Производство и разработка электроники *

Микросхемы — основа всех современных устройств, от смартфонов до серверов. Кремний, из которого их делают, десятилетиями был главным материалом электроники, но его возможности ограничены. С каждым годом создавать чипы меньше, быстрее и экономичнее становится все сложнее — на помощь в этом приходят «двумерные» материалы: графен, молибденит и их аналоги толщиной в несколько атомов. Недавно ученые из Университета Фудань в Шанхае показали, как встроить такие вещества в обычный кремниевый чип. Эта технология открывает новые пути в создании электроники. Что это за материалы, как они работают и почему вызывают столько интереса? Разбираемся.

Традиционный ежегодный слет hardware-инженеров пройдет в Москве уже через месяц, 29 ноября. Мы расширили целевую аудиторию: в программе найдется интересное не только для мастеров FPGA, но и для RTL-шаманов, гуру верификации и адептов физического дизайна. А еще будут DIY-стенды с «железками» от комьюнити! Больше подробностей — далее в посте.

По сути своей, человек — это мозг, одетый в костюм из костей и мышц с дополнением других органов и тканей. Взаимодействие мозга с окружающей средой осуществляется через органы чувств: глаза, уши, язык, кожа. Если спросить кого-то, какой из этих сенсоров для них важнее, то ответы будут отличаться, скорее всего, ввиду профессиональной деятельности и образа жизни респондента. Однако, с точки зрения получаем из окружающей среды информации, зрение является самым обильным источником данных. Потеря или ухудшение зрения ввиду травм, заболеваний или возрастных изменений разительным образом влияет на жизнь человека, независимо от его работы или хобби. Одной из самых распространенных причин слепоты у людей старше 55 лет является возрастная макулярная дегенерация (AMD от age-related macular degeneration). Ученые из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) провели клинические испытания устройства, способного вернуть зрение людям с AMD. Разработка представляет собой сопряжение имплантируемого в глаз микрочипа и очков дополненной реальности. Как работает эта система, и насколько она эффективна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

В современной электронике печатные платы играют ключевую роль, обеспечивая соединение компонентов и передачу сигналов. Одним из интересных и функциональных элементов разводки являются проводники спирального типа (также известные как спиральные индуктивности или меандровые линии).

Спиральные проводники представляют собой металлические дорожки, выполненные в форме спирали или меандра на поверхности или внутри слоёв печатной платы. Их конструкция может быть:

- Плоской спиралью (planar spiral) – дорожка закручена по окружности или квадрату.

- Меандровой линией (meander line) – зигзагообразная структура, увеличивающая эффективную длину проводника.

- Многослойной спиралью – когда витки распределены между разными слоями печатной платы.

1. Конструкция и особенности

Форма таких проводников представляет собой плоскую спираль, которая может иметь круглую, квадратную, шестиугольную или любую другую геометрию витков в зависимости от требований к индуктивности и занимаемой площадки.

Количество витков, ширина дорожек, расстояние между ними и диаметр спирали — ключевые параметры, влияющие на электрические характеристики проводника. Эти параметры определяют индуктивность, сопротивление и паразитные ёмкости спирального проводника, что особенно важно для высокочастотных применений.

Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) состоят из ценных металлов, таких как литий, медь, марганец, кобальт и никель. После выхода аккумулятора из строя его можно разобрать, полностью разрядить, измельчить. Эта измельчённая смесь у профессионалов рекуперации называется «чёрной массой». Она содержит все ценные металлы, из которых состоят аноды и катоды аккумуляторов (самые дорогие части аккумулятора). Характерный чёрный цвет обусловлен высоким содержанием графита в анодах аккумуляторов, который имеет очень тёмный чёрный цвет. Дальнейшая её переработка с целью выделения ценных компонентов, к которым, главным образом, относятся литий, никель, кобальт и марганец определяется их рыночной стоимостью. О переработке отработанных аккумуляторов мы сегодня и поговорим.

На изображении выше результат многолетних экспериментов и мучений в поисках облегчения такой, казалось бы, простой процедуры как поливать растения, кхе-кхе, вовремя 😊

Это модульная система полива комнатных растений, которая взяла на себя всю заботу о круглогодичном поливе растений. Оно умеет подавать нужную порцию воды в требуемый канал и по необходимости туда же добавить жидкие удобрения. Система масштабируется и можно начать с одного канала и по надобности подключить дополнительные модули расширения.

Ну, а далее распишу про все прототипы, которые придумывал на пути к данному решению...

Знаете ли вы, что у микропроцессоров существуют памяти, которые могут ответить на вопрос: «А нет ли внутри тебя информации, похожей на вот эту?» То есть они не просто запоминают, что им «скажут», и выдают ранее записанное, но еще и умеют сопоставлять свое содержимое с запросом извне. Как в каждой большой дружеской компании есть товарищ, у которого на любую тему найдется подходящий анекдот или мем.

(Перевод моего выступления на  P.I.W.O в июне, слегка подчищенный и приближенный к формату блога).

…звучит как-то не очень. Я сделала все эти слайды в Inkscape с ПК под управлением KDE Linux, плюс я регулярно пользуюсь Firefox. Но это всего лишь я. А что насчёт вас? Вы используете свободное ПО? Поднимите руки! [в аудитории поднимаются руки] Конечно же! Что за чепуха, «Свободное ПО не победило». Кто-то подменил мои слайды… Эй, ведущий конференции!

Ведущий: В другом каталоге.

[Перехожу в каталог с названием другой каталог и открываю файл твои слайды тупица.pdf]

Вот они мои слайды.

Всех приветствую, меня зовут Дорота, и сегодня я буду говорить о том, как …

Где‑то полгода назад я в комментариях писал что «через пару недель» протестирую К1921ВГ015 и выложу результаты. Пара недель прошли, кроме меня никто этим не занялся, так что исправляем ситуацию как можем! В программе: мотивация создать свою собственную отладочную плату, краткий обзор существующих и тесты АЦП с подручным оборудованием.

Вы видели такие токарные автоматы? Это шестишпиндельный 1Б240-6 револьверного типа. Очень старый девайс, полностью механический, на концевиках и реле. Никаких тебе ЧПУ, лазеров и шаговых двигателей, только хардкор. Это просто потрясающая механическая симфония.

В советские годы были целые цеха с такими автоматами по всей стране - большие ангары, где они стояли в несколько рядов десятками. Сейчас это экзотика, но все еще используются в единичных экземплярах на том или ином предприятии. Станок прекрасно справляется с типовыми операциям: изготовление гаек, шайб, болтов втулок и множества других деталей.

~2008 год: Один человек как-то в разговоре пожаловался мне на проблему, с которой он сталкивается много лет, но как победить не знает. Он рассказал мне на пальцах, что происходит. На тот момент я в глаза не видел такой станок, да и вообще был далек от металлообработки. Но, с его слов, примерно понял, как там все устроено и предложил решение. Решение было реализовано сначала на одном станке, а затем распространено на остальные и с тех пор о проблеме забыли.

Привет! Меня зовут Михаил Барских, я руковожу отделом верификации в YADRO. В этом посте я поделюсь нашим опытом верификации и рассмотрю организацию этой работы на разных уровнях. Останавливаться на всех технических подробностях не планирую, но постараюсь осветить все важные моменты, чтобы по итогам поста у вас сложилась цельная картина.

Итак, перед Вами процессорный модуль отечественной разработки, основой которого является четырёхядерный SoC архитектуры RISC V JH7110 производства Поднебесной.

Расположен SoC примерно в центре платы, ближе к ламельному разъёму, использующемуся для установки процессорного модуля (ну или нескольких, если Вам интересна такая конфигурация) на Вашей несущей плате. На фотографии маркировка на JH7110 прикрыта небольшим радиатором. В случае напряжённого теплового режима единым радиатором с возможностью активного охлаждения вместе с SoC накрываются ещё SDRAM, eMMC и многоканальный преобразователь питания. Для крепления такого умощнённого радиатора предназначены четыре отверстия, расположенные прямоугольником.

Два отверстия по краю платы, противоположному ламелям, предназначены для дополнительной фиксации процессорного модуля в разъёме стандарта DDR4 SODIMM P260. В принципе, плата нормально фиксируется штатными лапками разъёма (для чего по коротким сторонам примерно посередине сделаны прямоугольные вырезы), как положено модулю памяти, но для мобильных применений да ещё и с увеличенным радиатором дополнительное крепление необходимо. Разъёмы SODIMM P260 существуют всякие, горизонтальные, вертикальные и наклонные, с разным расстоянием между модулем и материнской платой, есть даже сдвоенные. Я бы не рекомендовал с нашим модулем использовать наклонные, вертикальные - только с дополнительным креплением противоположного ламелям края. Самое лучшее – горизонтальные, зазор между модулем и несущей выбирайте сами, исходя из высоты установленных под ПМ компонентов. Компоненты модуля, расположенные на нижней стороне платы, укладываются в требования по высоте любого из разъёмов: низкопрофильного, обычного и высокого. Не забудьте только про тепловыделение деталей под модулем – условия вентиляции там – хуже не придумаешь.

В 70–80-е годы развернулась настоящая «битва видеоносителей»: Betamax, VHD (Video High Density), LaserDisc и VHS. Победителем, как известно, стал последний. Но в этой гонке участвовал и американский гигант Radio Corporation of America — со своим форматом CED (Capacitance Electronic Disc), также известным как VideoDisc.

Проект обошёлся компании почти в 500 миллионов долларов и закончился крахом: в 1987 году RCA прекратила существование. Казалось бы, точка. Но одна из технологий, созданных для CED, неожиданно обрела вторую жизнь — и привела к появлению сканирующего ёмкостного микроскопа.

После публикации статьи «Электромагнитная совместимость при проектировании печатных плат» у некоторых читателей возник вопрос: зависит ли скорость сигнала от длины проводника на печатной плате.

Скорость сигнала не зависит от длины проводника, но зависит время задержки сигнала. Подробнее об этом в нашей статье.

Давайте разберем подробнее.

В «Битовых масках» — подкасте «Истового инженера» — ведущие знакомят слушателей с инженерами, преподавателями и энтузиастами, которые делают железо и низкоуровневое ПО понятнее, ближе и интереснее.

В обширном списке тем — современные инструменты проектирования, open-source-инициативы, архитектуры процессоров, компиляторы, история вычислительной техники. В этом посте мы расскажем о самых известных гостях «Битовых масок» и поделимся планами по нему.

Картинка: TomoNews Sci & Tech, Gang65

- Дедушка, а ветрогенераторы с тремя лопастями бывают?
- Бывают, внучок, бывают...
- А, с двумя лопастями бывают?
- Бывают, внучок, бывают...
- Дедушка, а вообще без лопастей бывают?
- Нет, внучок, не бывают!
- А вот и нет, дедушка, бывают! :-D

Много различных генераторов — замечательных и не очень, и среди них особняком стоит одно устройство, потенциал которого, возможно, ещё не до конца осознан: ветрогенератор на эффекте Магнуса.

Надо признать — наш прошлый бесперебойник, WB-UPS v.2, мы считаем неудачным. Не потому, что мы где-то ошиблись, или схалтурили, или сэкономили. Нет, мы использовали неплохие компоненты, и все делали согласно рекомендациям из даташитов их производителей.  Но этого оказалось мало. Ощутимую часть устройств (~1.5%) нам пришлось менять по гарантии — через сколько-то месяцев непрерывной работы аккумуляторы «распухали», хоть и продолжали работать. Было понятно, что с этим надо что-то делать.

Трассировка печатных плат - это процесс расположения проводников (дорожек) на печатной плате, обеспечивающий электрическое соединение между компонентами. Правильная трассировка критически важна для надежной работы устройства. Необходимо учитывать длину проводников, ширину, зазоры между ними, а также расположение переходных отверстий и полигонов.

В процессе обработки файлов клиентов наши инженеры-конструкторы часто сталкиваются с ошибками трассировки печатной платы. Устранение этих ошибок на этапе проектирования печатной платы, сделает производство печатной платы проще, быстрее и дешевле.

Коллектив российских ученых из МФТИ, Российского квантового центра и Крымского федерального университета представил новый метод анализа магнитной анизотропии тонких гранатовых пленок при низких температурах, основанный на измерениях ферромагнитного резонанса (FMR). Этот метод позволяет быстро и точно определять температурную зависимость констант магнитной анизотропии, что является важным шагом в развитии магноники — перспективного направления в спинтронике.

При разработке электроники часто приходится работать с CAN шиной. Это не только автомобилестроение, но и электронная начинка для лифтов, поездов, кораблей, космических аппаратов и прочего тоже использует CAN шину для общения между агрегатами.

При прототипировании CAN совместимых устройств часто надо собирать и разбирать различные конфигурации CAN шин. Два устройства, 4 устройства, 8 устройств, потом снова 3 и прочее.

В этом тексте я представил инструкцию по сборке harness-a для CAN или RS-485.