让技术找到应用 让应用激发创新--IIC-China技术应用课程侧记

IIC-China是电子工程师不能错过的行业盛会，为了提供一站式的观摩、交流的学习机会，展会期间还开设了内容丰富的技术应用课程。业界多个领域的知名厂商和行业专家，在这一课程讲授中，分享了最创新的技术应用及解决方案。 这些课程内容覆盖了工程师在日常工作中最常见、最感兴趣的诸多问题，使得现场工程师大呼有用。一天的学习结束后，一位工程师由衷地感叹：“这样的课程对工程师来说，非常有价值。技术只有贴近市场，才有了发展的可能性；而对于市场来说，最重要的正是应用。IIC-China的技术应用课程正是这样一个平台，让技术找到应用，让应用激发创新。” 本文仅摘取2月24日课程精华，供更多工程师朋友参考、学习。 通嘉科技：LED照明应用及驱动设计 LED照明已在全球范围内被公认为是一种健康、节能、环保的重要途径，它已成为LED产业新一波成长动能，备受市场瞩目。LED光源在照明市場的渗透率已由2010年的3.7％逐渐成长为2011年的5%,，预估2012年将达10%，2009年~2013年其复合成长率将大于40％。 驱动LED照明成长的动力主要有如下三方面：首先，丛技术角度而言，LED发光效率已至150lm/w，且LED灯具效率也超过70%，与竞争光源地位相当。另外从晶粒到封装都有新技术发展；其次，从政策方面来看，各国政府都推动禁用白炽灯具，及LED相关标准的推动执行；第三，从价格情况来说，在LED发光效率的提升下，LED照明系统成本可快速下降，有助于形成规模经济。 通嘉科技系统应用中心协理朱益杉介绍，LED照明驱动的设计考虑主要有：隔离或非隔离架构、功率因子（ex:>0.9）、转换效率（ex:> 86%）、启动时间（ex:< 0.5秒）、LED电流精度（ex:±5%）、LED 电流涟波、机构限制（ex: Height<8mm ）、调光方式（ex: Analog, Triac Dimming）以及成本结构等。 传统PCB基板电源电路，需要光耦合器来设计回馈电路，这会增加电路体积、零件成本及功率损耗，因此对于一般小功率、小体积需求的应用，通嘉科技提供的的一系列一次侧控制IC（主面控制IC）具备更少的零件数、更小的电路体积、有效的电压/电流精确度控制、省却光耦合器等特性，可助设计者设计出更具竞争优势的产品。 值得注意的是，传统PFC控制需要额外一个接脚来感测输入电压的变化，作为回授参考讯号，而LD 7830则是利用电压控制模式(Voltage mode Control)PFC法则，可简化这一设计。由于采用高压启动技术、高电源电力及主动转换控制，能让启动时间短、电阻耗损小，让电路可以轻易达到功率因数(PF)>0.90的能效，并改善电子系统的能源使用率，符合节能法规。因此相较于传统电流模式PFC，LD 7830无主电压感测，节能效率更高，同时，多种保护使得系统强健，可抵御异常状况的考验。 Atmel：用硬件安全技术保护你的设计 安全IC如何保护你的设计?Atmel主要提出以下三种方法：第一，只有存在恰当的安全IC，固件才会工作；第二，任何对固件的修改都会致其失效；第三，控制安全IC的供应。 针对第一种方法，为了防止设计被复制，需要将固件连接至安全IC。这时，固件需要检查安全IC，失败则采取适当的动作；当连接至网络时，远程服务器在提供服务前也需先检查安全IC；在主系统和备用部件、子卡或附件之间进行双向验证；安全IC用于可选项或增强特性的使能。 然而，没有任何解决方案是完美的，例如在整个代码中使用多重概念、每个更新均改变保护套件以及依靠安全IC中的多重密值。连接固件至IC有四种方式：第一，固件向安全IC发送问询，只有编程了正确密码的正确安全IC才能返回正确的响应；第二，每次更新都会改变固件的安全特性，攻击者必须针对每一次修订重新开始他所有的工作；第三，当连接至网络时检查安全IC，如果发现IC不存在，则拒绝服务；第四，利用安全IC为固件加密，加大反解密的难度。 针对对于固件的任何修改都会造成系统失败这一方法，需要验证系统固件，确保高质量、最优性能和可靠性；一个基本设计可应用于多个产品品质，以保护无需付费增加额外特性的能力；将软件签名存储在固件里的存储器中，在上电时通过启动代码创建固件摘要，将签名和摘要发送到安全IC，从而进行安全启动，即使只改变一个比特，都会导致核实失败。 Atmel目前已推出了具有增强的硬件安全特性和更大灵活性的易于使用的新型加密认证(cryptographic authentication)器件——具有超低功耗的ATSHA204，它是首款带有4.5Kbit EEPROM和硬件SHA-256加速器的经优化的交钥匙认证器件，具有专门设计的经优化的硬件安全特性，以鉴别目标、控制OEM供应链、防止软件或其它知识产权(IP)的盗窃。这款器件能够安全地生成、存储或传送安全密钥，因而可与微控制器系统中的AES加速器理想配合。 Atmel致力于提供易于使用，且集成最新NIST加密算法以实现具最高级别可靠性的加密产品。这些产品填补了大多数微控制器和ASIC解决方案的安全存储缺失的空白，可用于组件确认、固件完整性检查、专有和保密数据的安全存储等。而且，这些器件的使用非常方便，应用开发人员无需具备加密知识，也能够自信地实现认证检查功能。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} Micrel：抑制纹波的电源噪声衰减器 消费者不断要求购买性能更高的产品，为了开发具备更高图像捕捉品质、更强信号接收能力（智能手机）以及通话不掉线的产品，工程师们面临着更高的设计要求。Micrel的Ripple Blocker技术通过抑制图像处理器（ISP）的系统电源纹波，改善了低照度图像传感器的最小可探测信号捕捉性能。这一系列IC的最新产品包括MIC94300电压跟随输出IC和MIC94310固定输出（LDO）IC。 这一创新技术为高灵敏度数据与影像采集系统提供了更有效的噪声抑制。MIC94300集成了一个低导通电阻的限流开关和一个允许直流分量通过并过滤掉交流分量的低通滤波器。而MIC94310是一款高性能低压降稳压器，在从直流到5MHz高频下较离散解决方案有更好的电源抑制比性能。这两款集成电路产品都拥有一个提供上电顺序的高电平有效使能引脚。它们为工程师们提供了较当前离散解决方案更大的优势，特别是在需要充分抑制纹波的应用中以及需要改善数据处理系统的最小可探测信号性能的应用中。这个集成电路系列可满足当前要求最苛刻的便携应用，包括智能手机、医学成像产品、平板电脑/笔记本电脑/网络摄像头、数码相机和摄像机、条形码扫描仪、GPS以及图像传感器中的图像系统处理器等。　 Micrel的新型Ripple Blocker技术通过抑制图像处理器（ISP）的系统电源纹波，改善了低照度图像传感器的最小可探测信号捕捉性能。离散解决方案通常需要用大LC滤波器来减少纹波，而这一系列的器件无需使用这种滤波器，因而节省了电路板可用空间，非常适合空间受限的设计。 NXP：恩智浦组合技术实现在智能白色家电中的创新 智能白色家电是白色家电的最新趋势，恩智浦产品在智能白色家电中的应用包括：无线（NFC， Zigbee等）、绿色电源( 包括低待机功耗IC和EM7xx系列电源组成的电源管理方案）、接口器件（带MCU控制的Cap.Sensor和LCD接口方案）、传感器（智能传感）等，可为冰箱、空调、洗衣机的智能设计带来节能、便捷和优化的技术支持。 恩智浦半导体技术市场经理张林介绍，只有具备智能电源、智能连接、智能人机界面和智能操控的白色家电才可称其为智能白电。以智能洗衣机为例，首先，提升转换效率是优化电源系统性能，实现智能家电的重要一环。因此降低待机功耗、提升能效以及快速唤醒功能，都将使消费者受益。恩智浦丰富的电源系列产品可满足这种需要，使智能化电源能效达到新水平。目前TEA172x系列产品已面世，它集成功率MOSFET，待机功耗低于10mW，仅采用极少的外部元件，可提供非常先进的功能，帮助制造商开发低成本的智能设备。 在智能连接方面，恩智浦可实现基于NFC的应用，例如通过与具备NFC功能的手机进行连接，从而通过无线传输读取或改变洗衣机的状态。此外，智能连接也可实现纤维及清洁剂的辨识等功能，通过读取衣服的织物类型和颜色，进而选择相应的洗涤剂和最合适的洗涤程序，从而避免洗衣时的染色等问题，并减少洗涤剂和水的用量。而通过ZigBee无线通讯技术，可将洗衣机与智能电表、能源网关等进行连接，便于更好地进行能源管理。 在智能连接方面，恩智浦的解决方案有集成NFC和RFID功能的单芯片解决方案CLRC663、NFC协议栈、可运行NFC和RFID的微控制器LPC1200、支持IEEE802.15.4 2.4 GHz无线电的单芯片解决方案等。 在智能界面方面，恩智浦使用了电容触控和LCD触控技术的人机界面，它有着与iPod一样的外观和操控感，易于使用。在这方面，恩智浦有宽泛的MCU产品系列、低电流触控IC和LDC驱动等。 在智能控制方面，恩智浦的32位ARM MCU和Triacs，可用于人机界面、系统管理、马达及负载控制等，它们可以处理复杂的洗涤程序，一片MCU即可处理系统mgt、U/I、电机与负载控制。而交流电源计量，有助于强化消费者的节能意识，可通过远程诊断，进行符合成本效益的能量测量，而不再需要编写或配置软件程序。 当然，白色家电在走向智能联网的同时，安全问题也是重要的一环。恩智浦已开发出端对端的智能网络安全技术，例如其用于智能电网组件认证的SmartMX系列芯片，可帮助实现安全的数据传输、隐私保护，并防止假冒和能源盗取的现象发生。 英联（Union）：便携式电子产品中模拟混合信号解决方案 上海英联电子科技有限公司成立于2001年，是一家专注于模拟及混合信号处理集成电路设计、生产管理和销售的集成电路设计公司，其产品包括电源管理电路、接口电路、模拟开关、静电保护电路和电磁干扰滤波电路。 在便携式电子设备面临ESD保护、EMI抗干扰、低功耗、空间受限等挑战的情况下，如何满足NFC、多接口通信、摄像、LCD、3D以及物联网等热门应用，成为众多厂商共同面临的问题。英联的产品在便携式产品中应用很广，特别是在提高设计中的EMI抗干扰和ESD防护方面，有其独特的技术。 UM8611是一款集成了TVS二极管的低通滤波器，它可有效抑制EMI干扰信号，并为便携式电子设备提供静电放电保护。这款器件由8个相同的用于ESD保护的TVS二极管电路组成，可提供超过具有±15kV（空气放电）和±8kV（接触放电）的ESD电压有效抑制。与UM8411相比，UM8411的低频损耗为了- 6.17dB,而UM8611只有-1.48dB。 除了继续强化在便携式电子产品方面的优势外，英联已开始拓展一些新兴领域，如物联网，针对其物流快递、仓储管理、运输管理等环节所需的数据采集器 / 移动数据终端，英联开发了一系列相关应用芯片。其中RS485芯片可提供故障保护功能，具有防雷电冲击、光耦隔离和宽信号摆幅等性能，确保系统能在更苛刻的瞬态高压冲击环境下可靠运行。该芯片的输出信号摆幅大于2.2V，在长距离通信中具有更高可靠性，而其斜率限制的特点，能减少EMI，并能在使用阻抗不匹配的传输线时降低反射，提高通信质量。 除此之外，英联在高像素LCD显示、多接口通信、3D眼镜、NFC通信等方面都有相应的产品推出，意在满足产品高性能的基础上，实现多元化的应用。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载