EN
Pautan Pantas
Apabila berbicara mengenai sistem pengolahan isyarat lanjutan, yang litar Bersepadu (ICs) yang kita pilih adalah seperti hati dan otak bagi operasi tersebut. Sistem-sistem ini mempunyai permintaan yang tinggi. Mereka memerlukan IC yang boleh menjaga keseimbangan sempurna antara memiliki kuasa komputasi yang mencukupi untuk menangani tugas-tugas kompleks, berhemat tenaga supaya tidak menghabiskan kuasa, dan bersifat fleksibel kepada pelbagai senario. Jurutera, dalam pencarian mereka untuk IC yang ideal, sering kali terfokus kepada beberapa parameter utama. Kelajuan pemprosesan adalah satu yang besar. Pada akhirnya, dalam dunia digital moden yang pantas ini, semakin cepat pemprosesan, semakin baik. Faktor lain yang penting adalah nisbah isyarat-ke-haruman (SNR). Kita mahu isyarat kita jelas dan bebas daripada hirauan yang tidak diingini. Dan dengan meningkatnya algoritma moden, terutamanya yang berasaskan pembelajaran mesin untuk penapisan, kesesuaian dengan algoritma ini telah menjadi keperluan. Ambil aplikasi yang memerlukan analisis sedia masa, seperti imej biomédik di mana setiap saat penting untuk diagnosis yang tepat atau sistem autonomi yang perlu membuat keputusan dalam masa sekejap. Dalam kes-kes ini, prestasi rendah-latensi bukan sahaja sesuatu yang bagus untuk dimiliki; ia adalah keperluan mutlak. Jurnal-jurnal kejuruteraan terkemuka baru-baru ini telah menonjolkan bahawa terdapat keperluan yang meningkat untuk arsitektur yang boleh dikonfigurasikan. Arsitektur ini hebat kerana mereka boleh menyokong kedua-dua paradigma pemprosesan isyarat digital dan analog, memberikan kita lebih fleksibiliti dalam reka bentuk kita.
Sekarang kita sudah tahu apa yang perlu dicari dalam IC untuk pemprosesan isyarat, mari kita bincangkan cabaran yang datang bersama projek pemprosesan isyarat masa kini. Projek-projek ini seperti labirin yang rumit, penuh dengan halangan. Dalam susunan PCB yang padat, yang serupa dengan bandar elektronik yang ramai, gangguan elektromagnetik boleh menjadi masalah besar. Ia seperti mempunyai pelbagai jiran berisik yang mengganggu ketenteraman anda. Dan dalam peranti mudah alih, kebimbangan tentang penggunaan kuasa adalah isu utama. Kita mahu peranti kita bertahan sepanjang masa yang mungkin pada satu cas. Dalam aplikasi frekuensi tinggi, mengekalkan integriti isyarat adalah sangat penting, dan inilah di mana penyelesaian pengurusan terma yang efektif datang. Fikirkan ia sebagai sistem penyejuk untuk elektronik anda. Penyelidik telah mendapati bahawa menggunakan IC dengan mekanisme pembetulan ralat bina-dalam boleh membawa kepada hasil yang lebih baik, terutamanya dalam persekitaran di mana tahap voltan sentiasa berfluktuasi. Ia seperti mempunyai jaring keselamatan untuk menangkap sebarang ralat. Juga, penggabungan pecatur keras untuk perkara seperti transformasi Fourier dan analisis gelombang telah menunjukkan peningkatan ketara dalam kecekapan pemprosesan. Ini telah dibuktikan oleh pelbagai benchmark industri, yang seperti kad laporan bagi bagaimana teknologi-teknologi berbeza berfungsi.
Kerana kita telah mengenalpasti cabaran-cabangannya, bagaimana cara kita membaiki prestasi sistem pemprosesan isyarat kita? Pelakon penting di sini adalah para arkitek sistem. Mereka tahu bahawa untuk mendapatkan keputusan terbaik adalah dengan menyelaraskan spesifikasi IC kepada keperluan khusus aplikasi tersebut. Sebagai contoh, dalam tugasan pemprosesan audio, kita mahu kualiti bunyi yang terbaik. Pengubah 24-bit dengan kadar sampel melebihi 192 kHz boleh memberikan julat dinamik yang unggul. Ia seperti mempunyai pengalaman audio definisi tinggi. Dalam sistem radar dan LiDAR, yang digunakan untuk sesuatu seperti pengesan objek dalam persekitaran, IC yang menyokong algoritma pembentukan sinar adaptif adalah perubahan permainan. Mereka membolehkan analisis isyarat ruang tepat, membantu sistem ini menjadi lebih tepat. Untuk aplikasi peka kuasa, seperti dalam peranti bateri, cip yang melaksanakan penskalaan voltan dinamik adalah pilihan yang baik. Ujian lapangan menunjukkan bahawa cip-cip ini boleh mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 30 - 40% tanpa mengorbankan keupayaan pemprosesan. Ia seperti mendapat jarak tempuh lebih jauh dari kereta anda manakala masih boleh memandu pada kelajuan yang sama.
Dunia peralatan pemprosesan isyarat sentiasa berkembang, dan terdapat beberapa trend baru yang sangat menarik. Pembangunan rangkaian 5G dan pertumbuhan基建bas IoT seperti enjin kuat yang mendorong kecemerlangan dalam reka bentuk IC pemprosesan isyarat. Arsitektur pengiraan heterogen, yang menggabungkan CPU, GPU, dan inti DSP khusus, semakin popular. Mereka seperti pasukan impian, mampu menangani kerumitan yang meningkat dalam tugasan penggabungan data pelbagai sensor. Dalam sistem pelbagai sensor, kita mempunyai data yang masuk dari pelbagai jenis sensor, dan arsitektur ini dapat menyatukan semua data tersebut dengan berkesan. Kertas penyelidikan terdepan menonjolkan beberapa perkembangan yang sangat menjanjikan dalam cip neuromorfik. Cip-cip ini adalah menarik kerana mereka meniru mekanisme pemprosesan isyarat biologi. Ini boleh membawa perubahan besar dalam aplikasi pengenalan pola. Ia seperti memberi mesin kita cara yang lebih manusia untuk memahami pola. Dalam sistem pemantauan alam sekitar, yang digunakan untuk memantau perkara seperti kualiti udara dan suhu, IC dengan inti AI tersisip semakin banyak diterima. Inti-inti ini boleh menjalankan analisis spektral masa-sebenar dan pengesanan anomali, membantu kita mengenalpasti dengan pantas mana-mana masalah dalam persekitaran.
Ketika pasukan kejuruteraan melihat kepada masa depan, mereka tahu bahawa mereka perlu memikirkan secara proaktif apabila memilih komponen IC. Salah satu perkara utama yang mereka utamakan adalah skalabiliti. Ia seperti membina rumah dengan pilihan untuk menambah bilik lagi di masa hadapan. Reka bentuk moduler yang menyokong kemas kini firmware adalah cara yang baik untuk memastikan keseimbangan dengan piawai pemprosesan isyarat yang berkembang. Ia seperti dapat meningkatkan perisian anda untuk berada selaras dengan teknologi terkini. Pem modelan dengan papan penilaian yang mempunyai larik logik boleh diprogram juga adalah langkah pintar. Ia membolehkan pelaksanaan algoritma dengan pantas. Ia seperti dapat menguji dan membaiki idea-idea anda dengan cepat. Kajian kes industri telah menunjukkan bahawa sistem yang menggabungkan arkitektur yang tahan ralat mengalami 50% penurunan dalam penyusutan prestasi sepanjang tempoh operasi yang panjang. Ini adalah kelebihan besar, terutamanya dalam aplikasi perindustrian di mana sesiapa downtime boleh menjadi mahal. Ia secara signifikan mengurangkan kos penyelenggaraan, membuatkan sistem ini lebih boleh dipercayai dan kos cekap dalam jangka panjang.