selina的博客

【ADI工程师博客】功能安全与安防

作者:Tom-M

功能安全重在保护人员、资产和环境免受非恶意行为者造成的无意伤害,例如不良规划、不良实施、一组不良的要求或随机故障。

而网络安全重在防范恶意行为者造成的伤害。某人刻意引起系统发生故障,借此获取一些好处。

功能安全重点关注“事故”和“闪失”,安防主要应对故意为之的“黑客”行为,因此需要以不同的方式来思考。例如,考虑哪些有可能发生,比考虑什么会不会发生更重要。

很多语言只有一个词来概括安全和安防。例如,在德语中是Sicherheit。因此,我一般尽量说“网络安全”,而不说“安防”,以便更明确地表达我的意思。

所有具有功能安全要求的系统都有安防要求。功能安全至少要防范可预见的滥用,有人盗用系统即属于该类别。有很多系统的安防要求与安全无关。因此,具有功能安全要求的系统是具有安防要求的系统的一个子集。

【ADI 工程师博客】功能安全与人工智能

作者:Tom-M

这可能是我最短的博客。人工智能有很多名称,包括机器学习。识别手写字的系统不被称为AI,而是光学字符识别系统。另一方面,深度学习也是一种AI技术。AI可以是许多系统的一部分,但其本身并不是目的。

不管怎么样,下面是通用功能安全标准IEC 61508-3中的重要指南。

在任何大于SIL 1的SIL级别,不推荐使用AI。对于SIL 1,既不推荐或也不说不推荐。对于指南,不推荐的定义是在 IEC 61508-3:2010 的附录A中给出。

一款可以瞬时完成电路特性测量的小工具

Q、能否同时产生所有频率的频谱?

A、当然可以,白噪声发生器就可以同时产生幅度相同的所有频率,更简单更快速!

电路中的噪声通常都是有害的,任何好电路都应该输出尽可能低的噪声。尽管如此,在某些情况下,一个特性明确且没有其他信号的噪声源就是所需的输出。

电路特性测量就是这种情况。许多电路的输出特性可通过扫描一定频率范围内的输入信号并观测设计的响应来测量。输入扫描可以由离散输入频率或扫频正弦波组成。干净的极低频率正弦波(低于10 Hz)难以产生。处理器、DAC和一些复杂的精密滤波可以产生相对干净的正弦波,但对于每个频率阶跃,系统必须稳定下来,使得包含许多频率的顺序全扫描很缓慢。测试较少的离散频率可能较快,但会增加跳过高Q现象所在的关键频率的风险。

白噪声发生器比扫频正弦波更简单、更快速,因为它能高效地同时产生幅度相同的所有频率。在被测器件(DUT)的输入端施加白噪声可以快速产生整个频率范围上的频率响应概貌。在这种情况下,不需要昂贵或复杂的扫频正弦波发生器。只需将DUT输出连接到频谱分析仪并观察即可。使用更多的均值操作和更长的采集时间,产生的目标频率范围上的输出响应就更精确。

【ADI 工程师博客】差分放大器AD626,助力完成奥赛级的精密测量

在2018年平昌冬奥会上,德国和加拿大的双人雪橇队以完全相同的时间到达终点而双双获得金牌,这个消息很令人惊讶,因为在这种运动项目中,胜败之差往往只有1/100秒。事实上,排名前五的团队相差仅0.13秒。这大致就是眨眼的工夫。

对于很多奥运赛事,包括有舵雪橇、俯式冰撬和无舵雪橇,精密测量绝对至关重要。无舵雪橇进一步突破测量极限,计分速度降至1/1000秒。

对于精密测量技术,或者为了奥运赛事而发展的精密测量技术,ADI公司并不陌生。ADI公司副设计工程师Tom Westenburg是美国奥委会体育科学部门的首席工程师。他在USOC工作了18年,然后加入凌力尔特公司(LTC),后者现在是ADI公司的一部分。

我有机会与Tom谈论他的一些与计时和计分相关的经验,以及如何改善运动成绩。

您发现了许多滑道使用的计时系统存在缺陷,并提出了解决方案。这个缺陷是什么?

有舵雪橇和无舵雪橇轨道在起点和终点使用光学传感器。它们使用调制光源,因此不会受到周围照明变化的影响,例如当云朵遮住太阳时。

为自动驾驶安全保驾护航,雷达、激光雷达和惯性单元是关键技术铁三角

不久前,全球管理咨询公司麦肯锡发布了一份研究报告,估算自动驾驶技术如能实现,将提升个人安全系数,可减少90%以上的事故。不过,报告作者之一表示认,自动驾驶行业整体还处在“诞生期”,90%的数字仅是预测,有很大的不确定性,而且是在所有人都采取自动驾驶的前提下得出的。

就安全系数而言,传感和决策对其意义重大,所以解读传感器信息为当前高级驾驶辅助系统(ADAS)的核心,以及未来全自动驾驶汽车所需要的基本要素,同时也是我们当前面临的一大挑战。

扩展感知能力,超越人眼所及

想象您在开车时一辆迎面而来的汽车不知不觉进入了您的车道,与此同时有一个人在人行道上遛狗。您会刹车以期将碰撞降至最低程度?还是猛打方向盘,撞上行人和狗?抑或猛然转向另一车道,撞上迎面而来的车流?无论如何选择,也不大可能逃过一劫而不造成实质性损害或伤害。即使有能力在一瞬间作出三项决策,对我们所有人来说,这仍会变成一个没有赢家的困境,除非我们能避免其发生。这正是自动驾驶的主要目标之一:车辆中的传感器、通信能力、执行器和人工智能(AI)协同工作,收集并分析信息,从而比最好的人类司机更快、更及时地做出决策。

GSPS ADC搭配DC-DC转换器,提高输电网络效能嗖嗖的

ADC 在任何依赖外部(模拟)世界收集信息进行(数字)处理的系统中都是不可或缺的组成部分。从通信接收机和电子测试测量到航空航天,这些系统在不同的应用中各有不同。

硅片处理技术的发展(65 nm CMOS、28 nm CMOS等)使高速 ADC 得以跨越 GSPS(每秒千兆采样)门槛,同时提供12位或14位性能。

对于系统设计人员来说,这意味着能用于数字处理的采样带宽更宽。出于环境和成本方面的考虑,系统设计人员不断尝试降低总功耗。一般而言,ADC 制造商建议采用低噪声 LDO(低压差)稳压器为 GSPS(或 RF 采样)ADC 供电,以便达到最高性能。然而,这种方式的输电网络 (PDN) 效率不高。设计人员对于使用开关稳压器直接为GSPS ADC 供电且不会大幅降低 ADC 性能的方法呼声渐高。

解决方案是谨慎地进行 PDN 部署和布局布线,确保 ADC 性能不受影响。本文讨论了线性和开关电源的不同之处,并表明 GSPS ADC 与 DC-DC 转换器搭配使用可大幅改善系统能效,且不会影响 ADC 性能。本文通过输电网络组合探讨 GSPS ADC 性能,并对成本和性能进行了对比分析。

通常建议 GSPS ADC 使用的 PDN

两种简单、精确、灵活的热电偶温度测量方法

作者:Matthew Duff 和 Joseph Towey

热电偶是一种广泛用于温度测量的简单元件。本文简单概述了热电偶,介绍了利用热电偶进行设计的过程中常见的挑战,并提出两种信号调理解决方案。第一种方案将参考接合点补偿和信号调理集成在一个模拟 IC 内,使用更简便;第二种方案将参考接合点补偿和信号调理独立开来,使数字输出温度感应更灵活、更精确。

热电偶原理

如图 1 所示,热电偶由在一头相连的两根不同金属线组成,相连端称为测量(“热”)接合点。金属线不相连的另一头接到信号调理电路走线,它一般由铜制成。在热电偶金属和铜走线之间的这一个接合点叫做参考(“冷”)接合点。*

用于 SAC ADC 的数字增益压缩 (DGC)

LTC2378-20 提供了一种数字增益压缩 (DGC) 功能,其把全标度输入摆幅定义为介于 ±VREF 模拟输入范围的 10% 和 90% 之间。该功能允许由单个正电源来给 SAR ADC 驱动器供电,因为每个输入在 0.5V 和 4.5V 之间摆动,如下图所示。

单片式线性电池充电器采用高达 60V 的输入运作

相对较低容量电池的充电、或后备和“保持运作型”电池的维护充电而言,线性拓扑电池充电器因其紧
凑的占板面积、简单和可负担能力而受到重视。即使如此,能接受 10V 或更高输入电压的线性充电器却十分缺乏,因而导致无法满足许多工业和汽车系统的要求。

有些开关模式解决方案能接受高输入电压,而开关拓扑可提供电流和效率方面的优势,但是它们在复杂性和解决方案占板面积上却付出了重大的代价。最后的结果是,对于“保持运作型”系统或后备电池充电器中必需的低电流来说,开关模式解决方案往往就是“杀鸡用牛刀”了。此外,适合高达 60V 之汽车和工业应用的解决方案实在少之又少。

LTC®4079 是一款宽输入范围独立型充电器,其可由任何2.7V至高达60V的DC电源来供电,因而能够直接采用 12V 和 24V DC 系统电源轨或甚至 48V 工业电源实施恒定电流 / 恒定电压 (CC/CV) 充电。其简单与坚固性的组合使之能够轻而易举地满足在这些环境中“持续运作型”系统或后备电池解决方案的充电需求。图1为简单锂离子电池充电器的实例。

利用中间电压提高功率转换效率

问题:如何提高高电压输入、低电压输出的电源转换器的效率?

答案:
对于需要从高输入电压转换到极低输出电压的应用,有不同的解决方案。一个有趣的例子是从48 V转换到3.3 V。这样的规格不仅在信息技术市场的服务器应用中很常见,在电信应用中同样常见。

图1.通过单一转换步骤将电压从48 V降至3.3 V。

如果将一个降压转换器(降压器)用于此单一转换步骤,如图1所示,会出现小占空比的问题。占空比反映导通时间(当主开关导通时)和断开时间(当主开关断开时)之间的关系。降压转换器的占空比由以下公式定义: