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通过Python 执行复杂的PYNQ 框架方案

电子设计 ? 2020-12-22 15:37 ? 次阅读

作者:GiulioCorradi博士

赛灵思?PYNQ框架能在Zynq?产品系列中实现对Python语言及运行时的全面支持与集成。直接在ZynqSoC架构上利用Python的生产力优势,用户能够充分发挥可编程逻辑和微处理器的长处,更容易为人工智能、机器学习和信息技术应用构建设计。

摘要
从工程设计、科研、数据科学、机器学习、信息技术到人工智能,Python开源编程语言已经成为各类应用中的不成文标准。

当在嵌入式应用中使用现代片上系统(SoC)时,就能够运行Python执行复杂的分析算法,其性能接近台式机工作站,但外形尺寸显著缩小,功耗要求也显著降低。通过预处理从传感器读取的数据,赛灵思?Zynq产品系列大幅度提高性能和确定性,同时降低时延。

这种被称为PYNQ框架方案,能从应用处理器有效卸载不必要占用处理器带宽的大量重要但重复的操作。这种卸载功能对于满足工业物联网中边缘应用提高的智能需求有重要意义。

嵌入式计算的新范例
近期的IEEE调查报告称2017年最流行的两种编程语言分别是Python和C语言。在嵌入式计算领域,C语言一直以来都是中坚力量。传统上来说,我们一直将Python语言用于网络或台式机计算,而从未用作嵌入式计算语言;但是这种情况正在发生改变。

Python及其相关框架能支持用于数据分析、机器学习(ML)和人工智能(AI)应用的复杂算法的开发。当然,这些应用属于嵌入式计算领域的热点话题,而且它们正在促使Python得到采用,特别是在边缘工业物联网(IIoT)领域的普及。

C++、C++和Python紧密相连,因为Python本身也依赖C和C++用来提供最核心的库。但是,C和C++属于编译型语言,能够在裸机上执行。Python在这点上则与之不同,是一种解释型语言。这种差异在嵌入式计算中为自身带来了挑战:例如,Python需要操作系统(一般是Linux),另外还需要易失性和非易失性存储器资源。

在工业物联网边缘嵌入式计算领域,ML和AI的实现日趋倾向于发挥数字孪生体(1)与物理致动器的功用。因此,解决方案必须能够实时以低确定性时延做出响应。此外,工业物联网解决方案也必须能够支持其他行业趋势,例如:
?根据待解决问题在实时处理器、应用处理器和专用处理单元间进行分区
?为专用处理器卸载引擎创建接口,从而为性能关键内核提速
?使用Linux等标准操作系统
?提供具备调度功能和确定性的解决方案
?为原型设计和生产提供高生产力框架
?覆盖标准和传统网络通信接口与协议,包括IT、OT融合网络。
?为机器学习和分析提供丰富的库
?功能安全性
?网络安全

构建工业物联网平台绝非易事。从物理环境的边缘到云(包括AI和ML)的整个链条是复杂的,并需要多种专业能力。因此,开发工业物联网就要求使用更高水平的抽象,而这种抽象水平又要与项目涉及的不同工作职能相关联,才能让开发在可接受的时间预算和成本预算内完成。参见图1。

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图1:同一平台的不同抽象水平

在工业物联网中探索机器学习
工业物联网解决方案越来越多地在边缘纳入嵌入式智能。对于众多应用而言,这意味着机器学习推断的实现。实现后,ML算法会利用其经验,根据一套输入数据得出结论。在ML中,经验可通过名为培训的学习过程来获得。ML应用的培训可使用下列两种方法之一执行:(1)人工监督或(2)实现判断功能。两种方法都需要将由正反例构成的大数据集应用于ML网络。在ML算法得到充分培训后,就能将其部署在工业物联网边缘,根据新输入和未知输入进行推断。

工业物联网解决方案应用从ML的使用中获益匪浅,尤其是对于那些传统方法不能提供可接受的性能的应用或者需要大量人工干预的应用,例如再校准、维护、诊断和故障安全保护操作。这些应用具体包括:
?传感器与测量系统
?系统识别
?机器学习系统控制
?高级信号处理
?自主系统的强化学习
?图像处理

因此,开发ML解决方案需要具备有足够通用性的平台和生态系统,才能支持完整的开发模型,而不仅仅支持解决方案的独立单元。

PYNQ框架
赛灵思Zynq-7000SoC包含用来为现代SoC提供不成文标准特性的双核Arm?Cortex?-A9处理器系统(PS)和可编程逻辑(PL),同时它还提供独特的高度差异化灵活性,支持将关键任务卸载到PL。ZynqUltraScale+MPSoC和ZynqUltraScale+RFSoC使用四核ArmCortex-A53PS、PL和其他特定部件型号的处理块进一步扩展这一模型。

PS和PL间的紧密耦合能实现比传统方法响应性更好、可重配置性更强、能效更高的系统。基于CPU的传统方法需要使用外部存储器来共享镜像等大型数据结构。因为需要片外仲裁和通信,这样做会降低确定性并增大功耗与时延,Zynq产品系列中提供的异构片上系统器件允许设计人员在器件的PL内为功能提速。这样,提供的解决方案不仅拥有确定性响应时间,还能降低时延,优化功耗。参见图2。

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图2:与典型SoC相比Zynq产品系列的优势

在高级综合工具SDSoC?和Vivado?HLS的帮助下,开发人员能够把C和C++编译代码直接转化为硬件。

结合可编程逻辑中功能的加速,还能够实例化一个或更多的MicroBlaze?32位软核处理器。MicroBlaze核允许执行实时关键应用。这些功能让Zynq产品系列可用来满足支持Python的嵌入式平台的所有要求。

PYNQ框架支持Python能与Zynq产品系列一起使用,可充分发挥可编程逻辑提供的加速功能。为实现这一点,PYNQ采用了将PL叠加封装成混合库的方式。

混合库是一种全新形式的库,包含叠加比特流和与之相关视硬件而定的C代码和PythonAPI。混合库是实现重复使用的关键机制,使用PIPInstall(用于安装和管理使用Python编写的软件包的封装管理系统)就能轻松安装。

因此,PYNQ框架为数据科学家、嵌入式工程师、硬件工程师和系统工程师等所有开发人员提供了所需的必要抽象层次。参见图3。

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图3:PYNQ框架中不断提高的抽象水平

PYNQ框架率先结合下列要素,能简化和改进基于Zynq产品系列的设计:
?高层次生产力语言(Python)
?在可编程逻辑内实现加速的混合库
?受嵌入式处理器支持的基于Web的架构
?JupyterNotebook框架

与不能使用可编程逻辑的传统SoC方法相比,依托这些要素的PYNQ框架拥有显著优势。

数据科学家能立刻把由赛灵思用熟悉的封装在Python框架里创建的系统投入使用。图3展示了可以使用一些标准封装的堆栈。Panda、Scikit-learn和NumPy位于顶层,其他封装则提供专门功能,比如用于机器人的ROS和用于仿真的SimPy。

Python能够导入一个或多个随时可用的预配置硬件模块,为应用加速并消除瓶颈。所有封装都能在Jupyter环境中进行尝试和使用,并可使用基于FPGA叠加的硬件库接口连接到可编程逻辑。

PYNQ框架是围绕开源社区设计的,开发人员在该社区可以创建和共享叠加。使用这种方法,开发人员在确认需要新叠加之前不需要构建叠加。也就是说,在运行所需功能的叠加不存在时才需要构建它。每个新叠加都应严格遵循为工业物联网确立的“设计模式”。这些设计模式包括(但不仅限于)下列模式:

加速器为计算提速-与主处理器共享和/或交换数据。根据数据大小和性能要求,数据交换可以在PL存储器内(块RAM)、片上存储器内(COM)、L2高速缓存内和DDR存储器内进行。

日志记录器负责采集数据,一般是与主处理器共享的原始数据。根据数据大小和性能要求,日志记录可以在PL存储器内(块RAM)、片上存储器内(COM)、L2高速缓存内和DDR存储器内进行。采集过程可以通过明确触发来自主处理器的事件或通过捕获外部事件来启动。

定序器生成逻辑值的自动序列;根据复杂程度,这其中可包含用于实现布尔函数、FSM和/或仲裁数字模式的可编程生成器实例。

运行器提供可用C/C++语言进行编程的基于MicroBlaze32位软核处理器的实时控制功能,用于从主处理器卸载重复性任务以确保确定性。

可以把运行器用作安全模块。可配置MicroBlaze处理器用于锁步操作。虽然整个Zynq产品系列都针对功能安全性进行了精心设计,但当产品从最初的原型设计进入到可生产阶段时,这一功能尤为重要。

传感器与测量系统
传感器是任何工业系统,尤其是工业物联网解决方案的关键组成部分。从简单的温度测量热电偶,到结合多个异构传感器的用来测量特定物理量的复杂传感器融合,工业物联网解决方案采用多种不同的传感器模态。在工业物联网解决方案中实现ML,有助于开发人员让给定传感器发挥出最佳性能,同时提高下列操作的效率:
?传感器数据采集(例如:振动分析)
?传感器数据标准化
?传感器线性化
?传感器诊断
?高级传感器
?传感器融合
?校准与自校准

传感器诊断
因为老化原因,传感器性能在整个工作寿命期间会发生变化。传感器在恶劣环境中使用时尤其如此,此时老化会影响可靠性,并带来偏离和偏差问题。此外,如果将传感器用于安全应用,传感器诊断功能同样极为有用;在此情况下,正确的诊断流程也是安全系统的组成部分。

通过使用ML,设计人员能够创建传感器模型,或更为普遍的说法,即数字孪生,在持续监控实际传感器输出的同时预测传感器输出。在额定条件下,传感器信号遵循某种已知模式,且伴随系统与测量噪声导致的一定程度的不确定性。但是,如果传感器失效,观察到的输出就会与预测输出相左,并且当偏差越过指定时序或阈值时,就可以明确声明传感器失效。由于分析冗余技术允许使用工作在额定条件下的传感器提供的信息为动态系统创建模型,因此“数字孪生”不会老化或失效,会永久存续。

预测性维护用例:用于诊断与安全的滚珠轴承故障检测
封装材料行业已经认识到“全面生产维护”作为提高设备可靠性的积极方法体系的重要意义。逐渐发生的轴承失效是行业故障最主要的原因之一。因此,尽早地检测这些故障对确保可靠高效的运营而言至关重要。单个包装机往往就装有8部以上的电动机和众多主轴,存在可能导致生产线停运的多个故障源。

滚珠轴承能确保轴以最小摩擦自由转动,同时让轴保持在正确位置上。如果旋转系统的滚珠轴承失效,后果将不堪设想。造成轴承受损的原因有很多,包括:
?轴承错位
?微动磨损,对轴承接触面的一种侵蚀性破坏
?变频驱动,产生导致点蚀、槽蚀和弧坑的轴电流
?轴承润滑不当
?轴承侵蚀
?轴承疲劳
?高温和其他因素

在故障发生之前检测此类故障,对于降低运营成本和维护成本而言有极为重要的意义。幸运的是,低成本加速计的问世提供高带宽测量,能支持功能极为强大的振动数据采集系统。将这些加速计与先进的电动机控制功能共同部署,便可基于PYNQ框架实现侦测系统,实时检测可能的失效。

对于本应用而言,PYNQ架构部署在ARTY-Z7电路板上。该电路板支持基于PYNQ的叠加,但这只仅仅是PYNQ框架的可能的用途之一。在本例中,系统设置包含一个高性能电动机控制系统和一个由5个Kionix(1)三轴加速计构成的采集系统。

可以使用多种技术进行振动监测,其中包括振动测量、声学测量、温度测量和磨损分析。使用硅微加速计为感应全部三个轴向的振动提供了低成本的方法,从而能够全面掌握系统中发生的所有可能的振动模式。具体如图4所示。

为了确保测量准确,加速计位置应贴近电动机、齿轮箱和主滑轮内的滚珠轴承。

电动机电流、定子电压和轴角度位置等系统参数均在监测范围内。将电动机模型用于估算角度和内部电压。

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图4:故障检测与电动机控制

如图5所示,使用下列单元为PYNQ环境创建了新的叠加:
?电动机控制系统:实例化为使用QDESYS(www.qdesys.com)高性能电动机控制IP集的HDL块。
?日志记录器:实例化为VivadoHLS模块,并连接高性能AXI总线0。
?即时高速傅立叶转换(FFT):实例化为VivadoHLS模块,并连接高性能AXI总线0。
?运行器:用于解耦和管理加速度计,采用MicroBlaze软核处理器实现并以DDR存储器内共享段的形式对外提供。MicroBlaze处理器:从ARM处理器分担加速度计管理工作。I2C协议对这些单元进行区别对待,分别补偿偏置、灵敏度、温度和比率误差。

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图5:捕获与电动机控制内部模块

为实现能与PYNQ框架配合的新叠加,使用了PythonC外部函数接口(CFFI)。在使用Python时,该接口支持与几乎任何C代码进行交互。可编程逻辑加速功能置于PYNQ框架内,并且可以访问该框架下基于C/C++的软件驱动程序。PYNQ框架也提供在开发应用时有所帮助的补充功能。PYNQ的两大核心功能包括:
(a)mmio:用于实现存储器映射I/O,以及xlnk:将DDR存储器分配为NumPy(使用Python开展科学计算的基本库)可见的缓存空间。xlnk负责为PL(用于映射登记的向量)获取虚拟地址和物理地址。

举个简单的例子,可以借助观察通过电动机的电流,来建立加速度计输出的振动信号与检测到的振动信号间的关联关系,因此开展传统的振动分析或是更先进的信号特征分析就可以建立这一关联。

具体指标及整体系统的描述将占尽单独一本白皮书的篇幅,故不在本白皮书中详述。作为展示,图6体现了超过阈值的滚珠轴承频率限值信号由图7中看似正常的电流波形中提取的。

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图6:使用电流信号特征的振动分析

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图7:三相电动机的波形(滚珠轴承信号特征被噪声淹没)

上述示例证明,只要正确理解了问题和Zynq产品系列特性,就能开展切实的高级诊断,为具备机器学习功能的工业物联网系统敞开通向更智能方法的大门。

结论
本白皮书仅涵盖PYNQ框架的一些基础知识,该框架将Python与Zynq组合结合为一体。PYNQ框架提供了新的切实可能性,有助于打造能够充分利用工业物联网全部功能,以及机器学习提供的新兴功能的系统。

边缘计算机器学习的发展尚处于萌芽阶段,而赛灵思致力于交付一流的产品和设计框架,以加快和简化智能和自适应资产的设计、部署与维护。这仅仅是动人旅程的开端,本白皮书中提及的许多话题将在后续的白皮书、应用说明和示例中详细介绍。其中一部分已经在PYNQGitHub库里提供。

入门
?PYNQ框架见http://www.pynq.io。
?本白皮书里介绍的ArtyZ7板系由Digilent公司提供,见:store.digilentinc.com/arty-z7-apsoc-zynq-7000-development-board-for-makers-and-hobbyists/
?含ArtyZ7板、用于电动机控制的电源模块以及BLDC电动机的套件见:https://shop.trenzelectronic.de/en/TEC0053-04-K1-EDDP-Motor-Control-Kit-with-Motor-Power-Supplies

编辑:hfy

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的头像 新机器视觉 发表于 01-07 13:55 ? 191次 阅读
如何使用Python+OpenCV为人脸生成口罩?

谁是2020年最强Python库?

2020年已经过去了,国外的一家专门提供Python服务的网站Troy Labs,盘点出了2020年....
的头像 新机器视觉 发表于 01-07 13:49 ? 105次 阅读
谁是2020年最强Python库?

三星推出全新Neo QLED电视

作为屏幕制造领域的领先者,三星在屏幕上的研发一直位居科技企业的前列,在屏幕上也积累了极其丰富的技术,....
的头像 我快闭嘴 发表于 01-07 12:16 ? 1233次 阅读
三星推出全新Neo QLED电视

荣耀即将发布笔记本、手表和智慧屏等新品

荣耀官方已经开始为新品开始预热,想必荣耀近期将举办一场新品发布会,不过具体是哪天荣耀官方还没有公布。
的头像 我快闭嘴 发表于 01-07 12:10 ? 397次 阅读
荣耀即将发布笔记本、手表和智慧屏等新品

即将发布!三星Galaxy A52 5G通过3C认证

最近一段时间,网上时常出现关于三星Galaxy A52 5G手机的爆料。此前,网上的爆料者已经曝光了....
的头像 lhl545545 发表于 01-07 11:40 ? 465次 阅读
即将发布!三星Galaxy A52 5G通过3C认证

小米Lite系列近期将在海外地区发布

搭载骁龙888的年度旗舰小米11已经发布,按照小米的产品节奏,Lite系列应该会于近期在海外地区发布....
的头像 lhl545545 发表于 01-07 11:27 ? 336次 阅读
小米Lite系列近期将在海外地区发布

2021年将是智能手机全面复苏的一年

在经历了两年多的低迷后,全球智能手机市场正在5G的催化下迎来销量反弹,在各大机构以及手机供应链厂商的....
的头像 我快闭嘴 发表于 01-07 11:13 ? 438次 阅读
2021年将是智能手机全面复苏的一年

苹果M1将改变笔记本电脑产业?

据外媒报道,首批M1 Mac在多个级别上都取得了巨大的成功,科技行业渴望看到随着整个Mac产品系列获....
的头像 我快闭嘴 发表于 01-07 11:03 ? 483次 阅读
苹果M1将改变笔记本电脑产业?

Zen架构之父转战AI公司:投身RISC-V处理器

当像Jim Keller这样的人说您的公司“取得了令人瞩目的进步,并且拥有最有前途的架构”的时候,对....
的头像 工程师邓生 发表于 01-07 11:00 ? 322次 阅读
Zen架构之父转战AI公司:投身RISC-V处理器

Redmi K40 Pro真机渲染图疑似曝光

在2020的年底,小米发布了全球首款搭载骁龙888处理器的旗舰机型小米11。作为“友商”的Redmi....
的头像 lhl545545 发表于 01-07 10:32 ? 240次 阅读
Redmi K40 Pro真机渲染图疑似曝光

Linux上安装Python的步骤

如何在 上安装Python
发表于 01-01 06:59 ? 0次 阅读
Linux上安装Python的步骤

嵌入式系统中单片机与处理器区别及散热设计分析

嵌入式系统中单片机与处理器区别及散热设计
发表于 12-31 06:11 ? 0次 阅读
嵌入式系统中单片机与处理器区别及散热设计分析

如何为您的数据集中器选择合适的处理器

为您的数据集中器选择合适的处理器
发表于 12-30 07:21 ? 0次 阅读
如何为您的数据集中器选择合适的处理器

Python如何移植到IMX6ULL开发板上

本章节介绍 Python 如何移植到 IMX6ULL 开发板上,并有几个简单的测试例程。本章节使用的资料已经放到了开发板网盘资料中...
发表于 12-29 06:00 ? 0次 阅读
Python如何移植到IMX6ULL开发板上

ZYNQ PS端IIC接口使用笔记分享

ZYNQ7000系列FPGA的PS自带两个IIC接口,接口PIN IO可扩展为EMIO形式即将IO约束到PL端符合电平标准的I...
发表于 12-23 17:06 ? 404次 阅读
ZYNQ PS端IIC接口使用笔记分享

基于XC7Z100+ADRV9009的双收双发无线电射频板卡

基于Xilinx ZYNQ FPGA和ADI的无线收发芯片ADRV9009开发的专用功能板卡...
发表于 12-22 07:04 ? 0次 阅读
基于XC7Z100+ADRV9009的双收双发无线电射频板卡

有攻城狮对python感兴趣的吗?

有攻城狮对python感兴趣的吗?
发表于 12-21 15:50 ? 33次 阅读
有攻城狮对python感兴趣的吗?

【MaaXBoard开发板试用体验】 0x1 前言与后语

前言原创文章,转载引用请务必注明链接,水平有限,如有疏漏,欢迎指正。拿到 MaaxBoard 有一段时间了,最近搬家装修买房,加上...
发表于 12-16 02:00 ? 404次 阅读
【MaaXBoard开发板试用体验】 0x1  前言与后语

ZYNQ板卡的主要技术指标和软件内容

基于ZYNQ XC7Z035+ADS5474的2路400Msps AD采集处理板卡...
发表于 12-15 07:26 ? 0次 阅读
ZYNQ板卡的主要技术指标和软件内容

STM32L552CCT6 STMicroelectronics STM32L5超低功耗微控制器

oelectronics STM32 L5超低功耗MCU设计用于需要高安全性和低功耗的嵌入式应用。这些MCU基于Arm树皮-M33处理器及其TrustZone,用于Armv8-M与ST安全实施结合。STM32 L5 MCU具有512KB闪存和256KB SRAM。借助全新内核和ST ART Acccelerator™, STM32 L5 MCU的性能进一步升级。这些STM32 L5 MCU采用7种形式封装,提供大型产品组合,支持高达125°C的环境温度。 特性 超低功耗,灵活功率控制: 电源范围:1.71V至3.6V 温度范围:-40°C至+85/+125°C 批量采集模式(BAM) VBAT模式下187nA:为RTC和32x32位储备寄存器供电 关断模式下,17nA(5个唤醒引脚) 待机模式下,108nA(5个唤醒引脚) 待机模式下,配备RTC,222nA 3.16μA停止2,带RTC 106μA/MHz运行模式(LDO模式) 62μA/MHz 运行模式(3V时)(SMPS降压转换器模式) ...
发表于 10-28 15:01 ? 55次 阅读
STM32L552CCT6 STMicroelectronics STM32L5超低功耗微控制器

TLC1541 10 位 32kSPS ADC 串行输出微处理器外设/独立、11 通道

信息描述 The TLC1541 is a CMOS A/D converter built around a 10-bit switched-capacitor successive-approximation A/D converter. The device is designed for serial interface to a microprocessor or peripheral using a 3-state output with up to four control inputs [including independent SYSTEM CLOCK, I/O CLOCK, chip select (CS\), and ADDRESS INPUT]. A 2.1-MHz system clock for the TLC1541, with a design that includes simultaneous read/write operation, allows high-speed data transfers and sample rates up to 32 258 samples per second. In addition to the high-speed converter and versatile control logic, there is an on-chip, 12-channel analog multiplexer that can be used to sample any one of 11 inputs or an internal self-test voltage and a sample-and-hold function that operates automatically. The converters incorporated in the TLC1541 feature differential high-impedance reference inputs that facilitate ratiometric conversion, scaling, and...
发表于 04-18 20:07 ? 93次 阅读
TLC1541 10 位 32kSPS ADC 串行输出微处理器外设/独立、11 通道

TLC1551 10 位,164kSPS ADC 并行输出,直接 I/F 至 DSP/微处理器,10 通道

信息描述The TLC1550x and TLC1551 are data acquisition analog-to-digital converters (ADCs) using a 10-bit, switched-capacitor, successive-approximation network. A high-speed, 3-state parallel port directly interfaces to a digital signal processor (DSP) or microprocessor (μP) system data bus. D0 through D9 are the digital output terminals with D0 being the least significant bit (LSB). Separate power terminals for the analog and digital portions minimize noise pickup in the supply leads. Additionally, the digital power is divided into two parts to separate the lower current logic from the higher current bus drivers. An external clock can be applied to CLKIN to override the internal system clock if desired. The TLC1550I and TLC1551I are characterized for operation from ?40°C to 85°C. The TLC1550M is characterized over the full military range of ?55°C to 125°C.特性Power Dissipation...40 mW Max Advanced LinEPIC? Single-Po...
发表于 04-18 20:07 ? 112次 阅读
TLC1551 10 位,164kSPS ADC 并行输出,直接 I/F 至 DSP/微处理器,10 通道

TLC0838 8 位,20kSPS ADC 串行输出,微处理器外设/独立运算,远程 运算具有 数据链路,Mux 选项

信息描述These devices are 8-bit successive- approximation analog-to-digital converters, each with an input-configurable multichannel multiplexer and serial input/output. The serial input/ output is configured to interface with standard shift registers or microprocessors. Detailed information on interfacing with most popular microprocessors is readily available from the factory. The TLC0834 (4-channel) and TLC0838 (8-channel) multiplexer is software-configured for single-ended or differential inputs as well as pseudodifferential input assignments. The differential analog voltage input allows for common-mode rejection or offset of the analog zero input voltage value. In addition, the voltage reference input can be adjusted to allow encoding of any smaller analog voltage span to the full 8 bits of resolution. The TLC0834C and TLC0838C are characterized for operation from 0°C to 70°C. The TLC0834I and TLC0838I are characterized for operation from -40°...
发表于 04-18 20:07 ? 110次 阅读
TLC0838 8 位,20kSPS ADC 串行输出,微处理器外设/独立运算,远程 运算具有 数据链路,Mux 选项

TLC0832 8 位,22kSPS ADC 串行输出,微处理器外设/独立运算,Mux 选项,具有 SE 或差动,2 通道

信息描述 These devices are 8-bit successive-approximation analog-to-digital converters. The TLC0831 has single input channels; the TLC0832 has multiplexed twin input channels. The serial output is configured to interface with standard shift registers or microprocessors. The TLC0832 multiplexer is software configured for single-ended or differential inputs. The differential analog voltage input allows for common-mode rejection or offset of the analog zero input voltage value. In addition, the voltage reference input can be adjusted to allow encoding any smaller analog voltage span to the full 8 bits of resolution. The operation of the TLC0831 and TLC0832 devices is very similar to the more complex TLC0834 and TLC0838 devices. Ratiometric conversion can be attained by setting the REF input equal to the maximum analog input signal value, which gives the highest possible conversion resolution. Typically, REF is set equal to VCC (done internally on...
发表于 04-18 20:07 ? 166次 阅读
TLC0832 8 位,22kSPS ADC 串行输出,微处理器外设/独立运算,Mux 选项,具有 SE 或差动,2 通道

TLC0831 8 位,31kSPS ADC 串行输出,微处理器外设/独立运算,单通道

信息描述 These devices are 8-bit successive-approximation analog-to-digital converters. The TLC0831 has single input channels; the TLC0832 has multiplexed twin input channels. The serial output is configured to interface with standard shift registers or microprocessors. The TLC0832 multiplexer is software configured for single-ended or differential inputs. The differential analog voltage input allows for common-mode rejection or offset of the analog zero input voltage value. In addition, the voltage reference input can be adjusted to allow encoding any smaller analog voltage span to the full 8 bits of resolution. The operation of the TLC0831 and TLC0832 devices is very similar to the more complex TLC0834 and TLC0838 devices. Ratiometric conversion can be attained by setting the REF input equal to the maximum analog input signal value, which gives the highest possible conversion resolution. Typically, REF is set equal to VCC (done internally on...
发表于 04-18 20:06 ? 268次 阅读
TLC0831 8 位,31kSPS ADC 串行输出,微处理器外设/独立运算,单通道

TLC0820A 8 位,392kSPS ADC 并行输出,微处理器外设,片上跟踪与保持,单通道

信息描述 The TLC0820AC and the TLC0820AI are Advanced LinCMOSTM 8-bit analog-to-digital converters each consisting of two 4-bit flash converters, a 4-bit digital-to-analog converter, a summing (error) amplifier, control logic, and a result latch circuit. The modified flash technique allows low-power integrated circuitry to complete an 8-bit conversion in 1.18 us over temperature. The on-chip track-and-hold circuit has a 100-ns sample window and allows these devices to convert continuous analog signals having slew rates of up to 100 mV/us without external sampling components. TTL-compatible 3-state output drivers and two modes of operation allow interfacing to a variety of microprocessors. Detailed information on interfacing to most popular microprocessors is readily available from the factory.特性 Advanced LinCMOSTM Silicon-Gate Technology 8-Bit Resolution Differential Reference Inputs Parallel Microprocessor Interface Conversion and A...
发表于 04-18 20:06 ? 70次 阅读
TLC0820A 8 位,392kSPS ADC 并行输出,微处理器外设,片上跟踪与保持,单通道

TMS470MF03107 16/32 位 RISC 闪存微处理器

信息描述TMS470MF04207/03107 器件隶属于德州仪器 (TI) 的 TMS470M 汽车级 16/32 位精简指令集计算机 (RISC) 微控制器系列。 TMS470M 微控制器利用高效率的 Cortex?–M3 16/32 位 RISC 中央处理单元 (CPU) 提供了高性能,由此实现了很高的指令吞吐量并保持了更加出色的代码效率。 TMS470M 器件运用了大端字节序格式,在该格式中,一个字的最高有效字节被存储于编号最小的字节中,而最低有效字节则存储在编号最大的字节中。 高端嵌入式控制应用要求其控制器提供更多的性能并保持低成本。 TMS470M 微控制器架构提供了针对这些性能和成本需求的解决方案,并保持了低功耗。 TMS470MF04207/03107 器件的组成如下: 16/32 位 RISC CPU 内核 TMS470MF04207 高达 448K 字节的程序闪存(具有 SECDED ECC) TTMS470MF03107 高达 320K 字节的程序闪存(具有SECDED ECC) 具有 SECDED ECC 的 64K 字节闪存 (用于获得额外的程序空间或进行 EEPROM 仿真) 高达 24K 字节的静态 RAM (SRAM) (具有 SECDED ECC) 实时中断定时器 (RTI) 矢量中断模块 (VIM) 硬件...
发表于 04-18 20:03 ? 110次 阅读
TMS470MF03107 16/32 位 RISC 闪存微处理器

TMS470MF04207 16/32 位 RISC 闪存微处理器

信息描述TMS470MF04207/03107 器件隶属于德州仪器 (TI) 的 TMS470M 汽车级 16/32 位精简指令集计算机 (RISC) 微控制器系列。 TMS470M 微控制器利用高效率的 Cortex?–M3 16/32 位 RISC 中央处理单元 (CPU) 提供了高性能,由此实现了很高的指令吞吐量并保持了更加出色的代码效率。 TMS470M 器件运用了大端字节序格式,在该格式中,一个字的最高有效字节被存储于编号最小的字节中,而最低有效字节则存储在编号最大的字节中。 高端嵌入式控制应用要求其控制器提供更多的性能并保持低成本。 TMS470M 微控制器架构提供了针对这些性能和成本需求的解决方案,并保持了低功耗。 TMS470MF04207/03107 器件的组成如下: 16/32 位 RISC CPU 内核 TMS470MF04207 高达 448K 字节的程序闪存(具有 SECDED ECC) TTMS470MF03107 高达 320K 字节的程序闪存(具有SECDED ECC) 具有 SECDED ECC 的 64K 字节闪存 (用于获得额外的程序空间或进行 EEPROM 仿真) 高达 24K 字节的静态 RAM (SRAM) (具有 SECDED ECC) 实时中断定时器 (RTI) 矢量中断模块 (VIM) 硬件...
发表于 04-18 20:03 ? 94次 阅读
TMS470MF04207 16/32 位 RISC 闪存微处理器

TMS470MF06607 16/32 位 RISC 闪存微处理器

信息描述TMS470MF06607 器件是德州仪器 TMS470M 系列汽车级 16/32 位精简指令集计算机 (RISC) 微控制器产品的成员。 TMS470M 微控制器利用高效率的 ARM Cortex?–M3 16/32 位 RISC 中央处理单元 (CPU) 实现了高性能,由此在保持了更高代码效率的同时实现了很高的指令吞吐量。 高端嵌入式控制应用要求其控制器提供更多的性能并保持低成本。 TMS470M 微控制器架构提供了针对这些性能和成本需求的解决方案,并保持了低功耗。 TMS470MF06607 器件的组成如下:16/32 位 RISC CPU 内核 带有 SECDED ECC 的 640k 字节的总闪存 512K 字节程序闪存用于额外的程序空间或 EEPROM 仿真的 128K 字节的闪存 带有 SECDED ECC 的 64K 字节静态 RAM (SRAM) 实时中断定时器 (RTI) 矢量中断模块 (VIM) 硬件内置自测试 (BIST) 校验器,用于SRAM (MBIST) 和 CPU (LBIST) 64 位循环冗余校验器 (CRC) 带预置分频器的基于调频 0 引脚锁相环 (FMzPLL) 的时钟模块 两个多缓冲串行外设接口 (MibSPI) 两个具有本地互连网络接口 (LIN) 的 UART (SCI) 两个 CAN 控...
发表于 04-18 20:03 ? 110次 阅读
TMS470MF06607 16/32 位 RISC 闪存微处理器

TMS320F28027 Piccolo 微处理器

信息描述F2802x Piccolo 系列微控制器为 C28x 内核供电,此内核与低引脚数量器件中的高集成控制外设相耦合。 该系列的代码与以往基于 C28x 的代码相兼容,并且提供了很高的模拟集成度。 一个内部电压稳压器允许单一电源轨运行。 对 HRPWM 模块实施了改进,以提供双边缘控制 (调频)。 增设了具有内部 10 位基准的模拟比较器,并可直接对其进行路由以控制 PWM 输出。 ADC 可在 0V 至 3.3V 固定全标度范围内进行转换操作,并支持公制比例 VREFHI / VREFLO 基准。 ADC 接口专门针对低开销/低延迟进行了优化。特性亮点高效 32 位中央处理单元 (CPU) (TMS320C28x) 60MHz,50MHz,和 40MHz 器件 3.3V 单电源 集成型加电和欠压复位 两个内部零引脚振荡器 多达 22 个复用通用输入输出 (GPIO) 引脚 三个 32 位 CPU 定时器 片载闪存、SRAM、一次性可编程 (OTP) 内存 代码安全模块 串行端口外设 (SCI/SPI/I2C) 增强型控制外设 增强型脉宽调制器 (ePWM)高分辨率 PWM (HRPWM)增强型捕捉 (eCAP)模数转换器 (ADC)片上温度传感器比较器38 引脚和 48 引脚封装高效 32 位 CPU (TMS320C28x) 6...
发表于 04-18 20:03 ? 258次 阅读
TMS320F28027 Piccolo 微处理器

TMS320F28035 Piccolo 微处理器

信息描述F2803x Piccolo 系列微控制器为 C28x 内核和控制律加速器 (CLA) 供电,此内核和 CLA 与低引脚数量器件中的高集成控制外设向耦合。 该系列的代码与以往基于 C28x 的代码相兼容,并且提供了很高的模拟集成度。 一个内部电压稳压器允许单一电源轨运行。 对 HRPWM 模块实施了改进,以提供双边缘控制 (调频)。 增设了具有内部 10 位基准的模拟比较器,并可直接对其进行路由以控制 PWM 输出。 ADC 可在 0V 至 3.3V 固定全标度范围内进行转换操作,并支持公制比例 VREFHI / VREFLO 基准。 ADC 接口专门针对低开销/低延迟进行了优化。特性亮点高效 32 位中央处理单元 (CPU) (TMS320C28x) 60MHz 器件 3.3V 单电源 集成型加电和欠压复位 两个内部零引脚振荡器 多达 45 个复用通用输入输出 (GPIO) 引脚 三个 32 位 CPU 定时器 片载闪存,SRAM,OTP 内存 代码安全模块 串行端口外设 (SCI/SPI/I2C/LIN/eCAN) 增强型控制外设 增强型脉宽调制器 (ePWM) 高分辨率 PWM (HRPWM) 增强型捕捉 (eCAP) 个高分辨率输入捕获 (HRCAP) 增强型正交编码器脉冲 (eQEP) 模数转换器 (ADC...
发表于 04-18 20:03 ? 504次 阅读
TMS320F28035 Piccolo 微处理器

TDA3 ADAS 应用处理器

信息描述 TI 的 TDA3x 片上系统 (SoC) 是经过高度优化的可扩展系列器件,其设计满足领先的高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 要求。 TDA3x SoC 处理器集成了性能、低功耗、小尺寸和 ADAS 视觉分析处理功能的最优组合,支持广泛的 ADAS 应用,旨在推进更加自主流畅的驾驶体验。TDA3x SoC 支持业内最广泛的 ADAS 应用,包括前置摄像头、后置摄像头、环视系统、雷达和单一架构整合系统,将复杂的嵌入式视觉技术应用于现代化汽车。TDA3x SoC 整合了非单一型可扩展架构,其中包括 TI 定点和浮点 TMS320C66x 数字信号处理器 (DSP)、具有嵌入式视觉引擎 (EVE) 的视觉 AccelerationPac 和双路 ARM Cortex-M4 处理器。 该器件可采用不同的封装选项(包括叠加封装)实现小外形尺寸设计,从而实现低功耗配置。 TDA3x SoC 还集成有诸多外设,包括 LVDS 环视系统的多摄像头接口(并行和串行)、显示屏、控制器局域网 (CAN) 和千兆位以太网视频桥接 (AVB)。TDA3x 视觉 AccelerationPac 中的 EVE 承担了处理器的视觉分析功能,同时还降低了功耗。 视觉 AccelerationPac 针对视觉处理进行了优化,可通过 32 位...
发表于 04-18 20:02 ? 260次 阅读
TDA3 ADAS 应用处理器

BELASIGNA 300 用于便携式通信设备的24位音频处理器

信息BelaSigna?300是一款超低功耗,高保真单声道音频处理器,适用于便携式通信设备,可在不影响尺寸或电池寿命的情况下提供卓越的音频清晰度。 BelaSigna 300为易受噪声和回声影响的设备提供了卓越音频性能的基础。其独特的专利双核架构使多种高级算法能够同时运行,同时保持超低功耗。微型超低功耗单芯片解决方案对电池寿命或外形尺寸几乎没有影响,是便携式设备的理想选择。具有领域专业知识和一流算法,安森美半导体和我们的解决方案合作伙伴网络可以帮助您快速开发和推出产品。 BelaSigna 300芯片提供全套开发工具,实践培训和全面技术支持。 针对音频处理优化的负载均衡双核DSP架构 超低功耗:通常为1-10 mA 微型外形尺寸:3.63 x 2.68 mm PCB面积,外部元件很少 输入级: - 88 dB系统动态范围可扩展至110 dB - A / D采样率从8.0到60 kHz - 4个独立通道 输出阶段: - 高保真D类输出直接驱动扬声器 - 25 mA最大声功率输出 灵活的输入输出控制器(IOC),用于卸载DSP上的数字信号移动< / li> 支持具有极低群延迟的高级自适应音频处理算法 128位AES高级加密以保护制造商和用户数据 与其他系统和HMI的无缝连接按钮,电位器和L...
发表于 04-18 19:43 ? 151次 阅读
BELASIGNA 300 用于便携式通信设备的24位音频处理器

BELASIGNA 250 16位音频处理器,全立体声2声道,2声道输出

信息BelaSigna?250是一款完整的可编程音频处理系统,专为超低功耗嵌入式和便携式数字音频系统而设计。这款高性能芯片以BelaSigna 200的架构和设计为基础,可提供卓越的音质和无与伦比的灵活性。 BelaSigna 250集成了完整的音频信号链,来自立体声16位A / D转换器或数字接口,可接受信号通过完全灵活的数字处理架构,可以直接连接到扬声器的立体声模拟线路电平或直接数字电源输出。 独特的并行处理架构 集成转换器和电源输出 超低功耗:20 MHz时5.0 mA; 1.8 V电源电压 支持IP保护 智能电源管理,包括需要 88 dB系统动态范围且系统噪声极低的低电流待机模式 灵活的时钟架构,支持高达33 MHz的速度 全系列可配置接口,包括:IS,PCM,UART,SPI,IC,GPIO...
发表于 04-18 19:43 ? 210次 阅读
BELASIGNA 250 16位音频处理器,全立体声2声道,2声道输出

BELASIGNA 300 AM 带AfterMaster HD的音频处理器

信息BelaSigna?300AM是一款基于DSP的音频处理器,能够在包含主机处理器和/或外部I 基于S的单声道或立体声A / D转换器和D / A转换器。 AfterMaster HD是一种实时处理音频信号的算法,可显着提高响度,清晰度,深度和饱满度。 br> BelaSigna 300 AM专门设计用于需要解决方案以克服小型或向下扬声器(包括平板电视或耳机)限制的应用。 通常4执行AfterMaster HD时为-8 mA 尺寸为3.63 mm x2.68 mm x 0.92 mm(包括焊球)提供 包括一个快速的I 基于C的界面,用于下载和AfterMaster HD算法的一般配置,一个高度可配置的PCM接口,用于将数据流入和器件,高速UART,SPI端口和5个GPIO。 这些器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准...
发表于 04-18 19:42 ? 170次 阅读
BELASIGNA 300 AM 带AfterMaster HD的音频处理器

AD567 12位电流输出、微处理器兼容型DAC

信息优势和特点 单芯片结构 双缓冲锁存器支持兼容8位微处理器 快速建立时间:500 ns(最大值,至±1/2 LSB) 片内集成高稳定性嵌入式齐纳基准电压源 整个温度范围内保证单调性 整个温度范围内保证线性度:1/2 LSB(最大值,AD567K) 保证工作电压:±12 V或±15 V 欲了解更多信息,请参考数据手册产品详情AD567是一款完整的高速12位单芯片数模转换器,内置一个高稳定性嵌入式齐纳基准电压源和一个双缓冲输入锁存器。该转换器采用12个精密、高速、双极性电流导引开关和一个经激光调整的薄膜电阻网络,可提供快速建立时间和高精度特性。微处理器兼容性通过片内双缓冲锁存器实现。输入锁存器能够与4位、8位、12位或16位总线直接接口。因此,第一级锁存器的12位数据可以传输至第二级锁存器,避免产生杂散模拟输出值。锁存器可以响应100 ns的短选通脉冲,因而可以与现有最快的微处理器配合使用。AD567拥有如此全面的功能与高性能,是采用先进的开关设计、高速双极性制造工艺和成熟的激光晶圆调整技术(LWT)的结果。该器件在晶圆阶段进行调整,25°C时最大线性误差为±1/4 LSB(K级),整个工作温度范围内的线性误差为±1/2 LSB。芯片的表面下(嵌入式...
发表于 04-18 19:24 ? 245次 阅读
AD567 12位电流输出、微处理器兼容型DAC

AD557 DACPORT低成本、完整微处理器兼容型8位DAC

信息优势和特点 完整的8位DAC 电压输出:0 V至2.56 V 内部精密带隙基准电压源 单电源供电:5 V (±10%) 完全微处理器接口 快速建立时间:1 xxs内电压达到±1/2 LSB精度 低功耗:75 mW 无需用户调整 在工作温度范围内保证单调性 规定了 T min至T max的所有误差 小型16引脚DIP或20引脚PLCC封装 低成本产品详情AD557 DACPORT?是一款完整的电压输出8位数模转换器,它将输出放大器、完全微处理器接口以及精密基准电压源集成在单芯片上。无需外部元件或调整,就能以全精度将8位数据总线与模拟系统进行接口。AD557 DACPORT的低成本和多功能特性是单芯片双极性技术持续发展的结果。完整微处理器接口与控制逻辑利用集成注入逻辑(I2L)实现,集成注入逻辑是一种极高密度的低功耗逻辑结构,与线性双极性制造工艺兼容。内部精密基准电压源是一种取得专利的低压带隙电路,采用+5 V单电源时可实现全精度性能。薄膜硅铬电阻提供在整个工作温度范围内保证单调性工作所需的稳定性,对这些薄膜电阻进行激光晶圆调整则可实现出厂绝对校准,误差在±2.5 LSB以内,因此不需要用户进行增益或失调电压调整。新电路设计可以使电压在800 ns内达到±...
发表于 04-18 19:12 ? 196次 阅读
AD557 DACPORT低成本、完整微处理器兼容型8位DAC

AD558 电压输出8位数模转换器,集成输出放大器、完全微处理器接口和精密基准电压源

信息优势和特点 完整8位DAC 电压输出:两种校准范围 内部精密带隙基准电压源 单电源供电:+5 V至+15 V 完全微处理器接口 快速建立时间:1 ±s内电压达到±1/2 LSB精度 低功耗:75 mW 无需用户调整 在工作温度范围内保证单调性 规定了 Tmin至Tmax的所有误差 16引脚DIP和20引脚PLCC小型封装 激光晶圆调整单芯片供混合使用产品详情AD558 DACPORT?是一款完整的电压输出8位数模转换器,它将输出放大器、完全微处理器接口以及精密基准电压源集成在单芯片上。无需外部元件或调整,就能以全精度将8位数据总线与模拟系统进行接口。这款DACPORT器件的性能和多功能特性体现了近期开发的多项单芯片双极性技术成果。完整微处理器接口与控制逻辑利用集成注入逻辑(I2 L)实现,集成注入逻辑是一种极高密度的低功耗逻辑结构,与线性双极性制造工艺兼容。内部精密基准电压源是一种取得专利的低压带隙电路,采用+5 V至+15 V单电源时可实现全精度性能。薄膜硅铬电阻提供在整个工作温度范围内保证单调性工作所需的稳定性(所有等级器件),对这些薄膜电阻运用最新激光晶圆调整技术则可实现出厂绝对校准,误差在±1 LSB以内,因此不需要用户进行增...
发表于 04-18 19:12 ? 658次 阅读
AD558 电压输出8位数模转换器,集成输出放大器、完全微处理器接口和精密基准电压源

TMS320C5545 TMS320C5545 定点数字信号处理器

信息描述这些器件是 TI C5000定点数字信号处理器 (DSP) 产品系列的成员之一,适用于低功耗应用。 选择。 定点 DSP 基于 TMS320C55x DSP 系列 CPU 处理器内核。C55x DSP 架构通过提升的并行性和节能性能实现高性能和低功耗。CPU 支持一个内部总线结构,此结构包含一条程序总线,一条 32 位读取总线和两条 16 位数据读取总线,两条数据写入总线和专门用于外设和 DMA 操作的附加总线。这些总线可实现在一个单周期内执行高达四次 16 位数据读取和两次 16 位数据写入的功能。此器件还包含四个 DMA 控制器,每个控制器具有 4 条通道,可在无需 CPU 干预的情况下提供 16 条独立通道的数据传送。每个 DMA 控制器在每周期可执行一个 32 位数据传输,此数据传输与 CPU 的运行并行并且不受 CPU 运行的影响。 C55x CPU 提供两个乘积累积 (MAC) 单元,每个单元在一个单周期内能够进行 17 位 × 17 位乘法以及 32 位加法。一个中央 40 位算术和逻辑单元 (ALU) 由一个附加 16 位 ALU 提供支持。ALU 的使用受指令集控制,从而提供优化并行运行和功耗的能力。C55x CPU 内的地址单元 (AU) 和数据单元 (DU) 对这些资源进...
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TMS320C5545 TMS320C5545 定点数字信号处理器
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