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所谓DSP芯片,即数字信号处理器芯片,它能够对模拟信号进行数字处理,具有高速、低功耗、高精度等特点。随着智能家居向智能化、自动化、数字化的趋势迈进,对DSP的需求也在持续提升。
DSP芯片的演进20世纪60年代时,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术也开始崭露头角,并得以迅速发展。而在那时,负责数字信号处理的主要依靠微处理器,也就是MPU来完成。但由于那时MPU处理速度较低,无法满足越来越庞大的信息量以及需要高速实时处理的迫切需求。因此,一种更快、更高效的信号处理方式成为当时的重点研究项目,DSP便在这个时代背景下诞生。到了70年代,DSP芯片的理论与算法基础开始趋于成熟,但这种技术一开始还只存在于课本之上,即便研发出来,也仅限于军事、航空航天部门进行少量使用。1978年,AMI正式推出了全球第一个单片DSP芯片S2811。一年后,Intel发布了一款商用可编程器件2920,可以认为是DSP芯片的一个里程碑。不过,这段时间发布的产品都没有现代DSP芯片所必备的单周期芯片。1980年,日本NEC公司推出的MPD7720,算是第一个具有硬件乘法器的商用DSP,也被认为是第一块单片DSP器件。两年后,TI推出了其第一代DSP芯片TMS32010,采用微米工艺NMOS技术制作,尽管功耗稍大,但运算速度比同期的微处理器快了几十倍。并且这款DSP的问世也标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈出了重要一步,可以被看做是DSP芯片的重要里程碑。此后,DSP开始得到真正的广泛应用。目前,随着以大数据、云计算、物联网、人工智能为代表的信息技术产业规模不断增大,集成电路的需求量在上升,每年从国外进口的总额也在不断攀升。并且伴随着5G和物联网的普及,DSP的需求也将持续上升,因为该芯片在处理5G通信的基带信号、信号解调、编解码和射频前端等方面发挥着关键作用。不过受到产品品牌、性能、应用领域等因素的影响,国内DSP芯片产品价格分化明显,其中军工及航空航天领域部分产品价格高达数千元,而部分消费音频领域的DSP芯片售价仅为20元左右。市场中,DSP芯片国外制造商主要有三家,TI、ADI与摩托罗拉,其中TI占绝大部分国际市场份额,ADI与摩托罗拉也握有部分市场。而国内的DSP芯片起步较晚,国产DSP芯片市场占比较低,国内主要DSP厂商有昆腾微、湖南进芯、宏云技术、创成微、本原微、毂梁微、中科昊芯、卢米微、无锡芯领域等。在智能家居中发挥重要作用的DSPDSP本身最大的应用之一便是音频处理,可以实现各种音效处理、音量控制、降噪、回声消除等功能。在消费电子领域,不少高端TWS耳机已经加入了DSP芯片,以实现更高阶的通话降噪功能。而在智能家居中,有非常多的产品需要DSP的加入。比如智能音箱、智能电视或其他可以使用语音控制的智能家居产品。并且不同音频设备在语音功能的需求场景都是不同的,比如有办公需求的会议音响或视频通话等设备,就需要良好的降噪、回声消除、自动增益以及低功耗唤醒等功能。除了降噪外,低功耗也成为目前DSP芯片的发展重点。比如欧盟及北美的环保法规要求普通智能远场语音电视要实现24小时待机唤醒,待机功耗高达20W以上。解决功耗问题,才能够在这些市场中获得一席之地。数据显示,2020年我国DSP市场规模约为136.9亿元,2021年收益于人工智能、语音识别、5G基站通信领域等快速发展,规模迅速增长,达到160亿元,2022年市场规模达到167.02亿元。从全球市场来看,2021年全球DSP芯片市场销售额约为36亿美元,预计2022年到2028年将以6.8%的年复合增长率增长,到2028年达到57亿美元。并且随着生成式AI的发展,越来越多的厂商开始将自己的语言大模型与智能家居产品进行绑定,让人机交互更加自然、流畅。而DSP的加入,不仅让设备的声音效果提升,同时也能让用户的语音更好的被设备听见、听懂。如今不少的DSP产品只支持自有的算法或者必须绑定自有算法销售,这对于现如今发展迅速的AI技术而言,是一个痛点。但已经有部分厂商开始建立灵活开放的系统,来为DSP匹配语音唤醒、降噪、通话增强、音效增强、声源定位、声纹识别等一系列的解决方案,以适应当前高速发展的智能设备。另一方面,或许有人会认为随着FPGA的快速发展,该产品会凭借其性能优势不断入侵并蚕食DSP市场。但在现实市场中,由于受到成本、功耗等因素影响,许多大批量的应用并没有采用FPGA,但可编程的DSP却不可或缺,这在许多智能家居产品中也得以体现。依靠更低的成本、更低的功耗,DSP似乎在智能家居中已经找到了一条持续增长的道路,并且随着智能家居技术的发展,对DSP也提出了越来越高的要求。
DSP芯片的演进
在智能家居中发挥重要作用的DSP
AOS万代AONR21357场效应管是一款高性能的功率MOSFET芯片,以下是其详细的中文参数、功能特点以及应用领域:一、中文参数制造商:Alpha & Omega Semiconductor Inc.(AOS万代)产品型号:AONR21357描述:MOSFET P-CH 30V 21A/34A 8DFNFET类型:P通道漏源电压(Vdss):30V连续漏极电流(Id):25°C时:21A(Ta),34A(Tc)栅源极阈值电压:2.3V @ 250uA导通电阻(RdsOn):7.8毫欧 @ 20A,10V驱动电压:最大RdsOn为4.5V,最小RdsOn为10V最大功率耗散:5W(Ta),30W(Tc)工作温度:-55°C至150°C(TJ)安装类型:表面贴装型器件封装:8-DFN-EP(3x3)二、功能特点低导通电阻:AONR21357具有低导通电阻,能够提供较低的功耗和高效的电流传输能力。快速开关速度:该芯片具有快速的开关速度,能够实现高频率的开关操作,适用于需要高速切换的电路环境。高温性能:AONR21357在高温环境下具有良好的性能稳定性和可靠性,确保在各种恶劣条件下都能正常工作。内置保护功能:提供过流、过热等保护功能,增强电路的安全性和稳定性。三、应用领域电源管理:AONR21357可用于电源开关、电池充放电控制和电源转换器等应用中,提供高效的功率管理和电源控制功能。电机驱动:适用于小功率直流电机驱动电路,如风扇、电动工具、机器人等设备中,提供高效的电机控制和驱动能力。LED驱动:可用于小功率LED照明应用中的电流调节和驱动电路,实现亮度调节和节能功能。无线通信:在无线通信设备中,可作为功率放大器和射频开关等应用,提供高速、高效的信号放大和开关控制功能。消费电子:广泛应用于各种小功率消费电子设备中,如平板电脑、智能手机、数码相机等,提供高效的电源管理和信号处理功能。综上所述,AOS万代AONR21357场效应管以其低导通电阻、快速开关速度、高温性能和广泛的应用领域而备受青睐。如果您在采购或应用过程中有任何疑问或需要进一步的建议,请随时联系我。
产品阵容新增具有低噪声、高速开关和超短反向恢复时间特点的5款新产品全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开发出采用SOT-223-3小型封装(6.50mm×7.00mm×1.66mm)的600V耐压Super Junction MOSFET*1“R6004END4 / R6003KND4 / R6006KND4 / R6002JND4 / R6003JND4”,新产品非常适用于照明用小型电源、电泵和电机等应用。近年来,随着照明用的小型电源和电泵用电机的性能提升,对于在这些应用中发挥开关作用的MOSFET的更小型产品需求高涨。通常,对于Super Junction MOSFET而言,在保持高耐压和低导通电阻特性理想平衡的同时,很难进一步缩小体积。此次,ROHM通过改进内置芯片的形状,在不牺牲以往产品性能的前提下开发出5款更小更薄的SOT-223-3封装新产品。与以往TO-252封装(6.60mm×10.00mm×2.30mm)的产品相比,新产品的面积减少约31%,厚度减少约27%,有助于实现更小、更薄的应用产品。另外,新产品还支持TO-252封装电路板上的布线图案(焊盘图案),因此也可以直接使用现有的电路板。五款新产品分别适用于小型电源和电机应用,各有不同的特点。适用于小型电源的有3款型号,“R6004END4”具有低噪声的特点,适用于需要采取降噪措施的应用;“R6003KND4”和“R6006KND4”具有高速开关的特点,适用于需要低损耗且高效率工作的应用;“R6002JND4”和“R6003JND4”采用ROHM自有技术加快了反向恢复时间(trr*2)并大大降低了开关损耗,属于“PrestoMOS”产品,非常适用于电机应用。此外,为了加快这些产品的应用,在ROHM官网上还免费提供电路设计所需的应用指南和各种技术资料,以及仿真用的SPICE模型等资源。新产品已于2023年11月开始暂以月产10万个的规模投入量产(样品价格400日元/个,不含税)。另外,新产品也已开始电商销售,从Ameya360、Sekorm、Oneyac、Right IC等电商平台均可购买。今后,ROHM将继续开发不同封装和低导通电阻产品,不断扩大Super Junction MOSFET的产品阵容,通过助力各种设备降低功耗,来为解决环境保护等社会课题做出贡献。小型电源用电机用<应用示例>・R6004END4 / R6003KND4 / R6006KND4:照明、空调、冰箱等・R6002JND4 / R6003JND4:电泵、风扇、复印机等使用的电机<Super Junction MOSFET特设页面>ROHM的官网上提供与SOT-223-3封装相关的应用指南以及各种电路设计所需的资料。https://www.rohm.com.cn/support/super-junction-mosfet<什么是PrestoMOS>Presto意为“非常快”,源于意大利语的音乐术语。PrestoMOS是ROHM自有的功率MOSFET品牌,该品牌的MOSFET产品不仅保持了Super Junction MOSFET高耐压和低导通电阻的特点,还缩短了内置二极管的反向恢复时间。因其可降低开关损耗而越来越多地被用于空调和冰箱等配备逆变电路的应用。<术语解说>*1) Super Junction MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)MOSFET是晶体管的一种,根据器件结构上的不同又可细分为Planar MOSFET、Super Junction MOSFET等不同种类的产品。与Planar MOSFET相比,Super Junction MOSFET能够同时实现高耐压和低导通电阻,在处理大功率时损耗更小。*2) trr:反向恢复时间(Reverse Recovery Time)内置的二极管从导通状态到完全关断状态所需的时间。该值越低,开关时的损耗越小。
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