Производство микрочипов: как это работает

Специфика производства

Производство микрочипов – дело сложное, так как состоит из пяти основных этапов, каждый из которых включает множество мелких операций. Начинается все с механической обработки полупроводниковых пластин (чаще всего кремниевых), которые должны соответствовать высочайшим стандартам качества: правильная геометрия и кристаллографическая ориентация, а также стопроцентная чистота поверхности.

Чистота достигается путем тщательной химической обработки (жидкостным или газовым травлением), чтобы удалить поврежденный слой полупроводника, если таковой имеется. Очищенные пластины могут быть как заготовками для дальнейшего производства, так и всего лишь подложками.

Обыкновенное чудо: превращение песка в полупроводниковые микрочипы

На втором этапе наращивают слой полупроводника (опять-таки кремния) путем осаждения атомов на подложку. Так формируют новый слой полупроводника, по своей кристаллической структуре напоминающий подложку. Наращенный слой полупроводника легируют для защиты от последующих примесей.

Третий этап подразумевает фотолитографию рельефа на пластине, а затем добавление электрически активных примесей для разделения кремния на p- и n-зоны. Делается это методом термической диффузии фосфора и бора в слой кристаллического кремния.

Машина для «выпекания» полупроводниковых пластин

На четвертом этапе формируют контакты и пассивные элементы на полупроводниковой пластине. Путем вакуумного напыления тончайшего слоя металла создают дорожки, а добавлением оксидов специальных сплавов – резисторы и конденсаторы.

Современные технологические нормы позволяют поверх основного слоя полупроводника наносить дополнительные слои (3D-архитектура), после чего все вышеупомянутые процедуры повторяются. Когда все необходимые слои и элементы нанесены на «вафлю», ее еще раз очищают от дефектов и загрязнений, а затем сушат в центрифуге или термошкафу.

Готовая к нарезке полупроводниковая «вафля»

На завершающем этапе полупроводниковые пластины тестируют зондовыми головками на специальных установках, после чего разрезают на отдельные кристаллы. К кристаллам крепятся контакты и все это вместе упаковывается в герметичный корпус. Готовые чипы еще раз тестируют, чтобы избежать попадания брака в продажу.

Чипировании не страшнее пирсинга

Мельчайший датчик, который практически не заметен на рентгеновском снимке.

Суть чипирования в том, чтобы избавить человека от необходимости носить с собой всевозможные электронные аксессуары. Так, для разблокировки дверей автомобиля или дверного замка многие используют фитнес-браслеты или смартфон.

Среди людей, подумывающих о чипировании, есть немало тех, кто боится самой «операции». Да, это слово логичнее взять в кавычки, потому что процедуру нельзя назвать хирургическим вмешательством

Процедуру внедрения микросхемы демонстрировали еще в 2015 году. Хотя основатель компании Dangerous Things, поставляющий продукцию для чипирования, уверяет, что имплантировал себе чип для открытия дверей еще в 2005 году.

С тех пор мало что изменилось.

В весьма толстую иглу-штифт устанавливается микрочип. Затем он аккуратно вводится под кожу под местной анастезией. Пожалуй, это и вся плата за расширение функциональности вашей руки.

Тот самый шприц для внедрения под кожу чипа.

Такие микросхемы называют RFID-чипами или «чипам радиочастотной идентификации.

Классификация

Степень интеграции

В зависимости от степени интеграции применяются следующие названия интегральных схем:

• малая интегральная схема (МИС) — до 100 элементов в кристалле
• средняя интегральная схема (СИС) — до 1000 элементов в кристалле
• большая интегральная схема (БИС) — до 10 тыс. элементов в кристалле
• сверхбольшая интегральная схема (СБИС) — более 10 тыс. элементов в кристалле

Ранее использовались также теперь уже устаревшие названия: ультрабольшая интегральная схема (УБИС) — от 1-10 млн до 1 млрд элементов в кристалле и, иногда, гигабольшая интегральная схема (ГБИС) — более 1 млрд элементов в кристалле. В настоящее время, в 2010-х, названия «УБИС» и «ГБИС» практически не используются, и все микросхемы с числом элементов более 10 тыс. относят к классу СБИС.

Технология изготовления

Гибридная микросборка STK403-090, извлечённая из корпуса

Полупроводниковая микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены на одном полупроводниковом кристалле (например, кремния, германия, арсенида галлия).

• Плёночная интегральная микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены в виде плёнок:
  • толстоплёночная интегральная схема;
  • тонкоплёночная интегральная схема.
• Гибридная микросхема (часто называемая микросборкой), содержит несколько бескорпусных диодов, бескорпусных транзисторов и (или) других электронных активных компонентов. Также микросборка может включать в себя бескорпусные интегральные микросхемы. Пассивные компоненты микросборки (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности) обычно изготавливаются методами тонкоплёночной или толстоплёночной технологий на общей, обычно керамической подложке гибридной микросхемы. Вся подложка с компонентами помещается в единый герметизированный корпус.
• Смешанная микросхема — кроме полупроводникового кристалла, содержит тонкоплёночные (толстоплёночные) пассивные элементы, размещённые на поверхности кристалла.

Вид обрабатываемого сигнала

• Аналоговые.
• Цифровые.
• Аналого-цифровые.

 — входные и выходные сигналы изменяются по закону непрерывной функции в диапазоне от положительного до отрицательного напряжения питания.

 — входные и выходные сигналы могут иметь два значения: логический ноль или логическая единица, каждому из которых соответствует определённый диапазон напряжения. Например, для микросхем типа ТТЛ при напряжении питания +5 В диапазон напряжения 0…0,4 В соответствует логическому нулю, а диапазон от 2,4 до 5 В — логической единице; для микросхем ЭСЛ-логики при напряжении питания −5,2 В диапазон от −0,8 до −1,03 В — логической единице, а от −1,6 до −1,75 В — логическому нулю.

совмещают в себе формы цифровой и аналоговой обработки сигналов, например, усилитель сигнала и аналого-цифровой преобразователь.

Ситуация на рынке

На данный момент ведущими производителями полупроводников являются тайваньская Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) и южнокорейская Samsung. Первая занимает 54% рынка, вторая — 17%.

Топ-10 производителей полупроводников, их доли рынка в долларах

(Фото: Statista)

Аналитики TrendForce выяснили, что мировой спрос на микросхемы оказался на 10–30% выше текущего предложения. По данным Susquehanna Financial Group, за первые четыре месяца 2021 года производители полупроводников резко начали отставать по исполнению заказов. Крупным компаниям приходится ждать микросхемы до 17 недель, а небольшим — до одного года или вообще отказываться от проектов. Одновременно растут цены на потребительскую электронику.

При этом со второго квартала 2021 года более 30 производителей полупроводников повысили цены на свою продукцию от 10% до 30%. В число этих компаний вошли UMC, SMIC и Power Semiconductor Manufacturing. Цены на отдельные продукты взлетели в десятки раз.

TSMC уже изменила приоритеты по выпуску своей продукции. В третьем квартале 2021 года компания собирается производить в первую очередь процессоры для Apple и чипы для автопроизводителей. Микросхемы для других клиентов, в том числе для Intel, Qualcomm, Google и Xilinx, будут отгружаться по мере их изготовления.

Apple в конце 2020 года закупила 80% мощностей TSMC для массового производства своих собственных чипов М1. Таким образом, только она в этом году сможет успешно выполнить план по производству новых iPhone, которые должны представить в сентябре или октябре. Остальные производители смартфонов оказались застигнуты врасплох глобальным дефицитом чипов. Так, Samsung уже предупредила, что может пропустить выпуск новой линейки смартфонов Galaxy Note в 2021 году.

Война за чипы: сменят ли ARM процессоры x86 и почему все зависит от Apple

Нехватка чипов повлияла даже на производство автомобилей. Крупнейшие мировые автоконцерны еще в начале 2021 года заявили, что им придется снижать планы по выпуску машин. Проблемы возникли у Nissan, Honda, Ford, Fiat Chrysler, Volkswagen, Suzuki, Subaru и других. Даже «АвтоВАЗ» начал выпускать автомобили Lada моделей Vesta, Xray и Largus без магнитолы. Автопроизводители потеряют в 2021 году более $110 млрд.

Диганта Дас, исследователь контрафактной электроники в Центре инженерии продвинутого цикла жизни (CALCE), предупредил, что в связи с дефицитом будут расти поставки контрафактных полупроводников. Проблема не коснется технологических гигантов, которые закупают комплектующие непосредственно у производителей, но затронет мелких производителей с более сложными цепочками поставок. Опасность этого заключается в том, что многие небольшие производители электроники заняты в таких отраслях, как здравоохранение, оборона и образование.

Чипирование стало модным

Страшные предпосылки и переживания по поводу «чипированного будущего» и дистанционного отключения людей, разумеется, несколько преувеличены.

Сегодня чипирование можно назвать данью технологической моде. Оно не более, чем способ упрощения повседневной жизни.

Отношение к данной процедуре в России весьма холодное. Совсем недавно в нашей стране решились на чипирование домашних животных, поэтому о таких «технологичных инъекциях» для человека говорить пока слишком рано.

Подливает масла в огонь, пожалуй, лишь канал РЕН-ТВ, который обещает, что уже к 2025 году практически все жители России пройдут операцию чипирования. На деле же у этой теории мало связи с реальностью.

Данная сфера пока не регулируется и не финансируется государством, а вжививших чипы россиян можно пересчитать по пальцам.

Но, в конце концов, все стремительно развивается. Ведь совсем недавно мы вполне комфортно чувствовали себя без прямоугольных «кирпичиков» с дисплеем.

Сегодня же просыпаемся и засыпаем с ними в руках. С чипированием произойдет тоже самое.

iPhones.ru

Чипы, контроллеры и человеческое тело совместимы.

MPLAB Xpress IDE

В тех случаях, когда у клиента нет возможности установить полноценную MPLAB X IDE для работы или необходимо быстро создать/отредактировать проект, на помощь приходит среда Microchip MPLAB Xpress. MPLAB Xpress – это бесплатная интерактивная онлайн-среда разработки, которая не требует какой-либо установки или настройки системы. Для начала работы со средой достаточно перейти на страницу MPLAB Xpress . MPLAB Xpress является упрощенной и усовершенствованной версией MPLAB X IDE и содержит основные ее наиболее популярные и необходимые для работы функции (Рисунок 4).

MPLAB Xpress станет прекрасным выбором для тех, кто только начинает знакомство с продукцией компании Microchip. Когда же дело дойдет до серьезной разработки и возможностей MPLAB Xpress окажется недостаточно, пользователь сможет без труда перенести существующий проект в MPLAB X IDE.

MPLAB Xpress включает в себя последнюю версию MPLAB Code Configurator и совместима с оценочными платами MPLAB Xpress, платами Curiosity, Explorer 16/32 и программатором/отладчиком PICkit 4. В MPLAB Xpress разработчику также доступна программная симуляция проекта и его аппаратная отладка на подключенной к персональному компьютеру отладочной плате (Рисунок 5).

Также стоит отметить внушительный объем хранилища (10 Гбайт) для хранения файлов проектов и репозиторий, где пользователь может делиться своими идеями с другими пользователями или черпать вдохновение из уже существующих решений. Вся доступная информация по работе со средой, как и в случае с MPLAB X, располагается в разделе Microchip Developer Help .

Intel (Санта-Клара, штат Калифорния, США)

В 1989 году Intel сумела первой среди производителей полупроводников преодолеть психологический рубеж в 1 мкм: с 1,5-мкм техпроцесса она перешла сразу на 0,8 мкм. И вот уже два десятилетия Intel, следуя закону Мура, с интервалом в два года переходит на новые, более утонченные нормы производства.

Заводов во владении компании Intel полтора десятка, причем разбросаны они по всему миру: США, Китай, Ирландия, Израиль. Покупая участок земли, Intel заведомо берет больше, чем нужно для строительства одного завода, чтобы в будущем достроить рядом дополнительные производственные мощности. Старейшие из нынче действующих заводов Intel – Fab 25 в городе Остин (штат Техас, США) и Fab 10 в Лейкслип (Ирландия) – были введены в эксплуатацию еще в 1994 году.

Производственный комплекс Intel (заводы Fab 10, Fab 14 и Fab 24) в Ирландии

А в 2013 году заработали две американские «новостройки» Intel: завод D1X в Хиллсборо (штат Орегон) и Fab 42 в Чандлере (штат Аризона). Именно на них будут выпускаться 14-нм процессоры Intel Broadwell, которые уже в следующем году придут на смену 22-нм Haswell. Заводы D1X и Fab 42 построены как раз по принципу «пристройки»: в городе Хиллсборо это уже третий завод Intel, а в Чандлере – четвертый.

Новенький завод Intel D1X в Хиллсборо

А вот в китайском городе Далянь у Intel всего лишь один завод под названием Fab 68, да и выпускаются на нем чипы, так сказать, не первой свежести – 65-нм. Выпускать в других странах чипы по новейшему техпроцессу, и соответственно подвергать научные разработки риску утечки, компании Intel строго-настрого запретили власти США.

На заводе Intel кипит работа

Долгое время Intel выпускала на принадлежащих ей фабриках исключительно собственные процессоры и чипсеты. Но времена меняются и поговаривают, что вскоре заводы Intel откроют двери всем желающим. Первым же возможным заказчиком Intel называют американского гиганта сетевого оборудования Cisco.

Поиск выхода

Власти США договорились с руководством TSMC о строительстве новых линий производства чипов в Аризоне. Фабрика будет производить 20 тыс. современных 5-нанометровых чипов в месяц для нужд автомобилестроения и других отраслей. Всего компания выделила $100 млрд на расширение производства и НИОКР, основная часть суммы пойдет на постройку шести заводов в США, работы по возведению первого комплекса уже начались.

Кроме того, сенат США одобрил законопроект субсидирования национальной полупроводниковой промышленности на сумму $52 млрд сроком на пять лет для местных производителей.

В Японии TSMC и Sony Group выделят около $9,2 млрд для строительства первого в стране завода по производству 20-нанометровых микросхем, чтобы постепенно двигаться к более современным техпроцессам. Строительство завода завершат уже в этом году, а в 2022 году партнеры планируют начать исследования и соответствующие разработки.

Китай в рамках программы Made in China к 2025 году инвестирует $1,4 трлн в разработки Alibaba Group, Huawei Technologies Co. Ltd, SenseTime Group Ltd. и другие высокотехнологичные компании, чтобы снизить зависимость электронной отрасли от других стран. Китай также старается переманивать инженеров из TSMC на более высокую заработную плату. Весной 2021 года тайваньской компании пришлось запретить поставщикам оборудования делиться с китайскими партнерами технологическими решениями, а правительство страны приказало удалять списки вакансий китайских компаний.

В Южной Корее правительство заявило о намерении выделить $450 млрд в течение десяти лет на развитие полупроводниковой отрасли. Государство планирует развивать полный цикл производства собственных чипов, а также помогать разработчикам, производителям и поставщикам чипов снижать себестоимость продукции за счет уменьшения налогов и предоставления ряда налоговых льгот. При этом Samsung уже расширила свои инвестиции до $151 млрд и надеется догнать спрос к 2030 году.

Печать микросхем на кремниевых пластинах

(Фото: Techspot)

Американская Intel ведет переговоры о производстве чипов для автомобильной промышленности с компаниями, которые разрабатывают подобные микросхемы. Им предложат перенести производство на заводскую сеть Intel в течение шести-девяти месяцев. Его могут запустить на заводах в Орегоне, Аризоне, Нью-Мексико, Израиле или Ирландии.

Также Intel заявила, что откроет свои фабрики для внешних клиентов и построит заводы в Соединенных Штатах и Европе. Новое производственное подразделение Intel Foundry Services сможет выполнять заказы других компаний на изготовление чипов, в том числе микросхем чужой архитектуры и дизайна: Apple, Nvidia и других.

TSMC (Синьчжу, Тайвань)

Если Intel является крупнейшим производителем полупроводников в мире, то TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) – крупнейшим контрактным производителем. Все производственные линии загружены сторонними заказами, тогда как под своим брендом компания чипы не выпускает. Лишь на некоторых чипах, помимо названия заказчика, проставляется крохотный, еле заметный логотип TSMC.

Завод TSMC Fab 6 в Синьчжу

Заводов у TSMC двенадцать штук: большинство размещены рядом со штаб-квартирой, в тайваньском городе Синьчжу, и еще по одному построено в Китае и США. Среди заказчиков TSMC ходят всемирно известные компании. К примеру, по 28-нм техпроцессу производятся графические чипы AMD и NVIDIA. По слухам, мобильные гаджеты Apple образца 2014 года будут основываться на процессоре А8, который будет производиться на фабриках TSMC.

Оборудование на заводе TSMC

STMicroelectronics (Женева, Швейцария)

Корпорация STMicroelectronics появилась в 1987 году в результате слияния итальянской компании Generale Semiconduttori и французской Thomson Semiconducteurs. Позже к STMicroelectronics присоединились и другие компании: британская Inmos, канадская Nortel и микроэлектронное подразделение Alcatel. Заводы STMicroelectronics находятся в Италии (города Катанья и Аграте-Брианца), а также во Франции (Кроль и Руссе). Выпускает STMicroelectronics контроллеры и сенсоры, которые применяются в измерительных приборах, медицинском оборудовании, наземном и воздушном транспорте.

Завод STMicroelectronics

Пример использования ДНК-микрочипа

Ниже приводится пример эксперимента с использованием ДНК-микрочипа.

Результат сканирования однокрасочного микрочипа

1. Выделяются или выращиваются биологические образцы, которые необходимо сравнить. Они могут соответствовать одним и тем же индивидуумам до и после какого-либо лечения (случай парных сравнений), либо различным группам индивидуумов, например, больным и здоровым, и т. д.
2. Из образца выделяется очищенная нуклеиновая кислота, являющаяся объектом исследования: это может быть РНК в исследовании профиля экспрессии генов, ДНК при изучении сравнительной геномной гибридизации и т.д. Данный пример соответствует первому случаю.
3. Проверяется качество и количество полученной нуклеиновой кислоты. Если требования соблюдены, эксперимент может быть продолжен.
4. На основе имеющихся образцов РНК в процессе обратной транскрипции синтезируются последовательности комплементарных ДНК (кДНК, англ. cDNA).
5. В процессе амплификации (синтеза дополнительных копий ДНК) количество последовательностей кДНК в образцах многократно увеличивается.
6. К концам последовательностей кДНК присоединяются флуоресцентные или радиоактивные метки.
7. Полученные образцы в смеси с необходимыми химическими веществами через микроскопическое отверстие наносятся на ДНК-микрочипы и начинается процесс гибридизации, в ходе которого одна из цепей кДНК присоединяется к комплементарной ей цепи, имеющейся на микрочипе.
8. После окончания процесса гибридизации чипы промываются для удаления остатков материала.
9. Полученные микрочипы сканируются при помощи лазера. На выходе получается одно- или двухцветные изображения (в зависимости от количества использованных красителей).
10. На каждое изображение накладывается сетка, так, что каждой её ячейке соответствует участок чипа с пробами одного типа. Интенсивности свечения проб в ячейке сетки ставится в соответствие некоторое число, которое, в самом первом приближении, может служить мерой количества присутствовавших последовательностей РНК в соответствующем образце.

Дальнейшая обработка результатов требует многоэтапного привлечения сложного статистического аппарата.

Программные средства разработки Microchip

Microchip предлагает своим клиентам широкий перечень программных решений, позволяющих значительно упростить процесс разработки и отладки программного кода при работе с компонентами, входящими в экосистему компании.

На текущий момент пользователям доступны следующие решения:

• MPLAB X IDE – полнофункциональная интегрированная среда разработки (IDE), предназначенная для разработки кода для микроконтроллеров PIC, цифровых сигнальных контроллеров (DSC) dsPIC, а также микроконтроллеров AVR и SAM. Среда построена на основе IDE NetBeans с открытым исходным кодом от Apache Software Foundation.
   
• MPLAB Xpress – представляет собой бесплатную онлайн-среду разработки, которая не требует установки или настройки системы. MPLAB Xpress имеет более ограниченный функционал по сравнению с MPLAB X IDE, однако поддерживает ее наиболее популярные функции, такие как конфигуратор кода MPLAB.
   
• Конфигуратор кода MPLAB (MCC) – бесплатный графический плагин для инициализации системы, который также предоставляет драйверы для работы с компонентами. MCC может использоваться для настройки широкого спектра периферийных устройств и поддерживает работу с микроконтроллерами AVR и PIC.
   
• MPLAB Harmony – гибкий фреймворк, включающий в себя программные модули, которые выступают в роли строительных блоков при создании приложения. Используя MPLAB Harmony, разработчик может включить в свой проект библиотеки и программные драйверы как компании Microchip, так и сторонних производителей. MPLAB Harmony поддерживает работу с 32-битными микроконтроллерами PIC и SAM.
   
• Компиляторы MPLAB XC – комплексное решение для компиляции разрабатываемого программного кода. MPLAB XC поддерживает 8-битные PIC и AVR в версии MPLAB XC8, 16-битные PIC и dsPIC DSC в MPLAB XC16 и 32-битные PIC и SAM в MPLAB XC32. Для компиляторов MPLAB XC доступны два вида лицензии: бесплатная – включает базовые функции оптимизации и PRO – ориентирована на проекты, требующие максимальной оптимизации по скорости и размеру бинарного файла.
   
• Microchip Studio (Atmel Studio 7) – интегрированная среда разработки (IDE) для написания кода и отладки микроконтроллеров AVR и SAM.
• Atmel START – бесплатный онлайн-инструмент для графического конфигурирования микроконтроллеров для встраиваемых приложений на базе микроконтроллеров AVR и SAM.

Как несложно заметить, те или иные программные средства подходят только для определенного типа контроллеров. В Таблице 1 приведены данные по возможности работы с программным обеспечением в зависимости от выбранного микроконтроллера или микропроцессора.

Для упрощения процесса работы, компания Microchip объединила информацию по своим продуктам в раздел Microchip Developer Help [], в котором подробно описаны все тонкости работы с приведенными выше программными пакетами, а также приведены ссылки на продукты, дополнительные ресурсы, видеоуроки, курсы и документацию.

Стоит также учитывать возможность работы программного обеспечения на той или иной операционной системе. Например, инструменты разработки MPLAB совместимы с операционными системами Windows, Linux и macOS, а Microchip Studio (Atmel Studio 7) способна работать только под Windows.

Разберем описанные выше программные решения более подробно.

Есть ли в чипировании что-то опасное?

Рентген кистей человека, вживившего себе сразу два микрочипа.

По статистике около 10% населения планеты заинтересовано в возможности вживления миниатюрного чипа под кожу. Кто-то хочет отказаться от бумажного паспорта и водительского удостоверения, кто-то мечтает об оплате покупок одним взмахом руки.

Но ведь любую микросхему можно взломать? Опасен ли такой взлом для тех, у кого она непосредственно в организме?

Разработчики тех самых чипов, например, основатель компании Bionyfiken Ханнес Сьеблад, подчеркивает, что чипирование абсолютно безопасно и безвредно.

Не нужно бояться взлома. Все собранные в чипе данные, очень ограничены и зашифрованы. Хакерам они попросту будут неинтересны.

Где можно встретить чипирование

Вот такой маленький чип умеет открывать двери и активировать выключатели.

Если бы вам лет 15 назад сказали, что вы не будете выпускать из рук свой iPhone, чтобы вы ответили? Наверняка отреагировали категорично, заявив, что «тетрис» и «электроника» вас давно не интересуют.

Но сегодня смартфон заменил нам и средство связи, и плеер, и книгу. Он стал полноценным центром развлечений.

С чипированием происходит примерно тоже самое. Он находится в стадии зарождения. Ведь первый случай установки чипа под кожу был зарегистрирован всего три года назад.

• Швеция — страна, где больше всего развито чипирование.
• По всему миру сделано около 12 тыс. операций внедрения чипов.
• Чипы не требуют подзарядки.
• Все микросхемы помещены в крошечные капсулы из стекла, поэтому не причиняют вреда человеку.
• Стоимость внедрения RFID-чипа составляет около $30.

Более того, там на государственном уровне поддержали инициативу вживления чипов, и теперь для предъявления билета в местных поездах достаточно показать руку.

Вот так:

Решившиеся на чипирование есть в США, Великобритании, Франции Германии, Мексике. Люди с «расширенными возможностями» регулярно встречаются, делятся опытом, общаются.

Но развитие чипирования затрагивает не только технологическую составляющую. Оно есть и в медицине, и в имидже, и даже в искусстве.

Для красоты. Пять лет назад прокатился целый бум на специальный аксессуар «Полярная звезда». Чип представлял собой небольшой пятачок со встроенными светодиодами.

Модный тренд прошлого десятилетия: мерцающие татуировки.

Он вживлялся под кожу… «для красоты». Татуировка подсвечивалась и мигала. Включалась и отключалась «Полярная звезда» с помощью крошечных магнитов, которые устанавливались в пальцы.

В медицинских целях. Чип «Циркадия» устанавливается компанией Grindhouse. Он умеет отслеживать актуальную температуру тела, но в дальнейшем разработчики планируют научить чип контролировать частоту пульса и уровень кислорода в крови человека.

За функциональность приходится платить размером чипа.

Есть и компания, которая разрабатывает чип, контролирующий уровень сахара в крови, заменяя поджелудочную железу.

Танцовщица с чипом в ноге прислушивается к землетрясениям.

В искусстве. У танцовщицы Мун Рибас вдохновение приходит в те моменты, когда она чувствует вибрации импланта в руке. Крошечный микрочип сигнализирует об активных землетрясениях. Девушка ощущает эти импульсы и начинает танцевать.

Современное искусство сложно понять, но чипирование добралось и сюда.

Microchip Studio (Atmel Studio 7)

Все, кто хоть раз имел дело с разработкой программного кода для микроконтроллеров, наверняка слышали о среде Atmel Studio. После того как Microchip завершила сделку по покупке компании Atmel в 2016 году, все права на среду разработки (как и на сами микроконтроллеры) перешли к новому правообладателю, а сама IDP стала носить гордое название Microchip Studio.

Microchip Studio представляет собой интегрированную платформу разработки (IDP) для создания и отладки приложений на базе микроконтроллеров AVR и SAM. Atmel Studio влилась в широкое портфолио средств разработки от Microchip и предлагает пользователям простой в использовании функционал для написания, сборки и отладки приложений, написанных на языках C/C++ или ассемблере (Рисунок 8).

Несмотря на то, что среда получила новое название и слегка измененный внешний вид, пользователи по-прежнему могут свободно использовать документацию, курсы и видеоуроки, созданные для Atmel Studio. То же касается и аппаратной части, в частности программаторов AVR и SAM.

Microchip Studio устанавливается вместе с компиляторами avr-gcc, avr32-gcc и arm-none-eabi-gcc, в дополнение к которым был также добавлен MPLAB XC8. Его расширенная версия MPLAB XC8 PRO включает в себя улучшенную степень оптимизации, уменьшенный размер кода и успешно конкурирует с более дорогими представленными на рынке решениями.

Ключевые особенности среды Microchip Studio:

• Поддержка более 500 устройств AVR и SAM;
• Встроенный компилятор MPLAB XC8;
• Более 1600 примеров проектов с исходными кодами, доступными через Advanced Software Framework (ASF);
• Расширение возможностей IDE через Microchip Gallery – онлайн-магазин инструментов разработки и встроенного программного обеспечения от Microchip и сторонних производителей;
• QTouch Composer – набор инструментов для разработки и настройки емкостных сенсорных устройств, проверки производительности системы, мониторинга энергопотребления с возможностью работы в режиме реального времени;
• Wireless Composer набор инструментов для разработки и настройки беспроводных устройств;
• Расширенные функции отладки, включая степпинг и точки останова, поддержку трассировки (SAM3 и SAM4), статистическое профилирование кода, отслеживание/мониторинг прерываний, отслеживание значений переменных в режиме реального времени и многое другое;
• Встроенный редактор кода, менеджер проектов, виртуальный симулятор, модуль внутрисхемной отладки и интерфейс командной строки;
• Возможность написания кода и моделирования прерываний, работы периферийных устройств и других внешних воздействий для конкретной модели контроллера;
• Возможность создания дизайна приложений с низким энергопотреблением;
• Отслеживание данных о потребляемой мощности во время отладки программы при помощи Power Debugger.

Еще одной особенностью является возможность импорта в Microchip Studio проектов Arduino, что позволяет значительно упростить и ускорить процесс перехода от создания прототипа к организации полноценного производства. Microchip Studio поддерживает работу с Arduino Zero и платами расширения Arduino Shield.

Заключение

Инженеры и разработчики постоянно находятся в поиске новых решений, способных дать им больше возможностей, принести что-то новое в уже существующие проекты или ускорить процесс разработки. Однако интеграция в проект продукции от разных производителей может повлечь за собой проблемы, связанные с сопряжением функционала. Одним из выходов является использование продуктов, входящих в единую экосистему, такую, как предлагает своим клиентам компания Microchip. Экосистема Microchip – это не только дискретные компоненты, микроконтроллеры и отладочные комплексы, но и мощное программное обеспечение, способное удовлетворить потребности как матерых разработчиков, так и молодых инженеров, которые только начинают свой путь.

Похожие записи:

Высокочувствительный металлоискатель на принципе биений (к561ла7, к561ла9) Перевод ампер в киловатты и обратный расчет с практическими примерами Преобразователь частоты и пид-регулятор Последствия при падении напряжения по длине кабеля и расчет потерь Различные схемы подключения люминесцентных ламп при помощи электромагнитного и электронного балластов Производство магнитов как бизнес: оборудование, описание технологий изготовления, нюансы организации дела