פיתוח אדים גמישים עם אדריכלות ניתנת להגדרה עבור מערכות הסתגלות

הביקוש להתאמה ב- Modern Data Conversion

ההתרחבות הבלתי פוסקת של יישומים מבוססי נתונים – מתקשורת אלחוטית גבוהה ועד לחיישנים ביו-רפואיים בעלי כוח נמוך – היא הצבת דרישות חסרות תקדים בעיצוב ממשק מעורב. Analog-to-Digital Converters (ADCs) לשמש את השער החיוני בין תופעות פיזיות מתמשך-זמן של היום, לבין עולם ה-In-time של עיבוד דיגיטלי.

הבנה מחדש של ADC Architectures

ארכיטקטורה ADC ניתנת להגדרה מחדש פורץ באופן יסודי מהפרדיגמה העיצובית הסטטית.הוא משלב אלמנטים הניתנים לתוכנה - נשלטים באמצעות לוגיקה דיגיטלית או מעגלים מוטה אדפטיים הסתגלות - המאפשרים שינוי לאחר-הההפצה של המבנה של הממיר ונקודת הפעלה.בניגוד לאות קבועה מסורתית ADC, עיצוב מחדש יכול לסחור בפרמטרים יעילים כגון פתרון (ENOB), והיכולת המשניתבת רק כדי להפעיל אותות מרובים של תפקוד לקויים.

ארכיון תגיות: Static Trade-Off Triangle

כדי להעריך את הערך של מהירות התצורה, יש קודם כל לתפוס את המגבלות הבסיסיות של המרת נתונים.החוק של Nyquist-Shannnon-Shannon מדגימה את שיעור הדגימה המינימלי (ראה:0freaFLT:1scioFLT: 2FLT) באופן דינמית (RVern) באופן סימולטיבי) כדי למנוע פיזור של חומר דינמי (R) ו-RNVer) (R) (R) (R2FLT) באופן ספציפי ל-R)

גישה אדריכלית להגדרה מחדש

התנצלות ADC שונה מעניקה לעצמם הגדרה מחדש בדרכים נפרדות.האדריכלות הספציפית שנבחרה לעתים קרובות מכתיבת את טווח הכדאי של מודולציה ביצועים ואת המורכבות של ממשק הבקרה.

המונחים: aDCs

פיפיר ADCs הם עמוד ראשי ביישומים מהירים, בינוניים עד גבוהה לרזולוציה (למשל, 12-16 ביטים ב 100-1000 MS /s) מבנה הבמה שלהם הוא מודולרי מטבעו באופן טבעי. Reconfiguration ניתן להשיג על ידי אופטימיזציה של אותות סלקטיבית על ידי הגבלת גודל אחד או יותר שלבים. כאשר שלב הוא עקף, את הרזולוציה המרה, אבל את הדגימות יכול להיות מותאם באופן משמעותי של תאים אלה, בנוסף, כדי להתאים את רמת הלחץ באופן משמעותי.

SAR ADCs

הצלחה Approximation Register (SAR) ADCs ידועים יעילות הכוח מעולה שלהם והם בשימוש נרחב בטווח 8-16 bitרזולוציה, לעתים קרובות דגימה עד כמה עשרות MS /s. Reuration ב SAR ADC בעיקר מטרות ההמרה דיגיטלית-to-Alog Converter (CDAC) על ידי יישום מערך מקטע או בינארי עם מתגי אנרגיה נמוכים, רק עבור רזולוציה גבוהה יותר, 000 טווח יעיל יותר, עבור רזולוציה גבוהה של כוח.

Reconfigurable Delta-Sigma ( ⁇ ) ADCs

ממודולים דלתא-Sigma מצטיינים ברזולוציה גבוהה (16-24 ביט), יישומים צרים-פסיים כמו עיבוד אודיו ומכשור מדויק. Reconfigurability כאן מושגת על ידי שינוי סדר הסינון של Modulator ואת ה-Oversampling Ratio (OSR) A גבוה יותר ו- OSR העליון לספק רעש ורזולוציה גבוהה יותר, אבל לצרוך כוח ורוחב הפס.

אדריכלות היברידית ורב-Mode

המחקר המודרני מתמקד יותר ויותר באדריכלות היברידית המשלבת את החוזקות של התנצלות שונה.הדוגמה הבולטת ביותר היא ה-FLT:0 Noise-Shaping SAR (NS-SAR)PSK 1 ממיר, הממזג את יעילות הכוח של SAR עם תכונות עיצוב רעש של SARD-PROC מופעלת באופן קבוע.

אסטרטגיות עיצוב עבור יישום

תרגום הרעיון של תצורת מחדש ליישום סיליקון חזק דורש תשומת לב זהירה לפרטים ברמת המעגל ובקרת רמה של מערכת.

Capacitor ו Resistor Arrays

הליבה של רבים מחדש של ADCs שקרים במערך פסיבית שניתן לתכנת דיגיטלית. בנקי capacitor במשקל Binary, באמצעות לינאריות גבוהה MIM (Metal-Insulator-Metal) או MoM (Metal-Oxide-Metal-Metal) קווי המתאר קבועים, מאפשרים התאמות מדויקות ל-DAC Propertance ו-DACפלט טיפולי, כגון רכיבי מדידה, כמו גם על פני מבנה קבוע.

מגברים והשוואה

בלוקים אנלוגיים פעילים חייבים גם להיות גמישים. a reurconfigivance amplifier (טא) יכול להיות מתוכנן באמצעות בנק של תאים טרנסנדנטליים יחידה אשר מופעלים באופן סלקטיבי.זה מאפשר את שיעור הזחל של OTA, רוחב פס, וצריכת חשמל כדי להיות בקנה מידה באינדקסים מתקדמים.

דיגיטציה דיגיטלית ורקע

שינוי מחדש מציג לא-ידיות כי קלקולציה סטטית לא יכולה לתקן. כמו מתגי ADC בין מצבי, שגיאות רכיב, שגיאות, לצבור שגיאות, ושינויים בתזמון.מערכת חזקה שיכולה להפעיל מנוע דיגיטאלי דיגיטלי שפועל בקדמת הבמה או ברקע. כאשר המדינה משתנה, מנוע התצורה משתנה במהירות של חישובית חומרים מתקדמים וטעויות של דיוקים דיגיטליים כמו דחיסה של חומרים דיגיטליים.

ניהול כוח הסתגלות

דינאבול ותדירות Scaling (DVFS) נפוץ בלוגיקה דיגיטלית, אבל הטיה הסתגלות אנלוגית דורשת יותר קצבה. ADCs Reconfigurable לעתים קרובות ליישם מספר רב של תחומים כוח או גנרטורים מוטה אדפטיים. זרם הטיה יכול להיות מכווץ דיגיטלית, המאפשר בלוקים קריטיים כמו אנטים ושותפים להיות מופעל בנקודה אופטימלית בין רעש תרמי ויעילות בתוך מצע עמוק.

הרחבת הנוף של היישום

הגמישות של ADCs הניתנים להגדרה מחדש הופכת אותם לבלתי נסבלים על פני קבוצה מגוונת של תעשיות ושימוש במקרים שבהם תנאי הפעלה הם בלתי צפויים או משתנים באופן משמעותי לאורך זמן.

רדיו מבוסס תוכנה (SDR) ורדיו קוגניטיבי

מערכות SDR שואפות להתמודד עם פרוטוקולים אלחוטיים מרובים באמצעות פלטפורמה חומרה אחת.רדיו קוגניטיבי מרחיב את זה על ידי חישה בחוכמה את הסביבה ספקטרלית ולהתאים את הפרמטרים שלה שידור וקבלה. ADC הוא המרכיב העיקרי לפני קצה המאפשר חזון זה.זה חייב לעבור בצורה חלקה מפס צר, אות כוח נמוך לפס רחב, גבוה עוצמה על ידי התפרץ רוחב פס דיגיטלי, כמו גם על בסיס רדיו מבוזר, 000 אמיתי, כמו גם על ידי אנטלה, 000 אמיתי, 000, 000, 000, כמו גם על ידי דינמיקה, 000 אמיתי, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 של פחמן פוסט, 000, 000 אמיתי, 000 של פחמן, 000, 000 אמיתי, 000, 000, 000, 000, 000 של פחמן, 000, 000, 000, 000, 000 של פחמן, 000 של פחמן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 אמיתי, 000 אמיתי, 000 של פחמן, 000 אמיתי, 000, 000, 000, 000 של פחמן פוסט, 000 של פחמן, 000, 000, 000 של פחמן, 000 של פחמן, 000, 000, 000, 000 של פחמן, 000 של פחמן, 000, 000, 000, 000, 000, 000

מערכות ניהול מתקדמות (ADAS) וכלי רכב אוטונומיים

היתוך חיישן רכב מבוסס על מכ"ם, מערכות ללוח ומצלמה, כל אחת עם דרישות המרת נתונים שונות מאוד. ADC יכול לשמש כקצה חזית מאוחדת עבור מודולים מרובים חיישן, צמצום עלויות המערכת הכוללת ואת שטח הסיפון. לדוגמה, מקלט מכ"ם עבור פלטפורמות לטווח ארוך של שיוט לטווח ארוך דורש טווח דינמי גבוה אבל רוחב פס נמוך יחסית, בעוד חיישן חניה לטווח קצר צריך יישב זמן מהיר מתון ופתרון מתון של כלי רכב יכול לייעל את דרישות כוח: 1.

האינטרנט של הדברים (IoT) ו- Edge Computing

האוטונומיה של האנרגיה היא הגביע הקדוש של אבני קצה IoT, מכשירים אלה פועלים לעתים קרובות על אנרגיה מצירת, וחייבים לפעול בטווח רחב של תנאי אותות קלט. ADC ניתן להגדיר מחדש חיוני כדי למקסם את האינטליגנציה של הצומת בתוך תקציב אנרגיה הדוק.במצב של quiescent, ADC יכול לרוץ במצב אולטרה-עוצמה נמוכה, נמוך-reרזולוציה כדי לזהות פעילות אות או להתעורר לאירוע אנרגיה חזק יותר, ברגע ש-ADC יכול להיות מופעל באופן איטי יותר.

השתלות ביו-רפואיות ולבושות

אותות ביו-רפואיים, כגון ספייקטים עצביים, ECG ו-EEG, מציגים רגישות קיצונית בתוכן מפוספס ותדירות.מכשירים בלתי ניתנים להחלפה חייבים לפעול באופן אמין במשך שנים עם ניקוז חשמל מינימלי. ADC בעל רווח הניתן להגדרה ופס רוחב פס הוא אידיאלי עבור סביבה זו.זה יכול להתאים לסימנים עצביים הדורשים רגישות גבוהה או אותות שרירים חזקים ללא יכולת מסחרית לצמצום מהירות גבוהה, אשר לעתים קרובות, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, מערכת הפעלה של אנרגיה אלחוטית, היא אידיאלית של 1F, היא יעילה, היא יעילה, היא יעילה, היא יעילה, היא יעילה, היא יעילה, היא אידיאלית, כלומר, כלומר, היא יעילה, היא אידיאלית, כלומר, כלומר, כלומר, לצמצום של 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - כדי להפחית את האפשרות לצמצום של אבטחה, היא אידיאלית, כדי להפחית את העלות האלחוטית, היא אידיאלי עבור גישה אלחוטית, לצמצום של אבטחה אלחוטית, עבור אותות עצבית, היא אידיאלית, כלומר, כדי להפחית את העלות האלחוטית, היא אידיאלי עבור גישה אופטיקה של אנרגיה אלחוטית, כלומר, כלומר,

פיזיקה ואסטרונומיה

בהמכשור מדעי, סביבת האות היא לעתים קרובות לא ידועה או משתנה מאוד. מחדש ADCs מאפשר לחוקרים להתאים את מערכות רכישת הנתונים שלהם לתופעות ספציפיות שהם רואים. מערך טלסקופ רדיו עשוי להיות צורך לעבד קווים ספקטרליים צרים ממולקולות מרוחקות או פליטות פס רחב.ניסוי בפיזיקה עשוי להיות צורך לעורר באירועים נדירים, באנרגיה גבוהה או נתונים ללא הרף.

יתרונות אסטרטגיים של רזולוציה

מעבר למפרטים הטכניים, שילוב ADC מספק הטבות אסטרטגיות נפרדות במערכת וברמה העסקית.

• (FLT:0) הצעת חוק חומרים (BOM) ו- Footprint:Felo: 1Feloment 1: ADC יחיד יכול להחליף מספר ממרים מיוחדים, שחרור שטח לוח יקר ופשט את ניהול המלאי.
• (FLT:0)Extended Product Lifecycle:FearLT:1) חומרה ניתנת להתאמה לסטנדרטים חדשים או לדרישות ביצועים באמצעות עדכוני קושחה, המאפשרת פלטפורמה חומרה אחת לשרת דורות מרובים של מוצרים.
• (FLT:0) תפעולי יעילות:FLT:1 היכולת למזער את צריכת החשמל המבוססת על עומס עבודה ישירות מתאמת להפחתה תרמית נמוכה יותר וחיי סוללה מורחבים במערכות ניידות ומרוחקות.
• (FLT:0)עיצוב Reuses:FLT:1 השקעה במאקרו ADC גמיש מאוד ניתן להשתמש מחדש על פני קווי מוצר מרובים, לזכר עלויות הנדסה לא רצויות (NRE) על פני נפח גדול יותר.

אתגרים עיצוביים פולשים

למרות היתרונות ברורים שלהם, ADCs מחדש להציג מכשולים משמעותיים הדורשים פתרונות הנדסיים מתוחכמים.

עיצוב אנליזה מורכבות ומודל

תכנון מעגלים אנלוגיים כי חייב לפעול באופן איתן על פני מספר רב, מצבי תצורה דיסקרטית הוא מורכב יותר מבחינה אקספוננציאלית מאשר תכנון בלוק קבוע-תפקודי.כל מתג מציג קפיצות קצביות והתנגדות, אשר מקטין ביצועים גבוהים הלינימיות.

תזמון וסנכרון מעל ראשים

המעבר בין מצבי פעולה מבצעיים אינו מיידי.המערכת חייבת לקחת בחשבון את זמני הניתוק של מעגלים הטיה, לולאות קלומנט ובקרה לוגיקה.ניהול החדירה של שינוי זה בלולאה של שליטה בזמן אמת היא משימה הנדסית תובענית ברמה מערכתית. A מצב מנוהלת גרועה יכולה להוביל לאובדן נתונים או חוסר יציבות מערכת.

כוח ושטח מעלים של לוגיקה שליטה

מכונות המדינה הדיגיטליות, רישומי תצורה ומנועי הקללה הדרושים כדי לנהל מחדש את צריכת כוח וסיליקון אזור.בצומת גאומטריה קטן יותר, הצפי הדיגיטלי מתכווץ, אבל העיצוב האנלוגי הופך להיות מאתגר יותר. בצומתים מבוגרים, האזור הכבוש על ידי הבקרה הדיגיטלית יכול להיות משמעותי, פוטנציאל לנטרל את חסכון האזור מהחלפת ADCs מרובים.

מגמות מתפתחות והנתיב קדימה

העתיד של ADCs ניתן להגדרה מחדש מתמזג עם התקדמות בטכנולוגיה של תהליכים, מתודולוגיית עיצוב ואינטליגנציה מלאכותית.

Machine Learning for Intelligent Reconfigation

במקום להסתמך על בקרה ⁇ סטית, מבוססת על לוח הזמנים, מערכות מתפתחות מתחוללות בלמידה של מכונה כדי לחזות את התצורה האופטימלית של ADC. על ידי ניתוח התוכן ספקטרלי של אות קלט בזמן אמת, רשת עצבית יכולה לבחור את התיאום האידיאלי בין החלטה, מהירות וכוח.זה סוגר את הלולאה בין תפיסה דיגיטלית לפעולה אנלוגית, יצירת חזיתית אוטונומית אמיתית על פני השטח הקוגניטיבי:0-Frejectercresearch על בסיס יעיל של חשמל, ו-D.

שילוב עם Advanced Process Technologies

ההגירה לפנטאפ ולשער-All-Around (GAA) מציגה הן הזדמנויות ומכשולים. צומתים אלה מציעים לוגיקה דיגיטלית מהירה וצפופה במיוחד, שהיא אידיאלית עבור בלוקים שליטה ו calibration. עם זאת, עיצוב אנלוגי הוא אתגר על ידי ירידה ברווח פנימי, מתחי אספקה נמוכים יותר, ושינויים מוגברים בתהליך זה, תצורה הופכת להיות צורך לפצות על תפקודים ויעילים על פני תפקודים.

עיבוד זיכרון ו Near-Sensor

כדי להתגבר על צוואר הבקבוק של פון נוימן, נושפים עתידיים יתשלבו חישוב ישירות בתוך או סמוך ל- ADC. גישה זו מחשוב-in-memory (CIM) בשילוב עם תצורה מחדש, תאפשר לחזית אנלוגית לבצע מיצוי תכונה, דחיסה ואפילו סיווג לפני שהמידע אי פעם מגיע למעבד הראשי. ADC יכול להמיר נתונים פשוטים לתוך מרכז חכם, חיישן קצה.

מסקנה

המעבר ממערכות רכישה סטטיות, קבועות-ארכיטקטורה לדינמיקה, תצורה מחדש של נתונים מסמן התפתחות משמעותית בעיצוב אלקטרוני. ADCs מחזקים ארכיטקטוני מערכת לבנות מכשירים שאינם רק יותר תכליתיים ורב עוצמה, אלא גם יעילים יותר מבחינה יסודית יותר. על ידי שליטה במורכבות של קידוד אדריכלי, חיקה חזקה, ושליטה אינטליגנטית, צוותי הנדסה יכולים לפתוח רמות חסרות תקדים של ביצועים בטווח עצום של יישומים דיגיטליים והיכולת להמשיך לטשטשת של מערכות אלקטרו-אונדקטיבות, כמו גם את היכולת הדיגיטלית, כמו גם לפתח מחדש של מערכות אלקטרו-DC, כמו גם לפתח יכולות להמשיך להטמיעורטיות, כמו גם את היכולת הדיגיטלית, כמו גם לפתח מחדש של מערכות אלקטרו-פוליטיות, כדי לפתח מחדש, כדי לפתח מחדש, כדי לפתח מחדש של מערכות אלקטרו-פוליטיות, כדי לפתח מחדש, כדי לפתח מערכות אלקטרו-פוליטיות, כמו גם יכולת מטושטשות, כדי לפתח מחדש, כדי לפתח מחדש של מערכות אדריכליות, כדי לפתח מחדש, כדי לפתח מערכות אבטחה, יכולות לפתח מחדש, יכולות טכנולוגיות מתקדמות של מערכות אבטחה, יכולות טכנולוגיות מתקדמות, כמו גם מטושטשות, כמו גם מטושטשות, כמו גם מטושטשות, כמו גם מטושטשות, כמו גם יכולות טכנולוגיות מתקדמות, כמו גם מטושטשות,