2020 микросхема в компьютерном блоке питания: Питание микропроцессорных устройств | бЛог инженера

Содержание

Питание микропроцессорных устройств | бЛог инженера

Какое-то время назад на балконе завалялись у меня парочка дешёвых китайских блоков питания для компьютера. Применить их для питания какого-либо компьютерного железа было страшновато, разобрать — не жалко, но применить — гораздо интереснее.

Прежде всего были демонтированы элементы дежурного питания блока, собраны отдельно на макетке, чтобы проверить работоспособность и определить их дальнейшую судьбу. Схема оказалась очень даже работоспособной, ka1h0165r — исправной, трансформатор — пригодным.

При этом из силовой части разодранного на составляющие блока был собран импульсный блок питания (2х35В) для усилителя на микросхеме-драйвере IR2153, а так же его брат-близнец, только на 12В.

В дальнейшем для блока питания на ka1h0165r в Sprint Layot я развёл печатную плату, она получилась довольно небольшая, с этим похоже вышел перебор, так как в «горячей» части расстояния между дорожками получились небольшими, но тем не менее, паразитных пробоев не случалось. Возможно отчасти это связано с тем, что плата после изготовления была сразу покрыта защитным лаком «Plastik».

Сначала я попробовал изготовить плату с помощью ЛУТ, но у меня в наличии был только принтер на работе, который оказался очень жадным до тонера, и ничего приличного в итоге не вышло. На помощь пришла на тот момент только что открытая для себя технология изготовления с помощью фоторезиста.

Маска была изготовлена на струйном принтере, плата вытравлена в растворе хлорного железа, колбаса нарезана острым ножом 🙂

Немного о параметрах микросхемы ka1h0165r. Используется она в некоторых компьютерных блоках питания в импульсном преобразователе дежурного напряжения, её технические данные из даташита:

• Точная фиксированная частота преобразования (100кГц)
• Защита от перегрузки по току
• Защита от перегрузки по напряжению (мин. 23В)
• Встроенная защита от перегрева
• Встроенный высоковольтный полевик
• Автоматический рестарт

Схема ИИП на KA1H0165R

Для блока используется трансформатор с маркировкой «WYEEL-19B», один из них в процессе пострадал и был изучен. Получившиеся данные его примерно такие:

Первичная обмотка — намотана в 2 слоя и содержит примерно 300 витков. Обмотка самопитания — 15 витков, вторичная на 5В — 5 витков. Таким образом, грубо можно считать, что в данной схеме 1 виток соответствует 1 В.

Параметры для импульсного блока питания вышли очень даже неплохие (5В 2,5А),  блок питания был проверен на нагрузке из 4 резисторов по 10 Ом. Учитывая их, можно было перемотать трансформатор, пересчитать обратную связь (на TL431), на нужное напряжение. Позднее я собрал такой же импульсный блок питания к усилителю для наушников (2х15В). Чертёж его платы так же в приложенном архиве.

печатная плата

Блок питания на 1h0165

Блок питания на 1h0165

Блок питания на 1h0165 сторона дорожек

файлы проекта

Компьютерный блок питания в лабораторный на ШИМ UC3843

6 679

Переделка компьютерного блока питания в лабораторный на ШИМ UC3843
Основные элементы блока питания INWIN POWER MAN IP-S350Q2-0:+

ШИМ — UC3843;

Держурка — DM311;
Супервизор — WT7525 N140.
INWIN POWER MAN IP-S350Q2-0

Ниже представлена принципиальная схема блока питания INWIN POWER MAN IP-S350Q2-0, с которой нам предстоит работать.

Переделка такого компьютерного блока питания в лабораторный будет происходить в несколько этапов:+

Отключение супервизора WT7525 N140.
Небольшие изменения в дежурке для питания вентилятора.
Удаление лишних компонентов.
Изготовление нового модуля управления блоком.
Установка новых компонентов на плату и подключение модуля.
Тесты.
Отключение супервизора WT7525 N140
Супервизор WT7525 N140 производит мониторинг напряжения на шинах блока, отслеживает перегрузку, отвечает за пуск и аварийную остановку. Для его отключения необходимо произвести два простых действия.

Удаляем супервизор с платы и ставим перемычку от второго к третьему посадочному выводу микросхемы.


Удаляем конденсатор дежурки С32. Если этого не сделать, будут наблюдаться проблемы со стартом блока. Если все прошло успешно — блок будет запускаться автоматически при включении в сеть. Стоит также отметить, если С32 неисправен, блок будет стартовать с ним, но, его присутствие дает помехи, добиться нормальной работы блока невозможно.

Модификация дежурки для питания вентилятора 12 В
Выходное напряжение в блоке будет меняться в широком диапазоне, а питание 12 В штатного вентилятора должно быть неизменным. В INWIN POWER MAN IP-S350Q2-0, да и в большинстве блоков на ШИМ UC38хх присутствует лишь одна ветка дежурки 5 В. Существует несколько вариантов решения данной проблемы:

  1. Внесение изменений в схему дежурки.
  2. Установка дополнительного ac-dc преобразователя 220-12 В.
  3. Установка дополнительного dc-dc повышающего преобразователя 5-12 В.
    Последние два варианта не нуждаются в описании из-за своей простоты включения. Мы же рассмотрим более интересный вариант.

Добавляя диод 1N4007 мы создаем отрицательную ветку дежурки, амплитуда импульсов проходящих через новый диод составит около 12 В, но при подключении вентилятора проседает до 10 В. При 10 В вентилятор способен работать, но поток воздуха немного слабоват, при желании можно оставить и так.

Чтобы добиться оптимальной работы вентилятора, необходимо немного поднять напряжение дежурки. Для этого удаляем R46 и изменяем (уменьшаем) R73 с 2 кОм до 1,5 кОм. Таким образом, напряжение на выходе дежурки будет 6 В (выше 8 В поднять не получится), а напряжения для питания вентилятора будет находится в пределах 12-13 В.

Удаление лишних компонентов
Для дальнейшей переделки нам необходимо избавиться от ненужных шин, обвязки супервизора и др. компонентов, которые не будут задействованы в блоке.

После удаления деталей, нужно изменить:

Нагрузочный резистор R8. Ставим новый на 390 Ом мощностью 5 Вт. Он легко встанет на место выходного электролита по шине 12 В.
Выходной конденсатор С7, устанавливаем емкостью 2200 мкФ х 35 В.
Перематываем дроссель групповой стабилизации, оставляем лишь одну обмотку. Для расчета параметров дросселя можно использовать программу DrosselRing (детально ознакомиться с ней можно тут). Эта программка насчитала нам 20 витков провода с сечением 1 мм на родном дросселе.
Как раз на данном этапе в самый раз задуматься о стойках для размещения платы нового модуля управления блоком.

Модуль управления блоком на ШИМ UC3843
Переделка компьютерного блока питания в лабораторный на ШИМ UC3843 невозможна без изготовления небольшой платы, которая будет контролировать работу UC3843.

За основу взята микросхема LM358, в своем корпусе она имеет два независимых операционных усилителя. Один будет отвечать за стабилизацию напряжения, второй за стабилизацию тока. В качестве датчика тока используется шунт R0 из константана, сопротивлением 0,01 Ом. Обратная связь с ШИМ выполнена через штатную оптопару PC817, которая переместилась на модуль. Источником опорного напряжения служит TL431.

На новой плате присутствуют два светодиода, которые будут сигнализировать о режиме работы блока. Свечение led1 будет свидетельствовать о том, что блок работает в режиме стабилизации напряжения, led2 загорится при переходе в режим ограничения тока. Сам модуль управления не содержит дефицитных компонентов и не требует дополнительной наладки после изготовления. Расчеты обвязки LM358 произведены для выходных параметров 0-25 В и 0-10А.

Вот так выглядит плата модуля для нашего самодельного лабораторного блока питания.

Печатку для ее изготовления в формате lay можно будет скачать в конце статьи.

Также желательно оставить небольшой запас текстолита для крепления модуля к стойкам. На схеме и плате для удобства расставлены буквенные обозначения точек подключения.

Подключение модуля к блоку
Используя нижеприведенную схему, подключаем все точки модуля управления к основной плате блока.

Назначения точек подключения:

А и В — выходы оптопары для управления ШИМ;
C — питание модуля 6 В;
D — плюс выхода блока;
E — общий минус;
F — минус выхода блока.

Настройка блока и тесты
После подключения платы можно проводить первое пробное включение в сеть. Достаточно проверить работоспособность регулировки напряжения и тока. Нагружать блок на этом этапе по полной не стоит, достаточно убедиться в стабильности его работы.

В работе блока могут присутствовать небольшие писки, похожие на тонкий свист. Для их устранения необходимо внести небольшие корректировки в обвязку ШИМ:

Увеличение емкости конденсатора С26 с 2,2 нФ до 220 нФ.

Корректировка резистора R15. R15 желательно подбирать экспериментальным путем на максимальном токе. С уменьшением R15 писк будет постепенно стихать, но, в один момент UC3843 сама начнет ограничивать ток, проходящий через ключ Q8. Экспериментально значение R15 удалось получить в районе 2,2 кОм, при этом UC3843 еще не ограничивает ток, а писка практически не слышно.

Все манипуляции с обвязкой ШИМ необходимо проводить максимально осторожно. Некоторые элементы находятся под опасным для жизни напряжением.

У нас не получилось с первого раза побороть все посторонние звуки в блоке, некоторые эксперименты закончились частичным, а потом и полным выходом из строя блока, пришлось найти второй такой-же и продолжить переделку.

И так, финишные тесты после всех корректировок. В процессе сборки произошла небольшая заминка с цветом светодиодов, красный сигнализирует о работе в режиме стабилизации напряжения, а зеленый — режим ограничения тока. В дальнейшем исправим, сделаем все как у людей:

Напряжение: 0 — 25 В.блок питания 0-25в.:


Ток: 0 — 10 А.блок питания 0-10А.:


После всех манипуляций переделка компьютерного блока питания в лабораторный на ШИМ UC3843 окончена! Последним этапом станет оформления корпуса и установка резисторов точной настройки тока и напряжения (подключаем последовательно с основным регулятором, номинал 10% т.е. 1 кОм). Также, корпус блока желательно отключить от общего минуса, чтобы избежать случайного КЗ в обход датчика тока (для этого достаточно убрать перемычку).

Ссылка платы модуля управления в формате lay:
Плата модуля управления UC3843 на LM358 (16.89 KB).

Особая благодарность Виталию Ликину за изготовление и материалы с сайта diodnik.com.

Лабораторный блок питания своими руками

При создании различных электронных устройств, рано или поздно, встаёт вопрос о том, что использовать в качестве источника питания для самодельной электроники. Допустим, собрали вы какую-нибудь светодиодную мигалку, теперь её нужно от чего-то аккуратно запитать. Очень часто для этих целей используют различные зарядные устройства для телефонов, блоки питания компьютеров, всевозможные сетевые адаптеры, которые никак не ограничивают ток, отдаваемый в нагрузку.

А если, допустим, на плате этой самой светодиодной мигалки случайно остались незамеченными две замкнутые дорожки? Подключив её к мощному компьютерному блоку питания собранное устройство легко может сгореть, если на плате имеется какая-либо ошибка монтажа. Именно для того, чтобы не случалось таких неприятных ситуаций, существуют лабораторные блоки питания с защитой по току. Заранее зная, какой примерно ток будет потреблять подключаемое устройство, мы можем предотвратить короткое замыкание, и, как следствие, выгорание транзисторов и нежных микросхем.
В этой статье рассмотрим процесс создания именно такого блока питания, к которому можно подключать нагрузку, не боясь, что что-нибудь сгорит.

Схема блока питания



Схема содержит в себе микросхему LM324, которая совмещает в себе 4 операционных усилителя, вместо неё можно ставить TL074. Операционный усилитель ОР1 отвечает за регулировку выходного напряжения, а ОР2-ОР4 следят за потребляемым нагрузкой током. Микросхема TL431 формирует опорное напряжение, примерно равное 10,7 вольт, оно не зависит от величины питающего напряжения. Переменный резистор R4 устанавливает выходное напряжение, резистором R5 можно подогнать рамки изменения напряжения под свои нужны. Защита по току работает следующим образом: нагрузка потребляет ток, который протекает через низкоомный резистор R20, который называется шунтом, величина падения напряжения на нём зависит от потребляемого тока. Операционный усилитель ОР4 используется в качестве усилителя, повышая малое напряжение падения на шунте до уровня 5-6 вольт, напряжение на выходе ОР4 меняется от нуля до 5-6 вольт в зависимости от тока нагрузки. Каскад ОР3 работает в качестве компаратора, сравнивая напряжение на своих входах. Напряжение на одном входе задаётся переменным резистором R13, который устанавливает порог срабатывания защиты, а напряжение на втором входе зависит от тока нагрузки. Таким образом, как только ток превысит определённый уровень, на выходе ОР3 появится напряжение, открывающее транзистор VT3, который, в свою очередь, подтягивает базу транзистора VT2 к земле, закрывая его. Закрытый транзистор VT2 закрывает силовой VT1, размыкая цепь питания нагрузки. Происходят все эти процессы за считанные доли секунды.
Резистор R20 стоит взять мощностью ватт на 5, чтобы предотвратить его возможный нагрев при долгой работе. Подстроечный резистор R19 задаёт чувствительность по току, чем больше его номинал, тем большей чувствительности можно добиться. Резистор R16 настраивает гистерезис защиты, рекомендую не увлекаться с повышением его номинала. Сопротивление 5-10 кОм обеспечит чёткое защёлкивание схемы при срабатывании защиты, более большое сопротивление даст эффект ограничения по току, когда напряжение не выходе будет пропадать не полностью.
В качестве силового транзистора можно применить отечественные КТ818, КТ837, КТ825 или импортный TIP42. Особое внимание стоит уделить его охлаждению, ведь вся разница входного и выходного напряжение будет рассеиваться в виде тепла на этом транзисторе. Именно поэтому не стоит использовать блок питания на малом выходном напряжении и большом токе, нагрев транзистора при этом будет максимальным. Итак, перейдём от слов к делу.

Изготовление печатной платы и сборка


Печатная плата выполняется методом ЛУТ, который неоднократно описывался в интернете.



На печатной плате добавлен светодиод с резистором, которые не указаны в схеме. Резистор для светодиода подойдёт номиналом 1-2 кОм. Этот светодиод включается при срабатывании защиты. Также добавлены два контакта, обозначенные словом «Jamper», при их замыкании блок питания выходит из защиты, «отщёлкивается». Кроме того, добавлен конденсатор 100 пФ между 1 и 2 выводом микросхемы, он служит для защиты от помех и обеспечивает стабильную работу схемы.



Скачать плату:

Настройка блока питания


Итак, после сборки схемы можно приступить к её настройке. Первым делом, подаём питание 15-30 вольт и замеряем напряжение на катоде микросхемы TL431, оно должно быть примерно равно 10,7 вольт. Если напряжение, подаваемое на вход блока питания, небольшое (15-20 вольт), то резистор R3 стоит уменьшить до 1 кОм. Если опорное напряжение в порядке, проверяем работу регулятора напряжения, при вращении переменного резистора R4 оно должно меняться от нуля до максимума. Далее, вращаем резистор R13 в самом крайнем его положении возможно срабатывание защиты, когда этот резистор подтягивает вход ОР2 к земле. Можно установить резистор номиналом 50-100 Ом между землёй и выводом крайним выводом R13, который подключается к земле. Подключаем какую-либо нагрузку к блоку питания, устанавливаем R13 в крайнее положение. Повышаем напряжение на выходе, ток будет расти и в какой-то момент сработает защита. Добиваемся нужной чувствительности подстроечным резистором R19, затем вместо него можно впаять постоянный. На этом процесс сборки лабораторного блока питания закончен, можно установить его в корпус и пользоваться.

Индикация




Для индикации выходного напряжения весьма удобно использовать стрелочную головку. Цифровые вольтметры хоть и могут показывать напряжение вплоть до сотых долей вольта, постоянно бегущие цифры плохо воспринимаются глазом человека. Именно поэтому рациональнее использовать именно стрелочные головки. Сделать вольтметр из такой головки очень просто – достаточно поставить последовательно с ней подстроечный резистор номиналом 0,5 – 1 МОм. Теперь нужно подать напряжение, величина которого заранее известна и подстроечным резистором подстроить положение стрелки, соответствующее прикладываемому напряжению. Успешной сборки!

Патентная заявка США на СИСТЕМУ ПИТАНИЯ ЧИПОВ, ЧИП, ПХД И КОМПЬЮТЕРНОЕ УСТРОЙСТВО Патентная заявка (заявка № 20210143141, выданная 13 мая 2021 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Эта заявка претендует на приоритет по отношению к заявке на патент Китая № 201

8701.4, поданной 8 ноября 2019 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится к технологиям микросхем, а именно к системе питания микросхемы, микросхеме, печатной плате (печатной плате, PCB) и компьютерному устройству.

ПРЕДПОСЫЛКИ

По мере развития технологий мобильной связи пятого поколения (мобильная сеть 5 th , 5G) и приложений искусственного интеллекта (искусственный интеллект, AI) сетевой чип должен обеспечивать более мощные возможности коммутации и обработки, а также центральный процессор (центральные процессоры, центральные процессоры) и микросхема ИИ также должны обеспечивать более мощные вычислительные возможности. В результате эти микросхемы неизбежно требуют больших токов при работе.

Как обеспечить больший ток для работающей микросхемы становится проблемой, требующей срочного решения в этой области.

РЕЗЮМЕ

Это приложение обеспечивает систему питания микросхемы, микросхему, печатную плату и компьютерное устройство, чтобы обеспечить больший ток для микросхемы, тем самым улучшая возможности обработки сигналов и/или вычислительные возможности устройства. компьютерное устройство, использующее чип.

Первый аспект этой заявки обеспечивает систему питания микросхемы.Система питания микросхемы включает в себя первую печатную плату, микросхему, контроллер питания и модуль катушки индуктивности. Первая печатная плата включает в себя N переходных отверстий, первые концы N переходных отверстий расположены на верхнем слое первой печатной платы, а вторые концы N переходных отверстий расположены на нижнем слое первой печатной платы. Нижняя поверхность микросхемы снабжена N контактами питания, и микросхема соединена с верхним слоем первой печатной платы через N контактов подачи питания и первые концы N переходных отверстий.Нижняя поверхность модуля индуктора снабжена М контактами питания, а модуль индуктора соединен с микросхемой через М контактов питания и вторые концы М переходных отверстий из N переходных отверстий. Контроллер мощности подключен к модулю индуктора через первую печатную плату и управляет модулем индуктора для подачи питания на микросхему. И N, и M являются натуральными числами, и M меньше N.

В соответствии с системой питания микросхемы, представленной в этом приложении, путь питания микросхемы может быть сокращен, что значительно снижает потребление энергии на пути питания.Кроме того, в соответствии с системой питания микросхемы в этом приложении, индукторному модулю не нужно подавать питание на микросхему с периферии микросхемы (область вне зоны покрытия микросхемы) через печатную плату, что снижает количество слоев печатной платы и снижение себестоимости производства печатной платы. Кроме того, поскольку модуль индуктора передает напряжение на микросхему через переходные отверстия печатной платы, а переходные отверстия имеют одинаковую длину, импеданс, достигающий всех силовых контактов микросхемы, в основном одинаков, что решает проблему перегрузки по току на некоторых силовых контактах. чипа.

В реализации система питания микросхемы дополнительно включает в себя входной конденсатор и выходной конденсатор; входной конденсатор выполнен с возможностью фильтрации входного напряжения и ввода отфильтрованного входного напряжения в модуль катушки индуктивности; выходной конденсатор предназначен для фильтрации выходного напряжения и ввода отфильтрованного выходного напряжения в микросхему. Поскольку входной конденсатор может фильтровать входное напряжение, а выходной конденсатор может фильтровать выходное напряжение модуля индуктора, ток, передаваемый на микросхему, становится более стабильным.

В одном варианте реализации модуль катушки индуктивности соединен с нижней поверхностью первой печатной платы через М контактов источника питания и вторые концы М переходных отверстий из N переходных отверстий, а также подключен к микросхеме через М переходных отверстий. В этой реализации модуль катушки индуктивности напрямую подключен к микросхеме через M переходных отверстий печатной платы, и, следовательно, система питания микросхемы может включать только одну печатную плату, тем самым снижая затраты на производство системы питания микросхемы.

В реализации модуль катушки индуктивности включает катушку индуктивности и два МОП-транзистора для получения стабильного напряжения и тока.Необязательно модуль катушки индуктивности включает в себя множество подмодулей, и каждый субмодуль включает в себя катушку индуктивности и два МОП-транзистора. Модуль катушки индуктивности, объединяющий множество подмодулей, может обеспечивать больший ток.

В реализации система питания микросхемы включает в себя множество модулей индуктивности, выходной конденсатор включает в себя первый конденсатор, первый конденсатор соединен с нижним слоем первой печатной платы, а первый конденсатор подключен к микросхеме. через по меньшей мере два из N переходных отверстий первой печатной платы и соединен с множеством модулей индуктивности через слой питания и слой заземления первой печатной платы.В этой реализации множество модулей индуктивности может обеспечить больший ток для микросхемы, а первый конденсатор может сделать ток, передаваемый модулем катушки индуктивности на микросхему, более стабильным и плавным.

В одном варианте осуществления выходной конденсатор дополнительно включает в себя второй конденсатор, второй конденсатор подключен к множеству модулей индуктивности через силовой слой и заземляющий слой первой печатной платы, а второй конденсатор соединен с первой печатной платой и расположен на периферии микросхемы.В этой реализации добавленный второй конденсатор может сделать ток, передаваемый модулем индуктора на микросхему, более стабильным. Кроме того, поскольку второй конденсатор расположен на периферии микросхемы, второй конденсатор не занимает область, в которой расположены контакты питания микросхемы, и, следовательно, ток, подаваемый на микросхему, не уменьшается.

В одном варианте осуществления выходной конденсатор дополнительно включает в себя второй конденсатор, второй конденсатор встроен в первую печатную плату и подключен к множеству модулей индуктивности через слой питания и слой заземления первой печатной платы.В этой реализации добавленный второй конденсатор может сделать ток, передаваемый модулем индуктора на микросхему, более стабильным. Кроме того, поскольку второй конденсатор расположен внутри печатной платы, второй конденсатор не занимает диапазон, в котором расположены контакты питания микросхемы, и, следовательно, ток, подаваемый на микросхему, не уменьшается.

В одном варианте система питания микросхемы дополнительно включает в себя вторую печатную плату, вторая печатная плата содержит N переходных отверстий, N переходных отверстий второй печатной платы соответствуют N переходным отверстиям первой печатной платы, а вторая печатная плата электрически соединена с первой печатной платы через N переходных отверстий второй печатной платы.Модуль индуктора подключен ко вторым концам M переходных отверстий N переходных отверстий первой платы через M контактов питания и M переходных отверстий N переходных отверстий второй платы, а к микросхеме подключен через M переходных отверстий первая печатная плата. В этой реализации модуль индуктора электрически соединен с микросхемой через вторую печатную плату и первую печатную плату, так что система питания микросхемы в этом приложении реализована более гибко.

В реализации система питания микросхемы включает в себя множество модулей индуктивности; выходной конденсатор включает в себя первый конденсатор и второй конденсатор; первый конденсатор соединен с нижним слоем второй печатной платы; первый конденсатор подключен к микросхеме через переходные отверстия, соответствующие второй печатной плате и первой печатной плате; второй конденсатор встроен во вторую плату; и первый конденсатор и второй конденсатор подключены к множеству модулей индуктивности через слой питания и слой заземления второй печатной платы.В этой реализации конденсатор встроен во вторую печатную плату для обеспечения фильтрующего эффекта системы питания микросхемы, чтобы ток и напряжение, передаваемые модулем индуктора на микросхему, были более стабильными.

В реализации система питания микросхемы включает в себя множество модулей индуктивности; выходной конденсатор соединен с нижним слоем второй печатной платы и соединен с множеством модулей индуктивности через силовой слой и заземляющий слой второй печатной платы; а выходной конденсатор расположен на периферии микросхемы.В этой реализации выходной конденсатор расположен на периферии микросхемы, а не занимает диапазон, в котором находятся контакты питания микросхемы, поэтому ток, подаваемый на микросхему, не уменьшается.

В варианте реализации вторая печатная плата электрически соединена с первой печатной платой через разъем; или вторая печатная плата электрически соединена с первой печатной платой через контакт второй печатной платы. Можно узнать, что это приложение обеспечивает множество способов соединения между второй печатной платой и первой печатной платой, так что система питания микросхемы в этом приложении спроектирована более гибко.

Вторым аспектом этого приложения является чип. Чип включает в себя интегральную схему и корпус для инкапсуляции интегральной схемы. Пакет включает в себя верхнюю поверхность и нижнюю поверхность. Определенная область нижней поверхности снабжена множеством контактов источника питания, множество контактов источника питания включает в себя множество контактов питания и множество контактов заземления, множество контактов питания и множество контактов заземления расположены в зон так, чтобы все контакты питания в каждой зоне в указанной области были контактами питания одного типа.Контакты питания и заземляющие контакты микросхемы, предусмотренные в этом варианте, расположены в зонах, облегчающих вертикальное соединение между модулем индуктора и микросхемой.

В реализации контакты питания в указанной области микросхемы расположены по зонам как сеть питания или сеть заземления. Конкретно, цепь питания интегральной схемы в микросхеме подключена к контактам питания микросхемы, а цепь заземления в интегральной схеме подключена к контактам земли микросхемы.В этой реализации микросхема легко принимает ток, передаваемый модулем индуктора, расположенным вертикально под микросхемой.

В реализации указанная область представляет собой центральную область, угловую область или периферийную область нижней поверхности, а контакты питания в указанной области расположены в виде одного из следующих массивов: прямоугольный массив, квадратный массив, ромбовидный массив, треугольный массив, шестиугольный массив и круговой массив. Можно понять, что в этом варианте осуществления контакты источника питания в определенной области микросхемы могут гибко располагаться во множестве форм.

Третий аспект этой заявки обеспечивает печатную плату. Печатная плата включает в себя верхний слой, нижний слой и N переходных отверстий. Первые концы N переходных отверстий расположены в первой области верхнего слоя, и первая область используется для подключения контактов питания микросхемы; N переходных отверстий включают в себя множество переходных отверстий питания и множество переходных отверстий заземления, и множество переходных отверстий питания и множество переходных отверстий заземления расположены в зонах, так что все переходные отверстия в каждой зоне в первой области являются переходными отверстиями одного типа. .Печатная плата в этом варианте осуществления может размещать переходные отверстия питания и переходные отверстия заземления в зонах, избегая помех, вызванных чередованием переходных отверстий питания и переходных отверстий заземления.

В реализации вторые концы N переходных отверстий расположены во второй области нижнего слоя печатной платы, и вторая область соответствует первой области и используется для подключения модуля индуктора. В печатной плате в этой реализации модуль катушки индуктивности может быть расположен под микросхемой через N переходных отверстий, так что путь для модуля катушки индуктивности для подачи питания на микросхему будет кратчайшим.

В реализации переходные отверстия в первой области и во второй области располагаются в виде одного из следующих массивов: прямоугольный массив, квадратный массив, ромбовидный массив, треугольный массив, шестиугольный массив и круговой массив.

В одной реализации выходной конденсатор встроен в печатную плату, один конец выходного конденсатора подключен к одному из N переходных отверстий питания, а другой конец подключен к одному из N переходных отверстий заземления. В этом варианте конденсатор встроен в печатную плату, так что ток, подаваемый модулем индуктора на микросхему, может быть более стабильным.

Четвертый аспект этого приложения предоставляет компьютерное устройство. Компьютерное устройство включает в себя систему питания микросхемы согласно первому аспекту, микросхему согласно второму аспекту или печатную плату согласно третьему аспекту.

Реализации аспектов с первого по четвертый в этой заявке можно комбинировать друг с другом при условии отсутствия конфликта для достижения соответствующего технического эффекта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более ясного описания технических решений в вариантах осуществления этой заявки ниже кратко представлены прилагаемые чертежи для описания вариантов осуществления.По-видимому, сопроводительные чертежи в последующем описании показывают просто некоторые варианты осуществления этой заявки, и специалист в данной области техники все еще может получить другие чертежи из этих сопроводительных чертежей без творческих усилий.

РИС. 1А представляет собой трехмерную схематическую диаграмму микросхемы;

РИС. 1В и фиг. 1C представляют собой схематические изображения возможных нижних поверхностей чипа, показанного на фиг. 1А;

РИС. 2 представляет собой схематический вид печатной платы в поперечном сечении;

РИС.3А представляет собой схематическую структурную схему системы питания микросхемы согласно варианту осуществления этой заявки;

РИС. 3B представляет собой схематическое представление принципа питания системы питания микросхемы, показанной на фиг. 3А;

РИС. 4A представляет собой схематическую структурную схему другой системы питания микросхемы согласно варианту осуществления этой заявки;

РИС. 4B представляет собой схематическое представление принципа питания системы питания микросхемы, показанной на фиг. 4А;

РИС.5А и фиг. 5B представляют собой схематические структурные схемы контактов микросхем согласно варианту осуществления этой заявки;

РИС. 6 представляет собой схематическое представление реализации системы питания первой микросхемы согласно варианту осуществления этой заявки;

РИС. 7 представляет собой блок-схему реализации второй системы электропитания микросхемы согласно варианту осуществления этой заявки;

РИС. 7А по фиг. 7C представляют собой схематические представления реализации подплаты , 404 фильтра печатных плат в системе питания микросхемы, показанной на фиг.7;

РИС. 8 представляет собой схематическое представление реализации системы электропитания третьей микросхемы в соответствии с вариантом осуществления этой заявки;

РИС. 9 представляет собой схематическое представление реализации системы электропитания четвертой микросхемы в соответствии с вариантом осуществления этой заявки; и

РИС. 10 представляет собой схематическое представление реализации системы электропитания пятой микросхемы согласно варианту осуществления этой заявки.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Интегральная схема (интегральная схема, ИС) представляет собой микроструктуру, которая имеет необходимые функции схемы и которая образована соединительными элементами, такими как транзисторы, резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, необходимые в схеме и проводке с использованием определенного процесса, а также путем размещения элементов на одной или нескольких полупроводниковых пластинах или диэлектрических подложках.Интегральная схема может включать в себя процессор, микропроцессор, корпусированный микропроцессор, контроллер, концентратор контроллера, программируемую пользователем вентильную матрицу (программируемую пользователем вентильную матрицу, ПЛИС), программируемую логическую матрицу (программируемую логическую матрицу, ПЛА), микроконтроллер, усовершенствованный программируемый контроллер прерываний (advanced Programmable Interrupt Controller, APIC) или другой полупроводниковый или электронный компонент.

В этой заявке структура, сформированная после упаковки интегральной схемы, называется чипом.Нижняя поверхность микросхемы обычно снабжена множеством контактов в качестве входных/выходных концов. Контакт может быть любым из подушечки, штифта, выступа, шарика или контактной части для передачи сигнала или тока. Благодаря своим преимуществам небольшого размера, легкого веса, небольшого количества выводных проводов и паяных соединений и т.п., микросхема стала основным компонентом электронного устройства. Микросхема, используемая в сетевом устройстве и вычислительном устройстве, обычно имеет больший размер и требует большего тока из-за более высоких требований к производительности.

РИС. 1А представляет собой схематическое изображение внешнего вида микросхемы. Интегральная схема микросхемы заключена в корпус (корпус), причем корпус включает в себя верхнюю поверхность и нижнюю поверхность. На верхней поверхности упаковки обычно печатается такая информация, как марка, название и модель чипа. В микросхеме используется технология упаковки массива шариковой сетки (массива шариковой сетки), а шарики припоя массива (шариковые контакты) размещаются в нижней части микросхемы в качестве входных/выходных концов схемы.Эти шариковые контакты соединяют цепь внутри микросхемы с другим компонентом. Например, фиг. 1В и фиг. 1С представлены схематические изображения различного распределения шариковых контактов на нижней поверхности микросхемы. Некоторые из этих шариковых контактов используются для передачи сигналов, а некоторые — для передачи токов. Функция каждого шарового контакта варьируется от чипа к чипу. В этой заявке контакт для передачи сигнала называется сигнальным контактом, а контакт для передачи тока называется контактом источника питания.Кроме того, контакт источника питания для приема тока, передаваемого микросхемой, называется заземляющим контактом, а контакт для передачи тока на микросхему называется контактом питания. Обычно микросхема подключается к другой микросхеме или компоненту и передает сигнал через печатную плату (печатную плату, PCB). Кроме того, микросхема получает ток, необходимый для работы через печатную плату. Печатная плата является опорой для электронного элемента, а также носителем для электрического соединения электронного элемента.Текущая основная печатная плата представляет собой многослойную печатную плату, образованную путем поочередного соединения множества слоев печатной платы с помощью системы позиционирования и изоляционного материала, а также путем соединения проводящих рисунков на основе требований к конструкции (печатная плата, упомянутая далее в этой заявке, представляет собой многослойную печатную плату). Чтобы быть точным, каждая печатная плата включает в себя множество слоев печатной платы, и два слоя печатной платы разделены изолирующим слоем. Верхний слой печатной платы и/или нижний слой печатной платы снабжены контактами для пайки электронных элементов.Каждый слой печатной платы, кроме изолирующего слоя, снабжен печатными линиями (медными дорожками) для передачи сигналов или токов. Печатная плата снабжена различными переходными отверстиями для соединения различных слоев печатной платы. Глухие переходные отверстия расположены на верхней и нижней поверхностях печатной платы и имеют определенную глубину. Глухие переходы используются для соединения между поверхностными (верхними или нижними) линиями и внутренними линиями. Глубина отверстия обычно не превышает определенного соотношения (апертуры). Скрытое переходное отверстие — это соединительное отверстие, расположенное во внутреннем слое печатной платы.Скрытое переходное отверстие не доходит до верхней поверхности печатной платы.

РИС. 2 представляет собой схематический вид в поперечном сечении печатной платы. Можно видеть, что печатная плата включает в себя шесть слоев печатной платы 201 206 (верхний слой, заземляющий слой, средний слой 1 , средний слой 2 , силовой слой и нижний слой) , два слоя печатной платы прикреплены к одной основной плате, а разные основные платы соединены смолой. На фиг. 2, сквозное отверстие 209 может соединять все шесть слоев печатной платы, слепое сквозное отверстие 210 может соединять слои печатной платы 203 и 204 , а скрытое переходное отверстие может соединять слои печатной платы 201 0034.Порядок различных слоев печатной платы в печатной плате и содержимое (ток или сигнал), передаваемые каждый раз, могут быть спроектированы по мере необходимости.

Как правило, печатная плата подает питание на различные электронные элементы (включая микросхемы), подключенные к печатной плате через слой питания, так что система, включающая в себя множество электронных элементов, может работать. ИНЖИР. 3 представляет собой принципиальную структурную схему системы электропитания при подаче питания на микросхему через печатную плату. Контроллер питания 301 и модули питания 302 a от до 302 n (в совокупности именуемые модулем питания 302 ) подключаются (вставляются или припаиваются) к печатной плате 2,0 0 0 90 3,0 90 0 90Контроллер мощности 301 сконфигурирован для управления включением или выключением каждого металлооксидно-полупроводникового (металлооксидно-полупроводникового МОП) транзистора в каждом силовом модуле 302 . Амплитуда выходного напряжения силового модуля 302 определяется регулировкой рабочего цикла времени включения каждого МОП-транзистора. Напряжения, выдаваемые множеством модулей питания 302 , передаются на слой питания 303 (серые блоки на рисунке) печатной платы 300 и используются для питания микросхемы 304 , подключенной к источнику питания. слой 303 .Микросхема , 304, соединена со слоем , 303, питания через контакты источника питания, показанные на фиг. 1В или фиг. 1С. Контроллер питания 301 , модули питания n 302 a 302 n, и микросхема 304 подключены к одной и той же поверхности (то есть верхнему слою) печатной платы 9002. 300 .

Далее, на РИС. 3B представляет собой принципиальную схему источника питания системы электропитания, показанной на фиг.3А (поскольку печатная плата является носителем для различных компонентов, а функция печатной платы эквивалентна проводу, печатная плата 300 не показана на фиг. 3В). На фиг. 3B, контроллер , 301, мощности отдельно соединен с каждым МОП-транзистором в каждом силовом модуле , 302, . Каждый силовой модуль 302 включает в себя входной источник питания Vin, входной конденсатор Cin, подключенный к входному источнику питания Vin, и два последовательно соединенных МОП-транзистора (которые внешне могут быть представлены как один интегрированный МОП-компонент).Сток (D) первого МОП-транзистора подключен к входному источнику питания Vin, исток (S) подключен к стоку второго МОП-транзистора, исток второго МОП-транзистора заземлен, а затворы двух МОП-транзисторы отдельно подключены к контроллеру питания 301 . Точка соединения между первым МОП-транзистором и вторым МОП-транзистором подключена к дросселю L (индуктор L используется для выпрямления и фильтрации, дроссель L накапливает энергию, когда первый МОП-транзистор включен, и нагружает холостой ход, когда первый МОП-транзистор выключен, а второй МОП-транзистор включен; кроме того, катушка индуктивности L и конденсатор могут образовывать систему фильтрации для получения относительно стабильного выходного напряжения и тока).Катушка индуктивности L подключена как минимум к одному выходному конденсатору Cout (используется для фильтрации). Выход каждого силового модуля , 302, используется в качестве источника питания (называемого фазой) для подачи питания на уровень , 303 питания. Выходы n модулей питания соединены параллельно для формирования выходного источника питания Vout уровня 303 питания. n силовых модулей могут формировать многофазный источник питания за счет параллельного соединения выходов и передавать ток через силовой слой 303 для подачи питания на микросхему 304 (множество силовых модулей могут быть подключены параллельно для вывода большего тока при снижении шума переключения выходного источника питания).на микросхеме 304 расположено множество контактов питания для передачи тока. Когда микросхема 304 припаяна к силовому слою 303 с помощью этих контактов источника питания, микросхема 304 может получать ток через силовой слой 303 .

В системе электропитания, показанной на РИС. 3А и фиг. 3B, поскольку модуль питания 302 и микросхема 304 подключены к одной и той же поверхности печатной платы, выходной ток модуля питания 302 должен передаваться на уровень питания 303 на определенное расстояние. не дойдя до чипа 304 .Кроме того, из-за ограничений технологии обработки толщина каждого слоя печатной платы составляет всего от 0,5 до 2 унций (то есть толщина достигается путем равномерного и ровного нанесения от 0,5 до 2 унций меди на площадь в один квадратный фут). ), что приводит к относительно большому сопротивлению постоянного тока Rdc слоя питания. Когда микросхеме 304 требуется относительно большой ток, потребление энергии I{circumflex over ( )}2*Rdc на пути подачи питания слоя питания 303 может превышать технические характеристики рассеивания тепла и питания микросхемы.Кроме того, поскольку ток, который может обеспечивать каждый модуль питания , 302 , ограничен, когда микросхеме 304 требуется относительно большой ток, требуется множество модулей питания 302 для подачи питания на микросхему 304 при в то же время. Сопротивление постоянному току Rdc от разных модулей питания 302 к контактам питания микросхемы 304 разное, поэтому и токи, проходящие через контакты питания, разные.Ток, проходящий через контакт источника питания на периферии микросхемы 304 , намного больше, чем ток, проходящий через контакт источника питания внутри микросхемы 304 . Следовательно, ток, проходящий через контакт источника питания на периферии, может превысить предел, который может выдержать контакт источника питания, что приведет к повреждению микросхемы 304 .

Исходя из вышеизложенного, это приложение обеспечивает другую систему питания микросхемы, чтобы сократить путь передачи тока, когда питание подается на микросхему через печатную плату, и избежать повреждения микросхемы, вызванного непостоянством токов, проходящих через шариковые контакты на чип.

РИС. 4A представляет собой схематическую структурную схему другой системы питания микросхемы в соответствии с этой заявкой. Система питания микросхемы включает в себя печатную плату 400 , контроллер питания 401 , как минимум один модуль катушки индуктивности 402 ( 402 A и 402 B показаны на рисунке), и микросхему 033 . Печатная плата 400 включает в себя N переходных отверстий (N переходных отверстий — это некоторые из всех переходных отверстий, включенных в печатную плату 400 , и используются для подачи питания на микросхему 403 .Если иное не указано в последующих частях этой заявки, переходные отверстия относятся к переходным отверстиям питания). Первые концы N переходных отверстий расположены на верхнем слое печатной платы 400 , а вторые концы N переходных отверстий расположены на нижнем слое печатной платы 400 . Как первый конец, так и второй конец выполнены из проводящих материалов. Нижняя поверхность микросхемы 403 снабжена N контактами питания (на фиг. 4А сплошные кружки представляют контакты питания, а полые кружки представляют контакты, предназначенные для других целей.Эта заявка предназначена только для иллюстрации и не содержит дополнительного описания). Микросхема 403 подключена к верхнему слою печатной платы 400 через N контактов источника питания и N переходных отверстий. Каждый из по меньшей мере одного модуля индуктора , 402, расположен вертикально под контактами питания микросхемы , 403, . Нижняя поверхность каждого модуля индуктора снабжена М контактами питания (закрашенные кружки на фиг. 4А). Каждый модуль индуктора соединен с нижним слоем печатной платы 400 через M контактов питания модуля индуктора и вторые концы M переходных отверстий N переходных отверстий печатной платы 400 .В этом приложении M меньше или равно N. Каждый модуль катушки индуктивности 402 включает в себя МОП-транзистор и катушку индуктивности. Количество МОП-транзисторов и катушек индуктивности в модуле катушек индуктивности 402 может варьироваться в зависимости от схемы. Контроллер мощности 401 подключен к каждому модулю 402 индуктора через печатную плату 400 . Модуль индуктора , 402, сконфигурирован для подачи питания на микросхему , 403, под управлением контроллера , 401, мощности.Количество модулей индуктивности 402 можно регулировать в соответствии со спецификациями энергопотребления микросхемы 403 . Достаточное количество модулей индуктивности 402 может обеспечить микросхему 403 большим током, требуемым микросхемой 403 , и уменьшить потери питания.

В возможной конструкции контроллер питания 401 может быть подключен к верхнему слою печатной платы 400 . В другом возможном исполнении контроллер , 401, мощности может быть подключен к нижнему слою печатной платы , 400, .ИНЖИР. 4A описывается на примере, в котором контроллер , 401, мощности подключен к верхнему слою печатной платы , 400, . Контроллер мощности 401 соединен со слоем печатной платы через контакты на верхнем слое печатной платы 400 и подключен к модулю 402 индуктивности через слой печатной платы. Опционально система питания микросхемы, показанная на фиг. 4A, может дополнительно включать в себя множество выходных конденсаторов, и множество выходных конденсаторов могут быть подключены к модулю , 402, индуктора различными способами для фильтрации напряжения, выдаваемого модулем , 402 индуктора.

РИС. 4B представляет собой схематическое представление принципа питания системы питания микросхемы, показанной на фиг. 4А (поскольку печатная плата является носителем для различных компонентов, а функция печатной платы эквивалентна проводу, печатная плата , 400, не показана на фиг. 4В). На фиг. 4B, контроллер 401 мощности подключен к каждому МОП-транзистору в каждом модуле 402 индуктора и сконфигурирован для управления каждым МОП-транзистором в каждом модуле 402 индуктора для включения или выключения.Амплитуда выходного напряжения модуля индуктора , 402, определяется путем регулировки рабочего цикла времени включения каждого МОП-транзистора. Каждый модуль катушки индуктивности 402 включает в себя один или несколько субмодулей (на фиг. 4В модуль катушки индуктивности 402 А включает в себя два субмодуля, а модуль катушки индуктивности 402 В включает один субмодуль), и каждый субмодуль включает в себя по меньшей мере два МОП-транзистора. соединенные последовательно и один индуктор L. Разное количество субмодулей может обеспечивать разные токи.В каждом субмодуле сток (D) первого МОП-транзистора подключен к входному источнику питания Vin, исток (S) подключен к стоку второго МОП-транзистора, исток второго МОП-транзистора заземлен, и затворы двух МОП-транзисторов отдельно подключены к контроллеру мощности 401 . Точка соединения между первым МОП-транзистором и вторым МОП-транзистором подключена к дросселю L (индуктор L используется для выпрямления и фильтрации, дроссель L накапливает энергию при включении первого МОП-транзистора и нагружает при включении первый МОП-транзистор выключен, а второй МОП-транзистор включен; кроме того, катушка индуктивности L и конденсатор образуют систему фильтрации для получения относительно стабильных выходных напряжения и тока).Выходной ток каждого модуля катушки индуктивности 402 напрямую передается на соответствующий контакт источника питания микросхемы 403 через контакт источника питания в нижней части модуля катушки индуктивности 402 (поскольку имеется большое количество источника питания). контакты в нижней части модуля индуктора, контакты источника питания представлены на рисунке одной толстой сплошной линией). Необязательно, фиг. 4B, может дополнительно включать в себя множество конденсаторов, и множество конденсаторов включает в себя входной конденсатор Cin и выходной конденсатор Cout.Входной конденсатор Cin выполнен с возможностью фильтрации входного напряжения и ввода отфильтрованного входного напряжения в соответствующий модуль , 402, катушки индуктивности. Выходной конденсатор Cout выполнен с возможностью фильтрации выходного напряжения соответствующего модуля индуктивности и ввода отфильтрованного выходного напряжения в микросхему , 403, .

В системе электропитания, показанной на РИС. 4А и фиг. 4B этого приложения, модуль катушки индуктивности 402 напрямую подключен к микросхеме 403 через N переходных отверстий на печатной плате 400 и подает питание на микросхему 403 , тем самым сокращая путь подачи питания, уменьшая потребляемую мощность. потери пути и повышение эффективности источника питания.Кроме того, в этом приложении слой питания печатной платы 400 не должен подавать питание на микросхему 403 , тем самым уменьшая количество слоев печатной платы 400 и снижая сложность и затраты на изготовление печатной платы.

Поскольку модуль индуктора 402 на РИС. 4А и фиг. 4B подключен к микросхеме 403 через переходные отверстия печатной платы 400 . Для снижения сложности реализации в этом приложении предусмотрена новая микросхема.Чип включает в себя интегральную схему и корпус, а корпус включает в себя верхнюю поверхность и нижнюю поверхность. Как показано на фиг. 5А и фиг. 5В, нижняя поверхность микросхемы, предусмотренной в этой заявке, снабжена множеством контактов. Полые контакты в краевой области нижней поверхности являются сигнальными контактами или другими функциональными контактами, кроме контактов питания. Контакты в центральной области (область в маленьком квадрате на фиг. 5А и ромбовидная область на фиг. 5В) нижней поверхности являются контактами питания.Контакты источника питания подразделяются на контакты питания (черные сплошные кружки) и заземляющие контакты (серые сплошные кружки). Силовые контакты и заземляющие контакты расположены по зонам, так что в заданном участке нижней поверхности все контакты питания в каждой зоне (например, каждый ряд или каждый столбец служат одной зоной, или каждые несколько рядов или столбцов служат одной зоной) являются контактами питания одного типа. Другими словами, в заданной области нижней поверхности микросхемы контакты питания в определенной строке или столбце являются либо всеми контактами питания, либо всеми контактами заземления.Все силовые контакты могут быть расположены в одной и той же зоне или в разных зонах, а все заземляющие контакты также могут быть расположены в одной и той же зоне или в разных зонах. На фиг. 5А и фиг. 5B, все контакты источника питания разделены на четыре зоны, где контакты питания расположены в двух зонах, а контакты заземления расположены в двух других зонах.

На РИС. 5А и фиг. 5В контакты источника питания расположены в центральной части нижней поверхности микросхемы. В возможной реализации контакты источника питания могут располагаться и в другой заданной области нижней поверхности микросхемы, например, на краю или в углу нижней поверхности.Область, в которой расположены контакты источника питания, в данном приложении не ограничена. Контакты электропитания в указанной области располагаются по зонам по типу силовой сети или заземляющей сети. В частности, контакты источника питания в зоне соединены друг с другом через схему в микросхеме для формирования сети питания или сети заземления. В частности, контакты в зоне контакта питания образуют сеть питания, а контакты в зоне контакта с землей образуют сеть заземления.Соответственно, цепь питания в интегральной схеме в микросхеме подключается к силовым контактам микросхемы, а цепь заземления в интегральной схеме подключается к заземляющим контактам микросхемы. Кроме того, контакты источника питания в указанной области могут быть расположены в виде одной из следующих матриц: прямоугольная матрица, квадратная матрица, ромбовидная матрица, треугольная матрица, шестиугольная матрица и круглая матрица.

Система питания чипа, показанная на фиг. 4А и фиг.4B в этом приложении можно реализовать по-разному. Поскольку входное напряжение, входной конденсатор и контроллер мощности 401 могут быть реализованы с использованием обычных технологий в этой области, ниже описывается способ соединения между модулем катушки индуктивности 402 и микросхемой 403 в микросхеме питания. система подачи, показанная на фиг. 4А и фиг. 4В со ссылкой на фиг. 6 по фиг. 10. Конденсаторы на фиг. 6 по фиг. 10 — все выходные конденсаторы.

РИС.6 представляет собой схематическое представление реализации системы электропитания первой микросхемы согласно варианту осуществления этой заявки. На фиг. 6 два модуля индуктора 402 A и 402 B используются для питания микросхемы 403 . Каждый модуль катушки индуктивности 402 имеет два столбца силовых контактов и два столбца заземляющих контактов. Силовые контакты модуля индуктора 402 соединены с силовыми контактами микросхемы 403 через силовые переходные отверстия (серые каналы на рисунке) платы 400 .Заземляющие контакты модуля индуктора 402 соединены с заземляющими контактами микросхемы 403 через заземляющие переходные отверстия (полые каналы на рисунке) печатной платы 400 . Все модули индукторов 402 расположены вертикально под микросхемой 403 , а печатная плата 400 между ними. Все переходные отверстия, подключенные к силовым контактам, соединяются между собой через силовой слой (представлен на рисунке толстой горизонтальной линией) печатной платы 400 .Все переходные отверстия, подключенные к заземляющим контактам, соединяются между собой через заземляющий слой (представлен на рисунке тонкой горизонтальной линией) печатной платы 400 . Модули дросселей 402 A и 402 B совместно используют один (или несколько) выходных конденсаторов (то есть модули дросселей 402 A и 402 B подключены к одному (или нескольким) выходным конденсаторам линиями печатная плата 400 ). Выходной конденсатор (который может называться первым конденсатором) подключен к нижнему слою печатной платы 400 и выполнен с возможностью фильтрации, по меньшей мере, через два из N переходных отверстий печатной платы 400 выходных напряжений. модулями индуктивности 402 A и 402 B, и передавать отфильтрованные напряжения на подключенную микросхему 403 через подключенные переходные отверстия.Необязательно выходной конденсатор расположен под микросхемой 403 , а печатная плата 400 может включать в себя множество слоев питания и множество слоев заземления. В системе, показанной на фиг. 6, поскольку несколько модулей индуктивности могут совместно использовать один (или более) выходной конденсатор, затраты на систему питания микросхемы могут быть снижены.

РИС. 7 представляет собой схематическое представление реализации второй системы электропитания микросхемы согласно варианту осуществления этой заявки.На основе системы питания микросхемы, показанной на фиг. 6, система питания микросхемы, показанная на фиг. 7 дополнительно включает подплату , 404 фильтра печатных плат (при использовании решения, показанного на фиг. 7, печатная плата 400 может называться первой печатной платой, а подплата фильтра печатной платы может называться второй печатной платой в это приложение). Подплата 404 фильтра печатной платы включает в себя N переходных отверстий, и первые концы N переходных отверстий на верхнем уровне подплаты фильтра печатной платы соединены со вторыми концами N переходных отверстий печатной платы 400 .Вторые концы N переходных отверстий в нижнем слое подплаты фильтра печатной платы подключены к модулю катушки индуктивности , 402, и выходному конденсатору. В подплату фильтра печатной платы встроено множество выходных конденсаторов. Один конец каждого из множества выходных конденсаторов подключается к проводу питания (и затем подключается к слою питания подплаты , 404 фильтра печатных плат), а другой конец подключается к переходу заземления (и затем подключается к заземляющий слой подплаты фильтра печатных плат 404 ).Можно узнать, что в этой реализации подплата 404 фильтра печатной платы используется в качестве среды передачи между модулем индуктора 402 и микросхемой 403 для улучшения эффекта фильтрации, так что напряжение и выходной ток модулем индуктора 402 более стабильны.

Выходной конденсатор можно установить на дополнительной плате фильтра печатной платы 404 несколькими способами. ИНЖИР. 7A представляет собой схематическую диаграмму взаимосвязи между конденсаторами в подплате , 404, фильтра PCB.На фиг. 7A, один конец каждого из множества конденсаторов подключен к силовому слою (толстая сплошная линия на рисунке) подплаты , 404 фильтра печатных плат, а другой конец подключен к заземляющему слою (тонкая сплошная линия). на рисунке) подплаты фильтра печатной платы, чтобы сформировать схему фильтра из множества конденсаторов, соединенных параллельно. Схема фильтра может снизить риск короткого замыкания источника питания из-за выхода из строя конденсатора.

РИС. 7B представляет собой схематическую диаграмму другого отношения соединения между конденсаторами в подплате , 404, фильтра PCB.На фиг. 7В, два конденсатора соединены последовательно через проводящий слой, образуя один последовательный конденсатор. Один конец каждого из множества последовательных конденсаторов подключен к силовому слою (толстая сплошная линия на рисунке) подплаты фильтра печатных плат 404 , а другой конец подключен к слою заземления (тонкая сплошная линия на рисунке). рисунок) подплаты фильтра печатной платы 404 , чтобы сформировать схему фильтра из множества последовательно соединенных конденсаторов. Схема фильтра может эффективно повысить надежность применения конденсатора, особенно встроенного конденсатора, и снизить риск короткого замыкания источника питания из-за отказа конденсатора.

РИС. 7C представляет собой схематическую диаграмму еще одного отношения соединения между конденсаторами в подплате , 404, фильтра PCB. На фиг. 7C, множество конденсаторов могут быть соединены между собой для формирования матрицы конденсаторов, и каждая матрица конденсаторов включает в себя по меньшей мере один последовательный конденсатор, и последовательный конденсатор формируется путем последовательного соединения двух конденсаторов. Один конец последовательного конденсатора в каждой матрице конденсаторов подключен к силовому слою (толстая сплошная линия на рисунке) подплаты фильтра печатной платы 404 , а другой конец подключен к слою заземления (тонкая сплошная линия на рисунке). рисунок) подплаты фильтра печатной платы 404 для формирования схемы фильтра, которая включает в себя множество матриц конденсаторов (на рисунке показана матрица из 2 конденсаторов, матрица из 4 конденсаторов и матрица из 6 конденсаторов).Схема фильтра функционирует аналогично применению на фиг. 7B, и может эффективно повысить надежность применения конденсатора, особенно применения встроенного конденсатора. Кроме того, по сравнению с решением на фиг. 7В, схема фильтра более гибко соответствует инженерному проекту.

Использование вспомогательной платы фильтра печатной платы 404 может улучшить эффект фильтрации, чтобы напряжение, передаваемое на микросхему 403 , было более стабильным. Необязательно, конденсаторы в подплате , 404, фильтра печатной платы также могут быть встроены в печатную плату , 400, , так что реализация, показанная на фиг.7, может не включать подплату 404 фильтра печатных плат.

РИС. 8 представляет собой схематическое представление реализации системы электропитания третьей микросхемы в соответствии с вариантом осуществления этой заявки. На основе системы питания микросхемы, показанной на фиг. 6, система питания микросхемы, показанная на фиг. 8 дополнительно включает в себя множество удаленных конденсаторов (которые могут упоминаться как вторые конденсаторы). Множество удаленных конденсаторов подключено к нижнему слою печатной платы 400 и подключено к модулям индуктивности 402 A и 402 B через силовой слой печатной платы 400 для фильтрации выходных напряжений посредством модули индукторов 402 A и 402 B.Множество удаленных конденсаторов не расположены ниже микросхемы 403 . Размещение удаленных конденсаторов на нижнем слое печатной платы 400 может улучшить стабильность выходных напряжений модулей индукторов 402 A и 402 B.

РИС. 9 представляет собой схематическое представление реализации системы электропитания третьей микросхемы согласно варианту осуществления этой заявки. Помимо контроллера 401 питания, система питания микросхемы дополнительно включает в себя печатную плату 400 (которая может называться первой печатной платой), печатную плату 405 (которая может называться третьей печатной платой) , множество модулей индукторов 402 (на рисунке показаны модули индукторов 402 А, 402 В и 402 С), и микросхему 403 .Для PCB 400 см. описания других вариантов осуществления. Печатная плата 405 включает в себя N переходных отверстий, соответствующих плате 400 , и печатная плата 405 соединена с платой 400 через N переходных отверстий, образуя N сквозных переходных отверстий для печатных плат, некоторые из которых являются источниками питания между печатными платами. переходные отверстия (серые переходные отверстия на рисунке), а некоторые из них являются сквозными переходными отверстиями заземления печатной платы (полые переходные отверстия на рисунке). Чип 403 подключен к верхнему слою печатной платы 400 . Множество модулей 402 индуктивности соединены с нижней поверхностью печатной платы 405 и соединены с микросхемой 403 и подают питание на микросхему 403 через переходные отверстия, пересекающие печатную плату.Все множество модулей , 402, индуктора развернуты вертикально под микросхемой , 403, . Система питания микросхемы дополнительно включает в себя множество выходных конденсаторов. Множество выходных конденсаторов соединено с нижней поверхностью печатной платы 405 и соединено с множеством модулей 402 индуктивности через силовой слой и силовые переходные отверстия печатной платы 405 . Согласно системе электропитания, показанной на фиг. 9, две печатные платы объединены для вертикального размещения большего количества модулей индуктивности и реализации источника питания с большим током.Кроме того, конденсатор фильтра можно разместить рядом с модулем индуктора, чтобы добиться хорошего эффекта фильтрации и обеспечить микросхему 403 стабильным напряжением питания.

На основе системы питания чипа, показанной на РИС. 9, это приложение дополнительно обеспечивает систему питания пятой микросхемы. Как показано на фиг. 10, система питания микросхемы дополнительно включает разъем для соединения печатной платы 400 и печатной платы 405 . Один конец разъема снабжен N металлическими пружинными пластинами, а другой конец снабжен N контактами питания.N металлических пружинных листов подключены к контактам питания N переходных отверстий платы 400 в нижнем слое. Контакты питания N подключены к контактам питания N переходных отверстий платы 405 на верхнем уровне. Поскольку печатная плата 400 и печатная плата 405 соединены с помощью соединителя, для стабилизации соединения между печатной платой 400 и печатной платой 405 используется еще один крепежный элемент (шпилька показана на фиг.10) может быть дополнительно использован для соединения плат 400 и плат 405 . Соединитель реализует гибкое соединение между печатной платой 400 и печатной платой 405 и обеспечивает эффект, эквивалентный системе электропитания на фиг. 9.

Вышеприведенные различные реализации показывают систему питания микросхемы, представленную в этой заявке. Хотя различные реализации немного отличаются, они принадлежат к одному и тому же изобретательскому замыслу и могут ссылаться друг на друга, то есть для частей, которые не описаны подробно в одной реализации, можно сделать ссылку на описания в других реализациях.

Кроме того, для увеличения срока службы микросхемы система питания микросхемы, предусмотренная в различных вариантах осуществления этой заявки, может дополнительно включать радиатор. Радиатор соединен с верхней поверхностью чипа для отвода тепла от чипа.

Для подачи питания на микросхему это приложение дополнительно предоставляет печатную плату. Печатная плата включает в себя верхний слой, нижний слой и N переходных отверстий. Первые концы N переходных отверстий расположены в первой области верхнего слоя печатной платы, и первая область используется для подключения контактов питания микросхемы.N переходных отверстий включают в себя множество переходных отверстий питания и множество переходных отверстий заземления, и множество переходных отверстий питания и множество переходных отверстий заземления расположены в зонах, так что все переходные отверстия в каждой зоне в первой области являются переходными отверстиями одного типа. . Чтобы быть точным, переходные отверстия в каждой строке или каждом столбце в первой области являются либо все переходными отверстиями заземления, либо всеми переходными отверстиями питания. Для зон на печатной плате см. описания на РИС. 5А и фиг. 5Б.

В реализации вторые концы N переходных отверстий расположены во второй области нижнего слоя печатной платы, и вторая область соответствует первой области и используется для подключения модуля индуктора.В частности, вторая область расположена ниже первой области.

Переходные отверстия в первой области и во второй области расположены в виде одного из следующих массивов: прямоугольный массив, квадратный массив, ромбовидный массив, треугольный массив, шестиугольный массив и круговой массив. Формы первой области и второй области такие же, как формы области для размещения контактов источника питания на нижней поверхности микросхемы, показанной на фиг. 5.

В другой реализации некоторые из N переходных отверстий подключены к модулю индуктора, а некоторые другие переходные отверстия подключены к выходному конденсатору первого типа.

Опционально, выходной конденсатор встроен в печатную плату, один конец выходного конденсатора подключается к одному переходу питания из N переходов питания, а другой конец подключается к одному переходу заземления из N переходов питания.

В соответствии с системой питания чипа, представленной в этом приложении, путь питания чипа может быть сокращен, что значительно снижает потребление энергии на пути питания. Кроме того, согласно системе питания микросхемы в этом приложении, индукторному модулю не нужно подавать питание на микросхему с периферии микросхемы через печатную плату, что уменьшает количество слоев печатной платы и снижает производственные затраты. печатная плата.Кроме того, поскольку модуль индуктора передает напряжение на микросхему через переходные отверстия, а переходные отверстия имеют одинаковую длину, импеданс, достигающий всех силовых контактов микросхемы, в основном одинаков, что решает проблему перегрузки по току на некоторых силовых контактах микросхемы. чип.

Кроме того, это приложение дополнительно предоставляет компьютерное устройство. Компьютерное устройство включает в себя систему питания микросхемы, микросхему или печатную плату, представленную в настоящей заявке. Компьютерное устройство может быть терминалом, например, персональным компьютером, мобильным телефоном, карманным компьютером, носимым электронным устройством или устройством, устанавливаемым на транспортном средстве.Компьютерное устройство также может быть сетевым устройством, например, коммутатором, маршрутизатором, брандмауэром, базовой станцией, точкой беспроводного доступа или беспроводным контроллером. Компьютерное устройство также может быть устройством хранения, например, сервером хранения или массивом хранения. Компьютерное устройство также может быть устройством, обеспечивающим высокопроизводительные вычисления. Реализации в этом приложении можно комбинировать друг с другом при условии отсутствия конфликта для достижения соответствующего технического эффекта.

Приведенные выше описания являются просто предпочтительными реализациями этого приложения.Следует отметить, что обычный специалист в данной области техники может сделать несколько улучшений или полировок, не отступая от принципа настоящей заявки, и эти улучшения или полировки должны подпадать под объем защиты этой заявки.

На ваши вопросы о глобальной нехватке чипов ответил

Микросхемы есть почти во всем, что у вас есть, от телефона до компьютера и автомобиля. В таких предметах, как стиральная машина, электрическая зубная щетка и холодильник, есть даже сколы.Но этих крошечных частей, которые так важны для нашей жизни, сейчас катастрофически не хватает.

«Сейчас наша глобальная цепочка поставок находится в кризисе, — говорит Патрик Пенфилд, профессор практики цепочки поставок в Сиракузском университете. «Мы просто никогда раньше не видели, чтобы что-то такого масштаба влияло на нас».

Nissan заявил, что из-за нехватки чипов будет производить на 500 000 автомобилей меньше. General Motors пришлось приостановить производство некоторых пикапов из-за нехватки полупроводниковых чипов и даже припарковать тысячи автомобилей, которые уже готовы, но до сих пор не имеют необходимых чипов.В июле генеральный директор Apple Тим Кук предупредил общественность, что нехватка чипов повлияет на продажи ее телефонов и планшетов.

Глава Intel Пэт Гелсингер прогнозирует, что пройдет год или два, прежде чем предложение сможет удовлетворить спрос, и эксперты говорят, что праздничные покупки могут не предлагать того разнообразия и возможностей, к которым мы привыкли.

Вот как возникла нехватка чипов и когда она может закончиться.

Что это за фишки?

Чипы, часто называемые полупроводниками, иногда называемые микрочипами, функционируют как мозг нашей электроники.Это крошечные технологические чудеса, в которых размещены миллиарды транзисторов, хотя размер чипа может варьироваться. (Эти транзисторы подобны крошечным воротам, позволяющим электронам проходить через них или нет.) Их конструкция включает в себя несколько этапов, дней и специалистов. Например, новейший чип IBM упаковывает 50 миллиардов транзисторов на два нанометра размером с ноготь.

«Я полагаю, что в мире ежедневно используется более 100 миллиардов микросхем, — говорит Маттео Ринальди, профессор электротехники и вычислительной техники Северо-восточного университета.«Подумайте о том, сколько транзисторов и полупроводников мы используем в нашей жизни каждый день».

Эти чипы — кровь современного общества, но еще до пандемии спрос на них превышал предложение. В этом году экономист Рори Грин назвал полупроводники «новой нефтью», отметив, что сегодня Тайвань и Корея контролируют львиную долю производства микросхем. Но хотя эти чипы были американским изобретением, количество производителей, выпускающих их в США, резко сократилось. По словам Джеймса Льюиса, старшего вице-президента и директора программы стратегических технологий CSIS, в 1990 году 37% микросхем производилось в Америке.К 2020 году это число составило всего 12 процентов.

[См. также: Вот простой закон уменьшения размеров гаджетов ]

Десятилетиями технологическая отрасль руководствовалась предсказанием, сделанным сооснователем Intel Гордоном Муром в 1965 году; в нем говорилось, что «количество транзисторов, встроенных в чип, будет примерно удваиваться каждые 24 месяца». А строительство фабрики по производству этих чипов, количество которых с годами постоянно сокращается, может стоить 10 миллиардов долларов, что является непомерно высокой ценой для большинства компаний.«Это многомиллиардные объекты на переднем крае науки», — говорит Льюис.

Что такое нехватка чипа?

Когда мир закрылся из-за пандемии COVID-19, многие заводы закрылись вместе с ней, в результате чего поставки, необходимые для производства микросхем, недоступны в течение нескольких месяцев. Повышенный спрос на бытовую электронику привел к изменениям в цепочке поставок. Заказы начали накапливаться, поскольку производители изо всех сил пытались создать достаточно чипов, чтобы удовлетворить новый уровень спроса.Отставание начало расти, расти и расти.

Автомобильные компании, такие как Ford, должны прогнозировать количество чипов, которые им потребуются для производства автомобилей, и заранее заказывать их у одного из производителей чипов. По словам Пенфилда, на данный момент получение заказа на чипы может занять не менее полугода. Текущий спрос на чипсы настолько велик, что производители не могут производить достаточное количество чипов, чтобы удовлетворить его, а это означает, что потребители скоро увидят более высокие цены на меньшее количество товаров.

[См. также: Новый чип Intel увеличивает мощность вашего настольного компьютера до терафлопс.Вот что это значит ]

Но дело было не только в производстве. По мере того, как COVID распространялся по Азии, порты закрывались, иногда на месяцы. Около 90 процентов мировой электроники проходит через китайский порт Яньтянь, который недавно был закрыт, и сотни контейнеровозов ждут своей очереди.

После того, как порты снова открылись, возникли узкие места из-за скопления товаров, ожидающих отправки. Многие звенья цепочки транспортных поставок не в состоянии справиться с этим наращиванием или с нехваткой рабочей силы, которая имеет место, что еще больше погружает цепочку поставок в кризис.

Что вызвало нехватку чипа?

«Плохие решения, невезение, а потом повышенный спрос. Сложите эти три вместе, и вы получите дефицит», — говорит Льюис. Пандемия вызвала взрывной всплеск спроса на устройства. Люди были дома, использовали больше планшетов, телефонов и других потоковых устройств, чем когда-либо прежде, и потребность в них резко возросла за пределы того, что могли предоставить производители.

К дефициту добавились и неудачные решения автопрома. По словам Льюиса, когда начался COVID, многие компании отменили свои заказы на чипсы, потому что предполагали, что экономика скоро пострадает.В частности, автомобильные компании отменили заказы, поэтому производители чипов переключились на производство чипов для потребительских товаров, пытаясь удовлетворить взрывной спрос, вызванный пандемией. После переоснащения заводов на производство чипов для ширпотреба вместо автомобилей возникла нехватка автомобильных чипов.

[См.: Этот суперкомпьютер будет выполнять 1 000 000 000 000 000 000 операций в секунду ]

В мире не так много заводов по производству чипов, и те немногие, которые работали во время пандемии, пострадали от ряда неблагоприятных погодных явлений, которые еще больше задержали производственный процесс.Японский завод Renesas, который производит почти треть чипов, используемых в автомобилях по всему миру, серьезно пострадал от пожара, а зимние штормы в Техасе вынудили некоторые из единственных в Америке заводов по производству чипов остановить производство. Для производства этих чипсов также требуется много воды, и сильная засуха на Тайване также повлияла на производство.

Китай играет роль?

Хотя геополитические проблемы не являются основной причиной нехватки чипов, одной из постоянных проблем являются напряженные отношения Тайваня с Китаем.Тайвань является ведущим производителем чипов в мире, и теоретическая возможность войны между Китаем и Тайванем ставит под угрозу доступ Америки к индустрии чипов и может иметь катастрофические последствия для многих отраслей, которые не смогут получить чипы, на которые они полагаются. «У Китая есть сильное искушение просто захватить Тайвань, — говорит Льюис. «Китайцы отчаянно нуждаются в собственной индустрии чипов. Он стал центром конкуренции между США и Китаем».

Президент Джо Байден пытается инвестировать в производство микросхем в США, запрашивая инвестиции в размере 50 миллиардов долларов в индустрию микросхем.Сенат принял законопроект, предлагающий налоговые льготы и другие стимулы для производителей чипов.

[См.: Подводный кабель весом 10 миллионов фунтов только что установил рекорд скорости интернета ]

Американский производитель микросхем Intel объявил о планах по увеличению производства микросхем, в то время как Taiwan Semiconductor Manufacturing Co и Samsung присматриваются к американским заводам, которые они планируют построить. Но хотя эти планы многообещающие, потребуются годы, прежде чем эти заводы смогут увеличить объемы производства.

Каковы последствия дефицита?

«Цены на многие устройства, для которых требуется полупроводник, определенно будут выше, — говорит Дэвид Йоффи, профессор Гарвардской школы бизнеса, почти три десятилетия проработавший в совете директоров Intel. «Некоторые продукты буквально не будут поставляться или будут задержаны».

Автомобильная промышленность сильно пострадала: по оценкам, американские производители в этом году произведут как минимум на 1,5–5 миллионов автомобилей меньше.Ford и General Motors уже ограничили производство. Tesla пересмотрела собственное программное обеспечение для поддержки альтернативных чипов, чтобы сохранить уровень производства.

И хотя компании по производству бытовой электроники, такие как Apple и Samsung, начали накапливать чипы на раннем этапе, спасая их от огромных задержек, с которыми сталкивается автомобильная промышленность, Apple недавно объявила, что нехватка чипов, как ожидается, задержит производство iPhone и уже влияет на продажи iPad и Mac. . Xbox и Playstation также в дефиците.

«Предстоит трудный праздничный сезон, — говорит Пенфилд. «Одна вещь, о которой я хотел бы предостеречь потребителей, заключается в том, что вы, вероятно, не увидите того разнообразия, к которому привыкли. Если вы сможете купить до того, как начнётся праздничный сезон, я думаю, вы будете в хорошей форме».

Когда проблема будет решена?

Мнения о том, когда закончится дефицит, расходятся. Генеральный директор производителя микросхем STMicro подсчитал, что нехватка закончится к началу 2023 года. Генеральный директор автопроизводителя Stellantis сказал, что нехватка «легко затянется до 22 года».Генеральный директор Intel Патрик Гелсингер сказал, что дефицит может продлиться еще два года.

«Вероятно, нам предстоит пережить это через девять-десять месяцев, — говорит Льюис. «Если вы можете позволить себе ждать, цены снизятся».

Йоффи ожидает, что часть спроса начнет снижаться в течение следующих 6–12 месяцев. Но, по его оценке, скорее всего, пройдет два года, прежде чем предложение догонит спрос и будет достигнуто равновесие.

«Когда вы переходите к трем нанометрам и двум нанометрам, которые являются уровнями, о которых мы говорим для технологий следующего поколения, это наука о ракетах, а наука о ракетах — это то, что не решается за наносекунду», — говорит Йоффи.»Ты должен быть терпеливым.»

Лучший компьютер для графического дизайна

В качестве графического дизайнера вам понадобится отличный компьютер , оптимизированный для рабочих нагрузок графического дизайна , для быстрой и бесперебойной работы.

Абсолютный лучший компьютер для графического дизайна все больше и больше становится мощной машиной, которая может хорошо нагружать базовое оборудование, подобно работе в 3D-моделировании и рендеринге, редактировании видео или САПР.

Изображения стали намного больше в разрешении, векторные иллюстрации стали более сложными, а современное программное обеспечение для графического дизайна, такое как Adobe Creative Cloud, опирается на аппаратные функции, с которыми медленный или более старый компьютер просто не сможет больше работать .

Adobe Creative Cloud с Photoshop, Illustrator, InDesign и множеством дополнительных сторонних инструментов, сопровождающих ваш рабочий процесс, заставит ваш компьютер сканировать в кратчайшие сроки, если его аппаратное обеспечение выбрано не очень тщательно.

Я составил список того, на что следует обращать внимание при покупке компьютера и рабочей станции для графического дизайна, которые станут вашей рабочей лошадкой в ​​творческих начинаниях в ближайшие годы .

Для некоторых Компьютер может быть просто черной или серой коробкой, а иногда и Монитором со встроенной магией, но каждый ПК внутри состоит из одинаковых частей.

Давайте взглянем на эти Части, из которых состоит ПК, и посмотрим, какое оборудование подходит для того или иного типа работы в области графического дизайна.

Для тех из вас, кто просто ищет отличные списки комплектующих для компьютеров для графического дизайна, не стесняйтесь переходить к концу этой статьи.

Лучшие аппаратные компоненты для графического дизайна

ПК состоит из очень разных аппаратных компонентов, которые можно выбирать и комбинировать для получения идеальной сборки, оптимизированной для конкретных рабочих задач, таких как графический дизайн.

Давайте рассмотрим наиболее важные компоненты и то, как их можно оптимизировать для повышения производительности графического дизайна:

Лучший процессор для графического дизайна

Открывая корпус компьютера, вы сразу заметите, что громоздкое решение для охлаждения, под которым находится ЦП (центральный процессор), также называемый процессором.

Источник изображения: Билл Роберсон/Digital Trends

ЦП — это центральный процессор , который выполняет все многоцелевые вычисления, которые должны выполнять типичное программное обеспечение:

Изменение цвета, нарисовать линию, обработать нажатия клавиш, открыть меню — все это заставит процессор работать, который затем вернет результат: открытое меню, новый цвет, готовую линию или слово, которое вы набрали.

Существует два основных способа, которыми современный процессор выполняет свои задачи: он может либо выполнять их по очереди, либо одновременно на нескольких так называемых ядрах ЦП одновременно .

Одновременная обработка множества задач кажется намного быстрее, но проблема с большим количеством ядер заключается в том, что чем больше ядер у процессора, тем медленнее обычно работают отдельные ядра .

Вот пример: одноядерный ЦП с тактовой частотой 5 ГГц будет иметь примерно такую ​​же производительность, как двухъядерный ЦП с тактовой частотой 2,5 ГГц (на каждом ядре).

Что ж, тогда давайте возьмем процессор с самой высокой тактовой частотой и максимально возможным количеством ядер, и все будет отлично, верно?

К сожалению, поскольку большая часть программного обеспечения интенсивно использует только одно ядро ​​и не закодирована таким образом, чтобы иметь возможность обрабатывать большое количество ядер, мы должны склоняться к процессорам с более высокой тактовой частотой, а не к большому количеству ядер .

Другими словами, 4-ядерный ЦП с тактовой частотой 5 ГГц гораздо лучше подходит для вашего графического дизайна, чем 32-ядерный ЦП с тактовой частотой 2 ГГц.

Короче говоря, вот несколько рекомендаций для Лучший процессор для графического дизайна :

Источник изображения: AMD/Intel

и использовать AMD Ryzen 9 5900X, когда вы планируете также выполнять больше многоядерных задач оптимизации, таких как рендеринг или кодирование видео.

Вот некоторые тесты Photoshop от Pugetsystems, которые сразу показывают, какие процессоры лучше всего работают в приложениях для графического дизайна, таких как Photoshop:

Лучшая оперативная память (память) для графического дизайна Дизайн будет ОЗУ или Память.

Он кэширует и хранит ваши активные рабочие данные, готовые к работе ЦП. В основном все, над чем вы работаете в настоящее время, должно хорошо помещаться в вашей памяти, , иначе производительность остановится.

Если ваши рабочие файлы не помещаются в вашу оперативную память, система начнет подкачивать эти файлы на более медленные устройства хранения, что значительно замедлит работу вашего ПК.

Убедитесь, что у вас достаточно оперативной памяти для ваших активных программ . Сколько достаточно? Что ж, давайте сделаем пример:

После того, как ваша система загружается в Windows, ей уже требуется около 4 ГБ вашей оперативной памяти только для бесперебойной работы.

Затем вы запускаете Photoshop, Illustrator и InDesign и открываете несколько изображений, книгу, над которой работаете, и несколько иллюстраций, и через несколько секунд вы уже используете 8 ГБ ОЗУ .

Возможно, вы захотите, чтобы Chrome или другой браузер был открыт для музыки или эталонных изображений на веб-сайтах, и идет следующий ГБ ОЗУ .

Оперативная память интересна, она особо ничего не делает быстрее, когда ее достаточно, но тормозить будет без вопросов, если не хватает. Так что убедитесь, что у вас больше, чем слишком мало .

Для нашего лучшего компьютера для графического дизайна я бы рекомендовал не менее 8 ГБ оперативной памяти .Это может немного подтолкнуть его, и вы будете намного счастливее с 16 ГБ ОЗУ , особенно если вы хотите работать над более сложными проектами, открывать более одного проекта одновременно или хотите хранить различное программное обеспечение и браузеры и почтовые программы открываются в фоновом режиме.

Те из вас, кто хочет максимально оптимизировать скорость оперативной памяти, должны искать с высокой тактовой частотой и низкой задержкой CL. Таким образом, Corsair DDR4 3200 МГц CL15 будет немного быстрее, чем 2400 МГц CL17.

Хорошие модули памяти, которые я могу порекомендовать, — это серия Corsair Vengeance LPX.

Лучший графический процессор (видеокарта) для графического дизайна

Видеокарта — это аппаратный компонент, отвечающий за обработку визуальных изображений и их отображение на вашем мониторе.

Если вы перемещаете изображение в Photoshop, графический процессор позаботится об его отображении, рисовании линии, обновлении окна просмотра, прокрутке страниц — все это делает графический процессор.

Что хорошо в графическом дизайне, так это то, что здесь почти нет задач, интенсивно использующих GPU , как в 3D-анимации, моделировании, рендеринге на GPU, редактировании видео или кодировании.

Манипуляции с изображениями, которые вы выполняете в графическом дизайне, обычно не требуют, чтобы графический процессор обновлял изображения с высоким разрешением несколько раз в секунду, как это часто бывает в Motion Design или анимации.

Обычно вы работаете с одним изображением или холстом, который хорошо помещается в ОЗУ вашей системы и видеопамяти видеокарты (VRAM).

Таким образом, для нашего лучшего компьютера для графического дизайна графический процессор является аппаратной частью, вы можете сэкономить немного денег на , не жертвуя слишком много или какой-либо производительностью.Ваш Viewport по-прежнему будет быстрым и гладким.

Как минимум для серьезных графических дизайнеров я рекомендую Nvidia GTX 1650 или лучше GTX 1660, которая обеспечит хорошую работу вашего ПК в течение длительного времени .

Pugetsystem — Производительность графического процессора Photoshop

Как видно из приведенного выше теста, разницы между уровнями графического процессора практически нет. И дорогая RTX 3090 работает так же, как и гораздо более дешевая 3060 Ti. Для графического дизайна нет необходимости в высокопроизводительном графическом процессоре.

Теперь есть одно большое НО , о котором я упомяну, прежде чем мы сможем продолжить.

Если вы серьезно относитесь к точной передаче цветов, выполняете цветокоррекцию или выполняете множество настроек цвета и цветокоррекцию для печати, вам может понадобиться отличный монитор , способный отображать широкий диапазон цветов с разрядностью 10 бит или выше .

Плохая сторона видеокарт GTX (как в NVIDIA GTX 1650) заключается в том, что они не отображают более 8 бит цвета . Если это то, без чего вы не можете жить, что может быть довольно распространенным явлением в мире графического дизайна, вам придется выбрать графическую карту NVIDIA RTX , которая немного дороже, но позволяет вам использовать такие виды карт. Особенности.

Рекомендации по GPU:

Лучшее хранилище, SSD, HDD для графического дизайна

Давайте поговорим о хранилище.

Изображения с разрешением печати, необработанные изображения, сложные иллюстрации и книги с сотнями страниц и встроенной графикой требуют много места.

Файлы вашего проекта часто бывают очень большими и могут довольно быстро достигать гигабайтного диапазона, поэтому вам понадобится получить приличный жесткий диск для хранения всех ваших файлов .

В прежние времена HDD (жесткие диски) были наиболее популярными, используя движущиеся части и магнетизм для чтения и записи данных, но эти типы устройств хранения теперь обогнали твердотельные накопители почти во всех областях. Диски (SSD) .

Твердотельные накопители не имеют движущихся частей и работают как карты флэш-памяти или USB-накопители, только немного больше и намного, намного быстрее .

Скорость на самом деле самая сильная сторона твердотельных накопителей. Они во много раз быстрее жестких дисков. Жесткие диски

могут по-прежнему быть дешевле с точки зрения стоимости за гигабайт, но твердотельные накопители быстрее и лучше во всех остальных аспектах. Они меньше по размеру, ударопрочные, имеют более длительный срок службы, имеют более высокую скорость чтения и записи при всех видах рабочих нагрузок и потребляют меньше энергии .

В качестве лучшего компьютера для графического дизайна вы должны приобрести твердотельный накопитель емкостью не менее 500 ГБ. Вы всегда можете получить другой или переключиться на более крупный, если вам не хватает памяти.

Рекомендуемый SSD-накопитель: Samsung 860 EVO 500 ГБ SATA SSD.

Тем не менее, есть кое-что еще лучше в отделе хранения, даже быстрее, чем SATA SSD:

PCI-E (M.2) NVME SSD.

Твердотельные накопители с энергонезависимой памятью PCI Express .Это, конечно, причудливое длинное имя, но драйв этого заслуживает. Твердотельные накопители

NVMe примерно в в 5 раз быстрее, чем обычные твердотельные накопители при последовательном чтении и записи, и обычно примерно в два раза быстрее при других более случайных рабочих нагрузках.

Они по-прежнему в два раза дороже, чем обычные твердотельные накопители SATA, но если вы чаще работаете с большими файлами проектов в пределах гигабайт, твердотельный накопитель NVMe (наше руководство по NVMe здесь) сэкономит время .

В качестве твердотельного накопителя PCI-E NVMe я рекомендую Samsung 970 EVO PLUS M.2 500 Гб диск.

Лучшая материнская плата для графического дизайна

Материнская плата обычно представляет собой сложную часть, поскольку она должна соответствовать всем остальным частям, которые должны соединяться друг с другом.

ЦП имеет определенный тип сокета, который должен быть и на материнской плате .

Например, процессор Intel i9 10900k будет иметь сокет LGA 1200, а для AMD Ryzen 5600x потребуется материнская плата с сокетом AM4.

Изображение предоставлено Asus

Некоторые функции материнской платы, которые могут вам пригодиться:

  • встроенный чип или карта Wi-Fi
  • порт LAN для подключения к маршрутизатору с помощью сетевого кабеля
  • звуковой чип
  • множество USB-разъемов для устройств ввода, внешних накопителей и USB-накопителей, которые вы можете использовать.

Наличие нескольких слотов PCI-E для графических процессоров или любых других карт не должно беспокоить вас при создании отличного компьютера для графического дизайна, но если вы планируете играть в игры или использовать 3D-программное обеспечение для рендеринга графического процессора , вам может понадобиться рассмотреть больше слотов PCIe.

Я собрал несколько рекомендаций по сборке компьютера ниже , чтобы вы могли ознакомиться с ними, если вы недостаточно знакомы с функциями материнской платы и разъемами, чтобы выбрать один для себя.

Возможность обновления

Новые технологии меняются так быстро, что аппаратное обеспечение, такое как ЦП или ГП, будет вытеснено новыми технологиями в течение года не позднее .

Если вы хотите быть уверены, что ваш компьютер рассчитан на будущее для графического дизайна и может быть обновлен без необходимости покупать совершенно новую систему, обязательно помните о некоторых вещах:

Процессоры AMD, такие как Ryzen или Threadripper на сокетах AM4 и TR4 обычно можно обновить до следующих нескольких выпусков ЦП без необходимости покупать новую материнскую плату .

Intel обычно любит быстро нарушать совместимость, и ее сокет 1151 существует уже довольно давно, поэтому ожидайте, что вам придется покупать новую материнскую плату для будущих поколений процессоров Intel.

Оперативная память обычно может быть довольно легко обновлена ​​ , либо путем замены на больший размер, либо может быть добавлена, если у вас все еще есть свободные слоты.

Имейте в виду, что иногда, даже если вы добавляете точно такой же тип скорости и размера к уже существующей оперативной памяти, могут возникнуть некоторые проблемы несовместимости, которые могут привести к нестабильности, о чем сообщают некоторые пользователи.

Источник изображения: Corsair

По-видимому, для лучше всего всегда получать полный комплект оперативной памяти в окончательном размере , а не два или более отдельных комплекта, которые будут объединены в общий объем оперативной памяти. Графические процессоры

подключаются к слоту PCI-E и могут быть заменены обычно без каких-либо проблем, если только вы не получаете чрезвычайно новый графический процессор, который абсолютно требует новой версии PCI-E, хотя это почти невозможно, так как PCI-E обратная совместимость.

Вы должны знать, сколько энергии обеспечивает ваш блок питания, сколько требуется вашей системе в целом, и не будут ли новые или дополнительные графические процессоры или другие компоненты, которые вы можете добавить, потреблять слишком много энергии в будущей установке.

Лучший монитор для графического дизайна Используйте

Когда речь заходит о мониторах , существует огромная разница в цене. Вы можете получить 24-дюймовый монитор Full HD за 150 долларов или монитор с такими же функциями за 1500 долларов. Как это?

Конечно, некоторые из причин — это бренд, дополнительные функции, разворот, дизайн и т. д., но основная разница между действительно дорогими мониторами и более дешевыми мониторами связана с тем, как отображаются цвета .

Панель, которая используется в дорогих мониторах, обычно имеет в раз больший цветовой диапазон, лучшую контрастность, большую глубину цвета, более черный черный цвет, более яркий белый и более быстрое время отклика. Однако, как упоминалось в разделе о графическом процессоре, вам понадобится более дорогая видеокарта, чтобы использовать 10-битные или более высокие цветовые диапазоны на мониторах.

Источник изображения: Dell

Теперь довольно сложно рекомендовать монитор, так как существует так много разных вариантов использования. Вы должны подумать о том, что вы делаете в течение типичного дня графического дизайна .

Если от цветокоррекции телерекламы или корректировки цветов для печатного журнала во многом зависит то, насколько точно выглядят цвета, то обязательно приобретите хороший монитор с высокой точностью цветопередачи.

Если у вас ограниченный бюджет, подумайте о приобретении эталонного монитора меньшего размера для проверки цветов и более крупного, но более дешевого монитора для активной работы в ваших программах.

Если вы хотите узнать больше, ознакомьтесь с этим подробным руководством по покупке лучших мониторов для работы с визуальными требованиями, в котором есть вся информация, необходимая для покупки лучшего монитора для графического дизайна.

Дополнительное оборудование и устройства

Следующие устройства являются компонентами, которые не будут сильно влиять на производительность вашего ПК. Вы все равно должны выбирать их тщательно, так как они могут значительно повлиять на простоту использования, долговечность и возможность обновления вашего ПК:

блок питания

больше деталей, таких как блок питания или, что еще лучше, модульный блок питания.

Блок питания является источником питания компьютера , и вы должны убедиться, что он обеспечивает достаточную мощность для стабильной работы компьютера даже при полной нагрузке.Вы можете проверить свои потребности в мощности с помощью этого калькулятора мощности.

Процессорный кулер

В зависимости от используемого ЦП вам также понадобится процессорный кулер. Многие ЦП уже поставляются с коробочным кулером ЦП, но для некоторых высокопроизводительных ЦП вам потребуется дополнительное решение для охлаждения процессора.

Источник изображения: bequiet

Хорошим выбором здесь является beQuiet Dark Rock 4, который я могу порекомендовать и использовать во многих сборках ПК. Noctua также является отличным брендом для решений для охлаждения.

Корпус и тип ПК

Если вы хотите самостоятельно собрать компьютер или просто хотите получить информацию о различных аппаратных компонентах, необходимых для сборки компьютера для графического дизайна, полезно знать, какие PC-корпуса есть в настоящее время на рынке.

Наиболее распространенным является корпус Tower , в который прекрасно помещается все вышеперечисленное оборудование и который может быть заполнен всеми стандартными готовыми аппаратными средствами .Эти корпуса Tower бывают разных размеров (например, ATX), материалов, дизайна и цветов в зависимости от вашего личного вкуса и потребностей.

Затем есть компьютеров, встроенных в сам монитор , таких как Microsoft Surface Studio, Apple I-Mac или новый Mac Pro.

Помните, однако, что такие готовые к работе компьютеры не будут иметь возможностей обновления, как компьютер в корпусе Tower , особенно потому, что обычно вы не можете открыть и возиться с внутренностями такого компьютера самостоятельно. , а также детали , используемые в таких сборных компьютерах, не являются стандартными .

Цена таких компьютеров обычно довольно высока по сравнению с самостоятельным решением в виде башни.

Устройства ввода

Устройства ввода будут моим последним пунктом в этом списке, но они очень важны, и могут создать или разрушить эффективный рабочий процесс . Некоторым нравится использовать мышь и клавиатуру, перо и сенсорный экран или планшет и перо.

Если вы еще не определились со своим предпочтительным устройством ввода, имеет смысл сделать пробный запуск в ближайшем магазине или одолжить несколько устройств у друзей , чтобы понять, какой тип устройства ввода подходит вам лучше всего и делает вас самым быстрым.

Лучший компьютер для графического дизайна в разных ценовых категориях

Это был довольно длинный список, давайте взглянем на некоторые аппаратные комбинации, которые впишут лучший компьютер для графического дизайна в ваш ценовой бюджет.

Лучший компьютер для графического дизайна, сборка AMD – 700$

 

Лучший компьютер для графического дизайна, сборка AMD – 1200$

 

Лучший компьютер для графического дизайна, сборка AMD – 2000$

5 Лучший компьютер для графического дизайна, сборка Intel — 2000 $

 

Custom PC-Builder

Если вы хотите получить лучших компонента в рамках вашего бюджета , взгляните на наш веб-инструмент для сборки ПК.

Выберите основную цель , для которой вы будете использовать компьютер, и скорректируйте бюджет , чтобы создать идеальный ПК с рекомендациями по комплектующим , которые будут соответствовать вашему бюджету.

CGDirector PC-Builder Tool

Часто задаваемые вопросы

Mac или Windows лучше для графического дизайна?

Если программное обеспечение, которое вы хотите использовать, поддерживается обеими операционными системами, обе являются вполне жизнеспособными вариантами. ПК работают лучше в соотношении доллар к доллару, в то время как о Mac часто говорят, что его легче освоить и использовать.

Нужен ли ноутбук графическим дизайнерам?

Если какая-либо часть вашего творческого процесса требует перехода на цифровые технологии, велика вероятность, что вам понадобится либо ноутбук/Macbook, либо ПК/iMac.

Если вопрос заключается в выборе между мобильным устройством (например, ноутбуком) или стационарным устройством (например, ПК), ответ прост. Выберите ПК, если вам нужна производительность и отсутствие мобильности, выберите ноутбук, если вам нужна мобильность, но не обязательно максимально возможная производительность.

Нужна ли видеокарта для графического дизайна?

Каждому ПК требуется устройство обработки графики, чтобы оно могло выводить изображение на монитор.Является ли это интегрированным графическим процессором или выделенным графическим процессором, не имеет значения. Поскольку потребность в производительности графического процессора для графического дизайна довольно низкая по сравнению со многими другими рабочими нагрузками (например, редактирование видео), вы часто можете обойтись без встроенного графического процессора.

Вам нужен планшет для графического дизайна?

Нужен ли вам планшет для рисования, зависит от того, чем вы занимаетесь. Если вам не требуется точность рисования вашей руки, вы можете легко выполнять большую часть работы графического дизайнера, используя только мышь и клавиатуру.

В тот момент, когда вы захотите набросать, нарисовать, написать или раскрасить что-то в цифровом виде, даже если это просто поставить свою подпись, планшет для рисования обеспечит вам значительно более точное и естественное управление по сравнению с мышью или сенсорной панелью.

Вам слово

Вот и все! Дайте мне знать в комментариях или в нашем сообществе, если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужен совет по сборке.

Неисправность материнской платы: диагностика и решения

Ремонт электронных компонентов.

Если ваш компьютер внезапно (или не очень) перестал работать, возможно, проблема в материнской плате. К сожалению, они также являются одним из наиболее проблемных компонентов компьютера для ремонта или замены. Мало того, что материнская плата обычно является одним из самых дорогих компонентов машины, если вам нужно ее заменить, вам часто приходится заменять ЦП и память — расходы, которые могут означать, что совершенно новый компьютер на самом деле будет более дешевой альтернативой.

Однако, прежде чем вы достанете кредитные карты, нужно кое-что проверить, потому что эта, казалось бы, мертвая доска на самом деле может быть в порядке.В этой статье я покажу вам, как диагностировать проблемы с материнской платой и некоторые альтернативы замене сломанной платы.

Что такое материнская плата?

Для людей, которые не выросли на сборке компьютеров и не изучили архитектуру этих вездесущих машин, давайте проведем краткий туториал о компонентах персонального компьютера и о том, где материнская плата вписывается в схему. Концептуально, как и физически, компьютеры состоят из трех основных типов компонентов: процессора, хранилища (память и постоянное хранилище) и системы ввода/вывода (I/O).

Процессор — это ваш ЦП, возможно, микрочип от AMD или Intel, а также ваш графический процессор, если он у вас есть. Хранилище — это ваша оперативная память и ваш жесткий диск (диски), на которые вы помещаете свою информацию. Наконец, система ввода-вывода — это все элементы, которые позволяют взаимодействовать с компьютером — видеокарта и монитор, клавиатура, мышь и так далее.

Итак, какое место в этой системе занимает материнская плата? Ну, материнская плата не важна концептуально, но физически важна.Это печатная плата (на самом деле набор печатных плат, вместе взятых), на которой размещены все остальные компоненты. Процессор подключается к материнской плате, где он связывается через канал, называемый «шиной», с жестким диском, памятью, клавиатурой и всем остальным.

Память обычно размещается непосредственно на материнской плате; жесткий диск, вероятно, находится в своей области, но он подключается к контроллеру жесткого диска, который, как вы уже догадались, расположен на материнской плате. Клавиатура и разъемы USB подключены прямо к материнской плате.Видеокарта подключается к материнской плате, как правило, с собственной шиной.

Это называется «материнская плата», потому что, подобно материнскому кораблю, это основа, на которой работает весь ваш компьютер. Нет материнской платы, нет ПК.

Там так много проводов.

Ранние предупреждающие знаки

Если в вашем компьютере начинают возникать проблемы, есть некоторые ранние предупреждающие признаки того, что какой-либо компонент выходит из строя (в большинстве случаев). Вот на что следует обратить внимание при работе с материнской платой:

  1. Материнская плата не распознает/не показывает периферийные устройства.
  2. Периферийные устройства перестанут работать на несколько секунд или дольше.
  3. Медленная загрузка может указывать на неисправность материнской платы, хотя это могут быть и другие компоненты (подробнее об этом ниже).
  4. Компьютер не распознает флешки, или монитор иногда показывает странные линии (особенно актуально, если у вас на материнской плате есть встроенное видео).
  5. Материнская плата не выполняет POST (самопроверка при включении питания).
  6. Запах гари или следы гари на самой материнской плате.
  7. Вздувшиеся или протекающие конденсаторы

Признаки неисправности

Материнские платы исторически являются наиболее сложными для диагностики компонентами аппаратного обеспечения, поскольку в большинстве случаев приходится исключать любое другое аппаратное обеспечение, которое к ним подключено. Обычно нет никаких реальных признаков отказа, кроме того, что ваш компьютер внезапно превращается в дорогую дверную доску.

Жесткий диск может показывать признаки неисправности, такие как синий экран или потерянные файлы, но материнская плата просто внезапно перестанет работать.При этом вот несколько вещей, которые вы можете попробовать в первую очередь, чтобы убедиться, что проблема связана с вашей материнской платой, а не с другим аппаратным компонентом.

Диагностика проблемы

Существует несколько простых шагов по устранению неполадок, которые можно предпринять, чтобы определить, выходит ли из строя материнская плата. Ниже мы разобьем процедуру устранения неполадок на две категории: 1) что проверить, если компьютер все еще проходит POST и загружается (или пытается загрузиться), и 2) что проверять, если компьютер больше не проходит POST или даже не включается на.

Компьютер проходит процедуру POST и загружает ОС

Если компьютер по-прежнему включается и даже загружает операционную систему, следует сначала исключить другие аппаратные компоненты, чтобы убедиться, что они не вызывают перечисленных выше симптомов.

Жесткие диски:   Передача файлов занимает много времени? Вы видите ошибки или синий экран? Значительно ли увеличилось время загрузки? Вы слышите щелчки или громкие скулящие звуки? Если ответ на любой из этих вопросов положительный, ваш жесткий диск может выйти из строя.Будет полезно запустить диагностические утилиты в Windows и/или от производителя накопителя. Также см. нашу сопутствующую статью о сбое жесткого диска: предупреждения и решения.

Видео:  Дисплей кажется искаженным или вы видите на экране артефакты, которых раньше не видели? Вызывают ли графически интенсивные задачи синие экраны или нестабильность? Если это так, ваша видеокарта может выйти из строя и требует дальнейшего тестирования. Кроме того, см. наше руководство по признакам неисправности видеокарты для дальнейшего устранения неполадок.

Память (ОЗУ):   Несмотря на то, что в ней нет движущихся частей, есть вероятность, что ваша память может дать сбой, что приведет к ошибкам или нестабильной работе системы. В этом случае для дальнейшего устранения неполадок рекомендуется запустить диагностический инструмент, такой как Memtest86 или Memtest86+.

Процессор (ЦП):   Хотя довольно редко, отказ ЦП может быть причиной нестабильности системы. Если у вас процессор Intel, загрузка и запуск средства диагностики процессоров Intel может выявить проблемы с самим процессором.Для процессоров AMD попробуйте инструмент системного монитора AMD.

Источник питания (PSU):  Неисправный или недостаточный источник питания (или работающий не по спецификации) может быстро привести к нестабильной работе системы, а также привести к повреждению других компонентов компьютерной системы. Убедитесь, что у вас есть подходящий блок питания для вашей системы, и еще раз проверьте напряжения питания, чтобы убедиться, что они работают в соответствии с их номинальной выходной мощностью (напряжения можно легко контролировать в BIOS или в программных утилитах, поставляемых производителями материнских плат).Если вы все еще не уверены, пожалуйста, прочтите также нашу статью об устранении неполадок с блоком питания.

Обновления BIOS материнской платы:  Многие системные нестабильности могут быть устранены путем обновления BIOS материнской платы (особенно на более новом оборудовании). Пожалуйста, посетите сайт поддержки производителя вашей материнской платы для получения более подробной информации.

Наконец, несколько слов об охлаждении системы:  Во многих случаях ошибки возникают из-за неправильного охлаждения или даже сбоя охлаждения в компьютерной системе.Если какой-либо из компонентов системы работает не по спецификации из-за перегрева, это может привести к нестабильности системы.

Рекомендуется провести визуальный осмотр системы, чтобы убедиться, что все компоненты установлены правильно и достаточно охлаждаются (т. е. вентиляторы корпуса и компонентов работают нормально). Temps также можно отслеживать на предмет аномалий внутри операционной системы с помощью самых разных инструментов — мы предлагаем несколько бесплатных, которые вы можете использовать в нашей статье о мониторинге температуры ПК.

Компьютер не выполняет POST или не включается

Миниатюрные техники, работающие над монтажной платой или материнской платой компьютера.Концепция технической поддержки.

Если ваш компьютер не проходит тест POST или даже не включается, аппаратный сбой почти наверняка. Но материнская плата может быть еще работоспособна. Мы хотим убедиться, что это не какой-то другой преступник.

Первое, что нужно сделать, это провести краткий визуальный осмотр самой системы. Правильно ли установлены все компоненты? Если система включается, все ли вентиляторы вращаются? Если на материнской плате есть визуальный светодиодный индикатор, то какого он цвета (обычно зеленый означает, что все в порядке)? Если есть какие-либо сомнения, попробуйте переустановить компоненты, если это необходимо, и попробуйте снова запустить систему.

Некоторые современные материнские платы имеют даже светодиоды для отдельных компонентов. Например, если есть проблема с вашей оперативной памятью или процессором, вы сможете найти светодиод рядом с этим конкретным компонентом, указывающий, есть ли проблема или нет (опять же, зеленый цвет обычно означает, что все в порядке).

Во-вторых, убедитесь, что материнская плата выдает коды ошибок (или звуковые сигналы) при попытке запустить систему с отсутствующими ключевыми компонентами (например, ЦП, ОЗУ, видео). Это предполагает, конечно, что система все еще включается.

Например, если вы удалите оперативную память и запустите компьютер, ответит ли он звуковыми сигналами об ошибке? Обратите внимание, что некоторые современные материнские платы больше не поддерживают звуковые сигналы (пожалуйста, обратитесь к руководству вашей материнской платы, чтобы убедиться, что ваша поддерживает). Дополнительные сведения о различных кодах звуковых сигналов (ошибок) материнской платы и их значении см. в этих ресурсах здесь.

В некоторых случаях на самом деле неисправен блок питания. Блоки питания могут казаться все еще работающими, так как вентилятор блока питания может работать, а также вентилятор ЦП и любые индикаторы, которые могут быть на вашем компьютере.Но то, что эти части активируются, не означает, что блок питания подает достаточно энергии на материнскую плату или другие части компьютера.

Серебряная батарейка CMOS внутри материнской платы.

Наконец, вы можете выполнить еще два быстрых теста. Первый и самый быстрый — сбросить CMOS платы, удалив батарейку . Второй — протестировать компоненты вне корпуса ПК. У нас есть отличное пошаговое руководство на форумах PCMech, которое проведет вас через эти шаги, чтобы определить, есть ли у вас короткий или неисправный компонент.

Он мертв — что теперь?

К сожалению, если описанные выше диагностические процедуры не помогли, возможно, пришло время для новой материнской платы. Нет никакого реального способа сказать, как умерла ваша материнская плата. Электронные детали подвержены износу, как и все остальное.

Все части со временем умирают; это нормальное явление, хотя иногда материнские платы могут умереть от короткого замыкания некачественным блоком питания. Опять же, это то, что вы можете определить, установив в свою машину новый и, надеюсь, более качественный блок питания и посмотрев, работает он или нет.

Если вы знаете, что ваша материнская плата вышла из строя, в качестве альтернативного пути вы можете попытаться отремонтировать материнскую плату, но это непростая задача. Вам потребуется хорошее понимание электрических компонентов, таких как, например, конденсаторы. Вам нужно не только понимать риск поражения электрическим током, но и то, что на современных материнских платах сложно проверить, не разрядился ли конденсатор. Однако, если вы хотите попробовать, Tom’s Hardware подготовила отличное и тщательно проработанное руководство по замене конденсаторов.

Разница между хорошим конденсатором и конденсатором, требующим замены.

Однако для большинства людей гораздо лучше купить новую материнскую плату. В этом случае лучше поискать точную замену. Если она слишком старая, вы можете рассмотреть возможность поиска более новой материнской платы для вашей системы, если ваши компоненты будут работать с ней. С другой стороны, возможно, стоит подумать о создании совершенно нового ПК, если вы можете себе это позволить.

Стоит посетить форумы PCMech и проконсультироваться с нашими экспертами, какую плату лучше всего купить для вашей системы.Кроме того, вы можете получить хороший совет по сборке нового ПК, если вы решите пойти по этому пути!

Восстановление данных

Еще одна концепция технической поддержки миниатюрных техников, работающих над восстановлением данных на жестком диске.

Что касается восстановления данных с мертвой материнской платы, вам действительно повезло. Если это был мертвый жесткий диск, скорее всего, вам придется отправить его в службу восстановления данных, которая затем возьмет с вас сотни или даже 90 925 тысяч 90 928 долларов за восстановление ваших данных.И это , если ваши данные вообще можно восстановить.

Восстановить данные так же просто, как приобрести новую материнскую плату и собрать компьютер. Однако, если ваш старый жесткий диск подключен, вам сначала нужно выбрать его в качестве загрузочного устройства в настройках BIOS. После этого все ваши данные должны оставаться при загрузке.

В качестве альтернативы все, что вам нужно, это адаптер, который превращает ваш жесткий диск во внешний жесткий диск. В этот момент вы можете просто подключить его к другому компьютеру, и все ваши данные должны быть доступны.

 

 

Сбросить SMC (контроллер управления системой)

Введение

Что делает SMC:

SMC отвечает за эти и другие низкоуровневые функции на компьютерах Mac с процессором Intel:

  • Реакция на нажатие кнопки питания
  • Реакция на открытие и закрытие крышки дисплея на ноутбуках Mac
  • Управление батареями
  • Управление температурным режимом
  • Датчик внезапного движения (SMS)
  • Датчик внешней освещенности
  • Подсветка клавиатуры
  • Световой индикатор состояния (SIL) управление
  • Световые индикаторы состояния батареи
  • Выбор внешнего (вместо внутреннего) источника видео для некоторых дисплеев iMac
Как узнать, нужно ли сбросить SMC:

Эти признаки могут означать, что необходим сброс SMC:

  • Вентиляторы вашего компьютера работают с высокой скоростью, даже если он не используется интенсивно и вентилируется должным образом.
  • Подсветка клавиатуры работает неправильно.
  • Индикатор состояния, если он есть, ведет себя неправильно.
  • Индикаторы батареи, если они есть, ведут себя неправильно на ноутбуках Mac с несъемной батареей.
  • Ваш Mac не реагирует на нажатие кнопки питания.
  • Ваш ноутбук Mac не реагирует должным образом, когда вы закрываете или открываете крышку.
  • Батарея заряжается неправильно.
  • Ваш Mac неожиданно переходит в спящий режим или выключается, и вы не можете включить его снова.
  • Подсветка дисплея неправильно реагирует на изменения окружающего освещения.
  • Ваш MacBook или MacBook Pro не заряжается через встроенный порт USB-C.
  • Ваш MacBook или MacBook Pro не распознает внешние устройства, подключенные к его встроенному порту USB-C.
  • Светодиодный индикатор адаптера питания MagSafe, если он присутствует, не указывает на правильную активность зарядки.
  • Ваш Mac работает необычно медленно, даже если его ЦП не находится под ненормально большой нагрузкой.
  • Mac, поддерживающий режим целевого дисплея, не переключается в режим целевого дисплея или выходит из него, как ожидалось, или переключается в режим целевого дисплея или выходит из него в неожиданное время.
  • Подсветка портов ввода-вывода на Mac Pro (конец 2013 г.) не включается при перемещении компьютера.

 

Метод

Перед сбросом SMC:

Попробуйте выполнить каждый из этих шагов в указанном порядке, прежде чем выполнять сброс SMC. Проверяйте проблему после каждого шага, чтобы убедиться, что проблема все еще возникает.

  1. Если ваш Mac не отвечает, нажмите и удерживайте кнопку питания, пока он не выключится. Вы потеряете несохраненные данные во всех открытых приложениях. Затем снова нажмите кнопку питания, чтобы включить Mac.
  2. Нажмите Command-Option*-Escape, чтобы принудительно закрыть любое приложение, которое не отвечает.
  3. Переведите Mac в спящий режим, выбрав меню Apple () > «Сон». Разбудите компьютер после того, как он перейдет в спящий режим.
  4. Перезагрузите Mac, выбрав меню Apple > «Перезагрузить».
  5. Выключите Mac, выбрав меню Apple > «Выключить», затем снова нажмите кнопку питания, чтобы включить Mac.

Если вы используете ноутбук Mac с проблемами питания или аккумулятора, выполните следующие действия:

  1. Отсоедините адаптер питания от компьютера Mac и электрической розетки на несколько секунд, затем снова подключите его.
  2. Выберите меню Apple > «Выключить» и подождите, пока ваш Mac выключится.
  3. Извлеките и снова вставьте батарею, если она съемная.
  4. Нажмите кнопку питания еще раз, чтобы включить Mac.

Если проблема по-прежнему не решена, вам может потребоваться сбросить SMC, выполнив следующие действия.

Как сбросить SMC на ноутбуках Mac:

Если в вашем ноутбуке Mac установлен чип безопасности Apple T2, перейдите к разделу T2.

Чтобы сбросить SMC на ноутбуке Mac, сначала определите, является ли батарея съемной. Большинство старых ноутбуков Mac имеют съемные аккумуляторы. Ноутбуки Mac с несъемными батареями включают MacBook Pro (начало 2009 г. и новее), все модели MacBook Air, MacBook (конец 2009 г.) и MacBook (Retina, 12 дюймов, начало 2015 г. и новее).

Если аккумулятор несъемный:

  1. Выберите меню Apple > «Выключить» и подождите, пока ваш Mac выключится.
  2. Нажмите Shift-Control-Option на левой стороне встроенной клавиатуры, затем одновременно нажмите кнопку питания. Удерживайте эти клавиши и кнопку питания в течение 10 секунд. Если у вас MacBook Pro с Touch ID, кнопка Touch ID также является кнопкой питания.
  3. Отпустить все клавиши.
  4. Нажмите кнопку питания еще раз, чтобы включить Mac.

Если батарея съемная:

  1. Выключите Mac.
  2. Извлеките аккумулятор. Если вам нужна помощь в извлечении аккумулятора, обратитесь к авторизованному поставщику услуг Apple или в розничный магазин Apple.
  3. Нажмите и удерживайте кнопку питания в течение 5 секунд.
  4. Переустановите аккумулятор.
  5. Нажмите кнопку питания еще раз, чтобы включить Mac.
Как сбросить SMC на настольных компьютерах Mac

Если на вашем настольном компьютере Mac установлен чип безопасности Apple T2, перейдите к разделу T2.

Выполните следующие действия для iMac, Mac mini, Mac Pro и Xserve.

  1. Выберите меню Apple > «Выключить» и подождите, пока ваш Mac выключится.
  2. Отсоедините шнур питания.
  3. Подождите 15 секунд.
  4. Снова подсоедините шнур питания.
  5. Подождите 5 секунд, затем снова нажмите кнопку питания, чтобы включить Mac.

Для компьютеров Xserve на базе Intel, которые не отвечают, вы можете завершить работу локально или с помощью удаленных команд. Вы также можете нажать и удерживать кнопку питания в течение 5 секунд.

Как сбросить SMC на Mac с чипом безопасности Apple T2

Следуйте этим инструкциям для компьютеров Mac с чипом безопасности Apple T2.

Настольные компьютеры Mac с чипом T2

Сначала попробуйте это:

  1. Выберите меню Apple > «Выключить» и подождите, пока ваш Mac выключится.
  2. Нажмите и удерживайте кнопку питания в течение 10 секунд.
  3. Отпустите кнопку питания и подождите несколько секунд.
  4. Нажмите кнопку питания еще раз, чтобы включить Mac.

Если это не решит проблему, выполните следующие действия:

  1. Выберите меню Apple > «Выключить» и подождите, пока ваш Mac выключится.
  2. Отсоедините шнур питания.
  3. Подождите 15 секунд.
  4. Снова подсоедините шнур питания.
  5. Подождите 5 секунд, затем снова нажмите кнопку питания, чтобы включить Mac.

Ноутбуки Mac с чипом T2

Сначала попробуйте это:

  1. Выберите меню Apple > «Выключить» и подождите, пока ваш Mac выключится.
  2. Нажмите и удерживайте кнопку питания в течение 10 секунд.
  3. Отпустите кнопку питания и подождите несколько секунд.
  4. Нажмите кнопку питания еще раз, чтобы включить Mac.

Если это не решит проблему, выполните следующие действия:

  1. Выберите меню Apple > «Выключить» и подождите, пока ваш Mac выключится.
  2. Нажмите и удерживайте правую клавишу Shift, левую клавишу Option и левую клавишу Control в течение 7 секунд. Ваш Mac может включиться и отобразить логотип Apple на дисплее. Продолжайте удерживать эти клавиши, одновременно нажимая и удерживая кнопку питания еще 7 секунд. Если ваш Mac включился при первом нажатии клавиш, в этот момент он выключится.
  3. Отпустите все три клавиши и кнопку питания, затем подождите несколько секунд.
  4. Нажмите кнопку питания еще раз, чтобы включить Mac.

Источники

https://support.apple.com/ru-ru/HT201295

Arduino Uno Rev3 — Интернет-магазин Arduino

Часто задаваемые вопросы

Программирование

Arduino Uno можно запрограммировать с помощью (программного обеспечения Arduino (IDE)). Выберите «Arduino Uno» в меню «Инструменты» > «Плата» (в зависимости от микроконтроллера на вашей плате).Подробнее см. в справочнике и руководствах.

ATmega328 на Arduino Uno поставляется с предварительно запрограммированным загрузчиком, который позволяет загружать в него новый код без использования внешнего аппаратного программатора. Он обменивается данными с использованием исходного протокола STK500 (ссылка, заголовочные файлы C).

Вы также можете обойти загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через заголовок ICSP (внутрисхемное последовательное программирование) с помощью Arduino ISP или аналогичного; подробности см. в этих инструкциях.

Исходный код прошивки ATmega16U2 (или 8U2 на платах rev1 и rev2) доступен в репозитории Arduino. ATmega16U2/8U2 загружается с загрузчиком DFU, который можно активировать с помощью:

  • На платах Rev1: подключение перемычки на задней стороне платы (рядом с картой Италии) и сброс 8U2.
  • На платах Rev2 или более поздних: имеется резистор, который замыкает линию HWB 8U2/16U2 на землю, что упрощает переход в режим DFU.

Затем вы можете использовать программное обеспечение Atmel FLIP (Windows) или программатор DFU (Mac OS X и Linux) для загрузки новой прошивки.Или вы можете использовать заголовок ISP с внешним программатором (перезаписав загрузчик DFU). Дополнительную информацию см. в этом руководстве, созданном пользователями.

Предупреждения

Плата Arduino Uno оснащена сбрасываемым плавким предохранителем, который защищает USB-порты вашего компьютера от короткого замыкания и перегрузки по току. Хотя большинство компьютеров обеспечивают собственную внутреннюю защиту, предохранитель обеспечивает дополнительный уровень защиты. Если на USB-порт подается более 500 мА, предохранитель автоматически разорвет соединение до тех пор, пока короткое замыкание или перегрузка не будут устранены.

Отличия от других плат

Плата Uno отличается от всех предыдущих плат тем, что в ней не используется микросхема драйвера FTDI USB-to-serial. Вместо этого он оснащен Atmega16U2 (Atmega8U2 до версии R2), запрограммированным как преобразователь USB-последовательный порт.

Мощность

Плата Arduino Uno может питаться через USB-соединение или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее (не USB) питание может поступать либо от адаптера переменного тока в постоянный (настенный), либо от аккумулятора.Адаптер можно подключить, вставив штекер 2,1 мм с центральным положительным контактом в разъем питания на плате. Выводы от аккумулятора можно вставить в контактные разъемы GND и Vin разъема POWER.

Плата может работать от внешнего источника питания от 6 до 20 вольт. Однако при подаче менее 7 В на контакт 5 В может подаваться менее пяти вольт, и плата может работать нестабильно. При использовании более 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 до 12 вольт.

Контакты питания следующие:

  • Вин. Входное напряжение платы Arduino при использовании внешнего источника питания (в отличие от 5 вольт от USB-подключения или другого регулируемого источника питания). Вы можете подавать напряжение через этот контакт или, если подаете напряжение через разъем питания, получить к нему доступ через этот контакт.
  • 5V. Этот контакт выводит регулируемое напряжение 5V от регулятора на плате. Плата может питаться от разъема питания постоянного тока (7–12 В), разъема USB (5 В) или контакта VIN платы (7–12 В).Подача напряжения через контакты 5 В или 3,3 В обходит регулятор и может повредить вашу плату. Мы не советуем.
  • 3В3. Питание 3,3 В, генерируемое бортовым регулятором. Максимальный потребляемый ток составляет 50 мА.
  • Земля. Заземляющие штифты.
  • ИОРЕФ. Этот контакт на плате Arduino обеспечивает опорное напряжение, с которым работает микроконтроллер. Правильно сконфигурированный экран может считывать напряжение на контакте IOREF и выбирать соответствующий источник питания или включать преобразователи напряжения на выходах для работы с 5 В или 3.3В.

Память

ATmega328 имеет 32 КБ (из которых 0,5 КБ занято загрузчиком). Он также имеет 2 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM (который можно читать и записывать с помощью библиотеки EEPROM).

Ввод и вывод

См. сопоставление контактов Arduino и портов ATmega328P. Отображение для Atmega8, 168 и 328 идентично.

ОТОБРАЖЕНИЕ КОНТАКТОВ ATmega328P

Каждый из 14 цифровых контактов Uno можно использовать как вход или выход с помощью функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead().Они работают от 5 вольт. Каждый контакт может обеспечить или получить 20 мА в рекомендуемых рабочих условиях и имеет внутренний подтягивающий резистор (отключен по умолчанию) на 20-50 кОм. Максимум 40 мА — это значение, которое нельзя превышать ни на одном выводе ввода-вывода, чтобы избежать необратимого повреждения микроконтроллера.

Кроме того, некоторые контакты имеют специальные функции:

  • Серийный номер: 0 (RX) и 1 (TX). Используется для приема (RX) и передачи (TX) последовательных данных TTL. Эти контакты подключены к соответствующим контактам последовательного чипа ATmega8U2 USB-to-TTL.
  • Внешние прерывания: 2 и 3. Эти контакты могут быть сконфигурированы для запуска прерывания по низкому значению, нарастающему или спадающему фронту или изменению значения. Подробности смотрите в описании функции attachInterrupt().
  • ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10 и 11. Обеспечьте 8-битный вывод ШИМ с помощью функции AnalogWrite().
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Эти контакты поддерживают связь SPI с использованием библиотеки SPI.
  • Светодиод
  • : 13. Имеется встроенный светодиод, управляемый цифровым контактом 13.Когда на выводе ВЫСОКОЕ значение, светодиод горит, когда на выводе НИЗКИЙ, он выключен.
  • TWI: контакт A4 или SDA и контакт A5 или SCL. Поддержка связи TWI с помощью библиотеки Wire.

Uno имеет 6 аналоговых входов, помеченных от A0 до A5, каждый из которых обеспечивает разрешение 10 бит (т. е. 1024 различных значения). По умолчанию они измеряют от земли до 5 вольт, хотя можно изменить верхнюю границу их диапазона с помощью вывода AREF и функции AnalogReference(). На плате есть еще пара контактов:

  • АРЕФ.Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с AnalogReference().
  • Сброс. Установите на этой линии НИЗКИЙ уровень, чтобы перезагрузить микроконтроллер. Обычно используется для добавления кнопки сброса к экранам, которые блокируют кнопку на плате.

Связь

Arduino Uno имеет ряд средств для связи с компьютером, другой платой Arduino или другими микроконтроллерами. ATmega328 обеспечивает последовательную связь UART TTL (5V), которая доступна на цифровых контактах 0 (RX) и 1 (TX).ATmega16U2 на плате направляет эту последовательную связь через USB и отображается как виртуальный COM-порт для программного обеспечения на компьютере. Прошивка 16U2 использует стандартные драйверы USB COM, и внешний драйвер не требуется. Однако в Windows требуется INF-файл. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает в себя последовательный монитор, который позволяет отправлять простые текстовые данные на плату и с нее. Светодиоды RX и TX на плате будут мигать, когда данные передаются через микросхему USB-to-serial и USB-подключение к компьютеру (но не при последовательной связи на контактах 0 и 1).

Библиотека SoftwareSerial позволяет осуществлять последовательную связь на любом из цифровых контактов Uno.

ATmega328 также поддерживает связь I2C (TWI) и SPI. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает библиотеку Wire для упрощения использования шины I2C; подробности см. в документации. Для связи SPI используйте библиотеку SPI.

Автоматический (программный) сброс

Вместо того, чтобы требовать физического нажатия кнопки сброса перед загрузкой, плата Arduino Uno сконструирована таким образом, что ее можно сбросить с помощью программного обеспечения, работающего на подключенном компьютере.Одна из линий аппаратного управления потоком (DTR) ATmega8U2/16U2 подключена к линии сброса ATmega328 через конденсатор емкостью 100 нанофарад. Когда эта линия активна (низкий уровень), линия сброса падает на время, достаточное для сброса микросхемы. Программное обеспечение Arduino (IDE) использует эту возможность, чтобы вы могли загружать код, просто нажимая кнопку загрузки на панели инструментов интерфейса. Это означает, что загрузчик может иметь более короткий тайм-аут, так как снижение DTR может быть хорошо согласовано с началом загрузки.

Эта настройка имеет и другие последствия. Когда Uno подключен к компьютеру с Mac OS X или Linux, он сбрасывается каждый раз, когда к нему подключается программное обеспечение (через USB). Следующие полсекунды или около того загрузчик работает на Uno. Хотя он запрограммирован на игнорирование искаженных данных (то есть всего, кроме загрузки нового кода), он будет перехватывать первые несколько байтов данных, отправленных на плату после открытия соединения. Если скетч, работающий на плате, получает одноразовую конфигурацию или другие данные при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым он взаимодействует, ждет секунду после открытия соединения и перед отправкой этих данных.

Плата Uno содержит дорожку, которую можно обрезать, чтобы отключить автоматический сброс. Площадки с обеих сторон дорожки можно спаять вместе, чтобы снова включить ее. Он помечен как «RESET-EN». Вы также можете отключить автосброс, подключив резистор 110 Ом от 5В к линии сброса; подробности см. в этой ветке форума.

Редакции

Ревизия 3 платы имеет следующие новые функции:

Распиновка
  • 1.0: добавлены контакты SDA и SCL, расположенные рядом с контактом AREF, и два других новых контакта, расположенные рядом с контактом RESET, IOREF, которые позволяют экранам адаптироваться к напряжению, подаваемому с платы.В будущем шилды будут совместимы как с платой, использующей AVR, работающей от 5 В, так и с платой Arduino Due, работающей от 3,3 В. Второй — неподключенный контакт, зарезервированный для будущих целей.
  • Более сильная цепь СБРОСА.
  • Atmega 16U2 заменяет 8U2.

Как долго продлится нехватка чипов?

1 декабря 2021 г.

Несмотря на успешное развертывание вакцинации, последствия пандемии COVID-19 все еще ощущаются в различных отраслях, особенно в тех, которые зависят от полупроводников.Проблемы с цепочками поставок широко распространены, а текущая нехватка чипов сдерживает производство и снижает продажи. Полупроводники или чипы являются важнейшим элементом в производстве бытовой электроники, такой как смартфоны, камеры и компьютеры. В автомобилях они нужны для всего, от развлекательных систем до гидроусилителя руля. Что касается автомобильной промышленности, то кризис предложения и нехватка чипов вынудили производителей автомобилей сократить объемы производства и поставок и привели к ряду предупреждений о прибылях.

 

В этом обзоре цепочки поставок J.P. Morgan Research исследует, как текущая нехватка чипов влияет на автопроизводителей, «идеальный шторм», который ее вызывает, и как может выглядеть путь вперед для автомобильной промышленности и отрасли автозапчастей.

 

Почему не хватает чипов?

Проще говоря, текущая нехватка микросхем связана с высоким спросом и отсутствием предложения.Это связано с блокировкой COVID-19 во втором квартале (Q2) 2020 года, когда спрос на технологии для работы на дому вырос в геометрической прогрессии. По мере роста спроса автопроизводители конкурировали за полупроводниковые мощности, расположенные на азиатских литейных заводах.

Первоначально автомобильные компании отменили заказы, но поскольку к концу 2020 года производство снова увеличилось, поставки полупроводников прекратились. Это усугублялось увеличением спроса на более высоком уровне автомобильного рынка, поскольку с низкими процентными ставками доступность улучшилась.Новые автомобили с большей автоматизацией используют больше чипов, что еще больше увеличивает дефицит.

Пандемия COVID-19 стала катализатором, но структурные факторы также являются частью картины. Автомобильная промышленность меняется, при этом происходит значительный сдвиг в сторону автоматизации и электромобилей. Для этого требуется еще больше микросхем, что создает дополнительную нагрузку на и без того перегруженную отрасль.

В глобальном масштабе на ситуацию в третьем квартале этого года повлияли задержки у ключевых поставщиков, таких как японский производитель полупроводников Renesas.Однако в настоящее время производственные мощности восстановлены. Проблема усугубляется тем, что в последние месяцы вариант Delta негативно сказался на операциях по переработке в Южной Азии, создав дополнительные узкие места в цепочке поставок.

Малайзия выполняет множество «внутренних» операций, таких как упаковка и тестирование чипов, которые являются более трудоемкими, чем процессы изготовления пластин, поэтому на деятельность легче повлиять меры общественного здравоохранения. Теперь кажется вероятным, что во второй половине 2021 года влияние может быть в диапазоне 3.6 и 2,6 млн (м) единиц соответственно, в результате чего годовой сбой составил более 10 млн единиц.

 

Ожидания мирового рынка автопроизводства до пандемии COVID-19

Нехватка полупроводников и ее влияние на цепочки поставок автомобилей

Автопроизводители всей отрасли борются со снижением ожиданий продаж и сокращением производства.Volkswagen (VW), крупнейший автопроизводитель Европы, заявил, что в третьем квартале 2021 года он произвел примерно на 800 000 автомобилей меньше, или примерно на 35% меньше, чем в том же квартале 2020 года, обвиняя в этом узкие места в поставках полупроводников.

Европейский автомобильный сектор четко оценил неопределенность глобального производства полупроводников. Поскольку Daimler подает первые положительные признаки восстановления в четвертом квартале, мы говорим о том, когда покупать автомобильный сектор, а не о том, если.

Хосе Асуменди, руководитель отдела европейских автомобильных исследований, J.П. Морган

BMW ожидает, что поставки чипов останутся ограниченными еще в течение 6-12 месяцев, а ограничения в цепочке поставок продлятся до 2022 года. чипы и ограничения COVID-19, влияющие на производство деталей в Юго-Восточной Азии. Honda также заявила, что ее производственные линии в Японии работают примерно на 40% от первоначального плана на период с августа по сентябрь, а в октябре группа работала на 30% ниже предыдущих планов.

Но, по словам Хосе Асуменди, руководителя отдела европейских автомобильных исследований в J.P. Morgan, долгосрочные перспективы для сектора по-прежнему позитивны. Немецкий автопроизводитель Daimler подал первые сигналы о восстановлении: подразделение Mercedes-Benz рассчитывает стабилизировать продажи к концу 2021 года.

«Европейский автомобильный сектор, по нашему мнению, четко оценил неопределенность глобального производства полупроводников. Поскольку Daimler подает первые положительные признаки восстановления в четвертом квартале, мы говорим о том, когда покупать автомобильный сектор, а не о том, если.В автомобильной промышленности по-прежнему наблюдается большое количество невыполненных заказов, самая сильная ценовая политика OEM за многие годы, низкий уровень запасов и дилеры, пытающиеся выполнить заказы клиентов», — сказал Асуменди.

Когда прекратится нехватка чипов?

Ситуация с поставками должна начать улучшаться в 2022 году. Компании, производящие полупроводники, находятся в уникальной ситуации: их ограничивает предложение, а не спрос.Полупроводниковые компании, охваченные исследованием J.P. Morgan Research, имеют очень высокие показатели балансовой стоимости на конечном рынке, что свидетельствует о высоком спросе. Они значительно увеличивают капитальные затраты (capex), чтобы удовлетворить этот спрос.

Поскольку производство микросхем является циклическим сектором, текущий период постоянного дефицита предполагает, что в какой-то момент в будущем будет период избыточного предложения. Для автомобилей также обычно требуются более старые чипы, и мощности в этом секторе не появятся до конца 2022 года.По оценкам J.P. Morgan, исходя из текущих сроков наращивания мощностей, самое раннее массовое избыток предложения автомобильных полупроводников будет в какой-то момент в 2023 году.

Производство полупроводников требует времени для создания, что влияет на поставки, производство и запасы. Тем не менее, мы полагаем, что, хотя поток новостей по-прежнему сосредоточен на нехватке мощностей, позже в этом году ситуация начнет меняться, и автомобильные компании укажут, что предложение улучшается.

Сандип Дешпанде, руководитель европейского отдела технологических исследований, J.P. Morgan

«Наращивание мощностей по производству полупроводников требует времени, что влияет на поставки, производство и запасы. Тем не менее, мы считаем, что, хотя поток новостей по-прежнему сосредоточен на нехватке мощностей, позже в этом году ситуация начнет меняться, и автомобильные компании укажут, что предложение улучшается», — сказал Сандип Дешпанде, руководитель отдела европейских исследований технологий в J.P. Morgan.

Автомобильная промышленность — это лишь один из секторов, в котором цепочка поставок испытывает трудности из-за нехватки чипов.Ударные волны также распространяются по технологическому сектору, и даже те, у кого максимальная покупательная способность, такие как Apple, ощущают последствия. Доходы от iPhone в третьем квартале этого года выросли ниже типичной сезонности и были на 2% ниже по сравнению с предыдущим кварталом (QOQ) по сравнению с обычным ростом +10% QOQ. Ожидается, что рост выручки за последние три месяца 2021 года также будет ниже среднего: J.P. Morgan оценивает рост в +82% по сравнению с консенсусом в +76%, что ниже типичного +92% в квартальном исчислении. В очередной раз «идеальный шторм» факторов связан с нехваткой чипов в технологическом секторе.Узкие места в цепочке поставок и карантин во Вьетнаме из-за COVID-19 сказываются на производстве, но более низкий, чем обычно, уровень запасов остается наиболее заметным фактором на автомобильном и промышленном рынке.

«Мы полагаем, что производители полуфабрикатов получат доступ к дополнительным литейным мощностям в течение следующих 12 месяцев. Тем не менее, дефицит, с которым сталкиваются автомобильные и промышленные конечные рынки, не исчезнет полностью, пока не будут введены в строй новые мощности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.