[導(dǎo)讀]我最近了解了二進(jìn)制手表的概念,并開始做一些研究,看看我是否可以為自己構(gòu)建一個(gè)。但是,我無法找到既實(shí)用又時(shí)尚的現(xiàn)有設(shè)計(jì)。所以,我決定完全從頭開始創(chuàng)建自己的設(shè)計(jì)!Button_V1.f3dWatch_Body_w_Buttons_V1.f3dBOM_Binary_Watch.xlsB...
我最近了解了二進(jìn)制手表的概念,并開始做一些研究,看看我是否可以為自己構(gòu)建一個(gè)。但是,我無法找到既實(shí)用又時(shí)尚的現(xiàn)有設(shè)計(jì)。所以,我決定完全從頭開始創(chuàng)建自己的設(shè)計(jì)!
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Button_V1.f3d
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BOM_Binary_Watch.xls
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Binary_Watch_V9.ino
補(bǔ)給品
此項(xiàng)目的所有文件:Arduino 代碼的庫可以從這里的 GitHub 下載:
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M41T62 RTC 庫
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FastLED 庫
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低功耗庫
第1步:設(shè)計(jì)建立標(biāo)準(zhǔn)
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二進(jìn)制RGB接口
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時(shí)間顯示(具有非常準(zhǔn)確的計(jì)時(shí))
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日期顯示
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秒表功能
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報(bào)警功能
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電池壽命至少 2 周
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USB充電
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用戶可輕松定制的軟件
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干凈簡潔的設(shè)計(jì)
這些標(biāo)準(zhǔn)成為整個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)。下一步是弄清楚我希望手表如何運(yùn)作!第 2 步:一些二進(jìn)制觀察理論計(jì)劃很簡單。除了接口是二進(jìn)制的,特別是 BCD(二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制)外,二進(jìn)制手表的操作就像普通手表一樣。BCD 是一種二進(jìn)制編碼,其中每個(gè)十進(jìn)制數(shù)字由固定位數(shù)表示。我需要 4 位才能表示 0-9 的數(shù)字。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)hh:mm時(shí)間格式,我需要其中的 4 個(gè)數(shù)字。這意味著我總共需要 16 位,由 16 個(gè) LED 表示。一旦你習(xí)慣了,用 BCD 讀取時(shí)間就很容易了。手表底部的行代表最低有效位 (1),頂部的行代表最高有效位 (8)。每列代表一個(gè)hh:mm時(shí)間格式的數(shù)字。如果 LED 亮起,則計(jì)算該值。如果 LED 熄滅,則忽略它。要讀取第一個(gè)數(shù)字,只需將第一列(最左側(cè))中所有激活的 LED 對(duì)應(yīng)的值相加即可。從左到右對(duì)其他數(shù)字執(zhí)行相同操作。您現(xiàn)在已經(jīng)閱讀了 BCD 時(shí)間!手表上的其他功能也遵循這一原則。使用 RGB LED 將有助于區(qū)分使用不同顏色的不同功能和模式。顏色由用戶選擇,可以輕松調(diào)整為他們喜歡的任何調(diào)色板。這使用戶可以輕松瀏覽功能而不會(huì)感到困惑。下一步是創(chuàng)建一個(gè)框圖!第 3 步:開始工作與任何典型的電子項(xiàng)目一樣,框圖是早期設(shè)計(jì)階段的重要組成部分。使用這些標(biāo)準(zhǔn),我設(shè)法將上面的框圖放在一起。圖中的每個(gè)塊代表電路中的一個(gè)功能,箭頭表示功能之間的關(guān)系。整個(gè)框圖很好地概述了電路將如何工作。
下一步是開始為框圖中的每個(gè)模塊的各個(gè)組件做出決策!第 4 步:選擇組件
結(jié)果證明這個(gè)電路中有相當(dāng)多的組件。下面,我挑選了一些最重要的,并解釋了我為什么選擇它們。LED
對(duì)于二進(jìn)制接口,選擇相當(dāng)簡單。我知道我想使用 LED 進(jìn)行顯示,并發(fā)現(xiàn)我需要其中的 16 個(gè)(在 4×4 網(wǎng)格中)來顯示盡可能多的信息。在我研究完美 LED 的過程中,APA102不斷出現(xiàn)。它是一種非常小的 (2mm x 2mm) 可尋址 LED,具有多種顏色,而且相當(dāng)便宜。盡管我以前從未與它們合作過,但它們似乎非常適合這個(gè)項(xiàng)目,所以我決定使用它們。微控制器
微控制器的選擇也非常簡單。我在獨(dú)立應(yīng)用程序中使用Atmega328P-AU有很多經(jīng)驗(yàn),并且非常熟悉它的功能。這與 Arduino Nano 板中使用的微控制器相同。我知道可能有更便宜的微控制器可以使用,但知道Atmega328將完全支持所有 Arduino 庫是為該項(xiàng)目選擇它的一個(gè)重要因素。RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘)
RTC 的主要要求是準(zhǔn)確性。我知道手表沒有任何互聯(lián)網(wǎng)連接,因此無法通過互聯(lián)網(wǎng)連接重新校準(zhǔn),用戶需要手動(dòng)重新校準(zhǔn)。因此,我想讓計(jì)時(shí)盡可能準(zhǔn)確。該M41T62 RTC具有最高的準(zhǔn)確度的一個(gè),我能找到(±2ppm的這相當(dāng)于每月±5秒)。將高精度與I2C兼容性和超低電流消耗相結(jié)合,使該 RTC 成為該項(xiàng)目的理想選擇。DC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器
只需查看電路并確定所需的電壓和電流,即可選擇 DC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器 IC。在低電壓下運(yùn)行電路會(huì)降低電流消耗,但我不能低于 4.5V(16MHz 時(shí)鐘下的最小微控制器電壓),也不能高于 4.5V(RTC 的最大電壓)。這意味著我必須在精確的 4.5V 下運(yùn)行電路,以便在推薦的規(guī)格范圍內(nèi)運(yùn)行組件。我計(jì)算出電路的最大電流不會(huì)超過250mA。因此,我開始尋找能夠滿足要求的升壓轉(zhuǎn)換器,并很快偶然發(fā)現(xiàn)了TPS61220。該TPS61220 需要最少的外部元件,相當(dāng)便宜并且能夠滿足電流和電壓要求。電池
對(duì)電池的主要要求是尺寸。電池需要足夠小,以便它可以安裝在手表外殼內(nèi),而不會(huì)使其看起來笨重。我認(rèn)為電池不能超過20mm × 35mm × 10mm。由于這些尺寸限制和 250mA 的電流要求,我選擇的電池僅限于 LiPo 電池。我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“Turnigy納米技術(shù)300mAh的1S”電池Hobbyking,我決定使用。充電IC
除了需要兼容1S LiPo電池外,對(duì)充電控制器沒有特別要求。我發(fā)現(xiàn)MCP73831T是一款完全集成的充電控制器,專為單節(jié)電池充電應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它的功能之一是能夠通過外部電阻調(diào)整充電電流,我發(fā)現(xiàn)這在此應(yīng)用中非常有用。鋰聚合物保護(hù)
我想包括電壓和電流監(jiān)控,以保護(hù)電池免受任何危險(xiǎn)的過度充電和過度放電情況的影響。提供此類功能的 IC 數(shù)量有限,其中一種更便宜的選擇是BQ29700 IC。它需要最少量的外部組件,并包括對(duì)單節(jié)鋰聚合物電池的所有必要保護(hù)。現(xiàn)在已經(jīng)選擇了組件,是時(shí)候創(chuàng)建原理圖了!第 5 步:原理圖使用 Altium Designer,我能夠使用來自每個(gè)組件數(shù)據(jù)表的建議將上面的原理圖放在一起。原理圖分為不同的塊,以使其更具可讀性。我還添加了一些帶有重要信息的注釋,以防其他人想要重新創(chuàng)建此設(shè)計(jì)。
下一步是在 PCB 上布置原理圖!第 6 步:PCB 布局事實(shí)證明,PCB 布局是該項(xiàng)目最具挑戰(zhàn)性的部分。我選擇使用 2 層 PCB 以將 PCB 制造成本降至最低。我選擇使用 36 毫米的標(biāo)準(zhǔn)手表尺寸,因?yàn)檫@似乎非常適合 LED。我添加了一些 1 毫米螺絲孔以將 PCB 固定在手表外殼中。目標(biāo)是通過將所有組件(當(dāng)然 LED 除外)放置在底層來保持干凈和美觀的設(shè)計(jì)。我還想使用絕對(duì)最少數(shù)量的過孔,以避免在頂層出現(xiàn)可見的過孔。這意味著我必須在單層上布線所有走線,同時(shí)確保電路的“嘈雜”部分遠(yuǎn)離敏感的信號(hào)走線。我還確保所有走線盡可能短,將旁路電容器放置在靠近負(fù)載的位置,對(duì)高功率組件使用較粗的走線,否則請(qǐng)遵循 PCB 設(shè)計(jì)的所有常見良好做法。路由花了相當(dāng)多的時(shí)間,但我認(rèn)為結(jié)果非常好。下一步是為手表外殼創(chuàng)建 3D 模型!第 7 步:3D 設(shè)計(jì)手表外殼是根據(jù)使用 Fusion 360 的非常傳統(tǒng)、經(jīng)典的手表設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)的。我為表帶使用了標(biāo)準(zhǔn)的 18 毫米間距,以使手表與各種其他表帶兼容。PCB 的切口設(shè)計(jì)為比 PCB 本身大 0.4 毫米,以適應(yīng)任何制造誤差。我包括了一些用于安裝 PCB 的螺絲柱和一個(gè)用于放置 PCB 的小邊緣。我確保將 PCB 從頂部凹進(jìn)一毫厘,以避免 LED 的鋒利邊緣卡在衣服上。外殼的高度僅由電池的厚度決定。外殼的其余部分旨在通過圓潤的邊緣和拋光的邊角看起來很好看。我確實(shí)必須保持設(shè)計(jì)的 3D 打印友好性,以便我可以在家里 3D 打印它而無需任何支撐材料。現(xiàn)在硬件已經(jīng)完成,是時(shí)候開始開發(fā)軟件了!第 8 步:代碼我通過包含所有必要的庫來開始編寫代碼。這包括用于與 RTC 通信和驅(qū)動(dòng) LED 的庫。之后,我為每種模式創(chuàng)建了單獨(dú)的函數(shù)。當(dāng)用戶通過按下按鈕切換模式時(shí),程序會(huì)調(diào)用與該模式對(duì)應(yīng)的功能。如果用戶在指定的時(shí)間內(nèi)沒有按下按鈕,手表就會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。睡眠模式由所有 LED 逐漸消失直至完全關(guān)閉來指示。使用睡眠模式可大大延長電池壽命,并在不使用時(shí)保持 LED 關(guān)閉。用戶可以通過按下上按鈕來喚醒手表。喚醒后,手表會(huì)檢查電池電量以確保不需要充電。如果需要充電,LED 會(huì)在顯示時(shí)間之前閃爍幾次紅色。如果電池電量低于臨界水平,則它根本不會(huì)開啟。剩下的時(shí)間編程是讓其他模式盡可能直觀。我認(rèn)為在所有模式下使用相同的按鈕負(fù)責(zé)相同的功能將是最直觀的。經(jīng)過一些測(cè)試,這是我想出的按鈕配置:
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頂部按鈕按下:喚醒/在“顯示時(shí)間”、“顯示日期”、“秒表”和“鬧鐘”模式之間循環(huán)。
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頂部按鈕保持:進(jìn)入“設(shè)置時(shí)間”、“設(shè)置日期”、“開始秒表”或“設(shè)置鬧鐘”模式。
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底部按鈕按下:增加亮度。
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底部按鈕按?。哼M(jìn)入“選擇顏色”模式。
底部按鈕始終負(fù)責(zé)亮度和顏色調(diào)整,與您所處的模式無關(guān)。當(dāng)用戶進(jìn)入“選擇顏色”模式時(shí),LED 開始循環(huán)顯示所有可能的 RGB 顏色。用戶可以暫停動(dòng)畫并為該特定模式選擇他們喜歡的顏色(顯示時(shí)間為紅色,顯示日期為藍(lán)色等)。用戶可以輕松自定義顏色,以幫助他們區(qū)分不同的模式。現(xiàn)在代碼已經(jīng)完成,是時(shí)候?qū)⑺蟼鞯轿⒖刂破髁耍?/span>第 9 步:編程幾乎是焊接和組裝的時(shí)間,但在此之前我需要對(duì)微控制器進(jìn)行編程。我跟著這個(gè)教程
將引導(dǎo)加載程序刻錄到 ATmega328P-AU SMD關(guān)于如何使用常規(guī)的 Arduino Uno 作為編程器來刻錄引導(dǎo)加載程序和對(duì)微控制器進(jìn)行編程。第一步是通過上傳“ArduinoISP”示例代碼將 Arduino Uno 變成 ISP。我使用了一個(gè)面包板和一個(gè)編程插座,并連接了教程中的原理圖。之后,我只需在 Arduino IDE 中按下“Burn Bootloader”,就可以將引導(dǎo)加載程序刻錄到微控制器上。一旦微控制器有了引導(dǎo)加載程序,我只需從 Arduino Uno 中移除現(xiàn)有的微控制器,并將 Arduino Uno 板用作 USB 到串行適配器,將代碼上傳到編程插座中的微控制器。上傳完成后,我可以開始焊接過程。下一步是收集所有組件并將它們焊接在一起!第 10 步:焊接焊接過程分為兩部分。首先需要焊接底層,然后是頂層。我使用膠帶將手表 PCB 固定在幾個(gè)原型板之間。這確保了 PCB 在焊接過程中不會(huì)移動(dòng),這一點(diǎn)非常重要。然后我將焊接模板放在 PCB 上,并使用大量焊膏覆蓋所有焊盤。我繼續(xù)使用一對(duì)薄鑷子將所有組件放在相應(yīng)的墊上。然后我使用熱風(fēng)槍將所有組件回流焊接到位。焊接底層時(shí),我對(duì)其進(jìn)行了快速目視檢查,以確保焊接成功。然后我翻轉(zhuǎn)電路板并在另一側(cè)重復(fù)焊接過程,這次是使用所有 LED。焊接頂層時(shí)不要使電路板過熱非常重要,因?yàn)榈撞康乃薪M件都有脫落的風(fēng)險(xiǎn)。值得慶幸的是,所有組件都保持原位,使用普通烙鐵將按鈕焊接到位后,PCB 就完成了!現(xiàn)在是最后組裝的時(shí)候了!第 11 步:組裝組裝非常簡單。我將電池連接到 PCB 并將電池和 PCB 放置在 3D 打印外殼內(nèi)。我繼續(xù)在 PCB 的每個(gè)角的安裝孔中擰入四個(gè)螺釘。之后,我使用 18 毫米彈簧條連接表帶,手表就完成了!
第 12 步:結(jié)論和改進(jìn)手表按預(yù)期工作,我對(duì)它的結(jié)果感到非常滿意。到目前為止,我沒有遇到任何問題,并且在使用整整一周后,電池幾乎保持充滿電。
將來我可能會(huì)為手表添加其他功能。由于 USB 端口連接到微控制器,固件可以隨時(shí)更新新功能。不過現(xiàn)在,我將繼續(xù)使用這個(gè)版本的手表,看看它在長期使用后如何保持。
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加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...
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倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...
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人工智能
智能驅(qū)動(dòng)
BSP
北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...
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亞馬遜
解密
控制平面
BSP
8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。
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騰訊
編碼器
CPU
8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。
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華為
12nm
EDA
半導(dǎo)體
8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。
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華為
12nm
手機(jī)
衛(wèi)星通信
要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...
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通信
BSP
電信運(yùn)營商
數(shù)字經(jīng)濟(jì)
北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...
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VI
傳輸協(xié)議
音頻
BSP
北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動(dòng)力")與長三角投資(上海)有限...
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BSP
信息技術(shù)
山海路引?嵐悅新程 三亞2024年8月27日 /美通社/ --?近日,海南地區(qū)六家凱悅系酒店與中國高端新能源車企嵐圖汽車(VOYAH)正式達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議。這一合作標(biāo)志著兩大品牌在高端出行體驗(yàn)和環(huán)保理念上的深度融合,將...
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新能源
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PLAYER
ASIA
上海2024年8月28日 /美通社/ -- 8月26日至8月28日,AHN LAN安嵐與股神巴菲特的孫女妮可?巴菲特共同開啟了一場(chǎng)自然和藝術(shù)的療愈之旅。 妮可·巴菲特在療愈之旅活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)合影 ...
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MIDDOT
BSP
LAN
SPI
8月29日消息,近日,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文在中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式上表示,中國科技企業(yè)不應(yīng)怕美國對(duì)其封鎖。
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華為
12nm
EDA
半導(dǎo)體
上海2024年8月26日 /美通社/ -- 近日,全球領(lǐng)先的消費(fèi)者研究與零售監(jiān)測(cè)公司尼爾森IQ(NielsenIQ)迎來進(jìn)入中國市場(chǎng)四十周年的重要里程碑,正式翻開在華發(fā)展新篇章。自改革開放以來,中國市場(chǎng)不斷展現(xiàn)出前所未有...
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BSP
NI
SE
TRACE
上海2024年8月26日 /美通社/ -- 第二十二屆跨盈年度B2B營銷高管峰會(huì)(CC2025)將于2025年1月15-17日在上海舉辦,本次峰會(huì)早鳥票注冊(cè)通道開啟,截止時(shí)間10月11日。 了解更多會(huì)議信息:cc.co...
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COM
AI
INDEX
上海2024年8月26日 /美通社/ -- 今日,高端全合成潤滑油品牌美孚1號(hào)攜手品牌體驗(yàn)官周冠宇,開啟全新旅程,助力廣大車主通過駕駛?cè)ヌ剿鞲鼜V闊的世界。在全新發(fā)布的品牌視頻中,周冠宇及不同背景的消費(fèi)者表達(dá)了對(duì)駕駛的熱愛...
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汽車制造
此次發(fā)布標(biāo)志著Cision首次為亞太市場(chǎng)量身定制全方位的媒體監(jiān)測(cè)服務(wù)。 芝加哥2024年8月27日 /美通社/ -- 消費(fèi)者和媒體情報(bào)、互動(dòng)及傳播解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)者Cis...
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CIS
IO
SI
BSP
上海2024年8月27日 /美通社/ -- 近來,具有強(qiáng)大學(xué)習(xí)、理解和多模態(tài)處理能力的大模型迅猛發(fā)展,正在給人類的生產(chǎn)、生活帶來革命性的變化。在這一變革浪潮中,物聯(lián)網(wǎng)成為了大模型技術(shù)發(fā)揮作用的重要陣地。 作為全球領(lǐng)先的...
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模型
移遠(yuǎn)通信
BSP
高通
北京2024年8月27日 /美通社/ -- 高途教育科技公司(紐約證券交易所股票代碼:GOTU)("高途"或"公司"),一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)的在線直播大班培訓(xùn)機(jī)構(gòu),今日發(fā)布截至2024年6月30日第二季度未經(jīng)審計(jì)財(cái)務(wù)報(bào)告。 2...
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BSP
電話會(huì)議
COM
TE
8月26日消息,華為公司最近正式啟動(dòng)了“華為AI百校計(jì)劃”,向國內(nèi)高校提供基于昇騰云服務(wù)的AI計(jì)算資源。
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華為
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EDA
半導(dǎo)體