Báo Cáo Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ tự động thiết kế để chế tạo các chip thông minh cho đo l

BÀI TÓM TẮT
Đề tài KC03.20 “Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ tự
động thiết kế để chế tạo các chip thông minh cho đo lường và điều khiển”
nhằm mục đích ứng dụng và phát triển công nghệ tạo chip thông minh bao
gồm lựa chọn các công nghệ phù hợp, tiến hành nghiên cứu làm chủ, phát
triển các phương pháp khoa học và ứng dụng vào các sản phẩm đo và điều
khiển có sức cạnh tranh cao thay thế nhập ngọai. Ngoài ra đề tài còn nhằm
vào mục tiêu quảng bá, đào tạo và chuyển giao công nghệ thiết kế để tạo các
chip đo lường và điều khiển thông minh tại Việt nam.

Xuất phát từ các mục tiêu nêu trên đề tài đã tiến hành các nghiên cứu
tổng quan, thu thập thông tin và dữ liệu từ nhiều nguồn (internet, hội nghị, hội
thảo, các báo cáo thống kê .) để lựa chọn được công nghệ phù hợp. Từ nhu
cầu thực tế của sản xuất và đời sống nước ta hiện nay đề tài lựa chọn các sản
phẩm có yêu cầu số lượng lớn để triển khai các nghiên cứu phát triển các chip
mới đáp ứng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cho các nhu cầu đó. Đề tài đã tiến
hành các nghiên cứu tài liệu, mẫu mã nước ngoài kết hợp với cải tiến mở rộng
chức năng, tìm tòi sáng tạo để phát triển được sản phẩm phù hợp với hoàn
cảnh Việt nam có chất lượng và giá cả cạnh tranh. Đề tài sử dụng các công cụ
và phần mềm thiết kế mạnh hỗ trợ phát triển để có thể rút ngắn thời gian phát
triển thử nghiệm và tập trung được sức lực và trí tuệ cho sáng tạo.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm nghiên cứu nguyên lý hoạt động của
sản phẩm và các phương pháp xử lý. Thiết kế hệ thống bao gồm thiết kế hệ
thống phần cứng, hệ thống phần mềm, kết cấu cơ khí và quy trình chế tạo sản
phẩm mẫu. Trong bước này sử dụng các chương trình CAD để thiết kế. Các
công nghệ cao tạo chip mới như công nghệ tạo chip PSoC, công nghệ FPGA,
mạng nhúng và lập trình thời gian thực đã được các cán bộ nghiên cứu của đề
tài đi sâu tìm hiểu và làm chủ. Các sản phẩm mẫu được thử nghiệm hiệu
chỉnh trong phòng thí nghiệm và được mang đi thử nghiệm, đánh giá chất
lượng tại các Hội đồng khoa học , cơ quan kiểm chuẩn Nhà nước. Các kết quả
nghiên cứu được thường xuyên thảo luận ở các seminar và công bố ở các hội
nghị khoa học trong và ngoài nước. Một số sản phẩm được áp dụng vào thực
tiễn qua các hợp đồng kinh tế.
Các kết quả chính đề tài đã đạt được bao gồm:
ã Công bố 9 công trình nghiên cứu tại các tạp chí và hội nghị quốc
gia
ã Nghiên cứu thiết kế và chế tạo các sản phẩm mới bao gồm:
- Chip mới cho hệ thống điều khiển máy lạnh DKML-1 và RM-1
- Chip mới cho hệ thống kiểm sóat xâm thực (Access Control)
dùng thẻ RFID: PROX1 và PROX1.1
- Chip mới cho các module PC/104 có khả năng tái cấu hình
- Bo điều khiển máy lạnh sử dụng chip DKML-1
- Bộ Remote controller sử dụng chip RM-1
- Hệ thống kiểm sóat xâm thực AC-200 dùng thẻ nhận dạng không
dây RFID
- Máy chấm công WT1000 dùng thẻ nhận dạng không dây RFID
và đầu cấp phát thẻ RFID
- Module thu thập dữ liệu đa năng DAS PC/104 có khả năng tái
cấu hình
- Module lọc α-β PC/104 có khả năng tái cấu hình
- Thư viện chương trình mẫu về thiết kế chip đo và điều khiển
thông minh sử dụng công nghệ PSoC
- Đào tạo nhiều cán bộ nghiên cứu tiếp nhận công nghệ tạo chip
PSoC và nhiều sinh viên làm đồ án tốt nghiệp.

Đề tài đã hoàn thành các sản phẩm theo đúng các yêu cầu của Hợp đồng
ký kết với Ban chủ nhiệm chương trình Tự Động Hóa KC-03 và Bộ
Khoa học và Công nghệ. Các điểm nổi bật của đề tài có thể tóm tắt như
sau:
- Đề tài đã duy trì được truyền thống của Viện CNTT luôn đi tắt, đón
đầu và đưa công nghệ mới trong lĩnh vực đo lường và điều khiển vào
Việt Nam: giai đoạn 1991-1995- Công nghệ PLC; giai đoạn 1996-
2000- Công nghệ PC/104 và hiện nay 2001-2005- Công nghệ tạo chip
PSoC. Một số sản phẩm của đề tài đã tạo các dấu ấn như:
. Hệ thống kiểm sóat xâm thực AC-200 dùng thẻ RFID đã đọat
cúp vàng Techmart2005 và giải thưởng CNTT 2005 quả cầu vàng.
Các sản phẩm dùng thẻ RFID của đề tài AC-200 và WT1000 đã được
nhiều công ty trong nước xin nhận làm đại lý phân phối khi được chế
tạo hàng lọat thay cho một số sản phẩm hiện vẫn phải nhập ngọai.
. Sản phẩm module thu thập dữ liệu đa năng DAS PC/104 là
module thu thập dữ liệu PC/104 đầu tiên trên thế giới có khả năng tái
cấu hình.
Đây là kết quả chứng tỏ khả năng nghiên cứu và phát triển các
sản phẩm công nghệ cao của các cán bộ tham gia đề tài.
- Trong các sản phẩm của đề tài đều chứa đựng các ý tưởng và giải
pháp mới được kết hợp với công nghệ cao tạo ra các sản phẩm có
hàm lượng chất xám giá trị gia tăng của mình.
- Trong quá trình triển khai, đề tài đã không ngừng quảng bá các giải
pháp và công nghệ áp dụng của mình qua các seminar, hội nghị, tạp
chí tạo nên một địa chỉ tin cậy cho các đồng nghiệp tiếp cận các thông
tin và công nghệ mới.
- Đề tài đã ký được 3 hợp đồng trị giá 220 triệu và có nhiều khả năng
hợp tác đưa công nghệ tạo chip thông minh PSoC vào các sản phẩm
mới khác của Việt nam.


MỤC LỤC

- Trang nhan đề 1
- Danh sách các cán bộ tham gia đề tài 3
- Bài tóm tắt 4
- Mục lục
PHẦN CHÍNH BÁO CÁO

1. Lời mở đầu 8
2. Nội dung chính của báo cáo 12
2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước và trong nước 12
2.2. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 17
2.3. Những nội dung đã thực hiện 19
2.3.1. Nghiên cứu lý thuyết 19
2.3.2. Nghiên cứu thiết kế và chế tạo các sản phẩm mới 20
2.3.2.1. Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển
máy lạnh
20
a. Chip DKML-1 20
b. Bo điều khiển máy lạnh 2 cục 12000 BTU và 18000
BTU
22
c. Phần mềm 24
d. Thiết kế chế tạo bộ điều khiển xa hồng ngoại 36
2.3.2.2. Hệ thống kiểm sóat xâm thực (Access Control) sử
dụng thẻ nhận dạng không dây RFID
42
a. Chip PROX-1 43
b. Bộ điều khiển AC-200-C dùng thẻ RFID 45
c. Chương trình Quản lý mã thẻ trên PC AC200_SW
d. Hệ thống chấm công sử dụng thẻ RFID
e. Hệ thống cấp phát thẻ RFID
51
58
59
2.3.2.3. Module thu thập dữ liệu đa năng PC/104 có khả
năng tái cấu hình
60


a. Cơ sở lý thuyết và nguyên lý thiết kế, chế tạo 61
b. Các cấu hình có thể lựa chọn 64
2.3.2.4. Module lọc α-β PC/104 có khả năng tái cấu hình 71
a. Thiết kế Module lọc α-β PC/104 có khả năng tái cấu
hình
72
b. Các cấu hình có thể lựa chọn 75
2.3.3. Thư viện chương trình mẫu về thiết kế chip đo và điều
khiển thông minh sử dụng công nghệ PSoC
82
2.4. Đánh giá kết quả thu được 94
3. Kết luận và kiến nghị
95
4. Lời cảm ơn
96