Elektroniktidningen december 2023

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

NR 12 DECEMBER 2023

TEMA:

MEDICINTEKNIK

Elektrokemi ger billigare läkemedel Chalmersavknopparen Nyctea renar bioläkemedel utan kemikalier. Polyelektrolytborstar plockar bort proteinerna. /16–17

PATENTSTRID DEL 2:

FRONTGRADE GAISLER:

BLODSOCKERGIVARE:

Telekomindustrin vs bilindustrin

Processor som tål rymden

Revolution för alla diabetiker

/10–11

/12–13

PRENUMERERA KOSTNADSFRITT!

/18–19

WWW.ETN.SE/PREN

Planera din annonsering för 2024!

SVERIG ES ENDA ELEKTRONIK MAGA SIN FÖR PROFFS NR 11 NOVEM BER 2023

NR 10 OKTOB ER 2023

SVERIG ES ENDA

Skräpsamling kräver bra syn i rymden

TEMA:

Produktion, mönsterkort & hållbarhet

Navigering i rymd med IR-kamera ens vakuum görs bäst Vimotek. Mark , enligt Luleåstartuppen naden för möjli lämpningar explo ga derar. /14–15 till-

ELEKTRONIK MAGA SIN FÖR PROFFS

TEMA:

AI & INBYGGDA SYSTEM

Grön elektronik stitutet Forskningsin industrin Rise vill hjälpa och att bli hållbar cirkulär. /20–21

§

PATENT:

Biltillverkare NR 9 och telekom SEPTEMBER 2023 i storstrid /10–11

PRE NUM ERE

Skriv för oss!

EU CHIPS ACT:

Lund visar vägen i svensk nysatsning

ESTLAN D:

25 procent av exporten är elektronik /16–17

RA KOS TNA

DSF RIT T!

/4–5

WW W.E TN. SE/

PRE N

I varje nummer ­publicerar vi ett antal artiklar inom temat skrivna av teknikexperter, ”contributed articles”.

Kontakta redaktör Jan Tångring om du har förslag på lämplig artikel, 0734-17 13 09 eller jan@etn.se Var ute i god tid, senast sex veckor före utgivning!

SVERIG ES ENDA ELEKTRONIK MAGA SIN FÖR PROFFS

TEMA: POWER, ENERG I, BATTERIER & HÅLLBARHET

Malda batterier sluter kretslop pet C3NiT:

Svensk satsning på GaN

/16–18

PRE NUM ERE

Den svarta mass an består av grafit men också värdefulltill 40–50 procent a litium kobolt, nicke l och mangan. föreningar, /12–13 Batteribytaren:

Våga vägra sladd

Flex Power Module

/20–21

RA KOS TNA

s:

Förser AIkretsarna med ström

DSF RIT T!

NR 7–8 AUGUSTI 2023

LEXENE RGY:

Batterier laddar batterier

PRE NUM ERE

OLOF KINDGR

RA KOS TNA

EN:

Nya verk ES tyg förSVERIG ENDA öppna ELEKTRONIK kärn MAGA or SIN FÖR PROFFS

/8

/18–19

DSF RIT T!

WW W.E TN. SE/ TEMA:

PRE N

TEST, MÄT & SENSORER

Inom några år få kan industrin noggrannare aler resistansnorm med godtyckliga om värden som dessut . ortera transp att går lingen står Bakom utveck t stitute forskningsin Rise tillsammans/16–17 med Chalmers.

Grafen förenklar kalibrering av resistans DIRAC:

/4–5

PRE NUM ERE

PRE N

ADAMANT QUANTA

Borde finnas i alla högtalare

TILLITIS:

Nyckeln har allt utom hemligheter

/22–23

WW W.E TN. SE/

INTEL:

Byter till glas i substratet /6

/18–19

RA KOS TNA

:

Diamanter och kvantfysik ger exakt tid /22–23

DSF RIT T!

WW W.E TN. SE/

PRE N

Kontakta Anne-Charlotte Lantz 0734-17 10 99 eller ac@etn.se UTGIVNINGSPLAN 2024 Nr

Utgivningsdag

Materialdag

Tema

1

22 januari

2 januari

Kommunikation

2

19 februari

29 januari

Opto & displayer

3

18 mars

26 februari

Edge & IoT

4

22 april

2 april

Fordon

5

27 maj

6 maj

Digitalisering & cybersäkerhet

6

24 juni

3 juni

Distribution, konsulter & utbildning

7–8

26 augusti

5 augusti

Test & mät, sensorer

9

23 september

2 september

Power, energi & batteriteknik

10

21 oktober

30 september

AI & inbyggda system

11

18 november

28 oktober

Produktion, mönsterkort & hållbarhet

12

16 december

25 november

Medicinteknik

INNEHÅLL: ETN 12/23

20

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Persuddevägen 50A, 135 52 Tyresö telefon: 0734-17 10 99 www.etn.se bankgiro: 5456-3127 redaktion: Jan Tångring (ansv. utg.)

Per Henricsson

24

medverkar i detta nummer: Göte Andersson, Lennart Bonnevier och Mats Udikas

14

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

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

4

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

4 Anne-Charlotte Lantz Ansvarar för sälj- och ­marknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99 © Elektroniktidningen 2023 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. omslagsbild: Nyctea

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

26

Northvolt gör cell på Altris katodmaterial Tillsammans med Uppsalabolaget Altris ger sig Northvolt in på den gryende batteri­kemin natriumjon som ger drygt 160 Wh/kg och fram­förallt passar stationär lagring.

6 8 14

Tar hjälp av norsk komponentdatabas Kontraktstillverkaren Inission tar hjälp av norska Dynamic Precision och dess komponentdatabas Notefied.

Läs nya agendan! År 2036 ska den svenska elektronik­ industrin vara ledande i den gröna omställningen. Vägen dit stakas ut i en ny agenda.

Remotive Labs ger kodarna bättre verktyg Moderniserade utvecklingsverktyg ska ge bilbranschen både fler utvecklare och ­möjlighet att äga sin egen kod. Det är erbjudandet från Remotive Labs.

20 22 24

Mikrofonen som är lika bra som örat Låt den ena av de två speglar som skapar en laserkavitet dubblera som mikrofonmembran. Lösningen har potential att bli lika bra som det mänskliga örat.

EXPERT: Mikrovågsmultiplexer för automatiserad test av MRI-system En mikrovågsmux behövde uppdateras och fick hjälp av Pickering som gjorde det till en standardtjänst. Det berättar Nick Hickford, Pickering.

EXPERT: Skräddarsydda skärmar för medicinteknik Antivirala ytor och möjligheten att styra med gester – det är möjligheter som den som leve­ rerar skärmar för medicinska miljöer behöver kunna bjuda på. Roland Wabro på Data Modul berättar.

26

EXPERT: Behöver din wearable ha PPG av klinisk kvalitet?

Fotopletysmografi – ett bättre sätt att mäta hjärtfrekvens och blodets syremättnad i wear­ ables. Andrew Burt på Analog Devices förklarar.

3

STARTBLOCKET

Northvolt gör cell på Altris katodmaterial I somras meddelade uppstartsföretaget Altris att företagets natriumbaserade katodmaterial skulle ge 150 Wh/kg i en färdig battericell.

Tillsammans med Northvolt har företaget pressat det till drygt 160 Wh/kg.

– 160 Wh/kg, det är något vi haft som mål för året. Viktigt mål att uppnå för ­teamet, säger Björn Mårlid som är vd på Altris, till Elektroniktidningen.

Arbetet har gjorts tillsammans med Northvolt, som också är delägare i Altris, men långt ifrån det enda företag som utvecklar celler med Altris katodmaterial.

Företaget knoppades av från Uppsala universitet år 2017 för att kommersialisera en tillverkningsmetod för ett natrium­ baserat katodmaterial som kan ersätta litium, kobolt och nickel i laddningsbara litiumjonbatte­rier.

Materialet blir både billigare och miljövänligare än dagens alternativ. Det består av järn, kväve, natrium och kol vilket företaget fyndigt döpt till Fennac (FeNNaC). Inom kemin är det däremot känt som Preussiskt vitt.

Fennac (FeNNaC), Preussiskt vitt.

Så sent som i februari hade en cell tillverkad med Fennac ett energiinnehåll på 140 Wh/kg, i somras hade det ökat till 150 Wh/kg och nu 160 Wh/kg.

– Sen har vi idéer för hur vi ska boosta det till 200 Wh/kg.

E N S TO R D E L AV F Ö R K L A R I N G E N till varför det går att pressa upp energiinnehållet hänger samman med hur man sätter ihop cellen. Förutom katodmaterialet finns det ytterligare fyra parametrar att spela med: olika typer av anoder, till viss del även val av separator och elektrolyt liksom den mekaniska konstruktionen.

– Vi har nått ungefär 95 procent för katod­ materialet, det är stabilt och säkert, säger Björn Mårlid.

Den stora tillämpningen för natriumbatterier är stationär lagring men med ett energi­innehåll på 160 Wh/kg kan det bli ett alternativ även för fordon som använder så kallade LFP-celler. De har ett energiinnehåll runt 180 Wh/kg.

Vanliga litiumjonceller till fordon ­ligger betydligt högre med 260 Wh/kg men ­inne­håller då litium, nickel, kobolt och grafit, äm­nen som blir allt mer ifrågasatta.

Altris har idag en mindre tillverkning av Fennac men för att driva fram en marknad

ska företaget komplettera den med en mind­ re produktionslina för battericeller. Den ska börja rampa upp under andra kvartalet nästa år och får en kapacitet på 15 till 20 MWh per år vid full drift.

Under det senaste året har företaget gjort ett omtag kring leveranskedjorna vilket fördröjt byggstarten för företagets volymfabrik i Sandviken i en av verkstadsföretaget Sandviks lokaler för tillverkning av katodmaterial.

– Vi har blivit mer cirkulära och hållbara men ville också bli oberoende av råvaruleverantörer från Asien. Vi har identifierat leverantörer i Europa för en rent europeisk tillverkning och amerikanska för en rent amerikansk leveranskedja.

I M A R S F Ö R R A Å R E T tog bolaget in 100 miljoner kronor från bland annat Molindo Energy, Northvolt och EIT InnoEnergy och i maj i år ytterligare 50 miljoner kronor. Arbete pågår med att ta in ytterligare pengar i en så kal�lad B-runda på minst en halv miljard kronor.

Pengar som framförallt ska användas för att bygga en fabrik i Sandviken.

I full drift ska den ge 2 000 ton Fennac per år vilket räcker till 1 GWh färdiga battericeller.

PER HENRICSSON per@etn.se

Natriumjon ny kemi för Northvolt Med Altris ger sig Northvolt in på den gryende ­batterikemin natriumjon. Validering och utveckling pågår. De första cellerna ska kunna visas för kund under nästa år.

– Därefter ska vi gradvis skala upp under de kommande åren, säger Northvolts presschef Anders Thor.

Produktionen kommer att ske antingen i nya produktionslinor i befintliga fabriker, ­eller helt nya fabriker.

Var? – Det är inte bestämt än. En av fördelarna med celltypen är att tillgången på råvaror gör att de kan produceras i princip vart som helst på jorden, och samtidigt bygga upp regionala försörjningskedjor. Vi kommer föra samtal med potentiella partners kring det under den kommande tiden.

4

Katodmaterialet preussiskt vitt från sven­ ska Altris betyder att Northvolt inte behöver nickel, kobolt, litium eller grafit i sina natrium­ celler. Altris har fler kunder men Northvolt hoppas bli först att kommersialisera det i battericeller.

Det finns ännu ingen global produktion av natriumjonbatterier i giga-skala, som det gör av litiumjonbattericeller. Tekniken är fortfarande relativt oprövad.

Kina är ledande med sex gryende celltillverkare: Trans­ image, Natrium Energy, Zonergy, Azure, DFD, Lifun och sist – och överlägset störst – CATL, med en planerad kapacitet på 1,8 GWh när året är slut.

Det tillverkades som jämförelse 1600 GWh litiumjonbatteri­celler i fjol.

Om några år kan scenen ha ändrats dramatiskt. Northvolts vd Peter Carlsson säger till Financial Times

att natriumjoncellerna om tio år potentiellt kan vara en lika stor eller större produkt för Northvolt än litiumjoncellerna, där Northvolt har en orderstock värd 55 miljarder dollar.

En avgörande faktor är det framtida priset på litium – det har hittills varierat dramatiskt.

Natriumjonceller är billigare och värme­ tåligare – och därmed säkrare – än litiumjonceller, men har bara halva kapaciteten per kg.

Priset för ett energilager på natriumjonbatterier ligger enligt Northvolts uppskattning på tre fjärdedelar av priset för ett energi­lager på LFP-litiumjonbatterer.

Northvolt har nu tre cell­kemier i sin produktportfölj: ­litiumjon huvudsakligen för elbilar, natriumjon för energilager och litiummetalljon för flyg.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

STARTBLOCKET

Matchen hade redan börjat när Northvolt visade upp sin prototyp med Altris katodmaterial Produktionskapaciteten exploderar nästa år.

att lansera ett natriumjonbatteri. Ofta går de duktiga asiaterna – för de är skickliga – i spetsen, och så dyker vi upp flera år senare.

Europa har bra forskning och småföretagande inom batteriområdet. Men Kina är ledande inom produktion.

Där finns idag minst sju bolag som bygger upp produktion av natriumjonbattericeller.

Zoolnasm kommer att ha en produktions­ kapacitet på 10 GWh natriumjonceller i augusti nästa år.

Innan årets slut finns en global tillverkningskapacitet på 10,4 GWh natriumjonbatteri­ celler. Ett år senare kommer kapaciteten att vara 73 GWh. Prognoserna levererades av BMI i september och grundas på annonserade planer.

Den planerade kapaciteten till år 2027 ligger kring 160 GWh. Det är fortfarande lite i S LU T M Å L E T är 20 GWh för fabriken, som jämförelse med förra årets litiumjoncellspro- byggs vid floden Yangtze i Guangde i Anhui. duktion på 1 600 GWh. På platsen bygger företaget även kapacitet Men Peter Carlsson säger att möjlig­heten för tillverkning av 10 GWh batterisystem på finns att natriumjonceller redan om tio år samma kemi. är lika viktiga för Northvolt som den litium­ Batterijätten CATL annonserade sin första jonproduktion som Northvolt bygger idag. generation natriumjonceller i juli 2021. Före­ Företaget är långt ifrån först att satsa på taget ska ha 5 GWh produktionskapacitet klar ­natriumjonceller. innan årets slut. Batterierna sätts i bilen Chery – Äntligen! utropade Uppsala­batteri­pro­ Icar, som ska finnas för försäljning i år. fes­sorn Kristina Edström efter nyheten om BYD (i samarbete med Huaihai) bygger en natriumjoncellfabrik med en planerad Northvolts natriumjonkemi. kapacitet på 30 GWh. Ingen tidsplan – Vi var en hel grupp som jublade. har presenterats ännu. Budgeten ligÄntligen är Europa med i matchen. ger 27.09.23 på 15 miljarder kronor.

– Vi är nu med på samma tids697233-mouser-210x148-selection-in-stock-swedish.pdf 1 14:07 Natriumjon är en intressant kemi skala som asiaterna, hoppas jag, med

KÄLLA: BENCHMARK MINERALS INTELLIGENCE

Asien ligger före Europa Planerad global produktion av natriumjonceller.

för stationära batterilager, men både CATL och BYD har fordon bland sina första til�lämpningar. Småbilen Seagull som finns idag för 115 000 kronor i en 38 kWh-version med LFP-batterier, kommer att släppas i en natriumjonversion med ett batteri på 30 kWh. Också Northvolt anger e-mobilitet som tillämpning för natriumjon, vid sidan av batterilager.

I E U R O PA F I N N S utöver Northvolt ytterligare ett företag som bygger natriumjonproduktion – franska Tiamat. Cellen har andra egenskaper än Northvolts cell.

– De kompletterar varandra, säger Kristina Edström.

Tiamat kommer att ha produktion i Kina.

– Hoppas att Northvolt kan ha natriumjonbatteriproduktionen i Sverige.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Bredaste utbudet av elektronikkomponenter™ I lager och klart för leverans

mouser.se

STARTBLOCKET

Inission tar hjälp av norsk komponentdatabas I fjol startade kontraktstillverkaren Inission ett nytt affärs­ område för elektronikutveckling kallat Inission Innovate.

Nu inleds ett samarbete med norska Dynamic Precision och dess komponentdatabas Notefied.

Allt började för 25 år sedan när Anders G Johansen behövde uppgifter om elektronikkomponenter i sitt arbete.

– Försvarsindustrin var relativt drivande.

Han är idag delägare och försäljningschef for tjänster på Dynamic Precision.

Därifrån har databasen sedan vuxit till någonstans mellan 120 000 och 150 000 aktiva komponenter.

På vägen har en hel del hänt. År 2006 köpte kontraktstillverkaren Note verksamheten, som så småningom inkluderade fabriken i Oslo utöver databasen. 2011 såldes databasen tillbaka till Anders G Johansen (med stöd från andra) med 26 anställda, system, licenser och kundrelationer i Norge och Sverige. 2016 sålde Note även den förlusttyngda fabriken i Oslo med 40 anställda. Och i fjol köpte Note det norska företagets fabrik i Herrljunga.

Idag har Dynamic Precision ungefär 35 anställda i Norge, runt 50 i Polen och 3 i Stockholm. De sistnämnda sysslar med caddning av avancerade mönsterkort, medan fabriken och elektronikutvecklingen

finns i Norge. Kontoret i Gdansk arbetar främst med Notefied, hårdvarukonstruktion, caddning, mekanikkonstruktion och komponentteknik, livscykel- och riskberäkning, MTBF och miljödatainsamling på komponentnivå samt ITsupport för Notefied.

– Databasen används internt för många ändamål men de flesta av användarna är kunder som vi har ett nära samarbete med.

A B B (globalt) är en central användare, Kongsberg-gruppen i Norge (försvar, undervatten, marin, rymd) är några exempel bland många andra. Förutom Norge och Sverige finns det användare i USA, Tyskland, Brasil, Kina och Danmark.

– Inission är det första EMSföretaget som vi samarbetar med och där vi får möjligheter att utvecklas ännu mer i Sverige.

Notefied går att koppla till cadverktyg från Altium och Cadence (Orcad och Allegro) och innehåller mängder av data för varje komponent.

– Förr var det bara vanliga parametrar när man valde komponent till konstruktionen, det var inte så mycket leveranspro-

blem och annat, säger Anders G Johansen.

Idag är läget ett helt annat.

Vi har genomlevt en pandemi med allvarliga leveransstörningar, konstruktörerna förväntas göra livscykelanalyser, riskanalyser och fundera på hur elektroniken ska bli grönare och mer cirkulär. De måste förhålla sig till Rohs, Reach och konflikmineraler liksom IPC-klassificeringar och andra krav från EU och and­ ra marknadssegment. De måste ta koldioxidavtryck och digitala produktpass i beaktande.

Notefied kan också hålla reda på både tillverkarens och kundens artikelnummer.

Listan är långt ifrån komplett.

– Konsekvensen när man ska välja en enkel komponent som en resistor är så mycket högre idag eftersom det är så mycket du ska har med dig.

Det är här som Notefied vill

hjälpa till. Databasen innehåller många av de uppgifter som kan avgöra valet av en komponent och som också behövs när man i detalj ska redovisa vad kortet innehåller. Dessutom har databasen skattningar på exempelvis sannolikheten för att få en falsk komponent när man väl kommit till produktionsstadiet.

– Det är tanken med Notefied, att du inte bara får en symbol och footprint utan mycket mer.

Det är kunderna som bestämmer vilka nya komponenter som ska adderas.

– Vi bygger symbol, footprint och mekanik. Adderar metadata.

Vi gör det på 24 till 48 timmar beroende på arbetsbelastning.

Dessutom sker en kontinuerlig uppdatering av existerande komponenter i databasen när något förändras.

PER HENRICSSON per@etn.se

Volvos ägare väljer Nios batteribytesteknik Geely kommer att använda samma teknik för batteribyte som Nio efter att ha gått med i Nios batterbytesallians.

Tidigare i november gick även kinesiska Changan med i nybildade alliansen. Nio försöker få med ännu fler.

Alliansen vill inte bara se gemensamma format utan även gemensamma batterimackar, gemensam batterihantering samt gemensam forskning och utveckling av celler, laddning och batteribyte.

Samarbetet gäller både privatbilar och kommersiella fordon.

6

Geely har fram till nu utvecklat sin batteribytesteknik i samarbete med Lifan Technology i det gemensamma bolaget Livan Automotive. Geelys batterimacksoperatör heter Yiyi Power (tidigare E-Energee).

Nio är känt för att försöka sprida snabba batteribyten – ett

alternativ till snabbladdning – även i Europa. I Sverige finns snart åtta Nio-batterimackar. I Kina har Nio 2163 batterimackar och 1995 snabbladdmackar och ett antal destinationsladdstationer.

Geely Holding äger märkena Volvo, Polestar, Zeekr, Lynk &

Co, Livan, Geometry, Proton, Lotus, London EV, Ouling och Farizon. Det är även en liten delägare i Aston Martin.

Geely är den fjärde största biltillverkaren på den kinesiska marknaden med en andel på 6,4 procent hittills i år, efter BYD, FAW-Volkswagen och ­Changan. Inom segmentet elbilar hade Geely samma placering på samma marknad med en andel på 5,8 procent.

Företaget har 80 000 anställda och ägs av entreprenören Li Shufu.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

DC 01-22.000.L1

När hastighet och precision betyder allt Kontakter i det nya CONNEXIS sortimentet: Perfekt optimerade för automatiserad produktion Phoenix Contacts nya crimpbaserade kretskortskontakter förenklar och snabbar upp automatiserade produktionsprocesser. Olika delningar, design och kontaktytor möjliggör olika tillämpningar inom t.ex. robotproduktion, hissteknik eller energilagring.

Beställ ditt varuprov och hitta ytterligare information här: phoenixcontact.com/connexis

STARTBLOCKET

Läs nya agendan!

Förslag: 30 miljarder till EU:s batteriekosystem Tre miljarder euro från EU:s innovationsfond ska stimulera unionens ekosystem för batterier och elfordon. Det är EU-kommissionens förslag.

År 2036 ska den svenska elektronikindustrin vara ledande i den gröna omställningen. Vägen dit stakas ut i en ny agenda framtagen av forskningsinstitutet Rise på uppdrag av innovations­ programmet Smartare ­elektroniksystem.

– Den blir en jätteviktig del för oss när vi ska trycka på mot regeringskansliet och regeringsbeslut och vid policypåverkan, säger Anna Wibom i samband med att Agendan lanserades den 4 december.

D E T H A R G ÅT T T I O Å R sedan den förra agendan togs fram inför starten av Vinnovas innovations­ satsning. Den bidrog starkt till att elektronik, via Smartare elektroniksystem, blev ett av de sjutton innovationsprogram som Vinnova, Formas och Energimyndigheten satsade på.

Forskningsinstitutet Rise har tagit avstamp i den förra agendan och andra rapporter men också intervjuat ett fyrtiotal personer och genomfört tre workshops för att förstå hur industri och akademi ser på elektronikområdet idag och vad de önskar sig fram till 2036.

Totalt har över 160 personer lämnat synpunkter.

Materialet har kondenserats till en ny agenda på sexton sidor som redan innan den var helt klar har använts för att lobba in elektroniken i det kommande innovationsprogrammet – ­Impact Innovation. Hur framgångsrikt det arbetet varit visar sig nästa år när Vinnova bestämmer vilket tre, fyra, fem program som får finansiering.

Mycket känns igen i den nya agendan samtidigt som den konstaterar att branschen hunnit växa rejält sedan 2013 och att omvärlden delvis förändrats.

PA N D E M I N i kombination med

den ökande spänningen mellan USA och Kina har visat på sårbarheten i försörjningskedjorna vilket lett till att outsourcing bytts mot nearsourcing. En del av tillverkningen flyttar från

8

Asien till Europa och Sverige för att stärka resiliensen och för att det är lättare att ta steget från prototyp till volym när avståndet mellan utvecklare och tillverkare är kortare.

En annan förändring är AI, som för ett decennium sedan var förbehållet forskarvärlden – idag går det att hitta AI-lösningar även i mycket resursbegränsade styrkretsar.

Miljön i kombination med den cirkulära ekonomin har också blivit centrala begrepp för alla verksamheter.

E N S A K S O M K Ä N N S I G E N från den första agendan är frågan om kompetensförsörjning. Här har visserligen Smartare elektronik­ system bidragit till att ta fram så kallade NTA-lådor för mellanstadiet, experimentlådor som ska väcka barnens nyfikenhet och få dem att välja tekniska utbildningar när de blir äldre.

Men det behövs en nationell strategi och handlingsplan för att säkra kompetensförsörjningen. Dessutom börjar många av professorerna bli till åren, även här krävs en strategi för en föryngring.

När det kommer till spetsområden är de i princip desamma som senast. Agendan lyfter dock fram kraftelektronik och tillverkning som två tänkbara kandidater till ett kompetenscentrum inom EU-programmet Chips JU. Även fotonik nämns som ett styrkeområde liksom tryckt elektronik, snabb kommunikation, nanoelektronik och elektronikkonstruktion.

PER HENRICSSON per@etn.se

Northvolt med flera företag har kommit till med hjälp av EUstöd. Nu förslår EU-kommissionen att nya pengar ska anslås.

Kommissionen motiverar det med att batteriekosystemet behöver extrastöd efter att ha drabbats av pandemi, Ukrainakrig och konkurrens från frikostiga subventioner från andra länder – läs Kina och USA. USA:s subventionsprogram IRA, har varit så frikostigt att det KRÖNIKA

fått aktörer att lägga europeiska projekt på is för att istället gräva guld i USA. Kommissionen vill att stödet ska gå till ”hållbar” batteriproduktion. EU har som målsättning att producera batterier med världens lägsta sociala och miljömässiga fotavtryck.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Pristagarna Priyanka Shinde och Martin Dahl med varsin check på 10 000 kr.

Hej alla SER-vänner!

S Å Ä R D E T D AG S att börja avrunda 2023. För SER har det varit en spännande avslutning och vi ser med framförsikt på det ­kommande året.

N U I N O V E M B E R hade vi nöjet att vara på KTH för vårt höstmöte. Först gav Peter Roos oss en inblick i utvecklingen av fusionskraft – vad är status och vad händer de närmaste 20 åren?

Vi är ju i en brytpunkt där vi kan producera fusionskraft, men där det inte finns kommersiella lösningar. ­Novatron jobbar på just denna ­sista biten och det ska bli ­spännande att följa hur det går.

S E D A N H A D E V I Ä R A N att få dela ut två SER Prize, till Priyanka Shinde och Martin Dahl. ­Priyanka redovisade sin doktorsavhandling från KTH inom Energihandel och integrering av hållbar energi och Martin från Linköpings tekniska högskola berättade om

sitt examensarbete inom trådlös kommunikation i svåra miljöer.

Två värdiga SER Prize vinnare!

Alla tre föredragen finns som vanligt tillgängliga för alla SER:s medlemmar via vår hemsida.

VA D G Ä L L E R E U R E L så letar vi fortfarande kandidater till Young ­Engineers Panel och snart ­kommer inbjudan till IMC (International Management Cup) att skickas ut. Håll utkik på vår hemsida.

S Å V I L L V I PÅ S E R Ö N S K A E R A L L A

en god jul och ett gott nytt år, så ses vi 2024!

Å styrelsens vägnar HANS NILSSON Ordförande SER

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

PÅLITLIGA ANSLUTNINGAR FÖR FÖRSVAR OCH SÄKERHET

ODU säkerställer en pålitlig överföring av kraft, data, signaler, RF/koax och fiberoptik Robusta ODU AMC®-anslutningar till radioutrustning, kameror, GPS, datorer, batterier, etc.

Expanderad Beam-fiberkablar på kabeltrumman för snabb installation Standard- eller specialversioner, även enligt MIL 38999 Hitta rätt lösning på www.odu-connectors.com/sv/ find-your-product , eller kontakta oss på sales@odu.se

www.odu.se

EU:s PATENTLAGSTIFTNING

Telekomindustrin och bil Ericsson varnar för majoritetens tyranni Telekomjätten Ericsson anser att EU:s förslag till reglering av standardessentiella patent (SEP) otillbörligt gynnar licenstagarna. I sitt svar till den svenska regeringen skriver företaget att det finns en betydande risk för ”majoritetens tyranni” när antalet användare (licens­ tagare) vida överstiger antalet uppfinnare (patentägare).

– Det är bara en handfull företag i världen som utvecklar teknik för kommunikationsstandarder som 5G och Ericsson är en av de största. Ju mer kommersiellt framgångsrika vi är desto fler vill då köpa SEP-licenser för att bygga egna 5G-produkter. Ericsson vill då att licenstagarna ska betala en licensavgift som står i paritet till det ekonomiska värdet som licensen ger till licenstagaren. Vi anser att det system för licensavgifter som idag tillämpas (FRAND) är rimligt för både patentägare och licenstagare, säger

Monica Magnusson som är chef för patentfrågor på Ericsson.

Enligt EU-kommissionen har Ericsson och Nokia tillsammans cirka 80 procent av Europas SEP. I kommissionens förslag ingår ingen kommunikationsstandard. Lagstiftningen ska gälla nya standarder som ännu inte är beslutade, som 6G. Men förslaget ger kommissionen möjlighet att lyfta in även befintliga standarder som 4G, 5G och andra standarder.

– Om du bygger en pool i din trädgård så kan jag hitta en majoritet som vill bada där gratis. Men det är naturligtvis inte rättvist att göra så, säger Monica Magnusson.

EU-kommissionen har gjort en analys om vilka EU-länder som kommer att tjäna på att införa den föreslagna patentlag­stiftningen.

Vinnare är då Tysk­land, Frankrike och Italien. Sven­s­ka branschexperter bedömer att även andra EU-länder med stark bilindustri sannolikt kommer att stödja

EU-kommissionens förslag, till exempel Spanien och Tjeckien.

Analysen visar dessutom att Finland, Sverige och Luxemburg är förlorare.

Beslut om den nya regleringen kräver att minst 55 procent av rösterna i Ministerrådet röstar för förslaget. Det motsvarar minst 15 länder vars befolkning utgör minst 65 procent av EU:s totala befolkning.

– Både Sverige och Finland är kritiska till EU-kommissionens förslag till ny reglering kring SEP och vi har framfört synpunkter utifrån liknande perspektiv, säger Petter Söderbäck, rättssakkunnig inom patentområdet på justitiedepartementet.

Ericssons huvudpunkter: 1. EU-kommissionens förslag bygger inte vidare på den licensieringsmodell som tillämpats under lång tid. Istället föreslås radikala förändringar som kommer att få långtgående negativa

konsekvenser för den globala standardiseringen och EU:s roll i denna.

2. EU-förslaget innebär att EUIPO (EU:s immaterialrättsmyndighet) ska få en central roll. Det gäller till exempel att registrera SEP, pröva om det finns underlag för ett SEP och delta i processen för att bestämma FRAND-villkor. Ericsson bedömer att EUIPO sannolikt inte har kapacitet att klara sitt uppdrag.

3. Det är oklart om förslaget är förenligt med EU:s stadga och EU:s skyldigheter enligt WTO:s TRIPS-avtal. För att EU ska kunna fortsätta vara ledande inom standardutveckling borde företagen få ökade incitament.

EU-förslaget riskerar istället försämra förutsättningarna för EU-företag, jämfört med företag baserade i andra delar av världen.

4. De föreslagna åtgärderna är ineffektiva och leder inte till de åsyftade målen.

Vårt grannland i öst vill se ändringar Finland säger inte nej till EU-kommissionens förslag till patentreglering men vill ändra lagförslaget på några mycket viktiga punkter.

Det nya regelverket ska enbart omfatta standarder som ännu inte är beslutade, till exempel 6G. Det ska inte gå att lyfta in befintliga standarder som Wifi, 4G och 5G. Kravet på obligatorisk förlikning vid förhandling om FRAND-villkor ska tas bort.

Finland vill inte oskäligt begränsa SEP-innehavarnas rätt till domstolsprövning av FRANDvillkor. Landet bedömer också att de uppsatta målen kan uppnås med en lättare reglering för FRAND-bestämning…

– Finland räknar inte med att EU kan fatta slutligt beslut om den nya regleringen 2024. Det kan ta länge innan beslutet om den nya patentregleringen blir klart. Det är svårt att förutse när vi kan bli klara, säger Tanja Müller, specialsakkunnig på arbets-

10

och näringsministeriet i Finland.

Hur snabbt den politiska processen kommer till avslut beror till stor del på hur de länder som håller ordförandeposten i Ministerrådet prioriterar saken.

Belgien är ordförandeland första halvåret 2024. Ungern har ansvaret under andra halvåret 2024.

Tanja Müller och en ­annan tjänsteman representerar Finland i EU:s ministerråd vid förhandlingarna om den nya regleringen.

Finland har beslutat om sitt mål med förhandlingarna gentemot EU:s ministerråd och Europaparlamentet nu i höst.

Den finska regeringen fattade beslut i september och Finlands Riksdag, Stora Utskottet, fattade beslut i november. Dokumenten med dessa beslut är offentliga vilket innebär att vi har en tydlig bild av vad Finland vill uppnå.

Sverige publicerar inte lika detaljerade beslut om sin förhandlingsstrategi.

Finland har förslag på ändringar i regleringen på många

punkter. I denna text koncentrerar vi oss på huvudpunkterna samt på den politiska processen.

Den finska regeringen bedömer att det finns en rättslig grund för att införa den nya regleringen. Både Europaparlamentet och Ministerrådet har ansvar för att upprätta ny reglering som syftar till att upprätta den inre marknaden och få den att fungera. EU-kommissionens förslag syftar i detta fall till att säkerställa en effektiv licensiering av standardessentiella patent.

Beslut om det nya regelverket fattas med kvalificerad majoritet av Ministerrådet tillsammans med Europaparlamentet enligt EU:s lagstiftningsordning.

– För beslut krävs att minst 55 procent av rösterna i Ministerrådet röstar för förslaget. Det motsvarar minst15 länder vars befolkning utgör minst 65 procent av EU:s totala befolkning, säger Tanja Müller.

För Finland blir det omfattan­

de konsekvenser om lagförslaget införs i sin helhet, Enligt EUkommissionens konsekvensbedömning äger Nokia idag cirka 50 procent av Europas befintliga SEP. Den finska rege­ringen hänvisar till EU-kommissionens analys som anger att det framför allt är europeiska företag som får fördelar av den nya regleringen.

Alla medlemsländer i EU utom Finland, Sverige och Luxemburg gynnas av förslaget.

75 procent av nettofördelarna av den föreslagna SEP-regleringen går till tyska, italienska och franska företag. Merparten av kostnaderna drabbar innehavare av SEP som finns utanför EU. Finska Riksdagens Stora Utskott redovisar att SEP-innehavare som Nokia sannolikt får minskade licensintäkter. Detta kan få negativa effekter för Nokias forskning och utveckling. Nokias licensinkomster motsvarar en tredjedel av finansieringen av Nokia FoU, skriver Stora Utskottet.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

EU:s PATENTLAGSTIFTNING

l industrin i storstrid

Bättre villkor på Huaweis patent EU:s nya patentreglering låter europeiska företag köpa SEP-licenser av kinesiska SEP-ägare på bättre villkor, bedömer Scania. Det blir betydelsefullt eftersom Huawei har flest patent för 5G.

BILD: MIDJOURNEY

Volvo vill se mer långtgående rättigheter Lastbils- och ­busstillverkaren AB Volvo vill förstärka EUkommissionens förslag till ny patentreglering för EU-länderna. Företaget vill att EU:s SEP-reglering inte bara ska omfatta kommande standarder utan också Wifi, 4G och 5G.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

bestämma en FRAND-nivå skall kunna ske.

– Ett exempel på reglering som ger alltför stora risker för avbrott i processen utgörs av artikel 47, där en FRAND-process kan avbrytas av en parallell process vid annan domstol, även om den inte specifikt avser en FRAND bestämning, säger Ekström.

Volvo hoppas att avgiftsnivåer för bestämning av FRAND och sammanlagd royalty sätts så att systemet gynnar bestämning av dessa värden, vilka processer delvis skulle kunna finansieras av registreringskostnaden. På detta sätt skulle man få ett motiv till självreglering där SEP-ägare själva sorterar bort ogiltiga och icke essentiella patent som i dag finns registrerade som essentiella, menar Volvo.

– Tillgång till publik information kring FRAND, sammanlagd royalty och essentialitet som genomförts av ett oberoende organ skapar tillit till systemet och kommer därigenom gynna samtliga aktörer, säger Nils Ekström.

GÖTE ANDERSSON gote@etn.se

11

REGERINGSKANSLIET

– Essentialitetskontroll samt bestämningar av FRAND-nivå och sammanlagd royalty ska göras tillgänglig för SEPlicenstagare för dessa centralt viktiga standarder, säger Nils Ekström, på Volvo Group.

Företaget vill att även nuvarande standarder ska falla under regleringen redan från start. Volvo understryker vidare att det är viktigt att licenstagarna får en från SEP-innehavare oberoende rätt att ta initiativ och begära sammanlagd royaltybestämning för en hel standard.

Volvo föreslår vidare ändringar i de föreslagna paragraferna så att detta krav kan garanteras gentemot SEP-licenstagarna.

– Eftersom transparens gene-

rellt gynnar marknadskrafter, kommer en sammanlagd royaltybestämning för en hel standard utförd av EUIPO att gagna alla intressenter, både SEP-havare och SEP-licenstagare, säger Nils Ekström.

Volvo vill också att kommissionen via konkurrenslagstiftning, eller via denna reglering, tillser att SEP-innehavare blir skyldiga att licensiera till alla villiga licenstagare, oavsett deras position i värdekedjan.

SEP-innehavare ska inte kunna vägra sälja licenser till fordonsindustrins underleverantörer, vilket kan förekomma idag, enligt AB Volvo och Scania.

Volvo vill också att kommissionen ger klartecken till att SEP-licenstagare får bilda licensförhandlingsgrupper för att på så sätt reducera transaktionskostnader för att bestämma FRAND-värde på en given patentportfölj.

Volvo vill även ha en ändrad formulering när det gäller i vilka fall avbrott av processen för att

– Europeiska företag har bara 15 procent av alla SEP för 5G. Om EU-kommissionens förslag till patentreglering införs i EU så ger det nya möjligheter för licens­ tagare i EU. Företag från till exempel Kina eller USA som vill sälja sina SEP-licenser i Europa måste följa den reglering som gäller i EU. Detta är en fördel för SEP-licenstagare i EU, som till exempel fordons- och IoTindustrin som idag behöver köpa licenser för 5G. Detta kommer att balansera dagens system som kraftigt gynnar SEP-havare gentemot licenstagarna. Vi får ökad transparens och förutsägbarhet för prissättning och licensvillkor för licenstagarna, vilket gynnar europeisk industris konkurrens­ kraft och i slutändan även konsumenterna, säger Christer Falk, IPR-ansvarig på Scania.

Vad säger svenska justitiedepartementet? De deltar i förhandlingarna om EU:s förslag till ny patentreglering.

– De globala aspekterna finns med i diskussionerna om en ny reglering och visar hur komplex frågan är. Vi vet inte hur andra aktörer väljer att agera om EU inför ett ensidigt regelverk och hur det skulle påverka EU:s konkurrenskraft och innovationsklimatet här liksom förhållandena för europeiska företag i andra regioner. Det här är svåra frågor som måste övervägas ordentligt, svarar Petter Söderbäck, rättssakkunnig inom patentområdet på Justitiedepartementet.

PROCESSORER I RYMDEN

Ny ägare öppnar nya möjligheter för svenska rymdprocessorn Göteborgsföretaget Frontgrade Gaisler är tämligen okänt på hemmaplan men räknas till världseliten i sin specialiserade nisch: processorer som tål att användas i rymden.

G

rundat 2001 av ­Chalmersingenjören Jirí Gaisler, tillsammans med bland andra nuvarande vd:n Sandi ­Habinc, har Gaisler numera drygt 65 anställda och levererar processorer, IP-block och utvecklingsverktyg till rymd­ industrin i Europa och Nordamerika.

Vid årsskiftet 2022/23 bytte Gaisler ägare från amerikanska Cobham till Frontgrade Technologies, en affär som innebär nya möjligheter förklarar Sandi Habinc i en skriftlig intervju med Elektroniktidningen.

– Förvärvet innebär en möjlighet för oss att leverera mervärde till våra kunder. Frontgrade Technologies kan allokera resurser till innovation och utveckling av spetsteknologi, med Gaisler som en av företagets huvudaktörer. Under Frontgrade har vi möjlighet till större satsningar och högre flexibilitet, vilket möjliggör utveckling som stämmer med vår vision om framtiden för elektronik i rymden.

Var finns nästa stora utmaning när det gäller elektronik i rymden? Och hur ­arbetar Gaisler för att möta den?

– Efterfrågan på beräkningskraft till rymdmissioner ökar stadigt, bland annat för att hantera nya och mer avancerade algoritmer för dataanalys, kommunikation och navigering. Det gör det nödvändigt att hitta nya tekniker för att minska prestandagapet till jordbundna system. Gaisler arbetar därför tillsammans med andra europeiska företag på att göra avancerade kiselnoder (företaget siktar på 12 nm eller mindre) tillräckligt pålitliga för att de ska kunna användas i rymden.

Ni erbjuder både IP-block och ­fysiska kretsar, och dessutom en mängd ­verktyg – vilka är kunderna för de olika ­kategorierna? Och hur ser balansen ut mellan kundspecifik nyutveckling och allmän produktutveckling?

– En och samma kund kan fråga efter kund­ anpassade lösningar för ett visst projekt och

12

Gaisler erbjuder även utvecklingskort. Just detta, GR740 Mini, är bestyckat med LEON4FT, en fyrkärnig Sparc-processor.

Mikrokontroller med en LEON3FT-kärna, en feltolerant version av Gaislers Sparcprocessor LEON3.

samtidigt vara intresserad av standardprodukter. Gaislers strategi är därför att balansera kundanpassad och generell produktutveckling. Vid utveckling av ett IP-block ser vi oss själva som den första och viktigaste kunden, i och med att blocket kommer att integreras i Gaislers produkter. Samtidigt vet vi att även våra behov kommer att förändras, vilket understryker vikten av att behålla en flexibilitet – och detta blir i sin tur ett värde för de av våra kunder som efterfrågar väldigt specifika lösningar.

Vad har samarbetet med European Space Agency (ESA) betytt?

– Samarbetet med ESA har haft stor betydelse

för att driva Gaisler framåt. Det har inneburit värdefulla insikter, möjliggjort tekniska framsteg och stärkt Gaislers position som en nyckelspelare i rymdbranschen. Vårt partnerskap har varit till nytta för båda parter och bidragit till tillväxt och framgångar på båda håll.

Om vi ser på svensk rymdteknikindustri generellt, är den eller har den ­möjlighet att bli en viktig exportindustri?

Hur står den sig jämfört med övriga länder i Europa?

– Sverige har redan en framstående ställning som exportör, både till Europa och globalt.

High-tech-produkter som Gaislers processoELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Den europeiska rymdstyrelsen ESA har beställt GR765 från Gaisler, en åttakärnig processor som fortfarande är under utveckling.

rer spelar en viktig roll för att främja ett självförsörjande Europa, och är också nödvändiga för att kunna genomföra rymdmissioner.

Vidare erbjuder Rymdstyrelsen både ekonomiskt och annat stöd för teknikutveckling, vilket skapar en miljö där industrin kan växa och vara konkurrenskraftig.

Gaisler stödjer åtminstone tre realtidsOS utöver Linux – RTEMS, VxWorks och ­Zephyr. Ungefär hur fördelar sig ­kunderna över dessa operativsystem?

Vilka växer och vilka sjunker undan?

– Fördelningen av kunder mellan operativsystemen varierar beroende på preferenser och projektkrav. Alla tre har en etablerad kundbas idag, men vår väg framåt är att anpassa våra produkter om och när kundkraven förändras, vilket innebär att vi behöver kunna integrera med flera realtidsoperativsystem.

Gaisler arbetar med många öppna ­teknologier, från Sparc och Risc-V till RTEMS och Zephyr. Är det ett mål för er att också ge tillbaka till dessa projekt i form av förbättringar och nyutveckling?

– Absolut. Vårt mål är inte bara att dra nytta av befintlig öppen teknik utan vi vill också bidra med förbättringar och utveckla det gemensamma ekosystemet på ett sätt som gynnar hela industrin. Till exempel distribueras vårt IP-bibliotek och många av våra utvecklingsverktyg som öppen källkod.

Elektroniktidningen skrev om den ­kommande processorn GR765 för ganska precis ett år sedan, vad är status i dag?

– Gaislers ingenjörer har lagt ner mycket arbete på GR765 och vi räknar med en tapeout nästa år. Parallellt har vi arbetat med att utveckla programvarustödet, med målet att kunna leverera en komplett och pålitlig

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

­ rodukt som våra kunder kan integrera i sina p lösningar.

Kan du säga något om era närmaste planer?

– Frontgrade Gaisler har idag fler än 65 anställda, majoriteten i Göteborg men vi har också kollegor i Spanien, Tyskland och Frankrike som arbetar på distans. Omsättningen 2022 var ungefär 200 miljoner kronor, en ökning på mer än 45 procent jämfört med året innan. Vi planerar att fortsätta växa, med fokus på Risc-V-processorer samt strålningshärdiga komponenter för rymd.

Gaisler erbjuder två egenutvecklade processorfamiljer, dels Sparc-processorn Leon som har funnits med sedan starten 2001 och nu är inne på den femte generationen, dels nytillskottet Noel Vsom är en Risc-V-processor.

Processorerna har använts i projekt som ESA:s Solar Orbiter och NASA:s DART där man lät en rymdsond krascha in i en asteroid för att rubba den ur kurs. Även NASA:s kommande teleskop Nancy Grace Roman Space Telescope använder Gaisler-processorer.

LENNART BONNEVIER lennart@etn.se

FAKTA

Så skyddas elektronik mot farlig strålning Det mest uppenbara problemet med att skicka ut elektronik i rymden är att du inte kommer åt att laga den om någonting går sönder. Redundans och feltole­rans är alltså ett måste. Den kärva miljön ställer också en del speciella krav på elektroniken, som måste tåla till exempel vakuum, extrema temperaturer och snabba temperatur­ förändringar liksom kosmisk strålning.

Vid designen kan man till ­exempel lägga in extra guard-element som har till uppgift att fånga upp och mildra strålningsinducerade ström­ stötar. Interleavade minnen, där bitar som hör till samma minnesadress sprids ut på flera fysiska minneskretsar, minskar risken att en enstaka händelse ska orsaka multipla bitfel på samma adress – enkla bitfel går ofta att korrigera vid utläsning, men det är svårare och därmed också dyrare för multipla fel.

Felkorrigerande minnen med paritetsbitar fångar upp, och i vissa fall även korrigerar, oväntade bitfel. Till exempel använder Gaislers systemkrets GR740 ett 8+1-schema (8 databitar + 1 paritetsbit) för L1-cachen närmast processorn som gör det möjligt att upptäcka enstaka bitfel men inte korrigera. På nästa nivå, L2-

cachen, används ett mer komplicerat schema 32+7 som kan korrigera enstaka bitfel och upptäcka dubbla.

Valet av tillverkningsprocess har också betydelse. Kisel-på-isolator (SOI), där ett tunt isolerande lager placeras mellan kiselsubstratet och transistorerna, ökar kretsens förmåga att motstå kosmisk strålning. För att återkomma till Gaisler så använder de en process från ST Microelectronics som döpts till Fully Depleted SOI. T R I P P E L R E D U N D A N S är en välkänd metod att uppnå redundans på systemnivå: tre identiska system kör samma styralgoritm parallellt och ”röstar” om vilken åtgärd som ska vidtas. Så länge alla tre är överens rullar det på, men om en av dem råkar ut för ett bitfel och levererar ett felaktigt svar – eller inget svar alls – röstas den ner av de två andra. Samma princip kan til�lämpas på lägre nivå, för exempelvis processorregister eller minnesceller, och då med röstning och korrigering implementerad i hårdvara.

All denna stryktålighet och feltolerans kostar givetvis, i form av lägre prestanda och högre energiförbruk­ning jämfört med jordbundna kretsar, men det är det pris man får betala för att kunna skicka ut datorer i rymden.

LB

13

FORDONSELEKTRONIK

Remotive Labs ger kodarna bättre verktyg Malmöbolaget Remotive Labs säljer utvecklingsverktyg för fordonsmjukvara till en bransch som ofta inte är helt up-to-date på verktygsfronten.

F

ör att direkt adressera elefanten i rummet: stora delar av bilindustrin använder inte moderna verktyg och processer för att utveckla sin mjukvara.

Kraven och komplexiteten fortsätter öka, men tillverkarnas verktyg släpar efter. ­Fortfarande klarar exempelvis de flesta bilar inte av att uppdatera sin programvara över nätet, vilket alla mobiler kan. Istället krävs ett fysiskt besök på en verkstad. Och som konsekvens kör bilflottan runt med olika versioner av programvaran.

Remotive Labs ser en chans att bryta sig in med en utvecklingsplattform som stöder tidiga integrationstest, kollaboration, hög kodabstraktion, virtuella komponenter – och så vidare på en checklista över vad som är standard i IT-världen.

AG I L E Ä R E T T AV NYC K E LO R D E N .

Remotives verktyg ska stödja en utvecklingsprocess som är flexibel och snabbt kan leverera på nya krav från en kund som kontinuerligt kan återkoppla på den senaste releasen av mjukvaran.

Historien om Remotive började med att grundaren hamnade i fordonsbranschen efter att ha jobbat på Ericsson. Han kände direkt att han tvingades ta ett

14

steg tillbaka när det gällde verktygsmognad.

Han började experimentera med vad som var möjligt att göra på en friare plattform, kopplade in sig på Can-bussen och gjorde demonstrationer i garaget.

– Den var enkla grejor, som att styra ratten med Pythonkod.

Ingen rocket science, berättar Aleksandar Filipov, teknikchef och grundare.

– Det är inte vi som gör de coola sakerna.

Men han insåg att han skulle kunna öppna dörren för andra att göra coola saker.

Han vände verktygsproblemet till en möjlighet och grundade Remotive. Där utvecklas de sak­ nade verktygen med biltillverkare och deras partners som målgrupp.

D E N F Ö R R A A R B E T S G I VA R E N gav sin välsignelse och är både finansiär och kund sedan tre år. Den ville själv inte bli verktygsleverantör, därför avknoppningen.

Den största usp:en, lockbetet, är att Remotive kan ge biltillverkaren tillbaka ägandet över sin kod. Idag ligger ägandet oftast hos komponentleveratören eftersom det som beställs när system ska utvecklas är kod för specifika komponenter.

– Du äger inte IP:et i bilen utan det är det Bosch och Valeo

som gör, säger Remotives vd Per Sigurdson.

Bilar kallas ju ”datorer på hjul”, definierade av sin mjukvara, så biltill­ verkarna borde vara in­tres­serade. Och det är de, enligt Remotive, som pekar på de utvecklingsavdelningar som startats på stora biltillverkare.

– De vill ta kontrollen över sitt fordon, få hem ägandeskapet. De vill insourca det som de tidigare lämnat till leverantörer. Och vi kan ge dem vettiga verktyg för detta, säger Aleksandar Filipov.

En av möjligheterna Remotive öppnar är att utveckla algoritmer på en abstraktare nivå än den maskinnära kod för specifik hårdvara som beställs idag.

Vilket i sin tur ger nästa stora usp, vad Remotive kallar att ­”demokratisera” utvecklingen.

Abstraktionen bjuder in en ny flock programmerare att kunna delta i utvecklingen – de som inte har specifik kunskap om fordonssystem och deras hårdvara.

– Vilken mjukvaruutvecklare som helst kan utveckla mot fordon. Man behöver inte ha en bakgrund inom fordon, säger Aleksandar Filipov.

– Det här ger biljättarna större möjligheter att rekrytera vem de vill.

D E M O K R AT I S E R I N G E N syns även i stödet för programspråk. Här finns inte bara det metallsmakande C/C++ utan även nyare språk som det koncisa Python, det interaktiva Javascript och det robusta Rust.

Alla komponenter, från sätes­ värmare till självkörning, kan implementeras som virtuella

Remotives plattform använder standardverktyg på Linux.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

FORDONSELEKTRONIK Remotive Broker heter spindeln i nätet för allt från protypning och datalogg till kollaboration och test.

Mer kod utvecklas i prototypstadiet, hos biltillverkaren.

”Det är enkelt att skapa prototyper som beter sig som den fysiska färdiga produkten kommer att göra” komponenter innan det finns hårdvara.

– Vi har en ­utvecklingsmiljö där du kan implementera virtuella ECU:er (embedded control units). Du kan tidigt köra en mjuk version av bilen, säger Aleksandar Filipov.

– Det är enkelt att skapa prototyper som beter sig som den fysiska färdiga produkten kommer att göra.

Det går att samköra kompletta system där vissa komponenter är virtuella ECU:er och andra fysisk hårdvara.

Det betyder att det går att samutveckla mjukvara och hårdvara.

Det går att ändra ­specifikationen och det går fortlöpande att

släppa nya releaser med nya funktioner eller uppdateringar – som kan testas och valideras allteftersom de dyker upp.

AT T D E T G Å R AT T T E S TA det kompletta systemet tidigt i utvecklingsprocessen är en kontrast mot klassisk utveckling där detta måste vänta tills alla komponenter är klara – det kallas för ett big-bangtest när all hårdvara kopplas in på en gång.

Med virtualiserbara komponenter löper utvecklingen mer friktionsfritt. Ett tomt fysiskt batteri avbryter ett systemtest med fysiska komponenter, medan ett tomt virtuellt batteri kan fejka att det är fullt.

Det går att blanda virtuella och fysiska ECU:er i samma systemtest.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Spindeln i nätet är företagets komponent kallad Remotive Broker. Den knyter ihop alla komponenter och översätter till fordonsbussarna Lin, Can, Flexray och Ethernet.

Alla komponenter kan prata med varandra. Plattformen bygger på Linux och standardteknik som Dockercontainrar och fjärranrop, där Googles GRPC används.

– Vi har paketerat saker som finns och gjort dem tillgängliga, berättar Aleksandar Filipov.

Friheten i modellen gör det enklare att experimentera med fordonsmjukvara. Här kommer demokratiseringen till sin rätt – en datorspelsprogrammerare utan fordonskunskaper kan koppla en cyberhjälm mot bilens gränssnitt och utforska mixed reality. Eller styra bilen via en Xbox-controller.

KO M P O N E N T E R hämtar in sensor­ data och instrumentdata från bussen och lägger ut sina egna kommandon och data för styrning.

Remotive har en molnbaserad plattform, Remotive Cloud, vilket betyder att utvecklarna inte behöver sitta på samma plats eller lagra sina kodkomponenter lokalt. Grupper av utvecklare från biltillverkare och underleve­ rantörer kan samarbeta om att utveckla.

Det finns en fri demoinloggning om du vill testa. Där kan du bland annat leka med bussdata tankad från en Tesla. Signalering kan nämligen spelas in och lagras i databas och därefter spelas upp.

Det betyder att du kan testa system och komponenter virtuellt men mot verkliga kördata.

Remotive söker kunder över hela fordonsvärlden – USA, Europa, Asien. En av kunderna är en stor nordamerikansk biltillverkare och Remotive är i full färd med att bygga en komplett virtuell modell av en av dess fordonsplattformar, inklusive stöd för det kollaborativa verktyget.

R E M OT I V E H A R E LVA anställda i Malmö. Det är en bit från Sveriges fordonsscentrum Göteborg, vilket ger något av ett symboliskt mentalt avstånd till de traditionella sätten att arbeta på.

Teknikchefen och grundaren Aleksandar Filipov har bland annat ett förflutet på Volvo Cars och på Ericsson Embedded. Och på IT-konsultgruppen Jayway, vilket han har gemensamt med vd Per Sigurdson – det är så de känner varandra. Per Sigurdson har tidigare bland annat varit på Ikea med ansvar för utvecklingen av dess smarta hemteknik.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

15

TEMA: MEDICINTEKNIK

N

ycteas p ­ atentskyddade teknik används i läke­medelsproduktion i det steg då ett framodlat läkemedel ska renas från biprodukter. Företaget har hittat ett sätt att plocka bort biprodukterna via elektronik istället för kemi.

Det är resurssnålare och borde resultera i billigare läkemedel.

Bioläkemedel produceras i processer som typiskt även skapar proteiner som måste tas bort. Det sker genom att kemikalier som binder biprodukterna adderas till lösningen – se faktaruta.

Nycteas teknik är mer hållbar. Inga kemikalier förbrukas. Som tumregel går det idag åt tio ton material för varje kilo läkemedel som tillverkas. Företagets teknik ger industriella kunder ökad out­put – högre utbyte av samma input.

Annan teknik för kromato­grafi – som teknik för att separera molekyler generellt kallas – kan visserligen återanvändas, men slängs ofta efter bara en användning. I industrin finns en trend att använda engångsmaterial i allt större utsträckning.

– Vi vill utmana normen om single use, säger grundaren Gustav Ferrand-Drake del Castillo, doktor på Chalmers i teknisk ytkemi.

Konkurrenter har tidigare jobbat med polymercoating som styrs av elektriska signaler.

– Men ingen har kunnat göra en coating som klarar att binda och släppa proteiner ­upprepade gånger utan att tappa den förmågan.

I och med att vattenåtgången sänks dramatiskt – med 60 pro­cent – blir det möjligt att produ­cera läkemedel på orter där rent vatten är en bristvara. Det vill säga även i fattigare länder, ett problem som uppmärksammades när coronavaccinen skulle produceras.

NYC T E A S A N D R A G R U N D A R E är hans tidigare handledare Andreas Dahlin, forskare i nanoteknik.

– Det var vi som upptäckte tekniken under mina doktorsstudier.

Gustav Ferrand-Drake del Castillo insåg att det fanns många användningsområden inom bioteknik. Rening var en lågt hängande frukt.

– Det var något vi kunde lansera för forskning och utveckling redan idag.

Nyctea har redan kunder både bland läkemedelsbolag och forskare. Men det handlar inte om volymproduktion av läkemedel i ett såhär tidigt stadium – tre år – utan den används för forskning och utveckling.

Illustration: Nycteas elektroder fångar och frisätter virus som används i gen­ terapi, en av Nycteas aktiva tillämpningar för rening.

– Det finns ett stort intresse från industri och akademi. Några av världens största processleverantörer är våra kunder, liksom några av världens största läkemedelsföretag.

P R O D U K T E N A N VÄ N D S bland annat för att tillverka nya sorters läkemedel. En smidig detalj är att den kan pluggas in i existerande maskiner.

– Alla biotekniker som har en standard­ apparat för rening kan testa produkten.

Produkten är en kolonn med ett 3Dprintat hölje i plast som innehåller elektroder och elektronikdosa. Den kopplas in i en

Billigare, hållbarare läkeme Chalmersavknopparen Nyctea behöver inga kemikalier för att rena bioläkemedel.

Och 60 procent av vattenbehovet försvinner.

16

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

TEMA: MEDICINTEKNIK kromatografiapparat. En dator styr reningen i kolonnen.

Om högst ett par år hoppas Nyctea ha ­skalat upp tekniken till volymproduktion.

Läkemedel tillverkas i volymer om tiotals ton.

– Idag ligger våra kolonner på en milliliter.

De som vi tävlar med är flera tusen liter stora.

Kommer ni att kunna skala upp?

– Ja! Det är skalbart. Vi håller på med ut­ vecklingsprojekt för det. Det finns hinder, men inga som är principiella.

Företaget består idag av sju personer, inklusive en exjobbare som testar produkten.

Utvecklingsarbetet kräver material­vetare och kemister. Styrningen kräver elektronik och mjukvara. En nyckelkompetens är att belägga elektroder med coating. En del kompetens kring bioteknik bidrar kunderna med.

AT T T RYC K A N E R kostnaderna är avgörande.

Där passar Gustav Ferrand-Drake del Castillo på att göra en efterlysning till Elektroniktidningens läsare, som utgör en annan grupp av fackfolk än de han vanligen möter.

– Vi behöver billiga elektroder som kan utföra elektrolys! Om era läsare har billiga elektroder vill vi gärna träffa dem.

Ett annat projekt är kvalificering för de produktsäkerhetskrav som gäller i läke­ medels­bran­schen.

Nyctea har just säkrat sin största order hittills. Planen för nästa år är att leverera den och kanske få uppföljningsbeställningar.

– Utmaningen nu är att växa och nå ut med tekniken till så många som möjligt. Mycket hänger på hur snabbt läkemedelsindustrin väljer att anamma ny teknik.

– Det är en utmaning att vinna över dem, att övertyga de konservativa att satsa på något nytt.

Där har pandemin varit en ringklocka – den har fått läkemedelsföretag att se en poäng med att kunna jobba snabbare.

Hur stort kan detta bli?

– Tekniken är tillämpbar på alla biologiska läkemedel – antikroppar, genetiskt material, genterapi, vaccin, peptider – allt som är av biologiskt ursprung, vilket gäller en jättestor andel av den globala marknaden för läkemedel.

Det finns fler tänkbara tillämpningsområden. Det som Gustav Ferrand-Drake del Castillo tänkte på allra först var drug delivery – att frigöra medicin i kroppen på rätt plats och i rätt dos.

Från vänster: Oliver Olsson, Maria Kyriakidou, Hanna Tranchell och Gustav Ferrand-Drake del Castillo.

– Det vore en jättestor utmaning. Elektroniska piller som utsöndras när man behöver.

Det skulle vara en betydligt svårare produkt att utveckla.

– Men jag skulle gärna vilja få en chans att bygga det i framtiden.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

del med elektronisk rening FAKTA

Så fungerar det Nyctea befinner sig i gränssnittet mellan elektronik och kemi, även kallat elektrokemi. Elektrokemi handlar om hur kemiska processer kan styras med hjälp av elektriska signaler.

Företaget skapar ytor täckta med långa laddade trådliknande molekyler. Polymerytor som dessa kallas för polyelektrolytborstar och kan växla mellan att vara laddade och neutrala. Vanligtvis växlar man tillståndet från laddat till neutralt genom att ändra pH-värdet på vattenlösningen som polymerborsten befinner sig i.

Genom att använda en elektriskt ledande yta kan Nyctea styra laddningen av polymerborsten med hjälp av elektriska signaler.

Det frigör joner (H+ och OH-) vilket ändrar pH-värdet nära elektrodens yta.

Tidigare har ingen lyckats skapa en polymerborste som klarar av elektrokemiska signaler som ändrar pH på ytan lokalt utan att lossna från den. Genom att skapa en stark kemisk bindning till elektroden har Nyctea skapat den första återanvändningsbara elektroresponsiva polyelektrolytborsten.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Nyctea tillämpar sina ­elektroder för att rena fram biologiska läke­­medel. Idag produceras ­bio­lo­giska läkemedel av levande cellkulturer i bioreaktorer. Pro­duk­tions­­pro­ cessen skapar en slurry som inne­håller läkemedlet tillsammans med oönskade biprodukter från cellerna.

Läkemedlet renas fram genom att bindas in på ytor, pärlor eller filter, som beläggs med skräddar­ sydda molekyler. Läkemedels­ molekylerna binder hårt och kemikalier krävs för att få dom att lossna.

Kemikalierna kontaminerar produkten och kräver efterbehandling och upprepade sköljningar med stora mängder ultrarent vatten. Dessutom kan kemikalierna orsaka degradering av produkten vilket sänker utbytet och ökar produktionskostnaden.

Nycteas lösning är att använda polyelektrolytborstar anpassade till att vara specifika för läkemedlet, och helt ersätta kemikalierna med hjälp av elektrolys. Resultatet är en skonsam rening av läkemedlet som höjer utbytet, sänker vattenkonsumtionen och eliminerar kemikalieanvändningen.

NYCTEA

17

TEMA: MEDICINTEKNIK

Revolution för behandling Blodsockergivarna har på några få år för­ ändrat många diabetikers liv. Det är en typ av biosensorer som bärs på kroppen och som följer blodsocker­nivåerna kontinuerligt.

– Tekniken betyder extremt mycket. Den hjälper till i vardagen med att hålla jämna blodsockernivåer, vilket är avgörande för personer med diabetes, säger Svenska diabetesförbundets talesperson Petra Rizvi.

I korthet sätter användarna på sig en liten givare så att blodsockernivåerna kan följas kontinuerligt med en avläsningsenhet.

Patienten kan själv vidta åtgärder för att höja eller sänka sina glukosvärden. Mätvärdena rapporteras dessutom oftast direkt till de vårdteam som följer upp patienten. Eller så kan föräldrar på distans övervaka blodsockernivåerna hos ett barn.

För den diabetessjuke är alternativet till kontinuerlig mätning av blodsocker (CGM, Continous Glucose Measurement) självtest med testremsor. Det kräver att man sticker sig och placerar en bloddroppe på en testremsa ansluten till en avläsningsenhet. Även om tekniken har blivit enklare och snabbare så är det rätt omständligt. Och även om man

testar sig tio gånger per dag så går det aldrig att följa svängningarna lika bra som vid kontinuerlig blodsockermätning.

CGM-tekniken började användas kliniskt redan 1999. Men under de senaste åren har den tagit stora steg framåt och blivit tillgänglig för många. Samtidigt påpekar Petra Rizvi att frågan om vem som ska få sensorer utskrivna av sjukvården är mycket aktuell. Idag är det vanligt att personer med diabetes typ 1 använder kontinuerlig blodsockermätning.

Men även en del typ 2-diabetiker har tillgång till CGM. T YP 1 - D I A B E T I K E R saknar egen produktion av insulin och behöver få tillförsel av hormonet med injektioner med insulinpenna eller med en insulinpump. När det gäller diabetes typ 2 så finns flera orsaker till sjukdomen. Den kan bero på att kroppen inte kan producera hela den mängd av insulin som behövs. Det kan också vara så att vävnaderna i kroppen saknar förmågan att utnyttja det

insulin som finns tillgängligt.

Diabetes typ 2 behandlas i första hand med olika läkemedel. Men även insulin används.

För en diabetiker är målsättningen att blodsockret hela tiden ligger inom ett rekommenderat intervall. För att inte riskera allvarliga följdsjukdomar som drabbar exempelvis ögon, njurar och hjärta får inte genomsnittsvärdet ligga för högt. Samtidigt får det inte heller sjunka för lågt.

Då inträffar en känning, vilket i bästa fall är obehagligt. Går det för långt riskerar man medvetslöshet, något som kan vara fatalt.

I S I T T D AG L I G A L I V reglerar diabetikern blodsockret med insulin (sänker blodsockret), kroppslig aktivitet (sänker blodsockret) och kolhydrater (höjer blodsockret).

Petra Rizvi menar att betydligt fler diabetessjuka än idag borde få möjlighet att använda blodsockergivare och att bedömningen ska vara likartad över landet. Den medicinska nyttan med kontinuerlig blodsockermätning är väl dokumenterad i vetenskap­liga studier menar hon.

En omdiskuterad fråga är möjligheten att styra insulinpumpar med mätvärdena från givarna,

ofta kallat ”closed loop”. Begreppet syftar på en sluten reglerkrets där mätsignalen, alltså den uppmätta blodsockernivån, bestämmer styrsignalen, alltså mängden insulin. Många diabetiker använder en insulinpump.

Pumpen doserar insulin genom en nål som sitter i underhuden.

Den förprogrammeras ofta, samtidigt som användaren själv väljer hur stort det extra tillskottet vid måltider ska vara.

D E T F I N N S Ä N N U inte något godkänt system som självständigt reglerar insulintillförseln endast med hjälp av mätvärden från blodsockergivaren. Det finns däremot åtminstone en lösning som är godkänd av myndigheterna och som använder automatiskt styrda basdoser av insulin i kombination med manuell inställning av måltidsdoser. Det är ett så kallat hybridsystem.

Det har också vuxit fram användargrupper som hjälper varandra att bygga egna closed loop-system. Systemen kopplar samman givarna för blodsocker och insulinpumpar av olika fabrikat. Lösningarna byggs ihop med styrprogramvara och olika typer av gränssnitt. Systemen används endast för eget bruk.

KTH-forskning bakom en ny blodsockersensor

Mikronålarna från Sensible är inte mer än någon mm långa.

FOTO: SENSIBLE

18

I början av 2024 sker de första kliniska testerna av den nya sensorn på ett sjukhus i Nederländerna. Det blir ett mindre försök med 10–15 deltagare.

Det får sedan en efterföljare i slutet av året, med mer än 150 deltagare.

Det större försöket genomförs för att uppfylla de regulatoriska kraven för den här typen av medicinteknisk utrustning.

Om de kliniska testerna blir framgångsrika hoppas företaget att de första blodsockergivarna av den här typen blir tillgängliga i slutet av 2025 eller början av 2026.

En nyckelteknik i Sensibles givare är Federico Ribets utveckling av så kallade mikronålar. Under 2020 doktorerade han på avdelningen för mikro- och nanosystem på KTH med en avhandling om utveckling av miniatyriserade givare för kontinuerlig mätning av blodsocker (CGM).

Sensibles givare kommer att använda samma biokemiska reaktion för att mäta blodsocker som de

givare som finns på marknaden idag, det vill säga glukosoxidas-metoden som presenteras här intill.

Givarna kommer också i övrigt att ha liknande funktioner och livslängd som de givare som finns idag. Det innebär bland annat att kommunikationen med omgivningen sker trådlöst med hjälp av Bluetooth.

Sensible har som uttalad målsättning att ta fram ett givarsystem med ett öppet kommunikationsprotokoll.

Det innebär bland annat att det kommer att vara enkelt att ansluta insulinpumpar av olika fabrikat till givarna.

Den stora skillnaden är emeller­ tid att elektroderna kommer att bestå av en enda mikronål som är mindre än 1 mm. Mätningarna av blodsocker kommer därmed att ske i läderhuden som är rik på små blodkärl, kapillärer. Enligt Federico Ribet finns det flera fördelar med att göra mätningarna i läderhuden framför att göra dem i underhuden,

FOTO: SENSIBLE

Det nederländska företaget Sensible är på väg att utveckla en givare för kontinuerlig mätning av blodsocker. Den använder en teknik med så kal�lade mikro­nålar som utvecklats på KTH i Stockholm av Federico Ribet. Han är idag forskningschef på företaget.

Federico Ribet doktorerade på av­delningen på mikro- och ­nano­system på KTH med en avhandling om ­miniatyriserade givare.

subkutant, som idag Framför allt innebär det att eftersläpningen, latensen, av värdena blir kortare. Han uppger att den är mellan 5 och 10 min om man mäter i läderhuden, jämfört med den aktu-

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

TEMA: MEDICINTEKNIK

av diabetes Det finns omkring 500 000 diabetiker i Sverige enligt Diabetesförbundet. Omkring 40 000 till 50 000 av dem har diabetes typ 1. År 2030 förväntas folksjukdomen att beröra omkring 500 miljoner av världens befolkning.

Utvecklingen av givare för kontinuerlig blodsockermätning har pågått i åtminstone 30 år.

1999 godkände den amerikanska läkemedelsmyndigheten FDA den första givaren för blodsocker, att användas under överinseende av sjukvårdspersonal. 2004 blev det första systemet tillgängligt för privat bruk. Året efter hade alla de tre medicinteknikföretagen Abbott, Dexcom och Medtronic tagit fram var sin givare.

G I VA R N A BYG G E R PÅ en gemensam och väl beprövad biosensor­ teknik. De utnyttjar att glukos i blodet oxideras med hjälp av enzymet glukosoxidas, samma princip som används i remsor för egentester av blodsocker. Givarna är försedda med en 6–7 mm lång elektrod som förs in i underhuden. Reaktionen mellan glukos i blodet och enzymet leder till att spänningen över elektroden förändras, vilket registreras av elektroniken i givaren.

Ett problem med den första generationen av givare för blodglukos var att de inte var tillräckligt noggranna. Måttet som vanligen används i branschen är MARD (mean absolute relative difference). Givarnas mätvärden jämförs då med värden från en noggrann laboratorieutrustning.

D E N F Ö R S TA G E N E R AT I O N E N av sensorer hade ett MARD-mått på mellan 12 och 17 procent.

Det ansågs vara för högt för att man skulle våga basera ­någon ­medicinsk behandling på dem.

Särskilt med tanke på att test­ remsor för självkontroll har en MARD på mellan 5 och 10 procent, enligt en artikel i MDPI Electronics.

Dessutom var livslängden på den första generationen av givare inte längre än tre till fem dagar. En tredje nackdel var att de behövde kalibreras upp till två gånger om dagen. Vilket görs med hjälp av testremsor.

Efterhand har precisionen och livslängden hos givarna blivit bättre. MARD ligger idag strax under 10 procent på flera av systemen. Livslängden på givarna är upp till 14 dagar. Fortfarande behöver en del blodsockergivare kalibreras, för andra har det

Hon läser ut blodsockervärdet.

FOTO: FATCAMERA/ISTOCKPHOTO

KÄLLOR MDPI Electronics, G. Cappon m fl: Wearable Continous ­Glucose Monitoring Sensors: A Revolution in Diabetes Treatment. D ­ iabetes & Metabolism Journal, G. Cappon m fl: Continous Glucose Monitoring Sensors for Diabetes Management: A Review of Technologies and Applications.

momentet avskaffats.

Utvecklingen av tekniken för att mäta blodsocker fortsätter att vara intensiv. Vid sidan av biosensorerna utvecklas flera optiska givare. Det amerikanska företaget Senseonics har visat en blodsockergivare avsedd att

opereras in under huden och som har en livslängd på 90 dagar.

Givaren utnyttjar fluorescens.

Nackdelen här är det kirurgiska ingreppet, som även om det är litet behöver göras fyra gånger om året. ÅT E R KO M M A N D E RYK T E N säger att elektronikjätten Apple är en annan optisk metod på spåren. Den kräver varken operation eller ens det minsta lilla stick i armen. Här handlar det om att förse Apple Watch med laserteknik och använda Ramanspridning för att mäta blodsockernivåerna.

MATS UDIKAS mats@etn.se

Klockbatteri och 16-bitars processor håller igång mätningarna ella glukosnivån i blodet.

Dessutom blir placeringen av mikronålen mer förutsebar, eftersom den alltid kommer att hamna i läderhuden. En längre elektrod för subkutant bruk hamnar av nödvändighet antingen i fettvävnaden eller i muskelvävnaden, beroende på patientens kroppsbyggnad. Det ger en osäkerhet i mätningen på grund av lokala inhomogeniteter, menar han.

Federico Ribet hävdar också att givare med de minimala mikromekaniska elektroderna lättare kommer att accepteras av användarna.

Det kommer att innebära en bredare tillämpning av tekniken.

Miniatyriseringen av komponenten gör också att man kan minska tillverkningskostnaderna betydligt. Sensible siktar på en halverad månadskostnad jämfört med dagens CGM-givare. Det betyder också att nya patientgrupper kan få tillgång till tekniken. MU

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Vi har tagit bort höljet på en blodsockergivare för att se vad som finns innanför. Då visar sig ett litet mönsterkort med omkring 15 komponenter, bland annat en 16-bitars en-chipsprocessor från Texas Instruments och ett klockbatteri på 27 mAh. Abbots givarenhet Freestyle Libre 2 för kontinuerlig blodsockermätning är inte större än 30 mm i diameter och väger knappt 3 gram.

Höjden är cirka 5 mm. Givaren har en självhäftande baksida och fästs på användarens överarm med en specialanpassad applikator. Givaren används i 14 dagar innan den ska bytas mot en ny.

Innanför kapslingen finns ett litet runt kretskort med omkring 15 komponenter. Elektrodmontaget är placerat i centrumhålet och är borttaget på bilden. Elektroden är omkring 6–7 mm lång i ett flexibelt material och utnyttjar en biokemisk

Kretskortet till blodsocker­givaren.

FOTO: MATS UDIKAS

reaktion för att mäta blodsocker.

Den förs in under samma moment som sensorn sätts på plats med en applikator.

Mätdatainsamling och kommu­ nikation sker med en transponder­ krets med inbyggd processor.

Videobloggaren Lightnthings har

identifierat kretsen med hjälp av benkonfigurationen på kapseln, mönsterkortet och datablad från Texas Instruments. Transponderkretsen är byggd kring 16-bitars processorkärnan MSP 430 och är försedd bland annat med en 14-­bitars AD-omvandlare.

Givaren kommunicerar med omvärlden med både NFC och Bluetooth. Transponderkretsen med mikroprocessor är den största elektronikkomponenten på kortet.

Intill processorn sitter en temperaturgivare i gulaktigt flexmaterial som registrerar givarens omgivningstemperatur. Följer man sedan kortet medurs runt centrumhålet kommer man till kontaktpunkterna för elektrodmontaget.

Ett vanligt klockbatteri svarar för strömförsörjningen. Det är ett silveroxidbatteri på 1,55V och kapacitet på 27 mAh. Det är tillräckligt för att hålla i gång blodsockergivaren under de 14 dagar den är igång. MU

19

TEMA: MEDICINTEKNIK

Låt den ena av de två speglar som skapar en laserkavitet dubblera som mikrofonmembran, då blir ljusvåglängden ett mått på ljudets frekvens.

Lösningen har potential att bli lika bra som det mänskliga örat och håller på att kommersialiseras av det Härnösands­ baserade uppstartsbolaget Lumiary.

Mikrofonen som är lika – Med lika bra som det mänskliga örat menar vi 0 dB(A) SPL självbrus, 20 kHz bandbredd och 130 dB SPL overload point. Det existerar inga sådana mikrofoner idag, inte ens studiomikrofoner, säger Per Grön som grundade bolaget i april 2022 och arbetar med bolagets första anställda, Andreas Lundström.

Idén fick han några år tidigare när han arbetade som programmerare på Google i Zürich.

– Jag lekte med lasersensorer och försökte göra en elgitarrpickup när jag upptäckte tekniken som vi jobbar med nu.

F Ö R R A VÅ R E N flyttade han till Härnösand och började arbeta heltid med mikrofonen. Nyligen

20

fick företaget en miljon kronor i stöd av Vinnova för att ta fram en prototyp som ska vara klar sommaren 2024.

– Jag har själv investerat mer än så redan, men mina pengar räckte inte till att ta fram en färdig prototyp. Jag är jätteglad för Vinnovapengarna, annars hade vi kanske behövt lägga ned.

Företaget letar inte aktivt efter mer kapital just nu, fokus ligger på göra klar prototypen.

– Med prototypen kommer vi att kunna visa tekniken för potentiella kunder och välja vilken sorts mikrofon vi ska göra först. Det skulle kunna bli till exempel en mätmikrofon eller en mikrofon för inspelning av klassisk musik.

På längre sikt är ambitionen att göra mikrofoner för konsumentelektronik baserade på mikromekanik. Men miniatyrisering och massproduktion kräver stora investeringar.

– Jag känner till tre startups som gör det: Sensibel, Vesper och Soundskrit. De har alla behövt mer än 150 miljoner kronor i investering för att ta fram sin första produkt. Vi kommer att börja med dyrare och större modeller för att inte behöva så mycket pengar för att komma igång.

E X A K T VA R P R I S E T kan tänkas hamna är för tidigt att säga.

– Jag tror att vi kommer att sälja vår första produkt för cirka 25 000 kr, och sedan optimera våra produktionsmetoder för att sänka kostnaderna.

Den mest uppenbara fördelen med tekniken är lägre brus. I vissa användningsområden är det direkt användbart, till exempel för inspelning av orkestrar där mikrofonerna är placerade på förhållandevis stort avstånd, men det går också att designa system som byter lågt brus mot andra fördelar, till exempel mer riktad upptagning. Det är användbart till exempel för ljud för TV och film.

M I K R O F O N E N PA S S A R också olika typer av säkerhetstillämpningar.

– Med 20 dB lägre brus kan du höra en punktkälla som en drönare tio gånger längre bort.

Att höra ljud på håll är också användbart för övervakning av havsbotten, exempelvis kablar, säger Per Grön.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

TEMA: MEDICINTEKNIK SÅ HÄR FUNGERAR DET . . .

Mäter frekvens, inte amplitud Lumiary arbetar med en ny patentsökt mätteknik som bolaget kallar för kromometri.

– Vi har i efterhand hittat ett par gamla vetenskapliga artiklar där de testat något liknande, men de lyckades inte få det att fungera särskilt bra för de missade viktiga detaljer som krävs för att få bra prestanda. Jag vet inte att någon annan bygger sensorer av den här typen, säger Per Grön.

Det vanliga i mikromekaniska mikrofoner är att använda två plattor som etsats fram och sedan mäta kapacitansen mellan dessa.

Tekniken används i bland annat mobiltelefoner och smarta hög­ talare men har ett antal nackdelar.

För att få så stor kapacitans som möjligt behöver plattorna vara nära varandra, men det skapar ett luftmotstånd som dämpar membranrörelser. Detta motstånd orsakar ett temperaturberoende mekaniskt brus som uppstår på samma sätt som termiskt brus i elektroniska resistorer.

ANDREAS LUNDSTRÖM

Experiment med olika parametrar i tillverknings­ processen av mikrofonen.

bra som örat höra kommandon om man är en bit bort, till exempel i rummet intill. Brus är också ett stort problem för hörapparater, säger Per Grön.

Miniatyriserade Mems-mikrofoner är den typ av mikrofon där tekniken har störst potential.

– Det finns många olika användningsområden där Mems-­ mikrofoner är ­begränsade av brus. Mikrofonbrus gör så att röststyrd elektronik har svårt att

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

D E T F Ö R S TA M A N tappar med nedsatt hörsel är förmågan att uppfatta var ljud kommer från och att sortera bort bakgrundsljud från andra riktningar.

– Eftersom de mikrofoner som används i hörapparater idag har ungefär 20 dB mer brus än ett friskt öra kan de aldrig fullt kompensera för en nedsatt hörsel.

Med vår mikrofon kommer användare av hörapparater kunna höra vad som sägs i stökiga miljöer mycket bättre än idag.

PER HENRICSSON per@etn.se

F Ö R AT T M I N S K A luftmotståndet gör man hål i den platta som inte är membranet, men det sänker kapacitansen. För varje design finns ett optimalt antal hål att borra som balanserar det mekaniska bruset och det elektroniska bruset.

– Detta brus sätter en gräns för hur bra dagens mikrofoner kan bli, och det finns inget bra sätt att bli av med det i en kondensatormikrofon. I vår sensor har vi ingen andra kondensatorplatta så den bruskällan finns inte, säger Per Grön.

Mems-mikrofoner har dessutom problem med damm vilket leder till att plattorna med tiden inte kan röra sig helt fritt.

En alternativ lösning är att bara ha en platta och läsa ut rörelserna med laserljus och interferometri.

Det gör exempelvis det norska uppstartföretaget Sensibel som uppnår cirka 7 dB lägre brus än vanliga Mems-mikrofoner.

– Det är kromometrin som gör oss annorlunda. Vårt mål är 21 dB lägre brus än den bästa Memsmikrofonen som finns idag.

Hjärtat av Lumiarys mikrofon är en laser där en av speglarna i laserresonatorn utgör mikrofonmembranet. När mikrofonmembranet utsätts för ljud så ändras resonatorns längd vilket i sin tur modulerar laserns våglängd. Man kan därför se lasern som en FMsändare men med en bärfrekvens på 350 THz istället för cirka 100 MHz som används för vanlig rundradio.

Genom att mäta våglängden går det sedan att återskapa ljudet

i digital form. På grund av att laserljus har ett väldigt smalt spektrum, man kan se det som att färgen är väldigt ren, går det att detektera mycket små väglängdsförändringar, och därmed mycket svaga ljud.

Eftersom fotodioder som konverterar ljus till en elektrisk signal mäter ljusintensitet, inte färg, går det inte att mäta färgen direkt, utan färg måste kodas om till intensitet. Lumiary använder ett optiskt mikrochip med ett system av så kallade Mach-Zehnderinterferometrar för uppgiften.

– Det optiska chippet tar in laserljus med varierande färg och emitterar ett flertal signaler med varierande intensitet. Färgen kodas om till fas i flera olika kvadratursignaler. Vi har designat chippet så att vi kan använda flera AD-omvandlare av SAR-typ med låg upplösning istället för en enda omvandlare av Delta-Sigma-typ, säger Per Grön.

Lumiarys optiska mikrochip har två stora fördelar: För det första är de SAR-konverterare som används upp till 100 gånger mer strömsnåla än Delta-Sigma-­ konverterare för ljud. Den andra fördelen är att den lägre AD-­ konverterarupplösningen gör det möjligt att använda mycket svagare laserljus utan att begränsas av optiskt skottbrus.

– Vi kan konvertera den frekvensmodulerade signalen från lasern med över 130 dB omfång med bara en halv milliwatt laserljus. Med interferometri skulle det behövas mer än 50 mW, orealistiskt starkt för en miniatyriserad mikrofon.

I D E T S I S TA S T E G E T bearbetas utsignalerna från AD-omvandlaren till en digital representation av ljudet. I den befintliga uppställning används en PC för uppgiften men planen är att byta ut den mot en FPGA vilket ger korta fördröjningar och låg effektförbrukning.

I framtiden hoppas företaget kunna utveckla andra typer av sensorer än mikrofoner.

– Kromometri är egentligen en allmän teknik för att mäta tiden det tar för ljus att röra sig en kort sträcka, upp till cirka en millimeter, med mycket hög upplösning, i storleksordningen 10-21 s. Det går att mäta många olika saker med kromometri, till exempel elektrisk spänning, acceleration eller rotation. Det går också att göra kemiska och biokemiska mätningar av gaser och vätskor. Det finns mycket kvar för Lumiary att utforska.

21

TEMA: MEDICINTEKNIK

PE R

R TA T

EX

Mikrovågsmultiplexer för automatiserad test av MRI-system IKEL

Pickerings lösning för Philips Healthcare blev en tjänst

N

ederländska Philips Healthcare ville uppdatera en mikrovågsmulti­ plexer (MUX) till sina testsystem för medicinska bildskannrar och sökte en partner som kunde jobba snabbt och som hade ingenjörsexpertis.

Testsystemet – en GPIB-styrd, multi­plexer (32:1) – användes för test av medicinsk bildbehandling och Philips hade haft den i många år. Den gick ur tiden och Philips var tvungen att snabbt finna ett alternativ.

Av Nick Hickford, Pickering Nick Hickford har över 40 års erfarenhet inom den elektroniska testindustrin. Under hans karriär har han hunnit med att vara säljchef mot Storbritannien, Irland och Norra Europa för tredjepartsförsäljning åt GenRad, Teradyne och Pickering Interfaces.

Nu arbetar han deltid för Pickering Interfaces på deras marknads­ avdelning.

Philips sökte en leverantör som kunde hantera både hårdvaru- och mjukvarudesign samt producera en enhet med samma kontakter på framsidan (BNC) på samma sätt som den befintliga multiplexern. Allt för att lätt kunna byta ut det gamla systemet till nytt.

Philips krav på testsystemet Magnetresonanstomografen (MRI) består av 32 olika spolar men datainsamlingen har endast en utgång – därav behovet av en rfmultiplexer.

Frekvensen är mindre än 1 MHz, men utmaningen är att inte förändra vågformen vid switchningen. Pickering var redan känt inom Philips Healthcare men hade inte exakt en sådan modul i sortimentet.

Philips hade i grunden två alternativ: • Kopiera den befintliga multiplexern och integrera Pickering-switchen • Designa och bygg ett helt nytt testsystem

SVENSKA ELEKTROOCH DATAINGENJÖRERS RIKSFÖRENING

22

Beslut togs för det första alternativet. Picke­ ring designade en ny switchmodul från grunden. Även om det andra alternativet hade inneburit lägre kostnad, skulle det ha tagit för lång tid att utveckla.

En utmaning med det valda tillvägagångssättet var dock att några av de redan existerande modulerna var svåra att replikera. När Pickering designade switchmodulen använde företaget 18 GHz-reläer för att säkerställa att signalintegriteten inte försämrades. Den nya designen inkluderade även LED-positionering som inte var tillgänglig på den ursprungliga switchen.

Resultat blev en multiplexer med 36 kanaler på ingången, fyra fler än ursprunget.

Detta för att möjliggöra framtida expansion.

Allt fick plats i en 2U hög kapsling, 1U mindre än enheten den ersatte.

Mjukvara utvecklades och utvärderades hos Philips med hjälp av Pickerings LXI-­ simuleringsverktyg (modell 60-901) med

Inte medlem? SER är intresseföreningen för yrkessamma. Vi är kontaktskapare mellan medlemmar och intressanta företag. SER arrangerar studiebesök, föredrag och seminarier med aktuellt fokus. I medlemskapet ingår även medlemstidningen Eloch Datateknik, Elektroniktidningen och Nordisk Energi.

LÄS MER HÄR!

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Philips Healthcare ATE med Pickerings LXI Microwave MUX.

den nya switchkonfigurationen.

Simulatorn påskyndade utvecklings- och integrationsprocessen genom att ge maskinvaruliknande feedback i realtid, vilket hjälpte ingenjörerna på Philips att utveckla och verifiera sin kod.

För att säkerställa att inga ytterligare ändringar behövdes på användarens LabVIEWapplikation, tillhandahöll Pickering korrekta versioner av drivrutinerna som integrerades i deras applikation.

Drivrutin, exempelprogram samt utbildning tillhandahölls av Pickering, allt för att säkerställa en smidig övergång. Hittills har fyra av de nya LXI-enheterna levererats till Philips Healthcare.

Nyckelfärdig LXI-mikrovågsswitch och undersystem Sedan samarbetet med Philips Healthcare har Pickering nu lanserat en tjänst för nyckel­ färdiga LXI-multiplexrar på mikrovågsområ-

det och levererar skräddarsydda lösningar som dessa. Kunder efterfrågar allt fler färdiga lösningar som är kompletta och går att köra med minimalt krångel och installationstid.

Systemen inkluderar switchar, Switch Path Manager-programvara för signaldirigering, en mjukvarubaserad frontpanel, kablar samt dokumentation och tre års garanti.

Typiskt erbjuds kompakta, rackmonterade multiplexrar, matriser baserade på en industristandard – oftast med LXI/Ethernetgränssnitt – designat och tillverkat av Picke­ ring. De finns med bandbredder från DC till 67 GHz @ 50 Ω, terminerat eller oterminerat (bandbredder upp till 2,5 GHz @ 75 Ω).

Pickering kan också förvandla en special­ anpassad design till en så kallad off-theshelf-produkt med support i mer än 15 år.

Pickering erbjuder även andra mikrovågskonfigurationer och utvecklar en rad ytterligare nyckelfärdiga system för andra öppna industristandarder som till exempel PXI. ■

MRI: Magnetresonanstomografi.

MUX: En multiplexer dirigerar signaler från olika källor.

ATE: Förkortning av ”automatiska test­ system”.

GPIB: En klassisk testbuss, General Purpose Interface Bus. LXI: Testprotokoll som lanserades 2005, LAN Extensions for Instrumentation.

PXI: PCI-baserad modulstandard för test, PCI Extensions for Instrumentation.

Medicalline Kontaktdon för potentialutjämning.

Petsäkra kontakter Ø1,5 mm, Ø2 mm och Ø6 mm.

Vi levererar kontakter för såväl rumsinstallation som för inbyggnad i medicinska apparater.

Polerna är märkta med symbol enl IEC 60417-5021 eller med gul/grön märkning. Kontakterna är testade av TÜV.

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

182x66_medical_2023.indd 1 ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

2023-11-27 11:02:47

23

TEMA: MEDICINTEKNIK

Geststyrning.

Skräddarsydda skärmar I en tid av avancerad medicinteknik spelar särskilda tilläggsmoduler en allt mer avgörande roll för högeffektiva diagnostiserings- och behandlingslösningar. För industrikunder i medicinteknikbranschen finns det idag en mängd komponenter och helhetslösningar som är anpassade efter de krav som medicintekniska apparater ställer.

Kraven innefattar förutom en säkrad leveranskedja även erforderlig dokumentation och certifiering, samt garanterad funktionssäkerhet i hanteringen och alla andra funktioner inom människa-maskin-interaktion (MMI) med pekfunktion.

Kvalitetssäkrade komponenter med spårbar leveranskedja Ett väletablerat nätverk av tillförlitliga leverantörer är basen för säkrad komponentkvalitet. Endast genom noggrant urval och regelbunden kontroll av leverantörerna kan den höga standarden som krävs inom medicinteknikbranschen hållas. Spårbarheten för alla komponenter i hela leveransprocessen är en central del av kvalitetshanteringssystemet: från införskaffandet av råmaterial till den slutgiltiga leveransen till industrikunderna. Omfattande provningsrapporter för tidiga mallar ger också extra kontrollmöjligheter i stickprovsform.

Teknologiska framsteg och anpassade lösningar Medicintekniska tilläggsmoduler vilka utvecklas internt av systemlösningsleverantörer som Data Modul representerar den aktuella tekniska standarden inom medicintekniken. Med moderna material, innovativa sensorteknologier och kraftfull datorkapacitet kan medicintekniska apparater snabbare ställa exakta diagnoser och tillhandahålla särskilda livräddande övervakningsfunktioner. Från högupplösta bildskärmar via datahantering till sömlös systemsamman-

24

Av Roland Wabro, Data Modul

Som produktchef i Specialised Division har Roland Wabro bidragit med sin expertis för att stödja medicinska kunder i fem år.

Hans fokus ligger på framgångsrik integration av sofistikerade och skräddarsydda gränssnitt mellan människa och maskin (HMI) och andra skräddarsydda lösningar för medicinska tillämpningar.

koppling tillhandahåller medicintekniska tilläggsmoduler ett omfattande utbud av tekniska funktioner som lyfter den medicintekniska försörjningen till en ny nivå. Tack vare det täta samarbetet med kunderna garanteras idag välanpassade lösningar enligt den högsta normen, ISO 13485, samt att patienternas behov tillgodoses.

När utvecklingen av komponenterna sker hos systemleverantören förenklas de iterativa processerna, med en rad fördelar som följd. Resultatet är praktisk design som enkelt kan integreras i olika medicinska miljöer. Komponenter kan därmed utformas optimalt efter individuell användarvänlighet, intuitiv användbarhet och ergonomisk design. Företag som Data Modul har dessutom egna utvecklingsavdelningar för bland annat materialforskning. Detta har resulterat i förenklad rengöring av höljen och högeffektiva hygienkoncept, vilket är viktigt just i medicinska miljöer, exempelvis för att minska risken för kontaminering och garantera patienternas och vårdpersonalens säkerhet.

Manövrera och visualisera – PCAPteknologi och användningsmöjligheter PCAP-teknologi (Projected Capacitive Touch) ger många fördelar för användning inom medicinska pekskärmar, bland annat: hög beröringskänslighet, exakta inmatningsmöjligheter och flerpunkts-pekfunktioner. Men när denna teknologi används i en medicinsk omgivning bör man observera några viktiga punkter: ”Vanliga” PCAP-

pekskärmar reagerar huvudsakligen på den mänskliga hudens elektriska ledningsförmåga och kan därför vara opålitliga om man har handskar eller fuktiga händer. Detta måste förebyggas – särskilt i medicinsk miljö, där man ofta måste ha handskar för att minska infektionsrisken. Med högkvalitativa peksensorer och controllers är det möjligt att manövrera med handskar och apparaterna tål föroreningar och fuktiga ytor, och de kan hanteras exakt och tillförlitligt även vid elektromagnetisk störning och elektrostatisk urladdning. Detta för att garantera felfri att apparaterna kan hanteras felfritt.

Minimera potentiella risker På medicintekniska pekskärmar innebär detta implementering av säkerhetsfunktioner som förhindrar felaktiga inmatningar eller oönskade åtgärder. Detta kan vara redundanta inmatningsteknologier, exempelvis dubbel beröringsdetektering, eller implementering av algoritmer för feldetektering

Force touch, tryckkänsla.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Hygieniskt ytskikt.

Haptik Funktionen ”haptisk återkoppling” ger särskilda fördelar inom medicinteknisk användning. Denna integrering sker uteslutande baserat på kundens utrustning, vilket möjliggör stora individuella lösningar och skräddarsydda anpassningar. Så väl virtuella reglage (till exempel slider, joystick osv.) som typ av manövrering, samt material och komponenter kan väljas exakt. Kombinationen av berörings- och kraftmätning minskar dessutom avsevärt ”Head-Down”-tiden.

Detta är särskilt viktigt när användarens blick är någon annanstans, till exempel vid operationer eller i intensivövervakning.

Force Integrering av Force Touch i medicintekniska pekskärmar öppnar för nya möjligheter i interaktionen med medicintekniska apparater.

Genom tryckkraften i beröringen kan ForceTouch-teknologier ge ytterligare en dimension till styrning och interaktion. Detta ger en differentierad manövrering, exempelvis genom användning av variabla trycksteg eller aktivering av specifika funktioner, baserade på tryckintensitet. Medicinsk MMI kan styras exaktare med Force Touch-funktioner, vilket är särskilt lämpligt vid fininställning eller vid manipulering av medicinska bilder eller medicinsk grafik. Dessutom kan

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Force Touch förbättra användarupplevelsen genom taktil återkoppling och därmed en verklig haptisk upplevelse. Förbättrad kontroll uppnås med ökad användarsäkerhet som följd. Integreringen av Force Touch i medicintekniska pekskärmar ger innovativa design/GUI-möjligheter för optimering av användarinteraktion och funktionalitet, och de medicintekniska apparaternas effektivitet förbättras ytterligare.

Styrning med gester Genom styrning med gester kan användaren av medicintekniska apparater på ett naturligt och intuitivt vis styra med handrörelser, fingerrörelser och till och med kroppsrörelser. Detta minskar behovet av fysiska knappar eller brytare och gör det möjligt för användarna att aktivera funktioner och snabbt och sömlöst söka i menyer eller förstora/ förminska bilder genom att enkelt flytta sina händer eller fingrar. Arbetsproceduren för den medicinska personalen blir enklare och inlärningskurvan för användning av nya apparater minskar bevisligen. Apparater kan manövreras utan beröring vilket är positivt ur hygiensynpunkt, och man kan undvika kontaminerade ytor. För införandet av styrning med gester – som på alla inmatningsfunktioner – krävs att användarna undervisas en gång. Sådan styrning ger den största hygiensäkerheten vid manövrering i hela den medicintekniska branschen.

Encoder/knapp ”Traditionella” inmatningsteknologier som folietangentbord, encoder-brytare och knappar används fortfarande, eftersom de visat sig vara ytterst tillförlitliga för medicintekniska apparater. Dessa beprövade teknologier ger en robust och långlivad användning som klarar de höga kraven inom den medicinska miljön. Encoder-brytare och knappar gör att användaren kan ställa

IKEL

och felkorrigering. Ergonomin spelar också en viktig roll i förebyggandet av eventuella mänskliga manövreringsfel som sker av misstag.

I specialfall, då produkten ingår i en mycket hög medicinriskklass och det därför ställs särskilda krav på funktionssäkerhet, krävs ytterligare åtgärder. Säkerhetsrelaterade parametrar kan ställas in och även fjärrövervakas.

Exempelvis tvåkanaliga signaler, vilket ger redundans och därmed minskar risken för enskilda störningar.

PE R

R TA T

för medicinteknik

EX

Haptisk återkoppling.

in para­metrar exakt och att styra dessa med vrid- eller tryckrörelser. Inmatningsmetoderna ger en haptisk återkoppling och möjliggör enkel och snabb anpassning av inställningar. Dessa teknologier är ”inlärda” och kan därför skötas intuitivt, vilket garanterar stabil och konsekvent effekt, som är lätt att integrera i arbetsflödet. ”Easyknob”-teknologi möjliggör integrering av vrid-tryck-knappar direkt i den kapacitiva pekskärmen (PCAP) och utan hål i täckglaset. Tack vare montering av ett fysiskt vrid-tryck-element på pekskärmen underlättas den exakta styrningen och anpassningen av parametrarna. Användaren kan vrida och trycka på knappen för att ställa in värden eller välja alternativ, samtidigt som den använder pekskärmen för annan interaktion.

Följden är intuitiv och effektiv manövrering, eftersom användaren får fördelarna med den taktila och den haptiska återkopplingen samtidigt som pekskärmen används.

Hygieniskt ytskikt på komponenterna Användning av antimikrobiella och antivirala ytor underlättar hygien- och infektionskontrollen. Genom applicering av särskilda beläggningar och material kan mikroorganism- och bakterie- eller virustillväxt på medicintekniska apparater och komponenter aktivt motverkas. Dessa specialutvecklade ytor hämmar förökningen av patogener och minskar avsevärt risken för korskontaminering. Ett hydrofobt skikt med sin vattenavvisande effekt minskar vidhäftning av vätskor som blod eller kroppsvätskor. Rengöring av apparaterna underlättas och risken för kontamineringar minskar. Integrering av antimikrobiella, antivirala och hydrofoba ytor bidrar till att förbättra hygienpraktikerna, ger ökad infektionskontroll och förlänger apparaternas livslängd, vilket ökar patientsäkerheten och behandlingskvaliteten.

■

25

TEMA: MEDICINTEKNIK

Behöver din wearable ha Av Andrew Burt, Analog Devices

EX

Andrew Burt, Digital Healthcare, Analog Devices fokuserar på affärs­ utveckling för företagets hälsovårdsprodukter som inkluderar sensorer, AFE:er, optiska moduler och algoritmer. Han studerade elektroteknik och elektronik vid Oxford Brookes University.

ER

M

Fotopletysmografi (PPG) Hjärtfrekvens och syremättnad mäts med en optisk teknik som kallas fotopletysmografi, PPG (bild 1). En PPG-signal erhålls genom att huden belyses med hjälp av en lysdiod (LED) varefter intensitetsförändringen mäts för det ljus som reflekteras från blodkärl under hudytan (bild 2) med hjälp av en fotodiod (PD) som genererar en ström som är proportionell mot mängden mottaget ljus.

Strömsignalen konditioneras av en analog ”front-end” (AFE) innan den omvandlas av en AD-omvandlare (ADC) för bearbetning med en optisk algoritm som körs av systemets styrkrets. I princip är ett enda lys-/fotodiod-par tillräckligt för en PPG-mätning och denna arkitektur är vanlig i utrustning som används i kliniska miljöer (bild 3).

Sådan utrustning fungerar dock under förhållanden som skiljer sig mycket från de som förekommer till vardags. För det första är patienten relativt orörlig och mätningen utförs med hjälp av en sensor som är ordentligt fastsatt på ett finger. Ljusförhållandena är relativt konstanta, vilket underlättar ljusdetekteringen för fotodioden och effektför-

26

IKEL

ätning av hjärtfrekvens (HR) och blodets syremättnad (SpO2) går snabbt från att vara en “önskad” till en “förväntad” funktion på listan över vad som är tillgängligt i nya bärbara hälso- och fitness-prylar (så kallade wear­ ables). Som en konsekvens har dock avläsningarnas kvalitet blivit sämre till följd av att vissa sensortillverkare i brådskan att tillgodose marknadens efterfrågan på sådana funktioner framfört tvivelaktiga påståenden rörande noggrannheten hos deras produkter. Även om avläsningarnas noggrannhet inte är avgörande i produkter för vardagsbruk, måste mätningarnas kvalitet och integritet vara obestridlig i utrustning som används kliniskt. En viktig utmaning för konstruktörer är hur man kan göra hjärtfrekvens- och syremättnadsmätare av hög kvalitet utan att belasta utrustningens batteri för mycket. Artikeln förklarar varför det konventionella tillvägagångssättet för optisk avläsning slösar energi och presenterar sedan en sensorkrets som utnyttjar en ny arkitektur som avsevärt minskar effektförbrukningen samtidigt som mätningarna är av klinisk kvalitet.

P

R TA T

Ibland lönar det sig att INTE belysa ett problem . . .

Bild 1. Mätning av hjärtfrekvens och syremättnad i ett armband.

Bild 2. PPG-mätning med hjälp av en lysdiod och en fotodiod.

Bild 4. Användning av två lysdioder för att uppnå bättre hudbelysning.

Bild 3. Mätning av syremättnad och hjärt­frekvens (finger­pulsoximeter) i klinisk miljö.

Bild 5. Användning av en lysdiod och två fotodioder för bättre ljusdetektion.

brukningen är inte ett problem eftersom utrustningen vanligtvis är nätansluten.

Bärbara enheter, så kallade wearables, fästs där­emot vanligtvis på handleden, vilket innebär att nivån av hudkontakt varierar beroende på personliga preferenser (bandets åtdragning) och bärarens rörelser. Ljusförhållandena kan variera avsevärt beroende på plats och tid på dygnet och eftersom de är batteridrivna är det viktigt att sensorns strömförbrukning är så låg som möjligt.

Denna utmaning ökar med bredden av hudtoner hos olika bärare. Mörkare hud har ett

Bild 6. PPG med en lysdiod och fyra fotodioder.

lägre perfusionsindex än ljusare hud, vilket innebär att den kräver mer belysning (vilket gör att sensorn drar mer ström) för att mätningar ska kunna utföras. Härnäst behandlas fördelarna hos de olika analoga ”front-end”arkitekturer som kan användas för att göra PPG-mätningar.

PPG-”front-end” med enkel ADC-kanal Det intuitiva sättet att åstadkomma högre grad av hudbelysning är att öka lysdiodens ström eller att använda två lysdioder (bild 4) eftersom detta kan lysa upp ett större områ-

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

TEMA: MEDICINTEKNIK

PPG av klinisk kvalitet?

Bild 7. Hjärtfrekvens-/pulsavläsning med två par oberoende lysdioder.

de av huden. Men det är ett energikrävande tillvägagångssätt eftersom lysdiodens ström står för minst 50% av effektförbrukningen i ett PPG-system som, beroende på perfusionsindex för bärarens hud, i genomsnitt kan ligga på upp till 1 mW. Sammanlagt är detta tillvägagångssätt ineffektivt och negativt för batteritiden.

PPG-”front-end” med dubbla ADC-kanaler Ett bättre sätt att öka hudens belysning är att använda en enda lysdiod med två fotodioder som kan detektera en större mängd reflekterat ljus (bild 5).

Fördelen här är att en 20 mA standardlysdiod kan minskas till 10 mA för att uppnå samma nivå av total fotodiod-ström jämfört med om en enda fotodiod används. Under svåra driftsförhållanden (hud med låg perfusion och/eller när bäraren rör sig) då systemalgoritmen bestämmer att det krävs en högre lysdiod-ström kan en proportionell ökning av systemets känslighet uppnås. Att till exempel använda samma lysdiod-ström som i det tidigare arrangemanget ger en hundraprocentig ökning av fotodiod-strömmen, vilket ger högre total känslighet, om än på bekostnad av ökad strömförbrukning.

PPG-”front-end” med fyra ADC-kanaler Att använda fyra fotodioder (vilket kräver en fyrkanalig AD-omvandlare) för att detektera reflekterat ljus sparar ännu mer energi (bild 6) eftersom lysdioden kan drivas med mycket mindre ström (tabell 1).

Tabell 1 sammanfattar den relativa effekt­ förbrukningen för vardera av de tidigare nämnda arkitekturerna, vid normal matningsspänning på 1,6 V. Denna arkitektur ger avläsning av högre kvalitet eftersom blodkärl och ben är asymmetriskt fördelade i handleden och fyra fotodioder hjälper till att lindra effekter av rörelse

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Antal fotodioder ADC-kanaler 1 2 4

Bild 8. Kopplingsschema för fyrkanalig optisk MAX86177-”front-end”.

Antal lysdioder 1 1 1

LED ström (mA) 20 10 5

LED effekt (mW) 320 160 80

AFE effekt (mW) 30 40 60

Total effekt (mW) 350 200 140

Tabell 1. Jämförelse av den typiska effektförbrukningen för 1-, 2- och 4-kanaliga arkitekturer.

och hur hårt bäraren fäster armbandet. Fyra fotodiod-mottagare ökar också sannolikheten för detektion av ljus som reflekteras från belysta blodkärl. Kurvorna i bild 7 visar hjärtfrekvens uppmätt med fyra fotodioder (konfigurerade som två oberoende par: LEDC1 och LEDC2) i förhållande till en referensmätning (polär). Den bärbara enheten måste säkerställa att god kontakt med huden upprätthålls medan mätningen utförs.

Bäraren är till en början i vila, efter 5 minuter (300 sekunder) började hen att träna vilket gör att pulsen (hjärtfrekvensen) stiger. Det är tydligt att signalerna på LEDC1 och LEDC2 avviker på olika sätt från referensmätningen och fördelen med att använda två par av lysdioder för att fånga upp och kombinera alla dessa avvikelser är uppenbar.

Praktisk lösning med fyrkanalig ADC MAX86177 (bild 8) är ett fyrkanaligt optiskt datainsamlingssystem med ultralåg effekt och kanaler för både sändning och mottagning som är idealiska för användning i bärbar utrustning och wearables av klinisk kvalitet (såväl som för allmänt bruk). På sändarsidan har den två strömstarka 8-bitars programmerbara LED-drivkretsar som stöder upp till sex lysdioder. På mottagarsidan har den fyra ”front-end”-enheter med lågbrusig laddningsintegrering som vardera inkluderar oberoende 20-bitars AD-omvandlare som kan multiplexera insignaler från åtta fotodioder (konfigurerade som fyra oberoende par).

Den uppnår ett dynamiskt område på 118 dB och ger utsläckning av omgivningsljuset

(ALC, ambient light cancellation) på upp till 90 dB vid 120 Hz. Den matas med 1,8 V och ytterligare en matningsspänning till LEDdrivkretsarna på 3,1 V till 5,5 V. Kretsen ger fullt autonomt stöd för både I2C- och SPIkompatibla gränssnitt. MAX86177 kommer i en WLP (wafer-level package) med 28 (7 × 4) lödkulor och måtten 2,83 × 1,89 mm, som fungerar över temperaturområdet –40 °C till +85 °C. Labb-testade provexemplar har uppvisat ett standardavvvikelsefel för mätning av hypoxi (blodsyrebrist) på 3,12%, vilket är väl inom den gräns på 3,5% som satts av den amerikanska läkemedelsmyndigheten FDA för utrustning av klinisk kvalitet.

Slutsats Ett stort problem som konstruktörer av så kallade wearables av klinisk kvalitet ställs inför är hur man kan göra optiska PPG-mätningar av hjärtfrekvens och syremättnad utan att väsentligt minska utrustningens batteritid. Den presenterade lösningen visar att en fyrkanalig ADC-arkitektur som kan ge en effektbesparing på upp till 60% jämfört med den grundläggande arkitektur som använder en lysdiod och en fotodiod. MAX86177:s fyrkanaliga arkitektur i en kapsel med liten formfaktor är idealisk för användning i finger-, handleds- och öronfästade wearables för hjärtfrekvens- och syre­ mättnadsmätning av klinisk kvalitet.

Den kan också användas för att mäta kroppshydrering, syremättnad i muskler och vävnader (SmO2 och StO2) och maximal syreförbrukning (VO2 Max).

■

27

NYA PRODUKTER

Zephyr OS talar med Würths memssensorer ■ SENSORER Linuxstiftelsens styrkrets­ operativsystem Zephyr OS har fått drivrutiner för Würths memssensorer. Tillämpningar finns inom IoT.

Zephyr OS är Linuxsstiftelsens andra operativsystem vid sidan av Linux. Öppenkodarna före-

drar Linux, men när resurserna blir alltför knapra tillgriper de Zephyr som har en bråkdel av fotavtrycket.

Det är ett realtidsoperativsystem utvecklat i samarbete mellan NXP, Nordic, ST och flera andra strykretstillverkare. Plus Intel, och många andra, som den amerikanska spionorganisationen

NSA, som vill se till att Zephyr säkras mot cyberattacker.

Det fina i kråksången är att mjukvarugränssnittet mellan sensor och styrkrets är detsamma oavsett styrkrets, så länge som du programmerar i Zephyr.

WE har en guide som visar gränssnittet.

Bland Würths memssensorer

finns fukt- och temperatursensorer, ett 6-axligt gyro med accelerometer samt absolut- och differenstrycksensorer. Med det nya stödet ska det gå som en dans att utveckla firmare för sensorerna i alla styrkkretsar som stöder Zephyr.

JAN TÅNGRING

jan@etn.se

Världens smartaste styrkrets för beställning ■ ARTIFICIELL INTELLIGENS Genom att addera en dedi­ kerad neuronkärna drar Ensemble ner energiförbrukningen för AI i styrkretsar till en bråkdel av en bråkdel av en normal MCU. Tillverkaren Alif är härmed redo att ta upp beställningar.

Den totala prestandahöjningen ska vara svindlande 740× jämfört med en traditionell mikrostyrkrets.

Ensemble kan användas av AI som alltid vill vara aktiv, för att exempelvis lyssna efter ”Hey Google!”. Syn- och vibrations­ tillämpningar är också intressan-

ta, i wearables, säkerhetssystem, detaljhandel och infrastruktur.

D E T F I N N S E T T säkerhetsblock i kretsen som används för skydd av data.En inferens för objektdetektering förbrukar 0,27 mJ i en av demonstratorerna, vilket också det ska vara två magnitu­ der mindre än en klassisk styr­ krets.

Enligt Alif finns många Edge ML-tillämpningar som kräver 50 till 250 gigaops för att bli användbara.

– Vanliga 32-bitars MCU:er kan inte komma i närheten av den prestandanivån, säger Alifs marknadschef Mark Rootz.

Det finns Ensemblekretsar med en eller två Cortex M55-cpu:er med neuronkärnan Ethos U55 som tillval. Det finns även modeller med Cortex-A32-processorer för den som vill köra Linux.

Kretsar och utvecklingssatser finns att beställa nu, inklusive utvecklingsmiljöer.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Microsoft har gjort egna chips ■ PROCESSORER En Armbaserad moln-cpu och en accelerator för neuronnätsinferenser – det har Microsoft utvecklat för sitt moln Azure.

Chipen presenterades på Micro­ softs egen konferens Ignite 15–16 november och heter Maia 100 AI Accelerator och Azure Cobalt 100 CPU. Google och Amazon har byggt egna processorer till sina moln och nu är det alltså Microsofts tur.

Maia 100 innehåller 105 miljarder transistorer och tillverkas på TSMC i 5 nm. Den ska rullas ut till Microsofts datacenter i början av nästa år. Open AI – företaget bakom Chat GPT – har

28

varit partner i utvecklingen av Maia, som bland annat kommer att driva Microsofts konversationsmotor Copilot.

Cobalt är en 128-kärnig Armprocessor. Molnprocessorer brukade gå på X86-processorer från duopolet Intel och AMD, men brittiska Arm har med åren lanserat allt bättre stöd för den som vill utveckla egna serverprocessorer och det dyker upp allt fler konkurrenskraftiga sådana. Och kan Microsoft göra en så kan du.

Den som designar sitt eget molnchip slår två flugor i en

smäll. Dels får den en processor som är mer optimerad för de egna tillämpningarna och dels kan den peka på sitt chip som ett alternativ när den prisförhandlar med Intel och AMD. Microsoft kommer att behålla Nvidia som AI-processorleverantör och använda dess H200 för inferenser i större artificiciella neuronnät.

Maia 100 kommer både att användas för att konstruera neuron­nät och för att dra inferenser i dem.

JAN TÅNGRING

jan@etn.se

AI-processor för datacenter ■ ARTIFICIELL INTELLIGENS SK:s gamla AI-processor Sapeon X220 uppgraderas till Sapeon X330 med fyra gånger högre prestanda och dubblad effektivitet.

Det har gått tre år sedan kore­ anska SK lanserade en AIprocessor för sina datacenter under namnet Sapeon. Sedan dess har ett bolag med samma namn knoppats av. Nu släpps en uppföljare tillverkad i 7 nm.

Prototyptester och verifieringstester står på dagordningen och under andra halvåret nästa år ska den finnas i volym.

Liksom X220 är den stark på bildbehandling, med hårdvarustöd för videoprocessning och videokodekar. Den kan hantera upp till fyra kanaler 4K i 60 bilder per sekund.

När X220 släpptes år 2020 stöddes den då regerande språkmodellen Bert. Sapeon X330 stöder även nät av transformerstyp, de som används i ChatGPT Sapeons ­utvecklingsverktyg stöder AI-modellformatet ONNX. Sapeon planerar härnäst att släppa AI-kretsar för edge­ tillämpningar, som självkörande bilar och kameraövervakning.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Processor kring sex V2-chip­lettar och två DSAacceleratorer.

NYA PRODUKTER

En halvbrygga i SiC på 62 mm ■ KRAFT Elbilsladdare, växelriktare till solcellsanläggningar och batterilager, men också induktionshällar i storkök och invertrar till fordon från 250 kW. Det är tillämpningar som Infineon anser passar MOSFET-modulerna CoolSiC 1200 V och 2000 V som kommer i det standardiserade formatet 62 mm.

Modulerna, som är i halvbryggsformat, baseras på Infineons MOSFET-transistorer i kiselkarbid i M1H-familjen och passar för tillämpningar på 250 kW eller mer. Det är en punkt där klassiska IGBT:er börjar få det svårt.

De nya modulerna på 62 mm finns för 1200 V med 5 mΩ/180 A, 2 mΩ/420 A och 1 mΩ/560 A. Modellen för 2000 V kommer i varianter på 4 mΩ/300 A respektive 3 mΩ/400 A. Under första kvartalet nästa år släpps också modeller på 1200 V/3 mΩ och 2000 V/5 mΩ.

För den som vill testa halvbryggorna och studera deras egenskaper (dubbelpuls/ kontinuerlig drift) finns ett utvärderingskort där det går att styra gatespänningen och motstånden på gaten. Det kan också användas en referenskonstruktion för volymprodukter.

PER HENRICSSON

per@etn.se

Risc V-serverchiplet utmanar i datacenter ■ RISC V Ventana i Cupertino släpper version två av sin Risc V-server­ design Veyron. Den kan klämma in dubbelt så många cpu:er som ettan – 32 mot 16 – och ska tillverkas i 4 nm hos TSMC.

Veyron V1 släpptes i december för mindre än ett år sedan. V2 presenterades på konferensen Risc V Summit den 7–8 november.

Pusslar du ihop sex V2chiplets kan du komma upp i sammanlagt 192 cpu:er som kan klockas till 3,6 GHz. Cacheminnet är på 128 kbyte L1 och 1 MB L2. 32 cpu:er i ett kluster har ett gemensamt L3-cache på 128 MB. U T RYM M E F I N N S i designen för att addera skräddarsydda acce­le­ ratorblock. De kallas DSA:er, Domain Specific Accelerators, och kan exempelvis användas för komprimering, kryptering, datapaketprocessning eller databasoperationer.

Veyron V1 och V2 är avsedda

för datacenter. V2 stöder virtu­ alisering av typ 1 och 2. Den stöder även IOMMU (InputOutput Memory Management Unit) vilket ger virtualiserade enheter direkt access till minnet.

Här finns även gränssnitt för debug, trace och prestanda­ monitorering.

V2 har växlat till UCIE (Universal Chiplet Interconnect) från V1:s BoW (Bunch of Wires).

UCIE har bättre prestanda, och 46 potentiella V2-kunder var eniga om det var den de ville ha i diskussioner med Ventana.

R I S C V F I N N S i flera profiler och den som V2 stöder är RVA23 (Risc V Application 2023) vilket bland annat implicerar att den stöder vektorinstruktioner i 512 bitar.

V2 har även ett tillägg som Ventana kallar ”AI Matrix Extensions” som accelerar vad det låter som. V1 hade varken vektor- e­ ller matrisoperationer.

De betyder att V2 konkurrerar bättre mot neuronnätsinferen-

ser när de dras i cpu:n snarare än delegeras till en dedikerad neuronkärna.

V1 och V2 kan licenseras som IP, men kanske framför allt ska de tillverkas som chiplets i fyra respektive 5 nm för integerering med chiplets från partners för exempelvis PCI Express, nätverk, minne och förbindning.

Fysiska V2-chiplets beräknas finnas tillverkade under andra halvan av 2024.

T H E N E X T P L AT F O R M har en djupare analys av V2. En av spaningarna är att det tog Intel 15 år att ta sig in på processormarknaden för datacenter och tio år för Arm. För Risc V gissar The Next Platform att det kanske bara kommer att ta fem år.

Cpu-arkitekturen Risc V är en licensfri standard som lanserades 2014. Dagens dominerande cpu-arkitekturer är den privata X86 och den licenserade Arm.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

32-bitars Risc V signerad Renesas ■ INBYGGDA SYSTEM Japanska Renesas presenterar cpu-kärnor som använder den öppna instruktions­ uppsättningen Risc V.

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

www.blomdahls.com

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Nyheten för dagen är kärnorna i sig. Fysiska kretsar ska släppas Q1 2024 och provexemplar finns hos kund. Renesas har inte redovisat några planer på att licensera ut sina cpu-kärnor till andra företag.

Renesas har sedan tidigare styrkretsar med Risc V-kärnor från taiwanesiska Andes. De sitter i ASSP-kretsar för röststyrning och motorstyrning.

De egna kärnorna är 32-bitare med dynamisk grenprediktor,

multiplikation/divison (M) och bitoperationer (B). De har stackmonitor, JTAG och stöder komprimerade (C) och atomära (A) operationer.

Renesas skriver mer om sina kärnor på renesas.com/risc-v.

De finns i två Risc V-profiler: RV32I med 32 register och den 25 procent mindre inbyggnadsprofilen RV32E med bara 16 register.

Renesas räknar upp styrkretsar för IoT, konsumentelektro-

nik, hälsovård och industriella system som tillämpningsområden. Prestanda ska vara 3,27 Coremark/MHz. Japanska Renesas levererar drygt 3,5 miljarder styrkretsar om året. De är 8-, 16-, 32- och 64-bitare. Hälften hamnar i fordon och merparten av resten i industriella applikationer, IoT och infrastruktur för datacenter och kommunikation.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

29

NYA PRODUKTER

Klassiskt rtos blir öppen källkod • Thread X blir en del av Eclipseekosystemet

■ INBYGGDA SYSTEM Microsoft släpper Thread X som öppen källkod hos ­Stiftelsen Eclipse. Operativsystemets skapare räcker ­genast upp handen och ­erbjuder support.

Microsoft har ägt det klassiska realtidsoperativsystemet Thread X sedan 2019. Nu släpps det som öppen källkod tillsammans med utvecklingsverktyg under namnet Eclipse Thread X. Från och med Q1 2024 gäller MIT License för såväl Thread X som för kodbiblioteken Net X Duo, File X, GUIX, USB X och Level X. 32-bitarsoperativsystemet ­Thread X finns i fler än 12 miljarder instanser jorden runt. En

version är certifierad för säkerhetskritiska tillämpningar.

D E V I K T I G A S T E fördelarna med öppnandet är enligt Microsoft följande: • Tryggad evig access för alla användare • Snabbare uppdateringar och förbättringar • Transparent utvecklingsprocess • Större räckvidd till potentiella användare

E N AV D E som uttalar sig i pressmeddelandet från Microsoft är ingen mindre än William Lamie – Thread X skapare.

– Detta är ett mycket generöst bidrag från Microsoft. Ett av världens bästa kommersiella RTOS blir gratis för alla utvecklare. Vi stöder Eclipse Foundation fullt.

William Lamie passar dessutom på att anmäla att hans nya företag PX5 gärna ger support på Thread X. Närmare bestämt skapar PX5 ett dotterbolag för ändamålet, Rtos X.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Kontron utvecklar självkörningsplattform ■ INBYGGDA SYSTEM En tillverkare av tunga ­maskiner blir kund för en självkörningsplattform från tyska Kontron. Ordern är värd 50 miljoner euro.

Det berättar Kontron i ett press­meddelande. Kontraktet om­fattar dels en datorplattform, dels självkörningsteknik.

Kunden avslöjas inte men

Kontron målar i pressmeddelandet upp en scen med stora lastbilar och andra fordon som körs i avlägsna områden, som gruvor.

– Skiftarbete i sådana krävande miljöer är inte bara mycket dyrt, bristen på erfarna och kvalificerade förare kan till och med leda till oönskad stille­ståndstid.

Det säger pressmeddlandet och hävdar att automationstek-

nik blir allt vanligare.

Systemplattformen heter Evo Trac-S1901 Den är byggd kring en åttkärnig Intel Xeon-pocessor på 1,6 GHz med anslutningar för grafikkort och andra acceleratorer.

Lösningen sägs vara vara robust, ha höga prestanda och fungera under extrema temperaturer.

Leveranser ska inledas 2025.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Det går att blanda PXI- och PXIe-kort eftersom chassit är av hybridtyp. Bakplanet är av andra generationen (Gen 2) där varje kanal (lane) har en datatakt på 500 Mbyte/s.

Chassit är uppdelat i tre PCI-­segment med en dedicerad brygga för kommunikation ­mellan PCIe och PCI.

Klock- och triggsignalen för PXI-bussen genereras och övervakas av en separat klockmodul som är ansluten till baksidan av bakplanet.

C H A S S I T H A R två stycken industriklassade kraftaggregat på 900 W vardera som även de är monterade på baksidan.

Vidare finns en övervakningshet som bland annat mäter nivån på spänningsmatningen, temperaturen i chassit och rotationshastigheten på kylfläktarna.

Värdena kan läsas av på distans.

Chassit är specificerat för temperaturintervallet 0°C till +55°C och kostar cirka 130 000 kronor.

PER HENRICSSON per@etn.se

30

■ FPGA Xilinx gamla trotjänare ­Microblaze får sällskap av Microblaze V, en mjuk implementation av den populära instruktions­ uppsättningen Risc V. Microblaze V går att köra på alla av företagets moderna FPGA:er, och kommer kostnadsfritt med företagets designverktyg Vivado och Vitis.

Precis som med Microblaze behöver den som ska addera en mjuk Risc V till sin FPGAkonstruktion själv välja vilka egenskaper den ska få. Det handlar om allt från vilka typer av anslutningar den ska stödja, vilken minnestyp den kommer att arbeta med, om den behöver avkoda en videoström till lite mer avancerade kommunikationsgränssnitt.

Ju fler boxar som klickas i desto större blir den.

N ÅG R A M Ö J L I G A VA L Ä R :

PXI-chassi med 21 platser ■ TEST OCH MÄT Chassit har tre PCI-segment som ger 2 Gbyte/s mellan kortplatserna, två kraft­ aggregat på 900 W vardera plus en kylkapacitet på 80 W per sortplats. Med en kontroller som tar en kortplats finns det 20 platser kvar för testoch mätkort i Pickerings nya chassi 42-927-101.

Mjuk Risc V från AMD-Xilinx

• Multichannel DMA • Streaming FIFO • Timer/Watchdog • Mutex/Mailbox • DDR • Quad SPI • SDRAM • UART • USB 2.0 • SPI • GPIO • PWM

Processorn ska fungera på alla FPGA:er och FPGAbaserade systemkretsar som tillverkats i 28 nm eller finare.

I planerna finns en realtidsvariant och en applikationsprocessor.

Microblaze skapades av svensken Göran Bilski.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

© eiSos

COMPACT. EFFICIENT. SILENT. INFUSED BY INNOVATION.

WE are here for you!

Join our free webinars on: www.we-online.com/webinars

State of the Art Power Modules The MagI³C FIMM Fixed Isolated MicroModule series combines the features of an isolated power module with those of a classic MicroModule. It is realized in an LGA-7 housing and impresses with its miniaturized dimensions. The 1 W output power can be provided up to an ambient temperature of TA = 100 °C without derating. Features like continuous short circuit protection (SCP) and dynamic power boost up to 300 mA for 500 ms ensures a robust performance for industrial applications. The module complies with EN55032 (CISPR-32) class B conducted and radiated emissions standard and requieres no external components for operation. www.we-online.com/INFUSEDBYINNOVATION #FIMM

Highlights

• LGA-7 housing (9 mm x 7 mm x 3.1 mm) • Ambient temp range from -40 °C to +125 °C • Typ. 8 pF parasitic coupling capacitance • Efficiency up to 91 % • Certified according UL62368-1 • Dynamic and static power boost

NYA PRODUKTER

Kraftaggregat för passiv kylning

Sex kontakter i högspänningsmodul ■ KONTAKTDON ODU utökar sin portfölj av ­modulära kontakter, ODUMAC Blue-Line, med en ny högspänningsmodul bestående av sex kontakter.

Upp till 1500 V kan överföras per kontakt. Ledartvärsnittet är 0,14 mm² till 1,5 mm². Användarsäkerheten garanteras av ett kontaktskydd på uttagssidan.

Modulen är anpassad för användning i medicinska tillämpningar, som estetiska lasrar.

Modulen har dock enligt ODU även visat sig användbar i allt från krävande batteritester till så kallad mass interconnect, där man kopplar samman flera moduler med olika typer av signaler i samma gränssnitt.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

■ KRAFT Ett bakplan i metall ­kombinerat med en termisk gjutmassa gör att Tracos kraftaggregat i ­TCI-serien klarar sig utan aktiv ­kylning.

En vanlig metod för att transportera bort värme är att använda fläktar men metoden har ett antal välkända nackdelar inklusive buller, begränsad livslängd och risk för överhettning om fläkten av någon anledning stannar.

Alternativet är att leda bort värmen med kylflänsar, med vätska eller via bakplanet.

Traco Power har utgått från det senare men kombinerat det med en termisk gjutmassa runt känsliga komponenter i

kraft­aggregatet. Värmen leds dels bort via kraftaggregatets bakplan men avges också till luften inuti apparaten.

Resultatet är TCI-serien med kraftaggregat på 130 W till 500 W med samma formfaktor som fläktkylda alternativ. De kan leverera mellan 80 och 100 procent av den specificerade effekten utan aktiv kylning inom temperaturområdet −30 till 80°C. Verkningsgraden är upp till 94 procent och kraftaggregaten har överbelastningsskydd enligt OVC III plus aktiv fasjustering, PFC. TCI-serien finns med en ut­ spänning på 12, 24 eller 48 DC. PER HENRICSSON per@etn.se

Siglent trimmar toppmodellen Dansk cobot lyfter 30 kg ■ TEST OCH MÄT I januari släppte kinesiska Siglent sitt första oscilloskop med 12 bitar. Nu kommer SDS7404A, en förbättrad version med 4GHz bandbredd och en samplingshastighet på 20 GSa/s.

Instrumentet har fyra analoga kanaler som kan kompletteras med 16 digitala kanaler. Det kommer i två modeller med en bandbredd på 3 GHz respektive 4 GHz. I bägge fallen är den maximala samplingshastig­ heten 20 GSa/s när två kanaler används. Vid alla fyra halveras den till 10 GHz. Uppdateringshastigheten på skärmen motsvarar en miljon svep per sekund.

32

Minnet är på 500 MSa/kanal som standard, men går att bygga ut till 1 GSa/kanal.

De digitala kanalerna samplar med maximalt 1 GSa/s medan minnet är upp till 50 MSampel.

S O M T I L LVA L går det att få en vågformsgenerator på 50 MHz som kan skapa sex vanlig vågformer plus vågformer skapade av användaren. Den maximala amplituden är ±3 V med en extra ugnsstabiliserad oscillator blir stabiliteten ±100 ppb initialt vid 25°C med en drift på ±1ppb över området 0–50°C och ±50 ppb under det första året.

Priset startar på cirka 230 000 kronor.

PER HENRICSSON per@etn.se

■ PRODUKTION Universal Robots släpper en ny kollaborativ robot, cobot, som kan lyfta hela 30 kilo och använda flera gripdon samtidigt. Tänkbara tillämpningar är maskinbetjäning, materialhantering och skruvdragning med högt vridmoment.

UR30 är den andra coboten i Universal Robots nya familj som lanserade i fjol med UR20 som första medlem. Nykomlingen är mindre men samtidigt starkare, den kan lyfta 30 kg, har en räckvidd på 1 300 mm och väger 63 kilo samtidigt som den diametern i basen inte är mer än 245 mm.

För maskinbetjäning ger den högre nyttolasten nya möjligheter eftersom coboten kan

använda flera gripdon ­samtidigt.

Det innebär att den kan ta bort färdiga delar och lasta mer material i ett enda pass, vilket förkortar omställningstiderna och förbättrar produktiviteten.

UR30 klarar också skruvdragning med högt vridmoment tack vare en funktion som UR döpt till ”steady mode” och som tar upp den kraft som uppstår när skruven eller muttern bottnar.

Den kan trycka med 200 N i alla riktningar (X, Y och Z) med en noggrannhet på 10 N. Det maximala vridmomentet är 20 Nm med en noggrannhet på 0,1 Nm. Ett tredje användningsområde är materialhantering och pallettering av tyngre produkter.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Värva och vinn!?

Tipsa din kollega eller kompis i elektronikbranschen om att teckna en kostnadsfri prenumeration på Elektroniktidningen!

Vi delar ut en drönare med fjärrkontroll till dig som tipsar förutsatt att din kompis, kollega tecknar en prenumeration och arbetar i elektronikbranschen.

Drönaren DJI Mini 3 ståtar med en vikbar konstruktion och en ultralätt vikt på mindre än 249 gr. DJI Mini 3 har ett nedåtriktat Vision System och ett infrarött avkänningssystem och kan sväva och flyga både inomhus och utomhus och återvända hem automatiskt (Return to Home, RTH).

Fyll i prentalongen redan idag www.etn.se/prenumerera Kampanjen pågår till midnatt den 26 januari 2024.

Månadsmagasinet för elektronikproffs

FOTO: BENGT ANDERSON, HEMAVAN

Elektroniktidningen vill hela tiden bli större för att kunna göra en bättre tidning och nå fler.

Vi tror att du har många vänner som ännu inte tecknat en prenumeration på tidningen.

Stämmer det? I sådant fall vill vi gärna att du blir värvare åt oss!

NYA PRODUKTER

För plock och montering ■ PRODUKTION Den kan hantera fler och tyngre arbetsstycken samtidigt som den har 200 procents starkare nedtryckningsförmåga. Det handlar om den uppdatera plockoch monterings­roboten IRB 930 Scara från ABB.

Elektronikområdet, fordons­ branschen och förnybar energiproduktion är tre til�lämpningar som ABB tycker passar för IRB 930 Scara, som både kan plocka och montera.

Genomströmningen är 10 procent bättre jämfört med andra Scararobotar genom att den kan hantera fler och tyngre arbetsstycken per moment, upp till 22 kg.

Samtidigt kan den trycka ned saker med 200 procent större kraft, upp till 250 N, vilket är användbart i arbetsuppgifter som skruvdragning och monteringsuppgifter, som krävs när man arbetar med komponenter som batteri­celler, skärmpaneler och solcellsmoduler.

PER HENRICSSON per@etn.se

Battery Testing Simulation Load/Source

Many systems installed – ask us more!

Kraftaggregat för industrin ■ POWER Ultrakompakt och högeffektiv, så presenterar japanska Cosel de nya GaN-baserade kraftaggregaten i TE-serien på 45 W respektive 65 W för industriella tillämpningar.

TE-serien är en ny ­generation kraftaggregat som kunnat krympa storleken med hjälp av galliumnitridtransistorer och planära transformatorer som klarar höga switchfrekvenser, 800 kHz eller mer. Topologin är en vidareutvecklad flyback som ger 45 W (modellerna TECS/ TEPS 45F) respektive 65 W (modellerna TECS/TEPS 65F). De upptar en yta på 1×2,3 (TEPS) eller 1×3 (TECS) och finns med stift (TEPS) eller kontakter (TECS) och är kompatibla vad

I N S PÄ N N I N G S O M R Å D E T är från 85 VAC till 264 VAC enfas vilket överensstämmer med säkerhetsnormernas inspänningsområde på 100–240 VAC (50/60 Hz).

Omvandlarna finns med tre fasta utspänningar; 5 V, 12 V och 24 V med respektive utström upp till 45 W och 65 W. För att hantera toppströmmar till DCmotorer, kondensatorbanker och liknande applikationer, kommer en option (H) för 140 procent

toppström att lanseras 2024 för 12 V- och 24 V-versionerna.

E N H E T E R N A är specificerade för temperaturområdet –10 till +70 °C och kan monteras i valfritt läge. Beroende på omgivningstemperatur och miljö kan viss derating gälla. Aggregaten har isolation ingång till utgång på 3 000 VAC och en läckström på 0,25 mA max i enlighet med vad som specificeras i IEC 62368.

TECS/TEPS 45-65F uppfyller säkerhetsnormerna UL 62368-1 och c-UL (motsvarar CAN/ CSA-C22.2 No. 62368-1), EN 62368-1. Produkterna uppfyller även Japanese Electrical Appliance and Material Safety Act DEN-AN.

PER HENRICSSON per@etn.se

Minsta Riscfemman tre gånger snabbare ■ INBYGGDA SYSTEM Svenska designhuset ­Qamcom presenterar Qerv (QERV), en tre gånger ­snabbare uppföljare till Serv (SERV), världens minsta Risc V-cpu.

Enligt ett pressmeddelande låser Qerv upp prestanda som tidigare inte var tillgängliga för den här typen av enheter.

Den tidigare Serv kräver lite drygt tvåtusen grindekvivalenter (2,1 kGE) och kan exempelvis användas för att köra realtids­ operativsystemet Zephyr i en riktigt liten IoT-enhet.

Den nya Qerv använder en fyra gånger bredare databuss vilket lyfter prestanda, men bara gör cpu:n marginellt större.

D E F L E S TA tillämpningar för Serv är inte prestandakritiska, men det finns undantag. Enligt

34

gäller anslutningspunkterna.

Versionerna med 12 V och 24 V utspänning kan leverera 140 procent toppeffekt med en verkningsgrad på upp till 93,5 procent. Standardversionerna levereras okapslade (open frame), men dammskyddande hölje kommer att erbjudas som tillval.

preliminära resultat är Qerv tre gånger snabbare än Serv och dubbelt så energieffektiv per instruktion.

Priset du betalar är att den lägger beslag på 13 procent mer kretsyta. Den är fortfarande världens minsta Risc V-cpu.

En fyrabitarsversion av Serv har varit efterfrågad, enligt Qamcom. Medarbetaren Olof Kindgren berättar: – Tidigare i år bad jag en Qamcom-kollega att titta på detta. Bara några dagar senare presenterade han en i stort sett fungerande implementering för

mig och vi blev glatt överraskade av att se att resultaten såg bättre ut än vi hade förväntat oss.

O LO F K I N D G R E N är huvudkonstruktören bakom den tidigare Serv och välkänd för sina insatser inom öppen hårdvara.

Elektroniktidningens läsare känner igen honom som expertskribent i våra spalter.

Qerv befinner sig fort­ farande i en testfas. Den väntas få se ­ytterligare storleksminskningar.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 12/23

Svensk Elektronik Tillsammans för en stark, konkurrenskraftig, och grön elektronikindustri!

Erbjudande: ECS 2024 Just nu har du möjlighet att boka dina biljetter till förmånliga priser!

Missa inte denna spännande möjlighet att lära dig, upptäcka och nätverka på Embedded Conference Scandinavia.

Köp din biljett redan i dag på embeddedconference.se

Bli medlem idag!

Genom ett medlemskap får du tillgång till allt det Svensk Elektronik gör för er som företag och branschen som helhet.

Ta chansen att locka morgondagens kompetens!

KALENDARIUM

I samarbete med Framtidsvalet arbetar vi för att säkerställa branschens långsiktiga kompetensbehov. Därför hoppas vi att just du vill träffa studie- och yrkesvägledare från hela landet för att berätta mer om karriärmöjligheterna inom elektronikindustrin.

10–11 april Elektronikmässan i Stockholm 2024.

Är du intresserad av att medverka som föreläsare på våra fysiska seminarier?

Scanna koden och fyll i ansökan!

10–11 april Embedded Conference Scandinavia 2024. svenskelektronik.se/ kalendarium

www.svenskelektronik.se kansliet@svenskelektronik.se

POSTTIDNING B Returadress: AC Lantz Råsundavägen 108 169 50 SOLNA

R&S®ESSENTIALS

NEXT-GENERATION OSCILLOSCOPE: EVOLVED FOR MORE CHALLENGES Precision made easy.

The R&S®MXO 5 series delivers breakthrough oscilloscope technology to speed up your understanding and testing of electronic systems.

With both four- and eight-channel models, the specifications of the R&S®MXO 5 series impress, making the instrument stand out above other industry choices. In addition, the R&S®MXO 5 series oscilloscopes are the epitome of cutting-edge technology by delivering quick and accurate results. With custom technology and game-changing features, these oscilloscopes are the perfect tools for understanding circuit behaviors.

More at: www.rohde-schwarz.com/product/mxo5

NEW R&S®MXO 5 Oscilloscope