EN
Бързи връзки
Когато става дума за продвинати системи за обработка на сигнали, интегрирани схеми (ИЧ) избират се като сърце и мозък на операцията. Тези системи имат високи изисквания. Те нуждаят от ИЧ, които могат да постигнат идеалния баланс между достатъчна изчислителна мощност за обработване на сложни задачи, енергоефективност, за да не разхващат твърде много енергия, и адаптивност към различни сценарии. Инженерите, търсейки идеалния ИЧ, често се фокусират върху няколко ключови параметра. Скоростта на обработка е голяма. Поради бързото темпо на днешния цифров свят, колкото по-бързо се обработва, толкова по-добре. Друг важен фактор е отношението сигнал/шум (СШ). Искаме нашите сигнали да са ясни и без нежелани шумове. С развитието на модерните алгоритми, особено тези базирани на машинно обучение за филтриране, съвместимостта с тези алгоритми стана задължителна. Вземете приложенията, които изискват реално време за анализ, като биомедицинско изображение, където всеки секунда е от значение за точен диагноз или автономни системи, които трябва да вземат решения в миг. В тези случаи, ниската латентност не е само желано качество; това е абсолютна необходимост. Водещите инженерни журнали последно подчертават, че расте нуждата от конфигурируеми архитектури. Тези архитектури са отлични, защото могат да поддържат както цифрово, така и аналого обработка на сигнали, давайки ни повече гъвкавост в нашия дизайн.
Сега, когато знаем какво да търсим в ИК за обработка на сигнали, нека говорим за предизвикателствата, които се появяват при съвременните проекти за обработка на сигнали. Тези проекти са като сложен лабиринт, пълен с препятствия. В гъстите разположения на ПЛС, които напомнят за електронен град с много жители, електромагнитната интерференция може да бъде реална головомък. Ето как да имаш множество шумни съседи, които нарушават спокойствието ти. А в переносими устройства ограниченията на енергопотреблението са големи проблеми. Искаме нашите устройства да продължават да работят колкото е възможно повече от един заряд. При високочестотни приложения поддържането на сигналената целостност е от решаващо значение, и тук идват в игра ефективните решения за термичен мениджмънт. Мисли си го като охлаждаща система за електрониката ти. Изследователите установиха, че използването на ИК с вградени механизми за корекция на грешки може да доведе до подобрени резултати, особено в среди, където нивата на напрежението постоянно се променят. Това е като да имаш безпщенето, което ще те улови при грешки. Също така, интегрирането на хардуерни акселератори за неща като преобразувания Фурие и анализа на вълнови показатели значително подобрява ефiciентността на обработката. Това е потвърдено от множество отраслени бенчмаркове, които са като дневници за успеха на различните технологии.
Тъй като сме идентифицирали предизвикателствата, как можем да оптимизираме производителността на системите за обработка на сигнали? Архитектите на системи имат ключова роля тук. Те знают, че постигането на оптимални резултати е свързано с приравняването на спецификациите на ИС към конкретните изисквания на приложението. Например, при задачи за аудио обработка искаме най-добро качество на звука. Конвертори с 24-битова разрешаваща способност и честоти на пробиране над 192 kHz могат да ни дадат превъзходен динамичен диапазон. Това е като да имаш високоразрешителен аудио опит. В радарни и лейдарни системи, които се използват за нещата като детектиране на обекти в околната среда, ИС, които поддържат адаптивни алгоритми за бивформиране, са промяна в играта. Те позволяват прецизен пространствен анализ на сигнала, помагайки на тези системи да бъдат по-точни. За приложения, чувствителни към мощността, като тези в батерийно оперирани устройства, чипове, които реализират динамично скалиране на напрежението, са отличен избор. Полевите тестове показват, че тези чипове могат да намалят разхода на енергия с 30 - 40%, без да жертва възможностите за обработка. Това е като да получиш повече пробег от колата си, все още карателю същата скорост.
Думата за света на хардуера за обработка на сигнали е в постоянен рост и има някои много вълнуващи се появящи тенденции. Развитието на мрежи 5G и растежът на инфраструктурата IoT са като мощни двигатели, които подпомагат иновациите в дизайна на IC за обработка на сигнали. Хетерогенните архитектури за изчисления, които комбинират CPU, GPU и специализирани DSP ядра, стават все по-популярни. Те са като мечна екипировка, способна да се справи с все повишаващата се сложност на задачите за фузиониране на данни от много сензори. В системите с много сензори имаме данни, влизащи от различни видове сензори, и тези архитектури могат да ги комбинират ефективно. Нај-новите научни публикации подчертават някои много обещаващи разработки във области на неуроморфните чипове. Тези чипове са fasciniering, защото имитират биологичните механизми за обработка на сигнали. Това може потенциално да революционизира приложението на разпознаване на образци. Ето как даваме на машините ни по-човешки начин за разбиране на образци. В системите за мониторинг на околната среда, които се използват за наблюдение на неща като качеството на въздуха и температурата, все повече се придобиват IC с вградени AI ядра. Тези ядра могат да извършват реално време спектрален анализ и разпознаване на аномалии, което ни помага да идентифицираме бързо всеки проблеми в околната среда.
Когато инженерните отбори поглеждат към бъдещето, те знают, че трябва да мислят напред при избора на ИС компоненти. Една от ключовите неща, които приоритизират, е масштабируемостта. Това е като строяне на къща с възможността да добавите повече стаи в бъдеще. Модуларни дизайни, които поддържат обновяване на фirmware, са отличен начин да се гарантира съвместимостта с развиващите се стандарти за сигнален процесинг. Това е като да може да обновявате софтуера си, за да останете в съответствие с най-новата технология. Прототипирането с evaluaционни платки, които разполагат с програмируеми логически масиви, е също така умно решение. То позволява бързо повторно изпълнение на имплементациите на алгоритми. Това е като да можете бързо да тествате и подобрявате идеите си. Индустриални изучавания показват, че системите, които включват архитектури, устойчиви към грешки, преживяват с 50% по-малко намаления на производителността през продължителни операционни периоди. Това е голяма предимност, особено в индустриалните приложения, където всеки спирожнат може да бъде скъп. Значително намалява цената на поддръжката, правейки тези системи по-надеждни и икономически ефективни на дългосрочна основа.