Средства диспетчерского контроля «Кристалл»

Средства диспетчерского контроля «Кристалл» Компьютер

Внешние интерфейсы

SoCs включают внешние интерфейсы, как правило, для протоколов связи. Они часто основаны на отраслевых стандартах, таких как USB, FireWire, Ethernet, USART, SPI, HDMI, I2C и других. Также могут поддерживаться протоколы беспроводной сети, такие как Wi-Fi, Bluetooth, 6LoWPAN и связь с ближним полем.

При необходимости SoCs включают в себя аналоговые интерфейсы для обработки сигналов. Они могут взаимодействовать с различными типами датчиков или исполнительными механизмами, включая интеллектуальные преобразователи. Также они могут контактировать с конкретными приложениями модулей или быть внутренними для SoC, например, если аналоговый датчик встроен в SoC, а его показания должны быть преобразованы в цифровые сигналы для математической обработки.

Где используются чипы

SoC, как правило, крошечный, не занимает много места внутри электронного устройства, что делает его идеальным решением для небольших устройств. Он объединяет множество разных частей на одном чипе, это означает, что его производителю не нужно тратить время, деньги и ресурсы на прокладку значительных физических частей и создание длинных цепей, что, в свою очередь, означает более низкое производство и расходы.

Традиционные подходы к электронике касались создания систем, работающих на отдельных независимых частях. Такими примерами являются компьютеры и ноутбуки. Однако постоянная миниатюризация всех вещей вокруг означает, что они все больше полагаются на более мелкие, более энергоэффективные системы на чипах.

Компоненты мобильных устройств

Система на кристалле SoC может иметь различные элементы, что зависит от его назначения. Поскольку подавляющее большинство SoC используются на смартфонах, предлагаем список наиболее распространенных компонентов таких устройств:

  1. CPU — ядро внутри SoC. Это часть, которая отвечает за принятие большинства расчетов и решений. Она получает входные данные от других аппаратных компонентов и программного обеспечения и обеспечивает соответствующие выходные ответы. Без CPU не было бы SoC. Большинство процессоров сегодня имеют два, четыре или восемь ядер внутри.
  2. Графический процессор — сокращен для модуля графической обработки. Он также называется видеочипом. GPU отвечает за 3D-игры, а также за аккуратные визуальные переходы, которые видны в интерфейсе любого устройства, использующего однокристальную систему.
  3. RAM Memory — все вычислительные устройства нуждаются в работе памяти. Чтобы иметь возможность запускать приложения и данные программного обеспечения, необходимо их использовать. Чтобы это сделать, система на чипе должна иметь оперативную память.
  4. ROM — любое устройство должно иметь память ПЗУ для хранения программного обеспечения, такого как прошивка или операционная система, в которой он работает.
  5. Модем — смартфон не будет телефоном, если он не сможет подключиться к радиосетям. Модемы заботятся о сетевом или сотовом подключении.

Помимо процессора и памяти, другие SoC могут включать интерфейсы PCIe, предназначенные для подключения радиоприемопередатчиков, интерфейсов SATA или USB-устройств.

Конструкция чипов

Системы на кристалле должны иметь полупроводниковые блоки памяти для выполнения своих вычислений. В зависимости от применения SoC память может образовывать иерархию памяти и кэша. На рынке мобильных компьютеров это обычное явление, но во многих маломощных встроенных микроконтроллерах этого не требуется.

Технологии памяти для SoC включают в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), электрически стираемое программируемое ПЗУ (EEPROM) и флэш-память. Как и в других компьютерных системах, ОЗУ можно подразделить на относительно более быструю, но более дорогостоящую статическую RAM (SRAM) и более медленную, но более дешевую динамическую RAM (DRAM), как в системе на кристалле, фото которого представлено в нашей статье.

Крупнейшие производители мобильных чипов

Предлагаем краткий обзор систем на кристалле от крупнейших производителей: Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei, NVIDIA и Broadcom. Qualcomm, NVIDIA и MediaTek производят и продают в основном мобильные SoC для аппаратных компаний, которые используют их в производимых ими устройствах.

Нельзя сказать, какая система на чипе лучшая. Проектирование и развитие систем на кристалле продвигается настолько быстро, что ко времени сравнения вариант уже будет устаревшим. Однако нужно помнить, что лучший SoC, возможно, не самый хороший для процессоров или самых быстрых беспроводных передач.

Необходимые параметры микрочипирования

System on Chip SoC — очень сложные устройства. Например, система Snapdragon 600 от Qualcomm на чипе — это SoC, которая использовалась на старом смартфоне Samsung Galaxy.

Люди хотят иметь возможность использовать свои смартфоны для пользования Интернетом, прослушивания музыки, просмотра видео, использования GPS-навигации, съемки фотографий и видеороликов, игр, доступа к социальным сетям. Все эти функции обеспечиваются не только хорошим процессором, но и мощным графическим чипом System on Chip SoC, быстрым беспроводным чипсетом Bluetooth, поддержкой подключения к сетям 4G. Все это должно работать с наименьшим потреблением энергии.

Решение заключается в миниатюризации всего, что может быть установлено. Устройства должны быть максимально сжаты и размещены компактно на меньшей поверхности. Следствием этого является более высокая вычислительная мощность и более низкое энергопотребление. Это именно то, что предлагает SoC.

Определения терминов

Система SoC объединяет требуемые электронные схемы различных компьютерных компонентов на одном интегрированном чипе (IC). SoC — это полная электронная система подложки, которая может содержать аналоговые, цифровые, смешанные или радиочастотные функции.

Поскольку система на кристалле включает в себя как аппаратное, так и программное обеспечение, она потребляет меньше энергии, имеет лучшую производительность, требует меньше места и более надежна, чем многочиповые системы. Большинство системных чипов сегодня входят в мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты.

Система на кристалле специально разработана для соответствия стандартам включения требуемых электронных схем многочисленных компьютерных компонентов на один интегрированный чип. Вместо системы, которая собирает несколько микросхем и компонентов на печатную плату, SoC создает все необходимые схемы в одном устройстве.

Задачи SoC включают более высокие затраты на прототипирование, архитектуру и более сложную отладку. IC не являются экономически эффективными. Однако это может измениться по мере развития технологии.

Отличие soc и cpu

Когда-то давно многие думали, что ЦП полностью изолирован от монитора. Теперь многие понимают, что CPU — это только крошечная часть, а компьютер состоит из множества частей.

Система на чипе представляет собой электронную печатную плату, которая объединяет все необходимые компоненты в компьютере и других электронных системах. Они включают в себя графический процессор, центральный процессор, память, схемы управления питанием, контроллер USB, беспроводные радиоприемники и многое другое.

Можно сказать, что система на чипе (SoC) — это то, что происходит, когда Vector from Despicable Me использует «сжатие луча» на полноценном компьютере. Благодаря силе миниатюризации система на чипе представляет собой функциональный компьютер, который был сжат для установки на одном кремниевом чипе.

Преимущества чипованных систем

Основная цель использования SOC в дизайне включает этапы, которые формируют преимущества устройства:

  • Размер SOC небольшой, но включает в себя множество функций.
  • Гибкость. С точки зрения размера чипа, мощности и форм-фактора, такие системы очень сложно превзойти другим устройствам.
  • Эффективность затрат, особенно для конкретных приложений SoC, таких как видеокод.
  • Система на чипах бесчисленна. Для продуктов большой емкости они упрощают защиту ресурсов и стоимость инженерных решений.

Однако у столь превосходного устройства имеются и недостатки:

  1. Большие временные затраты. Процесс проектирования SoC может занять от 6 до 12 месяцев.
  2. Ограниченность ресурсов.
  3. Если разрабатывается продукт с низким уровнем громкости, потребуется высококлассное оборудование. Возможно, лучше будет использовать аппаратное обеспечение другого производителя, потратить время и ресурсы для прикладного программного обеспечения.

Системы на чипах имеют большой недостаток в том, что они вообще не могут быть адаптируемыми. Другими словами, они не могут быть модернизированы. Система на чипе, как правило, умирает такой же, какой она была создана. В ней ничего не меняется в течение всего срока службы. Если в приборе что-то ломается внутри, нельзя отремонтировать или изменить только эту часть. Приходится заменить весь SoC.

Проектирование систем на кристалле

Концептуально существует три уровня стратегии проектирования для функциональных кристаллов. Первый уровень — это симметрия точечной группы. Она диктует наличие или отсутствие определенного физического отклика и анизотропии кристалла. Следовательно, его можно использовать для поиска и экранирования новых функциональных кристаллов.

Симметрия точечной группы является необходимым требованием, но недостаточным условием для функционального кристалла. Чтобы система на кристалле СНК проявляла конкретное свойство, он должен быть дополнен вторым уровнем стратегии проектирования — структурой или симметрией пространственной группы.

Наконец, чтобы повысить или оптимизировать ответ, существует третий уровень стратегии проектирования молекулярной инженерии, который включает в себя тонкую настройку электронных или магнитных структур строительных блоков атомов, молекул и кластеров кристалла.

Средства диспетчерского контроля «кристалл»

Статья подробно знакомит с особенностями автоматизированной системы управления и диспетчеризации (АСУД) «Кристалл». Это комплексное решение, которое обеспечивает выполнение всех функций АСУД инженерных систем: контроль состояния инженерного оборудования, связь с технологическими помещениями и пр. Системы «Кристалл» выпускаются в разных вариантах: они могут быть автономными или централизованными, способны контролировать разное количество точек обслуживания (от 64 почти до пяти тысяч), передавать данные различным способом (двухпроводная линия связи, локальная связь, интернет, GSM) и пр.

ООО «СДК Кристалл», г. Санкт-Петербург

Kristall.png

скачать pdf >>

Автоматизированные системы управления и диспетчеризации инженерного оборудования (АСУД) применяются во всех строящихся, реконструируемых и модернизируемых жилых и общественных зданиях. В функции систем диспетчеризации входит сбор информации от инженерных систем зданий, обеспечение диспетчерской связи, управление системами освещения и т. п.

Структура АСУД и ее топология зависят от ее назначения. Условно системы диспетчеризации можно разделить на лифтовые и комплексные. Оборудование лифтовых систем, как правило, привязано к станциям управления лифтом. Оборудование комплексных систем привязано к электрощитовым, в которых размещается значительная часть систем, подлежащих диспетчеризации.

Система «Кристалл» изначально спроектирована как комплексная АСУД, содержащая все необходимые для функционирования элементы. В ее состав входят пульты диспетчера, блоки контроля и точки обслуживания.

Пульты диспетчера устанавливаются в помещении диспетчерского пункта и обеспечивают взаимодействие диспетчера с системой диспетчеризации.

Блоки контроля устанавливаются на контролируемых пунктах (как правило, в электрощитовых) и обеспечивают взаимодействие с точками обслуживания. К одному блоку контроля подключается до 64 точек обслуживания.

Точки обслуживания могут быть следующих типов: дискретные датчики, объекты телеуправления, переговорные устройства, источники телеметрической информации.

ООО «СДК Кристалл» выпускает автономные и централизованные системы диспетчеризации.

Автономные системы «Кристалл-RS» рассчитаны на небольшие объекты, где в целом не более 64 точек обслуживания. Пульт диспетчера в этом случае находится, как правило, в помещении консьержа или на посту охраны. Диспетчерский пульт (рис. 1) может быть реализован на базе компьютерного (система СДК‑330.RS) или приборного варианта (СДК‑331.RS). Автономные системы более дешевы и просты в эксплуатации, но имеют ограничения по длине линии связи между пультом и блоком контроля (до 100 м).

Ris_1.jpg

Рис. 1. Совмещенный пульт диспетчера СДК-331.207RS

Централизованные системы являются многоуровневыми, структурно развитыми и предназначены для диспетчеризации объектов (группы объектов), на которых может находиться до 4096 точек обслуживания. Связь между элементами системы осуществляется по некоммутируемым двухпроводным линиям связи, широкополосным локальным сетям или интернету, а также по сетям связи стандарта GSM.

В системах «Кристалл-S» для связи между пультом и блоками контроля используются двухпроводные линии связи длиной до 7 км. Данные системы позволяют обеспечить диспетчеризацию отдельного здания или компактной группы зданий. К диспетчерскому пульту (рис. 2) может быть подключено до 40 блоков контроля. Такие системы отличаются надежностью и простотой в эксплуатации, поскольку не зависят от провайдеров и операторов связи.

Ris_2.jpg

Рис. 2. Пульт диспетчера СДК-33S

Однако в районах со сложившейся застройкой прокладывать линии связи между зданиями нецелесообразно. В этом случае применяются системы «Кристалл-S1» или «Кристалл-GSM», которые позволяют исключить капитальные затраты на прокладку линий связи.

В системах «Кристалл-S1» для связи между пультом и блоками контроля используется локальная сеть объекта диспетчеризации или интернет. На диспетчерском пульте при этом необходимо иметь фиксированный IP-адрес. «Кристалл-S1» позволяет подключить к диспетчерскому пульту удаленные здания без ограничений по их географии.

В настоящее время ООО «СДК Кристалл» начало производство «гибридных» систем «Кристалл-S/S1».

Блоки контроля (рис. 3) в этих системах могут подключаться к диспетчерскому пульту как посредством локальной сети или интернета, так и по двухпроводной линии через блок сопряжения СДК‑33S/S1. Это позволяет переводить объекты, диспетчеризация которых проведена на базе ­«Кристалл-S», на удаленные диспетчерские пульты. Данное решение оказалось чрезвычайно востребованным в новом строительстве, поскольку позволяет проводить работы по диспетчеризации очередей строительства независимо от интернет-провайдеров и операторов связи, а затем передавать объект на обслуживание на централизованный диспетчерский пульт управляющей компании. Этот вариант также используется при объединении небольших диспетчерских пультов. При этом снижаются эксплуатационные издержки за счет сокращения штата диспетчеров и отказа от аренды помещений для диспетчерских пультов.

Ris_3.jpg

Рис. 3. Блок контроля СДК-31.209S

В системах «Кристалл-GSM» в качестве каналов связи используются сети сотовых операторов. Данное решение широко применяется при диспетчеризации отдельных удаленных объектов и реконструкции старой застройки (замене лифтов), так как не требует прокладки дополнительных коммуникаций. В зависимости от условий подключения пульта диспетчера могут быть использованы различные технологии передачи данных по каналам сотовой связи: соединение «точка – точка» (режим CSD) или пакетная передача данных с использованием протокола TCP/IP (режим GPRS, WCDMA). Второй режим предпочтителен, так как существенно сокращает время доставки сообщений, но требует подключения диспетчерского пульта к интернету  с фиксированным IP-адресом.

Системы «Кристалл» могут быть интегрированы с системами мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС) на уровне пультов диспетчера. Необходимость в этом возникает на объектах повышенной опасности, подлежащих оснащению СМИС по ГОСТ Р 22.1.12-2005. Интеграция осуществляется на базе протокола XML-PRC.

При разработке структуры АСУД «Кристалл» и ее программно-аппаратных составляющих ставились следующие задачи:
— обеспечение построения законченных систем диспетчеризации различной топологии;
— выполнение в полном объеме требований «Технического регламента о безопасности зданий и сооружений» и «Технического регламента о безопасности лифтов» в части диспетчеризации;
— передача актуальной информации о нештатных и аварийных ситуациях из инженерных систем на диспетчерский пульт в реальном масштабе времени;
— управление инженерным оборудованием;
— обеспечение взаимозаменяемости однотипного оборудования без дополнительных настроек;
— создание простого интерфейса для диспетчера и администратора системы;
— обеспечение простоты при проектировании, монтаже и эксплуатации системы.

Средства диспетчеризации СДК «Кристалл» обеспечивают:
— диспетчеризацию лифтов в объеме требований технических регламентов (общий сигнал безопасности, сигнал проникновения в шахту лифта, сигнал охраны машинного помещения, диспетчерская связь с кабиной лифта, с машинным помещением, крышей кабины лифта, связь пожарных подразделений с кабиной лифта);
— диспетчеризацию подъемников для инвалидов в объеме требований технических регламентов (сигнал неисправности подъемника, связь диспетчера с подъемником, посадочной площадкой, дистанционное включение/отключение энергоснабжения и освещения платформы);
— контроль состояния инженерного оборудования (срабатывание аварийных датчиков давления, температуры, затопления, контроля СО₂ в подземных автостоянках и т. п.);
— управление работой инженерного оборудования (освещением, открытием дверей, шлагбаумов, включением насосов, вентиляторов и т. п.);
— диспетчерскую связь с технологическими помещениями, зонами для инвалидов;
— контроль датчиков охраны технологических помещений;
— контроль параметров инженерных систем (технический учет расхода электроэнергии, воды);
— сопряжение с системами пожарной сигнализации (сигналы «пожар», «внимание», «неисправность»);
— сопряжение с системами видеонаблюдения (вывод на экран диспетчера изображения с видеокамеры объекта, от которого пришел вызов);
— сопряжение с домофонными системами (вызов диспетчера с домофонной панели, двухсторонняя связь, открытие двери подъезда диспетчером).

При разработке аппаратуры особое внимание уделялось надежности. Для защиты от посторонних напряжений (в том числе при грозовых разрядах) применена гальваническая развязка между элементами системы, а также между блоками контроля и точками обслуживания. Каналы диспетчерской связи и телеуправления обеспечены самовосстанавливающейся защитой по току. Гарантийный срок на аппаратуру собственного производства составляет 7 лет, на покупное оборудование (компьютеры, входящие в состав пультов диспетчера, сотовые модемы и источники питания) – 2 года. Гарантийное и послегарантийное обслуживание аппаратуры осуществляется на собственной производственной базе, что позволяет сократить затраты обслуживающих организаций.

Разработчик и изготовитель оборудования ООО «СДК Кристалл» тесно взаимодействует со смежными организациями на всех стадиях развития проекта: от проектирования до монтажа и ввода в эксплуатацию. Ведется база данных по всем объектам, где применена аппаратура «СДК Кристалл», осуществляется их техническое сопровождение.

Статья_опубликована в журнале «ИСУП» № 6(72)_2022

ООО «СДК Кристалл», г. Санкт-Петербург,
тел.: 7 (812) 612-4778,
e‑mail: info@overcomp.ru,
сайт: overcomp.ru

Устройство intel pentium n3710

Pentium N3710 является 64-разрядной четырехъядерной системой на чипе, разработанном корпорацией Intel и введенном в эксплуатацию в начале 2022 года под номером 3710. Производятся на основе Airmont микроархитектуры. Этот чип работает на частоте 1,6 ГГц с режимом до 2,57 ГГц. SoC включает графический процессор HD Graphics 405, который имеет 16 исполнительных блоков и работает на частоте 400 МГц

Подробности архитектуры системы на кристалле n3710:

  • Дизайнер – Intel.
  • Производитель – Intel.
  • Номер модели — N3710.
  • Номер части — FH8066501715927
  • Область применения – мобильный.
  • Выпуск — март 2022 г.
  • «Пентиум» серии N3000.
  • Частота — 1600 МГц.
  • Частота вращения — 2567 МГц (1 ядро).
  • Тип шины — IDI CPUID 406C4.
  • Микроархитектура – Airmont.
  • Основное имя — Braswell.
  • Технология — CMOS.
  • Размер слова — 64-битный.
  • Максимальные процессоры — однопроцессорный.
  • Максимальная память — 8 G.
  • Температура ПП 0 C — 90 C.
  • Интегрированная графическая информация GPU — HD Graphics 405.
  • Максимальная частота — 700 МГц.

Цифровые процессоры сигналов

Процессоры цифрового сигнала (DSP) часто включаются в системы на кристалле. Они выполняют обработку сигналов операции для датчиков, приводов, сбор данных, анализ данных и обработку мультимедиа. DSP-ядра обычно имеют очень длинное командное слово (VLIW) и однонаправленную архитектуру наборов инструкций, поэтому поддаются использованию параллелизма.

4DSP-ядра чаще всего содержат инструкции для конкретных приложений и являются процессорами набора руководств для конкретных приложений ASIP. Такие инструкции соответствуют специализированным функциональным устройствам.

Типичные инструкции DSP включают в себя многократное накопление, быстрое преобразование Фурье, плавное умножение и свертку. Как и в других компьютерных системах, SoCs требуют источники синхронизации для генерации тактовых сигналов, управления выполнением функций и предоставления временного контекста приложениям обработки сигналов, если это необходимо.

Популярными источниками времени являются кварцевые генераторы и петли с фазовой синхронизацией. SoC также включают регуляторы напряжения и схемы управления питанием.

Оцените статью
OverComp.ru