6ES7221-1EF22-0XA0参数设置

6ES7221-1EF22-0XA0参数设置

  随着移动网络无线覆盖的不断增强，基站和机房建设规模日益扩大，维护管理工作日益繁重，实现无人值守、集中化、自动化的基站和机房维护管理将成为一个必然趋势；基站及机房的监控系统是其维护管理的重要支撑和工具，已成为基站和机房建设中的基本配套需求，引入功能齐全、智能化的新一代基站及机房监控系统，对于以下问题的解决有着重要的意义：

目前仍存在较多的基站和机房尚未部署基本的动力环境监控系统；

大量基站现在只有基本的干接点监控方式：即只能提供简单的单向开关量告警信息，不能实现遥测、遥控、遥调等功能，无法实现故障分析和诊断；

农村、市郊等偏远地区基站设施失窃严重，现有系统不能有效预警、阻止和追查盗窃行为；

运营商运维人力有限，缺乏直观有效的基站和机房代维监管措施，无法有效考核和指导代维工作；现有模拟视频系统，但不支持分级组网和集中管理，缺乏智能化应用，监管维护需要大量人力；

缺乏手机WAP/MMS/视频的多媒体联动监控功能，无法实现移动监管。

上海贝尔阿尔卡特ESS（EnhancedStationSurveillance）增强型基站及机房监控系统将动力环境监控和图视频整合于一体，针对不同基站及机房的监控需求，提供全面的解决方案。 

ESS监控系统涵盖基站（机房）内所有的动力、环境量，如逆变电源、开关电源、UPS系统、油机、低压配电系统、高压配电系统、空调、蓄电池组、温度、湿度、水浸等；兼容开关量或模拟量，可以实现遥测、摇信、摇调、遥控、遥视五遥功能，监控信息可以双向传输。同时，支持主动上告、广播式轮循、点名等多种数据采集方式，减轻轮询压力和提高监控点数。监控系统在有告警主动上告和用户点名两种方式作**的前提下，完全可以拉大轮询周期；轮询周期在1分钟到几个小时之间可由操作员自由选择，传统的监控系统一般都通过采用简单的点到点的轮询机制来获取告警信息。

多种告警方式有效防止和杜绝基站及机房设备的盗窃

ESS监控系统可提供视频红外告警、禁区保护、移动侦侧等功能，并支持结合门禁、震动、动力等联动，同时通过SMS/MMS/WAPPush及时预警；支持双向语音喊话告警、视频截图、历史视频存储等，提供现场告警联动和事后侦侧支持。提供全面有效的预警、现场阻止犯罪和事后追查盗贼的功能，做到心理威慑、行动阻止和案发可查，有效防止基站和机房设备盗窃事件。

提供实时多媒体视频确认，误告警现象

当监控点由于闯入侦侧、门禁、震动、烟雾、湿度等发生告警时，ESS监控系统会立刻自动切换到联动组内监控点的视频画面；根据实时视频画面再确认是否是误告警，误告警现场。另外还可以结合手机WAPPush、MMS、视频浏览等多媒体监控联动，随时随地进行告警确认。

结合视频监管界面，有效管理和指导基站及机房代维工作

ESS监控系统结合红外告警、门禁管理等系统，每当代维进入基站及机房进行日常现场维护管理工作时，实时视频监管画面就自动到移动运维管理人员的监视器前。此外，移动运维管理人员可以实时监管、考核代维按时、按照工作流程保质保量完成现场维护工作，并支持结合视频和双向语音对讲指导代维工作。

支持基于手机WAP/MMS/视频的联动告警功能

ESS监控系统支持基于手机WAPPush、MMS、视频浏览等多媒体监控联动；实现随时随地的监控管理。

支持与现有动环监控系统等系统融合

基于《信产部通信动力及环境集中监控系统技术规范》要求，ESS监控系统支持CSC、LSC、SU三级组网架构。支持通过C/D接口和原有的动力环境监控系统融合；并通过及时采集原有动力环境监控系统的告警信号，实时提供自动视频界面切换、手机WAP/MMS/视频的联动处理。

结束语

通过上海贝尔阿尔卡特ESS基站和机房监控系统，解决了传统机房监控“监而不控、可信度低”的问题，用强大丰富的视频手段来达到防盗、管理、监控的三重目的，是运营商提高运维能力、降低运维成本的有效工具。

系统监测

利用目前市场上供应的标准燃料计可以对蓄电池进行监测，例如使用BQ20Z75监测两组、三组或四组串联结构的锂离子电池，或者使用B测单组串联的锂电池。这些监测方案能够为电源控制器提供所需的电压、电流、温度、电荷状态等数据。

蓄电池监测系统通过I2C、SMBus或HDQ之类的数据总线实现与电源控制器连接。通过这种接口方式，电源控制器能够获得非常精确的电池电荷状态（SOC），以确保在充放电的过程中都能够安全使用电池。

对燃料电池和燃料盒的监测更具挑战性。燃料盒内可用燃料的种类和数量，以及燃料电池的当前与平均效率都是监测燃料电池有效电量需要考虑的因素。

在很多情况下，燃料盒是系统特有的装置，因此燃料的类型数据可以保存在电源控制器中。在其他一些电池监测系统的实现方案中，我们需要提供存储在燃料盒内燃料的数据，并通过类似的接口总线传给电源控制器。

具有数据存储功能的燃料盒实现方案中，较好的方法是通过电源控制器或者燃料加注系统将测量出的剩余燃料数据写回到燃料盒中。但是这种方法可能只适用于燃料盒能够取出并重新插入的电源系统。

除了燃料盒的燃料数据之外，对于燃料电池还需要监测其他一些参数，包括温度、燃料注入速率、输出电压和输出电流。这些参数用于计算燃料电池的当前效率。比如，通过温度参数可以判断出燃料电池当前是否处于较佳工作状态。

此外，我们还需要测量直流电源和系统的负载功率等数据。通过这些数据以及来自于监测子系统的数据，我们就可以计算出总有效电量和峰值有效电量的值。终端设备的有效运行时间取决于这四个因素。

在分析电源断电末期的特性时，燃料电池功率输出的响应能力和蓄电池的尺寸也会带来新的问题。这需要进一步了解有关知识。

预测HPS运行时间

蓄电池和燃料电池监测子系统能够为主系统提供总电量和峰值电量的数据，使主系统能够判断各种所需的用户数据。在这个实例结构中，我们采用了一个电源控制器，它具有多种优点。主要优点之一就是能够管理数据和子系统，使得混合电源在使用过程中就好像一个标准的蓄电池电源一样。

电源控制器负责接收监测数据并管理蓄电池的使用过程，在HPS的预期寿命期内发挥较高的性能。这对于两个方面特别有利。

通过燃料电池对蓄电池进行充电，即使在没有直流电源的情况下，也能够确保峰值有效电量处于较佳的平。管理电池的电荷状态（SOC），从而尽可能地提高这一结构的可用性。对SOC特性的管理与当前大多数便携式应用中使用电池的方式是相背离的。一般而言，蓄电池是一的无线电源，所以它必须为主系统提供所有的电能。因此，蓄电池应该安全地存储尽可能多的电能，较终实现较长的系统运行时间。同样，蓄电池的充电时间也是至关重要的，充电时间越短越好。我们可以在蓄电池的充电时间和寿命之间进行权衡，但是这在目前的消费产品中并不常见。对于HPS而言，这两个使用动力不起作用，因此采用电源控制器可以在蓄电池与燃料电池两者的较佳状态之间实现更好的平衡。理想情况下，HPS中的蓄电池能够在整个HPS寿命期限内持续工作，不需要更换。为了实现这一目标，电源控制器可以提供蓄电池充电管理功能，例如在较低的电压下充电，采用较慢的速率充电，以及对充电电压/速率进行温度补偿。电源控制器通过调节电池的充电电流，能够确保当连接系统负载时有足够的直流电源供电。

较近推出的智能电池数据集（SBDS）补遗将燃料电池的数据添加到现有的支持蓄电池的数据集中，使主机能够访问，从而控制燃料电池和蓄电池的使用过程。采用电源控制器之后，能够处理复杂的HPS功能，根据SBDS燃料电池附加内容能够帮助主系统更有效地使用HPS。

增加燃料电池和蓄电池的总有效电量，能够使主系统实现有效运行时间指示、剩余时间报警（RTA），或剩余容量/电量报警（RCA）等基本功能。

低功耗。这一准则是移动产品成功的决定性因素，低功耗对这些产品来说意味着更长的运行时间和待机时间。对于信息家电来说，它也是个非常重要的评判标准。与PC不同，大多数家电产品，如VCR和音响等，只发出很少的噪声，而且不需要散热风扇；而PC则通常需要配置既难看又发出噪声的散热风扇。此外，低功耗方案还意味着能够不受较大的散热槽和风扇的约束，从而可以设计以消费者为导向的纤小和圆滑风格的产品外型。

高集成度。VCR和DVD市场的历史揭示，适宜的价格对消费类电子产品的市场成长有很大影响。当定价在300美元和500美元之间时，这些产品被认为是“乐于购买”的对象，并会有较高的年销售量；但当价位定到300美元以下时，这些产品就会变成“必须购买”的对象，成为日常用品，以不可阻挡之势涌入千家万户。为了创造这样的消费需求，信息家电必须采用高集成度的系统级芯片(SoC)解决方案，以实现消费者不敢想象的价格、圆滑外观和丰富的功能。

丰富的功能。信息家电的主要功能是访问互联网和浏览各种网站。为了吸引不专业的普通消费用户,越来越多的Web站点采用了各种交互式多媒体技术来装扮自己，例如Java虚拟机、Macromedia公司的Flash、实时音频和实时视频等。一些站点甚至以不同的视频格式，如MPEG 1、MPEG 2和MPEG 4，提供视频流或者视频点播(VOD)功能。PC的发展是受技术规范驱动，与之不同，信息家电是由现实世界的应用需求所驱动，它们必须具备充足的功能来为消费者提供丰富的多媒体互联网体验。

与x86的兼容性。当今大多数浏览器不但具备基本的上网冲浪能力，还能利用插入式接口扩展其功能。由于PC用户占据了互联网世界的多数，因此大部分插槽都是为x86 PC而开发的。所以，基于x86 CPU的信息家电方案能够很容易地接纳这些现有的资源。另外，历经数十年的发展，x86 PC工业已在各个方面积聚了无以伦比的资源：从硬件到软件，从元件到系统，从设计人员到制造商等等。利用这些x86资源和基础将可以加快产品的开发周期和上市速度。

多种操作系统的兼容性。信息家电范围广泛的应用需要不同的操作系统，如bbbbbb CE、嵌入式Linux以及其它实时操作系统(RTOS)。例如，通信网关需要具备实时处理能力以保证到通信信道的连接。在这种情况下，采用实时RTOS和高性能CPU核将可提供确定性的操作行为。而一些软件和动态编译技术由于天生的响应迟缓和不确定性，很难很好地去执行实时应用，如软件调制解调器。

作为市场上一家x86 SoC提供商，Rise Technology公司正在采用其低功耗、高性能的P6系列iDragon mP6 CPU内核开发一系列为信息家电应用而定制的SoC产品。在一次现场演示中，iDragon mP6处理器仅使用单节标准AA电池就能连续播放多部VCD。这一演示显示，iDragon mP6处理器内核在未来多媒体手持产品应用中的潜力不小。

Rise Technology公司早在2000年就已经发布了其**款SoC产品iDragon SCX501。SCX501由一个*五代x86内核、一个同步DRAM控制器、一个二维图形加速引擎、一个视频输入端口、三个线性滤波器、一个TV输出编码器和一个视频流水线管道组成，并支持PCI、ISA和IDE的接口逻辑。视频流水线管道用于执行以下功能，如视频窗口缩放、色彩空间变换以及用于PiP(画中画)功能的色度/色彩键控等。具有视频全通特性的PiP功能使SCX501成为iSTB、iDVD、iPVR和 iTV应用的可定制解决方案。

今年，Rise公司将发布一系列iDragon SoC产品，主要瞄准各种信息家电应用。尤其是在下半年，iDragon SoC产品，包括Rise 低功耗、高性能的P6系列mP6 CPU内核，将用于即将出现的信息家电，这些产品将会提供给消费者丰富的Web浏览和多媒体体验。

目前，电视节目的拍摄、制作、传输到播出正在实现数字化。MPEG视频音频编码标准的出现，解决了电视信号数字化后信息量过大而信道带宽有限的问题，加上数字视频硬件方面的产品不断进步，促进了各种数字视频产品的推出，这一切都预示着电视广播全面步入数字化的时代。数字电视产品的开发不仅能给观众带来画面和音响效果的享受，而且MPEG-II视频音频压缩的ATM网接入技术的开发为VOD（视频点播）的时代铺平了道路。

目前世界上的数字电视系统标准有欧洲的DVB系统和美国的ATSC系统。这两种系统在视频压缩上都采用MPEG-II标准，在声音上DVB系统采用MPEG-II的音频压缩标准，ATSC系统则采用杜比AC-3压缩技术。本文介绍C-Cube公司MPEG-II编码器芯片DVxpert-II，它可用于欧洲DVB标准常规数字电视的系统的产品开发中。

１ 芯片简介

C-Cube公司开发的视频处理单芯片DVxpert-II是在该公司DVx的MPEG-II单芯片编／解码结构的基础上提高了性能的处理器。它可以产生高品质的4:2:0和4:2:2 MPEG-II图像，同时压缩率也有所提高。该芯片能实现视频编码(video encoding)、解码(decoding)和编／解码(codec)三种功能，可实现运动补偿、分块／离散余弦变换压缩算法。

DVxpert-II处理器的核心是32位Micro SPACR RISC Core处理器，工作频率为100mhZ。该处理器内有一个16K字节指令的高速缓冲存储器(I-Cache)和一个8K字节的数据存储器(Data Memory)接口，这是一种可编程可升级的结构。芯片采用数据存储器而不是数据缓冲器，目的是使软件能更多地控制存储器，并允许重复进行DMA传输。此外，DVxpert-II处理器还有两个协处理器：DSP协处理器和运动估计协处理器(Motion Estimator)，减轻了RISC处理器运算的负担，它们共同完成视频压缩编码算法，提高了编码速度。DSP协处理器每秒钟可执行大约16亿个算术操作指令(1600MOPS)，执行向量从存储器到存储器的指令，这能提高从RISC到DSP流量操作速度。其8K字节存储器有两个缓冲区（两个块），可允许DMA和DSP同时操作。

DSP协处理器能完成以下功能：①解电视模式；②活动测量；③运动补偿；④自适应暂时滤波；⑤线性滤波和筛选；⑥DCT变换和逆DCT变换（12位）；⑦量化和逆量化；⑧变长的Huffman编码和解码。

可编程运动估计协处理器（运动估计器ME）支持所有的块匹配和运动估计类型，它从RISC处理的CPU中取得运动估计的命令并返回结果。每次运动估计完成后会产生一个中断。

很多公司都有自己所开发的单芯片MPEG-II编码的LSI。进行DCT及运动补偿等演算所需的电路结构各不相同，C-Cube公司开发的DVxpert-II等芯片为大部分处理工作由RISC处理器及DSP等完成的“处理器型”芯片，与之配套的还有C-Cube公司开发的软件，即微码（．ux）文件。该文件包括进行视频压缩的代码以及初始化DVxpert-II处理器的存储器和下面要介绍的处理器外挂的SDRAM。因为它的可编程性能好，只要改换输入到处理器的微码，就可以变更压缩算法或修正软件的差错。

压缩好的视频比特流也必须经PCI总线存储到主机内，PCI接口由主机时钟（33MHz）驱动。

DVxpert-II处理器还有与串行ROM的接口，开发人员可选择利用串行EPROM装载部分初始化程序。在本开发系统中，为了使硬件电路简化，所有全部初始化过程都由驱动程序经PCI总线接口完成（可省去串行EPROM）。

该芯片还可外挂64bit同步动态RAM（SDRAM），实际电路采用4片16M比特的SDRAM实现8M字节外部存储器，存储C-Cube公司的微码和数据，并可由开发人员分配存储空间。当处理器进行MPEG-II视频编码时，SDRAM所含具体内容如下：①应用程序微码；②视频帧捕获缓冲区；③运动估计取样视频缓冲区；④预测的重构帧缓冲区；⑤参考帧；⑥速率缓冲区；⑦用于编码算法的本地表和其他数据。

处理器有视频接口，可输入／输出未压缩的数字视频流；还有音频接口，可输入／输出未压缩的数字音频（为获得与视频同步的信息）。DVxpert-II处理器只能进行视频编码，而未压缩的音频数据只能经PCI总线送到主机存储器，在DVxpert-II处理器外进行软件压缩。

本开发系统进行4:2:0Main Level @ Main Profile 的视频编码，仅用一片DVxpert-II处理器，因此可不用其和另一处理器相连的IPC的接口。

２ 驱动程序的开发

虚拟设备驱动程序可包含对设备进行操作的设备**代码，具有可设操作模式，需保存数据的硬件设备都需要有虚拟设备驱动程序。虚拟设备保持了每个应用程序的设备状态轨迹，并能保证当应用程序继续执行时设备处于正确状态。编码器将DVxpert-II集成于即插即用的PCI插卡，因此要开发该PCI设备的虚拟设备驱动程序（VxD）以支持编码器芯片的正常工作，该软件采用Microsoft VC 6.0开发，在WIN98操作系统下运行。WIN98操作系统的基本系统体系结构分成Ring0层和Ring3层，它们能提供不同级别的系统保护。Ring3层通过Inbbb处理器体系所提供的保护服务与其他的运行进程隔开，以达到保护的目的。Ring0层由虚拟机管理器（VMM）等构成。VxD是一个管理硬件设备或者已安装软件等系统资源的32位可执行程序，运行在Ring0层，处理系统或外设中断及DMA操作等，它使基于bbbbbbs的应用程序可有效地实现多任务。WIN95/98的VxD对即插即用提供支持，因此当DVxpert-II处理器电路设计成即插即用PCI扩展卡时，起动后可由操作系统自动检测到它。VxD的软件开发可利用美国Vireo.Software公司推出的VtoolsD for Win95开发工具包进行，该VxD被开发成可动态加载／卸载的驱动程序，以保护模式驻留在扩展内存中。VtoolsD中的Quick VxD程序可提供一些选项来快速生成VxD代码框架。编码器的VxD应包括：设备的初始化，处理中断信号，以及与运行在Ring3层进行通信。

0 引言

对于旋窑生产线，雨天突然断电对运转中的回转窑将产生巨大危害，河南焦作坚固水泥有限公司就曾多次因电网设施遭受雷击损坏导致雨天突然断电停窑，其中两次危害较大，导致椎4.2m×65m 回转窑变形，两端翘起，耐火砖挤碎，造成了重大经济损失。

电力故障具有突发性，不以人们的意志为转移，即使电网设施再先进，意外的雨天断电也在所难免。因此，在电网意外断电的情况下提供保回转窑安全所需的应急电力，对于降低因为电网意外断电而造成的损失有着重要的现实意义。

1 回转窑应急保安电源的使用现状及存在的问题

由于柴油发电机的容量较大，可并机运行且连续供电时间长。因此，我国几乎所有的旋窑水泥厂，均采用柴油发电机组作为回转窑的应急保安电源。但是这种传统的做法有诸多不利之处：无论发电机的起动速度有多快，从停电到发电机电压、频率等达到稳定可以供电为止，至少需要10min，这段时间，已对回转窑的安全造成了严重危险；此外，使用柴油发电机组作为回转窑的应急保安电源，还存在火灾安全隐患，其油罐象一个较为危害的“”，万一失火，后果不堪设想；日常维护频繁、工作量大；不仅产生的噪声大，而且排烟中含有大量的，污染严重，环保问题**。因此，从全国各厂了解到的使用情况来看，柴油发电机组并不理想。因此，许多水泥厂苦觅更好的方案。某水泥厂二线回转窑曾投资数百万元在回转窑上搭建了一个钢筋混凝土结构的大棚就是一例。

2 回转窑应急保安电源的新方案

计算机应用UPS 电源很广泛，也很成功，那么我们能否用UPS电源作为回转窑应急保安电源呢？从理论上看是可行的，从现实上看却有不少困难。这是因为，由于UPS 专为IT行业的计算机类和通讯类负载来设计，其过载适应能力差。UPS过载能力标准规定：过载150%仅可维持10s;大于150%仅可维持200ms。而交流电动机的起动电流一般为额定电流的5~8 倍，如果要用UPS 电源带回转窑辅助传动电动机这类感性负载，要么采用变频器等软起动设备，降低电动机的起动电流，UPS额定容量选取1.2~1.4倍电机的额定功率即可满足要求；要么大幅度增加UPS 的额定容量，即UPS额定容量至少大于6倍的电机额定功率，同时切换时间要短，一般要小于15ms。由于变频器比UPS便宜，**种方案投资少些。但*二种方案虽成本高，但它的好处是，不管在市电供电中断时还是在市电恢复正常工作时, UPS均可确保电机的连续运行。如果能将UPS与变频器做到一起，做成电机**UPS，作为回转窑应急保安电源的新方案，无疑会降。

工作原理如图1 所示：当三相输入市电正常时，经整流后给逆变器（变频）提供直流电，同时用充电器对电池组充电；当三相输入断电或异常时，自动转由电池组给逆变器（变频）提供直流电。当需要回转窑辅助传动转动时，送给逆变器（变频）远程控制信号，逆变器（变频）会立即输出，0~50Hz 的交流电，供给电动机进行变频软起动，当其频率达到50Hz时保持正常运行。为了防止在UPS 与处于“惯性运动状态”下的电机所产生的自激励电源处于互相“非同步入锁”状态而产生的故障隐患。当市电供电中断时，为了确保UPS 的安全运行, UPS应执行“延时切换”操作，以便让电机彻底停止转动后再启动变频器，由它对电机执行从0~50Hz的频率逐渐增高的变频启动，采用该方案的好处是：与柴油发电机组比较，，综合成本远低于柴油发电机组；可靠性高，波形好，便于实现自动化；无污染；断电自动转换，转换速度快，一般不**过10ms；平时可做软起动设备，启动力矩大，起动电流小。其缺点是：要求电机负载首先停机，然后再“变频启动”，从而造成电机负载工作的“不连续性”。

3 新方案的应用实例与效果

某水泥厂回转窑辅助传动采用交流380V、额定功率22kW、额定电流为42.5A 的Y180L-4 型鼠笼型电动机，决定采用三相输入三相输出的电机**UPS 电源作为应急保安电源。

3.1 UPS电源功率的选择

为了延长UPS的使用寿命，UPS 不宜长期在满载状态下运行，也不宜长期在过度轻载状态下运行。UPS的额定输出功率以视在功率S来表示。取UPS的功率因数cos渍为0.8，则UPS的额定输出有功功率为0.8S。为了留出适当的裕量，按其额定输出有功功率的0.8进行负载匹配。因此，额定功率为22kW的电动机所需UPS的额定输出视在功率为22÷0.8÷0.8＝34.375 kVA。于是，该厂选用了视在功率为40kVA，三相输入三相输出的电机**UPS电源作为应急保安电源。

3.2 蓄电池组的配置

蓄电池组的配置关系到市电断电以后蓄电池组后备供电时间的长短，在市电蕑蝊@输入断电期间，蓄电池组给逆变器的供电时间主要取决于蓄电池额定容量、蓄电池电压、蓄电池数量、负载功率因数、负载功率、蓄电池使用环境温度、蓄电池使用年限等因素。蓄电池组的逆变供电时间，应根据当地市电电网供电情况和实际要求，选择所需蓄电池的容量、电压、数量，以确保市电电网停电时，UPS 能够提供2~4h 甚至更长时间的供电。该厂根据当地市电电网供电情况和企业的实际情况（双回路供电），配置了100Ah/12V 的蓄电池32 节，蓄电池组的供电时间大致为2.6h。实现了供电零时间切换，收到了很好的使用效果。

4 结束语

近年来，随着UPS 技术的迅猛发展和日益成熟，应用范围已不再局限于IT产业，电力、制造业等已逐渐成为UPS 应用的新兴行业。UPS的容量现在也已不成问题。目前，国产UPS 电源，较大容量已达到320kVA，而世界上熟料单线较大的日产１万t熟料生产线椎6m×95m 回转窑，其辅助传动电机功率也只有2×55 kW，配备三相输入三相输出的电机**UPS电源已绰绰有余。用电机**UPS电源代替柴油发电机组作为回转窑的应急保安电源已成为现实。理论和实践证明，电机**UPS电源，代替柴油发电机组作为回转窑的应急保安电源，将UPS 功能与软起动功能积于一身，自动化程度高，是一种简捷、实用、经济、环保、可靠、新颖的方案，有着广泛地应用前景和市场，应大力推广。

前，Altium 宣布推出拥有 100 多项新特性的较新版一体化电子产品设计解决方案，从而使截然不同的设计领域进一步实现了关联融合。

**实现与机械领域的真正协作

电子产品通常需要某种形式的包装与外壳，但传统上电子设计人员与机械设计人员之间鲜有联系。要将电子产品放进机械外壳中，过去更多是靠运气，而非通过良好的管理来实现。

Altium 推出了一款可真正解决这些问题的解决方案，能将电子设计 (E) 与外壳的机械设计 (M) 工作相互匹配联系，彻底改变了现状。如今，电子设计人员能够**采用非专有技术直接与机械设计建立联系，将 E 和 M 实现整合。Altium Designer 的现有 3D 电路板设计功能获得增强，可直接链接至外接 STEP 模型（所有主要 M 软件均支持的一种智能化 3D 文件格式）。这就是说，电子设计人员现在能直接将在 M 软件中完成的机械组装或设计方案导入至 Altium Designer 中。此外，我们还添加了多种相关特性，如能在设计方案中全面检验任意对象之间是否存在干扰/间距问题，如电子组件及其外壳等对象。Altium Designer可以检测到对源 STEP 模型的更新，并在电子与机械域之间建立起动态链接。

Altium Designer 现在还可读写 STEP 文件，因此电子设计人员能在 pcb 与机械设计套件（取决于所用的 M 系统）之间建立动态链接。

电子设计人员能够以互动的方式灵活调节板面布局、组件放置乃至组件封装选择等，以满足外壳设计建议的要求。他们能确保 PCB 符合机械组件的间距限制要求，并能在电路板进入原型设计或制造阶段之前根据实际的外壳设计直接测试间距大小，从而显著减少 E 与 M 循环设计过程中所需重复测试的次数，让电子产品的设计工作变得更为简单。

Design Insight 支持自动预览

Altium Designer 在 PCB 设计环境中通过所谓“Board Insight”提供众多特性。现在，Altium 进一步扩展了 Board Insight 原理，推出了一个 Design Insight 特性集。

在新的 Document Insight 模式下，您只需将鼠标放在 Project Panel 或 Document Bar 上就能自动预览文档。在 Project Insight 模式下，您只需将鼠标放在 Projects Panel 项目图标上就能预览所有文档。随后就能从预览中选择打开或跳转至任意文档。

在 Connectivity Insight 模式下，设计人员只需将鼠标放在结构图源文件的任意网上，就能在弹出窗口中预览与该网相连的所有项目文档与连接节点列表。设计人员只需点击任意连接就能直接跳转。

上述 Design Insight 特性相互配合，不仅加快了项目导航的速度，同时还提高了易用性与直观性。

Design Insight 可将项目与文档导航以及信息显示提升至平台层面，从而使设计人员能够较大限度地利用 Altium Designer 的一体化环境。在 Design Insight 模式下开发的特性能跨多个文档类型与设计编辑器工作，并能在整个环境中提供的解决方案，以便跨多个项目与设计领域解决设计复杂性不断提高的管理难题。

较新的设计数据发布特性进一步完善设计发布管理

在电子产品的整个寿命期间，需要以多种形式发布多种不同的文件，其中包括制造文件、各类设计文件、文档所需的文件、规范文件、采购材料单，以及各种其他的数据。如果不做好管理工作，那么收集上述信息的工作量将非常大，而且会带来问题。

Altium 显著简化了通过 Output Job 编辑器生成正确输出的工作，可通过编辑器提供的统一界面定义所有需要的输出。信息能够以项目级存储，从而确保设计人员随时都能重复创建任意所必须的输出文件。

现在，Altium 在 Output Job 编辑器中增加了 Output Media 选项，进一步简化了生成不同输出文件类型的工作，使设计人员能将多种输出整合为单个媒体类型。举例来说，设计人员可在同一 PDF 输出中整合结构图、合成的 PCB 板面图以及材料清单（BoM）等。

设计人员可自定义并命名多个同类的 Media Output，将多个输出归为一组，并以多种方式生成输出。

设计人员如今不必单独生成不同的输出文件，也不必再将这些不同的输出文件手动整合为较终输出。他们可精确定义打印或发布到 PDF 的信息，然后通过统一的操作生成较终输出。

全新的内电层显示技术了制造差异

随着新技术的涌现以及新式设计方法成为主流，Altium 可帮助设计人员充分利用这些创新发展优势。

内电层的使用正在所有设计领域中变得越来越常见。这种技术变得日益复杂，需要设计人员提高复杂电层配置的设计技巧。在 Altium Designer 中，对电层的支持得到了大幅改进和增强。

如今，内电层现在可在 PCB 编辑器中实现 ** 精确的 2D 和 3D 建模显示。此外，DRC 现在包括了电层的实时连接检验功能，可检测到因电层分裂导致的断网问题，焊盘和引线的隔离，以及缺少散热的连接等。

上述功能增强的较终结果就是确保设计人员在 PCB 编辑器中创建并确认的内部信号电层能够转变为一套正确的制造文件，从而设计与制造文件之间的偏差，进而帮助他们更好地了解到电层的较终形态、连接性和电气完整性。此外，还可以减少引入制造领域的错误，整体避免原型设计出现问题。
 
通过新版本的控制系统集成度完善管理

Altium 在设计接口中直接集成了版本控制功能，同时还提供了可实现图形文件直接比较的**特性，从而解决了不同版本图形文件在设计人员所工作的系统中繁琐的版本比较问题。

Altium Designer 提供了强大的区分引擎，甚至能够在不影响连接性的情况下在不同版本的结构图或 PCB 文件之间突显较细小的图形变化。

Altium 进一步加强了版本控制支持，允许从版本控制库中进行设计文件的后台读取和升级。这样，设计人员就可以将精力集中于设计任务之上，而不用等待完成版本更新，对于较大型项目而言，这有助于大幅节约时间。此外，设计人员在项目中仅需一个简单的命令就能升级所有工作文件副本，从而大大简化了管理大量变动的工作。

用新型自定义虚拟仪器|仪表组件实现 FPGA 的内部测试

Altium 坚信，电子设计的未来在于核心系统功能的实施要跳出固定硬件的束缚，进而支持“软”器件智能，也就是将功能通过编程提供给产品，而不是只通过硬件提供固定的功能。FPGA等器件的硬件功能的转移，意味着采用物理连接在不同组件间传输信号的传统电路测试法已不可行。在传统的FPGA设计流程中，我们通常用来替代直接测试。但系统级较其困难，需要花费大量时间。

为了解决上述问题，Altium 推出了虚拟仪表的概念。基于 FPGA 的组件执行 bench-top 测试仪表中常见的功能。仪表的硬件部分连接到结构图级的设计方案中，并随正在开发的电路下载到FPGA。我们随后通过 Altium Designer 环境自带的软件板来控制仪表。

Altium Designer 为虚拟仪表控制增加了新的功能，推出了全新的 Custom Instrument。现在，设计人员能构建自己的仪表来监视并控制 FPGA 中的信号。设计人员可选择所需的输入输出数量和类型，在 Delphibbbbbb 中创建个性化脚本来处理信号或根据需要对事件做出响应，并从多种标准组件和仪表控制中构建仪表的定制界面或 GUI。

定制仪表的一个有趣特性在于，仪表界面可作为设计方案的一部分保存，并能下载至 FPGA。这就是说，设计人员能为产品创建完全个性化的测试或维护界面，并将此存储在设计方案之中。任护工程师随后都能使用 Altium Designer 插入连接至设计方案，并立即访问定制仪表面板，而*在其计算机上先存储一个仪表定义副本。

基于 C 语言的定制 FPGA 逻辑开发

Altium Designer 标配了大量基于定制 FPGA 的功能以作为免**费的 FPGA 组件提供。这些组件包括基本的逻辑块，甚**级外设和处理器内核等，可用于快速构建 FPGA 主机服务系统。

Altium Designer 支持设计定制逻辑块，从而进一步扩展了所提供的功能性。以前，这需要通过 FPGA 库组件才能创建结构图级的定制逻辑功能，或用 Verilog 或 VHDL 硬件描述语言定义定制逻辑，甚至需结合上述三项。

Altium Designer 现在支持用 C 编程语言定义定制逻辑。我们在系统中添加了新型的电路图符号 － C 代码符号，这样就能够在结构图设计层级中添加 C 代码块。C 代码符号以底层 C 源代码为参考基准，就像 Verilog 或 VHDL 代码一样集成于设计方案中。符号上的端口代表底层源代码引用的参数。

完成设计后，C 代码通过一体化的软硬件编译器技术（或 C 语言至硬件技术）转换为 VHDL，然后再与设计方案的其他部分一起合成至 FPGA 中。为系统所增加的相关特性可帮助设计人员从已定义的 C 代码符号中生成 C 代码模板，也可从底层源代码生成 C 代码符号。

此外，还可采用 Altium 一体化的软、硬件编译器从面向系统处理器的 C 源代码直接生成**协处理器功能，使开发人员能够在硬件中直接运行一些功能来加速代码执行。这种新技术使嵌入式软件开发可编写定制 C 代码逻辑块并将这些逻辑块直接连接至底层系统硬件中，从而进一步丰富了设计选择。

嵌入式开发人员在新的语言或开发技术的情况下就可创建应用代码，同时还能参与创建运行代码的硬件。他们只需方便地使用 C 语言编码空间即可，而他们的设计则能应用于更广阔的空间。

利用定制 wishbone 接口组件快速设计基于FPGA的系统

为了提供一种简易的模块化途径来快速构建基于 FPGA 的系统设计，Altium Designer 采用非专有 Wishbone 总线接口将各种不同的 FPGA 外设组件块‘连接’在一起来实现系统构建。Altium Designer 增添了较新的定制 Wishbone 接口组件，通过简单配置，就能将定制外设链接至Wishbone 总线上，从而使设计人员能够扩展 Altium Designer 已提供的功能，并创建或导入可方便与 Altium Designer 内置组件相结合的定制功能。设计人员将不再被局限于使用 Altium Designer 已经提供的外设器件，而是可以导入自己的器件来执行任何所需的任务。这大幅扩展了Altium Designer开发所支持的应用范围，带来了丰富的系统设计可能性，可以构建自己的定制外设库，甚至开发出别人也能使用的定制外设。
 
利用较新的交互布线引擎加速电路板布线进程

连接布线是决定完成个性化板级设计所需时间的重要因素。板级密度越来越高，层堆栈数量在增加，高密度封装技术也日益流行，因此布线工作的难度正不断加大。完全自动化的布线技术在相对有限的某些情况下能作为可行的解决方案。对布线设计影响较大的因素，也就是对设计时间影响较大的因素，实际上取决于我们能否改进交互式布线技术，从而为布线设计提供帮助，而不是简单地控制布线。

Altium推出了一种全新的交互式布线引擎来实现上述目的。

基本的工作模式包括迹线和通道的快速而可靠的推线功能、只需较少鼠标点击次数即可快速实现迹线放置的向导型布线模式、布线时对已有迹线的自动环绕，以及智能化自动完成等。各种模式可独立使用，也可结合使用，从而全面控制各种布线条件。

特别是在光标向导型布线模式下，布线效率会非常高。这使设计人员能够利用该模式来“指导”布线，而不必对每段迹线进行布局。引擎能以完全符合设计规则要求的方式智能化地放置迹线段，并尽可能密切跟随光标的移动。只需简单地‘返回’到**段路径，就能取消某段布线。
 
Altium Designer 还标配提供适用于单网和差分对的交互式长度调节功能，支持整个系统的全差分对、阻抗控制布线、多迹线布线、引脚和部件切换、自动 FPGA 引脚布线优化，以及较富吸引力的直观式设计接口等。