随着机器学习，人工智能和自主性的广泛应用，创新正以惊人的速度发生。产品设计师必须与组件制造商紧密合作，以确保这些使能的电子产品能够满足未来的要求。





 
未来的愿景通常包括具有令人难以置信的新技术和全新功能的启示。在电子领域尤其如此。当它出现时，广播是全新的。对于数字计算机及其组件，包括真空管，晶体管和集成电路，也可以这样说。当它们首次出现时，诸如GPS之类的技术需要全新的电子组件才能发挥作用。

新技术是否始终取决于新电子产品？在某些领域，答案无疑是肯定的。例如，医疗技术正经历着真正新颖的进步，例如柔性医疗电子设备和人机界面。新材料，组件和软件使它们成为可能。当今的新电子产品通常取决于其他相关技术的进步。机器学习，人工智能和分布式计算等技术正在推动已经存在多年的电子领域的新发展。另外，软件对硬件的发展有直接的影响。所有这些力量在1月的CES 2020上显而易见，来自世界各地的供应商和演讲者汇聚在拉斯维加斯，以展示电子产品将如何塑造未来。

连接器供应商和分销商是2020年CES的参展商，包括安富利，广濑电机，Preci-Dip，伍尔特电子，Wattgate和AEC连接器。安富利启动了其新的物联网合作伙伴计划，该计划旨在通过为开发人员提供构建完整的物联网解决方案的位置，简化物联网的复杂性并支持更快，更安全地部署连接的解决方案来帮助加速物联网的采用。广濑展示了针对下一代可穿戴设备，智能设备，汽车，消费类，物联网，移动和数据中心应用的解决方案，包括其FX26和BM46系列连接器，它们均被选为2020年CES创新奖。。Hirose的FX26系列浮动板对板浮动连接器专为内部动力总成连接而开发，包括电动和混合动力电动汽车中的电动机控制器，可承受严酷的振动和高达140°C的工作温度，并获得CES奖的“车辆智能和运输”奖类别。Hirose的BM46系列多RF板对板连接器专为下一代5G和WiGig可穿戴，便携式和移动设备开发在单个连接器中结合了多个RF和信号触点，从而使较小的设备具有更高的生产率，并在CES大奖的“移动设备和配件”类别中得到认可。其他互连供应商的展览主要集中在消费设备市场的连接器和电缆组件上，但用于汽车，保健和健康以及智慧城市系统的连接组件也已失效。





广濑电机的FX26系列（上）和BM46系列（下）是CES 2020的创新奖获奖者。

2020年国际消费电子展上的汽车

2020年车展的主要主题是自动驾驶和电动汽车，提供了软件对硬件的影响的绝佳示例。我遇到的第一个例子是与一位同事乘坐他的Tesla Model 3从旧金山出发前往展览。绝大部分的驾驶都是由Tesla的Autopilot完成的，后者依靠机器视觉和雷达来检测周围环境中的物体。数码相机和雷达不是新技术（尽管自问世以来肯定已有创新）。取而代之的是，释放了特斯拉在现实世界中为消费者提供如此先进的自动驾驶功能的能力的是它的神经网络，这是机器学习软件，可以捕捉和学习公路行驶中每辆特斯拉汽车的每一英里。逐渐地，这个系统正在学习棘手的地方，当驾驶员被迫接管时，

在CES上，第一天晚上的主题演讲是梅赛德斯（Mercedes）展示了一款概念车，该概念车以电影“阿凡达（Avatar）”为灵感，将技术与自然世界融为一体。尽管具有一些奇异的功能（包括“仿生秤”和有机电池技术），但概念车还是表明价值观正在塑造电子技术的未来。过去，电子技术和新技术的创新常常影响着未来和我们的价值。考虑智能手机的革命甚至是电话。这可能表明我们正在回到更理想的20世纪中叶的“未来之乡”技术时代。

小型企业在CES 2020

回到影响硬件进步的软件的主题，CES上的许多较小的供应商表明，新兴电子产品正在受到创新软件技术的启发而定义。例如，以色列的NovaSight将光学图像传感器与人工智能相结合，以开发针对弱视或懒惰眼的CureSight治疗产品。NovaSight销售和营销副总裁Moshe Barel说，他们产品中的电子产品没有内在的创新。相反，正是他们开发的AI技术使公司能够提供其解决方案。





NovaSight CureSight系统将在CES 2020上展出。

以色列的另一家公司TriEye说明了电子组件新应用的可用性如何推动其创新。TriEye是一家专注于短波红外（SWIR）组件的半导体公司。以前，SWIR传感器或摄像机在军事和航空领域的应用有限，这意味着支持SWIR的产品价格昂贵。但是，随着自动驾驶汽车的出现，SWIR摄像机的潜在市场现在更加广阔。作为响应，TriEye通过使用互补金属氧化物半导体（CMOS）技术，以比以前的摄像机成本低得多的价格创建了Raven SWIR摄像机。至关重要的是，该硬件可与现有的机器视觉算法一起使用，从而使其易于用于自动驾驶汽车和高级驾驶员辅助系统（ADAS）。

创新甚至为老化的汽车技术注入了新的活力。1996年，所有新车出厂时都具有符合车载诊断（OBD）II标准的端口，该端口是对以前OBD-I标准的升级，带有通常安装在方向盘下方的16针J1962母连接器。 。该端口使技工可以访问由汽车的各种模块和计算机生成的诊断故障代码。





安装在车辆中的ODB-II母连接器。（照片由0x010C [ CC BY-SA ]）

如今，新的消费者技术正在向这个拥有25年历史的老界面开放给车主以及专业技术人员。在CES上，Thinkcar展示了一款售价50美元的蓝牙设备，该设备可插入OBD-II端口，并允许车主访问有关其车辆的大量信息。这些蓝牙设备已经问世几年了，但是借助Thinkcar的平台，可用数据开始与经销商级扫描工具相竞争。

这对连接器和电缆行业意味着什么？

人工智能，机器学习和其他技术使旧的电子产品重新焕发活力，这意味着在未来几年中，智能进化与全新概念一样重要。加固，防水和小型化等设计注意事项需要创造性地应用于连接器和电缆组件，以用于众多潜在的新应用。当前的连接器和电缆产品可能无法满足未来技术的独特要求，这意味着供应商将必须与富有创新精神的小公司社区紧密合作，以创建有助于实现未来的组件。
 
【摘自Bishop杂志，作者：Neil Shurtz ， February 25, 2020】 查看全部

为了处理计算密集型应用程序和边缘计算系统，需要修订的模块计算机（COM）标准。

在electronica 2018上，Samtec和congatec引入了新的模块计算机（COM）标准的概念。它最初称为COM-HD，它是由PCI工业计算机制造商组织（PICMG）开发的，并更名为COM-HPC，以反映5G网络，人工智能和更高自动化要求的高计算性能。





DH Electronics的DHCOM模块计算机。（图片提供：Pe Wiki编辑[ CC BY-SA ]）

PICMG在2019年10月发布了COM-HPC的引脚分配和机制的预发布版本。该标准将于2020年上半年获得批准，PICMG总裁杰西卡·伊斯奎斯（Jessica Isquith）确认这已经步入正轨，并补充说“已经达到了许多里程碑”。





PICMG总裁Jessica Isquith

硬件规格

这些里程碑中的第一个是引出脚。硬件规格有两个连接器，每个连接器具有400针，总计800针，几乎是COM-Express 440针的两倍。COM-Express定义了小型（SFF）和模块上计算机（COM）单板计算机的家族，这些计算机可用作独立产品或可插入基板的处理器夹层。COM-Express在2017年进行了第三次修订，该版本可在板上添加多达四个10GbE接口，并将PCI Express通道数量增加到32个，从而大大扩展了连接性和接口选项。

COM-HPC委员会主席Christian Eder说：“处理器和I / O越来越快，但是今天最快的是Gen 3，我们还有3代产品可以支持这种连接器。” PICMG的COM-HPC小组委员会包括Samtec，Amphenol，TE Con​​nectivity和ept。





COM-HPC委员会主席Christian Eder

“该连接器完全针对第5代PCI Express，并且极有可能甚至支持甚至没有发布的第6代PCI Express。这意味着我们看到了支持多代即将到来的新技术的自由，”他热情地说道。它兼容10G和25G以太网，并在11.4V至12.6V的最大功率下运行300W。尽管到目前为止还没有基准测试，但这种功耗水平意味着可以支持更快的CPU。

高密度连接器可从多家供应商处获得。COM-HPC的一个显着特征是连接器使用球栅阵列（BGA）端接。因此，它没有用于安装的栅格区域，并且在焊接过程中自动定心，Eder说。“当然，良好的对准很重要，但是我们决定使用此连接器的原因是引脚数高。”载板连接器还提供两种堆叠高度，分别为5mm和10mm，以使开发人员可以自由选择载板的。





COM-HPC连接器是第一个使用BGA端接的连接器。

准备发射

PICMG意识到信号完整性的重要性，并通过接口修订版来应对更高信号频率的挑战。COM-HPC使用Samtec的Edge Rate接触系统，该系统针对信号完整性进行了优化，最大程度地减少了宽边耦合，并减少了高速，高周期应用中的串扰。





选择EdgeRate®是为了保证信号完整性。

该规范定义了COM-HPC客户端类型和COM-HPC服务器模块。客户端类型用于计算和内存密集型的典型嵌入式应用程序，例如工业自动化，运输和医疗设备。

服务器类型专为边缘计算而设计，其中边缘服务器必须处理数据，因为公共网络没有带宽来传输和执行分析。人工智能（AI），监视和工业自动化是需要处理大量数据的常见应用。该服务器选件还设计用于恶劣的环境，在该环境中，它可能会遭受极高的热量或寒冷，冲击，振动或电磁干扰。COM-HPC服务器模块最多具有八个DIMM插槽，可容纳1TB的RAM。

分析需求

在更常规的计算应用中，还存在一种驱动器，可以处理更多数据以供分析使用，从而使企业及其客户受益。企业策略小组最近的一份报告发现，更新服务器通过提供更多可在其分析环境中使用的数据来帮助企业。反过来，分析又帮助该组织的客户群增加了支出并发现了新的市场。数据也是研发和风险管理的基础，可用于制定数据驱动型决策。

边缘计算的复杂性意味着需要定义和解决信号完整性和管理软件。已经建立了PICMG子组来开发信号完整性。它将为新的高速信号定义路由规则。Eder解释说：“信号越快，布局将越复杂，或者它在铜缆中可以传输的距离越短。” 另一个小组将定义服务器角色的管理功能所需的软件堆栈。

为了解决边缘通信问题，该标准最多具有八个25GbE通道，以支持26GbE操作。

介面

COM-HPC还可以显着增加接口容量。它使COM-Express的32通道PCI Express通道增加了一倍，达到64个，以提高吞吐量并允许在服务器，汽车，运输，可视化和AI应用程序中进行并行处理。对于客户端类型，包括两个MIPI-CSI（移动行业处理器接口–摄像机串行接口）可实现监视摄像机和其他可视化任务中预期的广泛成像任务。FPGA加速卡可用于创建异构结构。





与COM Express相比，COM-HPC的引脚数几乎增加了一倍。

COM-HPC的功耗为300W，而COM Express的最大功耗为60W，这意味着可以支持更快的CPU。该标准还有望容纳多达80个全尺寸内存插槽，以提供高达1TB的DRAM。“这将很昂贵，但是有可能，”埃德说。

该标准基于接口定义，这意味着它不依赖于单个芯片制造商。Eder说，随COM Express一起引入的嵌入式应用程序编程接口（API）允许统一访问各种接口，例如流行的I 2 C总线。

它也很灵活；可以独立于载板交换模块，以进行升级，甚至可以将技术从一个芯片供应商更改为另一个芯片供应商，或更改模块供应商。板管理控制器允许开发人员提供边缘服务器功能，例如选择从网络而不是从本地驱动器引导。

Isquith说，该标准提供了更短的上市时间，更少的风险和供应商的独立性。它使开发更快，并且更专注于应用程序。Eder解释说，模块用户仍将创建自己的带有特定功能和软件IP的载板，但他们可以在不重新发明轮子的情况下开始实施它。

该标准计划于今年下半年发布，使开发人员能够在以前不可行的应用程序中引入COM，主要是AI和广泛的边缘计算。PICMG渴望指出，它不打算取代COM Express，但确实扩展了模块服务器（SOM）的原理。最终设计指南预计在2020年上半年。
 
【摘自Bishop杂志，作者：Caroline Hayes， January 28, 2020】 查看全部

现代电梯具有各种各样的电子节点，从楼层间电梯呼唤盒到轿厢中计数乘客的传感器和触摸屏用户界面。这些功能取决于独特的工业连接器以及小型，轻便的消费类产品。




当今的互联建筑技术管理着广泛的功能，包括定时使用的供暖和制冷，与环境条件相协调的智能照明，电源管理，安全性和电信系统。所有这些功能还可以与单独的内部机制（电梯运输系统）协调。电梯将人员和货物移至建筑物内的各个楼层，并且与自动扶梯一起代表了最重要的非固定式机电系统。这些独特而复杂的举升设备取决于各种特殊组件。




WAGO的用于电梯控制面板中电源和信号应用的PCB接线端子可提供免工具或工具操作选件，并具有WAGO推入式笼式夹具。

实际上，电梯行业是最早采用WAGO的CAGE CLAMP弹簧连接技术的行业之一，早在该技术成为当今的工业规范之前就已经存在。他们之所以这样做是由于CAGE CLAMP的固有安全性，抗振性和免维护的特性。

现在将主题划分为免工具安装，例如使用杠杆操作式PCB接线端子和连接器端接电线，从而提供了一种高度直观的接线方法，有助于工厂实现快速和便捷的接线地板和现场技术人员。这些互连方面的主题是现场服务和整体建筑施工效率创新的关键输入。”




WAGO的832系列MCS MAXI 16在应用中显示为与变频器外壳的主要设备连接。

设计电梯系统时，电子组件在确保安全性，可维护性，能源效率以及与其他建筑系统的集成中起着关键作用。标准化在此类别中很重要。需要重型且坚固的组件来应对冲击和振动，可能遭受的碎屑和湿气以及电梯系统附带的非常高的电压（高达690V IEC）。连接器必须满足DIN IEC 60512和DIN IEC 60508的冲击和振动要求，工业以太网连接器必须满足IP65和IP67防护等级。




Weidmuller的OMNIMATE信号连接器为多种电梯应用提供了最佳解决方案。

电子控制装置位于轿厢内部和盒子的侧面，在电梯轿厢的顶部，以及轿厢所访问的每一层建筑板上，其连接扩展到更大的建筑物管理系统。这些控件管理电梯功能，调度和门机构。专为工业环境和重型设备设计的连接器适用于电梯驱动器和控制器。控制面板和骑行体验系统还需要其他更小的电子设备，并且这些电子设备必须轻巧才能减少负荷和能源消耗。

安装在电梯盒上的车顶设备集成了数据控件，并依赖于工业数据连接器，例如M12，D-Sub或其他。位置控制器评估并平衡一个小面板内部的每个负载，该负载取决于轻巧的组件，这些组件很容易在狭窄的空间中考虑到，但仍能承受运动和停止。这些系统中使用的连接器必须可靠。如果需要维护，它们也必须易于操作。多家连接器供应商，包括Weidmuller，用于电梯安装的色标和标签组件，可简化组装过程，并避免出现错误。




WAGO的WINSTA连接系统专为电梯井道安装和其他建筑系统而设计。它包括电缆组件，接线盒和PCB连接器的选择。

通往电梯用户的最直观的电子接口位于轿厢的内部，包括控制面板或楼层选择按钮，紧急通信功能和数字显示屏，用于指示轿厢在建筑物中的行驶进度。紧凑的连接系统简化了这些功能，该系统由电路板和压缩空间中的表面安装组件组成。传统的按钮面板集成了LED照明系统，而启用现代触觉的触摸屏面板可能集成了LCD，LED或通过接口单元链接到电梯控制系统的点阵显示器。麦克风，扬声器和蓝牙已集成到通信板中。TE Con​​nectivity提供了一系列用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。




TE Con​​nectivity的用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。

传感器还可以在电梯中发挥作用，包括红外，液位，电流，负载和霍尔效应传感器。电流传感器有助于调节电梯的电动机工作电流，液位传感器有助于激活轿厢的制动机制，以将电梯停在所需的楼层。Newark提供了一系列专门用于电梯应用的传感器产品。传感器用于智能建筑系统，可通过对乘客进行计数以减少满载汽车的停车次数来提高效率和旅行时间。由mmWave传感器启用的AI可以确定乘客和经过电梯的人之间的差异。




WAGO的832系列MCS MAXI 16系统具有线对板和线对线解决方案，适用于大功率电梯驱动应用。

在没有功率增加的情况下增加电源和信号密度是一个挑战。互连解决方案必须与时俱进。要成为该行业的解决方案提供商，您的产品不仅要擅长安全处理电梯驱动系统的高电流/高压负载（并且要在紧凑的空间内做到），而且还要传输不断增加的信号密度设计要求的高水平负载。
 
【摘自Bishop杂志，作者：Connector Supplier ， February 18, 2020】 查看全部

人工智能  技术正被用来  帮助分析快速增长的数据集，这将产生更多的数据，  并且对功能越来越强大的连接器的需求也将进一步增加。





 
人工智能  已成为  许多高级  系统设计中的重要元素  ，包括  数据中心和  军事机构使用的领先  传感和分析工具  。虽然AI是一个高层次的软件技术，它具有产生重大影响  电子产品的发展，包括  连接器  设计，可以容纳  急剧增加  的  数据量  是  通过  与数据中心  和  车辆，企业，政府机构，和  在许多  其他元素  的我们越来越“聪明”   利用连接麻省理工环境IES 。  

Samtec产品营销经理Matthew Burns表示：“从连接器的角度来看，AI使用了多GPU解决方案，该解决方案可以在整个网络上提高速度  。新兴客户正在使用AI进入新市场，而OEM厂商也在扩大对AI的使用。除了军事应用之外，数据中心中发生的一切都与AI相关。”  





 
Samtec希望AI能够大大提高数据传输量和速度，从而引发系统  设计  和组件的变化  。 

伯恩斯  最近  讨论了人工智能技术 在 了  2019  嵌入式技术发展趋势发布会，在VITA成员和军事技术人员在板和模块技术讨论的趋势。 我ñ除了军事用途的基础上，VITA标准的产品在运输和工业应用中使用。会议上的 许多发言者  表示，他们  希望机器学习能够与摄像头和雷达等传感器收集的数据紧密结合使用。传感器正在向更高的  分辨率发展， 这增加了数据量。这 会使人类更难分析大量图像。它也可以  推 连接器技术的局限性。 

TE Con​​nectivity的活跃产品经理Mark Benton表示：“ AI推动了速度要求和密度。“当您进入高清流媒体时，4K信号等于12 Gb / s的  原始数据速率。军方不想使用压缩。如果必须处理四个高清数据流，则必须通过连接器移动很多数据。”  





TE Con​​nectivity的  坚固耐用的嵌入式计算MULTIGIG产品线  可帮助工程师使用高分辨率传感器。

尽管许多观察家预测AI的使用将增加数据流，但并非在所有系统中都如此。 有些 SYST ê 米设计师  会  采用分布式架构，把情报传感器。传感器上的处理器可以做初步 数据ANALY SIS，determ的在ING 其中  SEGM Ë Ñ 吨第  的  图像RY 可能需要  进一步研究。仅这些图像 将被传输到中央计算机。   

AiTech国防系统公司军事产品线总监Emil Kheyfets说：“ AI可以通过只转移需要关注或采取行动的数据来减少数据传输和数据存储需求  。” “ 在执行任务期间，每台摄像机可以节省数百  GB的字节。” 

无论处理器位于何处，AI都将需要高带宽。大  容量 由传感器产生的数据经常需要  被  立即分析。用于分析 大量数据的处理器  以极高的速度运行，因此大量数据将从传感器流向内存和处理器。这是改变板- 级设计。   





AiTech模块可以设计为具有分布式智能，以减少数据传输需求。

过去几十年来，用于构建几乎所有印刷  电路板  （PCB）  的FR4材料  无法  处理通过 先进系统 传送的某些高速信号  。这促使越来越多的设计团队转向所谓的跨接技术，该技术通过电缆 而不是PCB上的走线路由快速信号。 

 Samtec的信号完整性架构师Burrell Best 说：  “人工智能和机器学习正在推动增长。 “ AI需要大量的计算能力，这是由FPGA和图形处理单元满足的。更快的系统需要高级结构和附加存储。当我们采用更快的结构时，信号完整性就变得至关重要。 如FR4变得过高，布线被趋势朝  超薄 计电缆和低- 损失的电介质，其提供了优于印刷电路板的材料优异的信号完整性性能“。 

人们对AI的影响远远超出了董事会和模块。连接器制造商  以及其他制造和工业环境  开始使用AI分析其运营。这可能会导致许多不同领域的重大变化。 

Burns说：“ Samtec正在投资  使用AI来简化制造流程。” “ 随着我们产品系列的增加，我们的供应链正在扩大。我们使用AI至T [R y以弄清楚如何简化供应链。”  

在互联世界中，人工智能将触及电子供应链的各个方面，从构成这些系统的组成部分的各个组件到最终将改变行业和社会各个方面的功能。  
 
【摘自Bishop杂志，作者：Terry Costlow，April 16, 2019】 查看全部