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    2021-9-1 14:42
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    USB Type-C接口市场
    从2015年开始,USBType-C接口开始初入江湖,如今越来越多的PC、笔记本电脑、平板电脑和智能手机均已经采用或者计划这种接口设计,随着欧盟要求统一接口的强制命令发布( 新法规逼迫 iPhone 使用 USB-C 标准接口 ),连苹果也不得不往TYPE C接口并入的时候,至此USB Type-C已经正式步入整合阶段,此背景下,我们曾经使用和信赖的众多接口将何去何从,今天我们一起看看如今这些主流接口应对Type-C布局和整合之路:Displayport,Thunderbolt,HDMI。 01 Displayport接口 2015年初VESA(视频电子标准协会)发布了DislayPort标准1.4版本,在USB Type-C和USB 3.1标准发布并且更广泛地应用后, DsiplayPort Alt Mode被集成到最新的USB Type-C上 ,成为了VESA和USB推广小组共同的目标,并于Type-C中集成8K视频传输功能. VESA简介 DP系列为主导的视频电子标准协会VESA(Video Electronics Standards Association, VESA)是一家自1989年创立以来,一直致力于制订并推广显示相关标准的非盈利国际组织,总部设立于加利福尼亚州的Milpitas;高清数字显示接口标DisplayPort赢得了AMD、Intel、NVIDIA、戴尔、惠普、联想、飞利浦、三星、AOC等业界巨头的支持, VESA作为一个全球性的行业联盟,目前已经拥有超过250家会员单位,VESA会员构成以芯片厂商为主,其次是显示器厂商,以及线缆、连接器厂商,使命是开发促进和支持所有厂商以及经过认证的互操作产品构成的生态体系,促进整个电子行业的发展. VESA组织成员 Displayport接口定义的简单讲解 DisplayPort接口已经逐渐取代VGA,成为个人电脑PC上的高清多媒体主要接口之一,也有部分的液晶电视和笔记本的内设接口采用是 DisplayPort接口,目前最新的是2019年6月26日VESA标准组织发布的DisplayPort 2.0数据传输标准规范,与雷电3、 USB-C紧密结合, 可满足8K乃至更高级别的显示,更多 DisplayPort接口 规范的资讯,可以查看其官方网站:https://vesa.org. 最新的 DP2.0物理接口已经统一为USB-C接口( DP2.0接口即将正式登场 ) ,但是其无论是什么形态,DP有20根引脚,这一点是不会变的; 接下来说一下DP的传输形式。 虽然说起来比较惊人,但实际上就是这样——Displayport是类似于PCI-E的,甚至可以说它就是PCI-E的视频改版。 因为只有这样才能解释为什么雷电接口可以在输出DP视频信号的同时传输数据; 当然,视频信号的传输和PCI-E这种传输的数据包和传输方式是不同的,所以就不要想用显卡上的DP口来当雷电用了,不可能的 ;接下来看标准DP接口在物理上的定义. 是不是感觉很眼熟?没错,基本上就是雷电接口的那些东西——4路高速差分信号(引脚1/3、4/6、7/9、10/12)1路低速差分信号(引脚15/17)、供电、热插拔检验、地线。接下来解释这些都是做什么的; 首先是4路高速差分信号;对于传输视频信号的DP而言,这4路信号都是单向的——从显卡到显示器,因为反过来传输这么高速的数据没用;当然,可以分出来一小部分带宽用于传输音频信号;至于那1路低速差分信号,也比较好理解——主要是显示器向显卡端传输的;至于传输什么,第一是显示器的型号、分辨率等信息,使电脑能够正确识别显示器(这个功能上古的VGA就有,所以目前最先进的DP不可能没有); 第二就是比较实用的摄像头、触屏回传功能,这样的话显示器上的摄像头或者触屏显示器就不用单独接线,直接用DP就可以了,省心省力。剩下的就不用解释了吧,通过字面就能理解。 总结:可以看出,DP 接口的诞生就是为了取代 HDMI 接口,除了是完全免费使用外,它还支持通过 USB-C 及 Thunderbolt 雷电接口同步传输数据及视频,这也意味着未来笔记本只需要一根线即可完成对显示器的视频输出,以及使用显示器上的 USB 扩展坞,虽然DP接口不仅在视频传输上比较先进,在接口设计上也比较先进,在保证足够的稳定性的前提下,利用20根线实现了4条高速、1条低速差分信号的传输,不仅带宽高,而且功能强,但是 由于它的使用范围相较于 HDMI 接口来说要小很多,目前来看还无法完全取代 HDMI 接口. 02 Thunderbolt 接口 2016年6月3日,Intel正式公布了Thunderbolt 3接口规范,该接口需要占用4条PCI-E 3.0通道,传输速率可达40Gbps,为了跟USB接口竞争,Intel主导研发了Thunderbolt接口,因为其高额的版权授权费用,让其并没有得到普及,只有苹果Mac电脑以及少数高端主板才支持该接口,而且相关外设的价格非常昂贵,Thunderbolt 3接口能支持双4K(4096×2160)60Hz显示器输出,且提供更强的供电能力,可给设备提供15W电力,如果是专门用来充电的话,最高能支持100W供电; 令人吃惊的是,Thunderbolt 3接口居然和USBType-C一模一样,而且兼容USB 3.1标准。这么做的好处相当明显,未来USB Type-C设备可直接插在Thunderbolt3接口上使用,这显然会带动Thunderbolt 3接口的发展;最新 Tiger Lake已经确认首发Thunderbolt 4(雷电/雷雳4),由于Thunderbolt 4的带宽保持在40Gbps,它和USB4某种程度上也算是一回事了. 基于Intel雷电4接口协议( 英特尔的“雷电4”让Type-C成为了目前最佳的快充接口标准 ),带宽40Gbps且 只有USB Type-C一种接口形态 ,同时支持100W功率供电,充分的带宽能让它支持菊花链承载外置独立显卡,或两台4K显示器/一台5K显示器. Thunderbolt 简介 ThunderboltI/O技术由Intel公司开发,每个接口配备两个10Gbps全双工数据路径链路,要比Firewire800接口快达12倍。Thunderbolt采用64b/66b数据编码格式,而Intel开发的接口控制器可将PCI–Express和DisplayPort复用成为一个单数据流。Intel公司开发的第一代控制器代号为Light Ridge,随后的第二代、第三代控制器代号分别是Cactus Ridge和Redwood Ridge,而新一代(第四代)控制器的代号是Falcon Ridge。 在主机设备中,控制器从I/O控制器集线器中获取PCI–Express数据,从I/O控制器中的负信号或如图1所示的外部图形控制器中获取DisplayPort数据。接下来,该组合信号通过全双工差分信号发出。一般情况下,每个控制器配备两个端口,可进行菊花链方式的连接。 Thunderbolt接口定义的简单讲解 前两代雷电使用的是mini DP接口,而雷电3开始其使用的是Type-C的物理接口,这个接口有20根引脚。 如图。其中Ground都是接地,一共8根,其中2根保留未使用。引脚2用于热插拔的检验,引脚3到6是一对双向串行差分信号,引脚15到18是另一对双向串行差分信号。所以雷电1是基于 PCI-E 2.0 X2的,利用两路PCI-E通道(也就是4路差分信号)进行传输,速度为双向各10GT/s,全双工。引脚9和11可能是USB2.0的差分信号(也就是“向下兼容USB”)。引脚20是正极供电。关于雷电2,官方给出的速度是20Gbps,基于PCI-E 2.0 X4,依然使用miniDP接口(接口定义不变,所以完全兼容)。然而根据接口定义,miniDP只能承载4路差分信号,也就是全双工下的两对(X2通道) 因为4条通道可以同时单向工作,所以速度可以达到PCI-E X4的单向速度,也就是20GT/s,但是这时是半双工的。在全双工下,单向速度还是10GT/s。接下来是雷电3。雷电3使用的是我们都非常熟悉的Type-C接口,Type-C接口在USB时的定义如下 但是雷电3是4路差分信号,所以在针脚定义上和USB3.1(2路差分信号)完全不同。具体如何定义的,很遗憾,我并没有查到资料。不过我们可以大体分析一下。Type-C有24根引脚,但是,因为它是双面可插的,所以只有一半的引脚是有效的,也就是图中圈上的那部分 所以,有12根引脚可用。这12根引脚,分配给4路差分信号,需要8根引脚。加上1根屏蔽地、1根地线、1根供电(正极),还剩一根保留(可能用于热插拔检测),是完全够用的。在协议上,全速雷电3使用了PCI-E3.0 X4,和雷电2一样分两种模式——全双工和半双工。半双工下,最高速度为32GT/s,因为使用了128b/130b编码,所以实际速度为3.938GB/s(查表就可以知道)。当然,全双工模式下速度减半。那我就很好奇——“40Gbps”的官方宣传速度到底是怎么来的?个人猜想,节操丢尽的英特尔又在忽悠人。3.938,四舍五入,就是4了嘛!然后按照老的8b/10b的编码方式(实际上编码方式换了),4*8*(10/8)=40G/s,嗯,没毛病。另外,雷电3存在半速版,使用的是PCI-E 3.0 X2,这次就只有全双工模式——也就是双向各“20G/s”(实际上是16GT/s), ,虽然名义上是半速的,实际上在全双工下速度和全速没有区别。注意:雷电3接口速度不能达到PCI-E 3.0 X4的全部速度(全双工,双向各32GT/s)的原因不是计算机内部分配的PCI-E通道数不足,而是雷电接口本身的针脚数不足,只能容纳4路差分信号(而PCI-E 3.0 X4是8路差分信号)。最后总结一下。雷电这东西,在原理上还是比较先进的,楞是用4条差分通道达到了PCI-E X4的单向速度,反正消费者们也不关注到底是全双工还是半双工。个人认为,这种设计对于PCI-E而言完全就是浪费。在速度已经达到“双向各20G/s”的雷电3时代,仅仅就是为了和USB3.1争一个高低,就把本来全双工的PCI-E X4变成半双工工作来解决线数不够的问题,这就是很严重的浪费了(的确,为了找出4个全速雷电3需要的20条PCI-E 3.0,2017版高端MBP把给独显用的16条和给PCH(可以理解为南桥)的4条全给了雷电,所以,连独立显卡都没有!这可真是“Macbook Pro”啊!独显都没有,除了价格,真没看出哪里对得起Pro这个词。 03 HDMI 接口 2002年4月,日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝七家公司共同组建了HDMI高清多媒体接口组织,开始着手制定一种符合高清时代标准的全新数字化视频/音频接口技术;经过半年多时间的准备工作,HDMI组织在2002年12月9日正式发布了HDMI 1.0版标准,标志着HDMI技术正式进入历史舞台;截止今天,HDMI己经走过了近20年的路,从最早的1.0到现在的2.1,从1080p,到现在的8K @60Hz,这是一个飞跃;HDMI接口、家庭视屏系统的霸主,开放握手协议,支持TYPE C TO HDMI协议,并更新最新的2.1版本; 自从HDMI Forum 正式推出了最新 HDMI 2.1 版早期规范,就宣告我们的8K数据时代来临 !( HDMI 2.0已淘汰;HDMI 2.1上位 ) HDMI 简介 HDMI,英文全称是High Definition Multimedia Interface,中文名称是高清晰多媒体接口的缩写。2002年4月,Hitachi(日立)、Panasonic(松下)、PHILIPS (飞利浦)、SONY(索尼)、THOMSON(汤姆逊)、TOSHIBA(东芝)和Silicon Image七家公司联合组成HDMI组织。HDMI能高品质地传输未经压缩的高清视频和多声道音频数据,最高数据传输速度为48Gbps。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换,可以保证最高质量的影音信号传送。HDMI1.3不仅可以满足目前最高画质1440P的分辨率,还能支持DVD Audio等最先进的数字音频格式,支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送,而且只用一条HDMI线连接,免除数字音频接线。同时HDMI标准所具备的额外空间可以应用在日后升级的音视频格式中。足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s,因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器,接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频/音频格式. HDMI 创始组织成员 HDMI 接口定义的简单讲解 HDMI接口主要有Type A、Type B、Type C、Type D、Type E五种类型。 1、HDMI A Type是使用最广泛的HDMI线缆,HDMI A接口共有19pin,宽度为13.9毫米,厚度为4.45毫米。在日常生活使用中的绝大部分影音设备都配备这个接口。比如:蓝光播放器、小米盒子、笔记本电脑、液晶电视、投影机等等。 2、HDMI B Type生活中比较少见,它主要用于专业级的场合。HDMI B接口采用29pin,宽度21毫米。HDMI B Type的数据传输能力比HDMI A type快近两倍,相当于DVI Dual-Link。由于多数影音设备工作频率均在165MHz以下,而HDMI B Type的工作频率在270MHZ以上,所以多见于专业应用场景,如WQXGA 25601600以上的分辨率。 3、HDMI C Type常称为Mini HDMI,它主要是为小型设备设计的。HDMI C Type同样采用19pin,但是宽度只有10.42毫米,厚度有2.4毫米。它主要应用在便携式设备上,比如数码相机、便携式播放机等设备。 4、HDMI D Type俗称Micro HDMI。HDMI D Type尺寸进一步缩小。同样为19pin,宽度只有6.4毫米,厚度2.8毫米,很像Mini USB接口。主要应用于小型的移动设备上面。比如:手机、平板电脑等。 5、HDMI E Type主要用于车载娱乐系统的音视频传输。由于车内环境的不稳定性,HDMI E Type在设计上具备抗震性、防潮、耐高强度、温差承受范围大等特性。在物理结构上,采用机械式锁定设计,能保证接触可靠性。 如上图,HDMI A TYPE共19针,其中1-9针为数据信号;10、11、12针为时钟信号;13针为CEC针;14针为空;15针SCL针;16针为SDA针;17针为地;18针+5V电源;19针为热插拔检测. HDMI A Type 应用于HDMI1.0版本,总共有19pin,规格为4.45mm×13.9mm,为最常见的HDMI接头规格,相点对点于DVI Single-Link传输。在HDMI 1.2a之前,最大能传输165MHz的TMDS,所以最大传输规格只能在于1600×1200(TMDS 162.0MHz) Pin Pin定义 1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield 3 TMDS Data2– 4 TMDS Data1+ 5 TMDS Data1 Shield 6 TMDS Data1– 7 TMDS Data0+ 8 TMDS Data0 Shield 9 TMDS Data0– 10 TMDS Clock+ 11 TMDS Clock Shield 12 TMDS Clock– 13 CEC 14 Reserved(N.C. on device) 15 SCL 16 SDA 17 DDC/CEC Ground 18 +5V Power 19 Hot Plug Detect HDMI B Type 应用于HDMI1.0版本,规格为4.45mm×21.2mm,总共有29pin,可传输HDMI A type两倍的TMDS数据量,相点对点于DVI Dual-Link传输,用于传输高分辨率(WQXGA 2560×1600以上)。因为HDMI A type只有Single-Link的TMDS传输,如果要传输成HDMI B type的信号,则必须要两倍的传输效率,会造成TMDS的Tx、Rx的工作频率必须提高至270MHz以上。而在HDMI 1.3 IC出现之前,市面上大部分的TMDS Tx、Rx只能稳定在165MHz以下工作。此类接口未应用在任何产品中 。 Pin Pin定义 1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield 3 TMDS Data2– 4 TMDS Data1+ 5 TMDS Data1 Shield 6 TMDS Data1– 7 TMDS Data0+ 8 TMDS Data0 Shield 9 TMDS Data0– 10 TMDS Clock+ 11 TMDS Clock Shield 12 TMDS Clock– 13 TMDS Data5+ 14 TMDS Data5 Shield 15 TMDS Data5- 16 TMDS Data4+ 17 TMDS Data4 Shield 18 TMDS Data4- 19 TMDS Data3+ 20 TMDS Data3 Shield 21 TMDS Data3- 22 CEC 23 Reserved(N.C. on device) 24 Reserved(N.C. on device) 25 SCL 26 SDA 27 DDC/CEC Ground 28 +5V Power 29 Hot Plug Detect HDMI C Type 俗称mini-HDMI,应用于HDMI1.3版本,总共有19pin,可以说是缩小版的HDMI A type,规格为2.42mm×10.42mm,但脚位定义有所改变。主要是用在便携式设备上,例如DV、数字相机、便携式多媒体播放机等。由于大小所限,一些显卡会使用mini-HDMI,用家须使用转接头转成标准大小的Type A再连接显示器. Pin Pin定义 1 TMDS Data2 Shield 2 TMDS Data2+ 3 TMDS Data2– 4 TMDS Data1 Shield 5 TMDS Data1+ 6 TMDS Data1– 7 TMDS Data0 Shield 8 TMDS Data0+ 9 TMDS Data0– 10 TMDS Clock Shield 11 TMDS Clock+ 12 TMDS Clock– 13 DDC/CEC Ground 14 CEC 15 SCL 16 SDA 17 Reserved(N.C. on device) 18 +5V Power 19 Hot Plug Detect HDMI D Type 应用于HDMI1.4版本,总共有19pin,规格为2.8mm×6.4mm,但脚位定义有所改变。新的Micro HDMI接口将比现在19针MINI HDMI版接口小50%左右,可为相机、手机等便携设备带来最高1080p的分辨率支持及最快5GB的传输速度。 Pin Pin定义 1 Hot Plug Detect 2 Utility 3 TMDS Data2+ 4 TMDS Data2 Shield 5 TMDS Data2- 6 TMDS Data1+ 7 TMDS Data1 Shield 8 TMDS Data1- 9 TMDS Data0+ 10 TMDS Data0 Shield 11 TMDS Data0- 12 TMDS Clock+ 13 TMDS Clock Shield 14 TMDS Clock- 15 CEC 16 DDC/CEC Ground 17 SCL 18 SDA 19 +5V Power 随着欧盟要求统一接口的强制命令发布,连苹果也不得不往TYPE C接口并入的时候,至此USB Type-C已经正式步入整合阶段,加上如今USB协会主动自废武功进行整合,仅此一家之举( Type C终将一统江湖,协会不再接受USB 3.x Micro-B, Micro-AB认证 ),预告USB的江湖只有一个存在,USB Type C接口时代快马加鞭而来,其它相关接口必须主动往USB Type C接口融合。 来源:公众号 TypeC情报中心
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    2021-7-31 10:16
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    1999年的高考,我都准备好卷铺盖去广东打工了,所处的湖南三线城市的非重点中学,最牛的学生曾在大会宣誓:他的理想是国防科技大学。当然我是没这个条件,初中一年级就高度近视,身高齐平王祖蓝,可能比不上潘长江,略低于曾志伟。在那个物质信息欠缺发达的年代,全民还是比较崇拜军人,也崇拜技术英雄,也崇拜官僚,但是国防科技大学究竟有多牛,我也无从得知。 研究生退学后15年,一直从事通信计算机制造,早期觉得联想很牛,在北京出差路过联想大厦,后面了解联想的技术参数太低,后面就看到华为的崛起,到2019年才相对完整的看到,行业核心技术,上游关键都处在极度的封锁之中,步履维艰。 华为的P50刚刚发布,5G功能被迫取消,而且一机难求,因为射频前端是USA的; 鲲鹏的服务器芯片也是期货生产,导致下游的服务器整机厂家头大,因为上游的芯片生产设备技术很多是USA的。 我们回头向上看的时候,国产的核心芯片,大部分技术源于军工三线,军工科研院所,而国防科技大学是绝对无法绕过的城墙。 一. 银河超级计算机和天河二号 银河计算机 指由中国国防科技大学研制的一系列 巨型计算机 。 1983年12月22日,中国第一台每秒钟运算达1亿次以上的计算机——“银河”在 长沙 研制成功。 1997年6月19日,由 国防科技大学计算机研究所 研制的“银河-III”百亿次 巨型计算机 系统,在北京通过了国家技术鉴定。 2020年 6月17日公布了第41届世界500强超级计算机排名,国防科技大学开发的天河二号超级计算机系统排名第一,这是天河 一号2010年首次夺冠。这只是国防科技大学自主创新辉煌成就的一部分。 国防科技大学在超级计算机的研制成就,基本代表了国内计算机最高水平。 二. 天津飞腾信息技术有限公司 美国商务部8日发布公告,以为中国军事活动方面提供协助为由,宣布将七个中国超级计算实体列入美国实体清单, 天津飞腾信息技术有限公司名列其中。9日一早,飞腾芯片的制造商台积电便公开表示,“公司一向遵循所有法律规范, 一定会按照出口管制规定执行。” 列入实体清单,意味着限制了其获得属于美国出口管理条例(EAR)的项目和技术的能力。 如果没有特别许可证, 美国公司不能向实体清单中的实体出口、再出口或转让受EAR限制的物品,而这种许可证将被推定为被拒绝。 如果一家公司被美国列入实体清单,其实从反面印证了这家公司技术能力和实力可以触碰到美国的核心技术和核心利益,飞腾应该 从某种意义上来说,确实已经达到了一定的水平。 可能很少人知道天津飞腾和国防科技大学有着较深的渊源。 飞腾的董事长芮晓武是1982年从国防科技大学毕业的; 总经理 窦强原为国防科技大学计算机学院微电子研究所所长、国内微电子行业知名专家 ,从2018年12月起, 接任天津飞腾信息技术有限公司总经理职务。 在国防科技大学工作期间,窦强长期担任银河、天河工程副总设计师, 主持飞腾自主高性能CPU研制工作,在高性能计算机系统结构、高端芯片设计与验证等方面取得重大创新,带领团队 突破了超高性能CPU体系结构、超大规模Cache一致性协议、多核微处理器验证方法学等一系列关键技术,成功研制了 多款高性能飞腾微处理器产品。 在其他方面就不再多陈述了,当然飞腾的产品是面向市场的产品,也是十分具有竞争力的,至于美国人所谓的涉军 可能就是他们臆想的把,犹如惊弓之鸟,也是杞人忧天,总之也很难阻碍国产CPU的进步。 三. 银河麒麟操作系统 在2006年初召开的全国科技大会上,国防科技大学研制的“银河麒麟”操作系统,被大会指定为会议文档 处理操作系统。长期以来,由于缺乏自主研发,我国的操作系统市场一直被国外产品垄断,导致我国的整个 软件产业发展受制于人,并波及信息化相关产业。因此,研制具有自主知识产权的高性能操作系统已成为增强 我国信息安全的当务之急。2001年,国家将研制拥有自主知识产权的操作系统作为“863”重大专项,决定由 国防科技大学计算机学院承担研制任务。该校组织强有力的科研队伍大胆创新先后突破了一系列核心技术,终于 研制成功我国第一个高安全等级(B2级)的64位操作系统--“银河麒麟”服务器操作系统。 到今天新的银河麒麟操作系统可以规模化的应用在很多的行业计算机,在国内信创属于不二的选择。 四.长沙景嘉微电子 曾万辉从国防科大研究生毕业后被分配到北京一部委工作,一干就是10年。2006年,一次偶然的机会,回湖南探亲 的他遇到了大学同学胡亚华。当时,胡亚华和另一位师兄饶先宏刚从国防科大转业,并注册成立了长沙景嘉微电子有限公司。 公司注册资金50万元,两人手头资金有限,只到位10万元,剩下的40万元想等公司挣钱后再投入,当时连公司要做什么都没想好。 目前长沙景嘉微的GPU已经广泛运用于各种政企市场和产品,JM-720已经接近国际水准,为中国的计算机行业贡献了自己巨大的力量。 五.国产首个自己研制的DSP芯片 2004年 由国防科技大学计算机学院自主研制的国内首个“银河飞腾”高性能数字信号处理芯片(YHFT—DSP/700),日前在北京宣布研制成功并通过国家鉴定。 鉴定结论认为,它具有高达32位的浮点数字信息处理能力,综合技术性能优于目前国际通用主流芯片。这表明我国在高性能芯片设计研制领域已跻身世界先进行列。 高性能数字信号处理DSP芯片,它是移动通讯、卫星导航、网络信息处理等电子信息系统建设和高精尖电子设备制造必不可少的核心技术部件。 国防科技大学的计算机人才活跃在中国计算机和通信行业的各个领域,在国产计算机事业发挥巨大的作用。 做为中国人,做为一个从事计算机和通信行业的中国人,中国自主其实很大的一个情结,我们回首看这些,都是对自己的一种激励, 很多中国人在为国家的安全和民族的进步在努力前行,而我们不希望他们是单打独斗,希望更多的人可以参与其中,为国产化和信创 奉献自己的努力。
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    2021-7-1 16:39
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    6月30日,全球领先的无线通信模组供应商广和通与领军IoT云平台涂鸦智能于上海正式签署合作伙伴协议,未来双方将不断资源共享,共同携手打造一站式人工智能物联网解决方案。 通过创新合作方式,基于涂鸦智能云管理平台、AI、大数据等生态优势,融合广和通无线通信模组卓越通信能力,双方将积极在AIoT领域持续深度合作,挖掘更丰富的AIoT全场景应用。 广和通CEO应凌鹏、涂鸦智能副总裁孙新涛出席合作签约仪式并代表签约,就合作内容进行深入探讨。 广和通与涂鸦智能正式签约合作 广和通与涂鸦智能具有良好的合作基础, 广和通CEO应凌鹏表示:“广和通深耕无线通信行业22年,稳定坚实的核心技术将成为双方持续合作的驱动力。作为涂鸦智能深度合作伙伴,广和通将基于模组提供卓越无线通信服务,共同推动更多行业实现数字化转型。” 在以“蜂窝通信的下一个创新时代”为主题的高峰对话上,广和通CEO应凌鹏提出“蜂窝连接一切”的观点,5G蜂窝网络将推动更多5G应用落地。 广和通CEO应凌鹏圆桌论坛发言 涂鸦智能副总裁孙新涛表示:“涂鸦的生态优势与广和通的技术积淀珠联璧合,双方将通力合作,让AIoT解决方案更便捷、更丰富。我们期待本次合作能为AIoT行业带来新灵感,共同建设更开放的生态合作,推动万物互联。” 当天,涂鸦智能还举办了“智构时代,顺‘蜂’而行”蜂窝通信开发者大会暨户外出行能力发布会,广和通受邀参与并分享面向智能出行的通导一体化解决方案。广和通互联网行业市场拓展总监罗俊在以“5G领航,推动全球连接”的主题演讲中谈及:现正值5G物联网黄金时代,蜂窝通信市场加速增长,广和通作为领先的5G模组厂商,为个人、家庭及垂直领域提供多场景化高性能、低功耗、安全、智能的模组解决方案。在出行场景,更是打造了通信导航一体化方案,模组采用PSM模式,有效降低电动出行终端功耗的同时,大大降低智慧出行中的电池成本。
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    2019-11-25 14:59
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    Wi-Fi 6 -无线技术大飞跃
    Allion Labs / Joe Lee 今日的世界,无线信号在我们周遭早已无所不在,对于网络的需求已经不再只是上网浏览数据,一般的传输已无法满足各式各样的需求,更多的挑战如高质量的多媒体传输、 4K 甚至 8K 画质和蓝光影片、甚至要能提供大量的使用者同时联机、高效率各式各样的无线产品使用等等需求,如此对于网络尤其是无线网络环境将是个很大的挑战,因此在无线的技术上势必提升更先进的技术来满足更强大的无线网络需求。 成立 20 周年的 Wi-Fi 联盟基于 IEEE 802.11ax 的标准,于今年 9 月推出了全新的 Wi-Fi 认证 Wi-Fi CERTIFIED 6™ , Wi-Fi 第六代的推出也代表无线网络正式迈入一个新的里程碑,满足了现代社会人们对于无线网络的需求,提供速度更快、安全性更高、更省电的无线传输。 综观 Wi-Fi 联盟于 1999 年成立,至今茁壮了 20 年,联盟为了无线产品的质量与互操作性基于 IEEE 802.11 的标准发展了许多的测试与认证,于 2018 年底开始以世代的命名方式为其支持的标准分类。从一开始的 Wi-Fi CERTIFIED a/b/g 成长期,到 2009 年推出的第四代 Wi-Fi CERTIFIED n 将整个 Wi-Fi 产品带入的成熟的阶段, 2014 年推出更新的第五代 Wi-Fi CERTIFIED ac 更是导入许多的无线技术,到今年 Wi-Fi 联盟推出的新時代第六代 Wi-Fi 6 认证,每一个时代都代表无线网络加入许多的新技术,下表是各个 Wi-Fi 时代的传输速度。 从技术的角度分析,每一代的 Wi-Fi 使用了不同的带宽、调变、安全性与数据流等等,当然有着不同的传输能力并且持续采用更新的技术,各项表现透过以下表格说明: Wi-Fi 6 最大的变革,除了大幅提升原有第四代与第五代的速度外,在安全性的部分也采用目前最高 WPA3 安全性等级;而长久以来 Wi-Fi 的最大问题在于耗电的部分也有提出方案,以目前 IoT 产品充斥市面的现况并与网络相辅相成, Wi-Fi 技术在此绝不能缺席 IoT 的世界,因此提出了省电的技术来协助 IoT 兼具快速传输能力与提高产品的电力续航能力。接着 Wi-Fi 6 的关键技术讨论: A. OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) 原本的 Wi-Fi 使用 OFDM 技术,而 OFDMA 在带宽的分配上将更有效率,举例来说:原本每位使用者拥有相同的时间槽,全部的使用者皆被分配到相同的资源,每隔一个周期被安排资源一次,但在实际的运用上浏览网页或传信息的用户在使用量上会比看电影的少,若透过 OFDMA 则可将资源做更细部的切割, OFDMA 的资源依照使用者的需求不同而调整,因此在使用上将更有弹性的调整分配,而且分配到的周期也不再是固定的,如此更能提高带宽使用率与降低延迟的产生。 B. 1024 QAM (quadrature amplitude modulation) 正交振幅调变是透过在载波上进行振幅调变的方式传送信号,在 802.11n 使用 64QAM ,到了 802.11ac 则使用了 256QAM ,最新的 Wi-Fi 6 则使用更高的 1024QAM 。可看到 1024 QAM 在星座图上更为密集,由于载波之间的间隔更密集,因此对 EVM 的要求更为严格,也因为科技的进步让电子组件更为可靠、震荡器更为精准,因此原视为极限的 256 QAM 能继续向上发展。透过如下的星座图可以看到 802.11ax 使用的 1024QAM 比 802.11ac 使用的 256QAM ,在传送时可以增加更多的容量, Wi-Fi 6 使用 1024 QAM 单一技术就能比上一代增加 1/4 的速度,同时在 MCS 的部分则定义支持更多从 0~11 的调变编码。 C. MU-MIMO (Multi-user multiple input, multiple output) MIMO 多进多出的技术并非新的技术,在 802.11n 即有设备开始运用,以往的单一使用者 SU(Single User) 仅能在一个时间内提供一位使用者 MIMO 的传输,渐渐 802.11ac 提升到多使用者 MU(Multi User) 在 Downlink 时候能提供最大 4 位 (4 Spatial Streams) 服务,最新的 Wi-Fi 6 支持到最高 8 天线的设计,则能同时提供 MU Downlink 和 Uplink 同时 8 Spatial Streams 的传输进行。 D. TWT (Target wake time) Wi-Fi 6 拥有传输速度快、构建成本低等优势,且在生活上早已广为被接受,但其缺点为较为耗电、待机时间短,然而,今日在智能生活的架构下,各种 IoT 产品早广为人们所使用, IoT 其需要的特性为待机时间长,事实上许多传感器的待机时间高达 95% ,因此 Wi-Fi 6 也针对这一需求,加入 TWT 技术来改善待机与电力消耗问题。 TWT 技术能定义每个装置的 Wake Time ,让装置在不使用时进行休眠,一段时间才回到 Awake 。以下图来看, Access Point 在 Beacon 信息里面表示了 TW 时间,不同的设备定义了不同的 TW 时间,举例来说物体传感器的 TW 会较短,温湿度侦测器的 TW 可以较长,在 TW 时间到达时才送出 Trigger 信息让设备 Wake up 后进行运作,在此之前的设备皆在休眠的状况,如此即能简单且有效的达到省电的效果。 E. BSS coloring 以往的无线网络传输,当环境过于忙碌时,数据就会产生碰撞,导致不停的重传影响效率,因此使用了 CSMA/CD 机制来避免数据的碰撞, CSMA/CD 做法为当每次要传输前,先监听通道是否正在传输,若通道净空则可以传输,如此机制虽然容易设计,但在若遇到忙碌的无线环境下,将导致过多的等待时间。 而 BSS coloring 则利用一个 Header ,来标记每个存取点所属于的颜色,以图来说明,被标示为同一个颜色的 BSS Color ,在传输时会忽略其他 颜色的 BSS Color ,即使是同一个频道,也会因为忽略了其他 BSS Color 的干扰,因此可减少等待的时间,尤其在目前无线网络普遍存在拥挤的状况下,如此机制能对抗干扰与有效提高传输效率。 Wi-Fi 6 透过加入了前述的新技术能有效增加原有的传输速度、在资源的使用上也更为有效率,更强的抗干扰与同时多人多任务传输、并且具电力管理的省电机制。除此之外 Wi-Fi 6 也具有向下兼容的能力 802.11a/ ​ b/ ​ g/ ​ n/ ​ ac ,也提升了安全性与优化的频谱运用,因此 Wi-Fi 6 的测试认证除 Wi-Fi 6 本身之外还需要执行以下相关的测试,全部通过即表示产品拥有 Wi-Fi 6 的绝对高质量与性能。图案小三角形为 Wi-Fi 5 认证所必须执行项目,大三角形为 Wi-Fi 6 所必须执行项目。 1. Wi-Fi CERTIFIED™ n 2. Wi-Fi CERTIFED™ ac 3. Wi-Fi CERTIFED WPA3™ 4. Wi-Fi CERTIFIED Agile Multiband™ (MBO) 5. Protected Management Frames (PMF) 百佳泰在众多实验室中,目前拥有 3 套 Wi-Fi 联盟认可的 Wi-Fi 6 测试设备,是目前拥有最多设备的实验室,也有最高效率的测试时间;另外协会推出的其他 30 项的测试项目,目前亚洲地区的认可实验室中,也仅有百佳泰能完全执行全部项目。
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    2019-7-23 14:41
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    作者:百佳泰/Jim 随着无线通信技术,例如5G、W-Fi、蓝牙等不断推层出新,以及连网产品快速普及,带给人们更快捷便利的生活;然而,无线信号干扰的问题却是日渐严重。无线信号干扰源不胜枚举,而在日常生活环境中,最容易遇到的无线干扰有三种: 1.同频干扰(Co-channelinterference): 在同一场域不同装置同时使用相同无线频道,例如同样使用2.4GHz Channel 6的微波炉和Wi-Fi装置便会互相产生干扰而降低性能。 2.临频干扰(Adjacentchannel interference): 异于同频干扰,临频干扰是相邻频道的“距离”不够远,以导致信号能量干扰到邻近的几个频道。 3.射频干扰(RFinterference): 因应便携式设备热潮以及多元化的功能应用,相关模块设计已往轻薄短小发展,系统内的辐射信号对自身天线性能产生干扰。 面对第三种由系统内不同通讯模块彼此产生的射频干扰,因没有一套举世通用的标准去预防、解决,使得产品达到优化设计难上加难,尤其在极其狭小与精简的空间中,组件彼此间更容易产生噪声干扰、而影响到其传输表现。本篇文章将聚焦日常生活中常见的射频干扰问题,包括USB 3.1 设备(例如USB Dongle)在连接系统(例如笔记本电脑)时,与系统Wi-Fi 2.4GHz信号或是蓝牙2.4GHz信号之间所产生的射频干扰(RF interference),针对这些干扰问题,亦提供相对应的测试解决方案。 首先来介绍De-sense 接收感度恶化(Degradation of Sensitivity),它是目前在产品设计、开发、量产中普遍面临的问题。Desense棘手之处在于,其干扰与被干扰的信号频率相近,无法以简单的滤波器滤除,所以通常须采取屏蔽(Shielding)、远离噪声源等硬件改善的方法,来破坏噪声传输路径达到降低干扰。然而,越趋小型化的电子产品,阻挡噪声路径的方案,效果也越来越不易设计与掌控。 其次,由系统内部发射的干扰信号虽小,但是因为距离接收天线非常近,危害影响却很大。此种干扰会降低天线的信噪比(Signal-to-noise ratio),进而造成天线的吞吐量(Throughput)大幅下降,其中较常见的状况即为USB 3.1 设备在连接系统时,与系统Wi-Fi 2.4GHz信号之间所产生的干扰,高速传输接口与无线通信出现严重抵触,使得现行许多设备无法两者并存。 图1: 连接USB3 设备后,噪声比未连接时多了 20dBm。 (Source: Intel Document: 327216-001 P.10) USB 3.1 所产生的信号干扰可能来自接头、线材及设备本身,如果Wi-Fi的天线靠近信号辐射的位置,则来自USB 3.1的干扰较易影响系统的无线接收器的灵敏度,这会导致无线网络质量的下降。 图2: 干扰信号来自接头、线材以及设备本身。 (Source: Intel Document: 327216-001 P.9) 而目前系统不断走向更为轻薄的体积发展,也使用了多功能SoC芯片, 在单一芯片内能同时拥有Wi-Fi、蓝牙和USB 3.1三种功能,使得系统天线和USB端口在产品设计上若是相对位置太相近,将会恶化干扰问题(见图标1、图标2) , 所以只要是配有USB3.1接口的系统,为了避免无线网络速率下降或是联机范围缩小等问题,在线材及设备上对无线干扰的遮蔽就变得相当重要。 无线干扰的潜在风险 面对产品设计不良的而造成的无线干扰问题,对于消费者以及厂商会带来什么样的影响呢? 消费者: 若产品质量可被消费者认同,则消费者对于该品牌可能会抱持较正面的态度,甚至加速其购买行为。 厂商: 因产品质量不佳带来许多负面效果,例如: 1.增加产品开发时间 2.增加产品研发费用 3.增加退货的机会 4.销售量的减少 5.降低用户对公司质量的信任 6.降低使用者对品牌的忠诚度 7.降低公司品牌的形象 无线干扰Wireless Desense测试方案 为了解决上述USB 3.1对无线干扰的问题,百佳泰提出了 Wireless De-sense 的测试方案,目的是为了让厂商能透过专业测试实验室进行测试来确认产品质量、建立良好的品牌信誉以立足于庞大的产业链中。Wireless Desense不但能够针对系统产品,亦能够针对USB配件、蓝牙配件,提供相对应的验证服务。接下来,就让笔者来分享百佳泰打造的专业测试环境与实测案例吧! Wireless Desense测试环境 ·测试平台、信号衰减器以及AP分别放置电波隔离室(箱),以排除其他干扰变量发生 ·测试平台(SUT或是DUT)可为笔记本电脑、USBDocking、蓝牙键盘、蓝牙音箱等 图3: Wireless Desense测试环境 Wireless Desense实测案例 测试平台: 两台笔记本电脑,编号为USB#0和USB#1 测试手法: 在3段不同的讯号强度,分别为强信号、中等信号以及弱信号下,将同一个USB 3.1装置插入两台笔记本电脑系统的USB接口,量测USB装置连接与未连接系统之间系统Wi-Fi 接收与传送吞吐量流量差异变化。 测试标准: 百佳泰订定严格的吞吐量流量差异标准,以确保一般使用者在笔记本安插USB装置时,不会影响笔记本连网速度以及稳定性等问题。 · 强信号 (RSSI: -45 ~ -50 dB)下,吞吐量流量差异标准 <= 5% · 中等信号 (RSSI: -68 ~ -72 dB)下,吞吐量流量差异标准 <= 5% · 弱信号 (RSSI: -78 ~ -81 dB)下,吞吐量流量差异标准 <= 10% 测试结果: 根据报告显示,在强信号(StrongSignal)的测试状态下,不管是USB#0笔记本电脑或是USB#1笔记本电脑,两台系统的Wi-Fi 接收或是传送 吞吐量流量差异都在合格范围低于5%标准值。 在中等信号(MediumSignal)测试状态下,USB#0笔记本电脑得到的传送数值-7.43%以及接收数值-8.05%皆高于标准值5%,这项结果显示,系统Wi-Fi在中等信号下,将会明显得被USB装置的信号影响。 在弱信号(WeakSignal)的测试状态下,USB#0笔记本电脑的接收、传送以及USB#1笔记本接收的吞吐量流量差异,皆在合格范围低于5%标准值。唯独USB#1笔记本的发送数值为-11.04%高于标准值5%,对应到日常生活中的常见问题,例如笔记本电脑在上传档案时会发生延迟现象。 Bluetooth HID Device Co-existence Test 测试平台: 两台笔记本电脑,编号为USB#0和USB#1 测试手法: 在3段不同的信号强度,分别为强信号、中等信号以及弱信号下,将同一个USB 3.1装置插入两台笔记本系统的USB接口,确认USB装置连接与未连接系统时,蓝牙键盘与蓝牙鼠标皆可顺利且正常的操作。 测试标准: 透过专业测试人员严加判断测试结果,确保一般使用者在笔记本安插USB装置时,不会影响蓝牙键盘或是蓝牙鼠标使用上的不顺畅。 ·强信号 (RSSI: -45 ~ -50 dB)下,键盘/ 鼠标操作无任何延迟以及中断的现象 ·中等信号 (RSSI: -68 ~ -72 dB)下,键盘/ 鼠标操作无任何延迟以及中断的现象 ·弱信号 (RSSI: -78 ~ -81 dB)下,键盘/ 鼠标操作无任何延迟以及中断的现象 测试结果: 根据报告显示,无论在在强信号(Strong Signal)、中等信号(Medium Signal)亦或是弱信号(Weak Signal)的测试状态下,不管是USB#0笔记本或是USB#1笔记本,蓝牙键盘或是蓝牙鼠标在操作上无任何延迟以及中断现象。 Bluetooth Audio Streaming Test 测试平台: 两台笔记本电脑,编号为USB#0和USB#1 测试手法: 在3段不同的信号强度,分别为强信号、中等信号以及弱信号下,将同一个USB 3.1装置插入两台笔记本电脑系统的US接口,同时播放Youtube 4K影片,确认USB装置连接与未连接系统时,蓝牙音箱仍可顺利正常播放声音,不会有任何延迟或破音情况发生。 测试标准: 透过专业测试人员严加判断测试结果,确保一般使用者在笔记本安插USB装置时,播放中的Youtube 4K影片,不会受到USB信号影响,而能够透过蓝牙音箱正常播放声音。 ·强信号 (RSSI: -45 ~ -50 dB)下,声音正常播放,没有任何延迟或破音情况发生 ·中等信号 (RSSI: -68 ~ -72 dB)下,声音正常播放,没有任何延迟或破音情况发生 ·弱信号 (RSSI: -78 ~ -81 dB)下,声音正常播放,没有任何延迟或破音情况发生 测试结果: 根据报告显示,无论在在强信号(Strong Signal)、中等信号(Medium Signal)亦或是弱信号(Weak Signal)的测试状态下,不管是USB#0笔记本或是USB#1笔记本,蓝牙音箱皆能正常播放声音,没有任何延迟或破音。 结语 Desense并非单一产品才会发生的问题,任何组件在运作时,工作频率只要是相近的,都有可能会发生因干扰而造成信号接收感度下降的情况,这些从组件发出的信号若是因设计不良,就很有可能会造成相互干扰。传输接口,例如HDMI、触控屏幕、相机模块、固态硬盘及无线芯片组/无线模块(如Wi-Fi、蓝牙、GPS)等,均需透过缜密的量测、计算,才能精准找出最佳的内建位置,避免彼此间的干扰,将所有可能的问题风险降至最低。 本文所探讨的内容虽然仅是噪声验证的其中一种状况,然而,我们已可以见微知著了解到无线通信技术的博大精深,以及信号干扰掌控的技术深度。厂商在开发时,均需透过更深入的研究、更多的技术资源与精力投入,或是透过第三方专业实验室协助,开发相应的量测方式及与测试解决方案。本文提及的测试环境以及测试手法等等,看似不难,然而,在执行测试时需要专业知识以及测试经验,例如在不同大小的屏蔽室,该如何调整DUT与衰减器之间的距离以及天线角度调整等等。 Wireless Desense测试亦在百佳泰推出的系统周边配件资格认证计划中,扮演举足轻重的角色;随着轻薄型计算机市占率逐年增高,相对带动了周边零配件的需求并且带动市场的蓬勃发展,百佳泰与时俱进,持续开发的系统周边配件资格认证计划,尤以Mac配件资格认证最具代表性,期望能够协助制造商在早期阶段验证产品与系统的兼容性。一旦产品通过测试后,百佳泰将会提供测试报告及证书作为 产品质量证明 。通过质量测试的产品在市场上更能表现出与一般产品的差异性: 1. 成为市场上一流的产品 2. 具备创新与排他性 3. 深受市场消费者信赖的产品 4. 消费市场上的质量保证 无论您是供货商、品牌商、电商及通路商,百佳泰都能够在质量证明上助您一臂之力。
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