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關(guān)鍵詞：數(shù)字鎖相環(huán)；相位同步；溫度控制；頻率變換

中圖分類(lèi)號(hào)：TN752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004-373X(2008)02-046-02

Design of Temperature Frequency Conversion Circuit Based on Digital Phase Locked Loop

XIE Wancheng

(Loudi Vocational and Technical College,Loudi,417000,China )[HJ1*3][HJ]

[HJ*2]Abstract：The CC4046 integrated circuit phase locked loop uses the RC Voltage Controlled Oscillator(VCO),the exterior conjunction RC component of charge and discharge,the electric circuit is simple,the cost is inexpensive,the practical value is big,and widely used in the broadcast television system,several communications system,frequency synthesis system,automatic control and clock synchronization system.It overcomes these shortcoming such as low reliability and bad anti-interference to make use of integrated circuit phase locked loop constitutes to temperature frequency conversion circuit.For the accurate diagraph of temperature and need to carry on a temperature examination a control of the equipments provided a kind of viable electric circuit design a project.

Keywords：digital phase locked Loop；phase modulating synchronization；temperature control；frequency conversion

1 引 言

鎖相的概念在20世紀(jì)30年代提出后，很快就被廣泛地應(yīng)用在電子和通訊領(lǐng)域中。使用鎖相環(huán)PLL（Phase Locked Loop）電路的設(shè)備包括存儲(chǔ)器、微處理器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置、射頻無(wú)線(xiàn)收發(fā)器和光纖收發(fā)器等。近年來(lái)，集成電路的工作頻率和片內(nèi)集成的功能正以等比級(jí)數(shù)的速度增加，高性能的集成電路也被廣泛地應(yīng)用在高頻無(wú)線(xiàn)通訊及光纖通訊中，這也意味著在同一個(gè)系統(tǒng)晶片內(nèi)，同步的問(wèn)題也變得更加復(fù)雜了。而數(shù)字集成鎖相環(huán)路更有助于發(fā)展高性能和低成本的電子系統(tǒng)，高性能的鎖相環(huán)頻率控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化、國(guó)防高精尖科技等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其設(shè)計(jì)的合理性直接決定整個(gè)系統(tǒng)的精度。鎖相環(huán)技術(shù)應(yīng)用于應(yīng)用于溫度檢測(cè)電路中，通過(guò)溫度度傳感器將溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率的變化，可以用來(lái)精確測(cè)量溫度或用于自動(dòng)控制電路中調(diào)節(jié)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

2 集成鎖相環(huán)的基本原理

鎖相環(huán)的主要任務(wù)是保證本機(jī)的振蕩器產(chǎn)生的頻率和相位與接收的基準(zhǔn)信號(hào)頻率和相位完全相同，使電路工作頻率達(dá)到穩(wěn)定。鎖相環(huán)的基本組成如圖1所示，其主要由相位比較器、低通濾波器、壓控振蕩器3部分組成。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)

3.1 集成鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)

如圖2所示為采用了CMOS工藝的數(shù)字集成鎖相環(huán)CC4060的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖。其中，放大器A1對(duì)輸入信號(hào)υi進(jìn)行放大和整形。相位比較器（鑒相器）PC1僅由異或門(mén)構(gòu)成，他要求兩個(gè)相比較的輸入信號(hào)必須各自是占空比為50%的方波；PC2是由邊沿觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字相位比較器，僅在2個(gè)相位比較的輸入信號(hào)的上升沿起作用，與輸入信號(hào)的占空比無(wú)關(guān)。

3.3 溫控變頻電路的設(shè)計(jì)

常見(jiàn)的溫度控制系統(tǒng)，是先利用溫度傳感器將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻中電流的變化，繼而引起電壓的變化，實(shí)現(xiàn)控制功能。雖然其實(shí)現(xiàn)容易，但是可靠性低，抗干擾能力差，本文力求解決這一問(wèn)題。設(shè)計(jì)思路是將溫度變化轉(zhuǎn)換為頻率變化加以控制，先借助溫度傳感器和數(shù)字集成鎖相環(huán)電路把溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)檎袷幤鬏敵鲂盘?hào)頻率的變化，隨著溫度的漸漸升高，信號(hào)頻率也隨之慢慢改變，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，頻率也將確定。

將電壓信號(hào)V變換成頻率信號(hào)F在信號(hào)檢測(cè)電路、現(xiàn)代通信中應(yīng)用廣泛，用鎖相環(huán)電路能方便地實(shí)現(xiàn)V/F變換。根據(jù)壓控振蕩器的原理，在鎖相環(huán)的輸入端或VCO的電壓控制端加一直流電壓，則VCO的輸出頻率會(huì)隨輸入信號(hào)的瞬時(shí)電壓變化而實(shí)現(xiàn)V/F變換。反之，也能實(shí)現(xiàn)F/V變換。圖4就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)的溫度電壓頻率的信號(hào)變換電路。

在圖4中，溫度傳感器AD590將檢測(cè)溫度（－50～125 ℃）變換成直流電流，經(jīng)電阻分壓后得到直流電壓送入精密運(yùn)放OP-07放大后輸入到CC4060的第9腳，作為壓控振蕩器VCO的控制電壓，從第4腳輸出的頻率信號(hào)f0與控制電壓的大小對(duì)應(yīng)成比例。因此，他也和溫度傳感器的直流電壓VT成比例。R4和RP用于調(diào)整運(yùn)放的輸出電壓，R5改變運(yùn)放的增益。調(diào)整R1，Ct使VCO的固有頻率fυ為10 kHz。逐點(diǎn)測(cè)量壓控振蕩器的電壓控制曲線(xiàn)Vd和fυ；測(cè)量傳感器AD590輸出VTв胛露鵲墓叵擔(dān)壞鶻朔OP-07的放大倍數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)溫度到頻率信號(hào)的變換。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］蔡明生，黎福海，許文玉．電子設(shè)計(jì)［M］．北京：高等教育出版社,2004.

［2］沙占友．?dāng)?shù)字化測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［3］曹輝，胡俊，黃均鼐．?dāng)?shù)字式溫度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)［J］．微電子學(xué)報(bào)，2001(3).

［4］Razavi B.Monolithic Phase-locked Loops and Clock Recovery.IEEE Press，1996.

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關(guān)鍵詞 DSP 數(shù)字信號(hào)處理 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 關(guān)于DSP芯片的發(fā)展和分類(lèi)

DSP的概念的萌芽誕生于美國(guó)的大學(xué)，而在DSP芯片出現(xiàn)以前，實(shí)時(shí)信號(hào)的處理一般是在通用處理器上完成。直到上世紀(jì)70年代末才出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)的可編程數(shù)字信號(hào)處理器?？v觀(guān)DSP芯片的發(fā)展歷程，可以將其分為三個(gè)階段：

第一階段，DSP的雛形階段。1980年前后，在DSP芯片出現(xiàn)之前，數(shù)字信號(hào)處理只能依靠通用MPU來(lái)完成，但是MPU較低的數(shù)字信號(hào)處理速度和高能耗難以滿(mǎn)足高速實(shí)時(shí)的處理要求。1978年AMI公司了世界上第一塊DSP 芯片―― S2811，隨后各大集成電路廠(chǎng)商相繼推出了各自的DSP芯片。這個(gè)時(shí)期的DSP芯片由于內(nèi)部沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的單周期硬件乘法器，使芯片的運(yùn)算速度、數(shù)據(jù)處理能力和運(yùn)算精度受到了很大的限制。

第二階段，DSP的成熟階段。1990年前后，國(guó)際上許多著名的集成電路廠(chǎng)家都相繼推出自己的成熟的DSP產(chǎn)品。如：Motorola公司的DSP5600、9600系列，TI公司的TMS320C20、30、40、50系列，AT&T公司的DSP32等。

第三階段，DSP的完善階段。2000年以后，DSP芯片不僅信號(hào)處理能力更加完善，而且系統(tǒng)開(kāi)發(fā)更加方便，程序編輯調(diào)試更加靈活，功耗進(jìn)一步降低，成本大幅下降，系統(tǒng)集成度更高，大大提高了數(shù)字信號(hào)的處理能力。這一時(shí)期的DSP芯片另外一個(gè)最大的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了指令的多發(fā)射，一般采用超長(zhǎng)指令字（VLIW）結(jié)構(gòu)，還有一些采用單指令多數(shù)據(jù)流（SIMD）結(jié)構(gòu)，其時(shí)鐘頻率可高達(dá)1GHz以上，可在Windows環(huán)境下直接用C語(yǔ)言編程。

經(jīng)過(guò)了快半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，目前市場(chǎng)上已有上百種DSP芯片，即使是同一公司的產(chǎn)品，每款DSP芯片在結(jié)構(gòu)和性能上都有很大的差異，通常DSP芯片可以按照下列三種方式分類(lèi)：

（1）按基礎(chǔ)特性分類(lèi)。這是根據(jù)DSP芯片的工作時(shí)鐘和指令類(lèi)型來(lái)分類(lèi)的。如果在某時(shí)鐘頻率范圍內(nèi)，DSP都能正常工作，除計(jì)算機(jī)速度有變化外，沒(méi)有性能上的下降，這種芯片稱(chēng)為靜態(tài)DSP芯片。如果兩種或更多的DSP芯片，它們的指令集、機(jī)器代碼及引腳結(jié)構(gòu)相互兼容，稱(chēng)之為一致性DSP。

（2）按數(shù)據(jù)格式分類(lèi)可分為即定點(diǎn)數(shù)據(jù)格式和浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式。

（3）按用途分類(lèi)可以分為通用型DSP和專(zhuān)用型DSP。通用型適合普通的DSP應(yīng)用。而專(zhuān)用型DSP是為特定的功能、運(yùn)算設(shè)計(jì)的，如數(shù)字濾波、卷積和FFT等。

世界上主要的DSP制造商有四家：德州儀器（TI）、摩托羅拉（Motorola）、朗訊科技（Lucent）和模擬器件公司（ADI），其中TI公司獨(dú)占鰲頭，占世界市場(chǎng)45%的份額。TI公司多年來(lái)不斷發(fā)展，開(kāi)發(fā)了一個(gè)龐大的DSP家族――TMS320家族。在這個(gè)家族中，主要可以分為三大系列：

（1）TMS320C2000系列，包括C20x、C24x、C24xx、C28x等，該系列產(chǎn)品主要用于數(shù)字控制系統(tǒng)；

（2）TMS320C5000系列，包括C54x、C55x等，該系列主要用于低功耗、便攜式的無(wú)線(xiàn)終端產(chǎn)品；

（3）TMS320C6000系列，包括C62x、C67x、C64x等，該系列產(chǎn)品主要用于高性能復(fù)雜的通訊系統(tǒng)或者其他一些高端應(yīng)用，如圖像處理等。

2 DSP芯片的趨勢(shì)和應(yīng)用

與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)對(duì)DSP方面的研究起步較晚、差距較大。隨著應(yīng)用對(duì)DSP的要求越來(lái)越苛刻以及設(shè)計(jì)方法和工藝的日益進(jìn)步，DSP技術(shù)預(yù)計(jì)將向著以下幾個(gè)方面發(fā)展：

（1）更高的集成度?？s小DSP芯片尺寸始終是DSP的技術(shù)發(fā)展方向。當(dāng)前的DSP多數(shù)基于RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算）結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是尺寸小、功耗低、性能高。各DSP廠(chǎng)商紛紛采用新工藝，改進(jìn)DSP內(nèi)核，并將幾個(gè)DSP內(nèi)核、MPU內(nèi)核、專(zhuān)用處理單元、電路單元、存儲(chǔ)單元統(tǒng)統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上，成為DSP系統(tǒng)級(jí)集成電路。這樣的集成縮小了整機(jī)的體積，縮短了產(chǎn)品上市的時(shí)間，是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。

（2）DSP的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善。DSP的結(jié)構(gòu)主要是針對(duì)應(yīng)用，并根據(jù)應(yīng)用優(yōu)化DSP設(shè)計(jì)以改進(jìn)產(chǎn)品的性能。多通道結(jié)構(gòu)和單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）、超長(zhǎng)指令字結(jié)構(gòu)（VLIW）、超標(biāo)量結(jié)構(gòu)、超流水結(jié)構(gòu)、多處理、多線(xiàn)程及可并行擴(kuò)展的超級(jí)哈佛結(jié)構(gòu)在新的高性能DSP芯片中將占據(jù)主導(dǎo)地位。

（3）向低功耗方向發(fā)展。便攜式數(shù)字終端設(shè)備是DSP芯片最重要的應(yīng)用市場(chǎng)之一，如何在保證高性能的同時(shí)降低功耗是未來(lái)DSP芯片設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮的問(wèn)題。

（4）可編程DSP將成為主導(dǎo)產(chǎn)品?？删幊藾SP給生產(chǎn)廠(chǎng)商提供了很大的靈活性。生產(chǎn)廠(chǎng)商可在同一個(gè)DSP平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出各種不同型號(hào)的系列產(chǎn)品，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。同時(shí)，可編程DSP也為廣大用戶(hù)提供了易于升級(jí)的良好途徑。

（5）追求更高的運(yùn)算速度。隨著VLIW技術(shù)和靜態(tài)超標(biāo)量技術(shù)在DSP應(yīng)用上獲得巨大成功，DSP處理器在體系結(jié)構(gòu)上可挖掘的空間進(jìn)一步加大，通過(guò)增加CPU的運(yùn)算單元數(shù)量就可以顯著提高處理器的性能。

篇3

人類(lèi)已經(jīng)進(jìn)入了信息社會(huì)，電子信息產(chǎn)品已經(jīng)透射到我們生活的各個(gè)角落，包括國(guó)防軍工用品、通信、醫(yī)療、計(jì)算機(jī)及周邊視聽(tīng)產(chǎn)品、玩具等。傳統(tǒng)的電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)工作需要有完備的元器件及儀器設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)室中繁復(fù)調(diào)整測(cè)試才能完成。這需要消耗大量的時(shí)間、精力以及實(shí)驗(yàn)成本。傳統(tǒng)的電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)方法和手段，已經(jīng)難以適應(yīng)電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要。

隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，人美對(duì)電子相關(guān)行業(yè)提出了更高的要求：精確、穩(wěn)定、輕巧、保密、可靠；同時(shí)，電子行業(yè)又具有產(chǎn)品更新快，研發(fā)周期短的特點(diǎn)，為了滿(mǎn)足不斷發(fā)展的市場(chǎng)需求，加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級(jí)，在核心技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，電子行業(yè)必須采用新的研究方法和技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在電子設(shè)計(jì)中占有了很大的比重。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(ComputerAidedDesign,CAD)技術(shù)，以及在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(ElectronicDesignAutomztion,EDA)技術(shù)已成為電子領(lǐng)域的重要學(xué)科，并逐漸成為一個(gè)新型的產(chǎn)業(yè)部門(mén)。

一、傳統(tǒng)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題

1、傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品，從設(shè)計(jì)、調(diào)試到驗(yàn)證完成，一般采用面包板或?qū)ｉT(mén)的焊機(jī)板，通過(guò)手工裝配，再進(jìn)行電路的反復(fù)測(cè)量、評(píng)估電路性能。當(dāng)電路設(shè)計(jì)非常復(fù)雜時(shí)，采用這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，極易產(chǎn)生連線(xiàn)錯(cuò)誤、器件損壞等人為錯(cuò)誤，常會(huì)造成人力、財(cái)力、時(shí)間的浪費(fèi)。尤其是設(shè)計(jì)集成電路時(shí)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法無(wú)法模擬集成電路的真實(shí)特性。

2、電子產(chǎn)品的各項(xiàng)性能的分析，特別是消耗和破壞性的分析與測(cè)試。

3、設(shè)計(jì)過(guò)程中的大量的復(fù)雜的計(jì)算。

二、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程及解決的問(wèn)題

在20世紀(jì)70年代到80年代中期，計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算機(jī)雇主設(shè)計(jì)(CAD)理論的研究和應(yīng)用，是CAD技術(shù)成為電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，隨著高性能計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，尤其是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)邁向了其高級(jí)階段，出現(xiàn)了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)(EDA)是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、及智能化技術(shù)，進(jìn)行鏈子線(xiàn)路與系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、性能分析、系統(tǒng)優(yōu)化直至印制電路板的自動(dòng)設(shè)計(jì)，它可以完成電子工程設(shè)計(jì)的全過(guò)程。利用EDA工具，電子設(shè)計(jì)工程師可以從概念、算法等開(kāi)始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖或PCB版圖的整個(gè)過(guò)程在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成。其基本特征是以計(jì)算機(jī)硬件和相關(guān)軟件為工作平臺(tái)、最大限度地提高電子線(xiàn)路或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，從而節(jié)省人力、物力和開(kāi)發(fā)城本，縮短開(kāi)發(fā)周期。

三、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的主要特點(diǎn)

1、設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化

在EDA的應(yīng)用中，可以利用EDA應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)由系統(tǒng)層到電路層再到物理層的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的自動(dòng)化。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以按照電子線(xiàn)路或系統(tǒng)的指標(biāo)要求，采用完全獨(dú)立于芯片廠(chǎng)商及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的描述語(yǔ)言，在功能級(jí)對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行定義，并利用應(yīng)用軟件提供的仿真技術(shù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。具體地講，設(shè)計(jì)人員可以從概念、算法、協(xié)議等開(kāi)始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)機(jī)上自動(dòng)完成。

2、高度開(kāi)發(fā)的集成環(huán)境

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上安裝功能不同的軟件，形成一個(gè)功能強(qiáng)大的EDA設(shè)計(jì)環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，可以控制和管理設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，甚至可以讓這些軟件共享設(shè)計(jì)資源。這種高度開(kāi)放的集成環(huán)境，包含了電路設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，而且其文件類(lèi)型在不同的EDA軟件中是可以共享的。

3、高度智能化的操作

在EDA技術(shù)中，由于應(yīng)用軟件的智能化設(shè)計(jì)，各種設(shè)計(jì)向?qū)Ш吞崾臼滞陚?，使電子設(shè)計(jì)人員不必學(xué)習(xí)更高深的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，更不必進(jìn)行手工運(yùn)算，在應(yīng)用軟件環(huán)境中，就可以完成線(xiàn)路或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并得到精確的仿真結(jié)果。

篇4

電子電路課程是電工專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也是非電工專(zhuān)業(yè)如計(jì)算機(jī)、機(jī)械等專(zhuān)業(yè)的非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。電子電路課的主要任務(wù)是為學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和從事工程技術(shù)工作打好電子電路技術(shù)的理論基礎(chǔ)，并接受基本技能的訓(xùn)練。學(xué)生學(xué)好該課程無(wú)論是對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)，還是畢業(yè)以后的工作或者對(duì)繼續(xù)深造都起著重要的作用。

1.教師的實(shí)踐能力

經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)活動(dòng)和參加產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研制工作，證明理論教學(xué)與實(shí)際結(jié)合是至關(guān)重要的。在電子電路課程中，學(xué)生最終應(yīng)達(dá)到兩個(gè)目標(biāo)，一是會(huì)將實(shí)際電路抽象成電路模型，并能分析其原理，當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)修復(fù);二是會(huì)分析已經(jīng)繪出的電路模型，達(dá)到實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)的目的。上述教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需具備兩個(gè)條件，一是教師的實(shí)踐能力，二是實(shí)驗(yàn)設(shè)備與手段?，F(xiàn)任的成人高校教師中，90%是從應(yīng)試教育的模式中培養(yǎng)出來(lái)的，他們中的絕大多數(shù)人都是從學(xué)校出來(lái)后直接進(jìn)入教育崗位的。教師本身就沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以在教學(xué)中只能有意無(wú)意地避開(kāi)實(shí)踐環(huán)節(jié)。但這一現(xiàn)象導(dǎo)致了人才培養(yǎng)的惡性循環(huán)。因此，教師和學(xué)校都應(yīng)從這一誤區(qū)中盡快地走出來(lái)。教師是否了解學(xué)科技術(shù)的前沿，能否更多地將當(dāng)前新工藝——現(xiàn)代新產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程;新電子元件——目前廣泛使用的新器件，新儀器產(chǎn)品——現(xiàn)代電子儀器的使用介紹等內(nèi)容融入課堂教學(xué)是至關(guān)重要的。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況

在課堂教學(xué)中，開(kāi)始學(xué)生還可以接受一些知識(shí)，但隨著教學(xué)的深入，學(xué)生感到了困難，隨之學(xué)習(xí)的興趣越來(lái)越少，主動(dòng)學(xué)習(xí)便是一句空話(huà)，學(xué)習(xí)者也就是為了應(yīng)付考試，最終的教學(xué)目的很難達(dá)到。

3.實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)狀

由于工科專(zhuān)業(yè)招生困難，大部分學(xué)校把經(jīng)費(fèi)都投向了計(jì)算機(jī)房等能馬上收回成本、賺錢(qián)的項(xiàng)目上。因此，電工實(shí)驗(yàn)都在吃著老本，用著十幾年前的儀器設(shè)備，跟不上現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及電路設(shè)計(jì)的要求，實(shí)驗(yàn)質(zhì)量也因此受到很大的影響。所以，合理地增加實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備已迫在眉睫。另外，課時(shí)的壓縮，導(dǎo)致教師把重點(diǎn)放在知識(shí)的傳授上，對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)只用很少的課時(shí)，這對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力是極為不利的。

二、電子電路教學(xué)方法探討

1.注重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)同時(shí)避免過(guò)于片面性

面對(duì)學(xué)生編寫(xiě)教材和教學(xué)時(shí)，模擬電子電路課程不易片面強(qiáng)調(diào)以集成電路為主，理由如下：

（1）模擬電子電路是學(xué)生第一次接觸到的一門(mén)工程型、技術(shù)型、實(shí)用型的課程，它與先修課程“電路分析基礎(chǔ)”和“信號(hào)與系統(tǒng)”有很大的差別。后者是講述模型化電路和信號(hào)的分析方法，而電路的結(jié)構(gòu)、元件的取值和信號(hào)的性質(zhì)的不同并不影響分析方法的學(xué)習(xí)。但電子電路卻是具有—定功能的實(shí)用電路，學(xué)生在學(xué)習(xí)模擬電子電路課程時(shí)，由于受習(xí)慣思維的影響，碰到的第一個(gè)疑點(diǎn)和難點(diǎn)是不理解電子電路課程的工程性特點(diǎn);而且面對(duì)實(shí)際的電子電路進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí)，要引入有源器件參數(shù)的離散性和誤差?？紤]到這些基本因素，學(xué)生在學(xué)習(xí)電子電路的過(guò)程中是否能采用在一定的誤差和容差范圍內(nèi)，忽略某些次要因數(shù)，而抓住主要矛盾來(lái)進(jìn)行工程估算，使之既不失設(shè)計(jì)計(jì)算的正確性和可靠性，又能使分析和設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單化。這種基本能力的培養(yǎng)，顯然應(yīng)該作為模擬電子電路教學(xué)的基本出發(fā)點(diǎn)，而片面強(qiáng)調(diào)以集成電路為主勢(shì)必會(huì)削弱學(xué)生這種基本能力的培養(yǎng)和建立。

（2）模擬電子電路課的新概念多，所涉及的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法對(duì)專(zhuān)科生的培養(yǎng)起著重要的作用;而且課程的內(nèi)容體系與其他相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程之間保持著緊密的銜接和交融，因此在基本概念的講述上不能壓縮篇幅。另外，概念清楚、基礎(chǔ)理論扎實(shí)，也是靈活應(yīng)用集成電路的關(guān)鍵。

（3）集成電路類(lèi)型品種繁多，而且發(fā)展十分迅速，到底以哪些電路為主?即使花費(fèi)很大力氣講清楚了幾種，由于基礎(chǔ)不扎實(shí)學(xué)生也不可能用好其他類(lèi)型的集成電路。

（4）集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，大量問(wèn)題不是從電路的基本原理考慮，而是從工藝角度考慮的，從提高性能指標(biāo)考慮的。若提倡以集成電路為主，很容易出現(xiàn)內(nèi)部電路講的過(guò)細(xì)的情況，影響了基本理論的學(xué)習(xí)。

（5）由于片面提倡以集成電路為主，有許多書(shū)籍用大量的篇幅講集成電路的應(yīng)用，例如運(yùn)放組成的反向比例放大、同相比例放大、加法、減法等電路。其實(shí)這些內(nèi)容十分簡(jiǎn)單，只要講清楚分析問(wèn)題的思路和要點(diǎn)即可，完全可以讓同學(xué)自己分析。故集成電路的應(yīng)用不宜延伸太寬。

從以上五個(gè)方面來(lái)看，片面強(qiáng)調(diào)以集成電路為主的提法容易偏離模擬電子電路課程的方向，不利于加強(qiáng)基本概念和基本理論的學(xué)習(xí)，不利于打牢基礎(chǔ)。

2.以實(shí)例為基礎(chǔ)，講授課程的主要內(nèi)容

為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)始先提出一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，例如用比較通俗語(yǔ)言講解“電視信號(hào)測(cè)量?jī)x”的原理方框圖，對(duì)“電視信號(hào)測(cè)量?jī)x”產(chǎn)品的原理方框圖，先提出問(wèn)題，再解決問(wèn)題，在解決問(wèn)題中根據(jù)課程基礎(chǔ)知識(shí)銜接問(wèn)題，確定方框圖中各個(gè)方框詳細(xì)內(nèi)容解剖的順序，在講解基本原理的基礎(chǔ)上一個(gè)一個(gè)攻克。在學(xué)生的頭腦中始終有一個(gè)主線(xiàn)——解決實(shí)際問(wèn)題，課程的主要內(nèi)容逐步展開(kāi)，使學(xué)生清楚學(xué)習(xí)完某一個(gè)單元電路后，它可以解決什么問(wèn)題，今后如何應(yīng)用。

例如：介紹檢波方框時(shí)，先介紹二極管的構(gòu)成、符號(hào)和特性，在介紹二極管的各種用途時(shí)，重點(diǎn)講解二極管的檢波特性，即如何將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^(guò)程，同時(shí)使學(xué)生對(duì)單元電路和整體之間的關(guān)系有深入了解。又如講解中頻放大器方框時(shí)，從三極管入手，可將模擬電路的主要內(nèi)容引出;在LCD顯示方框中，可引出數(shù)字電路中許多常用的單元電路部件。

3.以實(shí)例為切入點(diǎn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力

在教學(xué)中盡量多地通過(guò)實(shí)例的引用，使課堂教學(xué)內(nèi)容豐富，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段仍是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵。首先應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)課已不是傳統(tǒng)意義上的電路物理量的測(cè)量與計(jì)算、驗(yàn)證定理。隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)應(yīng)提供給學(xué)生電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具，如Pspice軟件，該軟件能夠模擬電路的性能，可以把它引入到教學(xué)與實(shí)驗(yàn)中，課堂上以實(shí)例中的某一模塊為切入點(diǎn)，用計(jì)算機(jī)模擬電路性能并進(jìn)行輸入輸出測(cè)量，使學(xué)生對(duì)實(shí)際電路的性能有較直觀(guān)的了解，并借助該軟件分析電路。

4.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室科學(xué)化管理中加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

篇5

1.1居民生活環(huán)境中的應(yīng)用

在過(guò)去，人們接觸網(wǎng)絡(luò)通常都是在工作單位，現(xiàn)在，人們下班后可以在家中進(jìn)行網(wǎng)上沖浪已成為人們生活的“必需品”了。在這種需求背景下，房產(chǎn)開(kāi)發(fā)商提出了智能小區(qū)建設(shè)的規(guī)劃，為小區(qū)住戶(hù)提供了高質(zhì)量的寬帶交互式多媒體信息服務(wù)，并提供了實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。當(dāng)今在智能小區(qū)中，居民能夠利用此平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上銷(xiāo)售與購(gòu)物、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻在線(xiàn)、視頻會(huì)議、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程通訊、居家辦公、異地間的資源共享等，真正地將居民日常生活所關(guān)心的家庭保健、家庭娛樂(lè)、工作學(xué)習(xí)等問(wèn)題進(jìn)行廉價(jià)、快速地信息化解決。

1.2信息化教育

如今，互聯(lián)網(wǎng)與教育這兩種力量決定著時(shí)代的命運(yùn)。而這兩種力量的融合促成了教育的信息化。教育信息化是以計(jì)算機(jī)、多媒體以及網(wǎng)絡(luò)通訊為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化信息技術(shù)。信息化教育是信息社會(huì)的產(chǎn)物，同時(shí)是信息化社會(huì)對(duì)教育的新要求，其出現(xiàn)具有著時(shí)代的必然性。

1.3日常中的設(shè)備信息化

隨著人們對(duì)生活信息化的需求，更多的日常設(shè)備都或多或少的應(yīng)用上了信息技術(shù)。如：彩電的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)功能和冰箱的恒溫控制系統(tǒng)等。而逐漸走入百姓家的汽車(chē)更顯現(xiàn)出信息技術(shù)在日常設(shè)備中應(yīng)用發(fā)揮到更高程度。汽車(chē)工程界專(zhuān)家曾指出：電子技術(shù)的發(fā)展已使汽車(chē)產(chǎn)品的概念發(fā)生了更為深刻的變化。汽車(chē)的新電子系統(tǒng)由各個(gè)電子控制單元（ECU）組成，能夠獨(dú)立操控，同時(shí)還可以協(xié)調(diào)到整體運(yùn)行的最佳狀態(tài)。

二、電子信息技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)

電子信息技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)發(fā)展的主體特征，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用有如下特點(diǎn)：

2.1電子信息技術(shù)的集約化與智能化

智能化是計(jì)算機(jī)發(fā)展的主要方向，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)已經(jīng)能夠模擬人的感覺(jué)行為以及思維活動(dòng)，進(jìn)行集約化的邏輯分析及信息綜合處理。

2.2電子信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化與數(shù)字化

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步深入，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為現(xiàn)代信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)物。通過(guò)使用計(jì)算機(jī)高清晰數(shù)字處理技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行，這樣使信息資源得到共享與互動(dòng)交流。

2.3電子信息技術(shù)的高效化與快捷化

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，是在各種信息資源的整合與存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上，使用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)各種信息的高效率與快捷化管理。

三、電子信息技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

3.1光電子技術(shù)是未來(lái)信息技術(shù)的核心技術(shù)

現(xiàn)代電子信息技術(shù)經(jīng)歷了電子學(xué)和光電子學(xué)兩階段的發(fā)展，隨即步入了光子學(xué)新階段。許多科學(xué)家預(yù)測(cè)，本世紀(jì)將是光電子技術(shù)得到迅速發(fā)展的世紀(jì)，光子作為信息與能量的載體，逐漸產(chǎn)生了信息光子學(xué)及能量光子學(xué)，兩者都在按自己的規(guī)律及市場(chǎng)需求不斷向前發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代光電子交叉學(xué)科及光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。所以，光電子學(xué)是未來(lái)信息技術(shù)的核心，將在未來(lái)許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中起到帶領(lǐng)作用。

3.2微電子技術(shù)系統(tǒng)集成化

在電子信息技術(shù)中，電子信息硬件產(chǎn)品的“核心”即集成電路制造技術(shù)。集成電路的應(yīng)用范圍是十分廣泛的，例如從計(jì)算機(jī)的CPU到IC卡的各種類(lèi)型，都需要運(yùn)用到集成電路。微電子技術(shù)已經(jīng)過(guò)了大規(guī)模（LSI）、超大規(guī)模（VLSI）以及特大規(guī)模（ULSI）集成時(shí)代。作為高科技代表的集成電路技術(shù)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的影響。集成電路產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在芯片面積趨大，集成度也越來(lái)越高，特征表現(xiàn)在尺寸越來(lái)越小，芯片上的系統(tǒng)也日益趨于完善。在未來(lái)十年內(nèi)，集成電路的發(fā)展仍將以硅基CMOS電路為主流，其主要發(fā)展趨勢(shì)是加工細(xì)微化及硅片大直徑化。

3.3計(jì)算機(jī)技術(shù)向多媒體與智能化發(fā)展

計(jì)算機(jī)技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算、并行計(jì)算等，PC機(jī)、服務(wù)器和外部設(shè)備設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)、多媒體技術(shù)以及人工智能技術(shù)等。近年來(lái)計(jì)算機(jī)性能幾乎每?jī)赡晏岣咭粋€(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)前的CPU已由32位向64位過(guò)渡了；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已經(jīng)從計(jì)算機(jī)為核心向因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為核心轉(zhuǎn)變；存儲(chǔ)設(shè)備在系統(tǒng)中的比重趨大，存儲(chǔ)技術(shù)向海量存儲(chǔ)方向轉(zhuǎn)變；多媒體技術(shù)的應(yīng)用將使計(jì)算機(jī)、通信以及家電融為一體，DVD光驅(qū)已取代CD-ROM，語(yǔ)言與手寫(xiě)識(shí)別技術(shù)和數(shù)字圖像交互技術(shù)已趨于實(shí)用化，多媒體技術(shù)在微機(jī)中綠化帶的配置引起了注意，電腦將更加趨于個(gè)性化與擬人化。筆記本電腦得到了迅速發(fā)展，手持電腦也以全新的面貌面向世人。

3.4通信技術(shù)向?qū)拵Щ⒕C合化及個(gè)性化

發(fā)展通信技術(shù)包括光纖傳輸技術(shù)、數(shù)字微波技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)與衛(wèi)星、等。低軌道衛(wèi)星通信當(dāng)前已經(jīng)實(shí)用化；光纖傳輸技術(shù)使其傳輸速度翻一番，傳遞活動(dòng)畫(huà)面的通信業(yè)務(wù)已經(jīng)在人們生活中得到應(yīng)用；移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展十分迅速，CDMA、GSM數(shù)字移動(dòng)通信已經(jīng)全面取代了模擬移動(dòng)通信，GPRS走向商用，而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正在制定并予實(shí)施；數(shù)字微波系統(tǒng)由數(shù)字系列（PDH）向同步數(shù)字系列（SDH）全面轉(zhuǎn)變；在通信產(chǎn)業(yè)中寬帶接入技術(shù)發(fā)展較為迅速，光纖主干網(wǎng)站接入已超過(guò)G級(jí)，Internet無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)以及藍(lán)牙技術(shù)日臻成熟；IP電話(huà)向電信業(yè)務(wù)的深入，使得傳統(tǒng)電信技術(shù)和IP技術(shù)融合速度得到進(jìn)一步加快，其中IP選路、包交換、DWDM光傳輸及Web應(yīng)用已成寬帶網(wǎng)下一代必須考慮的四大要素，IP技術(shù)將與ATM技術(shù)相互結(jié)合。

3.5網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向大容量、多業(yè)務(wù)與高性能發(fā)展

目前，IP業(yè)務(wù)呈爆炸式增長(zhǎng)發(fā)展，寬帶綜合業(yè)務(wù)超高速因特網(wǎng)、數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）將是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。第二代融合數(shù)據(jù)、語(yǔ)音以及影像的多元Internet網(wǎng)絡(luò)取代第一代Inter－net單一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為必然，使用密集波分多路復(fù)用技術(shù)（DWDM）的光通信網(wǎng)絡(luò)將極大降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)某杀荆褂脩?hù)享受無(wú)限帶寬，使多媒體實(shí)時(shí)通信成為了可能。網(wǎng)絡(luò)多媒體通信的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)所有媒體成份數(shù)據(jù)的有效傳輸與應(yīng)用。

四、小結(jié)

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【關(guān)鍵詞】處理器；容錯(cuò)技術(shù)；研究；展望

中圖分類(lèi)號(hào)：E951 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、前言

容錯(cuò)技術(shù)對(duì)于處理器的正常運(yùn)行來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，如何在處理器上很好的利用容錯(cuò)技術(shù)已經(jīng)成為了處理器進(jìn)一步發(fā)展的必要課題，處理器容錯(cuò)技術(shù)的研究需要結(jié)合處理器的特性展開(kāi)，同時(shí)對(duì)其容錯(cuò)技術(shù)做出進(jìn)一步的探討。

二、容錯(cuò)技術(shù)概述

容錯(cuò)就是當(dāng)由于種種原因在系統(tǒng)中出現(xiàn)了數(shù)據(jù)、文件損壞或丟失時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)將這些損壞或丟失的文件和數(shù)據(jù)恢復(fù)到發(fā)生事故以前的狀態(tài)，使系統(tǒng)能夠連續(xù)正常運(yùn)行的一種技術(shù)。

容錯(cuò)FT(Fault Tolerant)技術(shù)一般利用冗余硬件交叉檢測(cè)操作結(jié)果。隨著處理器速度的加快和價(jià)格的下跌而越來(lái)越多地轉(zhuǎn)移到軟件中。未來(lái)容錯(cuò)技術(shù)將完全在軟件環(huán)境下完成，那時(shí)它和高可用性技術(shù)之間的差別也就隨之消失了。

局域網(wǎng)的核心設(shè)備是服務(wù)器。用戶(hù)不斷從文件服務(wù)器中大量存取數(shù)據(jù)，文件服務(wù)器集中管理系統(tǒng)共享資源。但是如果文件服務(wù)器或文件服務(wù)器的硬盤(pán)出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，所以，我們?cè)谶@里講解的容錯(cuò)技術(shù)是針對(duì)服務(wù)器、服務(wù)器硬盤(pán)和供電系統(tǒng)的。

三、處理器容錯(cuò)

處理器在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤可以分為硬錯(cuò)誤和軟錯(cuò)誤兩種。硬錯(cuò)誤是電路單元產(chǎn)生的不可恢復(fù)故障,是永久性的錯(cuò)誤;而軟錯(cuò)誤則是由于噪聲干擾或者高能粒子撞擊而引起的瞬態(tài)故障,是可以恢復(fù)的錯(cuò)誤。研究表明,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中80%~90%的失效都由瞬態(tài)故障引起,表明瞬態(tài)故障是引起計(jì)算機(jī)系統(tǒng)失效的主要原因。

為了消除軟錯(cuò)誤的影響,提高處理器的可靠性,可以在設(shè)計(jì)階段采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)技術(shù),通過(guò)冗余容錯(cuò)的電路以及體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使得處理器具有容錯(cuò)功能。容錯(cuò)技術(shù)總是同冗余的概念聯(lián)系在一起,冗余技術(shù)可以基本分為如下幾類(lèi):硬件冗余、軟件冗余、信息冗余和時(shí)間冗余。

四、 處理器容錯(cuò)方向

隨著處理器逐步采用納米級(jí)制造工藝，處理器的集成度越來(lái)說(shuō)高，功能越來(lái)越強(qiáng)大。然而在處理器性能得到大幅提高的同時(shí)，由于集成電路特征尺寸的減小、電源電壓的降低和頻率的升高，使得處理器對(duì)于串?dāng)_、接地反彈、電磁干擾以及輻射等各種噪聲干擾變得更加敏感，并可能引發(fā)錯(cuò)誤的操作，大大降低了處理器的可靠性。直到近幾年，處理器本身的可靠性和容錯(cuò)設(shè)計(jì)才得到人們足夠的重視。處理器容錯(cuò)設(shè)計(jì)的研究有四個(gè)主流方向，下面將分別介紹當(dāng)前處理器可靠性設(shè)計(jì)和容錯(cuò)處理的各個(gè)方向：

1、在 FPGA 上實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)容錯(cuò)處理器

可重構(gòu)技術(shù)的出現(xiàn)使處理器可靠性的提高得到了很大的發(fā)展空間，取得了巨大的進(jìn)步。FPGA 本身具有可編程改變邏輯的功能，因此在高可靠性設(shè)計(jì)中，可以利用 FPGA 的現(xiàn)場(chǎng)可編程特性，當(dāng)工作單元出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)對(duì)芯片進(jìn)行重新布局布線(xiàn)以及網(wǎng)鏢數(shù)據(jù)重載，實(shí)現(xiàn)芯片邏輯功能的現(xiàn)場(chǎng)重構(gòu)和修改，從而提高無(wú)人工作環(huán)境下處理器的可靠性。

2、單芯片處理器的容錯(cuò)與可靠性研究

從硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面采取措施，提高單芯片處理器的可靠性，這是當(dāng)前處理器可靠性研究的主流方向。為了提高單芯片處理器的可靠性，可以從工藝、電路設(shè)計(jì)、微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)等不同角度出發(fā)分別采取措施，絕大多數(shù)研究都集中在處理器的容錯(cuò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。

3、處理器陣列的容錯(cuò)與可靠性研究

一些對(duì)處理器性能需求很高的特殊應(yīng)用場(chǎng)合需要采用處理器陣列，例如圖像處理、氣象預(yù)測(cè)等。

五、處理器容錯(cuò)技術(shù)

本節(jié)以我們提出的分類(lèi)法為基礎(chǔ)，以處理器容錯(cuò)技術(shù)的趨勢(shì)為線(xiàn)索，對(duì)目前流行的處理器結(jié)構(gòu)、微結(jié)構(gòu)的容錯(cuò)機(jī)制，以及業(yè)界在不同層次上有代表性的研究成果進(jìn)行介紹和分析.

1容錯(cuò)與高性能技術(shù)的融合

如圖1所示，時(shí)問(wèn)冗余可以在指令級(jí)或線(xiàn)程級(jí)等不同的級(jí)別實(shí)現(xiàn).

（一）指令級(jí)容錯(cuò)

指令級(jí)容錯(cuò)主要利用處理器已有的高性能技術(shù)，在對(duì)其結(jié)構(gòu)、微結(jié)構(gòu)做最小改動(dòng)的情況下利用ILP實(shí)現(xiàn)容錯(cuò).近年來(lái)許多高性能技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到容錯(cuò)領(lǐng)域,例如指令重發(fā)、指令復(fù)制、指令重用(instruction reuse)以及Bi-t sliced技術(shù)等。

指令重發(fā)與指令復(fù)制技術(shù)(instruction reissueand instruction replication)時(shí)間冗余技術(shù)的典型作法是使指令執(zhí)行兩遍并對(duì)兩次執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行比較,實(shí)現(xiàn)以指令為單位的“細(xì)粒度”容錯(cuò)。這可以通過(guò)指令重發(fā)或指令復(fù)制機(jī)制實(shí)現(xiàn)。

①指令重發(fā):在處理器的調(diào)度段使指令重復(fù)執(zhí)行;

②指令復(fù)制:在解碼段利用指令注入技術(shù)(in-struction injection)在處理器中形成多個(gè)指令流實(shí)現(xiàn)。該方法利用指令注入邏輯從主線(xiàn)程生成R-1個(gè)冗余指令流,并為每條指令的R個(gè)拷貝分配連續(xù)的ROB(reorder buffer)單元分別進(jìn)行解碼并分派到功能單元執(zhí)行,起到了重復(fù)執(zhí)行的效果。當(dāng)多個(gè)指令流的執(zhí)行結(jié)果一致時(shí),在處理器提交段又合成為一個(gè)指令流,即每條指令只提交一次;不一致時(shí)則利用分支回繞(branch rewind)機(jī)制將處理器恢復(fù)到正確狀態(tài)?？傊?指令重新執(zhí)行的方式以時(shí)間為代價(jià)換取了處理器的高可信性。

（二） 指令重用IR(instruction reuse)

動(dòng)態(tài)指令重用是一種非前瞻技術(shù),原理類(lèi)似于備忘錄。指令重用利用程序本身固有的冗余特征,即一個(gè)靜態(tài)指令的實(shí)例會(huì)以相同操作數(shù)多次執(zhí)行,來(lái)消除處理器冗余計(jì)算提高性能。為降低其時(shí)間代價(jià),人們把IR指令重用技術(shù)應(yīng)用于容錯(cuò)領(lǐng)域。

如圖2所示。重用緩沖(reuse buffer)包括一個(gè)操作碼、兩個(gè)操作數(shù)和一個(gè)執(zhí)行結(jié)果。指令執(zhí)行時(shí)會(huì)檢索重用緩沖,命中則直接利用查找的結(jié)果進(jìn)行提交;否則指令正常執(zhí)行,并將指令執(zhí)行結(jié)果寫(xiě)入重用緩沖。重用也可以在不同的級(jí)別實(shí)現(xiàn),如塊重用、蹤跡重用等.

2容錯(cuò)與低功耗技術(shù)的融合

和高性能一樣，低功耗和可信性已經(jīng)成為下一代處理器設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要指標(biāo).因此，正確地理解處理器中各組成部件的功耗與可信性的關(guān)系及其交互具有重要意義。人們對(duì)Cache中的功耗與容錯(cuò)交互問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。Zhang等人提出一種通過(guò)保護(hù)復(fù)制數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)低功耗的機(jī)制;Somani等人對(duì)使用頻率高的Cache行進(jìn)行保護(hù)降低功耗;Li等人在電路級(jí)和微結(jié)構(gòu)級(jí)研究了可信性與低功耗的交互與均衡問(wèn)題,并提出了一種自適應(yīng)的、利用不同復(fù)雜度編碼實(shí)現(xiàn)對(duì)Cache中干凈數(shù)據(jù)(clean)和臟數(shù)據(jù)(dirty)保護(hù)的機(jī)制。Zhang等人提出了一種檢測(cè)點(diǎn)(checkpointing)與動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整DVS(dynamic volt-age scaling)相結(jié)合的方法在實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)的同時(shí)對(duì)Cache進(jìn)行動(dòng)態(tài)功耗管理。功耗感知的(energy-aware)自適應(yīng)檢測(cè)點(diǎn)在任務(wù)級(jí)對(duì)功耗動(dòng)態(tài)管理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了容錯(cuò)。不同的低功耗技術(shù)具有不同的可信行為,低功耗與可信性的交互與均衡已經(jīng)受到業(yè)界的高度關(guān)注。

3性能/功耗/容錯(cuò)的交互

DVS控制策略機(jī)制網(wǎng)絡(luò)處理器NP(network processor)的出現(xiàn)為路由器等高性能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的構(gòu)建提供了靈活、高效的平臺(tái),目前已成為嵌入式領(lǐng)域的熱點(diǎn)。典型的NP集多處理與多線(xiàn)程技術(shù)與一身,在一個(gè)芯片中集成了多個(gè)利用包級(jí)并行性快速執(zhí)行的可編程微引擎ME(micro engine)提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)處理能力。Intel公司的IXP1200是NP結(jié)構(gòu)的代表,它由一個(gè)Stron-gARM處理器核、6個(gè)微引擎、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存接口和一個(gè)高速總線(xiàn)接口組成。隨著主頻的提高和復(fù)雜性的增加,功耗已經(jīng)成為NP設(shè)計(jì)中的重要因素之一。在這樣的背景下,Luo等人開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于IXP1200的定時(shí)準(zhǔn)確的、開(kāi)源的結(jié)構(gòu)級(jí)性能/NP仿真框架———NePSim,在性能與功耗方面獲得了滿(mǎn)意的準(zhǔn)確度。如圖4所示,Luo模擬了DVS技術(shù)對(duì)降低功耗空間進(jìn)行了優(yōu)化,以0.5%的性能代價(jià)獲得了8。1%的功耗收益。目前我們正在從事NP中性能/功耗/容錯(cuò)交互與均衡的深入研究。

六、結(jié)束語(yǔ)

本文研究分析后得出的結(jié)論是，處理器容錯(cuò)技術(shù)對(duì)于當(dāng)今處理器的性能優(yōu)化有很大的幫助，能夠極大的提高處理器的使用效果，為用戶(hù)提供更好的處理器，但是，對(duì)于處理器的容錯(cuò)技術(shù)，我們還需進(jìn)一步的進(jìn)行研究和分析。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁柱.網(wǎng)格與容錯(cuò)[J].科學(xué)咨詢(xún)(決策管理). 2010(04)

篇7

能耗是個(gè)大問(wèn)題

為突破“摩爾定律”的極限，除了不斷提升集成電路計(jì)算機(jī)運(yùn)算效率，各種新型計(jì)算機(jī)也在科學(xué)家腦中醞釀。以量子計(jì)算機(jī)為例，其基本數(shù)據(jù)單位依然是比特0或1。但與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不同，一個(gè)量子比特可以同時(shí)表現(xiàn)為0和1，兩個(gè)量子比特就是00、01、10、11四種狀態(tài)。以此類(lèi)推，300個(gè)量子比特承載的數(shù)據(jù)量便可達(dá)到2的300次方，超過(guò)整個(gè)宇宙的原子數(shù)量總和，由此帶來(lái)運(yùn)算速度的極大提升。

除了提高性能，降低計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能耗更是個(gè)棘手問(wèn)題。據(jù)專(zhuān)家介紹，目前國(guó)際上高性能計(jì)算的主流體系結(jié)構(gòu)，都建立在上世紀(jì)40年代馮·諾伊曼的理論之上，隨著時(shí)展已面臨不少瓶頸。例如，實(shí)際應(yīng)用性能僅有峰值性能的5%10%，許多性能被“放空”；用戶(hù)無(wú)法根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求自主參與計(jì)算控制，實(shí)用性差。這兩個(gè)缺陷導(dǎo)致計(jì)算系統(tǒng)能耗高居不下，目前位列世界前10名的高性能計(jì)算系統(tǒng)功耗均在數(shù)兆瓦以上，相當(dāng)于一個(gè)中等城市公共照明用電的總量。各大互聯(lián)網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)中心能耗同樣驚人，谷歌公司云計(jì)算中心每天的耗電量和整個(gè)日內(nèi)瓦市的耗電量相當(dāng)。如果未來(lái)計(jì)算機(jī)只是簡(jiǎn)單地做服務(wù)器數(shù)量疊加，而不考慮能耗問(wèn)題，其用電成本將是天文數(shù)字。

向結(jié)構(gòu)體系動(dòng)刀

如何讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真正的高效能運(yùn)算？鄔江興院士大膽選擇了向整個(gè)計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)“動(dòng)刀”，提出了一種全新的“PRCA體系結(jié)構(gòu)”。在這種新體系下，計(jì)算機(jī)變得更加“聰明”，它不僅能分析、識(shí)別各種應(yīng)用的類(lèi)型、需要?jiǎng)佑玫挠?jì)算資源，還能據(jù)此“調(diào)兵遣將”，做到“減有余，補(bǔ)不足”。例如，一個(gè)由100臺(tái)服務(wù)器組成的數(shù)據(jù)中心，50臺(tái)用于處理和電子郵件相關(guān)的指令，50臺(tái)用于提供視頻點(diǎn)播服務(wù)。在傳統(tǒng)的計(jì)算架構(gòu)下，這種任務(wù)分派是一成不變的；但在PRCA架構(gòu)下，如果視頻服務(wù)過(guò)于集中，50臺(tái)服務(wù)器應(yīng)接不暇，那么原本為郵件服務(wù)待命的服務(wù)器，也能　“增援”。這樣一來(lái)，計(jì)算機(jī)資源的可持續(xù)利用率提高，硬件的更新?lián)Q代頻率有可能將不再頻繁。由于所有的計(jì)算能力都用在“刀刃”上，整個(gè)系統(tǒng)能耗也大大降低。

和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)　“鐵板一塊”的體系架構(gòu)不同，這種新概念計(jì)算機(jī)最大的特點(diǎn)是“會(huì)認(rèn)知”、“柔性可變”。當(dāng)外界指令輸入，算核能根據(jù)需要組合出不同的CPU、GPU或者存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)來(lái)支持運(yùn)算。結(jié)構(gòu)變成什么樣子，完全取決于指令的內(nèi)容。鄔江興院士將此類(lèi)比為碳原子碳原子排列結(jié)構(gòu)不同，既可以產(chǎn)生出世界上最堅(jiān)硬的金剛石，也能夠變成較柔軟的石墨。

顛覆性創(chuàng)新有待驗(yàn)證

這種動(dòng)態(tài)可變的體系架構(gòu)，通過(guò)軟件和硬件的共同創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)。軟件方面包括一系列新型系統(tǒng)，硬件則涉及CPU、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等方面的改革。對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，這相當(dāng)于一次頗具顛覆性的創(chuàng)新，需要進(jìn)一步實(shí)踐驗(yàn)證。項(xiàng)目組也坦言，目前學(xué)界對(duì)此尚有不同看法和意見(jiàn)。但至少有一點(diǎn)已在業(yè)內(nèi)達(dá)成基本共識(shí)：從具體的應(yīng)用需求出發(fā)，重新設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“智能”調(diào)配資源，很可能是未來(lái)高效能計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向。

篇8

【關(guān)鍵詞】機(jī)械電子工程；電子電路學(xué)；人工智能

世之矚目的人機(jī)大戰(zhàn)最終以阿爾法狗的勝利而告終。這場(chǎng)為無(wú)數(shù)人所關(guān)注的圍棋比賽，刷新了人們對(duì)人工智能的認(rèn)知。長(zhǎng)久以來(lái)，人工智能對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)仿佛只是一個(gè)存在性的概念。殊不知，人工智能已經(jīng)悄然分布在我們身邊。對(duì)于人工智能的討論和定性一直塵埃未定。但毋庸置疑，人工智能必然是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。人工智能涉及到眾多學(xué)科，例如仿生學(xué)、電子電路學(xué)、機(jī)械電子工程學(xué)等。比起其他學(xué)科，機(jī)械電子工程是一門(mén)比較老的學(xué)科。無(wú)論是在理論的成熟性上，還是在應(yīng)用的廣泛性上，機(jī)械電子工程都有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。因此，研究人工智能的發(fā)展，必然離不開(kāi)機(jī)械電子工程的相應(yīng)支撐。

1人工智能的發(fā)展

人工智能的概念起源于工業(yè)時(shí)代。隨著科技的發(fā)展，大量的機(jī)器開(kāi)始取代人力進(jìn)行生產(chǎn)工作。無(wú)論是以蒸汽為動(dòng)力的機(jī)器，還是以電力為動(dòng)力的機(jī)器，都可以周而復(fù)始地重復(fù)一樣工作，從而大幅度地解放人力資源。但是，由于機(jī)器的局限性，它們只能固定地重復(fù)某一動(dòng)作或者某一套動(dòng)作，而不會(huì)自我進(jìn)行改變。當(dāng)外界環(huán)境改變的時(shí)候，它們依舊會(huì)重復(fù)這些動(dòng)作。因此，人們急切需要一種可以針對(duì)外部條件進(jìn)行自我改變的機(jī)器。隨著電子管和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與普及，特別是隨后的晶體管和集成電路的發(fā)展，為人工智能的出現(xiàn)提供了契機(jī)。人工智能的定義是指某一樣機(jī)器在執(zhí)行某一項(xiàng)指令時(shí)，如果外部條件發(fā)生改變，它也會(huì)自行改變自己的行動(dòng)方式，從而適應(yīng)外部條件的改變。但機(jī)器畢竟是機(jī)器，它們并不具有人類(lèi)的思維。它們能夠?qū)Νh(huán)境作出判斷和對(duì)自身做出改變，是因?yàn)槿祟?lèi)提前在它們內(nèi)部設(shè)置好了相應(yīng)的程序。而晶體管和集成電路的大規(guī)模普及，和機(jī)械電子工程的成熟應(yīng)用，為人工智能的應(yīng)用與發(fā)展提供了新的成長(zhǎng)土壤。

2機(jī)械電子工程與人工智能的相關(guān)性分析

歸根結(jié)底，人工智能依舊屬于機(jī)器。既然是機(jī)器，便離不開(kāi)電子電路與機(jī)械的支撐。無(wú)論是多復(fù)雜，多精密的人工智能機(jī)器，當(dāng)我們進(jìn)行仔細(xì)分析的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它們其實(shí)就是一個(gè)個(gè)電路所組成的。機(jī)械電子工程在電氣時(shí)代就已經(jīng)得到大規(guī)模發(fā)展。經(jīng)過(guò)這么多年的應(yīng)用，機(jī)械電子工程無(wú)論是在理論上的成熟性，還是在應(yīng)用上的廣泛性，都有著眾多學(xué)科無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。而人工智能是在晶體管與集成電路發(fā)展成熟后，尤其是微型電子計(jì)算機(jī)發(fā)展成熟后，才得到快速發(fā)展的一門(mén)技術(shù)。換而言之，人工智能就是機(jī)械電子工程所延伸出來(lái)的一種產(chǎn)物。只是它包含了眾多其它學(xué)科的知識(shí)，才是兩者有了一定的區(qū)別。人工智能是機(jī)械電子工程的一種延伸性產(chǎn)物，但并不是完全性的機(jī)械電子工程產(chǎn)物。正如前文所言，人工智能除了包含了機(jī)械電子工程學(xué)，還包括了仿生學(xué)、物理學(xué)甚至數(shù)學(xué)等眾多學(xué)科。所以，從嚴(yán)格定義上來(lái)說(shuō)，人工智能與機(jī)械電子工程是不同的兩個(gè)學(xué)科。但這兩個(gè)學(xué)科并不是完全獨(dú)立的，正如數(shù)學(xué)和物理學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)。從表面上看，兩者似乎并不相干；從嚴(yán)格定義上看，彼此也是分屬不同的學(xué)科。但是當(dāng)我們仔細(xì)分析的時(shí)候，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些學(xué)科是彼此交叉的，互相聯(lián)系的。所以，我們?cè)趯?duì)它們進(jìn)行分析的時(shí)候，需要互相聯(lián)系彼此，進(jìn)行綜合性分析。我們?cè)诎l(fā)展人工智能的時(shí)候，必然是離不開(kāi)機(jī)械電子工程的相應(yīng)技術(shù)的支撐。因此，我們應(yīng)該從更高的層面，綜合分析，將它們聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)綜合性發(fā)展。

3機(jī)械電子工程的智能發(fā)展

現(xiàn)在，人們的生活中越來(lái)越追求便利。無(wú)論是智能手機(jī)的發(fā)展，還是掌上電腦的應(yīng)用，都充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)。機(jī)械電子工程起源于電氣時(shí)代，發(fā)展的成熟性和實(shí)用性都很高。但是，它已經(jīng)無(wú)法完全適用于現(xiàn)代的生產(chǎn)生活。而隨著智慧城市的提出和各種人工智能產(chǎn)品的大規(guī)模應(yīng)用，人們對(duì)機(jī)械電子工程的發(fā)展提出了新的要求，即“智能化、微型化、實(shí)用化”。例如現(xiàn)在常見(jiàn)的一種“智能家居”。這種東西已經(jīng)不再僅僅是一種概念產(chǎn)品，而是已經(jīng)發(fā)展出實(shí)物。它們可以根據(jù)人們的需求，對(duì)人們的生活環(huán)境進(jìn)行適應(yīng)性改變?！爸悄芗揖印睆膶?shí)物上而言，就是一些電子產(chǎn)品在微型計(jì)算機(jī)的整體控制下，進(jìn)行對(duì)相應(yīng)工作的分析和處理。這也就是機(jī)械電子工程的未來(lái)發(fā)展方向。隨著微型計(jì)算機(jī)的大規(guī)模普及和應(yīng)用，尤其是各種高性能的微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，需要機(jī)械電子工程為它們提供相應(yīng)的電子電路來(lái)支撐，從而使得它們能夠正常工作。因此，機(jī)械電子工程應(yīng)該把握住時(shí)代的前沿，追隨著時(shí)展的腳步，根據(jù)自身獨(dú)有的成熟性?xún)?yōu)勢(shì)，進(jìn)一步發(fā)展，從而適應(yīng)新時(shí)代的“智能化、微型化、實(shí)用化”的要求。

4結(jié)束語(yǔ)

人工智能雖然都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但綜合來(lái)看，人工智能的發(fā)展仍舊十分不成熟，還有著很大的發(fā)展空間。機(jī)械電子工程作為人工智能的基礎(chǔ)，也會(huì)隨著人工智能的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)自身理論的進(jìn)一步成熟和相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展。綜合分析來(lái)看，人工智能雖然是機(jī)械電子工程的延伸產(chǎn)物，卻已經(jīng)和機(jī)械電子工程有了很大的不同。當(dāng)我們?cè)诎l(fā)展人工智能的時(shí)候，必然是離不開(kāi)機(jī)械電子工程的相應(yīng)技術(shù)的支撐。如果我們真的要對(duì)它們進(jìn)行分析的話(huà)，我們就應(yīng)該從更高的層面，綜合分析，將它們聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)綜合性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]肖斌.薛麗敏.李照順.對(duì)人工智能發(fā)展新方向的思考[J].信息技術(shù),2009.

篇9

只要想一想數(shù)碼相機(jī)(DSC)。MP3播放器、GPS接收器。個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等產(chǎn)品的情形，就能理解這一點(diǎn)。這些產(chǎn)品大多數(shù)都能用AC適配器、通用串行總線(xiàn)(USB)電纜或鋰離子電池供電。不過(guò)，管理和控制這些電源之間的電源通路卻帶來(lái)了極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。直到最近，設(shè)計(jì)師們一直設(shè)法用大量MOSFET、運(yùn)算放大器以及此類(lèi)元器件來(lái)個(gè)別實(shí)現(xiàn)這一功能，但他們一直面臨著巨大的熱插拔問(wèn)題和可引起嚴(yán)重系統(tǒng)問(wèn)題的大浪涌電流。

大多數(shù)由電池供電的手持產(chǎn)品都采用專(zhuān)用集成電路(ASIC)來(lái)滿(mǎn)足電池充電、電源通路控制、提供多個(gè)電源等需求，以及實(shí)現(xiàn)真正輸出斷接、準(zhǔn)確USB限流等保護(hù)功能。采用這種方法的原因很明顯：可以用單個(gè)器件滿(mǎn)足所有電源管理需求。然而，這種做法也存在一些缺點(diǎn)。首先，ASIC采用特殊芯片制造工藝制造，難于最大限度地提高每項(xiàng)電源管理功能的性能。其次是從訂貨到交貨的時(shí)間較長(zhǎng)，這與ASIC的定義和開(kāi)發(fā)有關(guān)，此問(wèn)題在當(dāng)今這種動(dòng)態(tài)而設(shè)計(jì)周期短的時(shí)代變得更加重要。一個(gè)電源管理ASIC從概念到交貨的生產(chǎn)時(shí)間超過(guò)一年半是常見(jiàn)的事。在這么長(zhǎng)的時(shí)間里，特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求可能已改變了3次或更多。

以MP3播放器為例，從十幾家制造商的多種MP3播放器可看出，這些產(chǎn)品的特點(diǎn)和功能存在共性，可用專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)來(lái)實(shí)現(xiàn)．而且沒(méi)有用單一芯片制造工藝制造集成電路常常產(chǎn)生的那種性能損失。就這些應(yīng)用而言．凌特公司的LTC3455代表著高水平的功能集成。

采用4mm×4mm QFN封裝的LTC3455無(wú)縫地管理AC適配器、USB電纜和鋰離子電池之間的電源通路，同時(shí)符合USB電源標(biāo)準(zhǔn)。仿佛這還不夠，LTC3455還具有一個(gè)全功能線(xiàn)性鋰離子電池充電器，可提供高達(dá)800mA的充電電流，另外還有兩個(gè)高效率的同步降壓型轉(zhuǎn)換器，能產(chǎn)生大多數(shù)USB外部設(shè)備需要的低壓軌。此外，LTC3455還為微處理器提供加電復(fù)位信號(hào)、為存儲(chǔ)卡供電提供熱插拔(HotSwap)輸出以及提供一個(gè)適合用作低電池電量比較器或LDO控制器的自由增益構(gòu)件。

LTC3455的電源提供方法與屬于充電器饋送型系統(tǒng)的現(xiàn)有電池和電源管理集成電路不同。在這類(lèi)系統(tǒng)中，外部電源不直接向負(fù)載供電，而是用適配器或USB端口給電池充電，然后再由電池向負(fù)載供電。如果電池已經(jīng)深度放電．那么電源電流要經(jīng)過(guò)一個(gè)延遲時(shí)間才能到達(dá)負(fù)載。這是因?yàn)樵陔姵孬@得所需的最低充電量之前不能向外供電。LTC3455去除了這一延遲，這樣AC或USB電源一接上，手持產(chǎn)品就能加電。此外，該芯片將利用任何未被負(fù)載使用的可用電源給電池充電。

功能豐富、由電池供電的新型手持產(chǎn)品的另一個(gè)關(guān)鍵趨勢(shì)是用開(kāi)關(guān)電源代替線(xiàn)性穩(wěn)壓器以延長(zhǎng)電池壽命。不過(guò)這個(gè)趨勢(shì)導(dǎo)致了另一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題， 因?yàn)楹芏嗍殖之a(chǎn)品的電路板上都有噪聲敏感高頻電路以及敏感射頻接收器。噪聲發(fā)生器(開(kāi)關(guān)電源)和噪聲敏感電路在一起可能產(chǎn)生干擾。

傳統(tǒng)的解決辦法是讓產(chǎn)生噪聲的電路遠(yuǎn)離對(duì)噪聲敏感的電路。不過(guò)，在今天的手持產(chǎn)品中，例如在智能電話(huà)中．元器件排列如此緊密，以至于不可能再用這種方法了。由于成本和尺寸的原因，求助于屏蔽也不實(shí)際。傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源將噪聲能量集中到窄帶諧波中。不過(guò)，如果這些諧波中的一個(gè)碰巧與敏感頻率(例如．接收器的中頻(IF)通帶)重合，就有可能產(chǎn)生干擾。這就迫使集成電路制造商設(shè)計(jì)在輸入和輸出都具有低噪聲以及具有低電磁干擾(EMI)輻射的產(chǎn)品。

一種已經(jīng)成功運(yùn)用的降低噪聲的方法是讓DC／DC轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生高頻抖動(dòng)。這種方法以及由此產(chǎn)生的擴(kuò)頻工作允許用偽隨機(jī)數(shù)(PRN)序列調(diào)制開(kāi)關(guān)頻率，以消除窄帶諧波。一個(gè)在片上實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻工作的集成電路例子是凌特公司的LTC3251。LTC3251是一個(gè)500mA高效率，低噪聲、無(wú)電感器型降壓DC／DC轉(zhuǎn)換器。LTC3251的擴(kuò)頻振蕩器用來(lái)產(chǎn)生每個(gè)周期的時(shí)長(zhǎng)都是隨機(jī)但頻率固定在1MHz至1．6MHz的時(shí)鐘脈沖。這樣做的好處是將開(kāi)關(guān)噪聲擴(kuò)展到較寬的頻率范圍上。

最新的“智能”蜂窩電話(huà)允許Web瀏覽，無(wú)線(xiàn)傳輸電子郵件，拍照片、播放流式視頻甚至玩游戲。一個(gè)處于萌芽期的趨勢(shì)是，蜂窩電話(huà)中還包括一個(gè)使電話(huà)具有高容量存儲(chǔ)能力的微型硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD，盤(pán)片直徑小于1英寸)，從而使這些智能電話(huà)還能作為MP3播放器使用。不過(guò)．要把這些功能塞進(jìn)一個(gè)外形尺寸已經(jīng)受限的產(chǎn)品中，同時(shí)還要獲得更長(zhǎng)的工作時(shí)間，智能電話(huà)制造商無(wú)疑面臨著越來(lái)越大的壓力。

從圖1所示的智能電話(huà)方框圖中很容易理解，功能越多，在不同的功率級(jí)上就需要越多的低壓輸出軌。蜂窩電話(huà)中的主電源軌過(guò)去常常是3．3V的，而較新的蜂窩電話(huà)設(shè)計(jì)采用1．5V主電源軌的情形越來(lái)越常見(jiàn)了。原因很清楚．大多數(shù)數(shù)字大規(guī)模集成(LSt)IC都工作在1．5V或更低的電壓上。說(shuō)明這種情況的兩個(gè)例子是需要1．375V電壓的基帶芯片組和需要1．2V電壓的應(yīng)用DSP(用于視頻處理)。

很明顯，由于受到空間、效率和成本因素的制約，用負(fù)載點(diǎn)(POL)DC／DC轉(zhuǎn)換直接把3．6V的鋰離子電池標(biāo)稱(chēng)輸出電壓降至上述較低的電壓是不現(xiàn)實(shí)的。因此，設(shè)計(jì)師們轉(zhuǎn)而選擇采用兩步轉(zhuǎn)換的方法。他們先用高效率降壓型轉(zhuǎn)換器將鋰離子電池電壓降至1．5V。然后，從這個(gè)1．5V主電源軌．他們可以簡(jiǎn)單地用非常低壓差(VLDO)穩(wěn)壓器為低壓數(shù)字LSI集成電路供電。由于標(biāo)稱(chēng)工作電流較低以及低壓軌之間的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到80％～90％．所以?xún)刹睫D(zhuǎn)換方法在很大程度上是可能實(shí)現(xiàn)的。例如，在從1．5V降至1．375V以便為基帶芯片組內(nèi)核供電時(shí)，效率為91．7％。

在現(xiàn)代蜂窩電話(huà)中更加流行的功能是具有拍攝高分辨率靜止圖像和視頻圖像的內(nèi)置數(shù)字相機(jī)。相機(jī)性能的提高也導(dǎo)致對(duì)大功率白光光源的需求，以使相機(jī)可在室內(nèi)或昏暗環(huán)境中使用。廣泛用于為彩色顯示屏提供背光照明的白光發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)成為配備相機(jī)的蜂窩電話(huà)中的主要光源。白光LED擁有能夠滿(mǎn)足現(xiàn)代蜂窩電話(huà)設(shè)計(jì)師所要求的各種特點(diǎn)，如小尺寸、高光輸出、可提供“閃光燈”和持續(xù)“視頻”物體照明等。高輸出功率LED一直專(zhuān)門(mén)用作各種集成相機(jī)燈。這些專(zhuān)門(mén)的相機(jī)LED非常適用于完成物體照明任務(wù)，但是它們也是極大的電池功耗源。

雖然用大功率LED產(chǎn)生可見(jiàn)光這一基本任務(wù)很簡(jiǎn)單．但是如果不改善現(xiàn)有設(shè)計(jì)．那么實(shí)現(xiàn)高性能電源和電流控制解決方案卻是非常困難的，凌特公司的LTC3454是專(zhuān)門(mén)用來(lái)優(yōu)化效率、準(zhǔn)確度和大電流相機(jī)燈應(yīng)用中LED電流控制的新產(chǎn)品之一。

LTC3454是一種同步降壓―升壓型DC／DC轉(zhuǎn)換器，為 由單節(jié)鋰離子電池輸入產(chǎn)生高達(dá)1A電流以驅(qū)動(dòng)單個(gè)大功率LED而優(yōu)化。該器件視VIN和LED正向電壓的不同，自動(dòng)在同步降壓、同步升壓和4開(kāi)關(guān)降壓一升壓模式之間轉(zhuǎn)換。在整個(gè)可用鋰離子電池電壓范圍(2．7V～4．2V)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)高于90％的PLED／PIN效率。

新出現(xiàn)的3G W-CDMA應(yīng)用具有高速數(shù)據(jù)鏈路(也稱(chēng)為“高速下行鏈路分組接入”)，因此與其前一代相比，這些應(yīng)用產(chǎn)生了一些獨(dú)特的電源需求。為了獲得最高的數(shù)據(jù)傳輸速率，射頻功率放大器(RF PA)需要4．2V的標(biāo)稱(chēng)輸入電壓。由于鋰離子電池大多數(shù)情況下都是3．6V，因此當(dāng)用鋰離子電池為這些應(yīng)用供電時(shí)，需要升壓功能以獲得4．2V電壓。傳統(tǒng)上，能夠獲得的最高電壓是電池電壓減去集成電路中集成的旁路晶體管上的100mV～200mY壓降。當(dāng)蜂窩電話(huà)改變到話(huà)音模式時(shí)．射頻功率放大器需要更低的電源電壓，通常為1V左右。提供這些電壓一般來(lái)說(shuō)是不難的，但是這里有一個(gè)潛在的問(wèn)題，即電源必須能夠在不到25μs的時(shí)間內(nèi)從4．2V迅速轉(zhuǎn)換到1V(反之亦然)。蜂窩電話(huà)從備用模式轉(zhuǎn)換到發(fā)送模式時(shí)，也需要這么快的轉(zhuǎn)換率，反過(guò)來(lái)也是這樣。這就排除了SEPIC轉(zhuǎn)換器或具開(kāi)關(guān)LDO 的升壓型轉(zhuǎn)換器這類(lèi)解決方案，因?yàn)檫@些解決方案不能在低于25us的時(shí)間內(nèi)在高速數(shù)據(jù)模式和話(huà)音模式之間轉(zhuǎn)換。

不過(guò)，凌特公司的LTC3444同步降壓―升壓型轉(zhuǎn)換器已經(jīng)為用于3G W-CDMA應(yīng)用而進(jìn)行了優(yōu)化。它可以用單節(jié)鋰離子電池向0．5V～5V之間的輸出提供高達(dá)400mA的持續(xù)輸出電流。LTC3444獨(dú)特的降壓―升壓型設(shè)計(jì)使它能夠用高于，低于和等于輸出電壓的輸入電壓工作。為了獲得最高的數(shù)據(jù)傳輸速率，射頻功率放大器需要4．2V標(biāo)稱(chēng)輸入電壓。由于鋰離子電池大多數(shù)情況下都是3．6V，因此當(dāng)用鋰離子電池為這些應(yīng)用供電時(shí)，需要升壓功能以獲得4．2V電壓。這種升壓能力使得LTC3444對(duì)其前一代產(chǎn)品和所有同類(lèi)器件而言都是獨(dú)一無(wú)二的，這些同類(lèi)器件采用旁路晶體管代行升壓功能，而且只能提供略低于VBATT的電壓。

篇10

產(chǎn)業(yè)集群研究最核心的任務(wù)是回答什么是集群創(chuàng)新績(jī)效的決定因素。20年來(lái)關(guān)于產(chǎn)業(yè)集群的學(xué)術(shù)成果，無(wú)論是理論研究還是經(jīng)驗(yàn)實(shí)證，無(wú)論是比較研究還是歷史分析，都試圖找到?jīng)Q定或影響“產(chǎn)業(yè)集群持續(xù)績(jī)效差異”的關(guān)鍵因素。

基于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)和企業(yè)能力理論，我們提出“創(chuàng)新能力―績(jī)效差異”的概念框架。它可以簡(jiǎn)單地概括為“環(huán)境―資源―意識(shí)―活動(dòng)―能力―績(jī)效”，其中，環(huán)境是產(chǎn)業(yè)集群的外生因素，集群的結(jié)構(gòu)包括集群的創(chuàng)新資源和主體構(gòu)成，創(chuàng)新意識(shí)是產(chǎn)業(yè)集群中主體對(duì)創(chuàng)新的認(rèn)知，創(chuàng)新活動(dòng)既包括個(gè)體獨(dú)立的創(chuàng)新活動(dòng)，也包括主體間的互動(dòng)創(chuàng)新。

創(chuàng)新能力是決定集群持續(xù)績(jī)效差異的根本性因素。創(chuàng)新是嵌入在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的，因此創(chuàng)新環(huán)境十分重要。集群文化和企業(yè)的抱負(fù)水平是影響創(chuàng)新能力的重要因素。集群創(chuàng)新能力是在主體的創(chuàng)新活動(dòng)中形成和加強(qiáng)的。創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新意識(shí)和主體活動(dòng)的協(xié)同演進(jìn)共同決定產(chǎn)業(yè)集群的創(chuàng)新能力。

二、研究的方法

以參與集群的企業(yè)為對(duì)象，提出了產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（見(jiàn)表1）。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了問(wèn)卷調(diào)查表和分析方法。關(guān)于綜合評(píng)價(jià)值，我們?cè)O(shè)定了5級(jí)量化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：A；偏差值60以上；B：偏差值55―59；C：偏差值50―54；D：偏差值45―49；E：偏差值44以下。相應(yīng)得分銷(xiāo)數(shù)點(diǎn)后數(shù)進(jìn)行四舍五入處理。得分越高，說(shuō)明產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新能力越高。

調(diào)研方法遵循三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：地理接近性；產(chǎn)業(yè)專(zhuān)業(yè)分工配套體系的系統(tǒng)性；與生產(chǎn)制造企業(yè)相關(guān)的支撐機(jī)構(gòu)的完備性，由專(zhuān)家和學(xué)者推薦選定了10個(gè)典型產(chǎn)業(yè)集群進(jìn)行研究（見(jiàn)表2）。調(diào)研的內(nèi)容包括同集群公共管理部門(mén)、集群內(nèi)企業(yè)的座談，針對(duì)重點(diǎn)企業(yè)的深度訪(fǎng)談，以及對(duì)集群內(nèi)樣本企業(yè)基本上采取了“一對(duì)一”、“定點(diǎn)”式的問(wèn)卷調(diào)查，發(fā)放了528份問(wèn)卷，回收了435份有效問(wèn)卷，回收率為82.39%。

三、研究的發(fā)現(xiàn)

結(jié)論一：提升集群內(nèi)企業(yè)對(duì)于市場(chǎng)和技術(shù)的認(rèn)知度，對(duì)于利用外部創(chuàng)新資源的認(rèn)知度是強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新意識(shí)的重點(diǎn)

10個(gè)產(chǎn)業(yè)集群在創(chuàng)新意識(shí)得分上存在差異，它主要來(lái)自于集群內(nèi)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)和技術(shù)機(jī)會(huì)的認(rèn)知度的差異上。例如，玉環(huán)閥門(mén)和晉江鞋業(yè)產(chǎn)業(yè)集群所在區(qū)域內(nèi)具有較強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)和創(chuàng)新意識(shí)，但是企業(yè)的創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新意識(shí)，集群內(nèi)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)和技術(shù)機(jī)會(huì)，以及企業(yè)對(duì)利用外部創(chuàng)新資源的認(rèn)知度都偏低，尤其是對(duì)利用企業(yè)外部資源的認(rèn)知上。這說(shuō)明，產(chǎn)業(yè)集群所在區(qū)域內(nèi)較強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新文化價(jià)值觀(guān)，并不等同于企業(yè)的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新意識(shí)，企業(yè)對(duì)市場(chǎng)和技術(shù)機(jī)會(huì)，以及企業(yè)對(duì)利用外部創(chuàng)新資源較強(qiáng)的認(rèn)知度，并出現(xiàn)了“強(qiáng)區(qū)域價(jià)值觀(guān)、弱企業(yè)認(rèn)知”的客觀(guān)事實(shí)。

另外，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群的創(chuàng)新意識(shí)上弱于新興產(chǎn)業(yè)集群的創(chuàng)新意識(shí)。例如，在10個(gè)集群中，張江集成電路、丹陽(yáng)金屬新材料、成都軟件產(chǎn)業(yè)集群中企業(yè)的創(chuàng)新意識(shí)更高。這說(shuō)明，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群中企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，創(chuàng)業(yè)或創(chuàng)新機(jī)會(huì)更少，而新興產(chǎn)業(yè)集群中企業(yè)的創(chuàng)業(yè)或創(chuàng)新機(jī)會(huì)更多，也愿意承擔(dān)更大的風(fēng)險(xiǎn)。

再有，產(chǎn)業(yè)集群中企業(yè)對(duì)于利用外部創(chuàng)新資源的認(rèn)知度低于對(duì)于市場(chǎng)和技術(shù)機(jī)會(huì)的認(rèn)知度。分析顯示，無(wú)論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群還是新興產(chǎn)業(yè)集群對(duì)于利用外部創(chuàng)新資源的認(rèn)知度相對(duì)較低，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群又低于新興產(chǎn)業(yè)集群的認(rèn)知。

結(jié)論二：提升企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)的水平和平均技術(shù)人員強(qiáng)度是夯實(shí)產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新資源的關(guān)鍵

在10個(gè)產(chǎn)業(yè)集群中，65.53%的被調(diào)研企業(yè)設(shè)立了研發(fā)機(jī)構(gòu)，張江集成電路和揚(yáng)州半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)集群中100% 的被調(diào)研企業(yè)都設(shè)立了研發(fā)機(jī)構(gòu)，但是擁有市級(jí)以上的技術(shù)中心的被調(diào)研企業(yè)為25.47%。同時(shí)，出現(xiàn)了“兩級(jí)分化”的現(xiàn)象，一類(lèi)是研發(fā)機(jī)構(gòu)水平確實(shí)較低，達(dá)不到國(guó)內(nèi)認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)；另一類(lèi)研發(fā)機(jī)構(gòu)水平較高，但沒(méi)有申請(qǐng)國(guó)內(nèi)相關(guān)認(rèn)定。例如，張江集成電路產(chǎn)業(yè)集群，被調(diào)研企業(yè)中有66.41%企業(yè)研發(fā)投入強(qiáng)度有所增加；66.25%的企業(yè)技術(shù)人員投入強(qiáng)度有所增加；57.72%的企業(yè)熟練技術(shù)工人投入強(qiáng)度有所增加。但就平均投入強(qiáng)度而言，提升企業(yè)平均技術(shù)人員投入強(qiáng)度顯得較為迫切。

結(jié)論三：集群內(nèi)企業(yè)合作創(chuàng)新深度不夠的問(wèn)題，以及同大學(xué)科研機(jī)構(gòu)合作參與度低的問(wèn)題最為突出

調(diào)查分析顯示，無(wú)論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群還是新興產(chǎn)業(yè)集群在合作創(chuàng)新深度方面都需要加強(qiáng)。10個(gè)集群內(nèi)所有被調(diào)查企業(yè)中開(kāi)展過(guò)同其他企業(yè)、大學(xué)科研機(jī)構(gòu)合作創(chuàng)新活動(dòng)的企業(yè)，“同其他企業(yè)在開(kāi)發(fā)、交易和融資方面的洽談件數(shù)/合作件數(shù)/向大學(xué)科研機(jī)構(gòu)咨詢(xún)件數(shù)/合作件數(shù)/技術(shù)轉(zhuǎn)移件數(shù)/向大學(xué)科研機(jī)構(gòu)、其他企業(yè)引進(jìn)人才數(shù)”總和的平均數(shù)為3.68件（人）/每個(gè)參與合作創(chuàng)新企業(yè)。與大學(xué)科研機(jī)構(gòu)的合作件數(shù)和技術(shù)轉(zhuǎn)移件數(shù)就更少了。這說(shuō)明企業(yè)與外部創(chuàng)新資源真正有深度的合作創(chuàng)新還非常少。

集群內(nèi)企業(yè)與其他企業(yè)和大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)的合作正處于從“接觸了解”到“開(kāi)展合作”的過(guò)渡階段，與大學(xué)科研機(jī)構(gòu)的合作創(chuàng)新仍需加強(qiáng)。從合作參與度情況看，集群內(nèi)企業(yè)與其他企業(yè)的合作參與度高于與大學(xué)科研機(jī)構(gòu)的合作參與。集群所有被調(diào)查的企業(yè)中，在過(guò)去1年里，已經(jīng)有接近50%的企業(yè)同其他企業(yè)，以及大學(xué)科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行過(guò)洽談和技術(shù)咨詢(xún),這說(shuō)明集群內(nèi)企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始一定程度“接觸了解”。

值得注意的是，株洲軌道交通、丹陽(yáng)高性能金屬材料、揚(yáng)州半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)都有50%以上的企業(yè)不僅同大學(xué)科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行了技術(shù)咨詢(xún)，而且還開(kāi)展了合作研發(fā)活動(dòng)。另外，引進(jìn)技術(shù)人才仍然是產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)進(jìn)行合作創(chuàng)新的主要活動(dòng)，被調(diào)查企業(yè)平均有61.51%的企業(yè)都采取了這種方式。

產(chǎn)業(yè)集群的合作網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)。不同的產(chǎn)業(yè)集群在合作網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上存在一定差異。10個(gè)產(chǎn)業(yè)集群中，在協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)建設(shè)和地方政府支持合作研發(fā)項(xiàng)目上差異最大，4個(gè)產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)有75%企業(yè)認(rèn)為本區(qū)域“沒(méi)有”或“不清楚存在”促進(jìn)合作的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，有70%以上企業(yè)認(rèn)為本區(qū)域“沒(méi)有”或“不清楚存在”地方政府支持的合作研發(fā)項(xiàng)目。

結(jié)論四：無(wú)論是傳統(tǒng)還是新興產(chǎn)業(yè)集群都面臨產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和商業(yè)化能力提升的問(wèn)題。同時(shí)，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群持續(xù)發(fā)展需要以企業(yè)研究開(kāi)發(fā)能力和平均研發(fā)水平的提升為支撐

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)研發(fā)能力和平均研發(fā)水平都弱于新興產(chǎn)業(yè)集群，并具有一定差距。如，黃巖模具、晉江鞋業(yè)、玉環(huán)閥門(mén)集群的企業(yè)平均研發(fā)水平得分都低于44分。黃巖模具、晉江鞋業(yè)、玉環(huán)閥門(mén)和鐵西裝備制造產(chǎn)業(yè)集群中開(kāi)展研發(fā)活動(dòng)的比重基本上在20―35%的范圍內(nèi)，而其他的高性能金屬材料（54.44%）、半導(dǎo)體照明（71.79%）、集成電路（68.18%）、軟件（51.97%）、軌道交通（86.67%）和工程機(jī)械（52.38%）產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)開(kāi)展研發(fā)活動(dòng)的比重都在50%以上。

結(jié)論五：合作創(chuàng)新對(duì)集群內(nèi)企業(yè)銷(xiāo)售收入和技術(shù)水平提升具有較大貢獻(xiàn)

10個(gè)產(chǎn)業(yè)集群中，株洲軌道交通、張江集成電路、丹陽(yáng)高性能技術(shù)材料、長(zhǎng)沙工程機(jī)械、揚(yáng)州半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)集群“企業(yè)銷(xiāo)售收入”得分都超過(guò)了50分。總體上看，有近70%的被調(diào)查企業(yè)認(rèn)為合作創(chuàng)新對(duì)促進(jìn)銷(xiāo)售收入增長(zhǎng)和技術(shù)水平提升有較大貢獻(xiàn)，其中對(duì)新興產(chǎn)業(yè)集群的促進(jìn)更加明顯一些。

結(jié)論六：各地產(chǎn)業(yè)集群亟需制定和落實(shí)開(kāi)放公共技術(shù)平臺(tái)建設(shè)和合作研究開(kāi)發(fā)激勵(lì)政策，創(chuàng)造良好的風(fēng)險(xiǎn)投資環(huán)境，吸引高端人才，提升產(chǎn)品配套水平

產(chǎn)業(yè)集群已經(jīng)初步形成了核心技術(shù)人才的洼地；產(chǎn)業(yè)集群中企業(yè)核心生產(chǎn)設(shè)備較容易獲得；傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群比新興產(chǎn)業(yè)集群整體上具有更完備的產(chǎn)品配套。但是，產(chǎn)業(yè)集群風(fēng)險(xiǎn)資本發(fā)展水平需要進(jìn)一步提高；地區(qū)集群政策中最為薄弱的是合作研究開(kāi)發(fā)政策和開(kāi)放公共技術(shù)平臺(tái)政策，其次是組織各種形式的技術(shù)交流政策。

四、政策啟示

（一）以“創(chuàng)新能力”提升作為各項(xiàng)集群政策制定的核心價(jià)值導(dǎo)向

政府的政策關(guān)鍵在于引導(dǎo)社會(huì)資源的配置，發(fā)揮好導(dǎo)向和杠桿作用。因此，無(wú)論新增項(xiàng)目投資、企業(yè)技術(shù)改造投資，還是科技項(xiàng)目投入、公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，還是對(duì)企業(yè)的各項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)等方面的政策，都要突出“集群創(chuàng)新能力”提升這一核心價(jià)值導(dǎo)向。換言之，政策選擇的對(duì)象不是以“大”為標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)該是以“創(chuàng)新能力強(qiáng)”為標(biāo)準(zhǔn)。政策不是簡(jiǎn)單地向“大項(xiàng)目”、“大企業(yè)”傾斜，而應(yīng)該向“創(chuàng)新能力強(qiáng)的企業(yè)和項(xiàng)目”傾斜。

同時(shí)，政策激勵(lì)的重點(diǎn)應(yīng)該是“創(chuàng)新的產(chǎn)出”。即不僅僅企業(yè)經(jīng)濟(jì)意義上的規(guī)模產(chǎn)出，更應(yīng)該是在“品牌、專(zhuān)利、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)先進(jìn)性”等方面的產(chǎn)出。

（二）技術(shù)融合發(fā)展是產(chǎn)業(yè)集群政策制定的基本思路

打破傳統(tǒng)“產(chǎn)業(yè)邊界”的桎梏。產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展過(guò)程本身就是一個(gè)“技術(shù)范式”不斷變化的動(dòng)態(tài)演進(jìn)過(guò)程。既定的基于統(tǒng)計(jì)意義的產(chǎn)業(yè)劃分，以及基于“高技術(shù)”和“低技術(shù)”的產(chǎn)業(yè)劃分都不符合產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的客觀(guān)實(shí)際。很難用一個(gè)統(tǒng)計(jì)意義上的“產(chǎn)業(yè)劃分”標(biāo)準(zhǔn)去概括一個(gè)產(chǎn)業(yè)集群，也很難用“低技術(shù)”去概括“傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群”，用“高技術(shù)”來(lái)概括“戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)集群”。在產(chǎn)業(yè)集群動(dòng)態(tài)演進(jìn)的過(guò)程，“技術(shù)融合”進(jìn)而形成新的“技術(shù)范式”是一條重要的產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展規(guī)律。

應(yīng)從“技術(shù)融合發(fā)展”的角度去思考，處理好傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展之間的關(guān)系。既要更多地、更有效地發(fā)揮戰(zhàn)略性新興技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和提升，促進(jìn)新的技術(shù)范式形成；也要更有效發(fā)揮傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)既有市場(chǎng)基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的盡快成熟。

（三）領(lǐng)軍企業(yè)培育是產(chǎn)業(yè)集群政策制定的突破口

領(lǐng)軍企業(yè)缺乏，或者是沒(méi)有形成領(lǐng)軍企業(yè)梯隊(duì)是當(dāng)前我國(guó)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的一個(gè)最突出瓶頸，并直接導(dǎo)致了集群內(nèi)“競(jìng)爭(zhēng)水平低”、“對(duì)市場(chǎng)和技術(shù)機(jī)會(huì)識(shí)別能力差”、“對(duì)外利用合作創(chuàng)新資源意識(shí)弱”等問(wèn)題的出現(xiàn)。

領(lǐng)軍企業(yè)是產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)分工的“組織者”。領(lǐng)軍企業(yè)的培育將會(huì)直接提升產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)部的組織程度。領(lǐng)軍企業(yè)是新技術(shù)的“守門(mén)員”，是鏈接產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)外部創(chuàng)新資源的“橋梁”。通常是領(lǐng)軍企業(yè)最先識(shí)別，最先消化、吸收、應(yīng)用，最先在產(chǎn)業(yè)集群中進(jìn)行擴(kuò)散。領(lǐng)軍企業(yè)是集群內(nèi)其他企業(yè)最直接的“示范者”。集群內(nèi)對(duì)于最新技術(shù)和市場(chǎng)機(jī)會(huì)的識(shí)別，對(duì)于外部創(chuàng)新資源的識(shí)別，往往都是由領(lǐng)軍企業(yè)“率先示范”的，并進(jìn)而促進(jìn)了其他企業(yè)跟進(jìn)，示范是最好的引導(dǎo)。領(lǐng)軍企業(yè)是高水平競(jìng)爭(zhēng)的“驅(qū)動(dòng)者”。領(lǐng)軍企業(yè)的培育不是一個(gè)靜態(tài)的概念，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)選擇的過(guò)程。注意形成產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)的“領(lǐng)軍企業(yè)梯隊(duì)”，從而強(qiáng)化了集群內(nèi)的“競(jìng)爭(zhēng)水平”，不只是低水平、同質(zhì)化的競(jìng)爭(zhēng)。領(lǐng)軍企業(yè)培育對(duì)象的選擇并不僅僅表現(xiàn)在企業(yè)規(guī)模層面上，更應(yīng)該表現(xiàn)在創(chuàng)新能力和成長(zhǎng)能力層面上，更應(yīng)該關(guān)注企業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)出。

（四）建立高水平的產(chǎn)業(yè)配套體系是產(chǎn)業(yè)集群政策制定核心內(nèi)容

產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力通常是產(chǎn)業(yè)集群企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要表現(xiàn)。而產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不僅來(lái)源于終端企業(yè)的設(shè)計(jì)和裝配能力，更重要的是來(lái)源于相關(guān)的原材料、零部件企業(yè)、生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)。這些企業(yè)的集合形成了產(chǎn)業(yè)配套體系。

目前，中國(guó)產(chǎn)業(yè)集群形成了一定產(chǎn)業(yè)配套能力，但卻是“雄厚的低水平產(chǎn)業(yè)配套能力”。具體表現(xiàn)為：許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群配套的“低、小、散、污”問(wèn)題，例如，鞋業(yè)、閥門(mén)等；先進(jìn)制造類(lèi)產(chǎn)業(yè)集群配套的“核心零部件”外購(gòu)問(wèn)題，例如，工程機(jī)械、裝備制造和軌道交通等；新興產(chǎn)業(yè)集群的“原材料”、“核心零部件”和“核心生產(chǎn)設(shè)備”的國(guó)外依賴(lài)問(wèn)題，例如，新材料、半導(dǎo)體照明和集成電路等。

因此，需要分類(lèi)制定相關(guān)政策，促進(jìn)終端企業(yè)和相關(guān)配套企業(yè)之間的互動(dòng)，在互動(dòng)中創(chuàng)新發(fā)展。以建立高水平產(chǎn)業(yè)配套體系作為產(chǎn)業(yè)集群政策的核心內(nèi)容，真正釋放“集群互動(dòng)優(yōu)勢(shì)”，形成“集群創(chuàng)新體系的力量”。

（五）公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)是產(chǎn)業(yè)集群政策制定的重要支點(diǎn)

產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮在于“共享”和“互動(dòng)”。產(chǎn)業(yè)集群公共服務(wù)平臺(tái)就是“共享”和“互動(dòng)”的重要載體，在這個(gè)載體上各種要素得到更加有效的配置。從產(chǎn)業(yè)集群要素的公共服務(wù)平臺(tái)可以劃分為四大類(lèi)：

一是公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)。它是為產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)提供技術(shù)支撐、促進(jìn)企業(yè)間合作創(chuàng)新、促進(jìn)企業(yè)同大學(xué)科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作創(chuàng)新的平臺(tái)。公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)是產(chǎn)業(yè)集群中的合作網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，將直接影響企業(yè)合作創(chuàng)新的參與度和合作創(chuàng)新深度。二是公共人才服務(wù)平臺(tái)?！叭肆Y源”是產(chǎn)業(yè)集群的創(chuàng)新發(fā)展的最重要、最活躍的要素，通常技術(shù)也是附著在人力資源要素上。三是公共融資服務(wù)平臺(tái)。在產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)創(chuàng)新過(guò)程中，在不同的階段需要不同的金融機(jī)構(gòu)提供融資服務(wù)，來(lái)分散風(fēng)險(xiǎn)，分享收益。融資環(huán)境已經(jīng)成為影響產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的關(guān)鍵因素。四是公共管理服務(wù)平臺(tái)。包括了政府的政策服務(wù)以及行業(yè)協(xié)會(huì)和商會(huì)的服務(wù)。