改變世界的芯片
TIer Jack Kilby 發(fā)明了集成電路，加上隨后數(shù)十年的創(chuàng)新，展示了我們通過半導(dǎo)體讓電子產(chǎn)品變得更實(shí)惠來創(chuàng)造更美好世界的熱情。
“我們沒有意識到（當(dāng)我們開發(fā)集成電路時）它會將電子功能的成本降低百萬分之一�！� — 杰克·基爾比
寬當(dāng) Jack Kilby 于 1958 年在德州儀器 (TI) 發(fā)明了第一塊集成電路 (IC) 時，他不可能知道有一天它會實(shí)現(xiàn)更安全的汽車、智能水表、裝在口袋里的超聲波機(jī)以及我們所依賴的更多重要應(yīng)用今天。
那是因?yàn)樗麩o法預(yù)測未來幾十年發(fā)生的半導(dǎo)體技術(shù)的漸進(jìn)式創(chuàng)新，以降低電子產(chǎn)品的成本，同時縮小尺寸并提高可靠性和效率——最終有助于創(chuàng)造一個更美好的世界。
在 TI，我們的熱情是通過半導(dǎo)體讓電子產(chǎn)品變得更實(shí)惠，從而創(chuàng)造一個更美好的世界。我們將其視為工程進(jìn)步，而 Jack 的 IC 發(fā)明——加上隨后數(shù)十年的創(chuàng)新——是我們公司幾十年來幫助取得進(jìn)步的一些方式。
在我們慶祝Jack 和他的芯片改變世界62 周年之際，我們想重點(diǎn)介紹我們最近的三項(xiàng)創(chuàng)新，這些創(chuàng)新改進(jìn)了醫(yī)療診斷、汽車安全和漏水檢測。
便攜式超聲機(jī)讓醫(yī)療更便捷
當(dāng)我們的 TI 印度研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新來縮小超聲系統(tǒng)所需的 IC 尺寸和數(shù)量時，我們的客戶能夠制造出價格實(shí)惠的便攜式和互聯(lián)超聲機(jī)器，世界將獲得更廣泛的優(yōu)質(zhì)醫(yī)療保健服務(wù)。
近 20 年來，我們公司位于印度班加羅爾的研發(fā) (R&D) 中心的一個團(tuán)隊(duì)一直在通過制造越來越小的設(shè)備來提高超聲成像的質(zhì)量并降低其成本。
超聲波掃描儀傳統(tǒng)上安裝在醫(yī)院和診所的手推車上。現(xiàn)在，由于組件的進(jìn)步降低了功率和尺寸，同時提高了信號質(zhì)量，超聲波設(shè)備正在縮小為手持、電池供電的智能探頭。曾經(jīng)需要 128 個獨(dú)立組件來創(chuàng)建 32 通道發(fā)送/接收前端，現(xiàn)在集成到兩個集成電路中，它們非常小，可以直接安裝到探頭中，消除了供電和計(jì)算通常所需的電線。
經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且便攜，足以被帶到偏遠(yuǎn)地區(qū)并由現(xiàn)場急救人員或救護(hù)車攜帶，智能探頭可以產(chǎn)生清晰的內(nèi)部器官實(shí)時圖像，可以在智能手機(jī)上查看，通常會揭示對立即治療至關(guān)重要的細(xì)節(jié).
毫米波傳感讓更多汽車更安全
當(dāng) TI 開發(fā)出用于傳感的突破性毫米波雷達(dá)技術(shù)時，我們的汽車客戶首次能夠?qū)⑵浼傻礁阋说能囆椭�，并且全世界都體驗(yàn)到了更安全、更廣泛可用的汽車。
雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)存在了近一個世紀(jì)，但傳統(tǒng)上建造成本非常高，主要用于軍事應(yīng)用。我們公司最近開發(fā)了雷達(dá)技術(shù)，該技術(shù)將強(qiáng)大的雷達(dá)系統(tǒng)集成到一個完全集成的微芯片中，并在許多工業(yè)和汽車應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。
TI 的毫米波 (mmWave) 技術(shù)是我們 Kilby Labs 研發(fā)中心開發(fā)的首批突破性創(chuàng)新之一。它是世界上最精確的毫米波單芯片互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 傳感器，可提供三倍的精確感測和最小的占位面積，而功耗僅為競爭傳感器技術(shù)的一小部分。
2018 年底推出我們的毫米波雷達(dá)傳感器標(biāo)志著汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)快速發(fā)展的開始，使系統(tǒng)變得更小、性能更好，并為先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)以外的汽車?yán)走_(dá)新用例開辟了可能性(ADAS)。該技術(shù)大大提高了遠(yuǎn)、近、中距離雷達(dá)傳感的精度。
在 ADAS 之外，汽車工程師正在使用符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的 TI 毫米波傳感器來檢測車輛周圍的自由空間、車門和行李箱附近的障礙物、更智能的自動泊車、入侵者警報(bào)和機(jī)艙內(nèi)的占用檢測，以便在兒童可能遇到危險時發(fā)出警報(bào)不經(jīng)意地留在車內(nèi)無人看管。這些功能最終在許多方面使車輛更安全，而且由于這項(xiàng)技術(shù)越來越便宜，我們將繼續(xù)看到這些功能以更低的價格范圍擴(kuò)展到汽車模型中。
超聲波傳感檢測漏水以改善保護(hù)
當(dāng) TI 開發(fā)出能夠檢測到即使是最微小的水或煤氣泄漏的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的傳感技術(shù)時，我們的客戶也能夠安裝高科技水表或煤氣表，從而在檢測后和問題變得更糟之前進(jìn)行維修，從而導(dǎo)致減少對這些自然資源的浪費(fèi)。
根據(jù)世界銀行的數(shù)據(jù)，全球每年因水管泄漏和破裂而損失 8.8 萬億加侖的水。通常，這些泄漏和破損要在發(fā)生幾天后才被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的水表及其帶有旋轉(zhuǎn)主軸或齒輪的機(jī)電系統(tǒng)旨在簡單地測量水流量。但是——就像恒溫器、電機(jī)和許多其他日常設(shè)備和工業(yè)產(chǎn)品一樣——流量計(jì)中的機(jī)電系統(tǒng)正在迅速過渡到電子系統(tǒng)。
超聲波技術(shù)的創(chuàng)新正在改變許多行業(yè)，包括全球的機(jī)器人、家庭自動化和節(jié)水。我們先進(jìn)的超聲波傳感微控制器 (MCU)部署了具有高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器的智能模擬前端，以提高信噪比質(zhì)量，克服儀表中的校準(zhǔn)誤差，測量來自火災(zāi)的各種流量軟管到小泄漏處并檢測湍流、氣泡和其他流動異常。
超聲波技術(shù)使安裝在智能建筑和智能城市中的水表能夠檢測和定位每幾秒鐘小至一滴的泄漏。在這些系統(tǒng)中，一對沉浸式超聲波換能器測量流體中聲波的速度。聲波傳播的速度是流經(jīng)管道的流體的粘度、流速和方向的函數(shù)。超聲波以不同的速度傳播，這取決于它們穿過的介質(zhì)或材料的剛度。
測量的準(zhǔn)確性取決于傳感器的質(zhì)量、精密模擬電路和信號處理算法。聲學(xué)或超聲波換能器是壓電材料，可將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)百千赫茲的相對較高頻率的機(jī)械振動。通常，一對 1-2 MHz 范圍內(nèi)的超聲波換能器必須經(jīng)過良好匹配和校準(zhǔn)，才能準(zhǔn)確測量流量。它們構(gòu)成了流量計(jì)成本的很大一部分。傳感器系統(tǒng)必須以非常低的功率運(yùn)行，以確保電池壽命為 15-20 年。
我們公司先進(jìn)的超聲波傳感 MCU 系列包括獨(dú)特的模擬前端和算法，可顯著提高精度，同時降低總體成本和功耗。我們的流量計(jì)量架構(gòu)利用高性能模擬設(shè)計(jì)、先進(jìn)算法和嵌入式處理來減少對昂貴的超聲波換能器對的需求。
來源：https://news.ti.com/
