雖然在風(fēng)頭上,儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)控制(簡稱儀控)產(chǎn)業(yè)似乎不如3G、新潮有趣的消費(fèi)電子等話題那樣抓人眼球、受媒體熱捧,但通過以下一些數(shù)據(jù),我們就可以看到,該產(chǎn)業(yè)在中國同樣蘊(yùn)藏著巨大的市場機(jī)會(huì),并且在產(chǎn)品技術(shù)特性要求方面隨著需求的變化呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)。
眾所周知,中國政府正在逐步落實(shí)的4萬億投資計(jì)劃中,很大一部分是關(guān)于加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的政策,其中重點(diǎn)包括電力、鐵路、機(jī)場、城市地鐵等系統(tǒng)的建設(shè)。例如,國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)分別公布了上調(diào)2009、2010兩年投資額度的規(guī)劃?傮w來看,預(yù)計(jì)兩大電網(wǎng)公司能源、化工等產(chǎn)業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整,這對應(yīng)用于這些產(chǎn)業(yè)的各種各樣自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)生了大量需求,對諸如環(huán)境監(jiān)測分析儀器等各類專業(yè)儀器儀表的需求也是很大的推動(dòng)力量。
而賽迪顧問(CCID)的研究數(shù)據(jù)表明,近幾年“隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,中國儀控產(chǎn)業(yè)的年增長率連續(xù)四年超過20%!卑凑誄CID的劃分,中國儀器儀表產(chǎn)業(yè)包含四塊:工業(yè)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)(IAICS);科學(xué)測試儀器;專業(yè)儀器儀表;以及一般儀器儀表。其中,由于中國正處在工業(yè)化的關(guān)鍵階段,對自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)有很大的需求,成長迅速。另一個(gè)增長點(diǎn)是專業(yè)的儀器儀表,其中環(huán)境監(jiān)測分析儀器增長最快;其他產(chǎn)品如光學(xué)儀器、測試機(jī)器、地質(zhì)勘探及地震儀器儀表、教學(xué)儀器等則保持穩(wěn)步增長。
更高要求的設(shè)計(jì)需求
上述產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)更新和國家節(jié)能工程的實(shí)施等對儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備的開發(fā)提出了以下一些更高的要求,即:
-所用芯片方案和系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須事先高效節(jié)能
-可實(shí)現(xiàn)精確高速控制和測量
-具有更強(qiáng)的通訊能力
-所用方案能實(shí)現(xiàn)簡化設(shè)計(jì)
-穩(wěn)定可靠地工作
作為廣泛應(yīng)用于儀控設(shè)備中的一種核心處理平臺(tái),DSP自然也要順應(yīng)這些設(shè)計(jì)趨勢和更高的要求。ADI公司針對測試測量及工業(yè)控制應(yīng)用的多種DSP方案就很好地貼合了上述設(shè)計(jì)需求,其中包括近十年來半導(dǎo)體行業(yè)最耀眼的設(shè)計(jì)巨作并且樹立了行業(yè)新標(biāo)桿的通用DSP——Blackfin系列和業(yè)界最穩(wěn)定的浮點(diǎn)DSP—SHARC系列。
Blackfin處理器代表了一種新型32位嵌入式處理器,它非常適合結(jié)合復(fù)雜任務(wù)調(diào)度和高性能數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用——所以我們也可以把它稱為匯聚處理器。例如Blackfin處理器可以進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制或測試測量,同時(shí)還支持多模式通信及系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度。正是這種軟件靈活性和可擴(kuò)展性的獨(dú)特結(jié)合為Blackfin處理器贏得了匯聚應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的適應(yīng)性。
SHARC處理器占據(jù)浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器市場的主要份額,其高性能的內(nèi)核具有卓越I/O吞吐率和優(yōu)異的存儲(chǔ)器性能。以每美元319MFLOPS起價(jià),SHARC系列處理器為對要求廣動(dòng)態(tài)范圍的應(yīng)用(例如工業(yè)和儀器儀表、醫(yī)用產(chǎn)品)提供浮點(diǎn)處理的低成本解決方案。
中國的應(yīng)用實(shí)例
ADIDSP以其優(yōu)異的綜合性能和電磁兼容性受到業(yè)界廣泛好評,具有可靠性高、低功耗的特點(diǎn),并帶有豐富的接口,且溫度范圍寬。它們正在為諸多測試測量及工業(yè)控制應(yīng)用系統(tǒng)提供核心動(dòng)力,包括測試測量儀器、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制、電力線保護(hù)設(shè)備、智能電表、鐵路及軌道運(yùn)輸系統(tǒng)等。
ADI在中國也展開了廣泛合作,并將測試測量和控制設(shè)備領(lǐng)域作為其DSP的重要戰(zhàn)略目標(biāo)之一。例如,ADI與南京南瑞繼保電氣有限公司有著多年的合作,十年前,南瑞繼保開始使用ADI公司的218x系列16位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器。隨著多種基于Blackfin與SHARC處理器的成功產(chǎn)品取代了基于微處理器與微控制器的設(shè)計(jì),信號(hào)處理架構(gòu)在該公司產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)展。結(jié)果,該公司目前的大多數(shù)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)都基于ADI公司的數(shù)字信號(hào)處理器。圖1所示為其中一個(gè)合作項(xiàng)目——PLM(電力線監(jiān)控)設(shè)備的例子,這類設(shè)備采用了ADI的Blackfin和SHARC系列DSP。南瑞采用Blackfin和SHARC的原因是它們提供了對電力網(wǎng)故障和瞬變事件的檢測和響應(yīng)能力,這里DSP的性能與可靠性是他們最重要的考量因素。
而在測試測量領(lǐng)域,ADIDSP也在幫助本土廠商從占據(jù)低端產(chǎn)品主導(dǎo)地位向提高技術(shù)含量、推出更多中高端設(shè)備產(chǎn)品邁進(jìn)。例如,中國的數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO)、信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀和邏輯分析儀制造商普源精電公司為其整個(gè)產(chǎn)品系列尋求足夠通用和功能足夠強(qiáng)大的信號(hào)處理平臺(tái)時(shí),就轉(zhuǎn)向了ADIBlackfin處理器。
普源精電選擇ADIBlackfin處理器的一個(gè)原因是Blackfin本身就具有采用統(tǒng)一架構(gòu)的微控制器(MCU)和信號(hào)處理功能,這樣就不再需要單獨(dú)的數(shù)字信號(hào)和控制處理器。由于Blackfin能夠以較低成本提供前所未有的處理能力,因此其性價(jià)比是吸引中國客戶的另一個(gè)重要因素。
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