汽车制造商继续把信息娱乐系统作为多媒体体验的延伸。 USB接口一直是信息娱乐架构的基本要素，因此制造商已让这种原本以消费者为中心的接口接受更严格的保护要求。这些要求需要防止组装、制造或维护过程中车辆用蓄电池发生短路。例如，若将机头单元连到不同连接模块的长线线束受损，可让所有引脚短路至12V汽车蓄电池。其他潜在的失效机理包括使用不符合要求的适配器、电缆或充电器；USB连接器或电缆的力学扭曲；或任何种类的碎屑进入连接器，并将数据线短接到VBUS。
在由两部分组成系列的第一部分，我将举例说明，防止USB电路受到电池短路故障的最佳途径。在我的下篇博文中，我将扩展优化您的汽车USB防电池短路设计的最佳途径。
当设计USB防电池短路时，始终牢记三个主要方面：
在过去，不可能找到一个可解决所有三个方面的USB 2.0防电池短路解决方案，但TI新型防电…
如今，系统设计师需要对电源管理更加精通。因为功能和应用数量不断增加，对电池容量的要求也会更高。用户也要求较短的充电时间，这需要更快的充电电流。
但是，由于半导体封装的热限制，单个充电器可能不能支持所需的高充电电流。没有人喜欢握住一个摸起来发热的设备。通过添加一个与主充电器并行的辅助充电器，您可将总充电电流升到75％-100％。这就是所谓的双充电系统。它一般可作为一个很好的解决方案用于支持大于5A的充电电流并穿过电路板散热。
一般来讲，一个双充电系统包括一个主充电器和一个并行充电器。正如图1所示，主充电器需要控制整个充电过程，而并行充电器默认为禁用，通常只有当高充电电流必要时才会操作。
图1：双充电器系统简化框图
对于双充电器应用来讲，没有必要使用两个全功能的充电器集成电路。专用、专门设计的并行充电器集成电路仍然可完美运行，并节省部件成本，因为并行充电器无需主充电器的所有功能。作为一个专用并行充电器，其充电在默认情况下应禁用…
移动电源正变得越来越受欢迎，因为电池容量胜过诸如智能手机和平板电脑的个人电子设备的运行功率。高性能CPU、大尺寸和高分辨率的显示面板也使得运行时间缩短。这催生了诸如移动电源的快速备用电池的需求。
传统上讲，一个5V USB是智能手机和平板电脑等移动设备的标准电源。由于迷您USB的电流容量限制，一个5V电源只能至多提供10W电力，这可能需要6个多小时的充电时间。随着移动设备的电池容量的增加，电池充电时间过长成为困扰消费者的一个难题。
为了改进用户体验，高电压（> 5V）充电方法提供了更多的输入功率并缩短充电时间，同时保持2A的相同的电缆电流。除了高电压充电，许多移动电源厂商也通过集成电池电量计创造更加智能的移动电源，这使得用户可以看到移动电源状态、预期的充放电时间。这让移动电源变得更加智能。它使得用户能够知晓移动电源的状态、估计充电和放电时间。验证也正成为一种趋势。终端应用和移动电源充电前需要身份验证。该理念可保持应用程序的整体电池寿命…
C型USB改变USB生态系统的一种重要途径是通过USB电缆两端互换（不只是翻动）。这使得诸如膝上型电脑或智能手机的USB设备取决于其所连接的其它USB装置具有不同的行为，因为数据角色和功率角色可独立交换。USB开发者论坛已经发布了C型USB 1.2版本规格。其在1.1版本上做出几个关键变化，我将在此博文中总结，但最大的区别是用来描述这种新型USB生态系统的术语变化。您可能会说了C型USB术语通过此版本进行了“返工”。
新的术语更好地解释了这一新型USB世界，旨在澄清并强调数据角色和功率角色是彼此正交的（除了初始功率角色确定初始数据角色）。换句话说，USB完全融入这一新型二维生态系统。下述表格具有一些需了解的关键术语。
术语
说明
DFP
朝下端口（数据角色）
UFP
朝上端口（数据角色）
DRD
…我想后面的情景一定在你身上发生过：一天早上，工程经理找到你并对你说，“我们需要将连通性添加到产品‘x’中，不过，为了使功能有所增加，我们不想改变产品‘x’中的电路。”若现有系统已具有到主机处理器的通用异步接收器/发射器 (UART) 的话，那么就可以很轻松地增加Wi-Fi了。
TI已经创造出一款针对24V AC供电的UART至Wi-Fi桥接 (TIDA-00375)的参考设计，旨在应用于楼宇自动化和HVAC系统。这款设计特有一个低功耗SimpleLink™ Wi-Fi CC3200无线MCU来实现互联网连通性。这个设计还包含一个电源部分，此电源可与HVAC应用和恒温器中常见的24 VAC系统一同使用。此设计可以与具有3.3V或5V逻辑电路的系统对接。
TIDA-00375参考设计的表现形式为一个无线桥接。（请见图1）包含在这个设计中的软件，使用一个由外部接入点提供的Wi…
随着高级驾驶辅助系统(ADAS)在各类不同功能水平汽车上继续得到越来越广泛的应用，TI也持续为其提供可扩展解决方案。CMS（摄像监测系统）便是一种新兴的ADAS应用，其将后视镜和两侧后视镜都替换成摄像机和监视器。相比如今典型的机械镜，该等电子系统具有多重优势：
首先，仅仅是换掉车身的侧后视镜就可能减少6%以上的阻力（图1a）。在同等测试条件下，空气阻力降低能够直接提升汽油里程。此外，根据具体车型和侧后视镜的类型，采用摄像机替换侧后视镜可以在提升汽车整体外观的同时降低系统成本。短期内，替换汽车后视镜的监视器一般仍会放置在大致相同的视线水平，帮助驾驶员适应过渡并逐渐熟悉（图1b）。后视镜监视器可用于显示传统的内部摄像机，通过开关设置查看无障碍后视摄像机（图1c）。未来，汽车内部可能不会再集成侧面监视器…
随着汽车制造商使用更多的摄像机和传感器来实现汽车安全要求，同轴供电(PoC)为寻求降低车身重量的汽车设计师们提供了一个紧凑型解决方案。然而，世上没有十全十美的东西，该方案在通过同一电缆输送电力和前后通道信号时可能会出现问题。另外，系统供电所用的汽车电池在冷启动运行时会产生低至3V的宽电压偏移，并在钳位负载突降或其他瞬态条件下达到42V。为了确保诸如高级驾驶辅助系统(ADAS)等重要系统在任何汽车状况下都可以正常运行，一款设计良好的供电系统是必不可少的。
图1所示为配备流行的平板显示器(FPD)链路III数字视频接口的ADAS系统范例。解串器通过同轴电缆发送电力与控制信号，而串行器也通过该电缆发回视频信号。系统有四个显著的电源模块：解串器电源、解串器侧发出的摄像机电源、串行器电源和摄像机影像传感器电源。
图1：百万像素摄像机系统方块图
百万像素摄像机系统的最大挑战就是同轴电缆潜在的压降。为了确保压降不会带来信号完整性问题…
如果您一直关注我的多协议工业以太网系列博文，您就会发现我是可编程实时单元和工业通信子系统(PRU-ICSS)（Sitara™处理器内的可编程接口）的铁粉。在本博文中，我想说一下PRU-ICSS的另一个应用，即帮助把您选择的数字位置编码器主接口集成入Sitara处理器内。
首先，让我们来看下包含位置编码器的系统层面方块图——见图1。诸如伺服驱动器等应用通常都配有集成了数字位置反馈编码器的电机。位置编码作为传感器，能够精准测量电机轴的角度（以度为单位）或线性轴（以微米为单位）的距离。
在该等系统中，位置编码器负责读取电机轴的角度，并通过数字位置编码器协议将信息提供给位置编码器主控装置。应用处理器的磁场定向控制(FOC)算法负责对角度进行进一步处理，包括电机相电流测量，以计算脉冲宽度调制(PWM)外设的新值。
…
降低解决方案的尺寸、组件成本和功率损耗对于工业应用正变得越来越重要。可编程序控制器(PLC)用的模拟I/O模组便是满足这类要求的很好例子。
工业4.0指出了结合智能通信进行深入自动化趋势。因此，在过程工程、工业自动化和设备管理中，PLC需要配备更多的I/O端口。如果空间有限，控制器无法放入更多基板面，那么，我们必须增加模块密度才能支持更多的I/O需求。优化供电设计明显有助于达成该等目标。
让我们来看下模拟I/O模块供电设计的功率要求。
图1：PLC I/O模块阵
模拟I/O模块通常使用4-20mA电流环路或+/-10V信号传输。我们需要DAC/ADC进行转换，通常为5V供电。为了保护装置，同时也为了确保能够达到要求的性能，需隔离供电轨，以抵消地移或噪声。
因此，模拟I/O模块需要一个5V轨和+/-12至+/- 15V分离轨用于电压信号传输或电流环路灌/拉，与24-V轨隔离供电。图2所示为一普通的实施方案…
不合格的车轮和轮胎会降低赛车高度优化、高性能发动机的性能，这种情况并不罕见。该发动机必须具有更加十足的动力才能弥补整个系统性能受到的影响。
这一类推同样适用于高性能音频及选择驱动扬声器用放大器。多年来，AB类放大器被选作具有高清晰度（HD）音频的放大器。音频D类放大器被认为是不合格的，因为他们并未满足HD音频的所有要求。但现在情况不同了。
高清晰度或高分辨率音频指的是质量高于16位（光盘除外）和采样率大于44.1kHz的音频，如图1所示。
图1：一些音频格式的动态范围和带宽
在HD音频中，数字前端包括带32位音频数据通道、音频采样率≥96kHz和集成24位超低噪声数模转换器（DAC）的数字信号处理器。较高位计数提高了信噪比（SNR）和动态范围（DR），提供更好的分辨率（>97分贝），这样可听到极小但不失真的声音。更快的采样率产生超出人耳听力范围（> 22kHz）的更高带宽（采样率/ 2），但编码更多声音信息用于精确再现…
选择用于D类音频放大器的输出滤波器的电感值始终是一个关键的设计决定。随着新一代超低失真D类放大器的问世，选择电气性能较差的电感会严重限制音频性能。我的同事Brian在其12月的博文中谈到高清晰度音频如何改变我们的聆听方式。在这篇博文中，我将讨论选择合适电感器的重要考虑因素，以确保您的设备能够具有高清晰度潜力。
在较高功率的D类放大器中，（通常高于输出功率10W），无源输出滤波器通常在每个输出端具有一个电感器和一个电容（LC），并因此被称为LC滤波器。LC滤波器的目的是将D类放大器的不连续脉宽调制（PWM）脉冲串输出转换成连续平稳的模拟正弦波。LC滤波器从音频信号的PWM表示提取所述音频信号。
此滤波过程很关键，原因如下：
选择合适的放大器总会涉及在系统类型、成本和性能之间做出权衡。设备性能包括音频性能、热性能和功能设置。在这篇博文中，我们将讨论如何指定系统额定功率以及如何选择合适的放大器集成电路器件（IC）用于电声棒、家庭影院系统、有源音箱或其他产品。
大多数TI的高功率D类放大器（其实大部分产品为D类放大器）的设计可连续输出数据表中额定的满功率，前提是系统的散热解决方案可提供充分的散热，以保持设备处于工作温度范围内，特别是可保持设备数据表指定的温度范围。满足解决方案散热要求的热系统将取决于散热器尺寸；强制/不强制气流；设备和散热器之间的热界面；及最重要的是，为系统传递指定热试验（或功率测试）的要求。
持续功率测试的热系统要求取决于特定输出功率/测试条件下放大器的功耗。设备功率损耗取决于在特定输出功率电平条件下的放大器效率。D类放大器通常在高输出功率条件下能达到90％或以上的效率，但在空闲损耗和低输出功率方面，放大器具有更多变化。空闲损耗和高功率效率既取决于MOSFET的尺寸…
作者： Pedro Gelabert，德州仪器（TI）
作为工程师和开发人员，我们的工作就是找到一个将所有元件组合在一起的最佳方法。不管是对于摩天大楼、还是集成电路，内部工程结构都是决定是否能够运转良好的关键之一。但说回来，又有谁不曾幻想做个“破坏王”，把东西都拆开来一探究竟呢？我们最初的与工程设计有关的记忆大部分都来自小时候把看起来复杂——甚至是昂贵——的东西拆得七零八落。
既然如此，我们就打算看一看DLP NIRscan Nano评估模块（EVM）的内部构造，我们将用老办法——拆开它。
需要注意的是，任何对光引擎的拆解都会使NIRscan Nano EVM的保修失效。另外，去掉光引擎上的罩子会使灰尘和污垢聚集在光学器件上，从而影响到系统性能。此外，去掉上面的罩子会移动光学器件、狭缝和探测器，导致这些元件错位，从而需要厂家重新进行对准和校准…
想象一下：在一个施工现场，每次按下触发器后，或钻床/螺丝刀全速转动时，即使用户几乎并未触及触发器冲击钻也不响应。
没有人愿意体验这些情况，但当该工具的触发器磨损时，这些情况会发生。对于常规电阻电位器更是如此，其随着时间推移及在恶劣环境（湿度、极端温度、灰尘过多等）下使用时会出现磨损。
一种解决方案是将电阻电位计更换为基于电容感应的电位计，其可提高电动工具寿命并无需执行成本过高的维修及更换触发开关。
TI Designs消耗<65μA参考设计（TIDA-00475）的用于变速触发开关的非接触式位置传感器演示了一个解决方案，将电阻电位器更换为更可靠的触发开关应用程序。图1所示为TIDA-00475的框图。
图1：TIDA-00475框图
该参考设计包括具有引脚振荡器技术的MSP430G2553
…
许多（如果不能说是绝大多数的话）机器由称为可编程逻辑控制器（PLC）的专用计算机控制。这一趋势的根源可追溯至20世纪60年代末，当时机器和装配生产线变得日益复杂，其相应的控制系统也是如此。当时的硬连线基于中继的控制系统不灵活，并且容易出错。维护起来更像是经历了一场噩梦。所需继电器和布线数量达到惊人的数目，这并未让工程师的生活变得更轻松。像继电器类的机械装置比精心设计的电子设备更容易磨损。为了优化其组装生产线的控制系统获得更好的可靠性和维护，通用汽车公司与百福订立合同，为基于不同硬接线继电器的控制系统设计了一种电子替代品。第一个PLC由此诞生。其被称作MODICON-084，并在今天被认为是所有PLC系统的始祖。得益于其灵活性、简易性和更好的成本结构，这一革命性的技术很快在全行业获得应用。
在随后的几年中，PLC外形尺寸变得越来越小，而编程变得更加容易。越来越多的PLC厂商出现，并为编程和功能设置订立了标准。今天，大型PLC系统的基础设施具有的功能和特性几乎可解决自动化和过程控制出现的所有问题…
发光二极管（LED）比白炽灯、紧凑型荧光灯（CFL）或卤素灯具有更多优点。我们可以回顾一下，这些优势包括流明/瓦更高、寿命更长、震动不敏感、瞬时接通、调光、显色性良好和极灵活的总体灯形。
工厂中传统的堆栈指示灯、塔灯或指示灯过去为每种颜色配备一个独立的灯（图1）。这些灯可轻松替换为带彩色外壳的白色LED灯或带白色外壳的红色、琥珀色 - 或绿色LED灯。
图1：工业堆栈指示灯
表1列出了工业堆栈指示灯的标准化颜色编码指示生产设备或过程的状态。
表1：国际通用的IEC 60073颜色
工业自动化参考设计的TI Designs RGB LED信号塔（TIDA-00979）让您以智能和极其灵活的方式指示工艺和制造设备。除表1所示的标准化颜色编码外，您可在任何时间定义任何其他颜色。此外，亮度控制、闪光灯或电平指示也很容易实现。
除种类不同的灯的通用开关控制外，参考设计的控制方案可为全面智能的工厂建立联系…
合著者Miro Oljaca与Tattiana Davenport
固态继电器(SSR)是用于负荷通/断控制的半导体型装置。通常用于SSR的半导体包括两种类型的功率晶体管与两种类型的晶闸管。功率晶体管包括双极结型晶体管(BJT)与金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。晶闸管包括硅控整流器(SCR)与三极管交流开关 (TRIAC)。
用一个很小的外部电压或电流控制这些半导体。因此，半导体可以利用低输入功率控制高输出功率型负荷。负荷电流可以是交流(AC)或直流(DC)，这决定了用于执行切换功能的半导体类型。除负荷控制外，可取决于具体应用将SSR绝缘或半绝缘。
相比机电继电器(EMR)，SSR不具有可能磨损并限制末端设备使用寿命的机械触点。可以利用SSR的一些末端设备包括诸如暖通空调(HVAC)系统控制、恒温器、工厂自动化可编程逻辑控制器(PLC)与测试测量设备。
控制交流负荷
晶闸管与功率MOSFET通常控制交流负荷…
是什么让一切变得如此智能？在楼宇自动化系统中您会发现智能恒温器、智能照明开关、智能灯泡、智能冰箱、智能取暖器及其他家电以及所有形式的智能设备。把这些都加在一起，就是一个超棒的楼宇自动化系统。
一种新生代微控制器(MCU)正推动着楼宇自动化变革，其集成度高且功耗超低，配备完全可配置的铁电随机存取存储器(FRAM)和用于连接先进传感器的超灵敏模拟前端，正将越来越多的智能应用推向办公楼宇、工厂、公寓建筑群，或者可以说是任何正实行自动化楼宇的每个角落。
MCU领域这些拥有大能量的小器件为开发人员提供了灵活的可配置基础，在此之上，他们/她们可以构建起一系列智能终端节点与传感器、微处理器、中央控制系统和其他类型的楼宇自动化系统部件协作运行。
智能恒温器便很好地体现了该等新型MCU在楼宇自动化应用中设计优势。首款智能恒温器是对可编程装置的升级，其不会要求用户对一天或一周的温度变化安排进行编程，而是会“学习”用户对温度设置的变更…
对之前博文介绍的神奇技术不感兴趣？那么来看看这个吧：一直以来，我们持续研究穿透式玻璃触控应用，终于成功作出改进。通过采用MSP430™微控制器(MCU)和CapTIvate™技术(MSP430FR2633)，我们实现了对发光二极管(LED)和液晶显示器(LCD)的按钮点击控制，而不再是不仅仅局限在通过玻璃实现低功耗触控的参考设计(TIDA-00343)所描述的按钮感应功能。图1是带LCD的穿透式触控玻璃参考设计(TIDA-00494)的方框图。
图1：LCD参考设计方块图(TIDA-00494)
如果您回想我之前的博文就会了解过程设备操作人员每天都需要通过键盘实现编程功能。该键盘封装在带有厚玻璃窗的拧紧式防爆金属外壳内，本地读数通过LCD显示（见图2）。
图2：TIDA-00494穿透式玻璃触控参考设计
工厂自动化和过程控制设计师一直努力找寻能够让操作人员无需花时间打开外壳就能与防爆现场传送器实现交互的方法…
物联网(IoT)市场继续保持快速增长，越来越多的设备连接到云。
家居自动化等应用能够让你安装的照明、供热和警报系统实现从移动设备打开电灯、设置温度和接受警报通知的能力。
随着许多不同的无线连接技术的出现，将低功率设备与云连接成为可能。问题常常变为应当为你的应用选择哪一种无线技术。
Sub-1 GHz频带通信具有提供最长连接距离、最低功耗整体连接可靠性的独特性能。
长连接距离：
物联网(IoT)快速发展，成为了创新的主要驱动力，吸引了来自互联网应用和传统嵌入式设备领域的许多开发者。因为应用常常设计新的、未经测试的产品概念，此类产品的市场仍不确定。因此，使用能够快速做出原型机并进行早期用户接受测试开发方法非常重要。如果产品概念证明成功，就需要快速开发进入市场，以避免模仿竞争。
传统的嵌入式开发在进行任何用户测试之前首先需要设计制造定制硬件原型。这代表了具有硬件设计能力的公司的大部分时间和成本，尤其是主板需要使用无线连接和传感器增强处理器或微控制器（MCU）。如果你是互联网应用开发者，可能会就此中断，因为你可能无法获得硬件开发资源。虽然评估板可以帮助你开始开发，但是为具体终端应用定制评估板非常困难，几乎是不可能的，而对于涉及数以百计用户的大规模用户测试则可用于部署。
Seeed Studio的BeagleBone Green …
光纤熔接机广泛应用于光纤通信、光缆施工和维护以及光纤入户（HTTP）工程。具体而言，光纤熔接机主要由大型电信运营商、工程公司、企业和机构的私有网络使用。还可以用于生产一些列用于光纤系统的有源和无源光线元件和光学模块。
米尔科技开发的Rico Board是采用TI的Sitara™ AM437x处理器，基于ARM® Cortex®-A9内核的高性能单板机。Rico Board新一代解决方案的性能获得提升，充分利用了ARM Cortex-A8内核。其特性包括：
Rico Board还有许多适合光纤熔接机应用的特性，例如：
几年以前，智能家居的目标人群只是高收入阶层。到如今的2016年，我们可以看到智能家居解决方案价格变得让更多人可以购买，成为了普通家庭日常生活的一部分。智能监控摄像机、无线扬声器、智能门、供水系统等都可以进行通信，创建局部网络，而且几乎从任何地方都可以对其进行访问和控制。
谈到无线连接，近期的发展主要关于：
上述这些事情使得物联网(IoT)的梦想成真，但是整个拼图至少还缺少一个主要部分，这就是Mesh网络发挥作用之处。
在过去的十年里，有几项技术引领了无线市场，每项技术对于物联网都有自己的优势。但是当我们为家居自动化寻找结合最多优势的解决方案时，我们看到许多设计者选择了Wi-Fi®，因为Wi-Fi®：
物联网以及大量的脱机便携式设备和个人电子产品带来了许多新型应用，对下一代智能感应和测量技术创造了巨大的需求。这些应用有许多共同的要求，例如高敏感性、极低的电流探测与超低功耗——因为许多此类应用使用电池运行，外形尺寸非常小。
另外，许多先进的传感器和测量设备产生非常低的电流作为输出信号，最终必须进行数字处理。在处理之前，低电流信号必须放大，转换成电压信号，然后由模数转换器（ADC）进行处理，再输出到其他处理器上。大多数情况下，处理器为微控制器（MCU）。
大多数现成的运算放大器无法放大或转换上述新型传感器产生的低电流输出信号，因此最能满足这些应用需求的是互阻抗放大器（TIA）。不幸的是，许多分立TIA输入漏电流较高，这为TIA能够放大和转换成电压信号的电流设定了最低限制。
因此，例如许多标准TIA的输入漏电流约为5nA。所以，任何输出电流低于5nA的传感器无法使用这些标准TIA进行转换和放大。着这一问题的一个较有前景的解决方案是通过注意微控制器的低漏电流优化TIA…
随着新Bluetooth®低功耗软件开发工具包(SDK) BLE-Stack 2.2软件的发布，TI提供了如蓝牙4.2核心规格中所描述的全新的安全级别。但是，这些安全提升到底意味着什么，为什么现在会做出这些提升？
蓝牙4.2有两个独立的安全升级：
配对是两个需要交换信息的蓝牙设备通过一些定义的关系形式建立连接的过程。在许多情况下，这些信息对于其他在连接交换的射频数据包接收范围之内的其他人而言没有价值。但是随着蓝牙从智能手机生态系统转移到物联网(IoT)，物联网中住宅和建筑自动化以及汽车和医疗/健康应用需要进行信息传输，如果信息被攻击者拦截或篡改，可能会导致很严重的后果，因此提供安全的连接通过遵守通用的标准确保数据的保密性和完整性变得十分重要。这就是蓝牙4.2所带来的益处。
只要共享密钥，对两台设备连接中传输的数据包进行安全加密非常直接。AES-CCM是蓝牙4.2和之前蓝牙标准的加密技术…
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