集成电路储存环境

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集成电路储存环境范文第1篇

在进行空降试验时，假人在空中的运动过载和旋转角速度是非常重要的参数，然而由于在试验条件对测试手段的限制以及假人运动的状态，对于假人在此期间的过载和旋转角速度测量还是一个难题。本文通过对假人运动过程的研究，研制了一种新型测试系统，并通过地面试验和空中试验验证，试验结果表明该测试系统可以准确的测试假人在试验时的过载和旋转角速度，满足试验测试要求。

【关键词】空降 假人 运动状态

1 引言

在进行空降试验，伞兵在空降期间承受较大的过载和旋转角速度，为了减小人员伤亡，在试验前期都使用假人来代替真人进行试验，然后将假人在试验期间的过载和旋转角速度与标准值进行对比，再决定是否进行伞兵试验，所以，过载和旋转角速度是空降试验较为重要的参数。由于空降试验在空中进行，测试系统不但要面临复杂多变的机载环境，而且测试准确、可靠，所以对于假人在此期间的过载和旋转角速度测量还是一个亟待解决的难题。

2 需求分析

评判伞兵能否进行空降，主要的依据就是伞兵在空降期间承受的过载和旋转角速度不超过人体耐限值，所以对假人的测试主要就是进行三向过载和三向旋转角速度的测试。由于假人在空降期间运动状态变化较为剧烈，所以测试系统的采样率和测试范围一定要满足要求。为了提高测试的准确性，测试时必须将传感器加装于假人重心位置，所以在假人胸腔内必须留有一定的空间来加装传感器，所以该测试系统不但要体积小，而且要操作方便。考虑到复杂的机载环境，测试系统必须能在高温、低温、振动环境、冲击环境和复杂电磁环境下可正常工作，根据以上使用要求，采集器要具有以下特点：

（1）具有测试三向过载和三向旋转角速度的功能，采样率不低于1000次/秒，测量范围为-20g～+20g和-1000°～+1000°/s；

（2）测试系统体积小，操作方便，可靠性高；

（3）满足机载环境，即在高温65℃和低温-30℃下可正常工作；

（4）在振动环境（5～2000Hz，5g），冲击环境（半正弦波冲击，每轴15g，11ms）和复杂电磁环境（RE102和RS103曲线）下可正常工作。

3 设计方案

通过对本项目合同的技术要求进行认真分析和严谨讨论后，项目分为三部分：控制模块、采集模块和传感器模块。

控制模块的主要功能是控制测试系统的开关、测试、记录、充电和数据下载，其主要包括电源开关、记录开关、记录指示灯、容量指示指示灯、电量指示灯、数据下载USB接口和充电接口等。

采集记录模块时系统的核心，其主要功能为：对传感器模拟量进行采集和存储、状态指示控制、时钟管理、电源管理电路和USB通讯。根据以上功能，采用优化设计，将采集记录器分为A/D采集电路、数据存储器、状态显示部分、时钟管理部分和CPU单元、电源管理电路和充电电池等。

（1）采集电路。采集电路是将模拟信号进行量化的单元，对于加速度信号和角速率信号的采集在电路设计中采用了一个A/D转换器，6个通道的信号通过模拟开关切换输入到A/D转换器，考虑到干扰和误差等因素，选用16Bit的A/D转换器。

（2）数据存储器。数据存储采用了Flash存储芯片为介质，将A/D量化采集后的数据直接存储到芯片内，存储芯片的管理是由CPU承担，操作时序由CPLD产生，存储芯片是基于扇区的管理、存储和擦除，存储器选用MX29GL512EH，其特点是单片存储容量大，读写速度快。

（3）状态显示部分。状态显示是对采集记录器的工作状态、电池电量和存储容量的显示，采集器在打开电源开关，但不打开存储开关的条件下，分别用两排发光二极管来表示电池剩余电量和存储剩余容量的百分比，每个发光管表示25%。当采集记录器和PC连接后，通过数据处理软件可以精确的获取采集记录器的信息。

（4）时钟管理部分。时钟管理单元的主要功能是产生北京时间、并能通过USB授时，时钟管理电路的另一个主要功能是给采集的参数打时间标签。时钟电路采用DAS3231，守时精度优于±1分钟/年。在PC机上利用数据处理软件，通过USB可以对时间进行校准。打时间标签的时间是专用的时钟电路产生的，最小分辨率为500μS，每秒钟和时钟电路同步一次。该电路设计的目的是使时间标签在采样率大于1次每秒时具有精确的时间参考点。

（5）CPU小系统。CPU小系统是采集记录器的管理核心，承担时序的管理、采集单元和存储单元的协调、电量的检测和上位机的通信等。CPU小系统由 STR710FZ（arm7）、CPLD及驱动电路组成。

（6）电源管理。电源管理是针对电池和供电电路的管理，由充电电路、充电保护电路、电源检测和供电电路组成。电源管理单元的主要功能是给传感器和采集记录器内的电路提供所需的电压，在充电电池充放电时进行管理和保护。

（7）充电电池。充电电池是采集记录器的重要组成部分，在采集记录器的所有工作过程中提供能量，能满足6个飞行小时的采集记录工作，同时还要符合宽温工作的要求。本系统采用松下18650，2800mAH的锂电池，可循环充电500次以上。

传感器模块其主要功能就是测试假人的三向加速度和旋转角速度，主要包括三轴加速度传感器和三轴角速率传感器。三轴加速度计结合三个正交的相同电容加速度计，每一个加速度计都包含由密封微机械的电筒传感单元和一个放大器，外壳采用环氧密封技术的电镀铝制材料，可方便地使用M4螺钉安装。由于考虑到使用环境的特殊，选取了高精度、高可靠性、抗冲击的CS-3LAS-03A加速度传感器。旋转角速度传感器的核心部件就是陀螺仪，它是用来测量角速率的固态传感器，其采用MEMS芯片，制造采用BIMOS生产工艺和载流焊工艺技术。该系统选取了具有高可靠性和高封装坚固性的CS-3ARS-02B角速度传感器。以上传感器的测量范围和工作特性均满足试验要求。

4 试验结果及分析

4.1地面试验

测试系统研制完成后，首先进行了常温环境下测试试验、高温环境下测试试验、低温环境下测试试验、精度测试试验、振动试验、冲击试验和电磁兼容试验。

常温、高温和低温试验环境温度分别为20℃、65℃和-30℃，试验时先将测试系统在规定环境条件下保温1小时，然后打开电源开关和记录开关，再使用标准过载和角速度对测试系统进行动作，记录10分钟，然后下载数据检查其是否正常。

精度测试分别在常温和高温条件下进行，试验时使用标准信号源给采集记录器的6个通道输入9个电压信号，然后记录9个电压值的采集数据，即对应的角速率和加速度值，然后根据测试值和标准值计算采集器的精度，经计算其精度为0.61%，满足测试需求。

振动试验、冲击试验和电磁兼容实验均在正常大气试验条件进行。分别在振动试验、冲击试验和电磁试验环境下进行。试验前打开测试开关，在冲击环境下和电磁环境下进行测试，经试验测试系统显示正常，整体工作状态稳定、采集数据正常合理。

4.2 空降试验

经地面试验后进行了空降试验，试验时将测试系统加装在假人胸腔内部（重心处），规定向人体前面为x方向，右侧为y方向，向上为z方向。试验前将假人固定在飞机舱内，接近空降场时将假人移至后舱门附件，打开测试系统，当听到空降口令后将假人推出舱外。假人、测试系统及试验图如图2所示。

假人落地后对测试数据进行下载和分析，根据试验结果假人在z方向承受的最大过载为14.49，绕x轴的旋转角速度最大，为-724.53弧度/秒，图3为测试的过载曲线图，图4为测试的旋转角速度曲线图。以上测试结果与理论分析和实际情况相符，说明该测试系统可以测试空降期间假人的运动状态参数。

5 结论

通过以上地面试验和空中试验结果的分析表明，该测试技术可以用于空降试验假人运动状态的测试，较好的解决了该难题。该系统具有可靠性高、体积小，操作方便等优点，也可用于其它高速运动物体的运动状态测量。

参考文献

[1]余莉.飞行器救生及生命保障技术[M].北京：国防工业出版社，2003.

[2]方振平.航空器飞行动力学[D].北京：北京航空航天大学，2009.

[3]冈武民.Y7飞机乘员应急跳伞运动轨迹计算[J].飞行试验，1991.

集成电路储存环境范文第2篇

关键词 嵌入式 Linux 温室环境 监控

中图分类号：S818 文献标识码：A

0引言

随着计算机、自动化技术的高速发展，自动化监控技术广泛应用于温室培养等场所，为了提高无土栽培温室内蔬菜成活率提供了重要的监测手段。为保证远洋船舶内无土栽培温室内蔬菜的成活率，必须保证温室内的温度、湿度和光照等环境参数保持在一定的范围内。目前，远洋船舶内温室内的环境参数监测中，可以采用人工定期检测的方法，这种方法存在监测不及时、维护保养差、记录不方便等因素，效率较低，不能实现实时监测等缺点。

本文根据远洋船舶无土栽培温室内环境的特点和需求，提出了一种远洋船舶温室环境参数监测系统的设计方法。通过STM32F4采集室内温度、湿度、光照强度环境参数信息，采用基于Linux嵌入式操作系统的S3C6410作为船舶温室室内环境监测的软件和硬件平台，嵌入式GUI采用Qt实现环境数据的本地实时显示和本地存储，并将环境参数通过Socket上传到Linux服务器，以WEB方式实时显示环境参数，实现对远洋船舶无土栽培温室内环境的远程实时监控。

1系统硬件设计

该室内环境监测系统主要是以S3C6410为控制核心，基于ARM11的S3C6410微处理器具有低功耗、高性能、外设接口丰富等优点，并辅以512MB NAND Flash，256MB SDRAM等器件作为ARM的电路构成嵌入式ARM平台。S3C6410通过IIC实现对环境参数采集主控单元STM32F4的控制，环境参数采集单元STM32F4采用温湿度传感器STH11和光强度传感器BH1750对温室内环境进行检测，实现对室内环境参数的实时测量，通过IIC通信协议上传到基于Linux的S3C6410嵌入式系统，最后由S3C6410对环境参数进行处理、本地存储和显示，并通过Socket技术上传至Linux服务器，完成对远洋船舶无土栽培温室内环境参数的在线实时监测。硬件电路主要由触摸屏显示模块和环境参数采集模块等组成，总体结构如图1所示。

1.1 STM32F4与环境参数采集模块的接口电路

环境参数采集模块包括温湿度传感器采集模块和光照强度传感器采集模块两部分，其中，湿度传感器选用瑞士Sensirion公司生产的SHT11，其内部由一片检测相对湿度和温度的混合传感器模块及一个经校准的数字输出组成，两线串行数字接口和内部电压自动调节，无需外部模拟电子电路，可以方便、快速的进行系统集成。光照强度传感器选用BH1750，它是一款数字型光照强度传感器集成电路芯片，采用两线式串行接口数据通信，具有较高的分辨率、支持标准I2C总线接口、接近人类视觉灵敏度的灵敏度特性、数字式输出、光源依赖性弱和较大的测量范围等特点，可以测量1lx～65535lx范围内的光照强度。

两款传感器SHT11和BH1750与STM32F4的连接电路图如图2所示，SHT11的串行时钟输入线SCK用于STM32F4微控制器与SHT11之间的通信同步，与STM32F4的PB10口相连，串行数据线DATA用于内部数据的输出与外部数据的输入，与STM32F4的PB11口相连。BHT1750与STM32F4的I2C1外设模块相连，将其SCL和SDA分别映射到PB6和PB7管脚。

图2：SHT11和BH1750与STM32F407的接口电路

1.2 S3C6410与STM32F407的IIC接口电路

为了便于以后增加新的环境参数采集传感器，STM32F4只负责环境参数的采集，而后续环境参数的处理、存储、显示和网络传输工作全部交给高性能微处理器S3C6410，采用IIC通信协议实现将STM32F4采集到的环境参数传输到S3C6410微处理器，两块微处理器的连接电路如图3所示，STM32F4的I2C3外设模块与S3C6410的I2CSCL和I2CSDA相连，将其SCL和SDA分别映射到PA8和PC9管脚。

2系统软件设计

系统软件的设计分三个部分：基于嵌入式STM32F4环境参数采集端软件设计、嵌入式S3C6410的控制终端软件设计和基于Linux服务器的WEB软件设计。

2.1基于STM32F4的软件设计

采用嵌入式操作系统RTEMS4.11实现STM32F4对环境参数传感器的控制，并实现与S3C6410之间的数据传输，便于后续的模块化开发与扩展。嵌入式操作系统RTEMS主要负责协调各个任务，并通过实施调度将控制权交给当前最高优先级任务。软件的结构框图如图4所示。主要任务包括传感器信息采集任务与S3C6410的通信任务等，其中，传感器信息采集任务主要负责温湿度和光照强度环境参数的采集；通信任务则负责将采集的环境参数通过IIC通信协议将采集的数据实时发送给S3C6410，供S3C6410完成对数据的显示、本地存储和网络传输。

2.2 基于嵌入式Linux的软件设计

本部分软件包括系统内核、设备驱动程序和应用程序，本设计采用的是内核可裁剪的、开源的嵌入式Linux系统内核，设备驱动程序对底层硬件进行抽象和控制，向上为顶层应用程序提供一致的函数接口，但由于硬件设计基本采用的都是标准模块，其驱动程序可以从现成的开发软件中裁剪或简单修改而成，只有与STM32F4的驱动需要重新开发。应用层软件是整个嵌入式S3C6410硬件平台上Linux终端监测软件设计的重点，包括环境参数的获取、本地报警、本地显示和与服务器之间的网络传输等。用于本地显示的嵌入式GUI应用程序采用Qt编写，并通过Socket技术实现嵌入式Linux平台与Linux服务器的通信，软件系统工作流程如图5所示。

2.3基于Linux服务器的WEB设计

服务器操作系统选用CentOS6.5，基于LAMP（Linux+Apache+MySql+PHP）技术搭建服务器，通过基于TCP协议的Socket通信技术实现与嵌入式Linux终端之间的数据传输，并将接收到的数据存储于服务器，以便后续查询，使用Ajax技术实现数据在WEB前端的实时显示。

3结语

根据远洋船舶无土栽培温室内环境的特点和需求，提出了一种远洋船舶温室环境参数监测系统的设计方法。系统采用模块化设计，便于后续扩展。采集模块采用STM32F4微处理器并移植嵌入式RTEMS操作系统实现对环境参数的采集，采用基于嵌入式Linux系统的S3C6410实现环境参数的本地存储和显示，采用CentOS6.5构建LAMP服务器，将环境参数存入服务器端数据库并以WEB方式实时环境参数，可实现对远洋船舶无土栽培温室的实时在线监控。

参考文献

集成电路储存环境范文第3篇

关键词： 固态记录器； 遥测数据； 高过载； LVDS接口； 以太网接口

中图分类号： TN98?34； TP702 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）07?0111?04

0 引 言

在飞行器研制过程中，飞行试验是必不可少的一个环节。各种型号运载火箭、研制阶段的导弹武器在进行各种综合和匹配试验时，遥测测试数据是各系统进行试验结果分析和判读的重要依据，而且在某些特定的试验或特殊阶段的测试中，这些数据对试验或发射起到决定性作用[1]。

传统采用天线无线电波对遥测数据进行记录，具有一定的局限性。例如，在某些区域无线遥测存在“黑障区”，在这些区域无线遥测数据根本无法发送和接收；无线遥测保密性较差，在飞行器飞行试验时由于其飞行距离较远，无线遥测信号覆盖区域较广，可以被地面无线电接收，失去保密性；受信道容量的限制，无线遥测无法传输众多的“速变”参量，导致在试验中某些重要的参数无法可靠性获取，如对于振动、冲击、动态压力等参量和动辄几百路的物理参量和工作状态数据来说，无线遥测的信道容量就无法满足要求；在一些恶劣环境中如侵彻混凝土中无线遥测无法派上用场。还有，在某些场合虽然不存在技术上的困难，却会因为受到研制成本、开发周期等具体限制而无法使用无线遥测[2?3]。

大容量固态记录器可以弥补以上缺憾，它不受信号盲区等限制，在飞航式武器试飞试验中， 将各种测得的试验参数实时记录在记录器中，待回收数据记录器后便可将数据读出。这种回收遥测的方式可靠性高，在飞行器试验中起着越来越重要的作用。因此，固态记录器成为飞行器遥测系统的重要组成部分[4?5]。

同时，采用固态记录器进行数据的回收还有以下优点：闪存介质等存储介质的特性与飞行器中其他电路类似，电路连接简单，操作方便；使用固态记录器有利于简化系统的设计、制造、集成和测试；半导体存储器工艺不断进步、技术水平越来越高，采用固态记录器可实现低成本、快速生产。

随着航天设备的不断发展，对遥测数据用固态记录器也提出了新的挑战：体积、重量和功耗受到严格限制；具有极强的生存能力，能够在极端恶劣的力学环境下如触地瞬间高达上万g的冲击加速度和由巨大动能产生的高温、高压气流，保证记录结果完好无损[6]。下面就结合工程实际经验，主要从高过载的防护技术和数据接口技术两方面进行分析。

1 固态记录器应用的关键技术

1.1 高过载防护技术

用行器遥测数据回收的固态记录器的应用环境都比较恶劣，如高冲击过载、高温、高压、浸水等，其中设计难度最大的是高冲击过载和高温的防护。

高过载防护技术在器件选择上，应选用抗冲击能力较强的元器件，例如：元器件塑料封装比陶瓷封装的抗高过载能力强；微型片状封装比直插封装抗高过载能力强；机械结构材料选用强度和韧度大的，并经工艺处理达到相应要求，一般情况下，固态记录器设计中对壳体材料采用35CrMnSiA，对所有钢结构都进行淬火处理并且硬度达到50 HRC可满足应用要求。最主要的也是最关键的设计就是多层防护的高过载机械机构的设计和对核心保护的存储器的灌封工艺处理。

记录器在落地硬回收过程中，自身要承受住两方面的作用力，一方面是与地面巨大的撞击力，主要靠高过载防护机械结构所吸收；另一方面是自身高速状态下的惯性作用力，主要靠缓冲材料、电路腔内的灌封材料所吸收。

高过载防护机械结构设计一般为圆柱形多层套筒式结构，如图1所示，由里到外分别为存储器内壳体、存储器中壳体和存储器外壳体，内壳体和中壳体之间使用隔热缓冲材料填充，中壳盖上开有通孔用于分布高温导线，中壳体被安装到用隔热防烧蚀的特种材料制作的套筒中，中壳体和套筒之间同样包裹隔热缓冲材料。隔热套筒被直接安装到外壳体的内腔中，在外壳体的内腔中开有走线槽用于分布内部电路的高温导线和安装电连接器。记录器落地时，外壳体承受了侵彻过程中的90%的过载冲击，记录器主要是靠它来保护的。中壳体盖与外壳体用螺纹连接，可以有效地分散所受应力，并阻止硬回收过程中热气等侵入到存储电路中，确保存储器电路在一个较独立的且能承受较大过载的空间内。此外，中壳体盖中心处设计有出线孔，保证存储电路和接口电路的数据传输。内壳体及缓冲材料可有效地吸收和缓减落地过程中来自主体侧面的冲击应力，最大程度地保护内部电路板完好无损。

对核心保护的电路板进行灌封和封装工艺处理，需要在特定的温度范围之内，在对灌封材料完成配比且流动性较好的时候，对组装好的存储电路模块进行灌封，使存储电路模块内部无空隙和气泡地固化成模块。存储电路进行一体化封装后，抗冲击过载能力将得到很大的提高。

圆柱形多层套筒式结构

常用的灌封材料有硅橡胶、环氧树脂和聚氨酯等其他的橡胶树脂类化合物。这些材料均为高分子聚合物，具有典型的粘弹性，从它受力后的微观表现可以分析其吸能特性。当受到外力时，一方面分子链可以变形，另一方面分子链与分子链之间会产生滑移。当外力除去后，变形的分子链要恢复原位，释放外力所做的功，表现为材料的弹性性质；而分子链之间的滑移不能完全复原，产生永久性变形，所做功变为热量，耗散于周围环境，表现为材料的粘性性质，所以这些材料吸能是储能和耗能效应的综合。另外这些材料密度低、多孔泡，孔泡在受冲击过程中会产生一定的阻尼，吸收一定的冲击能量，而且变形越大，变形速度越快，阻尼就越大，吸收能量越多。硅橡胶这种封装材料高过载下会发生变形，导致防护失效，不适和应用到高过载环境，环氧树脂、甲乙组分聚氨酯都是抗高过载常用的灌封材料[7]。

在对电路板灌封过程中，还要注意以下几点：清理电路板及其灌封腔，确保无杂物、异物；严格按照灌封材料的操作温度、比例进行配比，用力均匀；掌握好配比时间，在灌封材料流动性最佳时进行灌封，确保电路板完全被灌封材料灌封。

1.2 数据接口技术

固态记录器与外部设备进行数据传输的常用接口有并行接口、LVDS高速接口和百兆以太网高速长距离接口等其他形式的接口，每种接口技术都有优点和不足，在不同的应用条件下可选择使用。

1.2.1 并行接口技术

并行接口电路连接简单，操作方便，易于控制，在低速短距离的传输中，常采用该接口形式。记录器与外部设备的数据通信主要包括命令信号、状态信号、数据信号，这些信号都是通过高低电平来判断。外部设备和记录器的接口上均采用光耦进行电气隔离，这样在外部电路发生短路时不影响飞行器上电路工作，同时也可增强抗干扰的能力，这些信号的传输都是在两接口的光耦之间形成电流环而实现的。地面测试台给记录器下发命令的光耦连接形式如图2所示。

记录器与地面测试台接口电路

1.2.2 LVDS接口技术

由于使用并行长线存在串扰、同步等问题，并行长线传输速度和通信距离都受到很大限制。对遥测数据多通道高采样率下的达每秒几十兆字节的高速数据传输，常采用LVDS（低压差分信号）等高速串行接口技术。采用LVDS技术传输有以下优点：噪声极低；功率低；强的共模干扰抑制。

LVDS信号传输一般由三部分组成：差分信号驱动器，差分信号互联器，差分信号接收器。其传输组成图

LVDS传输组成图

差分信号驱动器：将非平衡传输的TTL信号转换成平衡传输的LVDS信号。

差分信号互联器：是承受LVDS信号的传输介质，包括联接线（电缆或者PCB走线），终端匹配电阻。按照IEEE规定，电阻为100 Ω。通常选择为100 Ω或120 Ω。

差分信号接收器：将平衡传输的LVDS信号转换成非平衡传输的TTL信号。通常，在一个IC内同时具有差分驱动和接收功能。

1.2.3 以太网接口技术

LVDS的应用有一定的局限性：兼容性差，不同的设备之间使用的接口芯片需要相互匹配才可以正常工作；LVDS 收发数据需要在底层进行时序控制以及抗干扰的编解码，不适合应用到无FPGA 的电路系统。而百兆以太网接口克服了上述问题，针对大多数的控制单元芯片都集成了以太网MAC 控制器，只需要外扩PHY 芯片和以太网变压器就可以实现以太网高速通信；以太网通信具有传输距离长、速度高的优点，不会因为使用不同的接口芯片而出现通信接口不兼容的问题，可以在飞行器遥测数据记录系统中实现远程高速数据传输。目前，较为流行且操作简单、技术较为成熟的芯片有Wiznet公司的网络接口芯片W5300，由于其内部具有硬件协议栈，应用此芯片能够大大地减小硬件接口设计和网络编程的工作量，并且可以实现稳定可靠的远程数据通信，可应用于航天测控远程信息传输等领域。

为以太网接口芯片W5300的电路连接图，采用16位数据总线连接方式，图中通过引脚配置W5300使用内部PHY，内部PHY工作在全功能自动握手模式下。W5300可以通过寄存器的设置根据协议（TCP，UDP，IPRAW和MACRAW）实现网络通信，进而使以太网的连接变得非常简单。W5300的参数配置分为两部分：W5300初始化（设置通用寄存器）、SOCKET初始化（设置SOCKET寄存器）。

W5300与MCU 16位数据总线的连接图

2 遥测数据用固态记录器的发展趋势

随着航天器的功能和性能越来越高，系统组成越来越复杂，被测参数量更大、种类更多，测量实时性更强。新型飞行器、航天设备试验遥测参数的增加，对码速率和存储容量的要求越来越高，对记录技术及存储设备提出了性能、精度和微型化等各种苛刻的要求，而且在某些场合要求存储设备的体积小、重量轻、功耗低，回收环境更加苛刻，这给遥测数据固态记录器的发展提出了更高的挑战，使固态记录器向着大容量存储、高接口传输速率、高抗干扰能量和高过载能力等方面发展。具体体现如下[8?11]：

（1）大容量存储。固态记录器在对遥测信号采集的种类越来越多，通道数也越来越多，采样率不断提高，对存储容量的要求由此提高。而存储芯片的的存储密度随着微机械加工工艺的快速发展而不断提高，FLASH Memoy的容量变大，这使得大容量固态记录器在遥测数据回收中具有必然性和可行性。

（2）高数据传输速率。由于新型导弹、航天设备试验遥测参数的增加，对码速率和存储容量的要求越来越高[2]，将对总的数据传输速率提高了要求，采用高速串行总线技术，可以实现长距离、高速数据传输。

（3）顽强的环境适应能力。顽强的环境适应能力一直是遥测数据记录器生存的保障，在极其恶劣的环境下如瞬态高温上千摄氏度、高冲击过载达几万甚至十几万个g，深海高压长时间浸泡等，都要保证其可靠性，完成繁重的记录任务。

（4）高集成度。航天领域，运载火箭重量每增加1 kg，发射成本将增加100万，而且降低了发射的成功率，这就要求用于航天设备的采集装置具有微小型化，低功耗、高可靠性、可扩展性等特性[6?7]。

（5）新器件的应用。微电子学的发展和存储芯片集成度的提高，采用新工艺、新原理、新方法的集成芯片将不断出现，使得芯片抗干扰能力强，可靠性高，具有高效率、低功耗、小体积的特点，这为记录器的集成度的提高铺平了道路，可使记录器在可靠性、抗过载能力、大容量体积比上有所提升。

3 结 语

本文对遥测数据回收的两种方式（无线电遥测和回收遥测）进行了对比分析，阐述了固态记录器在遥测系统中的重要性；在工作实践中，总结了固态记录器的关键技术，主要对记录器的高过载防护技术、不同条件下的接口技术进行了分析；结合新型武器装备发展的需要，展望了遥测数据记录器的发展趋势，大容量、高速率、高可靠性、强环境适应能力的固态记录器将是遥测系统发展的必然要求。

参考文献

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[6] 罗艳强，姚长虹，张伟.遥测技术在火箭发动机过载试验中的应用[J].现代电子技术，2008，31（23）：68?70.

[7] 林沂杰.基于光纤传输的弹载电子数据记录器系统的设计与研究[D].太原：中北大学，2008.

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[9] 丁海飞.基于双平面技术的固态存储器的设计与实现[D].太原：中北大学，2012.

集成电路储存环境范文第4篇

关键词：医院信息系统；数据存储；集群；数据容灾

中图分类号：TP309.2文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)18-4320-02

The Safety Construction of Hospital Information System

WANG Zhou

（Wuxi Mental Health Center, Wuxi 214151, China）

Abstract: According to the living example of the construction of hospital information system, this article introduced the application of re lated technique, such as the engine room environment, data storage, cluster technology, data disaster tolerance, in the safety construction of hospital information system in Wuxi mental health center, in order to ensure the safety and reliance of the operation of hospital information system.

Key words: hospital information system; data storage; cluster; data disaster tolerance

随着医院信息化进程的快速发展，医院信息系统(HIS)已成为医院开展日常医疗服务的基础保障。医院的特点决定了医院信息系统必须7*24小时全天不间断地运行，若信息系统因任何故障导致系统宕机或数据丢失，医院的日常业务都将会受到不可估量的严重影响，因此保证医院信息系统的安全可靠和连续运行显得至关重要。

作为一所集医疗、教学、科研、防治、康复为一体的现代化三级甲等精神专科医院，随着医院规模的扩大，业务量的增长，对医院信息系统的依赖程度越来越高，为保障医院信息系统的安全可靠运行，我们以医院信息系统更换为契机，在医院信息系统建设过程中，从以下几个方面着手实施：

1机房环境方面

作为医院信息系统的应用数据中心，机房安全是整个信息系统安全的前提。要保证中心机房内的设备安全可靠地运行，不仅要考虑机房的用电安全、机房设备及场地防雷、防火，还要充分考虑机房环境，例如温湿度、防静电、防尘等，在设计的过程中可参照国家相关的标准和规范执行。在实施过程中，要因地制宜，因UPS不间断电源的电池组重量较大，要考虑到机房所在建筑楼层楼板的承重能力，采取必要的加固措施。在对UPS不间断电源的选择过程中，要根据机房设备使用的功率进行换算，并留有一定的安全余量。对机房电源要做到双路供电，实现系统冗余。

2数据存储技术的应用

数据作为应用系统的核心，数据存储的安全、可靠、快速至关重要。通常，数据存储有三种方式：DAS直连式存储、NAS网络接入存储和SAN存储区域网络。

DAS模式是将外部数据存储设备直接挂接在服务器的内部总线上，数据存储设备作为服务器结构的一部分。这种方式架构简单，维护方便,实施费用低，但它依赖主机操作系统进行数据的IO读写和存储管理，数据备份和恢复会大量占用主机资源，对硬件性能的依赖性较大。

NAS模式是通过网络直接连接的磁盘阵列，即将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网)连接起来，不依赖于服务器，加强了数据的可用性。它的局限在于NAS存储系统实现的是文件级存储，不仅会占用大量资源，而且容易受到系统延迟、网络延迟等影响。

SAN是通过一个单独的网络（通常是高速光纤网络）把存储设备和挂在以太网上的服务器群相连，数据通过存储区域网在服务器和存储设备之间高速传输。作为一个独立于服务器应用网络之外的高速存储网络，通过光纤链路，可以提供更高的带宽，进行高性能的数据存取。在SAN架构下，存储设备独立于应用，便于今后存储设备的扩充。另外光纤线路可以提供远距离的高带宽链路，突破距离限制，可以实现数据的异地灾备。

以我院为例，在建设方案中我们就将主机区的两台IBM Power6 550小型机与两台HDS AMS2300磁盘阵列以及两台brocade SW300E SAN光纤交换机共同构建成SAN存储架构，实现了SAN存储网络架构的“2 + 2”模式。作为关键性应用，设备的可靠性是必须考虑的，在SAN架构中，主机、SAN交换机及存储设备之间的连接均是冗余的，保证了系统的可用性。SAN以光纤通道为基础，突破距离限制和容量限制，主机通过SAN直接同存储网络交换数据，实现了真正高速共享存储的目标，为接下来集群技术的应用打下了基础。

集成电路储存环境范文第5篇

关键字：压电效应；能量转换；能量储存；Arduino

引言

随着社会的发展，各行各业对于能源的需求越来越大。若只依赖于传统能源例如煤、天然气、石油等，因为其不可再生性，这些能源终将被耗尽。同时，传统能源的开发以及消耗过程中也伴随着环境污染等问题。因此，寻找并开发新能源是必要且迫切的。压电发电技术的诞生符合新能源的环保、可再生要求，其发展受到越来越多的关注，应用也越来越广泛。基于对压电发电技术的应用与探索，本文设计一种基于压电效应的智能控制广场自发电系统，采集广场上健身人群对于压电材料制地板踩踏所产生的机械能，利用压电效应将其转化为电能并通过能量收集装置储存起来，为控制模块供电进而驱动照明装置及音乐播放装置。

1系统硬件设计

本系统硬件部分包括五个模块：发电装置模块、能量转换模块、能量存储模块、主控制器模块、灯光及音频输出模块。通过发电装置模块利用压电材料将机械能转化为电能，但此时得到是频率不同的低交流电压、微弱的电流，利用能量转换模块将这种频率不同的交流电转化为稳定直流电压并将之升高到一定数值，通过能量存储模块将电量收集成为可供主控制器工作的直流稳压电源。主控制器模块通过灯光及音频输出模块播放音乐并使灯光随音乐节奏闪动以适宜广场这种健身愉悦的环境。系统整体框图如图1所示。图1系统硬件结构图1.1发电装置模块压电材料受到外力作用时会在两端间出现电压，在本系统中，发电装置模块采用常见的悬臂梁式压电振子，并且为了使模块的发电量提高使用压电双晶梁结构。人们在广场上健身或者走动都伴随着脚的抬起和落下，压电振子在压力作用下产生振动。由于压电效应，这种振动的能量被转化为频率不同的低交流电压和微弱电流。1.2能量转换模块为了能将压电装置模块所产生的交流电储存起来，需要通过能量转换模块将交流电转换为稳定的直流电压。能量转换模块分为以下两部分：整流滤波电路、直流升压电路。1.2.1整流滤波电路倍压整流电路可以把较低的交流电利用耐压较高的整流二极管和电容器，输出一个较高的直流电压。它利用二极管的整流作用，将电压贮存在各自的电容上，然后按极性相加的原理串接起来，输出高于输入电压的高压。倍压整流电路输出的直流电压波形还不够好，因此需要滤波电路进行滤波以减小输出电压的纹波。在本系统设计中使用四倍压整流电路，其电路上电容还起到滤波的作用，因此兼具整流和滤波的作用。1.2.2直流升压电路系统设计中选择ME2111稳压芯片，它是一款高效率同步整流升压DC/DC转换器，只需要三个器件（两个电容，一个电感）。它的启动电压低，0.95V以上就可以工作，效率达94%，输出电压精度为±2.5%。其输出具有两种模式：3.3V固定输出和5.0V固定输出。系统利用5V可调输出电压为能量储存模块充电。如图2所示。1.3能量储存模块系统采用HM4601芯片作为主控芯片，HM4601通过恒压控制环和恒流控制环来调整锂电池充电电压和恒流充电电流，同时还集成了温度保护、最大充电时间限制、输出短路功能，两个LED指示灯指示充电状态。如图2所示。1.4主控制模块系统主控制器模块采用Arduinouno作为主控制模块，Arduino是一款使用方便的开源电子原型平台，开发界面简约、编程环境为ArduinoIDE，下载程序简单、方便。Arduino单片机采用Atemga328微处理器，同时具有14路数字输入/输出口，6路模拟输入，一个16Mhz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSPheader和一个复位按钮。Arduino工作电压为5V，由锂电池提供。1.5灯光及音频输出模块音频输出模块采用无源蜂鸣器，灯光模块采用彩色LED灯，均连接至同一个单片机数字量输出口使灯光跟随输出音乐的节奏亮灭，带来不一样的视听体验。

2系统软件设计

系统利用主控制器Arduino播放音乐并控制灯光随音乐节奏有规律地亮灭，音乐是由若干音符组成，每一音符唯一对应一个频率，Arduino播放音乐的原理就是将频率输出给无源蜂鸣器，因为无源蜂鸣器声音频率可控，因此无源蜂鸣器受到Arduino向其发送的特定频率的方波驱动下，可以发出不同音调的声音。音乐是由音符组成，每个音符由音调和节奏决定。音调在物理上对应不同频率的音波，因此可以通过Arduino数字量输出口输出不同频率的方波来实现音调的不同，Arduino自带的头文件“pitches.h”中以宏定义的形式一一给出了音调与频率的关系表，可以通过查表的方式确定Arduino数字输出接口的输出频率。节奏表示每个音符都会播放一定的时间，音乐上，音符节奏为1拍、1/2拍、1/4拍、1/8拍，假设一拍音符时间为1，则半拍为0.5、1/4拍为0.25……。只有兼顾音调与节奏，才能演奏出音乐。编程分为三个步骤。（1）通过头文件“pitches.h”找到与音符音调对应的频率，存入一个数组frequency[]中。（2）确定音乐的节奏，将演奏时间存入一个数组duration[]中。（3）frequency与duration连续赋值给Arduino自带的Tone(pin,frequency,duration)函数，实现音乐的播放，同时LED随接受方波频率不同其亮暗也不同，随音乐闪动。

3结语

本文设计一种基于压电效应的智能控制广场自发电系统，压电材料通过其压电效应采集广场上人群的机械能并转化为电量，通过能量转换、储存装置将能量储存起来。供应给主控制器工作，用以播放音乐且随着节奏调节LED的亮暗。对于本系统的音频输出模块可以采用通过SD存储卡与单片机之间的通信播放SD存储卡中音乐的形式，那么播放音乐更加丰富灵活。同时本文对于压电发电技术的应用与探索以及Arduino平台在其他场合的应用也有一定的参考价值。

参考文献

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