现在电子产品需要体积更小、速度更快、功能更强的元器件。最近几年，在数字总线开关领域，出现了新型的总线开关技术，它们具备以下特点：负尖峰保护的性能有了改进、采用球栅阵列(BGA)封装、总线位数可配置并且改进了电平转换的性能。
标准的总线开关是一只导通电阻RON很低的NMOS晶体管，它的栅极连接到一个控制电路，通常称作“输出选通”，用OE表示。若干个这样的晶体管做在一块硅片上便构成了总线开关，有字宽为1位至48位的各种产品，它们采用各种不同封装。标准开关的导通电阻RON是4Ω，传播延迟很小，一般是250ps，从电源吸收的电流ICC很小，在电流流过时不会出现反射现象，而且它的控制输入信号与TTL兼容。用户可以选择是否需要配备负尖峰保护功能、25Ω串联电阻、电平转换二极管、输出端预先充电，以及是否使用节省空间的封装外壳等等。
负电压尖峰保护的改进
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总线开关是否会感受到负尖峰电压，系统设计起着主要作用。通常在系统中很难避免出现负尖峰电压，或者由于存在固有的噪音，负尖峰电压不可避免，因此需要作一些折衷。例如，使用反射波设计的系统，像PCI总线，或者经常进行热插拔的系统。
总线开关制造商和系统设计人员都认识到上述问题，设计了一系列可以在噪音环境下工作，并且具有负尖峰保护功能的开关。这些具备负尖峰保护功能的开关在遇到极性为负的瞬变电压时，仍然维持截止状态。负尖峰保护有几种方案，可以保证在出现-2.0V的负尖峰时起到保护作用。这些保护方案是：充电泵、串联开关、肖特基箝位二极管和UHC(强化的负尖峰保护电路)
图1为各种方案的保护效果图，在开关堵塞、输入一系列仿真负尖峰的电压(幅度从0V至-2.0V)的情况下，比较了输出端的电压。
球栅阵列(BGA)封装
随着系统功能的增多、系统尺寸的缩小，要求总线开关的尺寸更小，同时又要求增加位数，这是系统设计人员非常希望和需要的。总线开关与球栅阵列封装技术两者结合起来，可以缩小电子产品的尺寸，同时增加更多的功能。
例如，在一台普通的笔记本计算机中，连接器需要接通或切断80位字宽的数据。标准的、使用引线的方案需要两个采用QVSOP封装的32位总线开关，一个使用TSSOP封装的20位总线开关，占用的面积总共是417.4 mm2。相比之下，使用两个BGA封装40/48位的总线开关，占用的面积总共是176 mm22。在这个例子中，BGA封装使PCB缩小了60%。
位数可配置的器件
在总线开关技术方面，最近出现的新进展是把BGA封装技术和可配置总线开关结合起来。利用这项新技术制造的高位数可配置总线开关有许多用途。用这种器件，设计工程师在布置印制电路板时可以有更多的选择。这种可配置的总线开关是20位的器件，采用BGA54封装，它可以配置成为五个4位、四个5位、两个10位、一个16位或者一个20位的总线开关。可配置开关还有40/48位的，它们采用BGA114封装(图2)。此外，这些器件可以选择输入为5 V，输出为3 V的电平转换。
可配置总线开关的优点在于，它能够取代位数不同的各种总线开关器件。在前面讲到的笔记本计算机这个例子中，设计人员可以用两个器件代替3个器件，从而减少电路板面积，同时维持电路板的通讯协议不变。在一个典型的服务器的印制电路板上有11个10位的总线开关，可以用3个40位可配置的器件来代替。同时，电路的其它部分继续是以10位来交换数据。
在电平
转换方面的改进总线开关的另一个作用是进行电平转换，把输入的5.0V电平转换为3.3V输出。由于总线开关几乎不消耗功率(ICC≤10μA)，延迟时间几乎可以忽略(tPD≤250ps)，这些器件可以确保电平转换对电路工作所产生的影响很小。电平转换总线开关的作用是把工作在5.0V的器件与工作在3.3V的器件连接起来。随着电子器件变得更小，更多地使用电池提供电能，电平转换变得更加重要。
在普通的总线开关中，所用电平转换方案是一个内部或者外接的二极管，它把5.0V输入电平转换为3.3V输出。这些内部的二极管或外接二极管在下面三种情况下不能奏效：输入的上升沿或者下降沿的变化速度超过4ns，输入信号频率超过10 MHz，位数超过20位。对于高阻抗电路，尤其在没有直流到地通路的情况下，这些问题会变得更加突出。不论是上面说的那一种情形，容性耦合到栅极的电荷不能够通过电平转换二极管从电源放电。这些电荷会使输出电平增高到VCC，甚至高于VCC，结果电路的输出端大约是5.0V，而不是所希望的3.3V。
电平过高对电路造成的影响有：系统出现故障，组件的寿命缩短，估计会使组件的寿命从十年缩短到只有一年，有时甚至马上失效。这些半导体器件的寿命可以用工业标准中由于电压过载以与有关温度影响的可靠性概率密度公式来估计，例如用Black公式来估计它们的寿命。在连续经受电压过载时，三种不同的栅极氧化层的估计寿命如图3所示。
增强型总线开关不仅可以进行电平转换，同时能防止对组件造成长期性的损坏。这种新型总线开关的特点是不会使系统蒙受出现故障的危险，而且也不会由于电压过高而降低组件的寿命。电路中包括电压基准、一个电流放大器以及为容性耦合而产生的栅极电荷放电的通路。
发展趋势
整体地讲，总线开关封装技术与电子业封装技术的发展趋势是类似的：更小的尺寸，更多的功能。在更小的封装中放进去更多的位，使用BGA封装的总线开关朝这个方向迈进了一步。人们在探索的其它封装技术包括芯片级封装(CSP)，该封装把芯片直接封装在印制电路板上。在这种封装中，引线架是放在封装的上部。所有这些不同的封装技术可以节省更多空间，同时可以改善器件与电路板之间的散热条件。简而言之，总线开关的发展趋势是：更多的位数、更小的体积。
水处理的计算机监控
污水处理有多种工艺，各污水处理厂采用的污水处理工艺、设备、土建工程、地理环境等不同，但处理的流程及控制点是有共性的。
根据工艺流程、控制点及现场设备的安装地理环境，采用先进的管理控制技术，系统分为控制层、监控层、管理层三层进行监测和控制。控制层分若干个PLC子站分别对厂内设备、及监测点进行控制、监测，采集信号，控制生产设备；监控层，在厂内设中心控制室，对于独立运行的污水处理厂，中控室有二个功能，一是监控全厂的整个生产过程，二是将有关污水处理厂的运行状况上传污水处理厂监控中心；对于由污水处理厂监控中心直接监测控制运行的污水处理厂；将有关污水处理厂的运行状况及有关信息上传污水处理厂监控中心，将污水处理厂监控中心执行指令下传各PLC，由PLC控制各现场仪器及仪表；管理层主要在污水处理厂监控中心完成。系统同时还充分考虑特殊情况下的现场手动控制。
控制范围包括进水闸门进入水量、闸门紧急关闭设备进行相应的控制；除渣机粗隔栅和细隔栅控制；污水提升泵站恒速及调速泵控制；除砂机控制；初次沉淀池设备包括刮泥机、排泥泵、泡沫去除设备等，重点考虑排泥泵控制；曝气地设备控制，由于污水中污染物的去除主要在曝气池中完成，因此曝气池的运行状况在某种程度上决定了整个处理系统的处理效果。向曝气池供氧所需的运行费用也占总运行费用的很大比重。影响曝气地运行的因素很多，如污泥龄，溶解氧(DO)浓度；混合液悬浮固体(MLSS)浓度，污泥回流比和BOD污泥负荷等。合理地控制这些影响因素能有效地提高曝气池的处理效率，所以；曝气池的自动控制对整个处理系统来说是至关重要的，包括供气量的控制、回流污泥量控制，供气量的控制主要有恒定供气量控制、与进水量成比例控制、定DO浓度控制；回流污泥量控制主要有定回流污
污水处理厂监控中心的作用主要是监视或监控制远方各个现场污水处理厂的生产运行；同时将各个污水处理厂生产运行状况等信息上传有关管理部门，同时考虑未来工作的可扩展性，应选用以下设备：高性能交换机、高性能双机热备服务器、工业控制计算机、高清晰度彩色显示器、针式打印机、不间断电源、管理计算机、激光打印机、工作台、文件柜、转椅，消耗品、大屏幕投影屏、工业键盘、连接各污水处理厂的通信设备等。同时建成网络系统。
计算机监控管理程序主要功能及设计思想
操作与监控:主要是对污水处理厂数据采
事故报警:生产过程中的检测量超标时，系统自动报警显示，并通过报警打印机打印输出，形成记录文件；生产过程中的自动状态下的控制设备发出故障信号或失去控制时，系统自动报警显示；并通过报警打印机打印输出。形成记录文件；报警数据自动存储以备事后分析。
数据存档和生产报表:系统自动生成日报表、月报表和统计报表，通过报表打印机打印输出，形成生产记录文件，并且文档可由EXCEL或其它电子表格软件进行自定义处理；具有时间和事件控制存档；可与其他 WindowS程序进行动态数据交换。
污水处理厂监控中心软件具体功能设计
污水处理厂监控中心软件所要实现的主要功能是对下属各个污水处理厂的运行情况进行监视和控制。
监视和记录各个污水处理厂的工作参数，主要包括人口污水流量和出口达标净水流量；集水池的液位、液位报警；粗格栅系统上下游液位差、液位差报警；细格栅系统上下游液位差、液位差报警；进水泵站处的H2S泄漏参数；生化反应地厌氧池的PH值、好氧池的溶解氧量及鼓风机气体流量值；鼓风机房气体出口压力值，鼓风机轴承温度和润滑油温度；污泥池的液位；污泥浓缩和脱水机房的污泥流量。
设备运作状态，主要包括每台泵的电机运转情况，包括所用泵的号码、启／停状态、电机温度、电机工作；电流和电压、电机报警；软启动器的工作状态，包括正常或故障、启/停、报警。流量计、液位计、PH检测计等的维修状态。
各个信息的历史记录，主要包括设备(泵、软启动器等)运行时间、故障次数、原因及维修记录；各个污水处理厂的日或月处理水量的统计；污水处理厂内各个设备的运作调度记录。
监视控制：污水处理厂监控中心能直接控制各污水处理厂的生产及运行，直接下达实时控制指令，控制下属污水处理厂的工作：主要包括开启／关闭某个污水处理厂的运作；启／停某个污水处理厂内某台设备(优先级高于污水处理厂的部门级控制中心)；下达非实时性控制或维护指令，指导下属污水处理厂的辅助工作，包括设备检修等。
数据共享：将污水处理厂生产及运行的各种信息，甚至主要关键设备的运行状况，按各类管理部门需要上传有关部门。
功能及效果：
通过建立污水处理厂监控中心，实现污水处理厂生产运行的远程监测或监控，预计可产生如下效益：
(1)建立污水处理厂监控中心，建成以PLC、工控计算机、管理计算机、服务器、计算机网络及各类软件系统为核心的污水处理厂实时管理控制系统，自动监测或监控污水处理厂设备及生产运行，达到污水处理厂远程监测或监控自动化、管理信息化。
(2)建立污水处理厂远程监控系统，污水处理厂内自动化控制及技术水平得到全面显著提升，可以安全、可靠地实现各种复杂的污水处理工艺流程，减少人为因素带来的可能事故和隐患，保证污水处理出水水质，同时减轻劳动强度，提高工作效率和效益。
(3)使污水处理厂生产运行及管理产生质的变化；部门职能发生转变，剥减冗余部门及人员，部门优化重组减员增效。
(4)通过建立污水处理厂远程监测、监控系统，实现对各污 水处理厂内设备的有效调度和控制，节约能耗，实现增效。
(5)建立污水处理厂监控中心达到各污水处理厂管理的舆中监测或监控，在污水处理厂监控中心和主管职能部门，能及时方便地了解掌握污水处理厂的生产和运行情况，实现对污水处理厂的有效管理和实时监督特别是对一些需要强化监督管理的工矿企业污染源等污水处理厂，效果尤其显著。
