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社内で放射電解強度の事前準拠テストを実行する方法 社内で放射電解強度の事前準拠テストを実行する方法 1 min Thought Leadership 素敵な瞬間が臭いによって台無しになった、そういう経験をお持ちでしょうか? かつて、少し前から気になっていた女性とデートをしました。全ては順調に運び、デートの最後に私は彼女を家まで送って行きました。彼女にキスしようとして身をかがめると……、口臭予防のミントキャンディを1粒渡され、おやすみのハグをされました。自分は良い雰囲気を出していると思っていても、実際には別のものが出ているということはよくあります。ワイヤレス回路にも同じことが言えます。設計とテストを行って、基板をEMCラボに送ったところ、基板からまるでニンニク臭のような電子的放射が出ていることが判明した、というような場合です。社内で事前準拠テストを実行すると、このような面目ない却下を避けることができます。機器に多少の費用がかかりますが、それによって何度もやり直さずに済みます。必要な機器が揃ったら、その使用法を学び、出力を読み取ります。幸い、スペクトラムデータは女性より理解しやすいものです。 事前準拠テストの利点 外出するとき、デオドラント剤を使い忘れることがあります。そして、日中の臭いチェックでそのミスに気付き、家に戻ってデオドラント剤をつける羽目になります。今では、家を出る前に臭いチェックをしています。事前準拠はこの朝の臭いチェックのようなもので、ふりだしに戻ることを防いでくれます。製品を市場へ送り出す過程において、これによって多くの時間とコストを節約できます。 製造サイクルの終わりが近づくと、物事が混乱をきわめていく傾向があります。ここでEMI準拠に失敗し、大きな修正が必要になる事態は最も避けたいことです。それだけでなく、テストラボは問題がどこにあるのかについて十分に示唆してくれないことがあり、この場合はさらに別のサイクルで問題の場所を推定し、チェックする必要があります。もし自分用の機器があれば、設計段階で社内で事前準拠チェックを行うことができます。これによって、最終検査が1回で合格する可能性を大幅に高めることができます。 基板に対して準拠テストを繰り返し行うのは、時間とコストを必要とします。最終評価には、1回で5,000ドル以上が必要になることもあります。また、問題は設計フェーズの間に修正する方が、後からの修正よりもはるかにコストが低くなります。基板が最終化した後で解決策を探すよりも、 PCBを変更 して問題を修正する方が安価に解決できます。事前準拠用の機器はそれなりに高価ですが、EMCチェックを2回も3回も行うよりは、はるかに安価です。複数の製品の開発を計画しているなら、社内で事前準拠を行えるようにするための投資は十分に引き合うものです。 このデバイスではとてもFCCを突破できないだろう。 必要な機器 口臭を解決する方法は色々とありますが、放射電解強度のテストを行う方法はそれほど多くありません。 絶対に必要な 機器がいくつかあり、 予算が潤沢なら揃えておいた方がいい 機器もいくつかあります。ツールには 最低3,000ドル の投資を予測してください。 テストの場所（必須） - まず必要なのは、テストを行うための場所です。専門家は高価な無響室で評価を実行します。専門家でなければ、市街地を離れた屋外、会議室、地下室などでも大丈夫です。このような場所は、実験と干渉する恐れのある外部からの信号を低減するため役立ちます。 記事を読む
伝導放出のテスト機器と低減のガイドライン 伝導放出のテスト機器と低減のガイドライン 1 min Thought Leadership 私が大学に通っていた頃、クラスの1つが非常に難しかったため、教授はいつも1週間前にテストの問題を渡してくれました。試験の前に何を勉強すべきか正確に教えられていても、多くの学生が不合格に終わりました。電磁両立性（EMC）の伝導放出解析も同じようなものです。デバイスが電源を通して、電力網に多くのノイズを返していないかどうかをチェックする必要があります。これを行わないとFCCにより、公共電源を破壊する存在と見なされます。電源を経由して電力網へ返されるEMIに関して、デバイスの事前テストを行うことは難しくありません。しかし、最終的なチェックを行うとき、多くの製品は不合格になります。最終段階で不合格になると、時間と費用の両方に大きな損失となります。適切な機器を用意し、いくつかの事前準拠テストを行うことで、このような事態をすべて回避できます。また、PCBの設計と電源を調べ、発生源で伝導の問題を完全に解決しておくのも良い考えです。 事前準拠テストの利点 大学の頃の話に戻りますが、試験で教科書を参照しても良いクラスがいくつかありました。多くの学生は、教科書を参照できるならテストは簡単に解けると思い、事前に勉強しませんでした。それは大きな間違いで、多くの学生が落第しました。多くの人々は、EMCの伝導放出の部分は放射放出に比べて単純だと想定しますが、その考え違いから同じように多くの失敗が引き起こされます。 伝導放出の最終テストで不合格になった場合、作業をやり直す必要があり、何千ドルも無駄に費やすことになります。大学の試験に落第することはまずいことですが、このようなテストでのしくじりは、クラス全員が落第するようなものです。事前準拠用の機器は高価ですが、認定テストのやり直しほど高価なものではありません。EMC評価に失敗すると、製品の市場投入も遅延する恐れがあります。大きな修正が必要になった場合、プロジェクトが大幅に遅延することが考えられます。開発の初期段階、問題を比較的簡単に修正できるうちに洗い出すのが賢明です。 大学のテストは実際の設計ほど難しくはありません。 事前準拠用の機器 伝導放出のテストに必要な機器は、 放射放出 のテストとほぼ同じです。このようなキットは一般に数千ドルの価格です。 スペクトラムアナライザー（必須） - スペクトラムアナライザーは事前準拠テストの基幹です。この機械を使用して、基板から発生するあらゆるEMIを解析できます。これはおそらく最も高価な機器で、価格は1,000ドル以上です。 ソフトウェア（必須） - 本の読み方を知らなければ、テストで教科書を参照することが許可されても意味がないのと同様に、スペクトラムアナライザーはソフトウェアが無くては役に立ちません。一部のスペクトラムアナライザーにはソフトウェアが付属していますが、そうでない場合は、無料のプログラムと互換性のあるアナライザーを選択しましょう。 ラインインピーダンス安定化ネットワーク（LISN） - この装置は、伝導放出には必要ですが、放射放出には必要ありません。LISNは電源のノイズから デバイスを絶縁 し、インピーダンスを一致させて、スペクトラムアナライザーが正確に動作できるようにします。正確なテストを希望する場合は、この装置が2つ必要なこともあります。 記事を読む
FRAMメモリーによる、組み込みシステムデータの記録の簡素化 FRAMメモリーによる組み込みシステムデータの記録の簡素化 1 min Thought Leadership 選択肢が明確な場合、決断はより簡単です。白黒、正誤などの選択では、選択後に後悔することはありません。ところが、白黒に加え、多くの色合いのグレーからいずれかを選択するとなると、本当にストレスです。強誘電体メモリー（Ferromagnetic Random Access Memory、 FRAM ）が商業市場に流通し、複数の色合いのグレーからいずれかの選択を迫られるようになるまでは、二者択一の選択に安住していました。 このときまで、組み込みシステムデータの記録用ハードウェアの選択肢は、スタティックRAM（Static Random Access Memory、SRAM）とフラッシュのみでした。プレFRAM時代に仕事をした方々には、フラッシュの比較的低い書き込み耐久性によるSRAMデータインテグリティーの問題について妥協しなければならなかった私の苦労をご理解いただけると思います。そのような経験のない方々のために説明します。 FRAMとSRAMおよびフラッシュの比較 2005年に初めてFRAMに出会った私は、その特性にすっかり魅了されました。実装費用が高かったため、自分の設計にFRAMを使用できるようになるまで3年ほど待たなければなりませんでした。FRAMのメリットを称賛する前に、SRAMとフラッシュについて簡単に振り返っておきましょう。いずれも独自の機能で広く使用されているメモリーチップです。 SRAMは、揮発性メモリーの一種です。つまり、電源が取り除かれたり電力供給が中断したりした場合、メモリーに格納されているデータは消去されます。SRAMの優れた点は、無制限に書き込みできることです。つまり、使用するにつれて物理的に劣化することがありません。 データを小さな電池のなすがままにさせないでください その対極にあるのが、非揮発性の フラッシュ メモリーです。電源供給が途絶えてもそのまま残っている必要があるトランザクションログの格納に特に有用です。唯一の欠点は、書き込み可能回数が少ないことです。多くの場合は数万回以内です。この限界に達すると、書き込もうとしてもメモリーの各セルに情報が格納されなくなります。 FRAMは、SRAMメモリーとフラッシュメモリーの長所を受け継いだメモリーチップです。FRAMは、非常に高い書き込み耐久性を備えた非揮発メモリーです。 現在、数兆回とはいかないまでも数十億回の書き込みが可能です 。さらにうれしいことに、FRAMの製造プロセスが成熟し、価格が劇的に下がりました。当然のことながら、FARMは、組み込みシステムにおけるデータ記録アーキテクチャーの設計方法を変えました。 記事を読む
アナログGNDおよびデジタルGND接続にスターポイントを使用する方法 アナログGNDおよびデジタルGND接続にスターポイントを使用する方法 1 min Thought Leadership 私にとってデートで一番難しいのは、そもそも人に会うことです。私は技術者なので、生活の大部分をコンピューターの前で過ごし、いろいろな人と話をすることがありません。それが、デートサイトやデートアプリが素晴らしいアイデアだと思う理由の1つです。他の方法では全く不可能であろうつながりを持つのに役立ちます。他の人と絆を結ぶことは困難ですが、アナログGNDプレーンとデジタルGNDプレーンをリンクするのは、さらに困難です。ノイズが多いデジタルチップは、敏感なアナログ回路に干渉する場合があります。したがって、この2つは離す必要がありますが、一方で同じGNDに参照される必要もあります。プレーンを行き当たりばったりに接続すると、解決できないほど問題が発生する場合があります。そこでスターGNDの出番です。スターGNDでは、デジアナ混在信号回路の異なるGNDを結合できます。 デジアナ混在信号接地の問題 デートと同じように、デジアナ混在信号PCBの接地は、多くの 問題と解決策 があり複雑です。ご存知のように、EMIを減らすには、アナログ信号とデジタル信号を離しておく必要がある一方で、これらは一緒に接地する必要があります。接地が不適切だと、大きなGNDループができて、回路の中やおそらく周囲にノイズが発生します。 デジアナ混在信号基板での主な問題は、デジタル回路です。デジタルスイッチングチップは、ノイズが非常に多いのですが、単独では問題になりません。しかし、アナログ回路と組み合わせると、デジタルEMIはしばしば、 敏感なアナログ信号と混じって しまいます。このような理由で、一般に、 これらの2つのシステムは離しておく べきなのです。 アナログ回路とデジタル回路を離すことで、別の問題が発生します。それは、浮動接地です。アナログチップとデジタルチップは全て、適切に動作するため、 同じGNDに関連付ける 必要があります。別々のアナログGNDプレーンとデジタルGNDプレーンを好きな場所に接続すると、GNDループができます。大きなGNDループは、 アンテナの役目を果たし 、基板の他の部品に、またおそらく デバイスの外に EMIを放射します。スターGNDでは、アナログ回路とデジタル回路を一箇所に接続できます。すると、GNDループやEMI放射の可能性が低くなります。 全てのGND接続はスターGNDで終端する必要があります。 スターGND 多くの人々が、愛について説明しようとして失敗してきました。私はそれほど大胆ではないので、スターGNDの概要を述べるだけにします。 記事を読む
5G移動通信インフラにおけるMassive MIMOの利点 5G移動通信インフラにおけるMassive MIMOの利点 1 min Thought Leadership 編集クレジット: PureRadiancePhoto / Shutterstock.com 今は南カリフォルニアに住んでいますが、生まれはテキサスです。聞いたことがあるかもしれませんが、そこには「テキサスでは何でも大きい」という言い回しがあります。私が親戚中で一番背が高いので、私にはそれが本当であることが分りました。Massive MIMO（multiple input multiple output）アンテナアレイの背後にある精神もテキサスで生まれたと考えたいです。MIMOは何年も前からありますが、Massive MIMOは、特に5G分野で、注目され始めたばかりです。5Gは、高速で低遅延を可能にしますが、それには、Massive MIMO独自の利点を活用する必要があります。これらの利点には、優れたスペクトル効率やユーザー追跡などがあります。このテクノロジーを使えば5Gを実現できます。 Massive MIMOとは何か? 「テキサス」に真正面から向き合うと、多くの人は及び腰になります。例えば、テキサス州のステートフェアで ビッグテックス に迎えられたときなどです。同じようにMassive MIMOも、最初はやり過ぎだと感じるかもしれません。そこで、通常のMIMOから始めて、その後、「大規模（massive）」に話を進めましょう。 MIMOは、multiple input multiple 記事を読む
RS485はワイヤレス通信テクノロジーの時代を生き延びられるか RS485はワイヤレス通信テクノロジーの時代を生き延びられるか 1 min Blog 私は、携帯電話業界に最近復帰したNokia 3310をこよなく愛しています。この製品を使ったことがないなら、あなたは近年の歴史において最も信頼性と耐久性が高い携帯電話の1つを知らないことになります。2000年初期とは異なり、現在ではくるみ割り器としても使えたり、高所からの落下にも耐えられたりする携帯電話は滅多に見られません。 電子設計において、これと同じような堅牢性と信頼性を持つのが、RS485通信です。Nokiaと同様に、私はRS485をいつまでも使い続けるつもりです。しかし、ワイヤレス通信テクノロジーが日々ますます遍在的になるにつれ、この多くの実績のあるプロトコルも過去の遺物となってしまうのであろうかという考えに駆られることがあります。 RS-485とアプリケーション 私はNokiaを愛していますが、以前に文字にも電話にも応答しない女の子とデートしたことがあります。彼女が会話さえ拒否するようになるまで、私はこれを問題とは思っていませんでした。結局のところ、人間関係も電子回路も、連絡が無ければ正しく機能しないということです。電子機器は多くの場合、互いに数百メートルも離れた場所に、理想的ではない電気的環境で設置されます。このため、電気的な干渉、距離、速度の懸念に信頼性の高い方法で対応できる通信方法が求められます。 干渉 : RS485 は半二重の差動モードでデータを伝送するシリアル通信プロトコルの電気的特性を定義する規格です。差動信号とより線ペアケーブルにより、RS485上で伝送されるデータは1200mまで伝達可能で、信号の干渉に対しても高い耐性があります。 プロセス自動化においては、RS485が今でも主流です 距離 : Nokiaによって解決できなかったもう1つの通信の問題は、欧州へ旅行中に、北米に住んでいるガールフレンドに電話したときのことです。9時間の時差があるため、私が起床して一日の行動を開始する頃、彼女は寝る前ということになり、互いに関係を保つことが困難になりました。もしも私たちがRS485のような通信の専門家であり、位置の相違の問題を解決できたならうまく行っていたでしょう。異なる場所で動作するデバイスには、それぞれ異なる接地ポイントがあり、相対電圧も異なります。RS485では、2つのデバイスが参照しているGNDの電位が異なる場合でも、データインテグリティーは無事に保たれます。これは、RS485が差動信号を使用し、論理1は一対のデータラインの中で論理0により反映されるためで、データ信号をGNDに対して参照するシングルエンドの信号とはこの点が異なります。 速度 : 最大距離における伝送速度は100kbpsと規定され、これはほとんどのアプリケーションで十分以上の速度です。これに対してRS232などの標準はシングルエンドの信号処理を使用しているため、最大で15mまでしか伝達できません。これに近い性能を持っているのはCANバスで、 1,000mの距離で50kbps までの伝送速度を実現できますが、RS485と比較して、ファームウェアレベルでの実装ははるかに困難となります。 RS485は電気的な標準のみを定義しており、インターフェイスのプロトコルは Modbus 記事を読む
IoTストレージ技術: 超低消費電力CBRAM IoTストレージ技術: 超低消費電力CBRAM 1 min Thought Leadership ずっと昔、あのフロッピーディスクを使っていたことを覚えていますか? 私のコンピューターにフロッピーディスクドライブが2つ付いていたのを覚えています。一方のドライブにプログラムの入ったディスクを入れ、もう一方にデータ用のディスクを入れていました。そのうち、ハードディスクという驚くべき発明品が登場し、保管容量は爆発的に増えました。メモリ容量は、まだ増加を続け、今ではサイズは、それほど有用な要素でなくなりつつあります。モノのインターネット（IoT）の場合、エネルギー消費が次の重要項目です。スマート家電からスマートシティまで、あらゆるものが構想されており、これらが機能するには、非常に消費電力が低いメモリが必要となります。そこで、超低消費電力CBRAM（導電性ブリッジング ランダムアクセスメモリ）の出番です。Adestoは、他のストレージ技術の1/100の電力で動作できるかもしれない、この技術を推進している主要な企業です。 もはやこれらは必要ありません。 低消費電力の要件 先ほど、ストレージのサイズは問題ではない言いましたが、それは嘘です。デバイスが小型化するとともに、小さなバッテリーで動作できる、より小型のメモリが必要となります。特にウェアラブル機器は、フォームファクターの小型化と効率的なエネルギー利用について、この傾向を促進しています。機械の小型化に加えて、広域IoTセンサーネットワークも、低消費電力ソリューションを必要としています。 メモリが増加しただけでなく、計算能力も向上しました。今日のスマートフォンは、NASAが月旅行に使用したコンピューターより 何百万倍も強力 であると言われています。ウェアラブル電子機器は、まだまだそのレベルに達していませんが、その方向に向かっています。より強力になりつつあるだけでなく、スマートウォッチは、 センサー機能の統合 を始めつつあり、高度なユーザーインターフェイス（UI）とサポートアプリケーションを既に備えています。プロセッサー、センサー、アプリは、 動作するためにエネルギー効率の高いメモリを必要とします 。そうでなければ、1日に何度もウォッチを外して充電することが必要になり、誰もそれは望みません。 低消費電力を本当に必要とするもう1つの領域は、低消費電力高域ネットワーク（LPWAN）で使用されるデバイスです。人は長い間、「スマートシティ」を構想してきました。そこでは、 自動車が自分で駐車スペースに止まり 、 インフラが効率的に監視、保守され 、 公共の利益を求めてデータマイニングが行われます 。これらのシステム全てに共通していることは、何でしょうか 記事を読む