Завершённые проекты:

  

 

Система на Кристалле на базе двухъядерного процессора (SPARC архитектура).

 

     Система на Кристалле(СнК) основана на архитектуре SPARC v.8 с разрядностью 32 бита.

 Особенности : 

 

 

• компактность (0,5 мм 2  при изготовлении по технологии 0,18 мкм, без учета модулей памяти),
• высоким быстродействием (тактовая частота достигает 400 МГц при технологии 0,18 мкм),
• высокоскоростная шины AMBA,
• аппаратных средств для отладки программ.

 

Ядро процессора использует стандартные ячейки синхронной кэш-памяти и регистровой памяти. Процессор поддерживает полную систему команд   SPARC v.8, включая команды умножения, деления и умножения с накоплением. Для реализации операций с плавающей запятой одинарной и двойной точности можно подключить дополнительный IEEE-754 модуль. Стандартный интерфейс шины процессора AMBA AHB позволяет разработчикам расширять систему модулями собственной разработки, многократно использовать схемотехнические решения, обеспечивает быстрое модульное проектирование системы. Данная шина не требует лицензирования, широко распространена в процессорных системах и хорошо документирована.

Процессор:

• гарвардская архитектура с раздельным потоком   программ и данных благодаря отдельным блокам кеш-памяти для их хранения,
• 7-ступенчатый конвейер,
• блок DSU контроля и отладки программного обеспечения, возможность построения многопроцессорных систем.

Система команд процессора включает 72 команды, которые можно разбить на 4 группы: загрузки и сохранения (обращения к памяти), арифметические и логические операции и сдвиги, команды передачи управления, команды доступа к регистрам состояния.

Блок-схема СнК на основе двух процессоров SPARC изображена на рис.  Высокоскоростной модуль ввода-вывода данных, вместе с модулем Ethernet, обеспечивает обмен данными в системе распределенных вычислений. 

СнК содержит 2-ядра SPARC архитектуры , контроллер внешней памяти с поддержкой SRAM, SDRAM, PROM, контроллеры UART, Ethernet, GPIO, видеоконтроллера, модуль контроллер прерываний. 

 

 Восьми канальный 16-ти разрядный Дельта-Сигма АЦП. 

 

Технические характеристики разработанного АЦП приведены в таблице

 

Наименование параметра	Буквен- ное обозна- чение	Норма		Результат измере-ний	Режим измерений
		Не менее	Не более		Входное напряжение   АЦП, В	Опорный потенциал REF_165, В	Опорный потенциал REF_P, В	Опорный потенциал REF_N, В
					VIA	VREF1,65	VREF_P	VREF_N
Функциональный контроль	-	-	-	да	1,65	1,65	2,475	0,825
Число каналов	Nch	8		8	-	-	-	-
Разрядность, бит	Nb	16		16	-	-	-	-
Групповая задержка на канал	t dch		25 мкс	24,5 мкс	1,65	1,65	2,475	0,825
Напряжение встроенного ИОН	VSRV	1,25 В (nom)		1,252 В	0	1,65	2,475	0,825
Отношение сигнал / шум	N	75 дБ		77 дБ	1,65	1,65	2,475	0,825
Общие нелинейные искажения	KNI		- 83 дБ	-84 дБ	1,65	1,65	2,475	0,825
Шумы в канале	VN		- 70 дБ	-75 дБ	0	1,65	2,475	0,825
Напряжение смещения	VOFF	-30 мВ	45 мВ	27 мВ	VOFF	1,65	2,475	0,825
Перекрёстная помеха соседнего канала	VCR		- 85 дБ	-86 дБ	1,65	1,65	2,475	0,825
Погрешность установки коэффициента усиления входных усилителей	KS	-8 дБ	+8 дБ	-3 дБ	1,65	1,65	2,475	0,825

 

Температурная нестабильность выходного напряжения встроенного источника опорного потенциала не превышает 0,3% в диапазоне температур от -60 до +85⁰С. Изменение величины опорного потенциала при изменении входного напряжения питания в диапазоне +3,0 ... +3,6 В составляет величину менее 0,1 %.

Все измерения параметров макета микроконтроллера производились при следующих фиксированных условиях:

• напряжение питания аналоговой части БИС: AVDD = +3,3 В ± 10%,
• напряжение питания ячеек ввода - вывода логической части БИС: DVDD = +3,3 В ± 10%,
• напряжение питания ядра логической части БИС: VDD = +1,8 В ± 10%,
• входное напряжение уровня логического нуля: 0 ... 0,8 В
• входное напряжение уровня логической единицы: 2 ... 3,3 В
• частота тактового генератора ядра микроконтроллера: 80 МГц ± 5%
• частота тактового генератора модулятора каналов АЦП: 10 МГц ± 5%
• температура окружающей среды: +25 ± 5⁰С 

 

Большая интегральная схема PrScope

 

БИС «PR_SCOPE» -  аппаратная части перспективного изделия  «PR_SCOPE» (портативный USB осциллограф), имеющего полосу пропускания до 25 МГц.

 

 

 

 Цифровая часть шаттла «PR_SCOPE» выполняет функции и имеет характеристики, описанные ниже:

 

•  Максимальная скорость входного потока данных с АЦП — 96 Мбайт/с.
•  Максимальная разрядность входных данных с АЦП — 8 бит.
•  Тактовая частота для модуля USB_1_1 — 48 МГц.
•  Максимальная тактовая частота для канала обработки данных — 96 МГц.
•  Предусмотрена   подстройка   фазы   (линия   задержки)   тактового   сигнала, предназначенного для тактирования АЦП, для безошибочного (достоверного) приема потока данных с этого АЦП.
•  Для эмуляции АЦП предусмотрен внутренний генератор тестовых сигналов.
•  Для обмена данными с PC (клиентской программой) используется последовательный интерфейс USB 1.1.
•  Управление   всеми   модулями   шаттла   осуществляется   встроенным микроконтроллером на основе ядра 8051.
•  Внутренний буфер данных выполнен в виде двухпортовой памяти (для независимого осуществления записи и чтения данных) и имеет размер 8 Кбайт. Также внутренний буфер   данных   служит   разделителем   тактовых   «деревьев»   модулей,   связанных   с интерфейсом USB 1.1, и канала обработки данных.
• Предусмотрен цифровой модуль, выполняющий аппаратную синхронизацию записи данных (по заданным уровню и фронту) во внутренний буфер данных. Данные в модуль синхронизации поступают через БИХ-фильтр нижних частот.
• Предусмотрен   цифровой   модуль,   выполняющий   аппаратную   децимацию («прореживание») данных, поступающих во внутренний буфер данных. Параметры децимации задаются 16-и разрядными коэффициентами.

Предусмотрено несколько режимов работы канала обработки данных: 

1. непрерывный режим; 
2. автоматический режим; 
3. режим записи с пикового детектора; 
4. режим самописца.

 

1. Непрерывный режим. В этом режиме данные во внутренний буфер поступают через БИХ-фильтр нижних частот. Данные записываются в буфер начиная с произвольного момента времени (синхронизация не выполняется) и заполняют его весь целиком. После окончания записи выставляется флаг готовности для модуля USB_1_1. После передачи данных в PC (клиентской программе) модуль USB_1_1 выставляет свой флаг готовности. И данные начинают опять заполнять внутренний буфер и заполняют его весь целиком. И так далее.
2. Автоматический режим.  Этот режим похож на непрерывный, но есть некоторые отличия.  В автоматическом режиме данные во внутренний буфер также поступают через БИХ-фильтр нижних частот. Данные также записываются в буфер начиная с произвольного момента времени (синхронизация не выполняется) и заполняют его весь   целиком.   Но   после   этого   запись   в   буфер   данных   не   останавливается,   а продолжается.   Также   параллельно   происходит   ожидание   выполнения   условий синхронизации   (по   заданным   уровню   и   фронту).   После   выполнения   условий синхронизации происходит запись еще определенного количества байт (количество байт   определяется   «движком»   в   клиентской   программе   —   «постистория»)   во внутренний буфер данных, и запись останавливается (таким образом осуществляется запись «предистории» и «постистории»). После окончания записи выставляется флаг готовности   для   модуля   USB_1_1.   После   передачи   данных   в   PC   (клиентской программе) модуль USB_1_1 выставляет свой флаг готовности. И данные начинают опять заполнять внутренний буфер. И так далее.
3. Режим записи с пикового детектора. Этот режим похож на автоматический, но есть некоторые   отличия.   В   этом   режиме   данные   во   внутренний   буфер   поступают   из модуля,   выполняющего   функции   пикового   детектора,   а   также   из   БИХ-фильтра нижних   частот.   Вся   процедура   записи   и   отправки   данных   такая   же,   как   и   в автоматическом   режиме   («предистория»,   «постистория»   и   т.д.).   Но   отличается назначение записанных байт во внутренний буфер данных. В автоматическом режиме записанные данные представляли из себя одну «непрерывную» осциллограмму. А в этом   режиме   данные   записываются   группами,   по   4   байта   —   максимальное, минимальное (за определенный промежуток времени), среднее (пока не реализовано, поэтому   передается   текущее   значение)   и   текущее   значения   входного   сигнала   с внешнего АЦП или внутреннего генератора тестовых сигналов. Промежуток времени, за   который   определяются   максимальное   и   минимальное   значения,   задается   16-и разрядным коэффициентом.
4. Режим самописца. В этом режиме данные могут записываться во внутренний буфер либо с пикового детектора, либо с АЦП, через БИХ-фильтр нижних частот. Данные записываются в буфер начиная с произвольного момента времени (синхронизация не выполняется).   После   записи   половины   буфера   выставляется   флаг готовности   для модуля USB_1_1,  но запись не прерывается.  Пока  записывается вторая половина буфера, USB 1.1 отправляет первую половину буфера в PC (клиентской программе). После записи второй половины внутреннего буфера данных опять выставляется флаг готовности для модуля USB_1_1, но запись не прерывается, а начинается с начала буфера. И так далее.

 

 

       Электронный модуль на базе СнК Tegra-2 с сенсорным дисплеем 3,5" с Операционной системой Linux Ubuntu

 

 Устройство представляет собой малогабаритный одноплатный компьютер для решения широкого спектра задач. Содержит широкий спектр интерфейсов. Модуль содержит встроенный сенсорный дисплей разрешением 800x480.

Особенности: 

• Устройство имеет видеовыходы: HDMI, DVI-I, композитный.
• Видеовход композитный(«тюльпан»), разъём для подключения цифровой камеры.
• Ethernet  интерфейс для подключения к сети.
• Слот microSD карту.
• Модуль GPS/GLONASS с встроенной антенной и возможностью подключения внешней активной антенны.
• Интерфейсы 4USB host, 1разъём USB device, UART, GPIO для подключения периферийных устройств.
• Аудио разъёмы для подключения гарнитуры Hands-free, аналоговый аудиовход, аналоговый аудиовыход.
• Датчики: гироскоп , акселерометр, компас.
• Модуль содержит часы реального времени с батарейкой.
• Управление производится с помощью кнопок и сенсорного экрана.
• Габариты модуля 130x60x20мм. Габариты определяются габаритами разъёмов, поэтому по желанию заказчика толщина может быть значительно снижена при  отказе от некоторых разъмов.
• Микрокомпьютер основан на модуле tegra 2 (2 ядра 1ГГЦ, 512Мбайт ОЗУ, 1 Гбайт ПЗУ), по требованию заказчика может быть заменён на модуль tegra 3 (4ядра 1,4ГГц 1Гбайт ОЗУ, 2Гбайт ПЗУ)  с операционной системой Linux ubuntu.
•  В стандартную поставку входят программы : офисная (Libre office), навигационная (Navit), мультимедийныый проигрыватель(MPlayer), Evince (для просмтра     pdf файлов), wvdial для подключения внешних модемов 3G/4G , dial up. 

 

Блок-схема: 

 

Микрокомпьютер на базе отечественного процессора Навиком-02т.

Устройство представляет собой малогабаритный одноплатный компьютер для решения широкого спектра задач. Содержит широкий спектр интерфейсов. Модуль содержит встроенный сенсорный дисплей разрешением 800x480.

Особенности: 

• Устройство имеет видеовыходы: HDMI, DVI-I, композитный.
• Видеовход композитный(«тюльпан»), разъём для подключения цифровой камеры.
• Ethernet  интерфейс для подключения к сети.
• Слот microSD карту.
• Модуль GPS/GLONASS с встроенной антенной и возможностью подключения внешней активной антенны.
• Интерфейсы 4USB host, 1разъём USB device, UART, GPIO для подключения периферийных устройств.
• Аудио разъёмы для подключения гарнитуры Hands-free, аналоговый аудиовход, аналоговый аудиовыход.
• Датчики: гироскоп , акселерометр, компас.
• Модуль содержит часы реального времени с батарейкой.
• Управление производится с помощью кнопок и сенсорного экрана.
• Габариты модуля 130x60x20мм. Габариты определяются габаритами разъёмов, поэтому по желанию заказчика толщина может быть значительно снижена при  отказе от некоторых разъмов.
• В основе модуля отечественный процессор Навиком-02т(1892вм10я).  Процессор 1 ядро 240МГц, также содержит 2 цифровых сигнальных процессора, 128Мбайт ОЗУ, 256Мбайт ПЗУ. Операционная система linux. 

 

Блок –схема:

 

 

Контроллер извещателя(S29M04) 

НАЗНАЧЕНИЕ

Интегральная микросхема (S29M04) предназначена для построения оптико-электронного   пожарного   извещателя   на   ее   основе, возможно применение других типов датчиков.   В   ее   состав   входит микропроцессорное ядро совместимое по системе команд с MCS51, дающее большую гибкость по построению датчиков. 3-проводной интерфейс для подключения внешней SPI памяти для хранения программы . 

Ключевые особенности «S29M04»

 

1. Ток   потребления   прототипа   датчика   построенного   на   базе микросхемы   S29M04   при   опросе   с   интервалом   в   одну   секунду составляет   50   мкА,   при   опросе   с   интервалом   в   две секунды — 45 мкА;
2. Интегрированный   стабилизатор напряжения, позволяет   отказаться   от   применения стабилитрона и расширить диапазон напряжения питания датчика от 7 В до 17 В;
3. Интегрированный   6-ти   битный   аналого-цифровой преобразователь   параллельного   позволяет реализовать  алгоритмы   автоматической   калибровки датчика,   а   также   реализовать   режим   адаптивного   порога срабатывания. Применение такого типа преобразователя также позволяет снизить ток   потребления   в   связи   с   тем,   что   для   преобразования   ему необходимо   всего   два   такта,   в   отличие   от   преобразователей применяемых в микросхемах семейства PIC. 
4. В микросхеме интегрирован внутренний входной широкополосный усилитель для  фотодиода,  что позволяет уменьшить количество дополнительных компонентов, а также позволяет резко улучшить показатель   помехоустойчивости,   что   в   результате   уменьшит количество ложных срабатываний датчика.
5. Микросхема   построена   на   базе   ядра   MCS51.   Это   позволяет реализовать   любые   алгоритмы,   а   также   дает   возможность построить на базе данной микросхемы адресный датчик.
6. Автоматический загрузчик программы из Flash по 3-проводному интерфейсу.
7. В   микросхему   встроен   внутренний   контроллер   управления питанием,   который   позволяет   включать   и   отключать   каждый функциональный   блок.   Это   позволяет   управлять   током потребления микросхемы и датчиком в целом.
8. Реализован внутренний переключаемый RC генератор. В режиме SLEEP частота генерации всего 100 Гц, в рабочем режиме 4 МГц.

 

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Низкий ток потребления;
• Открытая архитектура;
• Встроенная система управления питанием;
• Встроенный генератор с возможностью переключения частоты;
• Низкая стоимость;

 

 ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ:

• Напряжение питания — 3,3 В;
• Ток потребления в спящем режиме — 5 мкА(!!!);
• Ток потребления в режиме работы — 1 мА; 

 

 На   рисунке   ниже   приведена   структурная   схема   микросхемы   (кристалл S29M04) и внешний вид кристалла :

 

 

Микросхема(Система на Кристалле) для построения датчика с встроенным микропроцессором 8051(S30M03)

Возможно построение любых типов извещателей(готовых датчиков для извещателей) на основе любых тиов датчиков (дыма, пожара, удара и других). 

В состав ИМС контроллера пожарных систем  входят следующие блоки:

 

• ядро микроконтроллера i8051 со сверхоперативной памятью объёмом 128 байт;
• программная OTP память объёмом 8 кбайт, а также аппаратный блок управления памятью / программирования OTP памяти с защитой ПО от чтения.
• усилитель фототока;
• АЦП 8 бит с аналоговым коммутатором на 4 аналоговых входа, один из которых подключен к выходу усилителя фототока, а остальные 3 аналоговых входа являются входами общего применения и могут выполнять также функции логического ввода/вывода.
• аппаратный интерфейс абонентской линии;
• 8-ми разрядный двунаправленный порт общего применения;
• два 8-ми разрядных таймера;
• блок 8-ми разрядного широтно-импульсного модулятора, который может выполнять также функции логического ввода/вывода;
• встроенные стабилизаторы напряжений питания аналоговых и логических блоков ИМС и зарядовый преобразователь напряжения программирования OTP памяти;
• монитор питания с реализацией sleep-режима.

Ключевые особенности :

• Напряжение питания ИМС: +3,5 ... +6 В
• Ток потребления ИМС в дежурном режиме - не более 11 мкА(!!!)
• Протокол адресации АУ взаимодействия с "мастером"-LCP фирмы Юнитест
• Диапазон рабочих температур: -40 ... +70⁰С 

 

Блок-схема:

Многофункциональный контроллер на базе ядра MCS51 ориентированный для применения в цифровых прецизионных высокочастотных измерениях, детекторах частоты

Цифровая ИС S34M02 является  универсальным, трёхканальным, высокочастотным измерителем  частоты с управляющим  MCS51 ядром;

В её составе функционируют:

• микропроцессорное ядро- Core MСU - типа MCS51(8051);
• контроллер интерфейса UART;
• контроллер интерфейса I2C;
• контроллер интерфейса SPI;
• память команд - 8 Кбайт с отдельным SPI портом внешней загрузки - Loader;
• модуль памяти данных -  2 Кбайт;
• порты ввода-вывода общего назначения GPIO;
• три предварительных счётчика Prescaler  с входными триггерами Шмитта и три основных счетчика в модуле Counters.

 

 

Микросхема СВЧ генераторов

 

 Структура аналоговой ИС  S36A01 включает в себя три независимых генераторных ядра. Необходимо подключить внешний резонатор ко входу генераторного ядра, чтобы получить генератор, работающий на частоте резонатора. Генераторные ядра поддерживают резонаторы с частотой от  500 МГц до 1200 МГц. В составе аналоговой ИС S36A01 также присутствуют два СВЧ транзистора для построения различных генераторных схем, например, схема Колпитца, Хартли, схемы на отражение.

 

    Состав аналоговой ИМС.

ИМС содержит  5 генераторов различных типов: 

Генератор №1 - один NPN транзистор и буфер.

         Схемотехника генератора включает СВЧ биполярный транзистор и буферизованный выход. Коллектор транзистора подключен к буферу с высоким входным сопротивлением и малой емкостью в 0.03pF, благодаря чему схема может работать на высокой частоте. Таким образом, на основе данного транзистора можно реализовать множество схемотехнических решений: генератор с общим эммитером, схема Колпитца, схема Хартли, различные схемы с обратной связью. Имеются рекомендации по схемотехнике и  номиналам внешних элементов, специально оптимизированным для данного транзистора.

Аналогом данной схемы является микросхема от MAXIM MAX2620.

                     Генератор №2 - генератор на отрицательном сопротивлении регулируемый.

            Отличие данного генератора заключается во включении в схему гиратора регулируемого сопротивления на полевом транзисторе.  Регулировка позволяет изменять значение эквивалентного отрицательного сопротивления. Это может быть полезным, если в ЖИГ(либо в каком-нибудь другом) резонаторе низкий порог нелинейности и мощность, которая на него подается, должна быть ограничена. Регулировкой можно устранить нерегулярные колебания, которые возникают из-за превышения мощности на резонаторе, и уровень фазовых шумов будет лучше. 

   Генератор №3  - генератор на отрицательном сопротивлении нерегулируемый.

         Генератор построен на высокочастотном операционном усилителе (ОУ) по схеме гиратора, который представляет собой эквивалентное отрицательное сопротивление. В схему гиратора включены емкости, которые ограничивают частоту работы схемы ниже 100МГц. Данное изменение улучшает характеристики генератора.

Генератор №4- генератор на инверторах.

         Генератор №4 построен  по кольцевой схеме на инверторах.  Током инверторов можно управлять через специальный вход микросхемы. Таким образом, возможно подобрать наилучший режим работы с наименьшими фазовыми шумами.В микросхеме использованы специальные RF площадки, которые имеют малую емкость на землю, и позволяют пропускать внутрь микросхемы СВЧ сигналы. 

Генератор №5 - один NRF транзистор и буфер.

        Этот генератор аналогичен генератору №1, но использует СВЧ полевой транзистор, вместо биполярного, сток которго подключен к буферу. Имеются рекомендации по схемотехнике и  номиналам внешних элементов, специально оптимизированным для данного транзистора. Аналогом данной схемы является микросхема от MAXIM MAX2620.