Производство и разработка электроники *

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.

Излучение терагерцового, или, как его ещё называют, субмиллиметрового диапазона занимает в электромагнитном спектре область между инфракрасными и радио волнами. Терагерцовое излучение, из-за низкой энергии квантов, является неионизирующим и легко проходит сквозь большинство диэлектриков (дерево, пластик, керамика, бумага, ткань), при этом оно отражается от проводящих материалов и сильно поглощается водой. Этот набор свойств делает терагерцовое излучение перспективным для задач сканирования объектов и систем построения изображений. 

В октябре стартовал новый поток Школы синтеза цифровых схем для студентов технических направлений — образовательная программа по цифровому дизайну с упором на RTL и верификацию. 24 лекции с офлайн-практикой на платах в 26 кластерах по всей России, домашние работы, большое и оживленное комьюнити — такая программа, если вкратце, ждет своих героев. Набор на сезон 2025–2026 открыт, общая информация есть на сайте. А чтобы вы лучше представили, что будет в Школе синтеза, мы поговорили с четырьмя выпускниками прошлых лет.

Компьютеры, оборудование и датчики Honeywell всегда были образцовыми по качеству. Кроме одного случая в начале 1980-х, когда была допущена ужасная ошибка в мейнфрейме. Из-за этой ошибки больше не существует компьютеров под маркой Honeywell. Об этом ниже. А начнем мы с удачного примера: 15 января 2009 года мир аплодировал капитану Чесли Салленбергеру, который посадил Airbus A320 на Гудзон. В этом «Чуде на Гудзоне» ключевую роль сыграла вспомогательная силовая установка (APU, дополнительный бортовой двигатель), разработанная компанией Honeywell. Сегодня невозможно представить гражданскую авиацию, космос или промышленную автоматизацию без этого американского гиганта. Honeywell — пионер в авионике, ведущий поставщик систем управления и климатического оборудования.

DRC (DesignRuleCheck) - это не просто важно, это абсолютно критичный, обязательный и не пропускаемый этап разработки. Отправка файлов на производство без проведения DRC - это гарантированная игра в русскую рулетку с высоким шансом получить нерабочие или неремонтопригодные печатные платы.

Теперь разберем подробнее, почему это так важно.
DRC (DesignRuleCheck) — это процесс автоматизированной проверки соответствия проекта печатной платы (PCB) определённым правилам проектирования. Эти правила устанавливаются производителем печатных плат и определяют минимальные допустимые размеры проводников, зазоры между элементами, требования к расположению компонентов и другие параметры.

Цель DRC — убедиться, что проект PCB соответствует технологическим возможностям производителя и обеспечит надёжное функционирование устройства.

Таким образом:

1. DRC – это мост между вашим проектом и технологическими возможностями производства

Каждое производство имеет свои технологические ограничения:

· Минимальная ширина проводника и зазора. Самое базовое правило. Если вы сделаете дорожку тоньше, чем производство может гарантированно воспроизвести, она будет разорвана или замкнута с соседней.

В последние годы об отечественной полупроводниковой индустрии стало чаще упоминаться не только в нишевых, но и в массовых СМИ. Возросшее внимание к отрасли демонстрируют и реальные стейкхолдеры, обладающие властью и ресурсами. Это подтверждают публикации консалтинговых исследований о потенциале Российского рынка микроэлектроники и необходимых объёмах инвестиций в него. А ведь эти ребята не станут делать что‑то просто ради всеобщего просвещения и осведомления.

Но самым показательным является кратный рост гос. финансирования отрасли за последние годы. Без внимания не остаются и отрасли‑потребители, создающие рынок сбыта для полупроводников — разработчики электроники и сборочные производства компьютеров, базовых станций и различной аппаратуры.

Всё вышеописанное несколько разжигает тлеющую надежду на будущее отечественной микроэлектроники. Отдельное место в этом будущем занимает вопрос освоения производства передовых полупроводниковых чипов. Подавляющее большинство людей ассоциирует микроэлектронику с изготовлением процессоров и гонкой за самый маленький нанометр. И это не удивительно — цифровые полупроводники находятся в авангарде микроэлектронных технологий, доминируют на рынке и вообще являются самыми «хайповыми», особенно на фоне распространения нейросетей.

Существует мнение, что, несмотря на актуальность, микропроцессоры — не самое удачный выбор для фокуса инвестиций в отечественное чипостроение. Для оценки обоснованности этого тезиса необходимо глубже погрузиться в исторический контекст и особенности полупроводникового производства.

Если посмотреть на ведущие промышленные компании — от машиностроения до нефтегаза, — становится ясно: многие из них давно и плотно занимаются разработкой собственных, внутренних стандартов по АСУТП. Это не просто свод общих правил. Речь идет о детальных регламентах, которые покрывают все: от проектирования архитектуры и выбора ПО до конкретных требований к интерфейсам операторов, промышленной безопасности и дальнейшему сопровождению систем.

Главная особенность этих документов в том, что они — не сухая адаптация норм вроде ГОСТ или МЭК. Это, скорее, живые и практические руководства, которые инженеры компаний буквально «выстрадали» на собственном опыте. Они рождаются из реальных проектов, учебы на ошибках и направлены на решение конкретных задач, а не на соответствие абстрактным нормативам.

Что это дает на практике? Эффект от внедрения таких стандартов — вполне измерим. Это не просто «для галочки». Компании получают реальные результаты:

Ученые из МФТИ и их коллеги разработали новый метод сканирующей микроскопии, который позволяет с нанометровым разрешением визуализировать распределение пиннингового потенциала в сверхпроводящих пленках. Этот метод, названный Scanning Quantum Vortex Microscopy (SQVM), открывает новые возможности для изучения дефектов в сверхпроводниках и наноустройствах, что может привести к улучшению характеристик сверхпроводящих материалов и устройств.

На сегодня машинное зрение – это либо просто синоним компьютерного зрения, либо компьютерное зрение, используемое в промышленности, либо более общее понятие - технология и методы, которые используются для визуального автоматического контроля, управления промышленными процессами, роботами и т.д., то есть инструмент системной инженерии. Словом, если стояла бы цель запутать человека, желающего узнать, что такое машинное зрение, то она выполнена. Но так или иначе, даже в последнем случае машинное зрение так переплетено с IT-технологиями, что иначе как компьютерным зрением это назвать трудно. Вероятно, поэтому историю машинного зрения традиционно отсчитывают от публикации в 1955 году статьи Оливера Селфриджа из Массачусетского технологического института (MIT) «Распознавание образов и современные компьютеры», а сам он провозглашен «отцом машинного восприятия». 

Большинство производственников согласны с необходимостью мыть свои приборы. Зато множество разногласий в том, как и чем мыть. Для человека в теме, эта суета выглядит словно споры о различиях вкусов бренди разных сроков выдержки – на практике все сводится к тому, что моем мы спиртиком, или мылом с ИННОВАЦИОННЫМИ ПРИСАДКАМИ©.

DRV8870 - это старая простая микросхема управления коллекторным DC-мотором с токами в обмотках до 3.5 Ампер от компании Texas Instruments. По сути это драйвер H-моста. Причем H-мост встроен прямо внутрь корпуса самой микросхемы. Это полностью интегрированное решение.

В этом тексте я произвел обзор микросхемы DRV8870. Посмотрим с какой стороны следует подходить к микросхеме DRV8870.

Тоже любите ставить телефон на зарядку ночью? А как часто вы заряжаете телефон днём? Вроде бы новый смартфон, а спустя год (а то и несколько месяцев) замечаете, что как будто заряда не хватает. Батарея — это буквально самая часто заменяемая деталь телефона. 

В статье разберём, почему заряда не хватает на весь день, как Li-ion-аккумулятор стал лидером, почему батарея умирает, что именно её разрушает и какая у этого природа. Детали под катом.