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关键词: FPGA

Alchitry Au FPGA 是一块专为学习、项目原型设计与高性能逻辑开发打造的 FPGA 开发板。它搭载 Xilinx Artix‑7 XC7A35T‑1C 芯片，提供超过 33,000 个逻辑单元（LUT） 与 256MB DDR3 RAM，在同类产品中具备非常强的处理能力与灵活性。

本文将带你全面了解这款开发板的硬件配置、外设资源、片上 ADC 结构以及实际测试体验。

核心硬件规格

Alchitry Au 配备了丰富的 I/O 与必要的基础电路，让开发者能够快速上手：

主要特性

• FPGA 芯片：Xilinx Artix‑7 XC7A35T‑1C
  • 支持多种速度等级、温度规格、工作电压选型
• DDR3 内存：256MB，适用于复杂数据缓冲与高速处理
• I/O 资源
  • 共 102 个 GPIO 引脚（默认 3.3V 逻辑）
  • 其中 20 个可切换为 1.8V 逻辑电平
  • 9 路差分模拟输入通道
• 板载外设
  • 8× 可编程通用 LED
  • 复位按键、Done 状态指示灯
  • 100MHz 板载时钟（可由 FPGA 内部逻辑灵活配置）
  • USB‑C 接口（配置 + 供电）
  • USB‑转‑串口接口（用于数据通信）
• HDL 支持：所有 Alchitry 系列均支持 Lucid 硬件描述语言（HDL）

这些资源让 Alchitry Au 既适合入门教学，也适用于中高阶 FPGA 工程开发。

可扩展的硬件生态：Elements 扩展板

Alchitry Au 支持名为 Elements 的堆叠式扩展板系统，设计理念类似于 Arduino Shield 或树莓派 HAT。

通过扩展板你可以：

• 增加更多按键、LED、GPIO
• 扩展原型开发区域
• 增加额外的外设模块
• 快速搭建电路原型

强大且开放的生态让开发板的可玩性显著提升。

演示所使用的代码，可參考如下

Alchitry Au 现场可编程门阵列（FPGA）演示

在串行终端的实际测试中，主机发送的字符会实时回显给用户，测试界面显示设备为 Alchitry Au，波特率为 1000000，输入字符后终端会即时反馈。

高波特率与稳定性展现了 FPGA 实时处理数据的能力。

内置 12-bit 1MSPS ADC 解析

Alchitry Au 搭载的 Artix‑7 FPGA 内置一组功能强大的模拟数字转换器（ADC）：

FPGA 片内 ADC 规格

• 分辨率：12 位
• 采样率：1MSPS（每秒 100 万样本）
• 输入通道：
  • 8 路复用差分通道（与数字 IO 复用）
  • 1 路独立差分通道
• 片内结构包含：
  • 温度传感器
  • 多组电源监控通道（如 VCCPINT、VCCBRAM 等）
  • 1.25V 内部参考电源
  • 两组独立 ADC 模块
  • 可配置寄存器接口
  • JTAG 调试支持

这使得 Alchitry Au 能够轻松应对传感器数据采集、电压监控、模拟信号读取等应用。

充足的存储资源

除了 FPGA 自带的片内 Block RAM（BRAM），Alchitry Au 还集成了：

• 256MB DDR3 SDRAM
• 片上存储控制器

使得开发者可以处理大量数据，例如视频缓存、图像处理、机器学习推理缓存等任务，从而提升应用场景的广度。

Alchitry Au FPGA 是一款在尺寸、性能与扩展性之间取得极佳平衡的 FPGA 开发平台。

无论你是 FPGA 初学者、高校实验教学、还是需要构建项目原型的工程师，这块基于 Xilinx Artix‑7 的开发板都能提供足够的计算能力、灵活的 I/O 管脚以及完善的软件生态。

如果你有意入手该 FPGA 芯片，Xilinx Artix‑7 XC7A35T‑1C 可在 DigiKey 上方便购买。

更多FPGA设计技术的信息, 请查看

• Lattice ICE40 UltraPlus 开发板（SPI 内置核演示） 
• Xilinx Vivado 设计套件（Vivado Design Suite） – 入门指南
• 超声波测距模块Pmod接口(VHDL实现) 
• mikroBus I/O扩展器(VHDL实现) 
• FIR滤波器(VHDL实现)
• 基于Lattice MachXO2的玻璃覆晶图形显示驱动方案(VHDL)

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关键词：DSC,MCU，AI

AI 正在重塑数据中心、电源架构、工业自动化与智能设备的未来。从大型 AI 服务器的高功率密度电源，到边缘设备的实时感知与智能决策，系统对计算性能、能效、响应速度与安全性的要求正急剧提升。

数字信号控制器（DSC）为 “AI 系统的实时大脑 + 高速感知前端 + 安全可信执行核心”。它不是用来训练大型模型，而是让 AI 系统在真实世界中“看得更快、算得更准、反应更及时”。DSC 在 AI 服务器电源、边缘 AI/ML、智能传感等场景中承担着几个关键角色。

这一集，Microchip的专家会为我们将详细介绍全新 dsPIC33A 数字信号控制器（DSC），正是为这一 AI 驱动时代而生。它将高速 DSP 引擎、双精度 FPU、AI 级安全模块与业界领先的模拟外设深度融合，为企业提供一款 AI-ready 的实时控制核心，帮助产品在智能化浪潮中脱颖而出。

嘉宾介绍

王安明（Leo Wang）现于Microchip Technology Inc.（微芯科技公司）上海分公司任dsPIC业务部市场开发经理。他于2008年加入Microchip，在MCU/DSC行业有超过20年的工作经验。在此之前，他曾在瑞萨电子从事MCU方面的技术支持及产品推广等工作。

王安明有着丰富的市场推广经验，曾经负责过电表、工业控制、马达驱动和数字电源等市场，目前在Microchip负责中国区数字电源产品线的推广和市场工作。

王安明毕业于苏州大学，获得电子信息与科学技术专业学士学位。

首先，软件复杂性持续增加，工程师需要处理更多算法、更多模块、更复杂的系统架构。

其次，能效要求不断提高，无论是电机、电源还是充电器，都在向更高效率、更高功率密度发展。

同时，功能安全与信息安全的重要性也在快速提升，尤其在汽车、工业和消费类产品中。

此外，系统越来越倾向于 单一控制器承担多任务，这要求 MCU 具备更高性能、更低延迟、更高集成度。这些趋势共同推动了新一代 DSC 的诞生。

以常见的 3P3Z 补偿器为例：

• 早期的 dsPIC33FJ 需要 1.84 微秒
• dsPIC33EP 降到 0.89 微秒
• dsPIC33C 进一步降到 0.57 微秒
• 而最新的 dsPIC33A 仅需 0.133 微秒

这意味着控制环路的延迟减少了 超过 4 倍，对于数字电源、电机控制等高速应用来说，这是非常巨大的提升。

dsPIC33A DSC 可帮助用户充分发挥其嵌入式系统的潜力。这些强大的控制器非常适合各种实时控制应用，因为它们可以提供高性能和准确性。这些 DSC 结合了数字信号处理器和微控制器的功能来处理复杂的算法并保证低延迟响应。它们拥有强大的 32 位 CPU，运行速度为 200 MHz。dsPIC33A 提供了用户成功所需的可靠性和适应性，无论是创建先进的传感解决方案、数字电源还是电机控制系统。

用户可以利用 dsPIC33A 的集成外设和安全功能来增强他们的设计。这些控制器提供高速模数转换器 (ADC)、数模转换器 (DAC) 和先进的硬件安全机制，以满足严格的功能安全标准。

特性

• 32 位 CPU，运行频率为 200 MHz
• 双精度浮点单元 (DP-FPU)
• 高速 12 位 ADC 和 DAC
• 先进的硬件安全功能
• 低延迟中断响应
• 全面的开发工具和支持
• 用于电机控制和数字电源的集成外设
• 增强流水线和推测指令提取
• 功能安全准备（ISO 26262、IEC 61508、IEC 60730）
• 符合 AEC-Q100 汽车应用认证

dsPIC33A 的中断进入速度是通用 MCU 的 2.38 倍。

这得益于：

• 多组工作寄存器
• 单步 ISR 切换机制

相比通用 MCU 需要多次 PUSH/POP，dsPIC33A 可以更快进入中断，适合时序敏感的应用，例如：

• 过流保护
• 电机换相
• 数字电源快速环路

dsPIC33AK 系列芯片支持电容式触摸功能，片上自带集成触摸控制器 ITC模块，主要具有以下功能：

• 配备专门的硬件引擎处理电容感应，无需占用CPU资源，提升运行效率。
• 为初学者提供预设的硬编码触摸检测流程，降低开发门槛。
• 支持用户的创新需求，自行定义电容感应的检测逻辑和流程
• 可适配多种触发源，同时支持灵活配置电容参数，适应不同场景的触摸需求
• 通过40M高速ADC提升触摸信号的采集和处理速度，减少触摸操作的响应延时
• 借助软件编码的序列逻辑，自动完成传感器信号的处理，简化开发流程。

借助这个ITC模块，用户可以很灵活的完成触摸和传感器相关的设计

AI服务器电源发展的一些趋势：

• 比如更高的能效，峰值效率从白金到钛金，现在提高到钛金plus.
• 不断增加的功率密度，现在的一个电源供电柜可以提供超过30KW的功率
• 更高的性能，需要更快的处理速度来适应大规模算力要求
• 加强安全要求， 包括敏感数据处理，身份识别，以及防范网路攻击/数据泄露等等

dsPIC33AK 系列芯片可以很好的满足以上AI服务器电源的需求：

比如片上的硬件加密和安全模块

业界领先的数字电源控制外设，包括 40M高速ADC， 高精度PWM，78ps的分辨率， 100M 带宽的片上运放，还有响应速度达到5ns的模拟比较器等等。

200M CPU速度加上单精度或双精度的FPU，可以加速数字环路执行，减少延时，提升系统的功率密度。

dsPIC 系列DSC通过集成DSP能力，优化的ML库和低延时设计，成为边缘AI/ML应用的理想选择，尤其适合需要高实时性，高算力和高精度控制的嵌入式应用场景。

一条指令可同时完成2次数据预取，2次地址更新，一次累加器操作和一次回写，这种并行处理能力是dsPIC33AK在ML计算中高效的关键。

右边列举了一些dsp的指令集，这些指令专为ML中常见的乘累加，平方差等运算设计，能高效实现卷积，矩阵乘法等核心操作。

相关技术文档资源如下：

• Microchip DSC系列微控制器产品
• DigiKey Microchip PIC AVR微控制器产品
• dsPIC33A DSC 数字信号控制器产品
• EV17P63A DSPIC33AK Curiosity Nano dsPIC评估板

更多Microchip产品相关内容，请浏览得捷电子网站：

• Microchip产品

小编的话：

正如本期内容所介绍，在智能边缘系统中，高性能DSC本质上是通用MCU的实时控制能力与DSP的数据处理能力的融合体。在边缘侧，它解决了“既要实时响应物理世界，又要运行智能算法”的矛盾。其选型的本质是看“控制精度”与“算法密度”是否在单芯片内达到了平衡。以此为标准，就更容易理解dsPIC33A为何强大了。

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作者：Adam Taylor

关键词：FPGA，图像处理，ML

编者按：全新的 FPGA 架构方法带来了更精细的控制和更大的灵活性，以满足机器学习 (ML) 和人工智能 (AI) 的需求。本系列文章包括两部分，第 1 部分介绍了 Efinix 一款此类架构的产品，以及如何借助开发板开始使用该产品。本文是第 2 部分，讨论了开发板与外部器件和外设（如摄像头）的连接，以及如何利用 FPGA 消除图像处理的瓶颈。

从工业控制和安全到机器人、航空航天和汽车，FPGA 在许多应用中扮演着重要角色。凭借可编程逻辑内核的灵活性及其广泛的接口能力，FPGA 在可以部署机器学习 (ML) 的影像处理中的应用日渐广泛。由于其并行逻辑结构，FPGA 非常适合用来实现具有多个高速摄像头接口的解决方案。此外，FPGA 还能在逻辑中使用专门的处理管道，从而消除与基于 CPU 或 GPU 的解决方案相关的共享资源瓶颈。

本文将再次介绍 Efinix 的 Titanium FPGA，并探讨该 FPGA 的 Ti180 M484 开发板附带的参考图像处理应用。其目的是了解设计的构成部分，并明确 FPGA 技术能够消除哪些方面的瓶颈或为开发人员带来其他好处。

基于 Ti180 M484 的参考设计

从概念上看，该参考设计（图 1）接收来自几个移动行业处理器接口 (MIPI) 摄像头的图像，在 LPDDR4x 中执行帧缓冲，然后将图像输出到高清多媒体接口 (HDMI) 显示器。利用一个 FPGA 夹层卡 (FMC) 和开发板上的四个 Samtec QSE 接口提供摄像头输入和 HDMI 输出。

FMC 转 QSE 扩展卡与 HDMI 子卡配合使用，提供输出视频路径，而 3 个 QSE 连接器用于与 DFRobot SEN0494 MIPI 摄像头连接。如果没有多个 MIPI 摄像头，可以使用单个摄像头，通过回环单个摄像头通道来模拟其他摄像头。

从高层次看，这种应用可能看起来很简单。但是要以高帧率接收多个高清 (HD) MIPI 流颇具挑战性。这恰好是 FPGA 技术的优势所在，因为它允许设计人员并行利用多个 MIPI 流。

该参考设计的架构利用了 FPGA 的并行和顺序处理结构。并行结构用于实现图像处理管道，而 RISC-V 处理器提供用于 FPGA 查询表 (LUT) 的顺序处理。

在许多基于 FPGA 的图像处理系统中，图像处理管道可以分成两个部分，即输入和输出流。输入流连接到摄像头/传感器接口，各种处理功能则应用至传感器输出。这些处理功能包括 Bayer 转换、自动白平衡和其他增强功能。在输出流中，准备图像用于显示。这包括改变颜色空间（例如从 RGB 更改为 YUV），以及后处理为所需的输出格式，如 HDMI。

通常，输入图像处理链以传感器的像素时钟频率运行。这与输出链的时序不同，输出链以输出显示频率进行处理。

帧缓冲区用于连接输入和输出处理管道，它通常存储在 LPDDR4x 等外部高性能存储器中。该帧缓冲区在输入和输出管道之间去耦，从而允许以适当的时钟频率通过直接内存访问来访问帧缓冲区。

Ti180 参考设计采用了与上述概念类似的方法。输入图像处理管道实现了一个 MIPI 摄像头串行接口 2 (CSI-2) 接收器知识产权 (IP) 内核，该内核建立在支持 MIPI 物理层 (MIPI D-PHY) 的 Titanium FPGA 输入/输出 (I/O) 之上。MIPI 接口颇为复杂，因为除了低速和高速通信，它还在同一差分对上同时使用单端和差分信号。将 MIPI D-PHY 集成到 FPGA I/O 中，降低了电路板设计的复杂性，同时还可简化物料清单 (BOM)。

收到摄像头的图像流后，参考设计会将 MIPI CSI-2 RX 的输出转换为高级可扩展接口 (AXI) 流。AXI 流属于单向高速接口，提供从主设备到从设备的数据流。除了在主设备和从设备之间传输的握手信号（tvalid 和 tready），还提供了边带信号。这些边带信号可用于传递图像时序信息，如帧的开始和行的结束。

AXI 流是图像处理应用的理想选择，使 Efinix 能够提供一系列的图像处理 IP，然后可以根据应用的需要轻松集成到处理链中。

接收后，MIPI CSI-2 图像数据和时序信号被转换为 AXI 流，并输入到直接内存访问 (DMA) 模块，该模块将图像帧写入 LPDDR4x 并充当帧缓冲区。

此 DMA 模块在 Sapphire 片上系统 (SoC) 内 FPGA 中的 RISC-V 内核控制下运行。该 SoC 提供停止和开始 DMA 写入等控制功能，此外还为 DMA 写入通道提供必要的信息，以便将图像数据正确写入 LPDDR4x。这包括有关存储器位置的信息以及图像宽度和高度（以字节为单位）。

该参考设计中的输出通道在 RISC-V SoC 的控制下从 LPDDR4x 帧缓冲区读取图像信息。数据作为 AXI 流从 DMA IP 输出，然后从传感器提供的 RAW 格式转换为 RGB 格式（图 2），并准备通过板载 Analog Devices 的 ADV7511 HDMI 发射器输出。

借助 DMA，Sapphire SoC RISC-V 也能够访问存储于帧缓冲区中的图像，以及统计和图像信息摘要。Sapphire SoC 还能将覆盖层写入 LPDDR4x 中，以便与输出的视频流合并。

现代 CMOS 图像传感器 (CIS) 有几种工作模式，可配置为提供片上处理，以及几种不同的输出格式和时钟方案。通常通过 I²C 接口提供这种配置。在该 Efinix 参考设计中，与 MIPI 摄像头的 I²C 通信由 Sapphire SoC RISC-V 处理器提供。

在 Titanium FPGA 中集成 RISC-V 处理器减少了最终解决方案的整体尺寸，因为不需要部署会增加设计风险的复杂 FPGA 状态机，也不需要会增加 BOM 的外部处理器。

集成该处理器后，还可以支持额外的 IP 与 MicroSD 卡进行通信。这能够支持可能需要存储图像以供日后分析的现实应用。

总的来说，Ti180 参考设计的架构经过优化，可实现紧凑、低成本但高性能的解决方案，使开发人员能够通过系统集成降低 BOM 成本。

参考设计的主要优点之一是可用于在定制硬件上启动应用开发，使开发人员能够利用设计的关键元素，并以此为基础进行所需的定制。这包括能够利用 Efinix 的 TinyML 流程来实现运行于 FPGA 上的视觉 TinyML 应用。这既可利用 FPGA 逻辑的并行特性，又可轻松地将自定义指令添加至 RISC-V 处理器中，从而能够在 FPGA 逻辑内创建加速器。

实现

正如第 1 部分所述，Efinix 架构的独特之处在于，它使用可交换逻辑和路由 (XLR) 单元来提供路由和逻辑功能。像上述参考设计这样的视频系统属于逻辑和路由都很复杂的混合系统：需要大量的逻辑来实现图像处理功能，还需要广泛的路由来以所需的频率连接 IP 单元。

该参考设计使用了器件内约 42% 的 XLR 单元，留下了充足的空间来添加内容，包括边缘 ML 等定制应用。

块 RAM 和数字信号处理 (DSP) 块的使用也非常高效，只使用了 640 个 DSP 块中的 4 个和 40% 的存储块（图 3）。

在器件 IO 上，LPDDR4x 的 DDR 接口用于为 Sapphire SoC 提供应用存储器以及提供图像帧缓冲区。所有器件专用的 MIPI 资源与 50% 的锁相环一起使用（图 4）。

通用 I/O (GPIO) 用于提供 I²C 通信以及几个连接到 Sapphire SoC 的接口，包括 NOR FLASH、USB UART 和 SD 卡。HSIO 用于向 ADC7511 HDMI 发射器提供高速视频输出。

采用 FPGA 进行设计的一个关键因素是，不仅要在 FPGA 中实现和拟合设计，还要能够在 FPGA 内放置逻辑设计，并在路由时达到所需的时序性能。

单时钟域 FPGA 设计的时代已经一去不复返了。在 Ti180 参考设计中，有几个不同的时钟，都以高频率运行。最终时序表显示了系统内时钟达到的最大频率。在此表中也可以看到时钟约束中要求的时序性能（图 5），其中 HDMI 输出时钟的最大时钟频率为 148.5 MHz。

针对时钟约束的时序实现显示了 Titanium FPGA XLR 结构的潜力，因为它减少了可能的路由延迟，从而提高了设计性能（图 6）。

总结

Ti180 M484 参考设计清楚地展示了 Efinix FPGA 的能力，尤其是 Ti180。该设计利用几个独特的 I/O 结构来实现复杂的图像处理路径，支持多个传入的 MIPI 流。此图像处理系统在软核 Sapphire SoC 的控制下运行，实现了该应用必需的顺序处理元素。

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关键词: 面包板

在使用 无焊面包板 进行原型开发时，我们常需要将电路连接到示波器、频谱仪或函数发生器进行测试。传统做法是直接使用示波器探头或带鳄鱼夹的测试线，但在面包板上，这种方式往往既笨拙又不可靠。

为什么示波器探头不适合面包板？

问题并非出在探头设计，而是 探头设计初衷与面包板使用场景完全不匹配。

面包板接触压力低，插孔松紧不均。

示波器探头弹性夹子和探针有一定的“抓拉力”。

在调试过程中频繁移动探头，与元器件接触不稳定。

因此实际体验往往是：

“探头一碰，元件就被拽出面包板。”

这不仅浪费重新插接的时间，更可能在重新布线时引入新的接错，导致后续排查困难倍增。

更好的替代方案：双绞线 + 香蕉头转 BNC 转接头

一个更稳固又便宜的替代方案，是使用 双绞线（22 AWG） 配合香蕉插头转 BNC 转接头。

如下图示例所示（略）：

双绞线的一端直接插入面包板，接触稳定、不会“弹出”。

另一端通过 BNC 转接头上的压线孔固定，并牢固锁紧。

转接头再接入示波器或函数发生器的 BNC 端口。

这样即可形成一个 “不易松脱的低成本测试链路”。

核心优势：

• 连接更牢固，不会拽出元件
• 成本低，易制作
• 双绞线可减少一定的噪声和耦合
• 更适合面包板这种低频、实验性场景

使用限制与注意事项

• 频率、负载与信号完整性限制
• 需要明确的是，这种方案本质上行为类似 1× 探头：
• 其输入阻抗不高
• 信号线并非屏蔽电缆
• 高频性能有限
• 对电路的负载效应显著

因此：

• 不适用于高频 RF 测量
• 不适合高速边沿信号
• 也无法取代 10× 高阻抗探头（其输入阻抗通常为 10 MΩ）

特别需要警惕的是：

当示波器输入设置为 50 Ω 时，直接用双绞线连接可能会“短路式加载”被测设备，导致 DUT 工作异常，这对初学者尤其危险。

信号泄漏

双绞线虽具备一定抗干扰能力，但依然远不如同轴结构。
天线互易性原理意味着：

它不仅会接收干扰，也可能向外辐射干扰。

不过，这种限制恰好与面包板本身的高速性能不足相吻合，通常不是痛点。

安全警告：面包板不适用于高压

香蕉插头类型的配件（非“安全触控型”）普遍有一个风险：

插头或金属部件裸露，容易造成触电。

这意味着：

❌ 面包板不能用于高压电路
❌ 非绝缘香蕉插头也不能用于高压

原因很简单：

面包板弹片松动 → 接触不良

插线会反复更换 → 手指不可避免地靠近导体

高压 + 人手靠近 = 实际操作中的高风险

对于需要更高电压的实验，应改用：

DIN 导轨端子排、螺丝端子、绝缘接线端子等更安全的方案。

总结与最后的思考

示波器探头并非面包板的最佳搭档，反而容易导致元器件被拉出。

双绞线 + BNC 转接头是一种成本低、稳定性好的测试方法。

其频率与电流性能与面包板自身限制大致匹配，非常适合作为原型验证手段。

但必须牢记：不要在面包板上搭建高压电路。

更多面包板设计测试技术的信息, 请查看

• 示例：将无焊面包板原型转换为焊接电路板
• 面包板电流限制与端子块替代方案
• 为原型电路设计的快速简易散热方案 
• 原型电路DIY散热方案
• 原型开发：基于Arduino的纯正弦波逆变器 
• 在面包板上搭建 Arduino 控制的 BLDC 电机驱动器 

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关键词: 变压器

电力变压器 通常并不是孤立存在的器件，而是大型系统中的一环。因此，在选型与设计时，必须从 交流电源（输入侧） 与 负载（输出侧） 的角度出发，同时考虑负载的 动态变化。许多设备的负载并非恒定，例如音频功放中从安静段落到低频爆发，负载变化幅度巨大。设计一个能稳定应对这类快速变化场景的高效变压器，本身就是工程学上的挑战。

当变压器被集成到含有 整流 + 电容滤波 的电源系统中时，情况会变得更复杂。此时交流波形不再是理想的正弦波，而是被整流后呈现 一系列尖锐的电流脉冲，导致传统稳态交流参数只能作为参考，不能直接用于评估系统表现。

电力变压器的关键知识点

为了正确理解和应用电力变压器，下面几个知识点尤为重要。

1. 整流应用：非线性系统导致选型更复杂

在直流电源系统中，变压器常负责将市电降压，然后通过：

• 半桥或全桥整流器
• 大容量滤波电容

形成一个低通滤波器，滤除交流波形的脉动。

但由于整流后的电流呈现 窄而尖锐的脉冲，其峰值可能比平均电流高数倍，使得：

• 变压器温升预测更困难
• 绕组必须承受高峰值电流
• 传统“基于正弦波”的额定值并不适用
• 工程建议：
  适当选择 更大功率余量 的变压器，并优先选用 低绕组电阻（DCR） 的型号，以提升对尖峰电流的承受能力，减少过热风险。

2. 双初级绕组：适配不同市电电压

多数电力变压器采用 双初级绕组设计，便于适配不同地区的电网电压。

例如北美常见的型号具有两个 120 V 交流绕组：

• 在 120 V 系统中 → 两个绕组并联使用
• 在 240 V 系统中 → 两个绕组串联使用

两种方式都能确保绕组电流在额定范围内，避免因 I²R 损耗过大导致过热。

⚠️ 重要技术提示：
并联绕组时必须严格遵守极性（原理图上的相位点标记）。
一旦接反，绕组会彼此短路，导致变压器瞬间损毁。

3. 尺寸与频率：重量与工作频率成反比

变压器的尺寸与重量高度依赖工作频率：

• 50/60 Hz 电网变压器 → 体积大、重量重
• 400 Hz 航空系统变压器 → 体积小得多
• 现代开关电源中的高频变压器 → 同功率下显著更轻更小

这是因为：

• 频率越高，所需铁芯截面积越小，从而可以缩小整体体积。
• 因此，航空与高性能电子系统普遍转向高频设计，以获得体积优势。

4. 过压问题：磁芯饱和的风险

变压器的结构本质上是经过优化的机电设计，制造商会尽量减少铜与铁芯材料，以控制成本和尺寸。这意味着：

绕组电压一旦过高，就会导致磁芯迅速进入饱和区。

磁芯饱和会引发：

• 绕组电流急剧上升
• 铜损与热功率飙升
• 最终可能导致 绝缘击穿或线圈烧毁

5. VA 与 W：为什么变压器额定功率用 VA？

• 变压器的额定功率使用 伏安（VA） 而非瓦特（W），主要原因是：
• 对纯阻性负载 ⇒ VA ≈ W
• 对感性或容性负载 ⇒ 存在功率因数（Power Factor）差异
• 因此 W（实际功率）会小于 VA（视在功率）。
• 当变压器用于整流电路时，情况进一步复杂化，因为电流呈脉冲形态，分析必须考虑峰值电流而非 RMS 正弦波。

工程经验法则：
在所有涉及整流、电解电容或快速动态负载的应用中，
选更高 VA 额定值通常是明智的选择。

更多变压器设计技术的信息, 请查看

• 变压器初级/次级阻抗 
• 电源变压器选型指南
• 电源设计指南：如何构建高效可靠的电源电路 
• 如何为您的应用选择最佳电源拓扑 
• 功率开关与控制中的 MOSFET 驱动拓扑 
• 隔离电源模块最低负载电流要求的技术原理与应对策略解析 

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关键词：PLC，工业控制，工业自动化

“系列终章来袭！” 历经四集精彩分享，M5Stack「人工智能」系列视频终于迎来收官之作！从全系列主机选型、语音 AI 开发，到大屏智能终端，再到今天的工业级自动化控制，我们一路解锁创客开发核心技巧。

最后一集，来自 M5Stack 的工程师 Harrison 将带来压轴好物 ——StamPLC 工业级可编程逻辑控制器，专为工业自动化场景设计，整合工业控制全接口，兼顾创客开发的便捷性与工业场景的专业性，让创客和工程师轻松将自动化想法转化为可运行系统，为整个系列画上圆满句号！

“做工业自动化项目，愁设备拓展性差、接口不兼容？”，“搞远程监控与控制，嫌配置复杂、操作门槛高？”，“寻工控硬件，怕体积笨重适配不了创客开发场景？” 随着物联网与自动化技术的普及，从智能家居、个人工作室到自动化工厂，都需要可扩展、易集成、运行稳定的控制系统，而 StamPLC 正是解锁各类自动化项目的 “终极钥匙”。

主讲嘉宾：

站在设计与技术的交叉点，希望把有趣的电子产品软硬件传递给更多人。

核心亮点：工业级配置 + 创客级便捷，收官之作必藏

作为系列视频的压轴产品，StamPLC 完美融合了工业级 PLC 的专业性与 M5Stack 产品 “开箱即用” 的核心优势，六大核心亮点让它成为自动化开发的理想之选，更是创客进军工业级项目的 “敲门砖”：

• 双芯融合架构：Stamp-S3A 控制模组 + PLC 双重核心，搭载 ESP32-S3 芯片，兼具工业级处理能力与高效有线 / 无线连接，运算稳定不卡顿；
• 全类型工控接口：8 路光耦隔离输入、4 路继电器输出、CAN/485 工业总线接口全覆盖，传感器与执行器接入简单可靠，无需额外转接；
• 严苛环境适配：6～36V 宽压供电、DIN 导轨安装 + 多方式固定，从容应对工业现场复杂环境，运行稳定有保障；
• 云端远程管控：默认对接 EZData 云平台，自动生成监控页面，远程访问、集中控制一键实现，无需手动搭建后台；
• 开源生态兼容：适配 Home Assistant，支持丰富 API 接口，融入广泛开源物联网生态，拓展性无上限；
• 创客友好设计：延续 M5Stack 便捷开发理念，可视化操作 + 简单编程，新手也能快速上手，打破工控开发专业壁垒。

产品详解：硬核配置面面俱到，兼顾专业与便捷

StamPLC 能成为工业自动化与创客开发的 “全能搭档”，源于其为自动化场景量身打造的硬核硬件配置，从核心架构到接口设计，从环境适配到人机交互，每一处都兼顾工业专业性与开发便捷性，尽显收官产品的实力。

双芯融合架构，处理与连接双在线

StamPLC 的产品名称暗藏核心密码，由 “stamp” 和 “PLC” 两部分组成 ——“stamp” 代表基于乐鑫 ESP32-S3 的 Stamp-S3A 控制模组，“PLC” 则是经典可编程逻辑控制器的缩写。两者强强联合，不仅为设备提供了工业级的强大处理能力，还实现了高效的有线和无线双连接，既满足工业场景的稳定运算需求，又适配物联网时代的远程连接要求，为自动化控制与数据传输打下坚实基础。

全工控接口覆盖，拓展与集成超省心

在控制与拓展层面，StamPLC 做到了工业级的全面覆盖：配备8 路光耦隔离数字输入、4 路支持交直流负载的继电器输出，加上 2 个 HY2.0-4P 接口和侧边扩展引脚插孔，各类工业传感器、执行器都能直接接入，省去复杂转接的麻烦；自带PWR-CAN 和 PWR-485 接口，让设备能无缝集成进工业现场总线网络，轻松实现远程数据传输与集中控制，完美适配工业级组网需求。

工业环境适配，稳定运行有保障

为了应对严苛的工业现场环境，StamPLC 在硬件设计上做了全方位优化：支持6～36V 宽压直流供电，无惧现场电压波动，适配不同供电场景；完美适配DIN 导轨安装，同时产品包装随附 4 个带孔扩展件、4 个调节扩展件，设备背面还有 4 个 M3 螺丝孔和 1 个葫芦挂墙孔，多种安装方式任选，确保设备在不同场景下稳固固定；内置microSD 卡槽，便于工业数据的本地存储和设备固件的便捷更新，让设备维护更省心。

智能监测与交互，操作与预警两不误

人机交互与设备状态监测上，StamPLC 同样贴心：搭载1.14 英寸彩色显示屏、RESET/BOOT 按键、3 个用户按键以及蜂鸣器，参数配置、设备状态监控一键操作，设备异常时蜂鸣器及时报警，避免工业场景的操作失误；同时集成LM75 温度传感器、INA226 电压 / 电流传感器，实时反馈设备自身运行状态，搭配RTC 模块，保障时间同步和运行日志记录的准确性，让设备运行状态尽在掌握。

云端一键联动，远程管控超便捷

StamPLC 还融入了 M5Stack 的云生态优势，出厂固件默认将设备数据上传至 M5Stack 的EZData 云平台，并自动生成监控页面，无需手动搭建后台，就能实现便捷的远程云端访问和集中控制。无论是居家监控工作室设备，还是远程管理小型工厂的自动化系统，都能 “足不出户，掌控现场”，大幅提升开发与运维效率。

典型场景：轻松落地，解锁自动化开发无限可能

基于出色的硬件配置与便捷的操作设计，StamPLC 能轻松适配各类自动化控制场景，从简单的环境监控到复杂的远程设备控制，无需深厚的工控开发经验，就能快速实现，两大典型场景带你直观感受收官产品的实力：

智能环境监控，异常实时报警

将 StamPLC 与 Unit ENV-III 环境传感器连接，即可实现工业级的智能环境监控。以湿度报警为例，将硬件连接后接入电脑，在 Arduino 中简单设定程序逻辑 —— 连接 Wi-Fi 后实时读取传感器湿度值，当湿度大于 80% 时，设备屏幕变红、蜂鸣器鸣响，并向手机发送通知，编译上传代码后即可实现该功能，工业现场、工作室的环境监测一键搞定，安全又高效。

远程执行器控制，可视化操作超简单

除了采集传感器数据，StamPLC 还能轻松控制各类执行器，比如通过自带继电器实现远程灯控，且这些操作无需复杂的工控编程，可直接在设备出厂固件和 EZData 网页平台上完成，可视化操作友好易上手。

EZData 平台配置也十分简单：进入设备 Wi-Fi 配置模式，连接 AP “M5StamPLC-WiFi-Config”，通过浏览器访问 192.168.4.1 配置 Wi-Fi 信息并保存，设备重启后进入 Monitor Link 页面，扫码访问远程控制页面并登录 M5Stack 账户，即可实现远程控制，全程几步操作，新手也能轻松搞定。

此外，StamPLC 的输入通道集成光耦隔离，支持 DC 5~36V 高电平 / 低电平信号输入采集，适配不同类型的工业传感器；同时提供更多 API 接口，可实现更丰富的功能交互，更在社区开发者和工程师的努力下适配了 Home Assistant，能融入更广泛的开源物联网生态。无论是家庭自动化、个人工作室项目，还是小型工厂的工控需求，它都能完美适配。

相关产品信息：

StamPLC K141

StamPLC 是一款物联网可编程逻辑控制器，专为工业自动化与远程监控设计。产品采用 Stamp-S3A 控制模组，不仅提供强大的处理能力，还实现了高效 无线 连接。在 控制方面，StamPLC 提供 8 路光耦隔离数字输入和 4 路继电器输出（支持交 / 直流负载），加上 GPIO.EXT 与 2 个 HY2.0-4P 接口，使各类传感器和执行器的接入更加简单可靠；同时，通过板载的 PWR-CAN 和 PWR-485 接口，设备能够无缝集成进工业现场总线网络，实现远程数据传输与集中控制。

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DigiKey 零件编号: 2221-K141-ND

Unit ENV-III U001-C

Unit ENV-III 是一款环境传感器，内部集成 SHT30 和 QMP6988，用于检测温度、湿度、大气压值数据。SHT30 是高精度低功耗的数字温湿度传感器，并支持 I2C 接口 （ SHT30: 0x44，QMP6988: 0x70 ）。QMP6988 是一款专为移动应用而设计的绝对气压传感器，具有较高的精准度与稳定性，适用于环境数据采集检测类型的项目。

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系列收官福利：分享创意，赢终极开发礼包

至此，M5Stack「人工智能」系列视频全季已圆满收官！从全系列主机选型指南，到 3 分钟打造语音智能助手，再到大屏 Tab5 的全场景适配，最后以工业级 StamPLC 压轴，我们一站式解锁了 AIoT 创客开发的核心技巧，陪伴大家从新手入门到高阶进阶。

StamPLC 作为系列收官之作，以工业级的硬核配置、创客级的便捷操作，完美适配从家庭自动化到小型工厂的各类自动化控制需求，让自动化开发不再受专业门槛限制。更多产品详情与购买渠道，可访问DigiKey M5Stack 专区。

虽然系列视频已收官，但 M5Stack 的创客开发之路永不停歇～ 记得收藏回看全季内容，后续还会有更多硬核产品与实战技巧，持续关注我们，让创意开发更轻松，感谢大家全程陪伴！下一段创客旅程，我们不见不散！

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作者：Stephen Evanczuk

关键词：MCU，DSC，系统安全

随着向物联网 (IoT) 的迁移，安全性已不再是嵌入式应用中的选配功能，已发展成为确保系统完整性所需的必备能力。为了满足日益增多的安全规范要求，开发人员所需的解决方案不仅要满足低功耗或高性能的应用要求，还应提供基于硬件的安全功能，包括身份验证、加密、安全存储和安全启动。

嵌入式安全基于四个关键原则

通过与公共互联网连接，可在复杂的应用中将智能产品结合在一起，这是独立产品所无法比拟的。然而，来自这些相同的连接途径的网络攻击威胁，不仅可能限制智能产品的价值，而且还会使这些产品、相关应用及其用户面面临几乎是无穷无尽的威胁之源。

除了需要满足消费者对系统级网络安全的持续需求外，开发人员还需要越来越多地满足国家和地区组织的各种安全规范。欧洲的《ETSI EN 303 645 消费者物联网网络安全：基本要求》和美国的《NIST IR 8259 物联网设备制造商的基础网络安全活动》是最具影响力的两个规范，建议按照以下四个关键原则执行网络安全实践：

• 使用唯一的密码
• 可在设备上安地全存储敏感性安全参数
• 通过相互验证和加密通信确保通信安全
• 能够通过安全启动和安全固件更新确保固件的完整性、真实性

要根据这些核心原则交付系统，就必须使用可信平台。这种平台能够防止黑客注入改变通信、存储、固件甚至安全机制本身的妥协代码。

可信平台利用基于硬件的不可变安全机制，从底层开始建构系统级安全，从而有助于确保系统级安全。虽然概念简单明了，但系统级安全的实施却充满挑战，因为系统任何部分的安全漏洞都可能为网络攻击提供途径。通过使用 Microchip Technology 的高性能 dsPIC33C DSC 和低功耗 PIC24F MCU，并结合 Microchip 的配套安全器件，开发人员可以更轻松地实现能够确保系统级安全的嵌入式设计。

满足性能和功率要求

Microchip 的 dsPIC33C DSC 和 PIC24F MCU 系列器件专为支持各种用例而设计，每个器件都将强大的执行平台与特定应用功能相结合，包括大量集成的模拟、波形控制和通信外设。事实上，利用 dsPIC33C DSC 上的多个脉宽调制 (PWM)、可编程增益放大器 (PGA)、模数转换器 (ADC) 和其他外设，开发人员只需增加最少的元件就能实现复杂的系统——通常只需要设计任何此类设计所需的功率器件。例如，使用 DSPIC33CK512MP608 单核 DSC 实现离线式不间断电源 (UPS) 设计（图 1）。

对于需要实时控制和数字信号处理功能的应用，dsPIC33C DSC 能提供 MCU 功能和 DSC 专用指令和硬件功能。对于安全关键型设计，dsPIC33C DSC 符合 IEC 60730 功能安全标准和 ISO 26262 标准，具有多种硬件功能，旨在简化汽车安全完整性等级 B (ASIL-B) 以及 SIL-2 汽车和工业安全关键型应用的功能性安全认证。

dsPIC33C DSC 专为性能至上的应用而设计，而 PIC24F MCU 则在性能和能效之间取得了平衡，适用于通用嵌入式系统、消费电子产品、工业自动化、医疗设备以及其他需要控制、连接，但不需要 DSP 功能的应用。与 dsPIC33C DSC 一样，PIC24F MCU 也是 IEC 60730 具备功能性安全的器件，且具有 B 级安全诊断库，适用于住宅应用。

如前所述，固件完整性是嵌入式网络安全的核心原则。为了帮助开发人员确保固件完整性、保护整体代码，Microchip 在 dsPIC33C DSC 器件中通过在线串行编程 ( ICSP) 写入抑制和 CodeGuard 闪存安全功能，提供了闪存一次性可编程 (OTP) 功能，例如 DSPIC33CK512MP608 单核 DSC 和 DSPIC33CH512MP508 双核 DSC，以及 PIC24F MCU 器件（例如 PIC24FJ512GU405 MCU）和其他许多配置了不同的应用特定性外设的器件。

器件固件的保护

通过ICSP禁止写入功能，开发人员利用闪存 OTP 可将部分闪存配置为 OTP 存储器，并对闪存进行读/写保护。Microchip 的专有ICSP功能允许这些器件在最终应用中运行时通过一对引脚进行串行编程。有了这项功能，制造商就可在生产电路板上完成编程。ICSP需要使用外部编程器件来控制闪存 OTP 过程，而增强型ICSP则允许使用板载引导程序来控制闪存OTP过程。这些器件还支持运行时自编程 (RTSP)，这会允许在运行时自行更新闪存用户应用的代码。

在对生产器件进行编程后，开发人员可激活 ICSP写入抑制功能，以防止进一步的 ICSP 编程或擦除。不过，如果在ICSP 写入禁止激活之前已将适当的闪存更新代码写入器件，即使激活了ICSP写入禁止，RTSP 闪存擦除和编程操作也能继续进行。因此，即使在ICSP写入禁止被激活的情况下，开发人员也可使用可信任的引导程序来更改闪存，从而安全地更新固件，同时还能减少从外部对生产系统中的闪存进行的任何更新尝试。

通过使用独立的启动片段和通用片段，CodeGuard Flash 安全可为程序闪存提供细粒度保护。开发人员通过在器件的 BSLIM 寄存器中设置引导片段 (BS) 限制 (BSLIM) 的地址来定义这些片段的大小；通用片段 (GS) 占用剩余内存。为进一步保护敏感信息，每个片段都包含附加分区。例如，BS 包含中断向量表 (IVT)、可选的备用中断向量表 (AIVT) 和额外指令字 (IW) 空间；配置片段 (CS) 位于 GS 的用户地址空间内，其中包含了关键的器件用户配置数据（图 2）。

设置片段分区后，开发人员可使用器件的固件安全 (FSEC) 寄存器，选择启用写保护，并为每个片段设置所需的代码保护级别。在运行期间，该器件可防止代码保护级别较低的片段中的代码访问代码保护级别较高的片段中的代码。在典型系统中，开发人员会对 BS 进行写保护，并将其代码保护设置为较高级别，以防从外部更改 BS（包括引导程序）。

实施安全的空中下载固件更新

软件开发人员不可避免地需要更新软件，以应对新发现的软件漏洞、竞争力加强或不断出现的安全威胁。与移动应用更新不同，在嵌入式系统中对固件执行安全更新，轻则有可能干扰当前运行的应用，重则使系统“瘫痪”。Microchip 的 dsPIC33C DSC 和低功耗 PIC24F MCU 系列提供双分区机制，有助于开发人员避免这些问题。

在标准运行模式下，这些器件将所有可用的物理内存用作连续的单分区内存空间（图 3，左），可将这种空间配置为独立的 BS 和 GS。在双分区模式下，开发人员将物理内存分成独立的活动分区和非活动分区（图 3，右）。

在双分区模式下运行时，这些器件可以在对非活动分区进行编程的同时，继续在活动分区中执行应用代码。编程完成后，执行引导交换 (BOOTSWP)“运行时指令”会将器件引导目标切换到更新分区。如果更新分区中的代码失效或出现缺陷，器件重置功能将自动使设备启动到原始分区（图 4）。

在确保更新分区成功后，可将更新分区的闪存启动顺序 (FBTSEQ) 设置为低于原始分区的值。在随后的器件重置中，器件将启动到具有较低 FBTSEQ 值的更新分区（图 5）。

通过 ICSP 写入抑制和 CodeGuard 闪存安全实现的闪存 OTP 能为静态和“运行时代码”安全提供关键支持，但全面的嵌入式安全需要额外的机制，包括安全密钥存储、代码验证和安全通信。

使用配套安全器件来确保嵌入式系统安全

通过将 dsPIC33C DSC 和 PIC24F 微控制器与 Microchips 的ATECC608 CryptoAuthentication 或 TrustAnchor100 (TA100) CryptoAutomotive 安全 IC 相结合，开发人员可以更轻松地部署全套基于硬件的安全功能。

这些安全 IC 提供基于硬件的防篡改安全机制，包括安全存储、硬件加速型加密引擎、真随机数生成器以及加密算法所需的其他机制。这些 IC 配套器件而设计，可以方便地添加到 DSC 或 MCU 系统设计中，从而完整地实施全嵌入式系统安全（图 6）。

执行像安全固件更新这样的关键运行说明了 dsPIC33C DSC 和 PIC24F 微控制器与这些配套安全 IC 之间的互补性安全功能。在完成固件更新运行之前，开发人员使用代码签名技术来验证代码的真实性、完整性。在这里，开发人员使用他们的开发系统创建一个更新包，其中包含代码、代码元数据和用于验证的签名（图 7）。

在目标系统上，基于硬件的签名验证避免了验证协议受损的风险，而过去使用的那种基于软件的签名验证则可能出现这种情况。取而代之的是配套的安全 IC，如 Microchip 的 ATECC608 和 TA100 可快速、安全地执行签名验证操作，而不会有泄露的风险（图 8）。

为了加快实施安全系统，Microchip 提供了包含软件和硬件的组合开发工具。

加快软件和硬件开发

MPLAB X 集成开发环境 (IDE) 为开发人员提供了完整的软件开发环境，而 MPLAB XC C 编译器则为现有工具链提供开发支持。为了加快这两种环境下的开发速度，Microchip MPLAB 代码配置器 (MCC) 可让开发人员使用图形界面自动生成初始化程序、构建驱动程序、分配引脚和实施库，还有助于加快与任何嵌入式软件开发项目相关的许多关键性底层设置步骤和流程。

为了加快实施合适的安全引导程序，Microchip 的 用于 dsPIC33 DSC 和 PIC24 MCU 的引导程序提供了一个图形界面，帮助开发人员快速配置和生成其应用所需的定制引导程序。相关的引导程序主机应用会进一步简化向目标器件传输应用代码的过程。

在硬件开发方面，Microchip 提供了多个相关开发板，可用于构建基于 dsPIC33C DSC 或 PIC24F MCU 的系统。事实上，Microchip 的 PIC-IoT EV54Y39A 开发板和 PIC-IoT AC164164 开发板（图 9）集成了安全 IC，且这些 IC 分别预置了亚马逊网络服务 (AWS) 和谷歌云的安全凭证。

对于定制设计，Microchip 提供基于 dsPIC33CH512MP508 双核 DSC 的 dsPIC33CH Curiosity 开发板 (DM330028-2)。此外，开发人员还可以将 Microchip 基于 dsPIC33CH128MP508 的插件模块 (MA330040) 连接到 Microchip Explorer 嵌入式评估板 (DM240001-2)，以加快安全嵌入式系统的开发。

结束语

嵌入式系统安全依赖基于硬件的机制，这些机制能够支持包括固件完整性、身份验证、加密和安全存储在内的核心网络安全原则。Microchip 的 dsPIC33C DSC 和 PIC24F MCU 简化了代码保护，而其 ATECC608 和 TA100 安全 IC 则提供了有效安全平台所需的额外安全机制。组合使用这些设备，开发人员可以满足物联网嵌入式解决方案以及汽车、工业、消费和医疗应用对系统级安全的需求。

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关键词: 电容

KYOCERA AVX 提供各类无源电子元件，钽电容器便是其核心品类之一。其中型号为 TCJB106M025R0150 的钽电容器，近期有客户提出相关疑问：该器件板端上方两侧的金属接触片表面出现少量麻点、微小凹痕或压痕，此类情况是否属于产品缺陷？

本文配图及产品手册中的相关图示均为电脑渲染图，呈现的产品外观相较实物会更为洁净、光滑。该款电容器两侧接触片出现的轻微磕碰与凹痕，一般不认定为产品缺陷；这类外观瑕疵是产品成型与封装工艺中产生的正常现象，并不会对器件的实际使用性能造成影响。

更多电容设计技术的信息, 请查看

• Panasonic 薄膜电容器的预计使用寿命
• Vishay Vitramon VJ 系列电容器，可见瑕疵视检标准 
• 锂离子与锂聚合物电池的简易欠压及过流保护方案
• Rubycon 450VXK1000MEFCSN35X60电容表面不平整/凹陷的验收标准 
• Chemi-Con 电容引脚长度及形状说明 
• Vishay vPolyTan™ T59 系列电容器端子外观说明

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关键词: 连接器

随着工业设备持续向 小型化、高集成化 演进，设备内部可用空间不断被压缩，PCB 上各类元件之间的间距也随之缩小。在众多器件中，射频连接器因体积相对较大且通常需要与外部接头对接，往往成为限制空间设计的关键瓶颈。

前我们介绍过多种 板端安装射频连接器 的应用方式，但在某些结构中，如 穿板安装 或 需要径向对接 的场景，它们可能并不适用。针对这些特殊需求，就需要采用更灵活的结构设计——倾斜式射频连接器。

倾斜式射频连接器特点及适用场景 ‌

主要优势

• 机械强度高
  采用穿板式设计，金属外壳与 PCB 形成整体结构，显著提升抗拉力与抗振动性能，适用于工业设备或测试仪器等高强度工况。
• 占用空间更小
  倾斜结构有效降低了安装后的整体垂直高度，使板间距或设备内部空间布置更紧凑，有助于整机的小型化设计。
• 对接更灵活
  特殊角度设计使连接器在与其他接头对配时更容易操作，尤其在空间受限、无法实现直对接的系统中表现更佳。

潜在挑战

• 设计复杂度提高
  倾斜结构改变了信号路径方向，相较于传统直式连接器，其内部射频结构的设计更为复杂。
• 制造成本更高
  外壳及内部零件的机械加工精度要求更高，流程更复杂，因此整体成本相对传统结构略高

空间优化效果示例

从结构对比可以明显看出，倾斜式连接器能够显著降低对垂直方向空间的占用，是紧凑型设备中的理想选择。

然而，由于腔体角度变化会影响射频信号传输，要在保持小型化的同时确保 与传统连接器相同甚至更优的电性能，需要较高的研发与设计能力。

Cinch 推出了多款高性能倾斜式射频连接器，在紧凑空间应用中表现优异。

产品系列特点：

• 覆盖多种主流中高频接口规格：
  SMA、2.92mm、2.4mm、1.85mm
• 提供 30° / 45° 两种倾斜角度，满足不同安装需求
• 注重小型化、可靠性与射频性能的平衡，适用于高密度系统设计

产品编号示例	接口规格	产品描述
142-0791-301	SMA	SMA 接口, 30°, PCB安装
145-0791-301	2.92mm	2.92mm接口, 30°, PCB安装
147-0791-301	2.4mm	2.4mm接口, 30°, PCB安装
148-0791-301	1.85mm	1.85mm接口, 30°, PCB安装

产品编号示例	接口规格	产品描述
142-0711-271	SMA	SMA 接口, 45°, PCB安装
145-0701-221	2.92mm	2.92mm接口, 45°, PCB安装
147-0701-281	2.4mm	2.4mm接口, 45°, PCB安装
148-0701-221	1.85mm	1.85mm接口, 45°, PCB安装

更多连接器设计技术的信息, 请查看

• WAGO 网络研讨会 —— 推动小型化进程：面向印刷电路板组件的紧凑型表面贴装技术解决方案 
• Molex 莫仕线缆连接器产品 – Q&A
• TE 连接器触点：兼得黄金性能，守护地球生态
• NorComp D-Sub 连接器接触针松动问题的说明 
• Omnetics 连接器常见问题解答
• 连接器外壳中的“极性”术语 

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关键词：IoT,智能面板

“做大屏 IoT 开发，却遇性能与拓展不可兼得？”，“想要专业视听交互，奈何设备接口单一难适配？”，“工业级开发需求，找不到便携又靠谱的智能终端？” 相信不少创客在中高阶物联网开发中，都曾被这些问题困住，而一款性能全面、大屏体验佳、拓展能力强的开发终端，正是解锁创意的关键。

不用愁啦！M5Stack「人工智能」系列视频第三集火热上线，来自 M5Stack 的 Ashley 带你深度体验Tab5 智能面板—— 这款高度可扩展的便携式物联网开发终端，凭借双芯片架构、5 英寸高清大屏、全场景接口覆盖的硬核配置，完美适配多媒体播放、智能控制、视觉 AI 开发等各类创意项目，堪称创客桌面开发的 “全能搭档”，让 IoT 开发的想象力轻松落地～

主讲嘉宾：

核心亮点：全维度硬核配置，打造大屏 IoT 开发标杆

作为 M5Stack 专为中高阶 IoT 开发打造的明星产品，Tab5 智能面板围绕创客的核心开发需求，从性能、交互、拓展、设计多维度打磨，打造出一款兼顾大屏体验、硬核性能与灵活拓展的开发终端，五大核心亮点让开发体验直接拉满：

M5Stack 专为 IoT 开发打造的即插即用设计在 Tab5 上完美延续，无需复杂配置、无需专业焊接，开箱即可投入开发；双芯片架构搭配 Wi-Fi 6，算力与传输双在线；5 英寸 IPS 高清触控屏带来专业级视听交互；全场景接口覆盖，适配创客个性化开发与工业级需求；灵活的结构设计，可按需选配电池，适配不同部署场景，真正做到一机多用。

产品详解：面面俱到，解锁全维度开发能力

Tab5 能成为创客桌面开发的首选，源于其每一处都为开发量身打造的硬核配置，从基础性能到视听交互，从接口拓展到结构设计，面面俱到的配置让它能轻松应对各类复杂的开发需求，小机身里藏着大能量。

双芯架构 + Wi-Fi 6，基础性能拉满

Tab5 搭载双芯片架构，主控采用基于 RISC-V 架构的 ESP32-P4 SoC，配备 16 兆闪存与 32 兆 PSRAM 内存，为复杂的 IoT 开发、视觉 AI 运算提供充足的算力支撑，轻松处理图像采集、数据解析、设备控制等核心任务；无线模块选用 ESP32-C6，原生支持Wi-Fi 6，传输速度更快、连接更稳定。

同时它的天线系统支持内置 3D 天线与外部天线接口自由切换，可灵活适应室内中控、户外监测、工业部署等不同环境，确保各类场景下的数据吞吐效率，实现低时延的设备控制与数据传输，让开发与部署都无需顾虑网络问题。

5 英寸大屏加持，专业级视听交互拉满

在交互体验上，Tab5 直接拉满配置：配备5 英寸 IPS 高清触控屏，显示清晰、操作流畅，带来沉浸式的人机交互体验，无论是做数据可视化面板还是智能中控，都能让操作更直观；板载200 万像素高清摄像头，可满足高清图像采集、视觉 AI 识别、视频监控等开发需求，为视觉类 IoT 项目提供硬件支撑。

音频方面更是做到专业级配置，搭载音频编解码器，配备双路麦克风输入、3.5mm 耳机孔和扬声器，既能实现高保真的录音与播放，还能完成精准的语音识别，完美适配语音交互、智能中控等需要音频能力的开发项目，视听交互一站式搞定。

全场景接口覆盖，拓展能力拉满

拓展性是创客开发的核心需求，而 Tab5 在这一点上堪称 “全能”，接口覆盖消费级与工业级，充分满足创客的个性化开发需求：同时配备USB-A 与 USB-C 接口，可直接连接鼠标、键盘、U 盘等传统外设，轻松打造便捷的桌面开发环境；背后的RS485 接口，精准适配工业控制场景的设备连接需求，让轻量工控开发成为可能；stamp 焊盘上还预留了扩展接口，可灵活拓展各类传感器、通信模块，让创意不再受接口限制。

灵活结构设计，场景适配性拉满

为了适配不同的开发与部署场景，Tab5 在结构设计上格外用心：采用可拆卸电池设计，兼容 NP-F550 锂电池，用户可根据需求选择有或无电池的版本 —— 桌面开发可直连电源，移动部署则搭配电池使用，灵活适配不同场景；整体机身便携小巧，既能放在创客桌面作为固定开发终端，也能轻松携带至现场进行调试，真正做到 “一机多用”，适配全场景开发需求。

实操体验：超强可玩性，开发调试一站式搞定

基于出色的硬件配置，Tab5 的实操体验与可玩性直接拉满，延续 M5Stack 开箱即用的核心优势，无需复杂调试，就能实现十余种功能操作，覆盖开发、测试、部署全流程需求：双路麦克风输入、内置 / 外置天线自由切换、USB-A 电源控制与鼠标 HID 设备接入、内部 I2C 总线与 PORT.A 扫描、3.5mm 耳机接口音频输出、MicroSD 文件列表查看、Speaker 音频播放、RS-485 工控接口测试、Camera 图像预览、总线 GPIO 测试、RTC 精准配置以及便捷的关机与唤醒。

每一项功能都精准贴合创客的实际开发需求，让硬件调试不再繁琐，无论是前期的原型开发，还是后期的设备测试，Tab5 都能一站式搞定，大幅提升开发效率。

应用场景：全能适配，创意落地无边界

凭借性能、体验、拓展的全维度优势，Tab5 能轻松适配各类物联网开发场景，成为创客手中的 “万能开发终端”，让不同的创意都能找到落地的方式：

• 智能家居中控：5 英寸大屏让设备状态与环境数据可视化更直观，语音识别与音频交互实现 “动口不动手”，可统一管理全屋智能设备，实时监测温湿度、安防等数据，让家庭自动化更简单易用；
• 多媒体与信息展示：高清大屏搭配专业音频系统，可作为本地音视频播放器、创客项目数据看板、线下场景的信息展示屏，还能搭配语音模块成为语音互动终端，适配商业、教育、展示等多类场景；
• 创客桌面开发主力机：USB 外设连接、多接口拓展、高性能算力，让 Tab5 成为创客桌面开发的主力终端，无论是 IoT 原型开发、视觉 AI 项目调试，还是工业控制程序编写，都能一站式满足；
• 工业控制轻量终端：RS485 接口适配工业场景，便携的设计可轻松部署在工业现场，实现设备的轻量控制与数据采集，成为工业自动化开发的实用工具。

相关产品信息：

Tab5 K145/ C145

Tab5 是一款面向开发者的高度可扩展便携式智能物联网终端开发设备，集成了双芯片架构和丰富的硬件资源。其主控采用基于 RISC‑V 架构的 ESP32‑P4 SoC，并配备 16MB Flash 与 32MB PSRAM。无线模块则选用 ESP32-C6-MINI-1U，支持 Wi-Fi 6，其天线系统可在内置 3D 天线与外部 MMCX 天线接口之间自由切换，灵活适应不同部署环境，确保数据吞吐与低时延控制。

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DigiKey 零件编号: 2221-K145-ND (含电池款)

DigiKey 零件编号: 2221-C145-ND (无电池款)

互动福利：分享你的创意，赢开发好礼

M5Stack Tab5 以全能的硬件配置、出色的实操体验、超强的拓展能力，成为物联网开发、创客桌面开发的理想之选，无论是新手创客的创意落地，还是资深工程师的中高阶项目开发，都能精准适配。

更多 Tab5 智能面板的产品详情与购买渠道，可访问DigiKey M5Stack 专区。

M5Stack「人工智能」系列视频还将继续带来更多硬核的 AIoT 硬件实战体验，解锁更多创客开发新玩法，记得持续关注，让创意开发更轻松！

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