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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。

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。

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

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

シームレスで便利な未来のウェアラブル技術

シームレスで便利な未来のウェアラブル技術 1 min Thought Leadership 若い頃、私はある種のオタクでした。今でもそうかもしれません。最も目につくオタクの兆候は、ファッションセンスの欠落でした。ワードローブにあったのは、夏以外いつも着ていたハイソックス、カーゴショーツ、茶色いパックマンのパーカーだけでした。私の関心は、自分の見た目より小さな機器や装置にありました。今でも、洋服より電子機器に興味はありますが、この2つの間の境界線は消えつつあります。現在のウェアラブル技術は、時としてかっこ悪く、流行遅れの感があります。そのような理由で、将来のウェアラブル技術は、私たちが既に身につけているものにシームレスに統合されることになるでしょう。ただし、見た目だけが問題というわけではありません。ウェアラブル界では使い勝手も重要な要素です。次世代のデバイスは、現在の製品より簡単に操作できる必要があります。シームレス Heelysのローラーシューズを覚えていますか? 私は1足も持っていませんでしたが、ローラーシューズを履いた子供たちはとにかく最高にクールでした。最も印象的なことは、Heelysがホイールをどれほどシームレスに靴に埋め込んだかという点でした。この靴を履いた人が夕日に向かって滑り始めるまで、この靴が他の靴と違っているようには見えませんでした。同じように電子機器は衣服に組み込まれるでしょう。衣類に回路を組み込むことを試みたデバイスは既にいくつか存在しますが、立派に機能しているものばかりではありません。企業が不格好路線からおしゃれ路線へ迅速に切り替える際、フレキシブル回路のようなものが役立ちます。目新しいものは何もないと言われますが、明らかにウェアラブル技術も例外ではありません。ウェアラブルは最近の技術とみなされていますが、コンピューターが普及し始めた頃のある例から、やってはならないことが思い浮かびます。それは、任天堂のパワーグローブです。これは全ての機能がウェアラブルでしたが、大き過ぎ、不格好、使いにくい、ファッション性に欠けるなどの欠点がありました。それはそれとして、もしこのパワーグローブを持っていれば1回は使ってみるでしょう。より最近の電子機器でファッション性が欠落している例は、「 Beauty and the Geek 」のキーボードパンツでしょうか。基本的には、ズボンの股部分にキーボードを配置したかったようです。技術が衣類に組み込まれてはいますが、シームレスと呼べるものではありません。非常にかっこよくもあり、かっこ悪くもあるパワーグローブ。画像著作権: Flickrユーザー mmechtley ものごとの正しい/誤った実行方法の例を提示してくれる企業として、 Sensoria があります。少し前に、同社のスマートソックスについての記事

高齢者の独り暮らしを支える新たなIoTテクノロジー

高齢者の独り暮らしを支える新たなIoTテクノロジー 1 min Thought Leadership 私の祖母はこの7年間、両親の家と同じ通り沿いに住んでいます。ここに越してきたのは、彼女のアルツハイマー病が発覚し、独り暮らしはもうできないのではないかと両親が感じた後のことです。しかし、テクノロジーのおかげで、祖母は半ば独立した生活を送ることができています。私の母は監視カメラを使って、祖母が安全に満足して過ごしていることを確認し、必要があればいつでも彼女のもとを訪れます。この方法では祖母が介護施設に入らずに済みますし、両親も過度な負担なしで祖母の世話をすることができます。高齢者とその子供の多くはそれぞれが独立した暮らしを望みますが、健康面と安全面を考えると、そうもいかないことが少なくありません。新しいスマートセンサーアレイとモノのインターネット（IoT）を使用したスマートホームシステムを利用すると、お年寄りが可能な限り独立した暮らしを営むことができるようになります。高齢者の独り暮らし自宅を離れたいと考える高齢者はほとんどおらず、その子供の多くも自身の自宅に迎え入れることを希望していません。健康および安全上の懸念からやむを得ない場合もありますが、今後はそれほど急がなくても済むかもしれません。 American Association of Retired Persons（AARP）の調査によると、高齢者の90%が自宅に住み続けることを希望しています。成人した子供もまた、高齢者の介護に不安を感じています。高齢な親の世話には、場合によって高額な費用と多大なストレスが伴い、何年にもわたって続く可能性があります。このような懸念から、子供が親を介護施設に入れざるを得なくなり、結果的に高齢者の生活の質が低下することも少なくありません。

高電圧設計向けのPCBレイアウトについて計画する方法

高電圧設計向けのPCBレイアウトについて計画する方法 1 min Thought Leadership 以前、都市プランナーの友人とトレイルランニングをしていたことがあります。私が疲れてやる気を失くしてしまう前に少しでも長く走らせようと企んだ彼女は、街の区画整理や建設に関することについてあれこれ聞かせてくれました。地元の政治の裏話に興味をそそられた私は、走る辛さを忘れたものです。友人は賛成しないでしょうが、高電圧PCB向けのレイアウトは複雑な都市計画にいくつかの類似点があります。高電圧PCBでは通常のPCB設計に関する検討事項に加え、最終製品の最高性能を確保し、寿命を迎えるまで保護するために、基板全体で電界強度を制御、最適化できるレイアウトが必要になります。高電圧領域の分離都市計画で区画地域を指定し、土地の用途を制限するのと同じように、設計者は高電圧回路をグループ化し、基板の他の部分への影響を最小限にしなければなりません。高電圧と低電圧の領域を分離することで、基板でのアーク放電のリスクを低減できます。高電圧の領域を物理的に分離する方法の1つは、周辺にinsertを追加することです。基板のレイアウトを作成する際は、insertを配置した場所にルータ加工する長穴を配置します。長穴が実装できるかどうかや、長穴の許容差については、製造業者に確認する必要があります。基板の中で最も電圧が高い領域の近くに長穴を配置すると、過電圧になる可能性が高くなります。 Proto Express は、度重なるアーク放電に耐え得るよう長穴を設計することを推奨しています。長穴の最小幅は、基板で想定される最高電圧で十分な保護を確保できるものでなければなりません。長穴のサイズに少しマージンを追加すれば、コロナ放電やアーク放電で長穴の縁が炭化しても、PCBは損傷を受けずにすみます。これが重要なのは、縁がアーク放電による損傷を受けるのに伴って、PCB材料の耐性が低下するからです。長穴は、基板の他の機能やビアと同様に、製造中にルータ加工されます。これが完了すると不活性絶縁材が長穴に追加され、垂直の障壁が形成されます。電圧が低ければPCB材料を使用できるものの、電圧が高い場合はポリエステルやテフロンなどの材料を使用したほうがよいでしょう。insertはクリップや接着剤で固定できるほか、長穴やinsertを所定の場所にロックできる形状に設計することも可能です。高電圧の領域を分離することは、基板全体の電圧を徐々に下げるために重要基板全体の電圧を徐々に低減電圧の高い領域を分離した後も、残りの部分を「区画分け」して電圧を徐々に下げられるようにしなければなりません。ここでは、メインの導体の周辺に低電圧で稼働する回路を配置することで、電界を再分離できます。電界強度が低い領域では、コロナ放電やアーク放電が発生する可能性が低くなります。高電圧設計での電界の分離には、電圧浮動環や電界格子環も使用できます。これらの環は、設計で保護される高電圧源のAC/DCの特性に応じて、抵抗やコンデンサーと連動したり、終端として機能したりします。かなり高度な設計コンポーネントのため、使用を検討する場合は資料を詳しく確認することが推奨されます。ノイズ源の分離