Elektroniktidningen maj 2022 by ETN

NR 5 MAJ 2022

ELEKTRONIK TIDNINGEN

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING

EN 3D-KARTA ÖVER HELA VÄRLDEN Algoritmer från Linköping tolkar högupplösta satellitbilder och bygger en värld du kan promenera i. /14–15

RISC-V:

VOLVO OM UX:

Rapport från Olof Kindgren

Upplevelsen blir allt viktigare

/24–25

/16–17

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

INNEHÅLL: ETN 5/22

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm.

telefon: 0734-17 10 99 | www.etn.se

bankgiro: 5456-3127 redaktion: Per Henricsson, Jan Tångring (ansv. utg.) medverkar i detta nummer: Göte Andersson, Olof Kindgren, Jörgen Städje, Anna Wennberg. grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, TYPA jocke.flink@typa.se annonser: Anne-Charlotte Lantz, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se prenumeration: webb: www.etn.se/pren e-post: pren@etn.se

Per Henricsson Bevakar test & mät, rf och kommunikation, produktion, FPGA, EDA och passiva komponenter. per@etn.se | 0734-17 13 03

Jan Tångring Bevakar inbyggda system, mjukvara, processorer, kort och skärmar. jan@etn.se | 0734-17 13 09

Anne-Charlotte Lantz Ansvarar för sälj- och marknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99 © Elektroniktidningen 2022 upplaga: 13 000 ex. Allt material lagras elektroniskt. issn 1102-7495 Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingenjörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper av Stibo Complete. omslagsbilden: 3D-modell av Atlanta, USA. bild: Vricon

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

4 10

Mems-mikrofon med studiokvalitet Norska Sensibel har utvecklad en mikromekanisk mikrofon baserade på optisk utläsning som kan tävla med studiomikrofoner.

UCIe: Som Lego fast för chip Att kombineraflera okapslade halvledarkretsar i en kapsel har blivit ett allt intressantare alternativ. Den färska standarden UCIe ska göra det enklare.

Open source gör det möjligt att utmana telekomjättarna Den svenska uppstickaren Radtonics utmanar Ericsson, Nokia och andra telekom leverantörer med privata 5G-nät baserade på Linux Magma.

EXPERT: Tar galliumnitrid till volym Kinesiska Innoscience grundades så sent som i december 2015 men är världens största komponenttillverkare helt fokuserad på GaN. Målet är att skala upp till 70 000 wafers per månad år 2025, berättar Maurizio Di Paolo Emilio på uppdrag av Innoscience.

26 28

EXPERT: Teknik som får pekskärmen att kännas Edgar Schäfer på distributören Rutronik berättar om de olika tekniker som används för att implementera haptiska gränssnitt. EXPERT: Hårda kärnor i mjukvarudefinerad bil Microsys har byggt en modul kvalificerad för fordon kring en kraftfull parallell systemkrets från NXP. Det berättar Lukas Steinert och Christian Bauer på Microsys.

STARTBLOCKET

Mems-mikrofon med studiokvalitet talaren förstår vad du säger. Eller så kan man ha färre mikrofoner med bibehållen prestanda. Därutöver finns marknaden för professionella kunder som inte är lika priskänsliga. Där hittar man produkter med hundratals mikrofoner för speciella applikationer, som att zooma in på ljud på riktigt långt håll, eller täcka stora ytor.

NÅGRA PRESTANDA l 80 dBA SNR l 140 dB SPL Acoustic Overload

Point (AOP) @ 1kHz

l <0,5% THD (Total Harmonic

Distortion)

Genom att ersätta den kapacitiva avläsningen i dagens mikromekaniska mikrofoner med en optisk lösning går det att lyfta dynamiken med 20 dB och därmed nå studiokvalitet. Norska Sensibel är på god väg att kommersialisera tekniken. – Det är lätt att göra på bänken men inte att göra i en liten kapsel. Det är många som forskat på det, säger Jakob Vennerød. Han är specialist på akustik och var med och utvecklade tekniken på det norska forskningsinstitutet Sintef tillsammans med Matthieu Lacolle, vars specialitet är mems-teknik. År 2017 knoppades Sensibel av för att kommersialisera resultaten. Idag har det Oslobaserade företaget 18 anställda och har nyligen tagit in 15 miljoner euro i en A-runda. – Vi har bevisat att tekniken fungerar, vi har sampel och jobbar tätt med kunder, säger Sverre Dale Moen som är vd för Sensibel. S E D A N D E F Ö R S TA mikromekaniska mikrofonerna lanserades för 20 år sedan har tillväxten varit extremt stark. Idag tillverkas runt sju miljarder mikrofoner per år. Varje mobiltelefon har minst en, ofta fler. Dessutom hittar man memsmikrofoner i smarta högtalare och många andra produkter på både konsument- och proffsmarknaden.

Från början låg signal-tillbrusförhållandet runt 55 dBA. Därifrån har den förbättrats med ungefär 1 dB per år för att idag vara cirka 70 dBA. Det är fortfarande en rejäl bit kvar till de mikrofoner som används i inspelningsstudios, de ligger åtminstone på 80 i signal-tillbrusförhållande. Det är här som Sensibels optiska lösning kommer in. Genom att använda laserljus, fotodetektorer och en interferometer som integrerats i det mikromekaniska membranet går det att sänka störnivån ordentligt. – Det är många som prövat men ingen som lyckats integrera det i en liten kapsel. Det fanns en firma i USA som testade, men de förblev på forskningsstadiet, säger Jakob Vennerød. Förutom att den optiska lösningen ger ett signal-till-brus-

Jakob Vennerød

Sverre Dale Moen

förhållande som är 10 dB bättre, klarar Sensibels mikrofon även starkare signaler utan att klippa. Det handlar om så mycket som 10 dB jämfört med en kapacitiv mems-mikrofon. – 10 dB innebär en dubblering av upplevd ljudnivå så vi säger att vi gör en studiomikrofon i en mems-kapsel. Det är de stora studiomikrofonerna som är referensen. kommer dock att bli dyrare än de hårt prispressade kapacitiva memsmikrofoner med ett SNR på 60 dB som sitter i billiga konsumentprodukter. – Vi ska gå efter de kunder som behöver bättre mikrofoner med högt SNR, hög AOP och är robusta, säger Sverre Dale Moen. Det skulle exempelvis kunna vara mobiltelefoner som vill profilera sig genom att erbjuda bättre kvalitet i ljudinspelningen. Ett annat exempel är produkter med många mikrofoner arrangerade i en array, som smarta högtalare som ska lyssna i den riktning talet kommer ifrån. Ett bättre signal-till-brusförhållande ökar sannolikheten för att högF Ö R E TAG E T S M I K R O F O N

T E K N I K E N Ä R PAT E N T E R A D. Det viktigaste patentet handlar om hur man implementerar den optiska diffraktionen. Det finns också patent på byggsättet – hur man får komponenterna att fungera ihop i den minimala kapseln. Lasern är ytemitterande (VCSEL) och av samma typ som används i mobiltelefoner för avståndsmätning. Tillsammans med egenutvecklade asicen och alla övriga delar drar den kompletta mikrofonen några få milliwatt när den är aktiv. Det är lite mer än en kapacitiv mems-mikrofon när den presterar på topp, men samtidigt går det att optimera strömförbrukningen genom att justera känsligheten på samma sätt som för kapacitiva mems-mikrofoner. – Det är enkelt att programmera och går att styra som kunden vill. Vid exempelvis 70 dB SNR är vår mikrofon mycket konkurrenskraftig jämfört med andra mikrofoner på 70 dB SNR, säger Sverre Dale Moen. N Ä R D E T KO M M E R till storleken är det framförallt höjden som sticker ut. Den är lite större än för kapacitiva mikrofoner för att få in den optiska stacken. – Det är generation ett, men vi kan optimera det framöver, säger Jakob. Företaget tog nyligen in 15 miljoner euro i en A-runda. – Det kostar att bygga upp produktionen, så vi kommer att köra en runda till nästa år. Tilläggas kan att arbetet med nästa generation redan startat och att det på längre sikt kan komma andra produkter baserade på företagets patenterade teknik, som mikromekaniska accelerometrar.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

PERFORMANCE. RELIABILITY. SERVICE.

Optocouplers by Würth Elektronik

WE meet @ Embedded World Hall 2, Booth 110

Optocouplers by Würth Elektronik

Highlights

With the new optocouplers, Würth Elektronik presents one of the latest additions to its optoelectronic product portfolio. The innovative design features a coplanar structure and high-grade silicon for total internal reflection. The coplanar design ensures the isolation gap stay fixed during the production process and provide perfect isolation and protection for your application. The total internal reflection provide stable CTR over the whole temperature range and high CTR even at low current operation.

• • • • •

Innovative coplanar design High grade silicon encapsulation Copper leadframe for high reliability Stable CTR over whole temperature range High CTR in low current operation

Provided in all industry standard packages. Available with all binnings ex stock. Samples free of charge: www.we-online.com/optocoupler DIP-4

#OptocouplersbyWE

SOP-4

LSOP-4

STARTBLOCKET

40 miljoner till vackra solceller

FAKTA

Skönhet är allt

Peafowl i Uppsala bygger en anläggning för kund anpassning av sina unika genomskinliga solceller. Pengarna – 40 miljoner kronor – kommer från en investering ledd av Industrifonden och Navigare Ventures.

– En egen produktionsanläggning är vad vi behöver för att kunna kommersialisera vår teknik, säger Cristina Paun, medgrundare till Peafowl. Anläggningen ska producera prototyper och anpassa produktionsprocessen till kundens tillverkning. – Vi ser fram emot att kunna nå en större marknad. Företaget har två kunder på gång inom glastillverkning och e-papper. Och en tredje inom konsumentelektronik. Peafowl Cristina Paun

Peafowl är grundat på en fortfarande ganska outforskad fysisk effekt kallad plasmo nisk elektronresonans. Peafowls solceller skapar el när plasmoniska nanopartiklar absorberar fotoner.

hoppas även kunna hitta tillämpningar i inomhussensorer. Forskningen kommer att fortsätta att bedrivas på Ångströms laboratoriet.

Företaget har bytt namn från Peafowl Solar Power till Peafowl Plasmonics. JAN TÅNGRING jan@etn.se

En ledande forskare inom området är en av företagets grundare. Elektroniktidningen intervjuade honom, Jacinto Sá, år 2019. Har cellerna hög verkningsgrad? Nej, den är usel. Grejen med dem är att de är – snygga. Jo, Peafowls nisch är strömförsörjning där estetik är helt avgörande. Skördarna är genomskinliga – i bilden ovan är de placerade på ett genomskinligt glassubstrat. I själva verket är elektronresonans i sig egentligen extremt effektiv. Därför kan cellerna alstra el trots att de flesta fotoner går rakt igenom. Cellerna kan även erhållas färgtonade, där färgsättningen bygger på samma princip som påfågelsfjädrar. Då blir verkningsgraden snäppet högre. Både företaget och dess vd heter faktisk ”påfågel” – Paun är påfågel på rumänska.

Discover Our Product Portfolio ▪ Photodiodes ▪ IR Components ▪ Laser Modules ▪ Laser Diodes

▪ Fiber Optics ▪ Laser Optics ▪ Motion Control

www.lasercomponents.se 2020_LCN_Ad-Portfolio_185x135.indd 1

26.10.2020 10:07:49

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

STARTBLOCKET

Nu bygger han batterifabrik i helvetet

SER-KRÖNIKA

är en ny metod som verkar lovande enligt de undersökningar som gjorts hittills. Att CTR dessutom använder egenproducerad geotermisk energi – som räknas som klimatneutral – gör den förstås extra intressant för en omställningsindustri som batteritillverkning. CTR har USA:s president Joe Biden och Lars Carlström tog år 2020 initiativ till det hans starka omställningsvilja i ryggen. brittiska cellfabriksprojektet Britishvolt och Med både litium och energi producerad år 2021 det italienska Italvolt, där han fortfapå platsen har det fog för sig när rande är vd. Lars Carlström och hans nygrunHans tredje gigafabrik ska härmed dade företag Statevolt utropar sig till ligga i Imperial Valley i södra delen ”världens mest hyperintegrerade” av USA-delstaten Kalifornien. I en litiumjonbatteritillverkare. gudsförgäten håla kallad Helvetets Även resten av näringskedjan kök genereras idag geotermiskt energi kommer att finnas på plats – raffineur djupa hål och snart kommer det ring, produktion av katodmaterial även att pumpas upp litiumämnen ur Lars Carlström och så vidare. samma hål. Northvolt – som också det är inne på sin Battericellsfabriken i Imperial Valley får tredje gigafabrik – har lyckats samla en liten namnet Statevolt. Den kostar 4 miljarder by av underleverantörer av det slaget kring dollar att bygga och ska på sikt producera sig i Skellefteå. Liksom Northvolt kommer 54 GWh litiumjonbattericeller om året. Det Statevolt att göra en del av detta i egen regi räcker till 540 000 stycken 100 kWh-bilar. och annat kommer att skötas av partners som Den exakta platsen för fabriken håller på etablerar sig i närheten. att bestämmas. – Tanken att allt ska finnas på plats inhouse eller co-located, säger Lars Carlström. CO N T R O L L E D T H E R M A L R E S O U R C E S (CTR) För konstruktion och byggande har Stateheter grannen med litiumet och den klimat volt samma partners som Italvolt. vänliga geotermiska energin. De två har – Våra partner blir som tidigare ABB, undertecknat en avsiktsförklaring. Aeicom, Equans och Pininfarina. Gänget som grundade CTR har produceVad gäller kunder pågår diskussioner rat geotermisk energi i Imperial Valley i tjugo med flera amerikanska tillverkare. General år. De är nu i färd med att iordningställa en Motors har sedan tidigare investerat i CTR anläggning som även kan producera litium och Helvetets kök. och ska kunna vara igång år 2024. JAN TÅNGRING jan@etn.se Att producera litium ur geotermiska källor Svensken Lars Carlström har en tredje gigafabrik på gång. Han behöver inte bekymra sig om vare sig litium eller ren energi eftersom fabriken byggs intill en kombinerad geotermisk gruva och kraftverk i en gudsförgäten saltsjö.

Ytterligare en kines har öppnat batterimack

Kinesiska elbilstillverkaren GAC Aion har invigt den första av blivande 200 stationer för batteriskifte i Guangzhou i Kina.

Det fungerar som en biltvätt. Föraren rullar in på egen hand och väntar 2,5 minuter medan en robot tar loss befintligt batteri och monterar ett fulladdat. Stationerna är förberedda för att kunna ta emot självkörande bilar. Det gäller även för snabbladdning – stationerna kan levereras med snabbladdare av Aions modell A480 som laddar 480 kW (200 km på åtta minuter) genom att mata 560 ampere över 880 volt. År 2023 kommer Aion att börja lansera

versioner av sina befintliga bilmodeller med stöd för batteriskifte. Vid det laget ska 200 batterimackar stå redo i Guangzhou. Företaget planerar även att expandera i Kina och utomlands. Tidigare har batteritillverkaren CATL rapporterat om sin första batterimack av 30 blivande i staden Xiamen, Kina. Precis som när det gäller snabbladdning finns ingen gemensam standard för skiftbara batterier. Aion är en del av den statliga biltillverkaren GAC Group. JAN TÅNGRING KÄLLA: CNEV Post

Allt du behöver veta om Sveriges elförsörjning S E R H A R H A F T den svenska elförsörjningen som ett litet tema det senaste året. Av naturliga skäl. Frågan är ju tekniskt intressant men framför allt helt fundamental för den fortsatta resan mot ett ännu mera elektrifierat Sverige. Vårt välstånd står på spel! Vi har haft Svenska Kraftnät på besök ett par gånger och onsdagen 27 april var det tidigare professor Jan Blomgrens (aktuell med boken ”Allt du behöver veta om: Sveriges elförsörjning”) tur att hålla ett Zoom-föredrag. Rubriken var ”Sveriges elförsörjning”. Jan utvecklade på ett personligt och färgstarkt sätt sina tankar om detta. Underrubriker som ”Elpriserna”, ”Vikten av elnät”, ”Planerbar och icke planerbar kraft” och ”Små Modulära Reaktorer” fanns på agendan. D Å Ä M N E T Ä R M YC K E T engagerande för SER medlemmar gavs det mycket tid till frågor för de drygt 25 åhörarna. En av de avslutande frågorna berörde Ukrainakriget och dess påverkan på det mycket utmanande läget. Jan var tydlig med att kriget på intet sätt orsakat den rådande situationen med mycket volatila elpriser och stundtals effektbrist utan kommit som ytterligare en stor komplikation. Realismen i de utbyggnadsplanerna för elproduktion och elnät ibland annat norra Sverige kan ifrågasättas. ”Det är ett nytt Finland som skall byggas upp på ca 10 år”. Föredraget finns i sin helhet som en video på SER:s hemsida. S E R KO M M E R S J Ä LV K L A R T fortsätta att bevaka detta område. Svenska kraftnät har lovat återkomma liksom Jan Blomgren. Vi kommer också försöka arrangera ett föredrag till hösten om vindkraften. SER:s årsmöte närmar sig (24 maj) och där skall SER junior prize delas ut. Som av en händelse handlar en av pristagarnas doktorsarbete just om elförsörjning och problematik med brist på reaktiv effekt i elnätet.

Vi ses då? Mer info på ser.se

KJELL CRONWALL Vice ordförande SER

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

50 år med COMBICON Ett halvt sekel med anslutningar Vi är stolta över det förflutna och vi välkomnar framtiden. COMBICON, världens största portfölj av kretskortplintar, firar sitt 50-årsjubileum. En magnefik framgångssaga – skriven tillsammans med dig, vår kund och partner. Fira denna exceptionella födelsedag med oss. 1972 föddes KDS 2,5

Fira med oss: phoenixcontact.com/combicon50years

STARTBLOCKET

UCIe: Som Lego fast för chip I takt med att Moores lag tappat fart har tekniken med att kombinera flera okapslade halvledarkretsar – chiplets – inuti en och samma kapsel blivit ett allt intressantare alternativ. Hittills har det saknats en standard för hur man kopplar ihop delarna. UCIe eller Universal Chiplet Interconnect Express, ska ändra på det.

UCIes grundstenar Standarden fastställer följande: • Den fysiska kommunikationen mellan chiplets • Kommunikationsprotokollen mellan chiplets • En programvarumodell som drar nytta av de befintliga specifikationerna PCI Express (PCIe) och Compute Express Link (CXL).

PCIe känner vi igen som en standard för att kommunicera mellan utbyggnadskort i persondatorer, som skapades av Intel. CXL är en standard för kommunikation mellan processor, minne och andra snabba periferienheter,

KÄLLA: INTEL

vsaknaden av en standard har gjort att SiP:ar eller System-in-Package byggts med chiplets från en och samma tillverkare. Enda undantaget har varit minneskuber där det funnits en Jedec-standard. In kommer Universal Chiplet Interconnect Express – UCIe 1.0. Det handlar om specifikationen till en öppen kommunikationsstandard som först utvecklades av Intel, men vilken företaget den 2 mars 2022 donerade till det som kom att bli UCIe-konsortiet. Intel har varit ansvarigt för den ursprungliga utvecklingen av flera välkända, öppna standarder under åren. Du kanske känner igen USB, PCIe och Thunderbolt 3, så det är inte alltför konstigt att det nu släpper ytterligare en standard för att få fler att använda chiplets. Intel har skaffat sig vapenbröder till UCIe, nämligen flera av de stora tillverkarna, AMD, Arm, ASE Group, Google Cloud, Intel, Meta, Microsoft, Qualcomm, Samsung och TSMC. Det finns alltså en betydande kraft bakom standarden. Man kan inte riktigt säga att Moores lag lirar på sista versen. Men den är inget kinderägg längre även om utvecklingen går vidare och man fortfarande får fler transistorer för varje ny processgeneration. Vill man ha verklig fart på utvecklingen av stora system är lösningen ändå att kombinera flera chip i samma kapsel. Ett tidigt exempel på en SiP är Xilinx FPGA Virtex-7 2000T från 2011 som bestod av fyra kiselbitar (chiplets) tillverkade i en 28 nm-process. Resultatet var en krets med två miljoner logikceller. Intel och AMD är två andra halvledarbolag som länge använt den här typen av byggsätt för sina vassaste processorsystem.

Så här kan det se ut när man bygger en kundanpassad krets i avancerad kapsling, enligt Intel.

delvis baserad på PCIe, även denna framtagen av Intel. De stora fördelarna En gemensam standard har den fördelen att konstruktörer kan blanda chiplets från olika leverantörer när de ska sättas samman till större system. De kan dessutom vara tillverkade i olika processer optimerade för den specifika uppgiften. Resultatet blir större flexibilitet i utvecklingsarbetet. Det ger också en möjlighet att enklare kunna specialutveckla sådana system, snarare än att tvingas köpa chiplets från en och samma tillverkare och kanske få ett sämre urval.

Fördelarna med UCIe: • Det går att skapa SoC som är större än gängse litografimasker tillåter • Utvecklingstiden kan minskas • Hela produkt- och projektkostnaden kan minskas • Anpassningsbara produkter baserade på standard-chiplets blir möjliga • Mera innovation, enklare Samtidigt drivs det pågående intresset för chiplets av ett ständigt behov av ökande prestanda och effektivitet. Detta har resulterat i en önskan att integrera fler funktioner i en enda kapsel. PCIe-bussen, hur snabb den än var, är fortfarande långsam enligt moderna bedömningar. De förhållandevis långa lednings-

längderna från en kapslad processor via kretskortet till ett kapslat minne (och tillbaka igen) skapar en hel del latens, och det är relativt dyrt att driva data så långt. Så kretstillverkarna vill i allt högre grad stoppa in alla sådana funktioner i en enda kapsel, för att både minska latensen och strömförbrukningen. I fallet med chiplets på en interposer (och därmed UCIe) innebär det enligt förespråkarna att det går att uppnå 20 gånger bättre I/O-prestanda till en tjugondel av effekten jämfört med att bygga samma system med separat kapslade kretsar. Typiska kapslingar Det finns olika metoder att kapsla och koppla ihop chiplets, allt efter vem som utvecklat metoderna. Det finns i huvudsak två standardnivåer för kapslingens prestanda och komplexitet. Standardkapslingen är inte mycket mer än vad man tidigare gjort och är avsedd för enheter med lägre bandbredd, och byggs upp på traditionella, organiska substrat. Dessa typer föreslås nyttja upp till 16 dataledningar, mer än 100 mikrometer mellan kontaktpunkterna och långa kanallängder. Vill man, kan man se det som att man ansluter två enheter över en modern PCIe-länk, men att de är placerade mycket, mycket närmare varandra. En andra uppsättning specifikationer utgör vad UCIe-gruppen kallar ”avancerade kapslingstyper” och i dessa används flera olika kiselbaserade tvärförbindelser med hög densitet, som EMIB och InFO. I specifikationen för ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

STARTBLOCKET Dessa typer av kapslingar kallas för 2D eller 2,5Dkapsling. • EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) är Intels uppfinning, en kiselbaserad tvärförbindelse som kan bäddas in i substratet. • En interposer är ett mellanlager i kisel med standard- kisel-vior avsett för tvär förbindelser mellan kretsar, en uppfinning av TSMC. • FOCOS betyder Fan-Out Chip on Substrate och är en typ av mellankopplingslager i kisel med korta kopparledare, uppfunnen av ASE Group, som ger lägre resistans, kortare ledare och lägre impedanser än en interposer. • Avstånden mellan kontaktpunkterna (bollarna, bumps) är av stor betydelse för hur hög överföringskapacitet man kan uppnå.

”avancerade kapslingar” krävs mindre avstånd mellan kontaktpunkterna – i storleksordningen 25 μm till 55 μm – såväl som fyra gånger så många ledningar per överföring, tack vare den högre packningstätheten och den korta räckvidden på under 2 mm. Drivet till sin spets, menar UCIe-gruppen att man med dagens teknik och med 45 μm mellan kontaktpunkterna skulle kunna uppnå 1,3 TB per sekund vid en millimeters led-

ningslängd. Det är intressant att notera vad standardgruppen förväntar sig när det gäller latens och energieffektivitet. Latensen förväntas ligga under 2 ns i alla kapseltyper, vilket är särskilt viktigt i konstruktioner med chiplets där man ju delar upp det som tidigare varit en enda monolitisk krets i mindre delar. Energieffektiviteten sträcker sig från blygsamma 0,5 pJ/bit för standardkapslar, till

det ännu lägre 0,25 pJ/bit för ”avancerade kapslingar”. Då blir det plötsligt väldigt lätt att förstå varför olika tillverkare är så angelägna att börja med chiplets, då förbättringarna jämfört med diskreta PCIe-CXL-kort kan vara betydande. Framtiden Utvecklingsgruppen har gjort klart att UCIe på intet sätt är inlåst i bara PCIe och CXL. Framtida versioner av standarden kan mycket väl komma att innehålla andra, bättre protokoll om något nytt, spännande skulle visa sig, och ägaren är villig att donera detta till standarden. I slutänden kan tillverkarna givetvis använda sina egna protokoll. Det finns inget krav att hålla sig till enbart PCIe och CXL. I UCIe ingår till exempel ett strömningsprotokoll som medger att valfritt protokoll används ovanpå detta. I så fall måste givetvis chipletsen i båda ändarna av förbindelsen ha stöd för dessa protokoll för att kunna kommunicera, men avsikten med det är trots allt att låta varje tillverkare dra nytta av UCIe för att förenkla sin egen konstruktionsprocess. JÖRGEN STÄDJE jorgen@etn.se

Läs mer: www.uciexpress.org

Utvecklingsverktyg på en och samma plats Tusentals verktyg från hundratals pålitliga tillverkare

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

Välj bland vårt omfattande utbud på mouser.se/dev-tools

STARTBLOCKET

Privata 5G-nät:

Open source gör det möjligt Den svenska uppstickaren Radtonics vill nu utmana Ericsson, Nokia och andra telekomleverantörer med 5G-nät baserade på Linux Magma Open Source. Företaget grundades i början av 2021 av tre tidigare Ericssonanställda.

unt om i världen finns nu ett antal uppstickare som tar upp kampen med de traditionella telekomsystemleverantörerna med hjälp av Magma, ett core-nät för 5G baserat på open source och förvaltat av Linuxstiftelsen. Radtonics är ett av dessa. Företaget koncentrerar sig på ett antal delmarknader där de ser möjligheter att konkurrera med de etablerade aktörerna. – Vi ska bli ett bolag med omsättning på många miljarder kronor, säger Patric Lind. Han är vd och har grundat bolaget tillsammans med Amaro Oliveira och Peter Leijon.

D E T KO M M E R AT T TA ett antal år innan Radtonics nått dit så företaget kommer att behöva ägartillskott och andra resurser. Samtidigt satsar tunga aktörer som Amazon, Google och Microsoft även de på privata nät. Vidare finns ett antal mindre aktörer som ser möjligheter att vinna med nät baserade på Linux Magma Open Source. När kan vi se vilka nya systemleverantörer som verkligen lyckas på marknaden, är vi där 2025?

Patric Lind är försiktig och vill inte ange när vi borde se vilka nya aktörer som vinner. Han menar att det finns ett antal delmarknader där Radtonics kan konkurrera med Ericsson, Nokia och deras kunder, de stora nätoperatörerna. DET HANDLAR OM:

• Privata 5G-nät för små och medelstora företag som ska klara realtidskommunikation för till exempel styrning av produktionsprocesser. Skräddarsydda tjänster för verkstadsföretag och gruvor är under utveckling. • Regionala 5G-baserade publika mobilnät som klarar både bredband och telefonitjänster. Dessa nät utvecklas för regionala mobiloperatörer i Brasilien. En viktig kundgrupp är jordbrukssektorn. • 5G-nät avsedda för fast bredbandsanslutning, FWA (Fixed Wired Access), utvecklas för operatörer i Brasilien och Afrika. PAT R I C L I N D betonar vidare att en viktig del i företagets kommersiella strategi är partnerskap med

Kontrollrummet i Aitikgruvan.

andra företag där de tillsamman kan leverera en samlad lösning till slutkunden. Molntjänstleve rantörerna Cleura och Virtu IoT (tjänster inom Internet of Things) är två sådana svenska partners. Radtonics och Cleura ska tillsammans sälja privata 5G-nät

och molntjänster till små och medelstora företag i Europa. Radtonics anger att denna marknad beräknas vara värd 10 miljarder dollar år 2025. Genom att integrera molntjänster med privata 5G-nät får företagen möjlighet att digitalisera sin verksamhet fullt ut. Det

FAKTA

Frekvenser för privata nät Frekvensmyndigheterna delar nu ut radiofrekvenser för privata mobilnät. Det betyder att företag, organisationer och andra aktörer fått rätt att driva privata mobilnät som täcker ett lokalt område. I den globala 5G-standarden ingår även en standard för lokala privata 5G-nät. Detta leder till att regleringsmyndigheterna runt om i världen beslutar att tilldela frekvenser för sådana privata nät. I 5G-standarden anges även hur trafiken mellan privata och publika 5G-nät ska hanteras. I november 2021 öppnade Sverige dörren för privata mobilnät. Här kan ett företag söka tillstånd för

ett lokalt nät exempelvis baserat på en fastighetsbeteckning. Tillstånd för 3,7 GHz avser nät med täckning både inomhus och utomhus. Tillstånd för 26 GHz avser bara inomhusanvändning. Frekvenstilldelningen för de publika 5G-näten är harmoniserad i olika delar av världen vilket innebär att nätutrustning och mobiltelefoner för 5G-näten kan massproduceras och säljas till låga priser. För de privata lokala näten finns inte samma harmonisering av tillståndsgivningen vilket borde leda till att det tar längre tid innan de privata näten får bred spridning. En annan faktor är att det är dyrt

att bygga täckning med mobilnät i 3,7 GHz-bandet räknat per kvadratmeter. Det betyder att ett industriföretag kan motivera att bygga ett privat nät som täcker ett industriområde. Men för ett elbolag blir det för dyrt att bygga ett privatnät i 3,7 GHz-bandet som täcker ett stort geografiskt område. Om elbolag ska kunna bygga ut privatnät behöver de därför frekvenser i lägre frekvensband eftersom kostnaden då sjunker dramatiskt för nätutbyggnaden. Det återstår därför att se om frekvensmyndigheterna i framtiden delar ut tillstånd för privatnät i lägre frekvensband. GA

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

STARTBLOCKET

att utmana telekomjättarna

FOTO: BOLIDEN/STEFAN BERG

är en drivkraft för att införa den nya tekniken. R A DTO N I C S N ÄT P R O D U K T för privata 5G-nät och Edge computing gör det möjligt att klara mycket låg fördröjning (så kallad URLLC) och maskin-till-maskin-kommunikation (mMTC).

När ett sådant privat nät kombineras med molntjänster ger det möjlighet till styrning och övervakning på distans. Kunderna kan även i stor skala införa sensorer där det privata 5G-nätet hanterar kommunikationen mellan dessa och molntjänsten. Därmed kan traditio-

två-tre år innan huvudnella industrier, jordbruk, delen av marknaden har hamnar och gruvor samla delats mellan de konkurin och bearbeta sina data. rerande leverantörerna, – Tillsammans kan säger Christenson. Radtonics och Cleura möjMiguel Blockstrand liggöra säker övergång till Patric Lind är chef för Virtu IoT digital miljö för enskilda som har en plattform för företag, säger Patric Lind. IoT-tjänster. De erbjuder Johan Christenson på sin tjänsteplattform samt Cleura (uttalas klura) konsulttjänster för att ge anger att ett antal nätkunder skräddarsydda verkstjänster nu är under IoT-tjänster. Företaget utveckling. Initialt handlar Johan det om företag med speChristenson startades 2019 och har idag en stor kund i Austracifika behov, till exempel lien, elbolaget Energy inom gruvindustrin. Queensland, med cirka Inom verkstadsindustrin 600 000 elmätare. finns ett intresse av bättre – 100 procent av vår kvalitet i näten för styromsättning idag gäller ning av till exempel olika Australien och nu har maskiner. Miguel En lösning som Cleura Blockstrand vi börjat titta på andra möjliga marknader, som nu utvecklar för att styra Sydafrika och Brasilien, säger maskiner i verkstadsindustrin. – Min bedömning är att vi kan Miguel Blockstrand som tidigare jobbade på Ericsson med IoT. erbjuda fungerande nättjänster till slutkunder under 2022, säger Johan Christenson. V E R K S A M H E T E N VÄX E R snabbt. Företaget har höga ambitioner. För 2022 beräknas den bli 15 – Cleura har som mål att bli miljoner kronor och företagets europeiskt alternativ till Amazon. mål är att nå 50 miljoner kronor Vi vill leverera våra tjänster till i omsättning 2025, anger Blockföretagssektorn i hela Europa. 95 strand som också är delägare i procent av vår försäljning går till företaget. Norden idag, säger Christenson. I partnerskapet mellan RadHan påpekar att verkstadstonics, Virtu IoT och Cleura har industrin i EU-länderna i stor alla kundrelationer och alla kan utsträckning hittills valt de ameri- ta initiativ till nya affärer. kanska molntjänstleverantörerna. GÖTE ANDERSSON gote@etn.se – Min uppfattning är att det tar FAKTA

Ett core-nät byggt på öppen källkod

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

FOTO: BOLIDEN/TOMAS WESTERMARK

Autonom lastare i Garpenbergsgruvan.

Radtonics har valt ett core-nät från Linux Foundation kallat Magma för en del av sin lösning. Det betyder att Radtonics förlitar sig på open source för en viktig del av sitt 5G-nät. – Radtonics investerar i funktioner för drift av 5G-nätet (OSS - Operation Support System). Företag som köper ett privat 5G-nät behöver något som är superenkelt att använda. Vi utvecklar funktioner som gör det enkelt för slutanvändarna, säger företagets vd Patric Lind. Hans bedömning är att Magma kommer att bli en vinnare på världsmarknaden. Tusentals olika

aktörer utvecklar programvara för Magma-plattformen. I februari 2021 överlät Facebook förvaltningen av Magma-plattformen till Linux Foundation. Facebook hade dessförinnan investerat stora resurser i Magma men kommer också att forsätta göra det. Magma innehåller en förenklad packet core baserat på den globala 5G-standard utvecklad av 3GPP. Magma ska styras baserat på ett neutralt ramverk, skriver Linux Foundation. Efter det att Linux Foundation tagit över Magma var Radtonics beredda att satsa på Magma, anger Patric Lind. GA

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING

Linköping kartlägger Planeten jorden håller på att få en 3D-kopia skapad från satellitbilder. Bladservrarna som gör grovjobbet tuggar på algoritmer skapade i Linköping.

MAXAR

är amerikanska soldater landar för en gryningsräd så är det inte första gången. De har redan gjort det i en 3Dsimulator. Byggnader och terräng i en sådan simulator har en svensk koppling. De skapas ur bilder tagna från låghöjdssatelliter och den kanske främsta programvaran för 3D-rekonstruktion av Maxar skickar strax upp ytterligare sex satelliter och kommer därmed det slaget skapas på ett kontor i bland annat att kunna fotografera Linköping. samma plats flera gånger på samma Rymdbolaget Maxar är sedan dag. sommaren 2020 ägare av detta lag till amerikanska rymdbolaget kontor, som innan köpet var Maxar. känt som Vricon, ett namn som Maxars satelliter scannar svenska chefen Leif Haglund jorden från låghöjdsbana och fortfarande lätt återfaller till. styckar upp dem i bilder som Anorna går tillbaka till Saab, Linköpingsalgoritmerna analysom spann av tekniken år 2008. serar. På den tiden byggde inte 3Dmodellerna på satellitbilder utan på flygfotografier tagna på 600 G E N O M AT T G Ö R A triangulering på meters höjd. Från dem skapades ett antal överlappande satellitbilde 3D-kartor som du tidigare der tagna ur olika vinklar, bygger kunnat se på Hitta.se. tusen bladservrar hos Maxar upp Behovet av satellitbilder 3D-modeller av det som finns på föddes när det blev aktuellt att marken. kartlägga områden som det är Poängen med 3D-modeller för farligt för piloter flyga är att de kan visualisera på låg höjd över. mycket som 2D-bilder Efter flera turer – inklumissar – ett stup i obesive en prislapp år 2011 kant terräng, för att ta ett på 250 miljoner dollar för exempel ur verkligheten. ett bolag som då bestod av Exemplet med räden 25 personer – är ”Vricon” är inte slumpmässigt valt idag ett svenskt dotterbo- Leif Haglund – amerikanska armén

är den största kunden för 3Dkartorna. – De ser att det är det nya sättet att generera deras världskarta. I en operationell miljö är det satellitbilder som gäller. Kanske skickar man in en drönare för att höja upplösningen, säger Leif Haglund. Men det finns gott om civila tillämpningar. Ett afrikanskt land vill exempelvis ha kartor med hus och ruckel markerade och räknade, kanske för skattskrivning. I det fallet används även maskininlärda algoritmer som verktyg. Maskininlärning hjälper även till när byggnader och vegetation ska raderas från bilder. Mobiloperatörer vill ha geografiska höjdkartor som ser ut på det viset när placeringen av basstationer planeras. Det har varit särskilt intressant inför 5Gutrullningen. AV L I N KÖ P I N G S KO N TO R E T S 65 anställda på tekniksidan arbetar kring 15 med maskininlärning. Genom att applicera djupa neuronnät på bilder går det bestämma vad som fotograferats – vatten, olika typer av väg, broar, järnväg, olika marktyper, et cetera. – Det hade vi inte kunnat göra med traditionell signalbehandling. Här är ett ytterligare exempel.

Om du vill planera var du ska bygga fördämningar mot översvämning så vill du ha en 3D-karta. Men du vill också veta markens beskaffenhet för att kunna göra bra prognoser, eftersom exempelvis parker släpper igenom vatten medan den stannar på asfalt. Metoden ifråga är under utveckling och hittills inte testad skarpt. MAXAR

FAKTA

Så skapas 3D-modellerna På kontoret i Linköping skapas algoritmer för bildanalys och visualisering. Programvaran skrivs i C/ C++ och OpenGL, ett kodbibliotek för grafikberäkningar på parallelldatorer. Ett verktyg som inte är skapat in-house är databaser över jordens form – det behövs överallt lokal kompensation för att den inte är en perfekt sfär. Linköpings programvara laddas i Maxars datacentral där tusen bladservrar bearbetar satellitbilderna. – Algoritmerna är hårt optimerade för att tugga snabbt. Just nu skapar de ungefär två

miljoner kvadratkilometer 3Dmodeller per månad. – Fyra och ett halvt Sverige i månaden. Jag tror vi är uppe i 47 miljoner kvadratkilometer nu. Kvaliteten på de skapade 3Dmodellerna granskas av mänskliga ögon. 100 personer jobbar med detta. De kan skruva på parametrar och ge servern en ny chans att producera ett rimligare resultat om utdata ser orimliga ut. Maxar har föresatt sig att producera en 3D-modell av hela planeten jorden. Ett gigantiskt arkiv av satellitbilder – 126 petabyte – ligger och väntar på att betas av.

Maxar visualiserar jorden och dess infrastruktur. Linköpings kontorets jobb är algoritmerna som skapar 3D-modeller.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING

jorden i 3D

FAKTA

Maxar och dess konkurrenter

MAXAR

Vid sidan av tillväxten i datorkraft är det genombrottet för maskininlärning under 10-talet som gjort störst praktisk skillnad på sistone för hur det är möjligt att massbearbeta satellitdata. N Ä S TA G E N E R AT I O N Maxarsatelliter kanske till och med gör maskininlärning på egen hand för att spara bandbredd. För att exempelvis filtrera bort moln och vatten eller bara rapportera bilder på det objekt som är intressant för tillfället, som ”båtar”. – Eller för att rapportera det som ”förändrats”. Det kan definieras på många olika sätt och kräver ofta en semantisk tolkning. Att dokumentera förändring mellan bilder tagna vid olika tillfällen är ett tillämpningsområde som blivit högaktuellt. Moderbolaget Maxar har varit i nyhetsflödet under kriget i Ukraina. Det har publicerat satellitbilder på ryska trupper sedan redan innan invasionen och har dokumenterat effekter av

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

bombning. Mest känt är satellitbilderna på döda kroppar på gatorna i Butja. Bilderna visar att de fanns där innan ryska armén drog sig ur staden, i strid med Rysslands uppgifter. Kriget omges av desinformation. Men Leif Haglund är en av de människor som verkligen vet att bilderna ser likadana ut idag som när de lades in i arkivet. En av anledningarna till att Maxar existerar är att det ger möjlighet för USA att dela med sig av bilddata till allierade och till hela den fria världen. – Samtidigt kan USA behålla sina spionsatelliter och deras förmåga för sig självt. – Det är det som hänt i Ukraina nu. Maxar delar med sig av data och skapar transparens kring vad som händer. Det är första gången det sker storskaligt i ett krigsläge. Tidigare har bilddata släppts vid naturkatastrofer, senast vid vulkanutbrottet på Tonga och skogsbränderna i Kalifornien.

Linköping har ytterligare algoritmer i verktygslådan. Säg att du har färsk högupplöst drönar video på en ungefärlig position – då kan Linköping transformera in det i samma koordinatsystem som den satellitbaserade 3Dkartan, så att drönarvideon blir en högupplöst del av den. Det kallas registrering. E N F R A M T I D A möjlig tillämpning för 3D-kartorna är navigering där GPS inte finns tillgängligt. Flygplan kan hitta sin exakta position – och höjd, riktning, och vridning – genom att jämföra 3D-kartan med marken under sig. När inga moln är i vägen går det som smidigast. Tekniken utvärderas bland annat för det svenska militära flygplanet Gripen. – Vi har gjort demos och tester. Ingen har navigering av det slaget med samma noggrannhet idag, för det finns inga andra kartor med den noggrannheten.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Amerikanska Maxar står på två ben. Det ena är tillverkning av rymdteknik, främst kommunikationssatelliter – hundratals vid det här laget – men även exempelvis en robotarm på en Marslandare och verktyg på rymdfärjor. – Maxar har kompetens i hur konstruktion görs för rymden, säger Leif Haglund. Det andra benet är kommersiell verksamhet kring bilddata från egna satelliter. Tre av dem ger en upplösning på 45 cm. Den fjärde, liksom ytterligare sex som skjuts upp snart, ger 31 cm. Maxars satelliter kostar miljarder kronor och har en kalkylerad livslängd på kanske tio år. De sex nya kommer att placeras runt ekvatorn, där de flesta storstäder – och oroshärdar – ligger. – Efterfrågan är störst där. Maxar satsar på ett fåtal dyra avancerade satelliter medan exempelvis konkurrenter som Black Sky och Planet Labs satsar på många små, med upplösning på bara 90–100 cm, enklare mekanik, och kortare livslängd. – Ska jag raljera är de en systemkamera med gps och bra vinkelmätare. Men eftersom de är billigare kan man skicka upp många fler. Europeiska Airbus är en rakare konkurrent med satelliter med samma upplösning som Maxar. – Fast deras arkiv är kanske bara tio, femton procent av Maxar. Från Maxar kan du köpa satellitdata och få det direkt nedtankat från omloppsbanan till din egen markstation. – Det är en stor kundgrupp. De köper minuter på satelliten. Eller så kan du köpa bearbetade data. Det är där Linköpingskontoret kommer in i bilden. Det finns gott om konkurrerande satellitbildsanalys. En del bygger till och med på gratis bilddata, som Nasas nu femtioåriga projekt Landsat. De flesta av dem kan inte konkurrera med Maxars kvalitet. Exempelvis har europeiska rymdorganisationen ESA:s satellitbilder bara en upplösning på 10 meter. – Men det går att göra mycket även med dem. De kan täcka jorden snabbare. – Allt beror på vad man är ute efter. Om man ska hitta ett stort skepp på havet kan tiometers pixlar fungera bra. Men ska du identifiera skeppet i fråga kanske du behöver meterupplösning. Militära satelliter är bäst. De har bättre upplösning, bär mycket mer bränsle och kan navigera friare över himlavalvet. Och kostar ytterligare en nolla.

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING

I höstas utnämnde biltillverkaren Volvo sin första UX-chef. Det betyder inte att företaget inte månat om användarupplevelsen tidigare utan handlar mer om att den blir allt viktigare och därför behöver en egen organisation. För att ta reda på vad Volvo menar med UX, User Experience, och hur det påverkar designen av bilarna, gjorde vi en intervju via epost med Jorge Furuya, Head of Car UX på Volvo Cars.

Helhetsupplevelsen allt Hur definierar ni UX? Användarupplevelsen – eller kort och gott UX – handlar om att förstå människors beteende liksom psykiska och fysiska behov, deras kontext och hur det påverkar designen av en produkt eller tjänst. UX är inte begränsat till skärmarna eller till digital teknik utan har utvecklats till en kombination av många discipliner som blivit möjliga på grund av datorrevolutionen. Handlar det om förarens upplevelse eller designar ni för passagerarna och barnen i baksätet också? Det är mycket mer än så. Vi designar för hela kundresan: från det ögonblick en person blir intresserad att lära sig mer om våra bilar på nätet tills de bestämmer sig och konfigurerar sin bil, till den säkra upplevelsen av alla funktioner i bilen. En bils kontext är intressant och utmanande, vi vill såklart ge den bästa upplevelsen för alla som är i och runt bilen men det viktigaste för oss kommer alltid att vara säkerheten. Oberoende av vem som åker i bilen behöver vi alltid tänka på vilken potentiell störning som de olika reglagen och ytorna i bilen kan utgöra för föraren när de aktiveras av någon annan i bilen. Är det bara när bilen körs? UX handlar om mycket mer. Vi designar inte bara för människorna i bilen utan också för

dem som är utanför. Varje gång du närmar dig din bil och låser upp den kommer det en sekvens med ljud och ljus som bekräftar att fordonet upptäckt dig och konfirmerat din keyfob (nyckelbricka) och låst upp sig. Väl inne i bilen är allt från de fysiska inställningarna och positionerna för reglage (spakar, knappar, rattar, m.m.) till utformningen av förarstöd saker som UX-teamet arbetar med. Ingår röststyrning, gester och andra sätt att styra systemen i UX? Absolut, vi pratar om multimodalitet och vi utvärderar kontinuerligt hur mycket vi kan pusha dessa tekniker på ett säkert och tillfredställande sätt. Röst och NLU (Natural Language Understanding) utvecklas fort och vi upptäcker sätt att göra dem mer användbara för våra kunder. Generellt sett är vårt mål att göra tekniken mer mänsklig. Det vi menar med det är att när vi inför ny teknik i bilarna vill vi vara säkra på att det gör människans liv enklare och säkrare istället för att skapa fler distraktioner och mer förvirring. Återkoppling med ljud, ljus och vibrationer, hur ser ni på det? För oss är värdet i återkopplingen relaterad till åtgärden eller situationen som fordonet försöker kommunicera. Vi har utvecklat ett antal designpriciper. Den första är ”Designa för en säker visning av information” vilket

innebär att vi framförallt vill att det ska vara möjligt för användarna att fokusera på vägen och omgivningen, allt annat är sekundärt under körning. För att stödja det anser vi att återkopplingen i första han är taktil (man rör utan att titta) eller visuell, diskret och nära synfältet är de mest effektiva. Vad har UX-gruppens arbete gett för avtryck i bilarna? De mest lyckade UX-designerna brukar vara de som inte syns, som ingår i produkten som en naturlig del och utgör en del av den. Jag nämner det här för att en av de mest lyckade förändringarna vi i UX-gruppen fått igenom är upplevelsen av det som kallas Köra-meden-pedal i våra elektriska modeller. Du tänker nog inte på det som en UX-upplevelse men det är ett sätt att styra och få återkoppling från fordonet när det körs som blivit så intuitiv att människor tycker det är kul att köra på det sättet. Hur vet man vad som fungerar bra, går det att mäta? På Volvo Cars använder vi oss av en användarcentrerad design. Det innebär att kriterierna vi använder för att definiera vad som är bra sätter kunder i centrum. Under designoch utvecklingsprocessen använder vi en stor och diversifierad verktygsuppsättning för att försäkra oss om att vi besvarar rätt frågor. Jag ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING

viktigare för Volvo anser att system som är komplicerade och inte intuitiva tenderar att vara resultatet av att någon inte till fullo förstått användarbehoven och kontexten. För att undvika det identifierar vi i början av varje projekt de användarbehov vi försöker lösa och separerar dem från de tekniska möjliggörarna för att verkligen förstå vad behoven är och lägger tid på att sätta os in i användarnas liv. Ni finns på många marknader, är användarupplevelsen likadan överallt eller gör ni lokala anpassningar? Jag skulle vilja säga att det är en kombination. Medan de grundläggande delarna tenderar att vara globalt accepterade finns det stora kundgrupper på specifika marknader som har sina preferenser och vårt jobb är att ha koll på dessa skillnader. Ni använder fordonsversionen av Android, på vilket sätt har ni anpassat det för att en Volvo ska skilja från andra bilmärken? Android är som en tapet. När ryktena började gå om Android Auto var det många som trodde att Google bara skulle ta sitt gränssnitt från mobilerna och surfplattorna och flytta över det till bilens skärmar men det blev helt annorlunda. Android tillhandahåller ett ramverk för att bygga och anpassa unika användarupplevelser av infotainmentsystemet

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

samtidigt som det enkelt ansluter till användarens innehåll och tjänster – vi kallar detta kontinuitet. Det är här som Android briljerar genom att tillhandahålla ramverket som gör det möjligt för människor att ta med sig musik, sina kontakter och sina profiler in i bilen. När det kommer till Utseende-och-känsla, hur det grafiska gränssnittet upplevs och styrningen via det, är Google en fantastisk partner. Deras ramverk ger oss en hög grad av frihet att anpassa och personifiera vår UX. Med tiden kommer teknikstackarna i fordonsvärlden att stabiliseras och skillnaderna kommer att avspeglas i hur de olika tillverkarna skapar en säker och trevlig upplevelse. För vissa företag kommer det att innebära en massa 3D och animeringar men för oss är möjligheten att differentiera grundat på vårt arv inom säkerhet. Vårt mål är att designa ett system som är lätt att förstå utan manualer, ett system där människor inte går vilse och ett system som inte distraherar och stressar föraren. I april började ni uppdatera mjukvaran via mobilnäten, vad kommer det att användas till? Det stämmer, vi har nyligen lanserat möjligheten att skicka ut uppdateringar via luften till alla våra nya modeller. Det är spännande eftersom det gör det möjligt för oss att för-

bättra bilarnas prestanda och addera funktionalitet under produktens livscykel utan att vi behöver be kunderna köra till sina lokala verkstäder för att göra mjukvaruuppdateringar. Du kan betrakta det som en sorts nedladdning på samma sätt som din smartmobil får uppdateringar via nätet. En del är mindre och fokuserar på små detaljer medan andra uppdateringar kan ta betydligt längre tid och addera ny funktionalitet för att exempelvis uppdatera utseendet på infotainmentsystemet. Tar ni betalt för uppdateringarna? Uppdateringarna via luften kostar inget för närvarande. De är ett sätt för oss att fortsätta förbättra upplevelsen och göra den säkrare och mer personifierad. Hur går det till rent praktiskt? Det finns olika typer av mjukvaruuppdate ringar men användaren informeras alltid och ombeds att godkänna dem. Beroende på hur stor uppdateringen är och hur uppkopplingen ser ut kan det ta kortare eller längre tid att ladda ner den men planen är att göra det när fordonet inte används, exempelvis hemma på natten när det laddar. PER HENRICSSON per@etn.se

PÅLITLIGA OCH SNABBA FUNKTIONSTEST MED ODU INTERFACES

FUNKTIONSTEST

Förbindelseteknik till små och stora testuppgifter.

Testutrustning interface

DUT / UUT

Alla våra an er k produkt med s leverera terade on färdigm lar kab

ODU elektriska kontakter Konstant lågt kontaktmotstånd Upp till 2.400 A Vibrations- och stöttåliga

Modulära kontaktdon ODU MAC® Blue-Line, ODU MAC® Silver-Line och ODU DOCK Silver-Line Moduler för signal, power, data, höga strömar, högspänning, RF/koax, tryckluft, vätskor, vakuum samt optik Vibrations- och stöttåliga kontakter Upp till 10 miljoner matningar med adapter

www.odu.se

ODU-MAC

THE FLEXIBILITY OF MASS INTERCONNECT

The Mass Interconnect Solution ODU-MAC® Black-Line Receiver och testadapter (ITA) med över 4.400 kontakter Elektromekanisk eller mekanisk sammankoppling Snabba byten av kontakter samt moduler Över 10.000 matningar Samma moduler som till ODU MAC® Blue-Line

Anslutning Konfiguration Max. antal signaler Resistans o RFID-kod (option) Övervakning (option) Glidfäste (option) Platform (optional)

DINA FÖRDELAR Flerstegsstyrning ger säker anslutning 8st spännpunkter säkerställer en jämn och säker anslutning Flexibel och optimal gränssnittskonfiguration tack vare det modulära kontaktsystemet Kort leveranstid

12-Flex TWO M

12-Flex TWO M Tabletop

12-Flex FOUR A

Handspak

Elektromekanisk (Fjärrstyrd möjlig)

Rack 2,304 • • • •

Tabletop 2,304 • •

Rack 4,608 • • • •

Redan integrerat

ODU-MAC® Black-Line referenser:

Broschyr

Webinar

✉ sales@odu.se  www.odu-connectors.com/sv/industries/mass-interconnect/

Ring oss på 0176-182 66

EXPERTARTIKEL

De tar galliumnitrid till G

FAKTA Galliumnitrid (GaN) är ett material med stort bandgap vilket ger bra egenskaper inklusive hög verkningsgrad, höga switchfrekvenser, bra värmetålighet, liten storlek och låg vikt. För att GaN-komponenter ska bli vardag i krafttillämpningar finns det fortfarande några hinder på vägen – främst brist på höga volymer och högt pris.

Maurizio Di Paolo Emilio har doktorerat i fysik och arbetat i inter

nationella projekt med bland annat gravitationsvågor, röntgenstrålning och rymdteknik. Sedan år 2007 skriver han också artiklar för italienska och engelska bloggar och tidningar. Den här artikeln har han skrivit på uppdrag av Innoscience.

P lificerad och utrustad för 4 000 wafers per månad. Därefter byggde vi en andra fabrik i Suzhou som är 16 gånger större. Idag är den utrustad för 6 000 wafers per månad men kommer att fullt utbyggd klara 65 000 wafers per månad. Alla våra fabriker använder maskiner för kiselprocesser för att kunna dra nytta av all utveckling som gjorts för att optimera tillverkningsprocessen. När det gäller FET-transistorerna i GaN har Innoscience sänkt resistansen när de leder, RDS(on), vilket gör det möjligt att ta fram fysiskt mindre komponenter. Företaget har infört ett ”stresståligt lager” som deponeras efter det att gaten skapats. Genom att göra så går det att öka den tvådimensionella elektrongas-densiteten (2DEG) och därmed sänka resistansen utan att påverka andra parametrar som tröskelspänning och läckström. Innoscience har också lagt ned omfattande arbete på att optimera yielden både vad gäller epitaxi och processning av komponenterna. RDS(on) är mycket likartat bland de över 10 000 komponenter som finns på en wafer. Detsamma gäller för det så kallade off-state-läckaget som har en väldigt platt kurva bortsett från små avvikelser på kanten av wafern. Båda parametrarna är mycket stabila från wafer till wafer. När det kommer till tillämpningar är före tagets största framgång en USB-laddare som tillverkats i mer än 30 miljoner exemplar.

Transistorer i InnoGaN-familjen gör det möjligt att leverera mer effekt i ett mindre format (öka effekttätheten). En GaN-baserad laddare på 45 W kan ha en effektivitet på 95,1 procent med en förlust på 2,5 W vilket kan jämföras med en kiselbaserad lösning som har cirka 88 procents effektivitet med en förlust på 6,1 W. InnoGaN-komponenter har tio gånger högre switchfrekvens, fyra gånger högre effekttäthet och 50 procent bättre energi effektivitet än kiselkomponenter.

IKEL

E N S N A B B R E K A P I T U L AT I O N av historien visar att tekniken började lämnade forskningslabben år 2010 då det komma kommersiella komponenter. Från år 2015 började systemingenjörerna inse att det inte gick att byta rätt av från kisel till GaN, det krävdes helt nya konstruktioner för att byta ut kiselkomponenterna. – Idag är vi på väg in i fas fyra där vi behöver fokusera på att sänka priset, säkra tillgången och köra volymproduktion för att stödja alla nya tillämpningar som är under utveckling, säger Denis Marcon på Inno science och fortsätter: – Vår första fabrik i Zhuhai är fordonskva-

Av Maurizio Di Paolo Emilio på uppdrag av Innoscience

R TA T

alliumnitrid är på väg in i en ny fas där det behövs volymproduktion och tillförlitliga leveranser till alla nya tillämpningar som är under utveckling. Priset på GaN-komponenter behöver dessutom komma ned ordentligt så att det går att dra nytta av fördelarna utan att betala ett premium. Kinesiska Innoscience adresserar alla dessa behov genom att vara den största komponenttillverkaren i världen som helt fokuserar på GaN. Företaget, som grundades så sent som i december 2015 med stöd av CMBI, Arm, SK och CATL, har störst kapacitet på åttatumsskivor med GaN-på-kisel. I höstas låg kapaciteten på 10 000 wafers per månad, vid årsskiftet var den uppe i 14 000 och målet är att nå 70 000 wafers per månad år 2025.

E N A N N A N I N T R E S S A N T applikation är datacenter. Till att börja med behövs en AC/DComvandlare med en effekt på 3 kW för att göra om nätspänningen på 230 VAC till 48 VDC. Därefter behövs en omvandlare som tar ned spänningen till 12VDC eller 5VDC. Det handlar om en omvandlare på 300 till 600 W. Sedan kommer det sista steget ner till 1 VDC. För alla tre stegen går det att krympa storleken och öka verkningsgraden på omvandlaren med hjälp av GaN-komponenter. – Med GaN lyckades vi sänka effektförlusterna med 10 procent vid den högsta utströmmen. Det betyder att du har 10 procent lägre kostnad för datacentrets elräkning. För att sätta det i perspektiv så innebär det att du kan spara 100 TWh till 2030 genom att gå över till den här arkitekturen, det motsvarar 20 kärnreaktorer, säger Marcin.

Figur 1. Innoscience väg till massproduktion av GaN-kretsar och därmed också lägre pris.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

EXPERTARTIKEL

volymproduktion

Som redan nämnts är Innoscience halvledarfabriker redan godkända för fordonsindustrin. Företaget arbetar med kunder i detta segment som ska få komponenter i år. D E T H A N D L A R O M DC/DC-omvandlare från 650 V till 950 V, från 48 V till 12 V men också för fordonsintegrerade laddare och för lidarsystem. I jämförelse med MOSFET:ar i kisel på 100 V är en InnoGaN på 100 V 13 gånger snabbare vid tillslag och har en pulsbredd som är 15 gånger smalare. Det gör det möjligt att ha två transistorer på samma chip som oberoende av varandra kan driva var sin laser. Resultatet blir ett billigare, mindre och enklare lidarsystem. n

Figur 2. Tröskelspänningen hos en referenstransistor i GaN (HEMT-A i svart) och en av Innoscience GaNkomponenter med det stresståliga lagret (HEMT-B i blått) är i princip densamma medan resistansen när de leder skiljer sig rejält.

Figur 3. Spänningsomvandlingen görs i tre steg i ett datacenter.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

Gunnar Malm KTH

Linda Robinson

Ynvisible Production

Rebecka Carlsson

Hållbarhetsentreprenör

Mark Grady Google

Elisabeth Sagström-Bäck progrSIO Grafen

Scen Elektronikmässan 15e juni

Scen Elektronikmässan 16e juni

Using Google Meet technology and hardware to improve daily interaction of engineers Mark Grady, Google & Henrik Wiren, Krouli Solutions AB

En crash course i hållbar utveckling Rebecka Carlsson, Hållbarhetsentreprenör

Utmaningar i framtidens fabrik Håkan Sandell , Mycronic Overview of Ericsson Research and the technology journeys Peter von Wrycza, Ericsson Research OT Security Governance 101 Anastasiya Kornitska, Orange Cyberdefense Wide-Band-Gap Power Semiconductors, a further step to optimize power applications Peter Richter, Infineon Technologies Green Energy Storage from the forest – for small and large scale applications Peter Ringstad, Ligna Energy Semiconductors for Dummies Gunnar Malm, KTH För aktuella tider se www.elektronikmassansthlm.se

Kiselkarbid krafthalvedare – Från material till komponenter Christian Vieider, II-VI Incorporated Utveckling och pilotproduktion av 8” kiselkarbid substrat Björn Magnusson, STMicroelectronics Silicon Carbide AB EUs Chip Act och Sveriges möjligheter Dr. Thorbjörn ”TOBY” Ebefors, Innovationsprogrammet Smartare elektroniksystem Tryckt elektronik: från lab till industriell rulle-till-rulle tillverkning Linda Robinson, Ynvisible Production i Linköping Utmaningar och möjligheter i elektronikbranschen Panelsamtal Graphene for electronic applications Elisabeth Sagström-Bäck, progrSIO Grafen, Chalmers Industriteknik & Lilei Ye, Business developer Electronics Graphene Flagship, Chalmers Industriteknik

Skanna koden för fri entré till Elektronikmässan

15-16 JUNI | KISTAMÄSSAN | STOCKHOLM

Jenny Vårlid EFFSO AB

Christer Fuglesang KTH

Michael Schön Volvo Cars

Cornelia F. Sundberg KYOCERA

Marie Ideström Womengineer

Scen Advanced engineering 15e juni

Scen Advanced engineering 16e juni

Resultat från underleverantörsbarometern Sanna A Wadström, Sinf

Make the impossible possible with ceramics (Product demo) Cornelia F. Sundberg, KYOCERA Fineceramics Nordics

How to identify a technology company Paul Murphy, Koenigsegg Automotive Pitch event, ESA BIC Sweden Nathalie Berezina , Norbite Victor Gonzalez, Porkchop Dragos Dancila , Percyroc First laser scanner certified for outdoor use - Automation in brand new dimension Mikael Bjurklint, SICK Inköpstrender från EFFSOs CPO Survey, Per Finnhammar EFFSO AB & Jenny Vårlid, EFFSO AB Discover the Future of Simulation-Driven Design Joakim Örbom, Technical Specialist in the ESG Team, Altair Engineering

Ultra flexible automation of the future Johan Frisk, OpiFlex & Fredrik Ore, Scania CV AB The Workforce Revolution Pontus Blomberg, PDS Vision Panelsamtal kring nästa generations ingenjörer Marie Ideström, Womengineer Bringing Space Down to Earth – How to build a space-tech startup ESA BIC Sweden För aktuella tider se advancedengineeringsthlm.se

Upplev rymden så nära det går Christer Fuglesang The Future Of Automotive, Volvo Cars Michael Schön, Volvo Cars

Skanna koden för fri entré till Advanced engineering

15-16 JUNI | KISTAMÄSSAN | STOCKHOLM

ÖPPNA KÄRNOR MED OLOF KINDGREN

Tiden före RISC-V före sin tid D E T H A R G ÅT T otroligt fort för RISC-V. Inte ens tonåring och redan har i stort sett alla kiseljättar tagit fram en RISC-V-strategi. Men det har inte alltid varit lika lätt att vara öppen processorarkitektur. Sådana har funnits och använts i över 20 år. Fram till nyligen har – med några undantag, som den svenskutvecklade processorn LEON – chipleverantörerna snarast smugit med sitt användande. Men plötsligt vände det, och företagen snubblar idag över varandra i iver att berätta om hur dedikerade de är till en öppen processorarkitektur. Det pratas allt mindre om vilka som kommer att använda RISC-V och allt mer om hur mycket som redan levereras: två miljarder kärnor under 2021, enligt RISC-V International. Siffrorna kommer att dubbleras årligen de närmaste åren, enligt en studie från Deloitte. H U R B L E V D E T S Å H Ä R ? Jag tror det finns flera anledningar: • Instruktionsuppsättningen RISC-V, femte generationens RISC, är oerhört väl genomtänkt och lärdomar har dragits från 40 år av RISC-arkitekturer. • Kopplingen till Berkeley och professor Dave Pattersson, RISC:ens urfader, är säkert en kraftigt legitimerande faktor. • Den geografiska närheten till kiseldalen gör att RISC-V direkt har kunnat angripa elektronikindustrins pulsåder. M E N D E T H A N D L A R O C K S Å om timing. När RISC-V lanserades på bred front 2015 fanns redan ett antal solskenshistorier från mjuk varuvärlden såsom Linux och LLVM. Instagram hade skapat en produkt värd en miljard dollar med ett drygt dussin personer genom att bygga produkten på öppen kod och standarder – och fokuserat på kund nyttan istället. En viktig lärdom som dragits från mjuk varuvärlden är kundnyttan med öppna standarder. Avsaknaden av licenskostnad spelar visserligen roll, men betydligt viktigare är vad en öppen arkitektur möjliggör. Att kunna modifiera instruktionsuppsättningen efter egna behov är ovärderligt när de sista prestandadropparna ska kramas ur chipsens transistorer. Så med facit i hand hade det kanske inte gått att göra tidigare. F Ö R S TA G Å N G E N jag träffade Dave Pattersson, på en RISC-V Workshop på MIT 2016, nämnde jag min bakgrund inom OpenRISC, som byggde på hans ursprungliga RISCidéer, och frågade lite försiktigt om han kände till vad det var. Då log han stort och sade. ”Yeah, you guys were just too early”. Vi hade dålig timing med OpenRISC, men det är å andra sidan inte varje dag man får höra av en levande processorlegend att man var före sin tid. P.S. I dagens urval av nyheter om öppna kärnor berättar jag med redaktionens välsignelse bland annat om två öppna skapelser jag själv har en stor hand i – SERV och FuseSoC.

OLOF KINDGREN

Vem blir Pi för RISC-V? SiFive lanserade redan för fem år sedan sin Arduino-kompatibla HiFive1. Idag finns ett antal kandidater som kanske kan göra anspråk på att vara RISC-V:s motsvarighet till Raspberry Pi.

Det verkar inte bli ett enskilt kort, men tydligt är att Allwinners chip D1 har tagit marknaden med storm. Det finns nu ett antal produkter i handeln som bygger på D1, som

baseras på Alibaba T-Heads processor C906. Nämnvärda exempel är handdatorn DevTerm från Clockwork samt MangoPi MQ Pro. Den förstnämnda är en handdator med utbytbar processormodul. Den senaste modulen bygger på Allwinner D1 och kostar 29 dollar. MangoPi MQ pro är ytterligare ett steg närmare Raspberry Pi och erbjuder en D1baserad modul för 20 dollar som är drop-inkompatibel med Raspberry Pi Zero W. Även Dongshan Nezha STU och Sipeed LicheeRV med samma SoC finns att köpa för en mindre summa. Och för den som undrar var ESP32 för RISC-V finns, så har ESP32:s skapare Espressif nyligen lanserat sin RISC-V-baserade ESP32-C3. Företaget har dessutom meddelat att alla dess produkter från och med nu kommer att använda RISC-V istället för Tensilicas Xtensa-arkitektur.

RISC-V i framtidens fordon Bilar elektrifieras och börjar kallas för rullande datacenter. I och med detta börjar elektronikindustrin se en kraftigt växande marknad. RISC-V-aktörerna är inga undantag.

Samtliga leverantörer som fanns på plats under RISC-V-veckan i Paris i maj hade fordonsklassade RISC-V-kärnor under utveckling. De hade uttalade ambitioner att ta sig in på fordonsmarknaden. Alla med olika ingångspunkter. Amerikanska SiFive har inte hunnit göra sig ett namn inom fordonsindustrin än, men utnyttjar det faktum att de har varit på RISC-V-marknaden längst. Taiwanesiska Andes har valt samarbeten och licensierar sina kärnor till bland andra Japanskaa Renesas. De har också visat upp

ett samarbete med en av sina CPU-kärnor tillsammans med en GPU från brittiska Imagination. Imagination själv har funnits i fordons industrin ett tag och pratar gärna om sin GPU – men de är nya inom RISC-V. Slutligen har tjeckiska Codasip gjort sig ett namn inom RISC-V, speciellt med fokus på att smidigt kunna lägga till applikationsspecifika extrainstruktioner. De är nya inom fordonsindustrin men har nyligen värvat Imaginations tidigare fordonschef vilket kan ge en rivstart. Inom RISC-V International finns också en arbetsgrupp kring funktionssäkerhet ledd av franska Thales och amerikanska Nvidia, med sikte på att säkerställa så att RISC-V har funktionssäkerhet inbyggt istället för att komma som en eftertanke.

Fri universitetskurs i RISC-V RVFPGA är namnet på en gratis universitetskurs i RISC-V-konstruktion, framtagen av brittiska Imagination.

I stort sett varenda företag på konferensen RISC-V Spring Week i början av maj, skrek efter RISC-V-kompetens. Problemet är att många universitet inte hoppat på RISC-V-tåget ännu utan dröjer kvar vid och lär ut arkitekturer som inte används längre. Eller i värsta fall egenpåhittade alster. När brittiska IP-företaget Imagination gjorde intåg i RISC-V-världen bestämde det sig för att introducera gratis kursmaterial inom området datorarkitektur, för att öka inflödet av studenter med grundkunskaper om RISC-V. Kursen heter RVFPGA och avhandlar allt

från djupdykningar i mikroarkitektur och assembler, till att bygga ett SoC med FuseSoC. Materialet kan fritt användas av universitet och baseras på en modifierad version av SweRVolf vilket är helt öppen källkod. Kursen finns hittills översatt till åtta språk och idag har närmare 400 universitet över hela världen börjat titta på materialet. Till sommaren beger sig RVFPGA-författarna ut på världsturné för att hålla ett antal workshops med syfte att utbilda lärare som vill lära ut RVFPGA till studenter. ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

I år har mjukvara högsta prio I fjol fokuserade RISC-V International på att standardisera sina instruktionsuppsättningar. I år är prioriteten att få mjukvarustacken på plats, särskilt för applikationsprocessorer.

Världens minsta mindre Världens minsta RISC-V-processor, SERV, vinner inga hastighetstävlingar men kostar å andra sidan bara några få tusen grindar. I de fall när det är ont om kiselyta kan detta vara den viktigaste parametern.

Användningsområdet för SERV är typiskt att implementera komplexa tillståndsmaskiner som inte är tidskritiska, eller ersätta gamla åttabitarsprocessorer med en arkitektur som kan användas ihop med moderna verktygskedjor och operativsystem. Nytt för i år är att SERV har fått stöd för komprimerade instruktioner. Det ökar visserligen processorns storlek, men det ger en lägre totalkostnad när minnet räknas in. För det är inte bara själva processorn som kostar kiselyta i ett chip – minne för instruktioner

Olof Kindgren presenterade SERV på RISC-V-veckan i Paris i början av maj.

SERV med och utan 1 kbyte minne.

och data tenderar att dominera när processorns storlek minskar. RISC-processorns akilleshäl har alltid varit att den generellt behöver fler instruktioner och därmed mer minne. Det finns dock botemedel mot detta, nämligen att göra förkortade varianter av vanliga instruktioner. Typiskt är dessa instruktioner 16 bitar istället för 32 så att man i bästa fall får plats med dubbelt så många instruktioner i samma mängd minne. I ARM-världen heter det Thumb-instruktioner. För RISC-V heter instruktionstillägget C för Compressed Instructions – och det är alltså dessa som nu stöds i SERV.

RISC-V får superkrafter Superdatorer och datacenter visar intresse för att använda RISC-V. Det är möjligheten att skräddarsy hårdvaran som lockar.

Den gängse teorin om RISC-V:s framtid har varit att den kommer att smygas in som ickekritisk hjälpprocessor på djupt inbyggda system, för att först därefter börja arbeta sig uppåt i näringskedjan. Men det verkar snarare bli en attack på flera fronter. En stor del av RISC-V-veckan i Paris ägnades åt de senaste framstegen inom HPC

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

(High Performance Computing) där RISC-V verkar ha hittat många vänner. Det som nämns som den stora fördelen hos RISC-V är möjligheten att i högre utsträckning skräddarsy instruktionsuppsättning och hårdvara för att passa specifika tillämpningar. För många HPC-applikationer är prestandan för vektorberäkningar central och flera presentationer berörde forskning och nya implementationer av vektoracceleratorer för RISC-V. Mycket av arbetet utförs av BSC (Barcelona Supercomputing Center) inom EPI-projektet (European Processor Initiative). Även ETH Zürich och kommersiella aktörer som Semidynamics presenterade processorer, acceleratorer och forskning med sikte på HPC. En intressant aspekt värd att notera är att ARM:s snabba intåg i HPC-världen har öppnat dörrar för RISC-V genom att visa att alternativa instruktionsuppsättningar och RISC-arkitekturer fungerar alldeles utmärkt även för högprestandatillämpningar.

Processorn är ett gränssnitt mellan hårdvara och mjukvara och en processorarkitektur måste ha en instruktionsuppsättning som tillfredsställer båda. När väl det är på plats så behöver mjukvara och hårdvara implementeras. Förra året hade RISC-V International under ledning av sin CTO Mark Himelstein som högsta prioritering att klubba igenom slutgiltiga specifikationer av de viktigaste tilläggen till instruktionsuppsättningarna. D E T TA LYC K A D E S M A N M E D. Under 2021 slutfördes 15 specifikationer. En var vektorinstruktioner, som är viktiga för maskininlärning, högprestandaberäkningar och multimediatillämpningar. En annan var hypervisortillägget, som behövs för moln och virtualisering. Nästa steg blir då mjukvara och hårdvara. Hårdvaran står chipleverantörerna själva för, så RISC-V International har istället pekat ut mjukvara som det prioriterade området för 2022. Även om stora delar av mjukvaru stacken redan finns tillgänglig för RISCV, så saknas några viktiga pusselbitar. Det kan handla om operativsystem, både proprietära och öppna, som senaste versionen av Android, eller mjukvarustandarder som ACPI eller EFI. E N S P E C I E L L U T M A N I N G med RISC-V är att det i dagsläget finns ett 40-tal tillägg till grundinstruktionsuppsättningen. För att underlätta för mjukvaruleverantörerna har RISC-V International tagit fram vad man kallar för profiler. En profil beskriver en samling av instruktionstillägg som mjukvaruleve rantörerna kan förvänta sig finnas implementerade så att de slipper ta höjd för alla upptänkliga kombinationer av tillägg. I dagsläget finns det planer på tre profiler där RV22A, alltså år 2022:s profil för applikationsprocessorer, är högst prioriterad. På sikt kommer även profilerna M för mikrocontrollers, samt I (Integer) för basuppsättningen att definieras.

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING

IKEL

Av Edgar Schäfer, Rutronik Edgar Schäfer är elektroningenjör och fick anställning på Rutroniks affärsenhet Automotive år 2018 som FAE. Hans nyckelkompetens på företaget är teknikkonsult och teknisk support inom området fordonselektronik.

Kompakt och kraftfull: IHPT-1411 – ett ställdon från Vishay. Konstruktion av en pekskärm med haptisk återkoppling.

I jämförelse med vibrationsmotorer reagerar piezoelement mycket snabbare och mer flexibelt.

PE R

R TA T

Haptisk återkoppling för pekskärmar Då går det att peka i blindo

ekskärmar används redan som alternativ till strömställare, rattar och andra reglage i bilen. Tyvärr är den plana, släta ytan ett säkerhetsproblem: det går inte att känna vad du gör, så du måste titta. I höga hastigheter eller tät stadstrafik kan detta leda till farliga situationer. Haptisk återkoppling kan vara lösningen. Om pekskärmen är haptisk får föraren återkoppling på samma sätt som från exempelvis en mekanisk tryckknapp. Vi ska här titta på tre typer av ställdon för haptisk återkoppling: piezoelement, vibrationsmotorer och linjära haptiska ställdon. Linjära haptiska ställdon – orkar driva även storskärmar Kännetecknande för linjära haptiska ställdon är att de ger mycket stark återkoppling. Det betyder att de kan ge tydlig feedback även på stora pekskärmar och displayer, jämförbart med en fysisk knapptryckning. Återkopplingen kommer snabbt med en triggerfördröjning på högst 3 till 5 millisekunder. Ett linjärt haptiskt återkopplande ställdon har en driftspänning på mellan 9 och 16 V. Den enda nackdelen är att installationshöjden är 16 mm. Vishay är en av de som erbjuder ett sådant ställdon. Det heter IHPT-1411 och baseras på en magnetspole. Donet kombinerar sin mycket kompakta konstruktion med en kraftfull vibration på 6 g, en massa på 0,5 kg och en triggerspänning på 12 V. Det är tillräckligt för att en pekskärm ska kunna simulera en fysisk knapptryckning, till exempel. Donet har standardanslutningar som är heldoppade i lödbad. Skräddarsydda anslutningar är möjliga att få på begäran. Det finns även en ny version av IHPT-1411 som är AECQ-kvalificerad. Vibrationsmotorer – är lättstyrda Vibrationsmotorer flyttar på en tyngd, vilket skapar en återkoppling i form av vibration till skillnad från ställdonets ”klick”. Problemet är dock en ganska rejäl triggerfördröjning på mellan 20 och 50 millisekunder, vilket gör att återkopplingen känns en smula konstgjord. Det krävs en triggerspänning på under

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING PiezoHapt-L från TDK är bara 0,35 mm tunn och ett idealiskt val om du vill ha haptisk återkoppling bara på en ensam tryckknapp. Den unimorfa strukturen gör att TDK:s aktuator PiezoHapt är mycket effektiv.

12 V (de flesta modeller nöjer sig med 3 V) och triggningen sker lätt. Vibrationsmotorer är endast lämpliga för mindre skärmar. En skärm stor som en surfplatta, fastskruvad i fordonet, skulle kräva en väldigt stor vibrationsmotor och skulle reagera med stor eftersläpning. Piezoelement – är platta och känner tryck Piezoelement är extremt tunna – blott 0,25 mm. De är tryckkänsliga vilket konkret betyder att ökat tryck på en given position på skärmen ger högre spänning. Återkopplingen från piezoelementet ändras beroende på spänningen. Ställdonet kan trigga olika typer av återkoppling inom olika vågformer. Detta öppnar upp för ytterligare kontrollmöjligheter – till exempel att ljudvolymen ökar snabbare ju hårdare du trycker. Återkopplingen är dock mindre tydlig än med de andra två teknikerna. Piezoelementen har inga rörliga delar, vil-

ket gör dem mycket långlivade. De har dock nackdelen att de kräver en hög triggerspänning – minst 24 V. PiezoHapt-L (PHUA8060-35A-33-000) från TDK är en lämplig lösning om du behöver haptisk återkoppling på bara ett litet element, som en tryckknapp. Donet bygger på ett flerskiktat piezoelement, vilket innebär att den vill ha en spänning på minst 24 V. Samtidigt kan den generera större oscillation än ett enkelskiktat element av samma tjocklek. PiezoHapt-ställdonet har en unimorf struktur. Det betyder att den består av ett aktivt och ett icke-aktivt lager. Det aktiva piezoelektriska lagret har elektroder på båda sidorna och är förbundet med en icke-aktiv metallplatta. När en växelström appliceras på elektroden expanderar och kontraherar det piezoelektriska elementet i takt med den, vilket även får den anslutna metallplattan att röra sig (figur 5). Växelströmmen skapar om-

växlande toppar och dalar som producerar en vibration. Detta sker mycket effektivt på grund av den unimorfa strukturen. Beroende på amplituden och frekvensen hos den applicerade spänningen, kan PiezoHapt-L generera en mängd olika vibrationsmönster. Den är otroligt responsiv med en reaktionstid på bara 4 millisekunder. Vibrationsplattan som piezoelementet är monterad på, mäter 80 mm × 60 mm och är knappt 0,35 mm hög. Ytor med känsla Pekskärmar är inte det enda som kan förses med haptisk feedback, utan vilken slät yta som helst kan fungera som beröringskänsligt gränssnitt och ersätta konventionella tryckknappar och strömbrytare på instrumentbräda och dörrpanel. Ställdonet från Vishay, IHPT-1411, är idealiskt för ändamålet. Med tanke på det finns absolut inga ursäkter längre för att inte hålla ögonen på vägen!

Från Idé till Produkt Elektronikdesign, EMC test, Produktion Utveckling Hårdvara Mjukvara Mekanik

Produktion

SMD Hålmontering Slutmontering Prototyper

EMC

Ackrediterat lab Filter design Filterproduktion

Dectron 2.0 AB • Thörnblads väg 6 • 386 90 Färjestaden • Telefon 0485-56 39 00 • www.dectron.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

PE R

R TA T

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING

IKEL

NXP ger den mjuka

odultillverkaren MicroSys Electronics har kvalificerat NXP-processorn S32G274A för industriella tillämpningar och har som första företag integrerat den i en systemmodul (SoM System-on-Module). Modulen är tänkt att användas i exempelvis realtidsanslutna fordon, mobila och stationära maskiner samt testutrustning för fordon. S32G274A kan köra appar och är dessutom försedd med heterogena nätverksgränssnitt, acceleratorer och hårdvarusäkerhet. Och den stöder realtid och funktionssäkerhet enligt ISO 26262 ASIL D. Ett av de mest kritiska kraven inom Industri 4.0 och Internet of Things är att anslutningarna ska klara hög genomströmning av data. Det gäller framför allt inom det område som kallas smart mobilitet, där allt fler fordon dygnet runt är 5G-uppkopplade till olika gateways för att kunna använda olika tjänster. Ett stort antal funktioner i bilen behöver kunna hanteras, såväl infotainment och and ra användarfunktioner som kaross, komfort, drivlina och avancerade förarassistanssystem (ADAS). Allt oftare efterfrågas även självkörning. I dessa fall är det viktigt att styrenheter eller zongateways med minsta möjliga fördröjning (latens) kan kommunicera med lokala sensorer och aktuatorer. Behov av hög datagenomströmning Sådana gatewayer förväntas kunna bearbeta allt mer data allt snabbare och klara allt högre genomströmning – allt för att stödja nya uppkopplade tjänster såsom fleet management, V2X-kommunikation, nya ADASfunktioner och självkörning, och även ha avbrottsfri over-the-air-kapacitet (OTA). Till det kommer att de måste vara realtids kapabla och vara extremt säkra – både vad gäller säkerhetsfunktioner i hårdvaran och stöd för funktionell säkerhet upp till ASILD enligt ISO 2626. De här kraven ställs inte bara på välkända varumärken inom fordon och mobilitet utan även på kommersiella anläggnings- och jordbruksmaskiner, fjärrtåg, tunnelbanetåg samt andra typer av mobila enheter som exempelvis autonoma lager robotar och drönare. Inom detta område har NXP höjt ribban rejält med S32G274A, som är en processor kvalificerad för att uppfylla krav inom både automotive och industri. Den levererar 15 900 Dhrystone Mips, vilket motsvarar mer än tio gånger högre realtids- och nätverksprestanda än de äldre fordonsplattformarna. För att kunna ta detta prestandasprång är S32G2 uppbyggd av ett flertal styrenheter, applikationsprocessorer, nätverksacceleratorer och en dedikerad så kallad Hardware Security Engine (HSE) – allt integrerat på

Av Lukas Steinert och Christian Bauer, MicroSys Electronics Lukas Steinert ansvarar för teknikområdet System Hard- and Software Architect and Functional Safety på MicroSys Electronics. Hans karriär började inom flygteknik, där han blev certifierad expert på felsäker hårdvara för bemannade och obemannade flygsystem. År 2013 började han på MicroSys, och tog då med sig sin expertis till mobila och industriella tillämpningar. Parallellt doktorerar han vid Münchens tekniska universitet (TUM) vid Institutionen för Flight System Dynamics. Christian Bauer arbetar på MicroSys Electronics, där han sedan 2007

ingår i gruppen Embedded computing. Han började som hårdvaruingenjör, för att sedan bli chef över produktutveckling, för att idag arbeta som Key Account Manager. I sitt dagliga arbete numera kombinerar han sitt intresse för kundens behov med lösningsorienterad produktkompetens.

samma chip. För allra första gången får utvecklare därmed tillräckligt med bredbandig processorkraft och avancerad konnektivitet för att kunna köra taktila internetapplikationer via 5G i realtid. Prestandaökningen beror i första hand på att flera funktioner som tidigare varit separerade nu ligger på samma chip. Den höga integrationsnivån ger också fördelen att tillåta direkt kommunikation vilket ger lägre latens än när externa komponenter blandas in. Den inbyggda lockstep-funktionen (som upptäcker fel under exekvering och data överföring) liksom övervakning av hårdvarurelaterade fel, är ytterligare värdefulla tillskott till applikationer som ställer höga krav på säkerhet. Inbyggda gränssnitt frigör CPU-kapacitet Uppkopplade fordon och rörliga maskiner behöver inbyggt stöd för relevanta gräns-

snitt såsom CAN, FlexRay och LIN, eftersom generella bussanslutningar för CAN lastar ner huvudprocessorn i onödan med interrupt. FPGA:er är inte ett kostnadseffektivt alternativ och kräver extra utvecklingsresurser för programmering. Det mest attraktiva är istället att fordonsbussar (20 × CAN FD-buss, 2 × FlexRay och 7 × LIN) är integrerade på chipet eftersom det säkerställer att även de mest komplexa delsystemen kan adresseras utan latens. Till detta kommer att NXP:s mjukvarumotor Low Latency Communication Engine (LLCE), en firmware optimerad för dataöverföring i fordonstillämpningar, och Packet Forwarding Engine (PFE), som bearbetar IP-paket från Ethernet, tillsammans minskar belastningen på processorn avsevärt. Högpresterande ARM-kärnor NXP S32G274A orkestrerar fyra Arm Cortex-

NXP:s fordonsprocessor S32G2 kan användas i en domänbaserad arkitektur där olika styrenheter utför specifika funktioner, eller i en så kallad zonbaserad arkitektur där strukturen är mjukvaruorienterad. I det senare fallet kopplas vanligtvis den centrala beräkningsenheten till sensorerna via nätverks anslutna zongateways.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING

bilen hårda kärnor Miriac MPX-S32G274A är den allra första systemmodulen att integrera S32G27.

Miriac MPX-S32G274A går även att få som ett utvecklingspaket.

A53-kärnor på 1 GHz med Arms SIMD-teknik Neon, allt organiserat i två kluster: en för applikationer och en för tjänster. Kärnorna ger upp till 2,3 DMIPS vardera. Till detta kommer tre Arm Cortex-M7 med dubbla kärnor som kan gå i lockstep med varandra. Tillämpningar som kräver dedikerade coprocessorer – exempelvis för att styra maskiners rörelse – kan dra nytta av de tre M7:orna. Likaså stöder de realtidsoperativsystem som Autosar och FreeRTOS.

Snabb kommunikation NXP:s LLCE-motor är ansvarig för att hantera allt dataflöde för de klassiska fordonsbussarna CAN, LIN och FlexRay. Det frigör värd-

processorn från alla IO-uppgifter och från att hantera hundratusentals förfrågningar om interrupt för att bearbeta data. På samma gång är PFE-motorn ansvarig för att bearbeta IP-paket över Ethernet. Det handlar om att hantera beräkning och konvertering av checksummor liksom headerverifiering och manipulering samt stöd för virtuella LAN och att utföra paketrouting. Här ingår också en brandvägg som skyddar mot externa attacker, och även kan detektera intrång. System-on-Modules De som utvecklar applikationer för kommersiella fordon, mobila maskiner och nya mobilitetslösningar som endast tillverkas i batcher har inte råd att från grunden utveckla och integrera komplexa gateways/processorer i sina system. Istället måste de koncentrera sig på applikationsutveckling, som är det som skiljer dem från konkurrenterna. FAKTA

Fordon, men också mycket annat

NXP:s processor S32G2 har ett brett utbud inbyggda gränssnitt med kort fördröjning.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

Systemmodulerna MPX-S32G274A möter alla tekniska krav för att användas i fordon, och levereras med all nödvändig dokumentation så att det blir enklare för en kund att använda dem i egna certifieringar och dokumentation. Ytterligare en fördel är att OEM:er får tillgång till experter som kan hjälpa till med det mesta, exempelvis säkerhetskritiska mjukvaruimplementationer som bygger på internationella standarder som IEC 62443 och ISO 26262. Detta kan sedan andra industrier med krav på funktionssäkerhet dra nytta av. Några exempel är för att möta standarder som motsvarar IEC 61508, som järnvägsteknik (EN 50155), stationära och mobila maskiner (ISO 13849), industrirobotar (ISO 10218), styrsystem (IEC 62061) och drivsystem (IEC 61800-5-2). Likaså förenklas godkännanden inom flygområdet (DO-254/DO-160).

▲ ▲

Integrerad funktionssäkerhet För säkerhetskritiska applikationer kan både M7- och A53-kärnorna drivas i lockstep-mode. Vid behov kan M7-kärnorna arbeta i 2oo3läge för att säkerställa att när kärnor ger olika resultat på samma beräkning så fattas ett majoritetsbeslut. 2oo3 innebär att två eniga enheter av tre krävs för att ett system ska fungera. På så sätt kan kärnorna stödja funk-

tionell säkerhet upp till ASIL-D såväl som alla andra säkerhetsstandarder som är analoga med IEC 61508. Den inbyggda HSE-motorn erbjuder omfattande säkerhet för data och applikationer. Här ingår funktioner för datakryptering och dekryptering samt generering och verifiering av MAC-instruktioner och signaturer. Vid start av systemet kontrolleras minnet så att det bootar säkert. HSE tillhandahåller dessutom hårdvaru accelererad kommunikation för SSL/TSL i realtid och stöder säkerhetsprotokollet IPsec. Likaså tillhandahåller HSE-motorn funktioner för generering av slumptal och säker nyckelhantering.

TEMA: ANVÄNDARGRÄNSSNITT OCH VISUALISERING

Systemmodulen MPX-S32G274A ger utvecklare en plattform som har det mesta. Bland annat får hen tillgång till alla IO:s hos S32G2-processorn samt RAM, eMMC och en mängd gränssnitt.

Här hjälper Cots-plattformar (commercial off-the-shelf, standardlösningar, ”hyllvara”) eftersom de tillåter utveckling av skräddarsydda lösningar utan att mycket tid behöver läggas på design av en central beräkningsenhet. Cots-systemmoduler blir alltmer populära i dessa sammanhang. De integrerar redan funktionsvaliderade drivrutiner för

alla gränssnitt som stöds samt allt som behövs för att ett operativsystem ska fungera, från att det startar (boot) till inloggning. Detta sparar tid och ökar säkerheten i konstruktionen eftersom modulerna inte enbart används för en utan för flera konstruktioner och därmed kan levereras med en uppsättning förvaliderade funktioner. Sammanfatt-

FAKTA

NXP väljer MicroSys systemmodul

Processortillverkaren NXP har valt att använda MicroSys systemmodul Miriac – som är baserad på NXP-processorn S32G2 – i sin skalbara utvecklingsplattform för fordon. NXP motiverar beslutet med: ”Det är mycket enklare och effektivare att designa in en applikationsfärdig superkomponent som redan integrerar processor, RAM och flash än att starta en helt anpassad design från början.” Därför rekommenderar NXP utvecklare att använda systemmoduler när de designar sitt eget kort. En stor utmaning är till exempel att säkerställa signalintegritet och kvalitet, och vid mycket höga frekvenser är det besvärligt att hantera längdmatchning, linjeimpedans och impedanshopp. För att hantera detta krävs ett

BlueBox 3.0 från NXP.

speciellt PCB-material och kortet behöver ha många lager eftersom det är extremt tätt packat. Om kunderna istället använder system moduler kan bärarkortet vara betydligt mindre komplext. Resultatet blir enklare layout, lägre PCB-kostnad och hög signalintegritet.

ÄR DU MEDLEM I

ningsvis ger systemmoduler en mycket solid grund för design och implementation av skräddarsydda styr- och gatewaylösningar för såväl fordon som för mobila och stationära maskiner av alla slag. MicroSys Electronics – som är en NXP Gold Partner – har integrerat S32G27 in sin systemmodul Miriac MPX-S32G274A. Modulen kommer med en garanterad tillgänglighet på minst 15 år, vilket anses tillräckligt för de avsedda tillämpningarna. Alla delar i modulen är specificerade för temperaturområdet −40 °C till +85 °C. Processorn är till och med designad för AECQ100 klass 2, vilket betyder att den är garanterad att klara −40 °C till +115 °C. Ett lågt TDP (thermal design power) gör dessutom passiv kylning till ett alternativ. Funktionerna hos modulen i detalj Miriac MPX-S32G274A går att få som en produkt som kan köra applikationer eller som ett utvecklingspaket där bärarkort, kablar och kylning ingår. Vad gäller minne innehåller modulen 4 Gbyte LPDDR4 med bandbredden 3200 MT/s, 32 Gbyte eMMC och 64 Mbyte Quad SPI. Likaså kan ett externt SD-kort multiplexeras med det inbyggda icke-flyktiga eMMC:et. Modulen kan även anslutas på en mängd sätt. Här ingår fyra SerDes-gränssnitt som kan konfigurerbara som PCIe Gen3 2 × 1 eller 2 × 2, fyra stycken Gigabit Ethernet-portar, 18 CAN FD-gränssnitt liksom två FlexRay och fyra LIN. Till detta kommer ytterligare gränssnitt såsom 14 GPIO, 12 analoga ingångar (ADC:er), tre SPI:er, två uartar, en USB och tre I2C:er. Modulen stödjer även Aurora och JTAG för spårning och felsökning. Slutligen bör nämnas ett omfattande stöd för Linux, inklusive bootloader och alla nödvändiga drivrutiner. MicroSys erbjuder även stöd för dedikerade implementationer av realtidsoperativsystemet FreeRTOS genom de dubbelkärniga Arm Cortex-M7-processorerna, utöver det standardstöd som NXP har för fordon. n

SVENSKA ELEKTRO- OCH DATAINGENJÖRERS RIKSFÖRENING (SER) är intresseförening för yrkesverksamma. SER är kontaktskapare mellan medlemmar och intressanta företag. SER arrangerar studiebesök, föredrag och seminarier med aktuellt fokus. Allt detta och mer därtill hittar Du som medlem på ser.se, bland annat dessa aktuella händelser: • Föredrag om 5G, utveckling och drivkrafter - 7/3 2022 kl. 18:30 - 19:30 • EU´s NIS direktiv uppdateras till NIS-2 - 14/3 2022 kl. 18:00 - 19:30 • Första e-utgåvan av Telekomboken ”HUR SVENSKA TELEKOM KOM TILL VÄRLDEN” Bli medlem i SER: ser.se/medlemskap/bli-medlem/. I medlemskapet ingår även medlemstidningen EL- OCH DATATEKNIK, Elektroniktidningen, Nordisk Energi. Läs mer på ser.se.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

NYA PRODUKTER

Säker Cortex M för AIoT n ARTIFICIELL INTELLIGENS Cortex M85 är brittiska Arms nya flaggskepp i styrkrets familjen Cortex M.

M85 har den vassaste prestandan i syskonskaran. I synnerhet för artificiella neuronnät och andra vektoralgebraiska algoritmer, i exempelvis signalbehandling. Den är dessutom utrustad med nya säkerhetsfunktioner. Arm räknar upp intressanta tillämpningar för M85: termostater, smarta högtalare, drönare och industrirobotar. Röststyrning i IoT-tillämpningar är en nisch som Arm redan profilerat sig inom och fortsätter att tro på för M85. Företaget har stoppat in M85 i Corstone 310 som är ett färdigt delsystem för röststyrning i form av ett IP-block. Det kan exempelvis användas i en röststyrd wearable eller kamera, föreslår Arm.

I Corstone 310 kompletteras M85 med den dedikerade neuronkärnan Ethos U55. Men M85 stöder dessutom vektorinstruktioner kallade Helium vilket gör den ganska stark på AI även när den arbetar ensam. Cortex M85 har en prestanda på 6 Coremark per MHz, eller 30 procent högre skalär prestanda än syskomet Cortex M7. Det beror bland annat på mer parallellitet i rörledningen. U TÖ V E R S Ä K E R H E T S T E K N I K E N

Trustzone kan M85 utnyttja två nya säkerhetsfunktioner i Arms instruktionsuppsättning. Båda adresserar angrepp som går ut på att finta processorn att besöka minnesadresser som angriparen har kontroll över. Den ena säkerhetstekniken kallas pekarautentisering. Den skyddar minnesåtkomst med autentisering. Den andra kallas

Branch Target Identification (PACBTI) och låter programmeraren explicit fastslå adresser som det är tillåtet för exekveringen att hoppa till. Äldre Cortex M-kärnor kan köra kod som innehåller de nya säkerhetsinstruktionerna, men ignorerar dem, så där adderar de ingen säkerhet. De uppfattas som NOP-instruktioner – no operation. Arm Cortex M85 finns för licensering nu, liksom Corstone 310. Samtidigt med dem släpps Corstone 1000 som använder en Cortex A-kärna i en molnuppkopplad edge-enhet. S E D A N T I D I G A R E finns Corstone 300 på Cortex M55, som också den kan tolka röstinmatning, men endast genom att spana efter vissa nyckelord. Under utveckling är en Corstone-design för bildanalys (kodnamn Kochab) på Cortex A,

liksom en Corstone för sensorfusion på en kommande Cortex M. Merparten av alla Cortex Mcpu:er kan idag köras i virtuell hårdvara från Arm. Detsamma gäller några styrkretsar från ST och NXP, och en komplett Raspberry Pi 4B. Meningen är att du ska kunna återanvända mjukvara mellan alla dessa hårdvaruplattformar genom att följa en standard kallad Centauri för att paketera mjukvara och dokumentation. JAN TÅNGRING jan@etn.se

FAKTA

Arm har kärnor och kärnsystem Brittiska Arm licenserar ut cpu:er, grafikkärnor, neuronnätskärnor och andra funktionsblock för integrering i chips. Cpu-familjen Cortex M är avsedd för styrkretsar. Cortex A är till för applikationsprocessorer, som typiskt kör Linux. Corstone är referenskonstruktioner där cpu:n kompletterats med mjukvara, gränssnitt, säkerhet, acceleratorer, et cetera, för en specifik tillämpning.

Corstone-310 är en referenskonstruktion för röststyrning på cpu-kärnan M85 och neuronkärnan U55.

Fjäderklämlister för kretskortsmontage

Utrymmessnåla don för överföring av signaler, data och nätspänning till kretskortet. Kontakterna finns både för fast anslutning på kortet, och i pluggbart utförande. Kan levereras i en mängd olika rastermått och poltal. Kabelanslutning med fjäderklämmor, traditionell skruvanslutning eller via IDC-anslutning. Kontakta oss gärna för mer info.

08-97 00 70 info@elproman.se www.elproman.se

182x66_metz_2018.indd 1

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

2018-01-26 14:34:16

NYA PRODUKTER

Synopsis släpper AI-kärna n ARTIFICIELL INTELLIGENS NPX6 NPU heter en IP-kärna från Synopsis för inferenser i artificiella neuronnät. Den ska ge en prestanda på 30 Tops/ watt.

Det primära tillämpningsområdet är bildanalys, som objektigenkänning, kvalitetsförbättring eller segmentering. Men den kan även användas för till exempel ljudanalys och språkbehandling. ÄV E N S YN O P S YS tidigare cpukärna ARC EV7x har stöd för inferenser, men den har inte prestanda som kan tävla med en dedikerad accelerator som NPX6. NPX6 levererar 250 Tops i 1,3 GHz på en 5 nm-process. Den kan skruva upp takten ännu mer, till 440 Tops, om neuronnätet är glest, det vill säga att de flesta av dess vikter är noll. NPX6 kan konfigureras med

mellan 4000 och 96 000 MACenheter. En MAC-operation är att addera produkten av två operander till en summa vilket är en av de grundläggande operationerna på artificiella neuroner. NPX6-näten räknar som standard med åttabitars heltal. Men det går att göra lokala modifieringar i noder och skikt och använda heltal på fyra eller 16 bitar, eller flyttal på 16 bitar i formaten BF16 eller FP16. Exempelvis kan du vilja använda vikter på fyra bitar för att spara minne och bandbredd. flera NPX6kärnor upp till en sammanlagd kapacitet på 3,5 petaops. 1 teraops (Tops) är en biljon operationer per sekund och en petaops (Pops) en biljard. NPX6 har stöd för klassiska aktiveringsfunktioner som tanh och sigmoid. En programmerbar aktiveringsfunktion som bygger på en lookuptabell stöder även

Synopsis NXP6 räknar extra effektivt i glesa neuronnät.

D U K A N KO M B I N E R A

nymodigheter som mish och swish – för att inte tala om framtida aktiveringsfunktioner som ingen tänkt på ännu. E N V E R S I O N kallad NPX6FS är kvalificerad enligt fordonsstandarden ISO 26262 för att kunna användas i kritiska system.

Utvecklingsverktyget MetaWare MX låter dig konfigurera enligt ovan och kompilera och optimera CNN, RNN, LSTM, transformatorer, rekommenderare och andra neuronnätstyper. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Kinesisk fordonsdator, redo för volymer n FORDONSELEKTRONIK Kinesiska Desay lanserar Aurora – en modulär dator för framtidens mjukvarudefinierade bilar.

Elektroniktidningen hittar dock endast beskrivningar av Aurora i fågelperspektiv, inga mer specifika detaljer om ingående komponenter.

Enligt Desay ska Aurora vara den första fordonsdator i sin klass som är mogen för volymproduktion. Arkitekturen Aurora specifi cerar inte bara protokoll och mjukvaruarkitektur utan även mått och ett vattenkylsystem.

V I H A R B E T T en svensk representant för Desay ta fram mer uppgifter, hittills utan svar. Det är känt att Desay sedan tidigare är partner med amerikanska Qualcomm i projekt som använder dess fordonsprocessor Snapdragon Drive. Men i en presentationen av Aurora förekommer även Nvidias konkurrerande hårdvara Orin. En presentation visar en hier arkisk modulär arkitektur med delsystem som Intelligent Cabin, Intelligent Driving och Connected Services i toppen.

FAKTA

Dator på hjul Aurora är en datorarkitektur för ett begrepp som du hört många gånger förut: den mjukvaru definerade bilen. Den kontrasteras mot dagens fordonshårdvara som implementeras i form av hundratals ECU:er (electronic control units) som kan köra olika operativ system och arbetar oberoende av varandra. I en ideal mjukvarudefierad bil implementeras istället bilens olika delsystem i programvara på samma hårdvara – i princip som utbytbara appar i en mobil telefon.

I B OT T E N F I N N S virtualiserad konfigurerbar beräkningshårdvara. Däremellan finns mjukvarukomponenter som alla delsystem kan använda. Stöd räknas upp för de vanliga fordonsprotokollen. PCI Express och Ethernet nämns som komponenter. Funktionell

Elektroniktidningen saknar uppgifter om de ingående komponenterna.

säkerhet ska vara adresserad på Asil D-nivå. Lösningen ska vara energi effektiv. Desay nämner en beräkningskraft på 2000 Tops, 2000 biljoner operationer per sekund. D E S AY H A R S E D A N tidigare följande fordonstillverkare som partners : Volkswagen, Toyota, Mazda, FAW, SAIC, Geely, Great Wall, GAC, Chery, Volvo, Nio och Xpeng.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

NYA PRODUKTER

Litet kraftpaket från Flex Snabbskyfflande IoT-minne n KRAFT En effektiv DC/DC-omvandlare i 1/16-brickformat som levererar 100W vid inspänningar ner till 30 V är vad Flex Power Modules – med konstruktion i Kalmar – just släppt. Den passar väl i exempelvis mikrovågslänkar, hävdar företaget.

Det är PUK-D-serien som Flex Power Modules nu expanderar. Den första modulen kom för tre år sedan. Då var det företagets första DC/DC-modul i 1/16-brickformat som utnyttjar HRR-topologi, kort för Hybrid Regulated Ratio. Tekniken kombinerar två metoder för effekthantering – dels spänningsreglering, dels ratioreglering – som ursprungligen kommer från tiden när teamet i Kalmar ingick i Ericsson. M O D U L E N S O M N U lanseras heter PKU3913D. Den täcker inspänningsområdet från 30 V till 60 V och kan leverera 8,4 A vid 12 V. Den är konstruerad för att ge hög verkningsgrad vid låga inspän-

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

ner. Som högst når verkningsgraden över 95 procent. Den är tänkt för tillämpningar med nominella ingångar på 48 V eller 54 V, med möjlighet till långa kablar och efterföljande spänningsfall. Som exempel nämner företaget mikrovågslänkar. Ingången är dessutom kompatibelt med PoE-standarden IEEE 802.3af (37–57 Vdc). Likaså är modulen certifierad enligt IEC/ EN/UL62368-1 för isolationen 2 250 V mellan in- och utgång, vilket gör den speciellt lämpad att användas i PoE-tillämpningar. E N H E T E R N A H A R S K YD D mot till exempel för hög temperatur, för låg inspänning och för hög utspänning samt för hög ström och kortslutning. De har ett MTBF (mean time between failures) på 13,88 miljoner timmar vid 40°C. PKU3913D har storleken 33,02 × 22,86 med en höjd på 11,30 mm i formatet med öppen ram och yt- eller hålmontering. Versioner med basplatta har höjden 12,7 mm.

ANNA WENNBERG

n MINNESTEKNIK Taiwanesiska Winbond och tyska Infineon tar sitt samarbete kring HyperRAM ett steg vidare. Nu introducerar duon ett minne med datahastigheten 800 Mbyte/s, vilket är dubbelt upp mot tidigare minnesgenerationer.

Det handlar om tredje generationen av minnesarkitekturen HyperRAM, kallad just HyperRAM 3.0. HyperRAM är utvecklat för att stödja gränssnittet HyperBus, från början utvecklat av Cypress men numera stött av ett flertal MUC-tillverkare. R E D A N F R Å N S TA R T samarbetade Winbond med Cypress kring HyperRAM. Den första minnes generationen på 333 Mbyte/s släpptes 2015, sedan dess har en andra generation på 400 Mbyte/s lanserats och nu kommer alltså Winbond och Infineon – som köpte Cypress 2020 – med HyperRAM 3.0 som når upp i 800 Mbyte/s.

HyperRAM 3.0 drivs med 1,8 V och klockas med upp till 200 MHz, vilket också gäller för HyperRAM 2.0 och Octal xSPI RAM, men nykomlingen erbjuder högre datagenomströmning med sina 800 Mbyte/s. Den kommunicerar också via ett ut ökat 16-bit HyperBus-gränssnitt med 22 anslutningar. HYP E R R A M marknadsförs som ett kompakt alternativ till traditionella pseudo-SRAM i energisnåla IoT-tillämpningar där utrymmet är knappt men det krävs ett externt RAM. Några exempel är wearables, instrumentkluster i fordon, infotainment- och telematiksystem samt HMI-displayer. Det första HyperRAM 3.0 som släpps är på 256 Mbyte och finns att få i provexemplar. Det finns tillgängligt som WLCSP (Wafer Level Chip Scale Package) eller KGD (Known Good Die). De äldre minnesgenerationerna finns i flera olika densiteter.

ANNA WENNBERG

NYA PRODUKTER

Kompakt industrikraft från Traco n KRAFT Schweiziska Traco Power, specialist på kraftomvandlare, har lanserat en serie AC/DC-omvandlare med sikte på industritillämpningar. Det är en kompakt enhet med öppen ram som levererar 50 watt.

Nykomlingen ingår i Tracos TPI-familj, som i första hand är tänkt att erbjuda kostnadseffektiv industriell strömförsörjning i kompakt format. Det handlar om en AC/ DC-serie kallad TPI 50A-J med öppen ram som ger 50 watt och har 3000 Vac förstärkt isolation, även kal�lad reinforced isolation. Det innebär ett enda isoleringssystem som ger samma grad av skydd mot elchock som dubbel isolering.

D E N N A NYA S E R I E erbjuder en toppeffektsfunktion som gör att den kan leverera upp till 140 procent av märkeffekten i upp till fem sekunder. Verkningsgraden är hela 93 procent. Det gör att konstruktionen kunnat göras kompakt och att omvandlaren kan arbeta med naturlig konvektionskylning inom temperaturområdet –40°C till +60°C utan derating. Samtidigt kan den arbeta upp till +85°C med forcerad kylning eller med minskad belastning.

ErP-direktivet (en effektförbrukning < 0,3 watt utan belastning) och EMC-krav som ställs på tillämpningar inom industri/ automation liksom test- och mätområden. S E R I E N U P P F YL L E R

ANNA WENNBERG

Skyddar batteriet n BATTERIER Amerikanska Littelfuse – specialiserat på kretsar som skyddar elektronik – lanserar en krets som skyddar litiumjonbatterier i konsumentelektronik mot att skadas av för höga strömmar och spänningar.

En prob för GaN och SiC n TEST & MÄT Den är optiskt isolerad och klarar upp till 2500 V med en bandbredd på 1 GHz. Tillsammans med ny mjukvara passar proben DL-ISO perfekt för mätningar på kraftkomponenter i galliumnitrid och kiselkarbid, enligt oscilloskopspecialisten Teledyne LeCroy.

Proben är utvecklad för LeCroys 12-bitarsoscilloskop i HDOfamiljerna med en samplingshastighet upp till 20 GSa/s. Den finns i tre modeller med en bandbredd på 350 MHz, 700 MHz och 1 GHz. Stigtiderna är 1,1 ns, 750 ps respektive 435 ps mätt som 10–90 procent av amplituden.

Vid differentiell mätning kan spänningen vara upp till 2500 V medan det vid common modemätning går att mäta upp till 60 kV (DC). N O G G R A N N H E T E N i DC-mätningarna är enligt LeCroy ner till 1,5 procent. Tillsammans med den nya mjukvaran som bland annat kan beräkna switchförlusterna, passar probarna därför för kraftkomponenter med stort bandgap, framförallt SiC och GaN. Proben är i produktion med en leveranstid på cirka 14 veckor.

PER HENRICSSON per@etn.se

ITV4030 är en ny medlem i familjen Littlefuse, med ytmonterade skydd för litiumjonbatterier. Den är utvecklad för strömmar upp till 22 A, upptar blott 3 × 4 mm på kretskortet och har tre anslutningar. K R E T S E N B RY T E R strömmen genom att ett värmeelement placerat under säkringen får den att lösa ut när en för hög ström eller spänning upptäcks. Därmed skyddas det laddningsbara batteriet i exempelvis en surfplatta, elcykel, elverktyg eller annan produkt, från att skadas. Kretsen är i produktion och certifierad av UL liksom av TUV.

PER HENRICSSON per@etn.se

Håller liv i bärbart längre n EFFEKTHANTERING ST Microelectronics har kommit med en effekthanteringskrets för Amoled-skärmar. Den har låg viloström samt ytterligare finesser som förlänger batteritiden hos bärbart.

En viktig detalj i utvecklingsarbetet av batteridrivet är att välja rätt effekthanteringskrets (PMIC). Den måste passa för att spara energi och förlänga batteri tid, menar ST Microelectronics som just lanserat en PMIC för Amoledteknik, kallad STMP30. STMP30 drivs med 2,9 till 4,8 V och integrerar tre DC/DComvandlare anpassade för just Amoled-skärmar. Den ena – VOUT1 – är en boost-omvandlare som ger

550 mA och kan justeras mellan 4,6 V till 5,0 V i steg om 100 mV. På så sätt kan skärmens ljusstyrka optimeras för lägsta strömförbrukning och bästa visningsförhållanden i alla förhållanden, även i stark ljus utomhus. D E A N D R A T VÅ utgångarna stöds av en inverterad enfas buckboost-omvandare som kan programmeras att leverera från –0,8 V till –6,6 V och 5,5 V till 7,9 V. Utspänningarna programmeras med protokollet S-Wire

(Single-Wire) via externa ben. Kretsen tar även emot S-Wire-meddelanden för att sätta skärmen i AOD-läge (Always-On Display), vilket förenklar användningen genom att information mycket energi snålt kontinuerligt kan visas på skärmen. Till detta kommer ett så kallat ”true shutdown”mode som verkligen minimerar energiförbrukningen. S T M P 3 0 har ett flertal inbyggda säkerhetsfunktioner, däribland termiskt skydd, skydd mot för låg spänning på ingången samt mjukstart med strömbegränsning. Kretsen kommer i en 2,161 × 2,069 mm CSP-25. Den finns att få i volym.

ANNA WENNBERG

ELEKTRONIKTIDNINGEN 5/22

Svensk Elektronik, i världsklass, först in i framtiden! Omvärldsläget påverkar även elektronikbranschen. Vi ser en fortsatt komponentbrist med ökade priser och längre leveranstider, vilket sätter många av våra medlemmar i en inklämd situation mellan underleverantörer och slutkunder. Detta tillsammans med en vikande marknadsandel för Europa inom halvledarproduktion har inneburit att EU tagit initiativ till en satsning på 43 miljarder euro för att stärka Europas förmåga till att bygga kompetens och skapa produktionskapacitet inom området i ett Chips Act. Svensk Elektronik ser positivt på denna satsning, stödjer initiativet och agerar gentemot svenska Näringsdepartementet. Det finns stora möjligheter att det kommer gynna elektronikbranschen i Sverige genom kortare transportvägar och säkrare leveranser i kristider men inte minst för ökade affärsmöjligheter och ökad attraktion hos talanger till att studera, utveckla och forska inom elektronikområdet. Den 2 juni är det återigen dags för Svensk Elektroniks årsmöte med intressanta gästföreläsningar: konjunktur-, EMS-analyser samt insikter och utsikter om komponentmarknaden.

Elektronikmässan Elektronik i Stockholm 15–16 juni!

Elektronikmässan är årets stora händelse inom elektronikbranschen. Dessutom sker det parallellt med Advanced Engineering. Det vill ni inte missa! Registrera er som besökare och/eller utställare på www.elektronikmassansthlm.se. Vi har ett brett talarprogram som kommer innehålla många intressanta presentationer som bla behandlar industriell cybersäkerhet, elektronikproduktionsutrustning, kra elektronik baserat på SiC och nya teknologier såsom miljövänliga tryckbara batterier och spännande material som grafen. Sektionen ICT Energy i Svensk Elektronik arrangerar den 16 juni en heldagskonferens i samband med Elektronikmässan och lovar ett fullspäckat program. ICT Energy riktar sig till företag som utvecklar, säljer eller använder produkter avsedda att generera, omvandla, lagra, distribuera och

övervaka energi till system för informationshantering och kommunikation (ICT system). Den operativa verksamheten från Svenska INTELEC-föreningen är numer en sektion inom Svensk Elektronik och går under namnet ICT Energy. Du har väl inte missat att du som medlem i Svensk Elektronik får 15% rabatt på monterkostnaden på Elektronikmässan 2022?

Direktivsdagen – 7 juni

Undrar du vad som gäller för export till Storbritannien e er Brexit och CE-märkning av produkter? Behöver du uppdatera dig på senaste nytt kring lagar och förordningar inom elektronikbranschen? Då är Direktivsdagen någonting för dig! Jan Jacobson, Kransån konsult reder ut begreppen för vad som kommer gälla i Storbritannien. Därtill informerar myndigheterna: Post- och telestyrelsen, Elsäkerhetsverket och Kemikalieinspektionen om det senaste inom CE-märkning, RED, EMC, LVD, REACH, POPs och RoHS. En perfekt möjlighet att under en heldag få viktig information och värdefull kunskap gällande lagar och direktiv inom elektronikbranschen! Anmälan görs via vår hemsida och deltagandet är kostnadsfritt för dig som medlem hos oss eller Teknikföretagen.

Utbildning i Smartare Elektronikhandboken 2.0

Denna kurs passar dig som o a kommer i kontakt med elektronik. Din roll kan vara utvecklare, tillverkare, kvalitetsansvarig, inköpare, produktledning etc. Oavsett om du har lång eller kort erfarenhet av branschen, så har du mycket att hämta här. På kursen går vi igenom Elektronikhandboken 2.0 med sina mallar, checklistor och bilagor. Kursen leds av Mats Andersson och Maria Månsson, Svensk Elektronik och är kostnadsfri för föreningens medlemmar. Anmäl gärna intresse till info@svenskelektronik.se vid stort intresse kan vi ordna kurstillfälle i närheten till er arbetsplats. Nästa tillfällen sker i Göteborg den 31 augusti och i Halmstad den 22 september. Mer info och anmälan finner ni på vår hemsida. Tillsammans skapar vi branschens framtid. Ditt företag är väl med? Ett medlemskap i Svensk Elektronik stärker dig och ditt företag. www.svenskelektronik.se info@svenskelektronik.se

KALENDARIUM 2 juni Svensk Elektroniks årsmöte. 7 juni Direktivsdag, Stockholm. 15–16 juni Elektronik i Stockholm, Kistamässan. 31 augusti Elektronikhandbokskurs, Göteborg. 13 september Stora elektronikdagen med SUMMIT. 22 september Elektronikhandbokskurs, Halmstad. 1 november Embedded Conference Scandinavia 2022. svenskelektronik.se/ kalendarium

Se till att bli medlem och ta del av våra förmåner – tillsammans skapar vi förutsättningar!

Embedded Conference Scandinavia 2022 Lanseringen av Embedded Conference Scandinavia 2022 kommer inom kort. Vi avser genomföra konferensen som ett heldagsevent den 1 november. Avsätt därför tid i kalendern redan nu för en spännande dag.

Peter Björkholm Svensk Elektronik

POSTTIDNING B Returadress: Elektroniktidningen Folkungagatan 122, 4 tr 116 30 Stockholm

R&S®CMP180 Radio Communication Tester

THE FUTURE INTEGRATED. Enhanced frequency and bandwidth for advanced wireless technology testing from R&D to production. The R&S®CMP180 radio communication tester is a future-proof, non-signaling testing solution for wireless devices in research and development, validation and production. Together with advanced frequency, bandwidth and RF capabilities, it enables testing of new wireless technologies such as Wi-Fi 6E, Wi-Fi 7, 5G NR FR1 and many more. Additionally, the doubled number of analyzers (2xVSA), generators (2xVSG) and RF ports (2x8) enable simultaneous measurements of technologies and devices in a VSA / VSG single-box tester. ► Frequency up to 8 GHz and bandwidth of 320 MHz ► Two independent RF channels (2x VSA / 2x VSG) ► Increased

number of RF ports (2x8)

► Self-alignment for accuracy adjustment ► Compact design of 2 HU and 19”

at any time

Find out more: www.rohde-schwarz.com/product/CMP180

Elektroniktidningen maj 2022

Articles inside

EXPERT: Hårda kärnor i mjukvarudefinerad bil

EXPERT: Tar galliumnitrid till volym Kinesiska Innoscience grundades så sent som i december 2015 men är världens största komponenttillverkare helt fokuse- rad på GaN. Målet är att skala upp till 70 000 wafers per månad år 2025, berättar Maurizio Di Paolo Emilio på uppdrag av Innoscience.