Статья добавлена: 19.03.2019
Категория: Статьи
Принцип действия однофазного импульсного регулятора напряжения питания (ликбез).
Без рассмотрения принципов действия простейшего однофазного импульсного регулятора напряжения нельзя переходить к рассмотрению многофазных импульсных регуляторов напряжения питания. Рассмотрим основные компоненты импульсного регулятора напряжения питания. Импульсный понижающий преобразователь напряжения питания содержит: ШИМ-контроллер (PWM-контроллер); электронный ключ, который управляется ШИМ-контроллером и периодически подключает и отключает нагрузку к линии входного напряжения; индуктивно-емкостной LC-фильтр для сглаживания пульсаций выходного напряжения (ШИМ - широтно-импульсная модуляция, PWM - это Pulse Wide Modulation).
PWM-контроллер создает последовательность управляющих импульсов напряжения, представляющих собой последовательность прямоугольных импульсов напряжения (рис. 1), которые характеризуются амплитудой, частотой и скважностью (скважностью называют отношение промежутка времени, в течение которого сигнал имеет высокий уровень, к периоду сигнала).
Статья добавлена: 15.03.2019
Категория: Статьи
Модернизация компьютера - нужен новый блок питания?
При модернизации компьютера, обязательно нужно подсчитать, потребляемую его отдельными узлами мощность, а затем определите и требуемую мощность блока питания (только после этого будет ясно, нужно ли заменять блок питания на более мощный).
Для оценки качества блока питания используются различные критерии. Многие потребители при покупке компьютера пренебрегают значением источника питания, и поэтому некоторые сборщики персональных компьютеров сокращают расходы на него. Ведь не секрет, что гораздо чаще цена компьютера увеличивается за счет дополнительной памяти или жесткого диска большей емкости, а не за счет более совершенного источника питания.
При замене блока питания компьютера (или покупке) необходимо обращать внимание на ряд важных для надежной работы системы параметров источника питания:
Статья добавлена: 15.03.2019
Категория: Статьи
ыбор места и способа подключения компьютера к сети.
Для нормальной работы компьютера, напряжение питающей сети должно быть достаточно стабильным, а уровень помех в ней не должен превышать предельно допустимой величины. При подключении компьютера к сети переменного тока, от которой питаются устройства большой мощности, перепады напряжения, возникающие при включении и выключении этого оборудования, немедленно сказываются на его работе. При работе мощных агрегатов в сети могут возникать переходные процессы (всплески напряжения) амплитудой до 1000 В и выше, которые могут просто вывести из строя блок питания компьютера. Если для питания компьютера используется отдельная линия, то и это не исключает появления в ней выбросов напряжения, поскольку это зависит от качества всей сети энергоснабжения здания или района. Выбирая место и способ подключения системы к сети, необходимо соблюдать следующие правила:
Статья добавлена: 15.03.2019
Категория: Статьи
Оборудование для монтажа и демонтажа микросхем.
Сегодня работа по ремонту электронных плат без специализированного инструмента невозможна вообще — почти все элементы устанавливаются на поверхность печатных плат (технология Surface Mounting Device, SMD), имеют малый шаг выводов и миниатюрные размеры. Инструмент для монтажа и демонтажа микросхем (МС) чрезвычайно разнообразен по своему назначению и цене. Однако даже паяльник нужного вида и с нужным жалом окажется никчемной железкой, если его использовать без надлежащего флюса и припоя.
Как бы то ни было, традиционный паяльник не исчез. Он видоизменился (рис. 1), улучшив старые и приобретя новые свойства. Это и высоконадежные нагревательные элементы, и простота замены жала даже во время работы, и точнейший электронный контроль за его температурой с помощью встроенного датчика, и удобная рукоятка, и защита от статического электричества, и даже специальная подставка с губкой для очистки жала.
Между тем традиционные средства удаления припоя при демонтаже — отсос, калибр и лента — почти не изменились. Принцип действия первого прост — всасывание расплавленного припоя за счет создаваемого подпружиненным поршнем разрежения. Особенно удобен этот способ для очистки отверстий печатных плат. Второй способ еще проще — расплавленный припой выталкивается из отверстий с помощью стальных прутков-калибров (раньше в этих целях использовались заточенные спички или иглы от медицинских шприцев). Ну а третий просто примитивен — припой удаляется за счет впитывания, как чернила промокашкой. Но годится он лишь для удаления избытков припоя с контактных площадок после монтажа или очистки их после демонтажа микросхем.
Однако упомянутые выше средства непригодны для работы с современными типами корпусов для поверхностного монтажа. Выполнение любой операции в этом случае возможно только с помощью паяльников, имеющих специальную конструкцию. Основные отличия от традиционного паяльника заключаются в следующем. В некоторых ситуациях для одновременного разогрева всех контактов жало должно охватывать деталь с двух или четырех сторон. При пайке компонентов SMD разогрев припоя производится не жалом, а горячим воздухом, подаваемым через сопла. Отсос припоя осуществляется вакуумным насосом (допустимые температура и время нагрева элементов строго ограничены). Кроме того, вакуум используется и для захвата присоской корпусов МС при их демонтаже.
Следовательно, на рабочем месте должно быть несколько паяльников с большим набором сменных рабочих органов. Полный комплект состоит как минимум из четырех паяльников (рис. 2).
Статья добавлена: 15.03.2019
Категория: Статьи
Особенности организации вывода на принтеры (языки описания страниц).
Компания Epson еще в 70-х годах прошлого века придумала язык ESC/P (Epson Standard Code for Printers), который и по сей день поддерживается некоторыми другими производителями в офисно-ориентированных устройствах вывода посредством режима эмуляции. А еще в 1981 году, IBM представила свою версию языка описания страниц под названием PPDS (Personal Printer Data Stream). Фирма HP, примерно в это же время, предложила язык описания страниц PCL (Printer Command Language), который использовался в первых ударных и струйных принтерах. В 1984 году впервые был представлен публике PostScript (PS), который базировался на свободных исходниках Xerox и был создан силами тогда только что основанной компании Adobe.
Статья добавлена: 14.03.2019
Категория: Статьи
Что такое GDI?(ликбез).
Фирма Microsoft (в конце 80-х) разработала интерфейс GDI (Graphics Device Interface), который используется в Windows для вывода текстовой и графической информации на принтеры и мониторы по сей день. Разработчики Windows для упрощения проблем с драйверами создали между программным обеспечением и устройствами вывода интерфейс, не зависящий от конкретного типа устройства. Идея GDI состоит в том, чтобы избавить устройство от дорогостоящего контроллера и переложить его функции на центральный процессор вместе с драйвером. Отсюда же следует и первый недостаток GDI: требовательность к системным ресурсам. Этот язык подразумевает конвертацию графической информации и шрифтов в единое растровое изображение, которое затем и отправляется на вывод. GDI отличает и сравнительно скудные возможности функционирования в рамках локальной сети, а добавить эту опцию можно лишь при помощи дополнительного, далеко не дешёвого сетевого контроллера.
GDI является подсистемой Windows, используемой программами для рисования графических изображений на экране. GDI позволяет рисовать на экране, принтере, графопостроителе или на других устройствах отображения с помощью драйверов. Главное в работе GDI - сделать программы в меру независимыми от реальной аппаратуры.
Статья добавлена: 13.03.2019
Категория: Статьи
История и преимущества интерфейса Thunderbolt (Light Peak).
Thunderbolt изначально (2011г.) разрабатывался для объединения мобильных устройств, ноутбука и настольного компьютера с использованием меньшего числа кабелей. В стандарте был предложен универсальный разъём для дисплеев и внешних устройств хранения. Передаваемая по Thunderbolt 1 и 2 мощность электропитания составляет 10 Ватт — больше, чем 4,5—5 Ватт в стандартном USB 3.0.
Интерфейс Thunderbolt объединяет протоколы PCI Express (PCIe) и DisplayPort (DP) в один последовательный сигнал и предоставляет постоянное напряжение по тому же кабелю. Контроллеры Thunderbolt мультиплексируют один или более каналов данных от подключённых к ним устройств PCIe или DisplayPort для передачи через один дуплексный канал Thunderbolt, затем демультиплексируют их для использования устройствами PCIe или DP на другом конце. Один порт Thunderbolt поддерживает до шести устройств Thunderbolt, подключаемых через концентраторы (хабы) или цепочкой (daisy chain). Несколько устройств могут использоваться в качестве мониторов, но их количество не может превышать количества источников сигнала DP.
Скоростной интерфейс Thunderbolt, ранее известный как Light Peak, представляет собой двунаправленную универсальную шину с пропускной способностью 10 Гб/c, а также возможностью подключения DisplayPort-устройств. По сути Thunderbolt дает возможность подключить внешнее устройство к шине PCI-Express или же использовать протокол DisplayPort для передачи видеоданных.
Новая технология подключения периферийных устройств ThunderBolt — это (на базе PCI Express и Display Port) скоростной канал для соединения видеоустройств, сетевых интерфейсов и хранилищ данных единым интерфейсом. Технологии ThunderBolt позволяют проводить высокоскоростной обмен данными между узлами компьютера или между несколькими компьютерами.
Скоростной интерфейс Thunderbolt дает возможность подключить внешнее устройство к шине PCI-Express или же использовать протокол DisplayPort для передачи видеоданных (рис. 1) и представляет собой двунаправленную универсальную шину с пропускной способностью 10 Гб/c. Приход таких скоростей в область периферии пользователя - это был действительно революционный шаг со стороны Apple и Intel. Это вдвое больше, чем было у USB 3.0. Хотя Intel и говорит о том, что Thunderbolt не является прямым конкурентом для USB 3.0, но в некоторых случаях их «интересы» все же пересекались. В первую очередь это относится к сегменту высокоскоростных внешних хранилищ. Тем не менее, Intel обещал внедрить поддержку USB 3.0 в следующем поколении своих чипсетов, анонс которых предварительно был запланирован на начало 2012 г.
Техническим партнером, который предложил первый коммерческий продукт с новым интерфейсом Thunderbolt, стала Apple (обновленные модели ноутбуков MacBook Pro уже оснащаются разъемом Thunderbolt). В списке партнеров значатся и такие компании, как Aja, Apogee, Avid, Blackmagic, LaCie, Promise и Western Digital. Уже были представлены два устройства с нативной поддержкой Thunderbolt. Это внешний массив c двумя твердотельными дисками LaCie Little Big Disk и RAID-хранилище Promise Pegasus RAID.
В обозримом будущем выпускать контроллеры для Thunderbolt будет непосредственно Intel. Вопрос о том, будут ли со временем открыты спецификации для сторонних производителей чипов, остается открытым.
Изначально планировалось, что для Light Peak будут использоваться оптические проводники, однако их стоимость на текущий момент была достаточно велика, поэтому для первой ревизии интерфейса все же использовалась медь. Отчасти по этой причине рабочее название (Light Peak) временно утратило свою актуальность, и было заменено на Thunderbolt (перевод с англ. - «удар молнии»). Intel продолжает работать над оптической версией, преимущества которой состоят в увеличенной пропускной способности и больших расстояниях передачи сигнала. Медный кабель Thunderbolt может иметь длину до 3 метров. Порт способен обеспечить питанием внешние устройства, энергопотребление которых не превышает 10 Вт. Очень важной особенностью новой шины является возможность последовательного подключения (это поможет избавиться от вороха проводов на рабочем столе). Подключиться можно через разъем Mini DisplayPort к другому устройству с таким же портом и потом по цепочке с остальными устройствами.
Статья добавлена: 12.03.2019
Категория: Статьи
Графический процессор (ликбез).
Графический процессор (англ. graphics processing unit, GPU) — отдельное устройство персонального компьютера или игровой приставки, выполняющее графический рендеринг.
В начале 2000-х годов графические процессоры стали массово применяться и в других устройствах: планшетные компьютеры, встраиваемые системы, цифровые телевизоры. Современные графические процессоры очень эффективно обрабатывают и отображают компьютерную графику. Благодаря специализированной конвейерной архитектуре они намного эффективнее в обработке графической информации, чем типичный центральный процессор. Графический процессор в современных видеоадаптерах применяется в качестве ускорителя трёхмерной графики.
GPU.
Графический процессор может применяться как в составе дискретной видеокарты, так и в интегрированных решениях (встроенных в северный мост либо в гибридный процессор).
Отличительными особенностями по сравнению с ЦП являются:
- архитектура, максимально нацеленная на увеличение скорости расчёта текстур и сложных графических объектов;
- ограниченный набор команд.
Высокая вычислительная мощность GPU объясняется особенностями архитектуры. Современные CPU содержат несколько ядер, тогда как графический процессор изначально создавался как многопоточная структура с множеством ядер. Разница в архитектуре обусловливает и разницу в принципах работы. Если архитектура CPU предполагает последовательную обработку информации, то GPU исторически предназначался для обработки компьютерной графики, поэтому рассчитан на массивно параллельные вычисления.
Каждая из этих двух архитектур имеет свои достоинства. CPU лучше работает с последовательными задачами. При большом объёме обрабатываемой информации очевидное преимущество имеет GPU. Условие только одно — в задаче должен наблюдаться параллелизм.
Графические процессоры уже достигли той точки развития, когда многие практические вычислительные задачи могут с легкостью решаться с их помощью, причем быстрее, чем на многоядерных системах. Будущие вычислительные архитектуры станут гибридными системами с графическими процессорами, состоящими из параллельных ядер и работающими в связке с многоядерными ЦП (профессор Джек Донгарра, 2011 г.).
Современные модели графических процессоров (в составе видеоадаптера) могут полноценно применяться для общих вычислений (см.GPGPU). Примерами таковых могли служить чипы HD 7990 (от AMD) или GTX 690 (от nVidia).
GPGPU.
GPGPU (англ. General-purpose computing for graphics processing units, неспециализированные вычисления на графических процессорах) — использование графического процессора видеокарты для параллельных вычислений. Современные графические адаптеры могут иметь до нескольких тысяч процессоров, что позволяет решать некоторые задачи на графических картах на порядок быстрее, чем на центральных процессорах. Приложения, использующие данную технологию пишутся с помощью таких технологий как OpenCL или CUDA.
Внешний графический процессор (eGPU).
Внешний графический процессор — это графический процессор, расположенный за пределами корпуса компьютера. Внешние графические процессоры иногда используются совместно с портативными компьютерами. Ноутбуки могут иметь большой объём оперативной памяти (RAM) и достаточно мощный центральный процессор (CPU), но часто им не хватает мощного графического процессора, вместо которого используется менее мощный, но более энергоэффективный встроенный графический чип. Встроенные графические чипы обычно недостаточно мощны для воспроизведения новейших игр или для других графически интенсивных задач, таких как редактирование видео.
Поэтому желательно иметь возможность подключать графический процессор к некоторой внешней шине ноутбука. PCI Express — единственная шина, обычно используемая для этой цели. Порт может представлять собой, к примеру, порт ExpressCard или mPCIe (PCIe × 1, до 5 или 2,5 Гбит / с соответственно) или порт Thunderbolt 1, 2 или 3 (PCIe × 4, до 10, 20 или 40 Гбит/с соответственно). Эти порты доступны только для некоторых ноутбуков. Внешние GPU не пользовались большой официальной поддержкой поставщиков. Однако это не остановило энтузиастов от внедрения настроек eGPU.
Статья добавлена: 11.03.2019
Категория: Статьи
Программный инструмент. Принципы управления внешними устройствами ПК.
Многие квалифицированные специалисты по ремонту компьютерной техники относятся к написанию специальных программ с "большой осторожностью". Одни из них считают написание программ очень сложным, а другие - ненужным делом. И те, и другие неправы: во-первых, научиться писать небольшие специальные программы несложно, а во-вторых, отказываться от такого мощного и эффективного инструмента просто неразумно и расточительно.
С помощью специальных программ обычную системную плату можно превратить в универсальный стенд для диагностирования и ремонта большинства узлов и устройств компьютера.
Умение программировать дает возможность создавать "инструментальные" программные средства, заменяющие аппаратные тестеры, используемые для контроля и диагностики устройств. Стоимость аппаратных тестеров достаточно высока, а их номенклатура невелика. Модификация и их приспособление к конкретному устройству - это сложное и дорогостоящее удовольствие. Разработанные "инструментальные" программные средства, в отличие от аппаратных тестеров, легко модифицируются и приспосабливаются для работы с любым устройством. Программным путем можно задать в устройстве любой необходимый для контроля режим работы, удобно и эффективно осуществлять контроль процессов осциллографом.
Статья добавлена: 11.03.2019
Категория: Статьи
USB 4 - Thunderbolt 3.
Некоммерческая организация USB Implementers Forum объявила о запуске USB 4 — новой версии популярного разъема. Полные спецификации USB 4 будут опубликованы ближе к концу 2019 года. Однако уже сейчас известно, что максимальная пропускная скорость обновленного разъема составит до 40 Гбит/c. Это вдвое больше, чем у USB 3.2 Gen 2×2 и столько же, сколько у Thunderbolt 3 (Type-C), который вышел в 2015 году.
Пропускная мощность USB 4 составляет 100 Вт, как у Thunderbolt 3. Этой мощности и скорости 40 Гбит/c хватит для подключения двух мониторов с разрешением 4К или одного 5К-дисплея. Во многом USB 4 повторяет характеристики трехлетнего Thunderbolt 3, но обойдётся дешевле производителям железа. А значит, его потенциально задействуют в гораздо большем количестве девайсов. Как и Thunderbolt 3, он будет использоваться не только в компьютерах, но и в мониторах и внешних видеокартах (eGPU). Первые гаджеты с поддержкой USB 4 появится ориентировочно в начале 2020 года.
В четвертом поколении интерфейса USB добавлена поддержка новых функций, в частности, новый открытый стандарт позволит заменить Thunderbolt 3, за который производителям приходилось отчислять лицензионные платежи. При этом компания Intel, владеющая Thunderbolt, не планирует от него отказываться — вместо этого она добивается сосуществования интерфейсов со схожими функциями. Взамен Intel предложит производителям уровень поддержки, недоступный для открытых решений.
В свою очередь, USB 4 станет альтернативой для бюджетных ноутбуков и компьютеров, с которой производители сэкономят на отчислениях.
USB Implementers Forum планирует стандартизировать все перечисленные возможности, однако производитель сам будет решать, какие из них реализовать в своем устройстве. Несмотря на открытость USB 4, он будет совместим только со стандартом USB Type-C. Тем самым USB Implementers Forum хочет поставить точку в многолетней истории USB-A. Полные спецификации USB 4 опубликуют во второй половине года, однако устройства с его поддержкой появятся не раньше 2021 года.
Статья добавлена: 07.03.2019
Категория: Статьи
Процессоры Intel. Внутренняя кольцевая шина (ring bus) и топология сетки (mesh).
Intel в процессорах Skylake-X и -SP использует топологию сетки (mesh) вместо кольца. В новой архитектуре процессоров Intel отказалась от внутренней кольцевой шины. Intel продолжает увеличивать число ядер в своих процессорах. Skylake-X и Kaby Lake-X будут содержать до 18 ядер, что ставит перед Intel новые проблемы - инженерам компании пришлось серьезно пересмотреть структуру чипа. Еще с поколения Sandy Bridge Intel для соединения ядер использовала (рис. 1) так называемую кольцевую шину (ring bus). В последующих поколениях она тоже использовалась, пусть и с некоторыми изменениями. Хотя Intel вплоть до третьего поколения Ring Bus расширяла число поддерживаемых ядер (рис. 2), но технология достигла предела своих возможностей.
Статья добавлена: 07.03.2019
Категория: Статьи
От DDR4 к DDR5 SDRAM и далее.
DDR4 SDRAM (double-data-rate four synchronous dynamic random access memory) - четвёртое поколение оперативной памяти, являющееся эволюционным развитием предыдущих поколений DDR SDRAM. Отличается повышенными частотными характеристиками и пониженным напряжением питания.
Основное отличие DDR4 от предыдущего стандарта DDR3 заключается в удвоенном до 16 числе внутренних банков (в 2 группах банков), что позволило увеличить скорость передачи внешней шины. Пропускная способность памяти DDR4 в перспективе может достигать 25,6 ГБ/c (в случае повышения максимальной эффективной частоты до 3200 МГц). Кроме того, повышена надёжность работы за счёт введения механизма контроля чётности на шинах адреса и команд. Изначально стандарт DDR4 определял частоты от 1600 до 2400 МГц с перспективой роста до 3200 МГц.
DDR5 SDRAM - пятое поколение оперативной памяти, являющееся эволюционным развитием предыдущих поколений DDR SDRAM. Планируется, что DDR5 предоставит меньшее энергопотребление, а также удвоенную пропускную способность и объём по сравнению с DDR4 SDRAM.
Корпорация Intel ранее предполагала, что JEDEC может выпустить спецификацию DDR5 SDRAM в 2016, с коммерческой доступностью памяти к 2020 году. В марте 2017 JEDEC сообщила о планах выпустить спецификацию DDR5 в 2018 году. На форуме JEDEC Server в 2017 сообщалось о дате предварительного доступа к описанию DDR5 SDRAM с 19 июня 2017 года, а 31 октября начался двухдневный «DDR5 SDRAM Workshop». Компания Rambus анонсировала прототип памяти DDR5 RAM в сентябре 2017 года, с доступностью не ранее 3 квартала 2018 года. Micron изготовила первые прототипы памяти в 2017 году, они были проверены при помощи контроллера Cadence (TSMC, 7 нм).
Многие аналитики ожидали, что линейка DDR завершится на DDR4, но так как за последние годы дизайн компьютеров и серверов не сильно изменился, то производителям ничего не мешает выпустить DDR5 с улучшенными характеристиками.
Оперативная память типа DDR5 будет в два раза быстрее по сравнению с нынешней DDR4. Также она будет энергоэффективнее. Кроме этого, DDR5 имеет вдвое большую плотность, чем DDR4. Таким образом, модули памяти типа DDR5 получат вдвое большую ёмкость по сравнению с нынешними модулями DDR4.
NVDIMM - это форма постоянной памяти, которая объединяет энергонезависимую флэш-память и энергозависимую оперативную память в слот DIMM. Такой тип памяти предназначен для баз данных, где для обработки и кэширования используется сочетание флэш-памяти и DRAM.
Память 3D Xpoint. Компании Intel и Micron совместными усилиями создали новый тип системы хранения данных, который в одну тысячу раз быстрее самой передовой памяти NAND Flash. Новый тип памяти, получивший название 3D XPoint, показывает скорости чтения и записи в тысячу раз превышающие скорость обычной памяти NAND, а также обладает высокой степенью прочности и плотности. Эта память в 10 раз плотнее чипов NAND и позволяет на той же физической площади сохранять больше данных и при этом потребляет меньше питания. Новый тип памяти может использоваться как в качестве системной, так и в качестве энергозависимой памяти, то есть, другими словами, ее можно использовать в качестве замены как оперативной RAM-памяти, так и SSD.
