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系統除錯分析

· One min read

Bugs

HW

  • Design
    • symbol, package, pin
  • PCB
    • CAM, X-section, DRC, trace mismatch
  • PCBA
    • SMT, BOM, variant, alternative
  • System
    • interference, interconnection

FW

  • OTP version of SOC, SOD
    • register, MCN#, variant
  • Meta of platform
    • ADB command, code builder
    • regression screen, sanity check
    • review stage, feature progress

SW

  • test config.
    • dialog, profile, sequence, coverage
  • prerequisites
    • lib dependency, config. path
  • ATE
    • scripts, extension, package
  • review
    • data parser, visualize, KPI

Environment

  • Comparison
  • Reproduce
  • ATE, extension, package
  • Compatibility

多元宇宙

· 5 min read

我最初看到Plurality是因為在瀏覽Project Liberty 積極擴展DSNP (去中心化社交網路協定)於TikTok, Bluesky, Frequency等社交平台的文件時候看到前述位部長唐鳳也參與其中

Plurality(多元宇宙) 是什麼?

我最初看到Plurality是因為看到Project Liberty 正在積極 主張打破傳統單一決策模式,鼓勵從多個角度切入議題,形成更具包容性與彈性的治理結構。這種多元視角讓參與者能根據不同情境探索多種可能性,而非被迫走上預設的固定路徑。
詳情可以參考唐鳳協作的書本 Plurality GitHub Repository

Web3

web3 一詞由伍德博士(Dr.Gavin Wood)提出,指的是「基於區塊鏈的去中心化線上生態系統」,借助區塊鏈本身透明公開的特點在波卡實行OpenGov鏈上治理,有意思的是與多元宇宙的思想有幾分相似

Polkadot 的理念

Polkadot 是一個致力於跨鏈互操作性的區塊鏈平台,其核心理念包括:

  • 去中心化:通過建立中繼鏈(Relay Chain)連接多條平行鏈,實現資源共享與安全共識。
  • 互操作性:使不同區塊鏈之間能夠無縫溝通,突破孤立運作的限制。
  • 靈活升級:依賴可升級的治理機制,允許網絡在面對新需求與挑戰時迅速調整。

OpenGov 的理念

OpenGov(開放政府)則聚焦於政府與公民間的透明、參與與協作,其主要特點為:

  • 透明度:透過公開政府數據與流程,使政策決策過程對公眾完全開放。
  • 公民參與:鼓勵市民直接參與公共政策討論與制定,提高政府問責性。
  • 責任追蹤:建立完善的監督機制,確保公共資源的公平分配與使用。

理念比較

雖然 Polkadot 與 OpenGov 都意在打破傳統集中式治理模式,但它們的側重點與實現路徑有所不同:

  • 技術驅動 vs. 制度改革

    • Polkadot 依賴區塊鏈技術與代幣機制,強調技術層面的去中心化與網絡互操作性。
    • OpenGov 則著重於通過制度創新與資訊公開,促進政府與公民間的互動與協作。
  • 治理模式

    • Polkadot 採用鏈上治理,讓持幣者參與決策,實現自我調整與升級。
    • OpenGov 重視公民參與與政策透明,旨在通過公開與協商達成共識。
  • 應用領域

    • Polkadot 主要服務於數位資產與金融科技領域,推動去中心化網絡生態。
    • OpenGov 則聚焦於公共管理與政策制定,推動政府機構現代化及數據驅動決策。

結語

Plurality 為我們提供了一個多元共治的框架,讓技術與民主可以並肩推進。無論是 Polkadot 在技術層面的創新,還是 OpenGov 在制度層面的改革,都在推動社會朝向更透明、包容與去中心化的未來邁進。

參考資料

JAM - 可擴展無需信任虛擬機

· 7 min read
polkasharks
Engineer

Polkadot JAM(Join-Accumulate Machine)是 Polkadot 網絡的一個擬議升級,旨在取代目前的 Relay Chain(中繼鏈),使其設計更加模組化和簡約。它將 Ethereum 的智能合約功能與 Polkadot 的可擴展性結合,創造一個更靈活的開發環境。

主要特點

  • 權限開放:開發者可以按資源使用費部署代碼,類似於 Ethereum 的智能合約。
  • 核心時間:使用「核心時間」作為計算資源指標,類似於 Ethereum 的 gas。
  • 服務架構:運行各種服務,如處理 parachains(平行鏈)的 ChainService,使網絡更具靈活性。
  • 異步交互:與許多區塊鏈平台不同,JAM 的交互是異步的,提高了效率。
  • 高吞吐量:通過多核計算,目標吞吐量高達 850 MB/s,超過 Ethereum 和 Solana 等平台。

技術與前景

JAM 的計算模型基於「Join-Accumulate」機制,其中「Join」和「Accumulate」功能在鏈上執行,而「Collect」和「Refine」過程在鏈下完成。這種設計減少了鏈上計算的負擔,提高了效率。根據 Polkadot Wiki,JAM 將是一個特定領域的鏈,專注於處理 roll-ups(卷積),並提供強大的安全保證。

此外,JAM 支持異步交互,這與許多智能合約平台的同步交互不同。消息和代幣的發送與接收在同一個 6 秒執行周期內完成,但沒有即時返回路徑,這為未來的性能優化(如分配更多 gas)提供了可能性。

性能目標與技術實現

JAM 的性能目標非常雄心勃勃。根據 Medium 文章,JAM 計劃使用 350 個 JAM 核心,每個核心 6 秒執行時間,輸入 5Mb,總計吞吐量可達 850 MB/s,理論上支持超過 340 萬 TPS(交易每秒)。相比之下:

  • Ethereum 2.0 的吞吐量為 1.3 MB/s
  • Sui/Aptos 為 100 MB/s
  • Solana 在 Firedancer 升級後可達 1250 MB/s

為了實現這一目標,JAM 將使用 RISC-V 處理器架構,取代目前基於 WebAssembly 的框架。RISC-V 是一個開源且廣泛採用的處理器架構,已被 Google、Nvidia 和 Alibaba 等公司使用。這一選擇旨在提高計算效率,並支持多核並行處理。

測試基礎設施包括:

  • Polkadot Palace:位於葡萄牙里斯本的超級計算機,擁有 12,276 個核心和 16 TB RAM,可託管完整的 JAM 網絡。
  • JAM Toaster 模擬器:支持 1,023 個節點,配備 16,384 個 AMD CPU、32 TB RAM 和 20 PB 存儲

經濟與治理

JAM 的經濟模型以 DOT 代幣 為核心。開發者需要購買「核心時間」來執行計算,類似於 Ethereum 的 gas 購買。

JAM 還將引入 Agile Coretime,這是一種更經濟的靈活模型,允許用戶按月批量購買核心時間,並可在二級市場上分割和轉售。這將提高計算資源的市場效率,所有交易都將使用 DOT 代幣

治理方面,JAM 保留了 Polkadot 的去中心化領導模式,升級需通過 DOT 持有者的投票批准。2024 年 5 月 28 日,JAM 升級以超過 3100 萬 DOT 的支持獲得近乎一致通過,標誌著社區對這一變革的認可。

當前狀態與未來展望

目前,JAM 仍處於開發階段,預計需要約 2 年 時間才能完全準備就緒並部署。根據 Decrypt 文章,這一升級將一次性完成,而不是逐步引入,以避免頻繁的小規模更新帶來的複雜性。儘管如此,現有 parachains 的功能不會受到影響,DOT 持有者和交易者也不會因升級而受到干擾。

為了推動開發,Web3 Foundation 設立了 1000 萬 DOT 的「JAM Implementer’s Prize」,鼓勵創建多種客戶端實現,增強網絡的韌性。這一獎金池的設立體現了社區對 JAM 潛力的信心。

開發者的影響

對於開發者來說,JAM 提供了更大的靈活性。他們無需再通過拍賣競爭 parachain 插槽,只需指定「Refine」、「Accumulate」和「onTransfer」三個入口函數即可部署服務。這簡化了開發流程,使 Polkadot 更易於支持 智能合約、ZK-rollups 和 UTXO 模型 等多種應用。

安全與擴展性

JAM 的安全機制包括 SAFROLE(SNARK-based block production),這是一種基於零知識證明的區塊生產方法,提高了安全性並減少了頻繁更新的需求。

同時,JAM 的 多核處理能力 增強了 Polkadot 的計算能力,使開發者以更低的成本部署應用。

對比與競爭

與 Ethereum 和 Solana 等平台相比,JAM 的高吞吐量和多核計算能力使其在性能上具有顯著優勢。特別是其 850 MB/s 的數據可用性目標,是目前 Polkadot(在引入 Asynchronous Backing 前的版本)的 42 倍。這一性能提升將使 Polkadot 在區塊鏈擴展性競賽中佔據更有利的位置。

結論

Polkadot JAM 是 Gavin Wood 提出的雄心勃勃的升級,旨在將 Polkadot 轉變為一個 更靈活、高效和可擴展 的區塊鏈平台。通過結合 Ethereum 的智能合約功能和 Polkadot 的多鏈架構,JAM 為開發者提供了更大的創新空間,同時保持了網絡的安全性和去中心化特性。

儘管仍需數年時間才能完全實現,其潛力已被社區廣泛認可,並通過投票獲得批准。

波卡(Polkadot) - 下一代的區塊鏈

· 8 min read
polkasharks
Engineer

波卡(Polkadot)簡介

波卡(Polkadot) 是一個旨在實現 多鏈未來 的區塊鏈平台。它並非將所有 Web3 用例都集中在單一區塊鏈上,而是設想不同的鏈(通用或特定於應用程式)可以協同工作,使 Web3 能夠擴展以服務於日常應用。

  • 願景: 成為 Web3 的 AWS。
  • 目標: 以去中心化的方式建立任何區塊鏈可能需要的基礎設施。

主要特點

  • 互操作性: 通過 跨鏈消息傳遞(XCM) 實現資產轉移,在源鏈上銷毀資產,並在目標鏈上鑄造資產.
  • 可擴展性: 通過 異構分片 並行執行不同的狀態轉換函數。
  • 靈活性: Polkadot 不是靜態軟體,而是為 可擴展性、靈活性和未來 而構建。
  • 治理: 鏈上民主系統,DOT 持有者可以投票和建立提案進行討論。
  • 橋接:
    • Snowbridge: Polkadot 和以太坊之間的去信任橋,使用 BEEFY 協議讓以太坊方知道 Polkadot 的最終確定性。
    • Hyperbridge: 世界首個可驗證的多鏈橋。
    • Polkadot-Kusama 橋: 安全且無縫的資產轉移和通信。

Polkadot 2.0 的三大特點

  • 敏捷核心時間(Agile Coretime):
    • 不再需要兩年的 DOT 鎖定平行鏈拍賣。
    • Blockspace 以彈性的方式出售,收入被燒毀。
  • 非同步支持(Asynchronous Backing)
  • 彈性擴展(Elastic Scaling): 更靈活、更快速且可擴展的網路。
    • 更好的使用者介面/使用者體驗。
    • 降低開發者的門檻。
    • 社群主導的鏈上治理。
    • 真正的去中心化。

Polkadot 的共識機制

  • BABE(區塊鏈擴展盲分配): 區塊生產者使用 VRF 來決定是否有資格在特定時隙中生產區塊。
  • GRANDPA: 提供區塊最終性,確保 Polkadot 網路在快速擴展的同時保持安全性和穩定性。

GRANDPA 的優勢:

  • 快速最終性: 網路穩定時,幾秒內即可完成。
  • 容錯性: 容忍部分驗證者離線或作惡,只要超過 2/3 的權重驗證者保持誠實即可。
  • 批量最終性: 一次性最終化多個區塊,效率更高。

Polkadot 的經濟模型

  • DOT 代幣:
    • 用於支付 Coretime 的費用。
    • 用於參與 OpenGov 投票。
    • 每年鑄造 1.2 億枚 DOT。
    • 通貨膨脹率將從 10% 逐步降低至 2030 年的 6%。

Polkadot 的技術堆疊

  • Substrate: 用於構建區塊鏈的 Rust 框架。
  • Polkadot SDK: 包含 Cumulus、Polkadot 和 Substrate 倉庫。
  • SCALE Codec: 用於 Polkadot 和 Substrate 的高效序列化和反序列化格式。
  • Wasm: WebAssembly,用於構建 Polkadot 運行時。
  • FRAME: 用於簡化 Substrate 運行時構建的框架。

JAM(Join-Accumulate Machine)

  • 目標: 解決區塊鏈的可擴展性和互操作性問題。
  • 核心: 促進鏈協作和數據共享,並優化區塊鏈網路在去中心化計算環境中的計算和通信效率。
  • 特點:
    • 鏈協作: 支持多條鏈的無縫數據共享,避免每條鏈都單獨計算相同的邏輯。
    • 資源高效利用: 每條鏈專注於自身特定的功能和應用,避免計算和存儲資源的浪費。
    • 簡化跨鏈通信: 通過設計跨鏈消息和驗證機制,提供了一種標準化的方法,使鏈與鏈之間的交互變得更高效和安全。
  • Polkadot 的下一次重大升級將採用 SASSAFRAS/SAFROLE,它通過使用環形 VRF 解決多個/無區塊生產者的問題,並確保每個時隙都有一個區塊生產者。
  • 預計 2025 年 7 月推出首個版本
  • 將計算分離為核心內和鏈上層
  • 將允許智能合約功能和無許可服務
  • Jam 引入了一個去中心的混合系統,提供圍繞安全性和可擴展的 in-core/on-chain 二元性構建的智能合約功能
  • Jam 的本質是無需許可的,允許任何人在其上部署代碼作為服務,並根據該代碼使用的資源支付相應的費用,並通過購買和分配 coretime 來引導該代碼的執行

開放政府(OpenGov)

  • Polkadot 的鏈上民主系統,將權力賦予 DOT 持有者
  • 使其成為世界上最大去中心化、最大的 DAO
  • 任何 DOT 持有者都可以投票、建立提案並進行討論

現有 Polkadot 生態項目

  • FIFA 推出 Mythical Games 傑出的足球手機遊戲,預計 2025 年夏季推出。
  • Pudge Penguins 推出 Mythical Games 傑出的 AAA 級策略塔防遊戲,預計 2025 年夏季推出。
  • 獨特的DePIN,檢查 RWA 和 DeFi,超過 64 個DePIN 專案和 4-5 億美元融資。
  • @AcademyPolkadot 推出由 Polkadot 專家領導的 PBA-X 線上區塊鏈課程,從 2025 年 1 月開始。
  • @OpenZeppelin 是一個開放原始碼程式庫 + 工具的供應商,使團隊能夠有效且安全地管理區塊鏈專案 – 發布了 Polkadot 運行時範本。

2025 年 Polkadot 2.0 的路線圖

  • 智能合約即將推出(數十種程式語言)
  • 基於 RISC-V 緩慢過渡到 PVM(Polkadot 虛擬機)
  • 統一地址格式(更好的 UI/UX 用於使用者和開發者)
  • XCM v5(甚至更好的互操作性)
  • 快速取消抵押(從 28 天到平均 2-4 天)
  • DOT 作為通用 Gas 代幣(在 Rollup 上啟用 DOT 作為費用)
  • 500 毫秒區塊時間(在 2025 年,由於彈性擴展,一個專案甚至可以使用 12 個核心)

總結

Polkadot 致力於通過其獨特的多鏈架構、互操作性、可擴展性和靈活性,革新 Web3 的構建方式。 未來的 JAM 升級和 Polkadot 2.0 將進一步增強其功能,使其成為區塊鏈技術領域中一個有前途的平台。

關於輻射測試

· 4 min read

輻射測試簡介

輻射測試簡介:保障電子元件於太空環境中的可靠性 隨著低軌道衛星與太空科技的興起,電子模組在太空環境中的可靠性變得極為重要。輻射測試成為評估元件能否在高能粒子輻射條件下穩定運作的關鍵手段。本文將簡介輻射測試的兩大類型:總電離劑量(TID)與單粒子效應(SEE),並說明其測試流程與實務考量。

為什麼要做輻射測試?

太空環境中充滿來自太陽風、銀河宇宙射線的高能粒子,這些粒子會對電子元件造成以下兩類損害:

累積性損害(TID):長期照射導致元件性能劣化。

瞬間性擾動(SEE):單一粒子撞擊即可能改變電路行為,甚至導致錯誤或損毀。

總電離劑量(Total Ionizing Dose, TID)

TID 測試主要評估電子元件在長時間輻射暴露後的參數變異。

TID 測試流程 元件選定:選擇代表性 IC(如 FPGA、電源管理晶片等)。

預測劑量:根據衛星軌道與任務時間估算總劑量(單位:krad)。

照射設備:使用 Co-60 γ 射線或 X-ray 管進行長時間照射。

功能測試:在不同劑量下量測元件關鍵參數(如增益、功耗、邏輯功能)。

退化分析:觀察偏移、閘極漏電流增加等現象。

注意事項 測試期間元件可維持供電以模擬實際狀況。

TID 效應多為不可逆,需考慮冗餘設計或使用抗輻射元件。

單粒子效應(Single Event Effects, SEE)

SEE 測試模擬單一高能粒子撞擊導致邏輯翻轉、鎖死或毀損。

SEE 類型 SEU(Single Event Upset):暫時性錯誤,如記憶體 bit 翻轉。

SEL(Single Event Latch-up):造成電流暴增,可能導致損壞。

SEB / SEGR:在功率元件中可能造成瞬間崩潰。

SEE 測試流程 粒子源:常用重離子或質子加速器(例如 NASA 或 CERN 相關設施)。

預備系統:搭配遠端控制平台記錄即時錯誤事件。

注束角度/能量掃描:找出元件最脆弱條件。

錯誤紀錄與分析:量化錯誤率、臨界 LET 值(Linear Energy Transfer)。

設計對策 ECC / CRC 檢查與修正機制

電路冗餘設計(如 Triple Modular Redundancy, TMR)電路冗餘設計(如 Triple Modular Redundancy, TMR)

閘極電壓控制避免 SEL

實務考量與測試計畫規劃 進行輻射測試前應涵蓋以下幾項:

選件流程:考量性價比、元件封裝與軌道預期劑量。

測試分階段:先 TID,再進行 SEE。

測試報告與驗證資料保存:作為設計驗證與認證依據。

模組層級整合測試:非僅單晶片,需測試整體系統容錯性。

聊聊相位陣列

· 5 min read

脈絡

無線掃描技術的發展始於19世紀末,當時透過高增益天線創造出固定窄波束。到了第二次世界大戰期間,雷達技術的發明使高增益天線能夠旋轉,以機械掃描波束,實現360°全方位覆蓋。

為了消除機械旋轉、提升設備壽命並加強多目標追蹤性能,PESA(被動電子掃描陣列)技術於1960年代誕生。自1980年代起,隨著高頻半導體技術的逐步成熟,各種AESA(主動電子掃描陣列)技術相繼發展。

儘管新一代的無線掃描技術比早期技術更加複雜,但其系統性能(探測距離、解析度、追蹤能力與可靠性)隨著世代更迭而大幅提升。下圖展示了無線掃描技術(雷達)的發展歷程,包括架構簡介、技術里程碑及市場挑戰。

運作

相位陣列(Phased Array)是一種透過調整天線元件的相位來控制電磁波方向的技術。相較於傳統的機械式天線轉向方式,相位陣列可以透過電子控制來快速改變波束方向,提升系統的靈活性與可靠性。

相位陣列的核心概念是利用多個天線元件組成天線陣列,並透過個別調整各天線元件的相位,使得電磁波在特定方向產生建設性干涉(constructive interference),而在其他方向則產生破壞性干涉(destructive interference),進而實現波束的電子掃描。其數學模型如下:

ΔΘ=2πdsinθλ\Delta\Theta = \frac{2\pi d \sin\theta}{\lambda}

其中:

  • dd 為天線單元間距
  • λ\lambda 為波長
  • θ\theta 為波束指向角度

此相位調整機制允許系統透過改變各天線單元的相位來動態調整波束方向,而無需物理移動天線結構。

應用

軍事與雷達應用

相位陣列技術最早應用於軍事雷達,如現代艦載雷達、預警機雷達(如 E-2D)、愛國者飛彈防禦系統等。其優勢包括:

  • 多目標追蹤能力強:可以同時監測多個目標,適用於防空與導引系統。
  • 快速波束轉向:可瞬間改變掃描方向,提升反應速度。
  • 抗干擾能力強:可調整波束形狀以減少敵方干擾影響。

5G 與無線通訊

在 5G mmWave(毫米波)通訊中,相位陣列技術可實現波束成形(Beamforming),提升數據傳輸效率。應用場景包括:

  • 基地台天線:用於 5G Massive MIMO 技術,提高信號覆蓋範圍與傳輸速率。
  • 衛星通訊:LEO(低軌道衛星)通訊系統中,相位陣列可實現精確的波束控制,提升鏈路穩定性與頻譜效率​
    oaicite:0

自駕車與雷達感測

  • 毫米波雷達(mmWave Radar):相位陣列應用於自動駕駛車輛的感測系統,可實現 360° 環繞偵測,增強安全性。
  • 醫療影像:超聲波相位陣列用於醫學影像,如高解析度超音波掃描,提高診斷精準度。