作者：Noah Madinger， Colorado Electronic Product Design （CEPD） 编者按——尽管协处理器架构因其数字处理性能和吞吐量而闻名，但也为嵌入式系统设计者提供了实现项目管理策略的机会，从而降低了开发成本并加快了上市速度。本文重点介绍分立式微控制器（MCU） 和分立式现场可编程门阵列 （FPGA）的组合，展示了这种架构如何适合高效和迭代的设计过程。利用研究资料、实证结果和案例研究，探讨这种架构的好处，并提供示范性的应用。读完本文，嵌入式系
使用集成降压式 DC/DC 模块实现具有较低 EMI、高密度、高效率电源转换
作者：Jeff Shepard 随着电子设备的集成度越累越高、使用数量越来越多，设计人员不断面临着提高效率，同时降低成本、减小尺寸和电磁干扰 （EMI）的压力。虽然电源在功率密度和效率方面也有所提高，但设计人员现在还面临着为异构处理架构开发多轨电源解决方案的难题，这些架构可能由 ASIC、DSP、FPGA和微控制器组成。 传统上，降压式 DC/DC 转换器用于为此类架构供电，但随着电源轨数量的不断增加，使用传统分立降压式 DC/DC 转换器与、控制 IC、内部
作者：Jeff Shepard 现场可编程门阵列 （FPGA）、支持 Linux 的 RISC-V 微控制器单元 （MCU）子系统、先进的存储器架构和高性能通信接口，是设计人员的重要工具。对于安全互联系统、安全关键型系统，以及人工智能 （AI） 和机器学习 （ML）等各种硬实时确定性系统的设计人员，更是如此。 然而，将这些不同要素整合成一个安全、互联且具确定性的系统可能极具挑战性且非常耗时，为各种系统要素布设高速互连器件也是一样。设计人员需要提供存储器管理单
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作者：Jeff Shepard 仓库和工厂的实时资产追踪是工业 4.0 的一个重要方面。有各种技术可用来部署实时定位服务 （RTLS） ，以进行资产追踪和改善物流系统。全球定位系统（GPS） 已广泛用于室外 RTLS 实施，但建筑物内无法实现始终有信号。Wi-Fi是另一种选择，但其精确度往往有限，且电源需求大，部署成本很高。无线电频率识别 （RFID） 功耗低，准确性高，但往往成本高昂。工业 4.0 RTLS装置正越来越多地转向蓝牙 5.1 测向技术，因为后者结合了高精度室内
作者：Jeff Shepard 工业 4.0 依赖于电子产品制造的智能自动化。自动化功能不仅越来越强大，而且无处不在，从边缘到云，已经运用到传感器、机器人和协作机器人、可编程逻辑控制器（PLC）和各种各样的其他设备中。半导体晶圆、集成电路、无源元件、包装和电子系统都依赖于智能自动化生产，涵盖了消费、绿色能源、汽车、医疗、工业、军事/航空航天等许多应用领域。统一的制造执行系统（MES） 对从原材料到成品的整个制造链进行实时监测、控制、
作者：Jeff Shepard 在智慧城市中，位置感知服务 （LAS）正在部署到各个领域，包括政府服务、运输、交通管理、能源、医疗保健、水和废弃物处理，以创造更加安全、更加可持续以及连接更密切的城市。这些应用往往需要了解附近设备之间的距离。欧洲的Galileo、美国的 GPS、俄罗斯的 GLONASS 和中国的北斗导航卫星系统都能提供全球导航服务。在 LAS 应用中，对使用多星座全球导航卫星系统（GNSS） 接收器的定位功能的需求日益增长。使用多星座 GNSS 接收器
作者：Jeff Shepard 包括本地网络和云连接在内的无线通信是一系列智慧能源和公用事业系统的基本要素，具体包括各种能量计量仪表、关键基础设施、绿色能源系统、电动汽车、电网现代化、智慧电网和智慧城市。这些应用往往涉及边缘连接，需要使用IEEE 802.15.4、Zigbee、蓝牙和其他协议来支持低延迟、可预测和安全的通信。在有些情况下，诸如 IEEE 802.11 g/n标准等低功耗、高吞吐量无线协议对于这些应用来说很有用。这类协议在室外约 300 m 范围内提供高数
作者：Jeff Smoot 麦克风用在嵌入式系统中已经有很多年了。然而，自其诞生以来，由于家居、汽车和可穿戴设备中基于语音的应用范围不断扩大，MEMS麦克风的市场使用率迅速增加。MEMS 麦克风不仅具有显著减少电路板空间、低功率要求和提高抗电噪声能力的优点，而且还具有更高的设计灵活性，有多种输出选择。模拟输出 MEMS 麦克风仍然是工程师们的一个选择，以及像脉冲密度调制 （PDM） 和集成电路内置音频 （I²S） 这样的数字输出亦是如此。 本文将
作者：Bill Giovino 工业设施已变成一个越来越复杂的线缆网络，除了数字电子互连器件之外，还包括物联网 （IoT） 节点的互联。虽然数字网络已利用以太网、BACnet等有线协议和 Wi-Fi、蓝牙等无线网络协议实现标准化，但单板计算机 （SBC） 或可编程逻辑控制器 （PLC）等控制计算机与传感器或致动器等外设之间的数字互连器件却千差万别。 更让人困惑的是，互连器件使用各种各样的电缆、连接器和引脚分配，这些看上去非常相似，却又完全不兼容。 系统
作者：Jeff Shepard 确定性通信在各种应用中至关重要，如自主机器人和其他工业 4.0 系统、5G 通信、汽车高级驾驶辅助系统 （ADAS） 以及实时流服务。IEEE 802以太网标准（即时间敏感型网络 （TSN））已经扩展，以支持确定性通信。如果实施得当，TSN 可以与非 TSN 设备互操作，但确定性通信仅可在启用 TSN 的设备之间进行。在实施 TSN 时，有许多 IEEE 802 标准需要协调，并确保其提供确定性通信和互操作性，这使得从头将 TSN设计到网络设备中变得复杂而耗时。
作者：Jody Muelaner 机器视觉是一系列技术的融合，可使工业或其他的自动化设备从图像中获得对当时环境的高级理解。如果没有机器视觉软件，具有不同色彩值和色调强度的数字图像对于此类设备来说只不过是简单的、无任何联系的像素集合。机器视觉让计算机（通常与机器控制器相连）检测这类图像中的边缘和形状，以使更高级别的处理程序识别出预先定义的目标物体。这种意义上的图像并不局限于可见光谱中的摄影图像；这类图像也可以包括使用红
作者：Art Pini 机械监测是一项众所周知的工厂机械维护技术，它是工业物联网 （IIoT） 或工业 4.0计划的主要组成部分。该计划正在推动更高水平的自动化，包括提高生产作业和分布式信号处理中的数据交换水平。IIoT的一个要素是扩展测量和记录大量工作参数数据的能力，这些参数包括旋转机械的振动水平和温度。这样就可以了解机器的当前状。