• 將AI/ML應用的HBM2E性能提升到4Gbps! Rambus提供業界最快的內存接口IP

    將AI/ML應用的HBM2E性能提升到4Gbps! Rambus提供業界最快的內存接口IP

    為了給人工智能和機器學習等新興應用提供足夠的內存帶寬,HBM2E和GDDR6已經成為了設計者的兩個首選方案。在進行這種高性能的內存系統設計時,其中的接口芯片(PHY)的性能、安全性和可靠性也是非常重要的器件。Rambus就是一家專門提供高性能的內存接口解決方案的IP供應商。最近,由Rambus提供HBM2E的接口方案,與AIchip和海力士合作開發的內存系統達到了業界最快的4Gbps的運算速度。Rambus也專門召開了媒體發佈會,介紹了其先進的HBM2E接口方案的技術優勢,Rambus 大中華區總經理 Raymond Su和Rambus IP核產品營銷高級總監 Frank Ferro先生進行了精彩的分享。   不僅是一個IP,更是一套完整的HBM2E設計框架 Rambus此次與合作伙伴設計的內存解決方案是一個2.5D系統,其中包含一個 3D-DRAM堆棧和SoC,兩者之間的數據傳輸需要通過一個硅中階層來實現 。整體的複雜程度要比GDDR6的內存系統要高的多, 因此對於接口IP的設計要求也要高很多,而且必須對硅片進行完整的系統性的驗證。而HBM2E內存系統的這些設計特點,對於設計者而言都是不小的挑戰,但這也正是Rambus的優勢所在。   據Frank介紹 ,Rambus的核心差異化優勢在於其提供的是完全集成而且經過驗證的PHY及內存控制器IP解決方案,在物理層面實現了完整的集成互聯。“除了完整的內存子系統之外,我們的PHY也經過了硬核化處理,同時也完成了timing closed也就是時序收斂的工作。基於我們所有的工作都已經完成,客户的集成難度也可以獲得大幅度的下降。我們的硬核PHY已經有了完備的集成,其中也包括了IO鏈路和Decap單元,同時也完成了時序收斂,所以説我們可以為客户提供非常用户友好的解決方案,幫助他們大幅度縮短設計時間,並且加快產品的上市速度。我們給客户提供的並不僅僅是自己的IP授權、IP產品,我們也會向客户提供系統級的全面的集成支持,以及相關的工具套件,以及我們的技術服務。同時,我們也可以幫助客户更加進一步地減少設計實現的難度。” Rambus為客户提供了非常完整的設計框架 ,其中非常重要的一點如何更好地對中介層進行完整的設計和表徵化的處理。這個中介層中的信號繞線提供了SoC與內存通信的能力,其中包含上千條不同的數據鏈路,因此中介層的信號完整性也是必須要考量的一個重要指標。而Rambus從創始以來對於信號完整性的處理有着豐富的經驗,也有很多信號完整性的技術以及研究背景。Rambus會對各種不同的中介層材料進行完整的分析和仿真,通過同數據庫中大量仿真數據分析,為客户提供可以確保信號完整性的中介層設計方案。 聯結生態夥伴, 深耕中國市場 據Raymond先生介紹,Rambus主要致力於讓數據傳輸得更快、更安全,主要聚焦於基礎架構許可、Silicon IP授權以及buffer chip三大業務。其中在HBM IP領域,已經有了50多個成功項目案例, 處於行業領先的地位。對於客户而言,Rambus提供的一站式服務,可以確保客户用最短的時間實現產品上市。   在技術積累方面,Rambus也有着強大的優勢:Rambus有專門的實驗室和內部科學家團隊,致力於在內存PHY和控制器方面實現技術突破和創新。Rambus有完備的面向2.5D、3D、SI/PI支持開發工具以及20餘年信號完整性和電源完整性專業領域的知識。   作為IP提供商,需要從最底層面將芯片設計商、晶圓廠串聯起來,才能將生意做大。而Rambus一致積極與多方合作伙伴在生態系統內進行合作。除了此次業界最高性能的HBM2E內存系統外,燧原科技也使用了Rambus的HBM2內存子系統方案來作為其AI訓練芯片,實現了產品的卓越性能。“中國市場對於整個Rambus全球市場來説扮演着非常重要的角色,我們將會為中國市場帶來最新和最先進的技術。我們會緊密地和中國的雲香港神州集運、OEM和ODM合作,推動整個內存產業生態系統的建設。同時,我們會和廣大的中國客户一起攜手努力,並緊密協作。我們會紮根中國、深耕中國 (in China,for China)。”Raymond先生如是説到。   目前中國已經成為了全球人工智能領域發展速度最快的國家之一,中國湧現出了大量的AI芯片製造商,在這些芯片的算力提升的同時,AI芯片與內存系統通信帶寬和速度也是限制整個AI系統應用性能的重點。Rambus提供的完整的一站式內存接口方案,可以幫助中國的AI應用實現快速麪市的需求,助力人工智能應用加速落地。

    時間:2020-10-23 關鍵詞: 人工智能 hbm2e rambus 內存

  • Imagination發佈全系B系列GPU,以去中心化的多核方案靈活應對更多挑戰

    Imagination發佈全系B系列GPU,以去中心化的多核方案靈活應對更多挑戰

    自從1995年PowerVR 3D GPU技術出現以來,Imagination一直是憑藉着其獨有的技術優勢,城內GPU IP這一領域的主要玩家。目前Imagination在移動GPU IP市場佔有率達到了36%,與高通和Arm三分天下;而在汽車GPU市場佔有率則達到了43%。隨着應用需求的不斷變化,GPU也產生了很多新的機會,例如AI應用、汽車、數據中心等。去年年底發佈的A系列GPU,主要還是面向移動市場;而今時隔一年不到,Imagination又重磅發了B系列的GPU,將持續拓展移動市場同時也將向汽車、桌面級、雲端應用發力。 去中心化的多核設計,提升產品性能 此次推出的B系列的GPU,一共分為4個不同的系列,針對不同的應用場景。每個系列又推出了其特定的多核組合。據Imagination的技術產品總監Kristof Beets先生分享,在推出了A系列之後,很多的客户找到Imagaination想要提高產品的性能,他們提出了多個A系列組合在一起的方案。基於客户的這種需求,Imagination更上一層樓就推出了B系列的多核架構的GPU。 多核架構的好處在於多個核可以一起實現單一應用的最大性能,也可以針對不同的應用調用不同的核來實現。而B系列多核架構的特點在於去中心化,每個核的架構都是完全一致的,所以任何一個核都可以擔任主核的調度工作,其餘從核來實現單純的計算處理工作。這樣的設計提供了更高的可拓展性,同時客户在進行設計時也可以直接優化定製一個核心,然後將其進行復製出多核的架構,可以大幅減少其設計投入時間和精力。以BXT的MC4的架構舉例,客户只需要完成一個BXT核心的優化,就可以實現整個多核架構的優化提升。 其中BXE因為面向的是入門級的應用,因此它的MC4的架構中,只提供了一個主核的完整配置,其餘三個核在主核的基礎上去掉了一些不必要的功能模塊。 除了大幅減輕設計人員的工作外,這種去中心化的多核架構,可以避免過多的信息集中於單一裸片,從而迎合了多核chiplet的這一演進趨勢。 立足移動應用,拓展新的市場 在Imagination的GPU戰略中,移動市場是其最重要的根基,而且今年年初和蘋果重歸舊好也為其接下來的移動市場帶來了利好。但GPU的應用前景並不僅止步於此,汽車、人工智能、雲端等場景將會孕育着更大的增長潛力。B系列GPU中,BXE主要專注於入門級的遊戲產品、電視和機頂盒等,可以為4K電視UI提供足夠的填充率。BXM則面向中端市場,提供中層能力的填充率。BXT是此次的重頭戲,可以滿足桌面級和雲端應用需求。BXS則將之前的產品轉化為了專門應用汽車市場的技術。 BXT是Imagination面向計算中心市場發力的敲門磚,它提供了高達6TFLOPS的性能,每秒可處理192 Gigapixel(十億像素),擁有24 TOPS(每秒萬億次計算)的人工智能(AI)算力,同時可提供行業最高的性能密度。此外BXT系列還支持Imaginationn的HyperLane技術,這種技術可以將內存資源更高效合理地分配給GPU的不同工作任務。而且HyperLane與多核架構結合,可以提供給更高的靈活度:4個核+8個獨立的分區即32種不同的解決方案,這對於雲端技術來説是一個非常好的選擇。 在發佈會當天,芯動科技也同步釋放了消息:芯動科技已將Imagination最新推出的[IMG B系列BXT GPU IP,集成到能支持桌面和數據中心應用的PCI-E規格的GPU獨立顯卡芯片之中,該獨立顯卡芯片將很快面市,為未來5G雲遊戲和高端數據中心應用提供強大的支持。而除了芯動之外,還有別的客户也在積極獲取BXT的授權中。 此次發佈的BXS系列是Imagination專門推出的針對汽車應用的GPU IP,其中也使用了Imagination的諸多專利技術。在儀表盤顯示的應用中,為了保證即時準確的內容顯示,行業中傳統的做法是採用LOCK-STEP(鎖步)的方法:兩個核同時執行一個任務,互相檢測是否正確。而其實在一整個屏幕上,一般只有5~10%的塊是需要渲染的,Imagination採用了一種叫做TILE REGION PROTECTION的技術,只進行這些塊的渲染從而減少資源消耗。而且Imagiation也一起打造了安全的驅動,這樣直接將軟硬件的安全的打包方案提供給客户,從而免除了客户後期單獨進行安全配準的麻煩。 從B系列發佈來,可以看到Imagination的GPU戰略佈局已經基本完整。在移動端從低端到高端的各種IP都已經全面覆蓋,高端的BXT也足以在計算中心掀起浪花,BXS系列則專注將汽車市場逐步深入。從前幾年的蘋果解約、股權變動至今,Imagination在技術上仍不止步,實現了突出的發展。而且在當下的國際局勢下,Imagination作為一家產品技術專利都在英國的GPU IP提供商,也將獲得中國不少客户的青睞。 據確認,新的C系列GPU搭載Level4級別的光線追蹤技術,或可在明年上半年發佈。

    時間:2020-10-20 關鍵詞: 多核 GPU imagination

  • 摩爾定律引發的技術革命下,中國半導體產業的機會

    摩爾定律引發的技術革命下,中國半導體產業的機會

    伴隨5G、AIoT的發展和國際關係的日漸緊張之下,集成電路產業逐漸受到一致關注。2020年10月14日,“第三屆全球IC企業家大會暨第十八屆中國國際半導體博覽會”(IC China 2020)於上海開幕,會上各位專家指出了行業的痛點和機會所在。 01 摩爾定律放緩催生新材料新架構 摩爾定律是產業一直以來遵循的重要法則,回溯1965年當時提出價格不變情況下,集成電路可容納的元器件數量每年都會翻番,性能也會提升一倍。十年後,這項定律被修改為兩年一翻番。時至今日,多核眾核、功耗、密度、頻率已逐漸失效,只有晶體管密度還在繼續前向發展。 中國工程院院士吳漢明認為,在製程節點20nm以後叫做後摩爾時代,2nm和1nm是否還會走下去,這是業界仍未知的領域,未來的挑戰非常大。但從另一個角度來看,對於中國集成電路來説,發展速度變慢也是一個機會。 摩爾定律在發展過程中曾經主要遭遇了三大瓶頸,其一,受到材料限制,發明了電化學鍍銅和機械平面化的雙鑲嵌結構(dual damascence process)技術;其二,受到設備物理限制,Si柵極和SiO2柵極電介質材料被金屬柵極和高K電介質取代;其三,受到光刻限制,193nm以上的製程工藝,應運而生了光刻技術。 實際上,正是因為受到這種限制,光刻工藝和刻蝕工藝便成為了後摩爾時代芯片圖形發展的兩個重要技術。通過公式得知,光刻工藝技術受到NA、k1、λ幾個參數影響,在製程節點32nm-45nm下產生了浸沒工藝、10nm-16nm下使用多重曝光工藝、5nm-7nm則使用極紫外線(EUV)工藝。 但與此同時,EUV光刻也面臨着光源、光刻膠和掩膜版三大挑戰。掩模的整體產率約94.8%,但EUV掩模僅64.3%左右,EUV淹模比複雜光學掩模還貴三至八倍(40層到50層交替的硅和鉬層組成)。 除了上述的光刻技術,目前納米壓印、X光光刻、電子束直寫作為先進光刻技術正在高速發展之中,但這些技術在3-5內仍然有發展空間,並不會馬上成為主流技術。 默克中總裁兼高性能材料業務中國區董事總經理Allan Gabor認為,展望未來,伴隨摩爾定律的逐漸失效,正在催生新材料和新結構。在此方面,吳漢明也預測,隨着工藝節點演進,摩爾定律越來越難以持續,預計將走到2025年。在這些挑戰下,新材料、新工藝將是未來成套工藝研發的主旋律。 後摩爾時代有着四大發展模式,具體的方式包括:馮-硅模式,二進制基礎的MOSFET和CMOS (平面) 及泛CMOS (立體柵FinFET、納米線環柵NWFET、 碳納米管CNTFET等技術) ;類硅模式,現行架構下NCTFET(負電容)、TFET(隧穿)、相變FET、SET(單電子)等電荷變換的非CMOS技術;類腦模式3D封裝模擬神經元特性,存算一體等計算,並行性、低功耗的特點,人工智能的主要途徑;新興模式,狀態變換(信息強相關電態/自旋取向)、新器件技術(自旋器件/量子)和新興架構(量子計算/神經形態計算)。 因而邏輯器件將會擁有三個趨勢,其一是結構方面,增加柵控能力,以實現更低的漏電流,降低器件功耗;其二是材料方面,增加溝道的遷移率,以實現更高的導通電流和性能;其三,架構方面,類似平面NAND閃存向三位NAND閃存演進,未來的邏輯器件也會從二維集成技術走向三維堆棧工藝。 “摩爾定律放緩是不爭的事實,但據OpenAI預估AI算力約每3.5個月翻倍,算力需求正已10倍年增長增加,甚至在摩爾定律不放緩下都難以滿足日益增速的算力需求。”上海燧原科技有限公司創始人兼CEO趙立東如是説。 因此,一個小小的摩爾定律所引發的蝴蝶效應,迎接挑戰的並非只有光刻、刻蝕技術,其實從工具鏈、產業鏈、產學研上來講都是需要快速升級的領域。 02 全球產業合作具有非凡意義 “集成電路產業是信息技術產業的核心,是支撐經濟社會發展的戰略性、基礎性、先導性產業,目前是新基建的基石,是信息社會的糧食”,工業和信息化部電子信息司副司長楊旭東在開幕致辭中如是説。 通過一組數據來看,目前我國集成電路產業發展已駛入快車道,年複合增長率已超過20%。2019年我國集成電路產業規模實現7000多億元,同比增長15.8%,遠勝於全球整體的負增長局面。而在今年上半年新冠疫情的影響下,我國半導體產業依然保持了16%的增長。 今年是特殊的一年,疫情的衝擊,既是危、也是機。中國半導體行業理事長、中芯國際集成電路製造有限公司董事長周子學表示,半導體作為高度國際化的產業,在新冠疫情向全球蔓延情況下,也不可避免受到一定衝擊。從前三季度信息產業運行來看,一方面對終端需求、物流等領域對半導體行業造成了一定負面影響,另一方面,隨着線上辦公、視頻會議、網絡授課等需求,以及5G等新興應用的興起,也為產業發展帶來了新的機遇。 事實上,通過數據端來看,根據中國半導體行業協會的統計,上半年中國集成電路產業銷售額為3539億元,同比增長16.1%,上半年中國集成電路進出口同樣保持着良好的增長勢頭,發展體現了極強的韌性。他表示,在全國許多產業處於非常不利的情況下,還能有這樣的增長,對國家也是一個重大的貢獻。 “半導體行業依靠全球市場和全球供應鏈而蓬勃發展,我們需要關注開放的貿易與創新,這既是成功的基石,也是消費者繼續享受科技福祉的必要前提”, 美國半導體行業協會輪值主席、安森美半導體總裁兼CEO Keith D.Jackson強調了全球產業鏈協作的重要性,他認為沒有一個國家能夠獨立提供整個產業鏈,中國政府恪守承諾堅定不移地實行開放政策,穩定對外貿易和投資,是令人鼓舞和振奮人心的,這篤定了外資公司的信心。 全球市場仍然是國產發展不容小覷的方向,通過中國半導體行業協會常務副理事長、中國電子信息產業發展研究院院長張立展出的一組數據顯示,在過去35年中,全球半導體市場增長近20倍,年均增速達9%。預計到2030年,全球半導體市場規模有望增長到萬億美元規模。存量市場上,如手機、服務器等產品中,半導體價值量持續提升;新興市場上,如5G、人工智能、智能汽車等,成為半導體增長重要驅動力。 值得一提的是,全球半導體貿易值為產值的3~4倍,半導體供應鏈呈現高度全球化的態勢。比如硅片生產主要集中在日本、中國台灣,晶圓製造集中在中國台灣、中國大陸、韓國、日本、美國,封裝測試主要集中在中國大陸、馬來西亞、新加坡,整機組裝集中在中國大陸、中國台灣、馬來西亞、越南、墨西哥等。2019年中國大陸集成電路進口金額達3055.5億美元,出口金額達1345億美元。 美國半導體行業協會總裁兼CEO John Neuffer在會上指出,中國是世界上最大的電子消費國,也是美國芯片製造商最大的市場。2019年,中國市場佔美國半導體公司收入的36%。如今,中國已經擁有了17%的芯片產量,預計到本世紀末,這一比例將增長到約28%。此外,中國半導體企業創新能力正在不斷加強,參與全球半導體產業的程度不斷加深,尤其是在晶圓廠和OSAT領域。 日本、韓國、中國台灣等地都逐漸成為了全球半導體產業鏈中重要的一員。“這種全球化和區域專業化推動着半導體行業發展至今,競爭力是推動半導體進步的一個重要原因。歷史表明,其他國家在半導體行業的崛起確實帶來了新的挑戰,但全球產業鏈的成功表明我們有能力去面對這種競爭。” 03 中國半導體行業正在開花 目前中國半導體行業落後已經成為了不爭的事實,但從歷史來看,從第一塊硅單晶誕生、第一塊硅集成電路誕生到年產量100萬塊的過程當中,我國與美國以及日本的差距並不大;但從年產量1000萬塊開始,我國產業就與其他國家產生了巨大的差距。 究其原因,從數據來看,中國的基礎研究的經費投入比例為5%,相對其他國家的12%-24%,比較少。另外,這部分的研發大部分投入都是在試錯方面,基礎研究比先進國家的差距非常大。 因此,吳漢明認為,集成電路產業技術創新上擁有兩大壁壘,分別為戰略性壁壘和產業型壁壘。戰略性壁壘方面,他認為重點三大卡脖子製造環節在工藝、裝備/材料、設計IP核/EDA上,在此方面的產業鏈長,設計的領域寬;而產業型壁壘方面,他認為基礎研究薄弱,產業技術儲備匱乏。 不過好消息是,經過半導體技術的演進和行業的變遷,全球半導體產業正在不斷遷移至中國大陸,中國大陸逐漸成為產業第三次轉移的核心。根據芯微原電子(上海)股份有限公司董事長兼總裁戴偉民的介紹,轉移的原因主要是由於手機和物聯網時代的序幕拉開,而這最終導致產業鏈從IP香港神州集運和輕設計香港神州集運的浮現。 盛美半導體設備股份有限公司董事長王暉認為半導體設備公司的興起與成長緊緊跟隨全球芯片製造中心的遷移,而此遷移的路線依然與全球半導體產業遷移的道路相同,未來10年中國將成為全球半導體芯片製造的重心。 通過數據來看,國產芯片本土市場正在逐漸增加,2019年市場規模達到了29.5%。2013-2020年,中國半導體行業的複合增長率達到了15.7%。不僅如此,我國集成電路市場已覆蓋芯片、軟件、整機、系統、信息服務領域,中國已經逐漸成為全球集成電路企業發展的沃土。 “中國發展離不開世界,世界發展也需要中國。” 我國積極參與X86、ARM、MIPS等全球生態,我國阿里、中興微、華米等5家企業成為RSIC-V的白金會員,中國積極參與全球各類標準制定和建設…… 從集成電路產教融合發展聯盟成立到國務院印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》等多個政策利好的發佈,中國的集成電路正在把握住摩爾定律放緩以及5G、物聯網爆發的這波機會。

    時間:2020-10-14 關鍵詞: 集成電路 摩爾定律

  • 不只有電源IC,安森美還承包了全球80%的汽車ADAS傳感器

    不只有電源IC,安森美還承包了全球80%的汽車ADAS傳感器

    説到安森美,業內人士估計都會想到其領先的電源IC。事實上,除了為行業提供超強的電源半導體以外,安森美6年前切入的新業務傳感器也取得了快速的發展。特別的,在汽車領域,安森美圖像傳感器已佔據了超過60%的市場份額,目前市場上超過80%的汽車ADAS圖像傳感器都是安森美提供的。 安森美是如何實現這一驕人成績的?其傳感器產品又有哪些獨到之處?日前,安森美半導體舉辦智能感知策略和方案發佈會,其智能感知部全球市場和應用工程副總裁易繼輝(Sammy Yi)先生接受21ic電子網採訪,詳細解讀了安森美傳感器的制勝之道。 從摩托羅拉分拆出來的半導體新興領袖 安森美的前身是摩托羅拉半導體,1999年從摩托羅拉拆分出來後於2000年在美國納斯達克上市。經過20年的發展,安森美已躋身前20大集成器件製造商,位列第13位(2019年市場份額數據)。 安森美半導體產品主要分為三個部門:電源方案部(PSG),先進方案部(ASG),智能感知部(ISG)。相比電源產品部51%的收入貢獻,智能感知部還有很大的上升空間,但成長速度最快。安森美智能感知部成立於2014年,是通過一些戰略性兼併、併購而得。 擁有2000多項專利的現代圖像傳感器發明者 雖然安森美半導體的智能感知部成立才六年,但在成像傳感器行業卻擁有40多年的悠久歷史,具有2000多項成像專利。從其收購兼併的部分來看,安森美的成像傳感器技術可以追溯到柯達的首款百萬像素CCD,JPL為了阿波羅登月開發出的全球首款CMOS圖像傳感器(1993年),全球首款專用在汽車上的車規級CMOS圖像傳感器(2005年)等。 可以看出,安森美半導體在圖像傳感器發展歷程中創造了很多行業第一,憑藉着這些技術積澱,到目前,安森美半導體已經給市場提供了超過5億件圖像傳感器。 從三年前開始,安森美半導體又陸續收購了IBM在以色列的毫米波雷達研發中心,以及專注于飛行時間(ToF)激光雷達傳感器開發的愛爾蘭SensL公司,從而將傳感器產品擴展到雷達傳感器領域。 安森美智能感知部門有三個主要的市場:汽車、機器視覺和邊緣人工智能。 安森美在汽車智能感知領域的領先地位 在汽車成像市場(專門給人眼看),安森美的圖像傳感器擁有超過60%的市場份額,在汽車感知領域(人工智能和機器視覺),安森美圖像傳感器佔全球市場份額超過80%。 2019年,在汽車市場銷售了近一億顆傳感器,以全球汽車銷售量平均6,500萬輛來算,平均一輛車就有安森美的2個攝像頭。 另外,安森美推出了Hayabusa系列新產品,它革命性地實現了高動態範圍,是目前市場上具有最高的寬動態效果且具有網絡安全功能的圖像傳感器。 創新技術應對汽車感知新挑戰 時下的汽車就像一個架在四個輪子上的計算機,要想讓這個汽車擁有超強的感知能力,離不開各種傳感器。例如,ADAS攝像頭、倒車攝像頭、環視360度,監控、電子車鏡、駕駛員監控、乘務員監控、車內的毫米波雷達和激光雷達。 單就汽車成像而言,目前面臨着三大挑戰,一是寬動態,例如從灰暗的地庫開到正對太陽強光的户外,夜晚在對向遠光大燈照射下感知樹蔭下的行人,這些都需要圖像傳感器具有高動態範圍。二是環境温度,汽車既要能適應零下幾十度的極寒天氣,也要能適應動輒上百度的惡劣環境。三是應對LED指示牌、交通燈對圖像傳感器的挑戰。 上圖顯示Hayabusa傳感器所採用的先進技術,在這種先進技術支持下,Hayabusa系列產品一次曝光就能實現95dB,經過多次曝光可以達到120dB,下一代產品一次曝光有望能夠達到110dB,多次曝光可以達到140dB。Hayabusa所實現的寬動態範圍可以讓汽車感知更準確,幫助實現更高的安全性。 從上圖可以看出,Hayabusa傳感器的寬動態範圍讓汽車可以從昏暗地道中“看到”外面強光中的清晰場景,大大提高的安全性。 另外一個挑戰來自夜視,在幾乎沒有光的情況下,傳感器如何去“看見”目標?安森美新開發出的近紅外+(NIR+)工藝,將近紅外光電轉換效應提高了4倍。 從圖中可以看出,採用安森美NIR+技術的傳感器(下半部分),可以清晰看到沒有光環境下的目標物體,避免了安全事故的發生。 安森美傳感器在機器視覺及邊緣計算領域的創新方案 工業4.0、工業自動化、人工智能使機器視覺市場快速發展。同時,邊緣人工智能不斷地向新領域擴展,例如新零售,智慧農業、畜牧業和農業都開始了智能化的轉化。一些新興設備,特別是在新冠狀病毒以後的後疫情時期,都出現了遠程化、無人化的趨勢,這些都要求邊緣人工智能能力。而這一切都離不開傳感器的支持。 據第三方調研公司YoleDevelopment的數據,安森美在工業機器視覺領域的市場份額是第一位。 從1.3英寸固定尺寸圖像傳感器的發展趨勢來看,分辨率在逐年提升,從過去的200萬像素,500萬,800萬,1200萬,現在超過2000萬。同時,在同樣尺寸下圖像傳感器隨着像素的增大,圖像質量也在不斷提高,帶寬也在逐年提高。 安森美最新推出的XGS系列圖像傳感器,從200萬像素到4500萬像素,有11款不同像素產品。該系列具有一個獨特的優勢,客户只需要兩塊線路板設計就能支撐11款不同的傳感器,在設計上節省了大量的成本和時間。另外一個創新是,在29×29mm2攝像頭中可以放進1600萬像素傳感器。 上圖是安森美即將推出的一款4K產品的寬動態效果圖。在這種強光環境下,人眼是不能看的,但這款圖像傳感器不僅能夠看清場景,連燈絲都能看得非常清楚。在0.2cd/cm2光照量非常低和190,000cd/cm2光照量非常高兩種情況並存時,兩處場景都能看清,遠遠超過了人眼能力。 安森美超低功耗傳感器ARX3A0,功耗不到2.5mW/s/幀,而且有自動喚醒功能,平時在休眠狀態,不耗費任何電,一旦發覺到有物體移動時,會自己喚醒,同時採用了NIR+製程,夜間成像效果也非常好。它的尺寸也非常小,1/10英寸,成本很低。 傳統的激光雷達使用的技術是APD,也叫雪崩光電二極管。它的缺點是體積大、功耗高、偵測距離範圍有限、一致性不好。安森美採用了SiPM(硅光電倍增管),優勢在於它的增益是APD的1萬倍,靈敏度是APD的2000倍,工作電壓要求非常低,只要30V,而APD則要250V。它的一致性非常好,特別在大批量生產的時候有助於批量化。 在激光雷達產品上,安森美可以提供整體、系統的方案。在激光雷達功能框架圖中,安森美公司在激光源、激光素髮射、激光素接收的器件上與合作伙伴合作,其他電子線路和激光接收器則是由安森美自己開發。 除了激光雷達,安森美還提供毫米波雷達,適用範圍有:L1、L2、L3、L4、L5。在不同自動駕駛的級別上有不同的應用。安森美的專有毫米波雷達技術 “MIMO+”,能夠提供4D信息,可用於L3層級的自動駕駛。與競爭方案相比,安森美的MIMO+加上實際通道、虛擬通道,要比競爭對手多一倍的通道。同樣性能的毫米波雷達,安森美的可以節省50%的mmIC器件、減少優化控制器、線路板,可以降低總體的成本。我們也會開發雷達信號處理,我們的對外聯接接口是按照行業標準,不管是現有標準還是未來發展標準。

    時間:2020-09-30 關鍵詞: 安森美 傳感器 電源 ic

  • 還原最真實的世界,FPGA是怎麼做到的?

    還原最真實的世界,FPGA是怎麼做到的?

    導言:“影像記錄時代,只有真實才能打動人心。” 自從影像記錄誕生以來,還原逼真世界的每一寸細節一直便是行業的終極追求。影響圖像質量包括分辨率、位深度、幀速率、色域、亮度五個要素,近年來4K/8K 60Hz/120Hz的顯示面板逐漸被人耳熟能詳,伴隨着分辨率、位深度、幀速率升級,色域和亮度也被提出新的要求。 然而事實上,人眼本身就是“奇蹟的造物”,可以通過瞳孔的放大縮小感知方寸之間的每一處亮部和暗部,而現實世界則跟隨自然的照度不同擁有不同的亮部與暗部細節。 因此,為了能夠充分展現每一處細節,HDR(高動態範圍)這一顯示概念被提出。當然,最終圖像仍然是要通過顯示面板呈現給觀者,其中尤其是大屏顯示面板逐漸伴隨8K的行業趨勢,標配HDR這一技術。 但在激烈的市場競爭之下,大屏顯示面板香港神州集運更新迭代速度加快,面板技術也持續更新。這樣的背景之下,如何快速適配HDR功能成為了競爭點的關鍵。 日前,賽靈思(Xilinx)展示了利用FPGA(現場可編程門陣列)器件的創新型TCON(Timing Controller,時序控制器)方案,利用FPGA高效實現供應商和特定面板色彩容量的轉換,利用FPGA TCON的IO可編程性適應各種視頻接口,以應對瞬息萬變的行業。21ic中國電子網受邀參加本次討論會,賽靈思公司大中華區核心市場事業部市場及業務開發總監酆毅(Bob Feng)現場講解。 賽靈思公司大中華區核心市場事業部市場及業務開發總監酆毅(Bob Feng) 01 HDR影響着兩個關鍵要素 “HDR是最近三到四年顯示和電視技術最熱的關鍵詞,芯片、顯示面板、PC、系統香港神州集運均參與制定了HDR相關標準”,Bob Feng為記者介紹,與HDR(High-Dynamic Range,高動態範圍)相對應的概念自然就是SDR(Standard Dynamic Range,標準動態範圍),事實上HDR早已遠超顯示技術專家和學者研究方向這一範疇,真正滲透入了消費電視領域。 簡單來説,HDR可以清晰還原圖像更多細節。Bob Feng強調,HDR一直是個非常容易被誤解的概念,寬動態很多人會直接聯想到高對比度或高亮度,事實上並不是這樣的。HDR所覆蓋的範圍包括寬色域(WCG)和高亮度範圍(HLR),基於此二維色度範圍與亮度範圍的疊加轉變為三維概念。 上文中也有提及,影響圖像質量包括分辨率、位深度、幀速率、色域、亮度這五個要素,HDR所影響的參數就包括色域和亮度這兩個關鍵參數,實際上在分辨率標準提升的現今,也對這兩個關鍵參數提出新的要求。 在寬色域(WCG)方面,在顯示業界2K HD級別的顯示的色度範圍遵循的是全高清廣播標準BT.709(REC.709);而當在4K UHD級別下,則遵循DCI-P3標準色域更廣;在8K SHV級別下,則遵循REC2020標準,色域越來越接近人眼。 在高亮度範圍(HLR)方面,人眼所能覆蓋的範圍是0到10000 nits,顯示行業現在技術則可達到16億nits。不過需要注意的是超出人眼識別範圍的亮度是沒有意義的,因為最終呈現的效果必須是人眼能夠辨別的。因此,業界為此制定了3條曲線,被稱之為伽馬曲線(A.K.A. Gamma Curves),攝像機的採集內容和顯示傳輸的內容,即光電轉換和電光轉換的過程,二者是相輔相成的。 02 HDR對不同屏幕轉換不同 從屏幕技術方面來談,目前行業主流的顯示技術正在以LCD、OLED和Micro LED的序列逐漸迭代。Bob Feng強調,顯示技術的迭代最終的目標是更加完整地還原人眼所見,在逐次迭代的過程,也會越來越接近HDR。 LCD本身像素不是自發光的,依賴的是背光。上文也有講到HDR的一項重要參數就是亮度,LCD背光照明方式也逐漸從邊緣LED背光、直下式LED背光轉向量子點LED背光mini LED和雙電池背光(Dual Cell,疊屏)。 特別需要注意的是mini LED屬於LCD的一種過渡態,雖然名字和OLED和Micro LED相近,但仍然是一種依賴背光的顯示技術;疊屏則是利用一層背光和一層控光的方式,達成更多的背光分區。 Bob Feng表示,LCD中真正能夠表徵HDR的只有量子點LED、mini LED和疊屏這三種背光方式的面板,這是因為實現HDR亮度值需要能夠提到800-4000 nits,色度儘可能接近DCIP3。 OLED和Micro LED兩者則屬於自發光的顯示技術,本身相似之處很多,每個紅綠藍亞像素都能自身產生光源,而有句老話曾説過“HDR與OLED是絕配”。二者最大的區別在於OLED主要使用有機材料,Micro LED則是使用無機材料使得組件小於100μm,獲得更薄的厚度。 不過,由於Micro LED只有在高亮度情況下藍光eqe才具有明顯優勢、低電流低亮度下效率無優勢以及成本過高和邊緣效應等問題還正在解決之中。因此OLED是目前的主流發展方向,不過OLED本身也存在良率的一些問題。 Bob Feng強調,對於顯示香港神州集運來説,為了越來越接近人眼所見,就要不斷推出新的顯示面板技術,但事實上面板香港神州集運正在面臨着良率和成本的雙重考驗。 HDR是如何顯示在屏幕上的?在攝像機端,環境光被收束至攝像機中的光電轉換過程中,光線被PQ HDR或HLG HDR伽馬曲線轉換為電信號;在圖像端,則需要針對不同屏幕進行電光轉換,進行色量轉換的這一器件便是TCON(時序控制器)。 Bob Feng為記者做了一個比喻,假設電信號是許多調色桶,TCON芯片便是控制色量調控和色量轉換的關鍵芯片。事實上,LCD、OLED、Micro LED在顏色與電信號的映射上不可能是完全一樣的,因此必然會帶來轉換算法的不同。 03 適配不同屏幕接口的FPGA TCON 正因為不同顯示面板,TCON芯片的算法不同,因此在顯示技術更新換代之時,香港神州集運必然會遇到TCON設計的挑戰。 假設使用傳統ASIC/ASSP TCON方法,意味着針對不同分辨率下的LCD、OLED、Dual Cell、Micro LED等不同的屏幕類型,都要針對性設計開模,這主要是因為ASIC的程序是固定或者標準的,不可修改。 值得注意的是,TCON除了包攬列驅動器(Column driver)和行驅動器(Row driver)的色調和色域轉換工作以外,還會集成smart TCON等圖像縮放功能。 在OLED或Micro LED轉變的過程中,本身的良率和成本問題本身並沒有解決,還要考慮ASIC/ASSP TCON的適配問題,這無疑無形中又增加了一座“大山”。 在此方面,FPGA的靈活性似乎是“天生”為這種場景而生,針對不同的分辨率下,FPGA TCON所具有的的邏輯可編程性在LCD、OLED、Dual Cell、Micro LED下具有很好的適配性。 Xilinx提出了三種FPGA TCON適配,FHD的情況下使用SPARTAN 6系列產品、UHD下使用KINTEX 7系列產品、8K情況下使用KINTEX UltraSCALE系列產品。Bob Feng為記者介紹,之所以選用不同系列產品,主要是從功耗和成本上考慮。 具體來説,從FHD到8K的迭代中,主頻也以4倍速度迭代。FHD下主頻大約在150 MHz,SPARTAN則剛好貼合這一數值;UHD主頻大約在600 MHz左右,但KINTEX 7無需其他廠家一樣使用四像素並行總線,KINTEX 7只需做雙像素並行總線,主頻可以降到300 MHz,利用一半規模跑所需邏輯;8K方面,KINTEX UltraSCALE的主頻甚至可以做到600 MHz。 需要注意的是,使用FPGA TCON的接口靈活性,可以簡化整體設計,增強效率。具體來説,傳統設計中包括Mobile SoC和TV SoC兩顆芯片,但由於定製的AISC/ASSP是沒有直接接口可以對接Mobile SoC,TV SoC僅僅是充當了轉接的作用,整體的內容和服務均由Mobile SoC提供。 使用FPGA TCON則更加理想,從架構上來看,元器件選擇從3芯片變成了2芯片。Bob Feng強調,Xilinx還剔除了一些冗餘接口一對一(V-by-One)的選擇,為智能電視設計帶來極大的簡單化和小型化。 在智能電視越來越輕薄化的行業動態下,一般採用面板後貼主芯片和外置芯片兩種方式。但無論採用哪種方式,利用一對一(V-by-One)的接口相連,會顯得非常臃腫。 基於這樣的洞察,賽靈思和賽靈思的合作伙伴深圳視顯光電公司推出4種解決方案,囊括了FHD TCON、4K60 TCON、8K60 TCON、8K120 TCON。正如上文所述,只要速度和性能滿足這個範圍,就可實現不同類型顯示屏間的設計轉換。 深圳市視顯光電技術有限公司的8K@60Hz無損視頻播放機在2020年全球同步量產,其使用的方案便是FPGA TCON。根據該公司總經理李興龍的説法:“FPGA靈活的可編程特性,為我們快速開發新產品,新技術帶來了極大的助力。比如我們用FPGA開發了針對視頻領域的各種專用傳輸接口,針對8K應用的HDMI2.1、DP1.4等,我們利用FPGA可編程快速迭代的特點,最早給出瞭解決方案,可以比我們的競爭對手,或者ASIC方案,更快的推出新產品,這是我們的核心行業競爭力之一。” 對於ASIC/ASSP TCON和FPGA TCON, Bob Feng認為二者是共存關係,ASIC本身具有成本優勢必然會長期存在,但FPGA TCON的靈活性和簡化性相信在新興面板技術轉型中將發揮充足的優勢。

    時間:2020-09-29 關鍵詞: Xilinx FPGA

  • 謀思科技將受控能量收集和超低功耗無線技術相結合,實現物聯網設備的永久續航

    謀思科技將受控能量收集和超低功耗無線技術相結合,實現物聯網設備的永久續航

    諸多邊緣設備被部署在了各種不同的環境中。其中很多應用場景並不適合進行電力設施部署,而且也難以實現頻繁的人為電池更換。“在Atmosic,我們希望能夠顛覆整個電子產品的使用,希望能夠實現電池的永久續航,同時在一些特殊的環境下,在一些技術的發展前景下,我們希望有朝一日能夠實現無需電池。”謀思科技首席執行官David Su在近日的媒體發佈會上分享到了Atmosic對於物聯設備未來發展的觀點。 實現電池永久續航,降低設備對電池的依賴 隨着藍牙5.0的發佈,藍牙在連接範圍和續航能力方面獲得了巨大的提升,某些傳輸距離較長,傳輸數據量不大的應用以前只能使用WiFi,現在也可以用藍牙5.0來實現。這對於藍牙市場而言帶來了巨大的發展前景,據ABIResearch預測,到2023年藍牙市場規模總值將達到20億美元。其中消費電子產品和傳感器數據傳輸市場將達到超過10億的市場份額,這也是謀思科技所定位的目標市場。 在這些目標市場中,很多藍牙無線設備都採用電池供電的方案,但電池的續航能力,是否可以方便的進行電池更換,更換電池所耗費的人力和物力,這都是影響設備最終體驗的重要