его частота была равна ПЧ век- частотного диапазона имеет вход для преобразует опорный и измеряемый торного анализатора цепей. Контрол- LFE, чтобы получить результирующий сигналы в сигналы ПЧ, чтобы анали- лер упрощает схему измерений за счёт диапазон частот от 900 Гц до 120 ГГц. затор цепей мог выполнить их анализ. подачи сигналов ВЧ, гетеродина и ПЧ по одному кабелю. Это позволяет прово- ЗАКЛЮЧЕНИЕ Измерительный контроллер дить измерения с использованием пор- Измерительный контроллер (см. рис. 7) тов векторного анализатора цепей без Увеличение числа возможных при- необходимости изменения техниче- ложений миллиметрового диапазона включён между векторным анализатором ской конфигурации устройства. требует систем, измеряющих харак- цепей и блоками расширения частотно- теристики устройств этого диапазона го диапазона. С помощью контроллера Расширение частотного диапазона с высокой точностью. можно выполнять широкополосное сви- в область низких частот пирование во всём частотном диапазоне Распределённая архитектура Keysight модулей расширения. Без контроллера Минимальная частота, поддерживае- позволяет использовать векторные ана- векторный анализатор цепей выполняет мая анализаторами цепей серий PNA и лизаторы цепей для следования этой измерения только в отдельных полосах PNA-X, равна 10 МГц. Для получения более тенденции – проведения точных и вос- частот. Измерения во всей полосе частот низких частот предлагается использо- производимых измерений на частотах в таком случае достигаются её делением вать расширение частотного диапазона до 120 ГГц. путём последовательного свипирова- в область низких частот (LFE), в частно- ния частей. Такие измерения полезны Материал подготовил Павел Байбаков СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 37

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ НОВОСТИ МИРА ● высокая точность измерений и детализа- LIN, FlexRay, I2C, SPI, I2S, LJ, RJ, TDM, ция сигналов на всех каналах – 6,25 Гвыб/с I3C, MIL-STD-1553, ARINC 429, RS-232, ОСЦИЛЛОГРАФ СМЕШАННЫХ на всех аналоговых и цифровых каналах, RS-422, RS-485, UART, SENT, SPMI, USB 2.0; СИГНАЛОВ MSO СЕРИИ 4 длина записи до 62,5 млн точек; ● удобный для настольного тестирования корпус глубиной 15,5 см. Компания Tektronix представляет осцил- ● генерируемые сигналы: сигналы произ- Габариты прибора составляют всего лограф серии 4 с самым большим числом вольной формы, синусоидальные, прямо- 280×450×155 мм (В×Ш×Г) при массе 7,3 кг. каналов и экраном среди устройств такого угольные, импульсные, пилообразные, Приобретая осциллограф, пользователи класса. Этот прибор с уникальным набором треугольные, уровня постоянного тока, получают все инструменты отладки, требу- функций и характеристик специально раз- функция Гаусса, функция Лоренца, экс- емые для решения текущих задач, добав- работан для настольного тестирования. На- поненциальное нарастание/спад, карди- ляя опции по мере необходимости без пе- дёжность и простоту эксплуатации осцил- нальный синус sin(x)/x, белый шум, гавер- ресылки прибора изготовителю. лографа обеспечивает интерфейс пользо- синус, кардиосигналы. вателя с сенсорным управлением. Основные характеристики: Пресс-служба компании Tektronix Осциллограф MSO серии 4, оснащённый ● самый большой в этом классе приборов таким же пользовательским интерфейсом ёмкостный сенсорный HD-дисплей с ди- с сенсорным управлением, как у новейших агональю 13,3″ (1920×1080); приборов серии 5, а также наибольшим экраном с самой высокой чёткостью среди ● полоса пропускания: 200, 350, 500 МГц, приборов такого класса, – это шаг на опере- 1 или 1,5 ГГц; жение в стандартах работы осциллографов. ● до 6 входов FlexChannel® (на каждый вход Уникальные особенности: FlexChannel через пробник TLP058 может ● высокая детализация сигналов и до 6 пе- поступать 1 аналоговый или 8 цифровых логических сигналов); реключаемых каналов; ● для каждого канала можно вывести изо- ● разрешение по вертикали 12 бит (до 16 бит в режиме высокого разрешения); бражение сигнала, спектра либо обе па- нели; ● опция встроенного генератора функций; ● каждый вход можно использовать для ● поддержка более 20 протоколов по- просмотра сигналов, поступающих че- рез подключённый логический пробник следовательных шин, в том числе по восьми цифровым каналам; 10BASE-T, 100BASE-TX, CAN, CAN FD, 38 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ НОВОСТИ МИРА сформировать инфраструктуру для осво- ения технологии 10–7 нм, сказано в про- МИНПРОМТОРГ ХОЧЕТ СПАСТИ екте стратегии. БАНКРОТЯЩИЙСЯ ЗАВОД Проект стратегии содержится в письме замминистра промышленности и торговли «АНГСТРЕМ-Т» Александра Морозова. Минпромторг разработал проект страте- Подлинность документа подтвердил фе- гии электронной отрасли России до 2030 г. деральный чиновник, знакомый с его содер- и предлагает создать производство микро- жанием. Представитель Минфина сообщил, электроники на базе зеленоградского заво- что письмо получено и будет рассмотрено да «Ангстрем-Т». в рабочем порядке. «Ведомости» Дополнительное финансирование позво- 10 ПРОРЫВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ искусственного интеллекта под названи- лит заводу до 2024 г. освоить крупносерий- 2018 ГОДА ПО ВЕРСИИ МТИ ем GAN, который открывает для машин ное производство микроэлектроники по тех- способность воображать; искусствен- нологии от 250 до 90 нм. В преддверии подготовки насыщенной ные зародыши, несмотря на некоторые программы III Всемирного цифрового сам- острые этические ограничения, пересма- К 2026–2027 гг. завод сможет обеспе- мита по Интернету вещей и искусственно- тривают способы создания жизни и от- чить массовое производство интегральных му интеллекту IoT & AI World Summit Russia крывают окно к исследованию первых схем по технологии 28 нм, а к 2030 г. – представлен уникальный обзор по техно- моментов человеческой жизни; а экспе- логиям, которые будут определять нашу риментальный завод в центре нефтехи- работу и жизнь сегодня и в ближайшие мической промышленности Техаса пыта- годы. ется создать абсолютно чистую электро- энергию из природного газа – вероятно, Ежегодно, начиная с 2001 года, МТИ основного источника энергии в обозри- проводит исследование под названием мом будущем. «10 прорывных технологий». Редакция MIT Technology Review отметила несколь- ко прорывов в 2018 году: новый метод НОВЫЕ МОЩНОСТИ — НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СВЧ-усилители мощности Многофункциональные GaN и GaAs MMIC СМОС MMIC • Диапазон частот: от HF до Ku • Диапазон частот: 2…18 ГГц • Выходная мощность: 2…1000 Вт • Диапазон частот: S, C, X, Ku • Выходная мощность: до 12 Вт • Типовое усиление: 25…65 дБ • Выходная мощность: до 15 Вт • Типовое усиление: 10…23 дБ • Рабочее напряжение: 28, 40 В • Исполнение: QFN-корпус • Исполнение: QFN-корпус/кристалл ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР F СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 39

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Контроль последовательности включения питания для ПЛИС, ЦП и ЦСП Тим Пааш-Кольберг (Rohde & Schwarz) ник, такой как R&S RT-ZVC от компа- нии Rohde & Schwarz. Этот многока- Контроль последовательности включения питания сложных нальный осциллографический проб- электронных компонентов и узлов является важной и нетривиальной ник обеспечивает до четырёх каналов задачей, для решения которой могут потребоваться специальные тока и четырёх каналов напряжения с измерительные средства. В статье рассказывается о возможностях широким динамическим диапазоном. многоканальных пробников от Rohde & Schwarz применительно Все каналы имеют АЦП с 18-битным к данной задаче. разрешением, позволяющим работать с частотой дискретизации 5 Мвыб./с при Для таких компонентов, как ПЛИС ния должны подаваться в установленном ширине полосы пропускания 1 МГц (FPGA), ЦП (CPU) и ЦСП (DSP), как пра- порядке с учётом определённых задер- (см. рис. 1). Функциональные возмож- вило, существуют специальные требо- жек и времени нарастания импульсов. ности пробника в полной мере раскры- вания в отношении порядка включе- При этом в ходе включения электропита- ваются при его совместном использо- ния различных напряжений питания. ния необходимо минимизировать потре- вании с осциллографом R&S RTE1000 Неверная последовательность подачи бление тока и гарантировать высокоим- или R&S RTO2000. Использование двух напряжения может привести к повреж- педансное состояние входов/выходов. пробников R&S RT-ZVC в сочетании с дению компонентов системы. Напря- одним из четырёхканальных осцилло- жения не должны выходить за преде- Рекомендуемая последовательность графов позволяет выполнять одновре- лы указанных изготовителем допусков; выключения питания, как правило (но менный анализ до 20 различных напря- кроме того, в ряде случаев требует- необязательно), обратна последова- жений. В такой конфигурации токовые ся соответствие определённым ско- тельности включения. Несоблюдение каналы должны использоваться в каче- ростям нарастания напряжения при указанных последовательностей или стве высокочувствительных вольтме- его увеличении до требуемого значе- выход уровней тока за установленные тров, работающих в режиме внешне- ния. Таким образом, для обеспечения пределы могут приводить к наруше- го шунта (см. рис. 2). безотказной работы ПЛИС, ЦП и ЦСП нию нормальной работы системы или различные напряжения питания долж- даже к повреждению системных ком- ПОДХОДЯЩИЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ ны подаваться в строго определенном понентов. При проектировании схем порядке. Контроль последовательности важно выполнить сбор данных и про- Пробник R&S RT-ZVC рекомендуется включения питания, также называемой вести анализ характеристик различных использовать с осциллографами серии порядком включения питания, играет напряжений, подаваемых в ходе вклю- R&S RTE1000 или R&S RTO2000. Осцил- принципиально важную роль при про- чения и выключения электропитания, лограф R&S RTE1000 – это эффектив- ектировании схем и разработке новых а также имеющих место при прерыва- ный и экономичный прибор, функ- изделий. ниях напряжения. ционирующий на базе ОС Windows, оборудованный сенсорным экраном СОБЛЮДЕНИЕ ПРАВИЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДХОДЯЩЕГО и обеспечивающий функции анали- за для решения сложных задач раз- ПОРЯДКА ПРОБНИКА работки. Полоса пропускания шири- При включении питания таких слож- Для контроля последовательности ной от 200 МГц до 2 ГГц и универсаль- ные функции временно′го, частотного, ных электронных компонентов, как включения питания разработчикам протокольного и логического анализов ПЛИС, ЦП и ЦСП, различные напряже- схем необходим соответствующий позволяют использовать этот осцилло- осциллограф и подходящий проб- граф в качестве многофункционального решения для быстрой отладки сложных Цифровая платформа электронных схем с анализом в несколь- ких областях. Благодаря исключительно АЦП U высокой скорости сбора данных, превы- U 18 бит шающей 1 млн осциллограмм/с, и памя- ти глубиной более 200 млн отсчётов раз- 5 Мвыб./с работчики могут оперативно обнару- Аналоговый интерфейс 5 Мвыб./с живать даже редко возникающие или Выравнивание случайные ошибки. К сфере примене- ФНЧ ния прибора также относится разработ- ка встраиваемых систем и анализ ком- Триггер понентов силовой электроники. I АЦП I Осциллографы лабораторного класса 18 бит R&S RTO2000, ширина полосы пропуска- 5 Мвыб./с Рис. 1. Частотные характеристики отрезка линии, рассчитанные несколькими способами 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ния которых достигает 6 ГГц, являются POR Фаза стабилизации мощности Фаза инициализации устройства идеальным инструментом для решения RESETFULL 7 самых сложных задач, таких как изме- рение целостности питания. В зависи- GPIO Config 8 мости от модели они также поддержи- Bits 10 вают функции испытания радиоинтер- фейсов компонентов 802.11ac WLAN для 4b 9 модулей Интернета вещей (IoT), работа- 4a ющих в диапазоне частот 5 ГГц, и высо- RESET 2c коскоростных интерфейсов связи, таких 1 как USB 3.1 со скоростью передачи дан- ных 5 Гбит/с. Благодаря возможности CVDD 6 осциллографа выполнять измерения 2a 5 сигналов в нескольких областях разра- ботчики могут оперативно проводить CVDD1 анализ сложных компонентов и моду- лей. Функция синхронизации результа- 3 тов временно′го, частотного, протоколь- ного и логического видов анализа делает DVDD18 возможным проведение системно-ори- ентированной высокоспециализирован- DVDD15 ной отладки. Скорость сбора данных при этом достигает 1 млн осциллограмм/с. SYSCLK1P&N 2b DDRCLKP&N РАСШИРЕННЫЕ ФУНКЦИИ RESETSTAT АНАЛИЗА Для контроля последовательности Рис. 2. Совместное использование двух многоканальных пробников мощности R&S RT-ZVC с четырёхканальным осциллографом R&S RTE1000 или R&S RTO2000 включения и выключения питания ПЛИС, ЦП и ЦСП необходимо опреде- Рис. 3. Встроенные измерительные и математические функции для детального анализа лить характеристики напряжения пита- характеристик напряжения ния при запуске и отключении. При этом ряд характеристик должен удов- R&S RTO2000, позволяют выполнять 5 Мвыб./с позволяет измерять типовые летворять следующим требованиям. анализ специальных характеристик значения скорости нарастания порядка напряжения питания (см. рис. 3). нескольких В/с. С помощью математи- Задержка включения/выключения. С помощью курсоров можно вручную ческих функций для отдельных каналов Подача различных напряжений пита- выполнять анализ множества параме- осциллографа можно контролировать ния должна осуществляться с опреде- тров, таких как задержка между раз- разность напряжений между каналами. лёнными задержками, значения кото- личными каналами. Функции автома- рых могут варьироваться в пределах от тизированных измерений позволяют ВЫСОКАЯ ТОЧНОСТЬ нескольких наносекунд до нескольких производить непосредственный кон- миллисекунд в зависимости от конкрет- троль таких характеристик, как задерж- ДЛЯ ЖЁСТКИХ ДОПУСКОВ ного компонента. ка между каналами и время нараста- ПО НАПРЯЖЕНИЮ ПИТАНИЯ ния отдельных напряжений. Пробник Время нарастания импульса напря- R&S RT-ZVC с частотой дискретизации В дополнение к характеристикам после- жения. Уровни различных напряжений довательности включения питания клю- питания ПЛИС, ЦП и ЦСП, как прави- чевыми требованиями для обеспечения ло, находятся в диапазоне от 1 до 5 В. Для каждого уровня напряжения пред- ставлены рекомендуемые минималь- ное и максимальное значения време- ни нарастания импульса в диапазоне от нескольких микросекунд до несколь- ких миллисекунд. Таким образом, реко- мендуемые значения скорости нарас- тания находятся в пределах от несколь- ких В/мкс до нескольких В/мс. Разница между напряжениями питания. Разница между различными уровнями напряжения в рамках нарас- тания импульса (см. ранее) не должна превышать установленных значений. Встроенные измерительные и мате- матические функции, имеющиеся в осциллографах R&S RTE1000 и СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 41

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ соответствующей производительности Рис. 4. Подробная проверка низкоуровневых напряжений питания на соответствие жёстким практически всех электронных схем явля- допускам ются стабильность и отсутствие помех в напряжениях шин электропитания. это идеальное решение для непосред- Пробники главным образом предна- Напряжения шин электропитания и соот- ственной визуализации последова- значены для измерения токов и напря- ветствующие им поля допуска, как прави- тельности включения и выключения жений с высоким разрешением, одна- ло, минимизируются с целью уменьшения питания ПЛИС, ЦП и ЦСП. Пробник ко в дополнение к контролю последо- энергопотребления и увеличения време- позволяет с лёгкостью измерять вре- вательности включения питания они ни работы от аккумуляторной батареи. мя задержки, пульсации, шум и вре- могут применяться и в ещё одной важ- мя нарастания напряжения в отдель- ной области – для измерения потребля- Выполнение анализа низкоуровне- ных каналах для контроля точности и емого тока в устройствах Интернета вых напряжений питания в узких полях безошибочности последовательности вещей, где эта характеристика играет допуска для ПЛИС, ЦП и ЦСП требует включения питания. ключевую роль. использования прибора с соответствую- щей чувствительностью и высокой точ- ностью. Пробник R&S RT-ZVC обеспе- чивает превосходный уровень точно- сти 0,1% для измерения напряжения и 0,2% для измерения тока, что более чем в 10 раз превосходит точность, достижи- мую при использовании стандартных каналов осциллографа (см. рис. 4). ЗАКЛЮЧЕНИЕ Высокая точность измерения напря- жения, как правило, играет исклю- чительно важную роль при работе с ультрасовременными высокоско- ростными схемами. Многоканаль- ный пробник мощности R&S RTZVC – INDUSTRIAL ELECTRONIC ENGENEERS ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР 42 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Современные компоненты компании Murata: AC/DC-источники питания Юрий Петропавловский ([email protected]) ре. В 1973 году было запущено производ- ство на заводах в штате Джорджия (США) В статье рассмотрены особенности ACDC-источников питания компании и на Тайване. Одним из передовых про- Murata Power Solutions, представленных в каталогах 2019 года, дуктов компании этого периода стал а также приведена номенклатура приборов групп 1U Front-End, Open антенный дуплексер GIGAFIL® для авто- Frame, трёхфазных блоков и источников питания для светодиодного мобильных радиотелефонов и мобиль- освещения. ных телефонов первого поколения ком- пании NTT. В 80–90-е годы число зару- Уже не один десяток лет электрон- компанию (ООО) Murata Manufacturing бежных дочерних компаний Murata в ные компоненты компании Murata Co., Ltd. Инновационными продуктами различных странах Азии, Европы, Север- Manufacturing Co., Ltd (префектура Кио- того времени, производимыми компа- ной и Южной Америки быстро увеличи- то, Япония) используются как в радио- нией, стали пьезоэлектрические резо- валось. К оригинальным продуктам это- электронной аппаратуре широкого наторы на основе титаната бария для го периода можно отнести керамические применения, так и в специальной тех- рыбопоисковых приборов и керамиче- резонаторы CERALOCK® для ПК, много- нике ведущих мировых производите- ские фильтры на основе титаната свин- слойные керамические конденсаторы лей. Их отличают высокое качество, ца и циркония для ПЧ-трактов транзи- для монтажа на поверхность, активные надёжность, отличные электрические сторных приёмников. В 60-х годах ком- фильтры для CD-проигрывателей, пье- и эксплуатационные характеристики. пания освоила выпуск позисторов для зоэлектрические вибрационные гиро- петель размагничивания цветных теле- скопы для видеокамер. В октябре 1944 года предприниматель визоров и керамических фильтров для Акира Мурата (Akira Murata, 1921–2006) трактов цветности, в 1962 – заключи- В 2007 году Murata приобрела подраз- зарегистрировал частное предприятие ла крупный контракт на поставку элек- деление силовой электроники компании Murata Manufacturing. Небольшой завод тронных компонентов в СССР. С & D Technologies (в настоящее время площадью 150 м2 в центре Киото выпу- Murata Power Solutions, Inc, г. Милтон- скал керамические термокомпенсиро- В 70-е годы Murata приступила к соз- Кейнс, Великобритания), специализи- ванные конденсаторы, предназначен- данию зарубежных производственных рующееся на разработке и производстве ные в основном для супергетеродинных и торговых дочерних компаний, пер- источников питания и компонентов для радиоприёмников. В 1950 году предпри- вой из которых в 1972 году стала Murata них (AC/DC- и DC/DC-преобразователи). ятие было реорганизовано в частную Electronics Singapore (Pte.) Ltd в Сингапу- В настоящее время Murata является гло- бальной корпораций с десятками тысяч аб сотрудников по всему миру и широ- ким спектром высокотехнологичной вг продукции и решений для различных отраслей электронной промышленно- Рис. 1. ИП группы 1U Front-End: а) D1U54P-W-2000-12-HxxC; б) D1U86T-W-800-12-HB4C; сти. Продукцию Murata представляют в) D1U54-HD-1200-12-HA4C; г) D1U54-D-450-12-Hxx глобальные (Arrow, Rutronik) и реги- ональные дистрибьюторы электрон- ных компонентов в десятках стран мира. В России официальным дистрибьюто- ром Murata с 2000 года является группа компаний «Симметрон». В каталогах Murata 2019 года представ- лены продукты в следующих основных категориях: конденсаторы, индуктивно- сти, фильтры и фазовращатели, резисто- ры, терморезисторы, датчики, времязада- ющие компоненты (МЭМС, резонаторы, генераторы), звуковые излучатели (буззе- ры), источники питания (ИП), элементы питания, приборы для радиочастотной идентификации (RFID), ВЧ-устройства, ВЧ головные устройства (Front End Modules), ПАВ-фильтры, устройства и ком- поненты для беспроводных приложений. Компания Murata Power Solutions является одним из крупнейших в мире 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ производителей законченных импульс- Классификационные параметры ИП группы 1U Front-End ных источников питания, импульсных преобразователей напряжения, цифро- Тип прибора Р , Вт U1 , В I1 , А U2 , В I2 , А Эффктивность, % вых измерительных панелей, индуктив- вых вых вых вых вых ностей, ферритовых сердечников и D1U54T-W-800-12-HB4C 800 12 66,5 12 1 96 некоторых других продуктов. Источ- D1U54T-W-800-12-HB3C 800 12 66,5 12 1 96 ники питания и компоненты Murata D1U86T-W-800-12-HB4C 800 12 65 12 2,5 96 Power Solution отличаются высокой D1U54P-W-2000-12-HC4C 2000 12 3,3 3 94 надёжностью и сертифицированы по D1U54P-W-2000-12-HC3C 2000 12 166,7 3,3 3 94 стандарту ISO 9001. D1U54P-W-2000-12-HB4C 2000 12 166,7 12 3 94 D1U86P-W-2200-12-HB4DC 2226 12 166,7 12 2,5 94 Сетевые AC/DC-источники питания D1U86P-W-2200-12-HB3DC 2226 12 183 12 2,5 94 компании занимают ведущие позиции D1U54P-W-450-12-HB4C 462 12 183 12 1 94 на многих целевых рынках, в том чис- D1U51P-W-450-12-HA4C 460 12 37,5 5 2 94 ле на рынках серверов, центров обра- D1U54P-W-450-12-HA3C 460 12 37,5 5 2 94 ботки данных и других систем распре- D1U54P-W-1500-12-HA3TC 1220 12 37,5 5 4 94 делённого питания. В ассортименте D1U54P-W-1500-12-HC3TC 1213 12 125 3,3 4 94 компании такие источники питания D1U54P-W-1500-12-HB4TC 1230 12 125 12 2 94 представлены в четырёх группах: в D1U54P-W-650-12-HB3C 674 12 125 12 2 94 форм-факторе 1U Front-End; в испол- D1U86P-W-1600-12-HB4DC 1630 12 54,2 12 2,5 94 нениях на открытых печатных платах D1U54P-W-1200-12-HC3PC 1210 12 133 3,3 3 94 форм-фактора Open Frame 1U; блоки D1U54P-W-1200-12-HA3PC 1215 12 100 5 3 94 питания для светодиодного освещения D1U3CS-W-850-12-HC4C 850 12 100 3,3 6 93 (LED Lighting); трёхфазные блоки пита- D1U4CS-W-2200-12-HC4C 2201 12 69,2 3,3 6 93 ния (Enclosed Front-End 3 Phase AC-in). D1U4CS-W-2200-12-HC3C 2201 12 180 3,3 6 93 D1U4CS-W-2200-12-HA4C 2206 12 180 5 5 93 Источники питания группы 1U D1U3CS-W-1200-12-HC4EC 1300 12 180 3,3 6 92 Front-End предназначены для органи- D1U3CS-W-1300-12-HA4EC 1300 12 108,3 5 4 92 зации систем питания серверов, рабо- D1U-W-2000-48-HB4C 48 108,3 12 1,7 90 чих станций, устройств хранения дан- 2002,8 41,3 ных и других систем распределённого питания. В связи с этим приборы дан- 90–264 В (D1U54/86-W-) приведены в бенности некоторых источников пита- ной группы должных обладать очень таблице (статус продуктов на 2019 год: ния данной группы более подробно. высокой эффективностью для сни- рекомендуется, в производстве). Как вид- жения затрат на охлаждение систем, но из таблицы, приборы характеризу- D1U86T-W-800-12-HB4C (см. рис. в которых они используются, а так- ются очень высокой эффективностью 1б) – прибор из серии 800-ваттных же высокой надёжностью и длитель- 90–96%. высокоэффективных источников ным сроком службы при круглосуточ- питания класса Front-End 80 PLUS ной работе аппаратуры. В ассортимен- Все источники питания, несмо- Titanium® с принудительным воздуш- те компании представлено несколько тря на большую мощность, выполне- ным охлаждением (откачка воздуха десятков типов приборов с выходной ны в очень компактных корпусах с из корпуса). В приборах реализова- мощностью от 400 до 2800 Вт. высотой несколько меньшей, чем 1U ны активная схема контроля выход- (1,75 или 44,4 мм). Например, при- ного тока (Active Current Sharing) для На рисунке 1 показан внешний вид бор D1U54P-W-2000-12-HxxC мощ- обеспечения параллельной работы некоторых источников питания группы ностью 2000 Вт (см. рис. 1а) име- нескольких приборов и многофунк- 1U Front-End. Большинство из них пред- ет размеры 321×54,5×40 мм, а ме- циональный светодиодный индика- назначены для работы от сетей перемен- нее мощный источник питания тор статуса. Гарантированная выход- ного тока 50/60 Гц с напряжением от 90 D1U86T-W-800-12-HB4C – 197,7×86,36× ная мощность главного канала при- до 264 В. Такой широкий диапазон вход- ×40 мм. Как можно заметить из табли- бора (U1вых) составляет 730 Вт при ных напряжений практически исклю- цы, в наименованиях типов прибо- входном сетевом напряжении 100 В чает влияние скачков и нестабильно- ров имеются данные о высоте блока и 810 Вт при напряжении 110–240 В. сти напряжения в сети на работу систем. (1U), ширине в миллиметрах (54/86), Эффективность источников питания Часть приборов рассчитаны на работу в выходной мощности (800/2000/ххх), незначительно меняется при различ- сетях постоянного тока с напряжением величине U1вых (12). По наименовани- ных нагрузках: от 90% при 10% нагруз- 40–72 и 230–400 В. Все источники пита- ям ИП можно определить и параме- ке до 95/96% при 100/50% нагрузке ния группы обеспечивают два выходных тры сетей, к которым подключаются (соответствующие коэффициенты напряжения: U1вых и U2вых. Первое напря- приборы: W – переменное напряже- мощности – 0,95/0,96). жение (Main Power, преимущественно ние 50/60 Гц, 90–264 В; М – 50/60 Гц, 12 В) предназначено для питания мощ- 90–305 В; Н – 50/60 Гц, 180–264 В; D – Параметры выходного напря- ных нагрузок, второе (Standby Power; 12, постоянное напряжение 40–72 В; HD – жения приборов: значения U1вых – 5 или 3,3 В) предназначено для нагру- постоянное напряжение 230–400 В. 11,96…12,04 В; изменения выходного зок с токами порядка 1–6 А. Классифика- Все источники питания оснащены напряжения при предельных измене- ционные параметры источников пита- эффективными системами защиты от ниях напряжения сети и тока нагруз- ния группы 1U Front-End с питанием от превышения выходного тока, пони- ки не превышают ±1% (Line and Load сетей переменного тока напряжением женного и повышенного входного Regulation); максимальный выход- напряжения, от перегрева. ной ток – 66,5 А; уровень пульсаций и шума в диапазоне частот до 20 МГц Источники питания рассматрива- не более 120 мВ (от пика до пика). емой группы рассчитаны на работу Эксплуатационные характеристи- при температуре окружающей среды ки: диапазон рабочих температур 0…+50/55/60°С или −5…+50/55°С, для 0…+50°С; влажность 5–92%; высо- небольшого числа типов приборов диа- та над уровнем моря – 3000 м; уда- пазон рабочих температур находится в ры в нерабочем состоянии до 30G; пределах 0…+40/45°С. Рассмотрим осо- вибростойкость в рабочем режи- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 WWW.SOEL.RU 45

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Рис. 2. ИП D1U-H-2800-52-HBxxC Рис. 3. ИП группы Open-Frame чены для систем питания с резервиро- ванием и «горячей» заменой компонен- 95Эффективность, % 230 U тов (Hot-Swapping redundant system). 94 вх Входное переменное напряжение ИП – 93 50/60 Гц, 170–264 В (номинальное 230 В), 92 115 U эффективность 91,6% (при Uпит=220 В), 91 вх основное выходное напряжение U1вых 90 −51,48…−52,52 В, максимальный ток 54 А, 89 90 Uвх напряжение U2вых – 12 В, ток до 0,5 А. 88 Приборы выполнены в корпусах разме- 87 рами 289,5×139,7×41 мм и могут эксплу- 86 атироваться при температуре 0…+50°С 85 и влажности до 90%. 84 В группу AC/DC-приборов форм- 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 фактора Open Frame входят более Нагрузка, % 25 моделей ИП мощностью 250–550 Вт, предназначенных для работы в сетях Рис. 4. Характеристики эффективности ИП MVAC400-12 переменного тока 50/60 Гц напряже- нием 90–264 В. Все модели выполне- ме 2G (5–200 Гц). Параметры элек- ● источник напряжения U1вых: ток в на- ны в габаритах форм-фактора 3″×5″ тромагнитных изучений и защиты грузке – 0…166,7 А; (76,2×127 мм) и обеспечивают работу в от них соответствуют требованиям диапазоне температур −10…+70°С, при стандартов IEC/EN 61000-3/4. ● источник напряжения U2вых: в зависи- влажности до 95%, на высоте до 5000 м. мости от конкретного исполнения – ИП Open-Frame отличаются высокой D1U54-HD-1200-12-HA4C (см. рис. 1в) – 12, 5 и 3,3 В; ток в нагрузке до 3 А. эффективностью (93/94%), надёжно- мощный источник питания для рабо- D1U54-D-450-12-Hxxx (см. рис. 1г) – стью, малыми габаритами и весом. ты в высоковольтных сетях постоянно- Эти компактные устройства предна- го тока (HVDC Input Front-End Supply). серия 450-ваттных источников пи- значены для применения в промыш- Основные отличия от рассмотренного тания для работы в низковольтных ленности, телекоммуникационном выше ИП: сетях постоянного тока. ИП содер- оборудовании, медицинских прибо- ● размеры прибора 321×54,5×40 мм, ак- жат активную цифровую схему кон- рах и других ответственных системах. троля выходного тока, обеспечиваю- Кроме типовых моделей ИП, компа- тивная схема контроля выходного то- щую параллельную и последователь- ния может предоставить устройства с ка с возможностью обеспечения ра- ную схемы включения нагрузок, а характеристиками, согласованными с боты до 8 параллельно включённых также горячую замену блоков систе- заказчиками. приборов; мы питания. Основные отличия при- ● первичное постоянное входное на- боров от рассмотренного ранее ИП Особенности ИП Open Frame рас- пряжение 230–400 В (номинальное D1U54-HD-1200-12-HA4C: смотрим на примере приборов серии 380 В), эффективность 92–95%; ● размеры приборов 228×54,5×40 мм, MVAC400, включающей 10 моделей AC/ ● выходные напряжения: U1вых – 12±0,5 В, DC-источников питания высокой плот- выходной ток 5–100 А, уровень пульса- первичное постоянное напряжение ности мощностью 400 Вт с принудитель- ций и шумов не более 150 мВ; U2вых – −(44–72) В (номинальное −53 В); ным воздушным охлаждением и 250 Вт 4,76…5,24 В, ток нагрузки до 3 А; ● выходные напряжения: U1вых – без него (внешний вид ИП показан на ● диапазон рабочих температур −5…+50°С. 11,96…12,04 В, выходной ток 0…37,5 А; рисунке 3). Модели серии отличаются D1U54P-W-2000-12-HxxC (см. рис. 1а) – U2вых – 4,76…5,25 В, ток до 2 А. различными значениями выходного источники питания большой мощности D1U-H-2800-52-HBxC (см. рис. 2) – напряжения U1вых, U2вых, U3вых. Наимено- серии НххС, аналогичные рассмотрен- серия одних из самых мощных (2800 Вт) вания моделей содержат информацию о ному ранее D1U86T-W-800-12-HB4C. ИП группы 1U Front-End с интегриро- значении Uвых1: MVAC-400-xx-yy, где хх – Основные отличия приборов: ванным корректором коэффициента 12, 24, 27, 48 (напряжение в вольтах). мощности (PFC). Приборы предназна- Буквами AFx обозначают особенности конкретных моделей. Источники питания рассматри- ваемой серии отличаются высокой эффективностью (порядка 90–94%). Зависимость эффективности модели MVAC400-12 от величины нагрузки при различных сетевых напряжениях пред- ставлена на рисунке 4. Максимальный выходной ток источника U1вых зависит от величины выходного напряжения (33 А /12 В, 16 А / 24 В, 8 А / 48 В) кон- кретных моделей, входного напряже- ния и условий охлаждения. На рисун- 46 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019

Реклама

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ке 5 приведены рейтинговые мощно- 450 сти ИП при входном напряжении 230 В и различных условиях охлаждения 400 (с воздушным охлаждением и без него). Напряжение/ток источников U2вых – Выходная мощность, Вт 350 12 В / 1,4 А; U3вых – 5 В / 2 А. Диапазон рабочих температур ИП −10…+70°С, 300 350 фут/мин влажность 10–95%, наработка на отказ 250 250 фут/мин (MTBF) 474К, ударопрочность по стан- 200 Без охлаждения дарту MIL-HBK-810F, вибростойкость 150 по IEC-68-2-27, медицинская безопас- 100 20 30 40 50 60 70 ность по стандарту IEC-60601-1, гаран- Температура окружающей среды, °C тия 2 года. Для приборов также нор- 50 мированы параметры по электромаг- 10 нитным излучениям, радиационной стойкости, магнитным полям, элек- Рис. 5. Рейтинговая мощность ИП MVAC400 при U =230 В тростатике и другим характеристикам. вх В группе Enclosed Front-End 3 Phase Рис. 6. Трёхфазный ИП Рис. 7. ИП для светодиодного освещения AC-in компания предлагает 2 модели при- боров: D2U5T-H3-7000-54-HU4C (7 кВт) и Iвых, мА 1100 D2U5T-H3-5000-380-HU3C (5 кВт). Внеш- 1000 ний вид ИП показан на рисунке 6. При- 900 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 боры с интегрированным корректором 800 Коэффициент заполнения импульсов, % коэффициента мощности обеспечивают 700 преобразование 3-фазного напряжения 600 230 В или 480 В в постоянное напряже- 500 ние 54 и 380 В соответственно (U1вых) и 3,3 400 или 5 В (U2вых, выбирается). Предусмотрен 300 режим параллельной работы до трёх еди- 200 ниц однотипных приборов и «горячая» 100 замена неисправных блоков. Конструк- тивное исполнение в форм-факторе 2U 0 с плотной компоновкой электронных 0 компонентов делает рассматриваемые ИП отлично подходящими для примене- Рис. 8. Характеристика ШИМ-диммирования ИП MPA1962 ния в серверах, рабочих станциях, систе- мах хранения данных, вещательных пере- бования для систем светодиодного осве- нии в пределах 30–50 В. Эффективность датчиках и многих других приложениях. щения, такие как ШИМ-управление, дим- ИП в зависимости от входного и выход- мирование с помощью стека DALI и управ- ного напряжений находится в пределах Приборы питаются от 3-фазных сетей ление через интерфейс UART-дисплеями. 82,8…87%. Эксплуатационные характе- переменного тока напряжением от 180 ристики: диапазон рабочих температур до 525 В, выходные напряжения U1вых 54 Рассмотрим особенности современ- −40…+50°С, влажность 5–95%, наработка на и 380 В соответственно, выходной ток ных ИП данной группы на примере серии отказ 10 лет (по стандарту EIAJRCR-9102B), I1вых 129,7 и 13,34 А, коэффициент мощ- MPA1962. В каталоге компании 2019 года гарантия 1 год. ИП выполнены в компакт- ности приборов в зависимости от вели- представлено 6 моделей AC/DC-драйверов ных корпусах размерами 224×70×35 мм, чины входного напряжения и нагруз- светодиодов этой серии с выходной мощ- вес 482 г. ИП рассматриваемой серии обе- ки находится в пределах 0,85…0,995, ностью от 37 до 50 Вт, работающих от спечивают ШИМ-диммирование, регули- эффективность 89–96% в зависимости сетей переменного тока напряжением ровочная характеристика которого при- от нагрузки. Формируемые ИП напря- 90–267 В. Приборы разработаны Murata ведена на рисунке 8. жения отличаются высоким качеством: Power Solutions, предприятие по их про- нестабильность по входу и нагрузке изводству базируется в Китае. ЛИТЕРАТУРА 0,1%, пульсации и шум не более 0,5 В. Приборы серии MPA1962 обеспечива- 1. https://power.murata.com/products/ac-dc- Диапазон рабочих температур при- ют максимальные выходные токи 1050, power-supplies.html боров 0…+50°С, влажность до 90%, высо- 900 и 750 мА при выходном напряже- та над уровнем моря 3000 метров, допу- скаются одиночные удары до 30G, вибростойкость 0,5G (5–500 Гц), срок гарантии 2 года. Для систем светодиодного освещения предназначены источники питания груп- пы LED Lighting, включающие около 30 моделей приборов (см. рис. 7). ИП этой группы поддерживают специальные тре- 48 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019