Elektroniktidningen januari 2024

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

NR 1 JANUARI 2024

Mikromotorer med nanoprecision Uppsalabolaget Piezomotors motorer hamnar i allt från operationsrobotar till utrustningar för halvledarproduktion. /10–11

ELEKTROLYT:

Göteborgs billiga flödesbatterier /6–7 LOBFORMNING:

KVANTDATOR:

Första kunden för Lunds mm-vågsbolag

Svensk lansering 2025

/16–17

PRENUMERERA KOSTNADSFRITT!

/12–13

WWW.ETN.SE/PREN

24

EMBEDDED CONFERENCE ON POWER MAY 21 - HELSINKI - MariaO1 campus

ETN Finland has organized the embedded electronics ECF event five times. Next event will be organised on Tuesday, May 21, 2024 at the Maria 01 startup campus in the center of Helsinki, just a few minutes away from the center of Kamppi.

ECF24 focuses on power electronics and all its aspects. We´ll cover power components, integrated circuits, measurement and testing tools, battery technologies, power management and systems.

We´ll have a morning keynote session followed by two technical tracks. As before, the event is free for visitors.

More information can be found on the ECF website at embeddedconference.fi.

We´re offering 3 different packages: GOLD, SILVER and BRONZE. GOLD SPONSOR 4500 euros Great visibility on the dedicated ECF site and the ETN newsletters before the conference. A keynote slot. Exhibition stand with all the benefits of an exhibitor.

SILVER SPONSOR 3000 euros Great visibility on the dedicated ECF site. A presentation slot in the technical programme. Exhibition stand with all the benefits of an exhibitor.

BRONZE SPONSOR 1750 euros.

Exhibition stand.

All information will be posted on www.embeddedconference.fi. To book your place in this 6th annual ECF contact ETN editor-in-chief Veijo Ojanperä or sales manager Anne-Charlotte Lantz.

ETN editor-in-chief Veijo Ojanperä vo@etn.fi +358-407072530

Sales manager Anne-Charlotte Lantz ac@etn.fi +46-734171099

22 Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Persuddevägen 50A, 135 52 Tyresö www.etn.se | 0734-17 10 99 Kontakta oss! teckna, ändra prenumeration: www.etn.se/pren eller mejla till: pren@etn.se Prenumerationen är kostnadsfri för dig som arbetar i elektronikbranschen. annonser: Anne-Charlotte Lantz ac@etn.se | 0734-17 10 99 redaktion: Jan Tångring (ansvarig utgivare), Per Henricsson skicka pressmeddelanden till: red@etn.se

14

grafisk formgivning, layout: Jocke Flink, typa jocke.flink@typa.se medverkar i detta nummer: Göte Andersson, Lennart Bonnevier, Olof Kindgren och Mats Udikas

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

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

20 8 14 20 22

Gott betyg för innovationsprogrammet Före jul presenterades nioårsutvärderingen av innovationsprogrammet Smartare elektroniksystem. Som väntat blev ­betyget väl godkänt.

Anne-Charlotte Lantz Ansvarar för sälj- och ­marknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99 © Elektroniktidningen 2024 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: Material som ska bli till minimotorer. foto: Piezomotor

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

GPS utmanas av Beidou och Galileo Kina, EU och USA investerar nu flera hundra miljarder kronor i en ny generation navigationssatelliter som kan leverera nya tjänster med betydligt noggrannare positionering.

Super-cpu på Risc V och chipboot inför publik Elektroniktidningens expert på öppen hårdvara Olof Kindgren presenterar några av de senaste verktygen och projekten.

EXPERT: Privat 5G förändrar spelplanen Under det senaste året har privat 5G seglat upp som ett starkt alternativ till bland annat wifi, skriver Ulf Seijmer på Induo.

28

24 26

26

EXPERT: Så synkroniseras ORAN En av de största utmaningarna vid ­implementering av ORAN är att säkerställa synkronisering av de olika radiodelarna i nätet, skriver Thomas Gleiter på Microchip.

EXPERT: iSIM ger liv till din IoT-vision iSIM är goda nyheter för alla som utvecklar, bygger och driver mobila IoT-lösningar, skriver Simon Glassman och Samuele Falcomer på u-Blox.

28

EXPERT: Självkonfigurerande meshnät för smarta byggnader Med Neomesh kan även äldre byggnader uppdateras med smart teknik, skriver Thomas Steen Halkier på Neocortec.

3

STARTBLOCKET

Altris får 77 miljoner kronor Svenska batteriföretaget Altris får stöd från Energimyndigheten för att etablera en pilotanläggning för produktion av natriumjonbattericeller.

Uppstarten Altris har blivit allt hetare allteftersom de globala investeringarna i natriumjon­ batterier vuxit, eftersom Altris har ett intressant katodmaterial kallat Fennac.

För att skapa intresse för ­Fennac ska Altris starta pilotproduktion hela vägen fram till färdiga battericeller. Det är den produktionen som nu Energimyndigheten bestämt är värd att finansera. Altris ska utveckla katoder, elektrolyter, battericeller och fabriksritningar.

Energimyndigheten ger stödet inom två program: Industri­klivet. som stöder svensk ­industri att bli fossilfri, och Next Generation EU, som är EU:s program för att stödja ekonomisk återhämtning efter Covid-19-pandemin.

Svenska Northvolt planerar volymproduktion av natrium­ jonbatterier baserade på Fennac.

Då kommer det att handla om gigavolymer.

Altris är sprunget ur Ångströmlaboratoriet vid Uppsala universitet.

– Vårt långsiktiga mål är att bli den främsta utvecklaren av natriumjonbatterier i Europa, skriver Altris i ett pressmeddelande.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Fem gigawattimmar natrium­ jonbattericeller hoppas franska Tiamat kunna producera i Hauts-de-France år 2029.

700 MWh ska vara på plats redan i slutet av nästa år.

mellan 30 och 50 GWh. Natriumjonbatterier är den kemi alla talar om just nu. Kina är som vanligt ledande, men nu har alltså även Europa en fabrik på ritbordet.

B I LT I L LV E R K A R E N S T E L L A N T I S är en av Tiamats finansiärer. De första batterierna som produceras i fabriken ska gå till elverktyg och

till batterilager, men bilar nämns som framtida möjlig tillämpning.

Tiamat grundades redan 2017 och har just avslutat sin tredje finansieringsomgång. ­Företaget är en avknoppning från det nationella forskningscentret CNRS. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Ungern får Europas första BYD-fabrik Världens största elbilstill­ verkare ska b ­ ygga en bilfabrik i Szeged i södra Ungern.

Ungerns utrikesminister hävdade att det kommer att bli en av de största investeringarna i Ungerns ekonomiska historia. Kinesiska BYD får ekonomiska incitament för att bygga anläggningen på 300 hektar, som väntas skapa tusentals arbetstillfällen.

4

Anläggningen blir den första större kinesiska elbilsfabriken i Europa. BYD tillverkar sedan tidigare elbussar i Ungern.

U N G E R N H A D E år 2019 en fordonsindustri med 172 000 anställda.

Bland annat Audi, BMW och Mercedes-Benz tillverkar bilar i Ungern.

Battericellsfabriker finns redan i drift och ytterligare byggs.

Bilbatteri Även elbilar behöver ett lågspänningsbatteri som förser elektronik, belysning och andra f­ unktioner med ström. Idag är blybatterier standard men Uppsala­baserade Altris ska tillsammans med den amerikanska batterijätten Clarios undersöka om miljövänliga natriumjonbatterier kan axla uppgiften.

EU:s första natriumjonfabrik fransk Tiamat är det första företaget att annonsera en gigafabrik för natriumjonceller på europeisk mark.

Svenska Northvolt har visser­ ligen adderat natriumjonceller till sin produktportfölj, och utvecklar dem tillsammans med Altris, men har inte annonserat planer på volymtillverkning.

Provinsen Hauts-de-France, i norra Frankrike, har redan batteri­industri under uppbyggnad. Här planeras återvinning och katodmaterialtillverkning och sist men inte minst byggs här redan fyra fabriker för batteri­ celler i litiumjonkemi i storlekar

ALTRIS NYA GIV:

Samsung, SK, CATL och Eve har publicerat planer på en sammanlagd kapacitet på mellan 227 och 237 GWh i Ungern, enligt Elektroniktidningens anteckningar.

BEV passerade Tesla i säljvolym i fjol med 18,4 procent, enligt Statista, mot 13 procent för Tesla. VW-gruppen ligger på 8,2 procent.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Clarios är tämligen okänt trots att koncernens batterier finns i vart tredje fordon och på alla kontinenter. Det hänger samman med att de flesta batterier säljs under andra varumärken, som Varta och Optima i Europa.

Företaget säljer framförallt blybatterier som dels fungerar som startbatterier i bilar med förbränningsmotorer men dels också driver elektronik, belysning och annat som ska strömförsörjas. Det senare behövs även i elbilar.

Bolaget ska nu tillsammans med Altris titta på om det är möjligt att ta fram en miljövänlig ersättare som ger maximalt 60 V och är baserad på natriumjonteknik. Inget sägs om de ekonomiska villkoren eller hur länge samarbetet ska pågå.

A LT R I S K N O P PA D E S AV från Uppsala universitet år 2017 för att kommersialisera en tillverkningsmetod för ett natriumbaserat katodmaterial som kan ersätta litium, kobolt och nickel i laddningsbara batterier.

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.

Tillsammans med Northvolt visade företaget så sent som i november att katod­ materialet kan ge 160 Wh/kg i en komplett battericell. Som jämförelse ligger litiumjonceller till fordon runt 260 Wh/kg.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

STARTBLOCKET MATS UDIKAS

STENA RECYCLING

BASF lägger beslag på Stenas svartmassa Tyska BASF kommer att köpa svart massa från Stena Recyc­lings batterikross i Halmstad.

Avtalet är en del av ett planerat bredare samarbete mellan BASF och Stena Recycling för att skapa en europeisk cirkulär värdekedja för elbilsbatterier.

Tillsvidare skeppas svartmassan till en testanläggning. På sikt ska den hamna i BASF:s planerade anläggning för storskalig återvinning.

Stena Recycling kommer att ansvara för att samla in, analysera, förbehandla och till sist mala ner uttjänta elbilsbatterier och skrot från batteritillverkning.

Plast, aluminium, stål och koppar separeras. Resten, den så kallade svartmassan, går E N L I G T A N A LY T I K E R är återvinningsindustrin till Schwarzheide, Tyskland, för utvinning av på väg mot en överkapacitet globalt. Under litium, kobolt, mangan och nickel. de kommande åren ligger den planerade Det meddelar Stena Recycling i ett pressårliga tillväxten i återvinningskapacitet på 24 mouser-forte-print-210x148-se.pdf 1 28.11.23 15:17 meddelande. procent medan tillväxten på skrot för åter-

vinning ligger på 16 procent.

Kapaciteten är fyra gånger större än behovet år 2030, extrapolerar analysföretaget Circular Energy Storage.

I september 2023 ­publicerade Elektronik­ tidningen ett repor­tage från Stenas anläggning i Halmstad.

Det reportaget slutade vid svartmassan – men nu vet vi alltså vart den ska, till Schwarzheide.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Ett BOM-verktyg som kan tänka: Forte Check stock

Part match

Review lifecycles

Save time

Kontrollera lagret

Komponentmatchning

Granska livscykler

Spara tid

Forte Det intelligenta BOM-verktyget

Auktoriserad återförsäljare av halvledare och elektronikkomponenter för konstruktionsingenjörer. mouser.se/bomtool

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

5

STARTBLOCKET

Flödesbatterier:

Svensk elektrolyt billigare, miljövänligare Chalmersavknopparen Rivus kommersialiserar en elektrolyt som inte bara är organisk och miljö­vänlig utan också förhoppningsvis kan sänka priset på flödesbatterier med 30 procent.

Å

r 2025 hoppas Rivus att dess hemliga organiska ingrediens ska kunna resultera i elektrolyter för flödesbatterier för under en tusenlapp per kWh. Eller mindre. I år startar de första pilotprojekten.

Flödesbatterier används i stationära energilager och är en etablerad kommersiell teknik med leverantörer jorden runt och en marknad värd några miljarder kronor. De flesta flödesbatterier är på något fåtal MWh. Ett kineiskt är på väg mot 800 MWh. De ligger visserligen idag långt efter litiumjonbatterier, som äger nittio procent av marknaden för stationära energilager, men prognoser säger att lagren ännu bara är utbyggda till en bråkdel av en bråkdel av vad de kommer att bli, och många tror på ett stort potentiellt utrymme för flödesbatterier.

– Vi kommer behöva ofantliga mängder stationär energilager både i närtid och framöver för att möta klimåtmålen, säger Andreas

Kölling, operativ chef på Rivus.

– Förnybar energi som vind och sol är intermittenta vilket innebär att för att bli av med fossila kraftslag som gas och kol som agerar toppeffekt inom EU idag, så behövs storskalig batterilagring.

I N T E B A R A E L E K T R O LY T E N flödar utan även investeringarna. Rivus Batteries hoppas kunna effektivisera flödesbatterierna.

– Tekniken finns och fungerar. Vi är på jakt efter ett bättre recept för elektrolyter. Jämför med recept för pannkakor. Det finns flera recept som smakar bra, men vi vill hitta ett bättre, billigare och hållbarare recept.

Dagens stora flödesbatterikemi baseras på vandinelektrolyter. Andra metaller är under utforskning.

Men Rivus undersöker ett helt annat spår: en elektrolyt som inte är baserad på metall, utan på organiska material – kol, väte, kväve, syre och lite järn.

– Alltså samma byggstenar som människor och växter.

Andreas Kölling namnger två amerikanska konkurrenter med samma idé.

– Och de har mycket bättre finansiering, nästan en nolla till.

Men det är svårt att säga något om deras prestanda eftersom de inte publicerat mycket på sistone.

Det Rivus hoppas på är inte bara elektrolyter som är mer miljövänliga – en livscykelanalys är på gång – utan även kanske sextio procent billigare. Den totala systemkostnaden skulle därmed kunna bli kanske trettio procent lägre.

R I V U S T R O R I N T E att flödesbatterier generellt kommer att konkurrera ut litiumjonbatterier i energilager, utan snarare komplettera.

I ett batterilager skulle litiumjonbatterierna kunna ge snabba bidrag i höga effekter under kort tid, som när solen går i skugga eller en kärnreaktor går ner. Flödesbatterier skulle snarare flytta solenergi från dag till natt eller vindenergi från en blåsig dag till en vindstilla.

För hembatterier blir ett flödesbatteri knappast ekonomiskt. Prismässigheten upp-

I KORTHET

Rivus Batteries grundades 2019 och är baserat i Göteborg. Det utvecklar en vattenbaserad organisk elektrolyt för flödesbatterier. Tekni­ ken är i färd med att valideras och utveckling pågår för skalbar volymproduktion.

Rivus fick i början av december en inves­ tering på 525 000 euro från österrikiska Xista, svenska Navcap och EU:s EIT Innoenergy – alla sitter de nu i styrelsen.

Grundaren Cedrik Wiberg doktorerade i elektrokemi på Chalmers Tekniska Högskola.

Operativ chef är Andreas Kölling, som är civil­ ekonom och miljövetare i grunden.

Två doktorer i organisk kemi har just an­ ställts. En ingenjör jobbar deltid som elektro­ nikspecialist. Företaget har även en dansk och en finsk professor som rådgivare – kollegor sedan Cedrik Wibergs postdoctjänster.

6

Andreas Kölling och Cedrik Wiberg.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

STARTBLOCKET

Ett typiskt flödesbatteri i en tolvmeterskontainer.

ILLUSTRATION: RIVUS

står i större skala (se faktaruta) i större anläggningar. Glansnumret kanske blir hybrida kraftverk som kombinerar vind, sol och batterier.

En av de stora vinsterna med att byta dagens vanadinelektrolyter mot det hemliga organiska ämnet är att det i övrigt går att använda samma komponenter. Den enda ändring som behöver göras är i princip att byta ut vanadinelektrolyten mot Rivus organiska elektrolyt. Plus att BMS:en, batteristyrsystemet, behöver justeras. nyinvesteringar i hårdvaruutveckling som kostar pengar och bromsar introduktionen. Motsvarande gäller inte två andra heta vanadinalternativ som utforskas, järnjärn och zink-brom. Och apropos dem har de ytterligare en stor nackdel – att de som sidoeffekt producerar vätgas i tankarna som måste neutraliseras vilket adderar kostnad och komplexitet.

D Ä R M E D U N D V I K S DYR A

Rivus ser inte sin plats i näringskedjan som producent av batterierna i sig, utan som producent av elektrolyten. Och inte ens den tillverkningen är något som Rivus tänker göra helt på egen hand. Det kan skötas av existerande kemiföretag, vilket är ytterligare en fördel som trollar bort ytterligare en tröskel för Rivus introduktion. Produktion av rå­varan sker nämligen i stor skala redan idag eftersom det redan finns andra tillämpningar.

– Vi kan köpa en bulkemikalie som är jätte­ billig och därefter producera elektrolyten i en tvåstegsprocess, berättar Andreas Kölling.

E X I S T E R A D E V O LYM E R är mycket större än ­ödesbatterierna behöver. Rivus uppger fl att för att möta det förväntade behovet för batteri­ lager år 2050 kommer det bara att kräva 0,6 procent av den existerande årsproduktionen.

Den enligt Rivus ovanligt enkla tillverk-

ningen – som Rivus hoppas kunna patentera – bidrar till miljövänligheten.

Ytterligare fördelar är att råvaran till elektrolyten finns överallt medan litiumjonbatter är beroende av import. Vanadin importeras från Ryssland och Kina.

– Om vi kan använda mindre kritiska material för stationära batterier, så lättar ju detta även upp försörjningskedjan för andra batterier, påpekar grundaren Cedrik Wiberg.

R I V U S H A R I D AG ett demonstrationsbatteri på 1 kWh. I år ska det genomföras två pilotinstallationer med ett batteri på 10 kWh respektive ett på 50–100 kWh tillsammans med bland annat ett fastighetsföretag i Göteborg. År 2024 ska det finnas en fullskalig prototyp och 2025 hoppas Rivus på kommersialisering.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

FAKTA

Flödesbatterier Ett flödesbatteri är inte en ensam komponent som ett litiumjonbatteri utan byggs av flera komponenter.

Reaktorn – med cellstaplar och kringutrustning som pumpar, behållare och styrsystem – är en för­ hållandevis hög fast kostnad vilket betyder att du vill ha stora elektro­ lytbehållare. Det är då batteriet blir konkurrenskraftigt i pris.

Batteriets effekt bestäms av ytan på membranen som separerar ano­ lyt och katolyt. Kapaciteten bestäms av storleken på elektrolyttankarna.

Konstruktionen är större än och tyngre än litiumjonbatterier. Och verkningsgraden är sämre – på sam­ ma nivå som pumpkraftverk – bland annat eftersom själva pumpandet kostar energi.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

Det finns inga brandrisker med flödesbatterier. Självurladdningen är minimal eftersom elektrolyterna är kemiskt stabila och dessutom separade från de aktiva materialen när batteriet inte är i drift.

Det klart vanligaste idag är elek­ trolyter baserade på tungmetallen vanadin (upplöst i svavelsyra).

Efter fyra månader av mätningar ser det ut som om kapacitetsför­ lusten på Rivus organiska elektrolyt är kring två procent per år.

– Det innebär att efter tjugo år så finns sextio procent av den initiala kapaciteten kvar. Detta är extremt lågt och mycket lovande.

Men det återstår ju så klart att se om det faktiskt håller i tjugo år, eller om elektrolyterna till exempel

degraderar långsamt i tio år och sedan snabbt går ner, kommenterar Andreas Kölling.

En del av utvecklingsarbetet för Rivus ligger i att optimera livslängd mot produktionskostnad för elek­ trolyten. Till skillnad från litiumjon­ batterier är ett flödesbatteri lätt att underhålla för att uppnå en lång livslängd. Pumpar, elektrolyter och membran kan behöva ­underhållas och bytas ut – en kostnad som litiumjonbatterier slipper.

– Men de går alltså att ­reparera, medan litiumjonbatterier i sin helhet eller på modulnivå oftast behöver kasseras när endast några celler gått sönder.

– Vår elektrolyt är pH-neutral och mycket ”mildare” medan vanadin är

väldigt korrosivt. Så troligtvis kom­ mer batterihårdvaran och kring­ utrustning som pumpar et cetera hålla längre med vår elektrolyt. Men hur stor skillnad det blir återstår att utforska.

Hur är just flödesbatterier intressanta vid sidan av natriumjon, LFP och allt annat som utforskas i skuggan av litiumjon?

– En rad olika teknologier kommer sannolikt att behövas. LFP och ­natriumjonbatterier är energi­ täta och mest konkurrenskraftiga i ­kortare applikationer – 0,5 – 4 timmar – medan flödesbatterier är intressanta för applikationer som kräver durationer på 4–24 timmar.

7

STARTBLOCKET

Fem promille av kapaciteten

Väl godkänt för innovationsprogrammet Strax före jul presenterade konsultbolaget Sweco sin utvärdering av innovations­ programmet Smartare elektroniksystem.

Som väntat blev slutbetyget väl godkänt.

Totalt har sex av de sjutton innovations­ program som Vinnova, Formas och Energimyndigheten finansierar genomgått en nioårsutvärdering. Det är Bioinnovation, Innovair, IoT Sverige, SIO Grafen, Smartare elektroniksystem och Swelife.

Programmen löper över tolv år och har utvärderats två gånger tidigare. Denna gång fanns en särskild tyngdpunkt på att undersöka resultat och tidiga effekter av programmen. Dessutom tittade utvärderarna på hur programmen hanterat rekommendationer­ na i sexårsutvärderingen. Slutligen finns rekommendationer inför den fjärde och sista treårsetappen när projekten ska rampas ned.

S M A R TA R E E L E K T R O N I K S YS T E M (SES) startade 2014 och syftar till att stärka svensk industris konkurrenskraft och tillväxt genom insatser för att göra Sverige och svensk industri internationellt konkurrenskraftiga inom elektroniksystem. ”De övergripande slutsatserna av utvärderingen är att SES är ett välskött och välfungerande program som bidrar till SIP-instrumentets övergripande effektmål samt viktiga resultat i form av kunskapsuppbyggnad, internationaliseringsarbete och värdekedjearbete. Programmets agenda och inriktning möter de behov som finns inom insatsområdet. Programmets värdekedjeperspektiv har lett till väldefinierade prioriteringar och stödmekanismer i genomförandet, vilket har skapat goda förutsättningar för innovation i nära samarbete med företag”, skriver Sweco i rapporten.

Under SES första verksamhetsår med­ verkade 27 organisationer i olika ­forskningsoch utvecklingsprojekt. Sedan dess har 267 nya organisationer tillkommit varav 90 procent är företag.

Under åren 2014 till 2024 har den totala projektbudgeten varit 818 miljoner kronor varav cirka 400 miljoner kronor kommit från det offentliga och resten från deltagarna.

Utvärderingen visar vidare att projektmedverkan har lett till ökad samarbets- och innovationsförmåga hos företag och forskningsutförare, samt kunskap inom organisationerna om vilka kompetenser som behöver utvecklas eller rekryteras.

P R O G R A M M E T har nio spetsområden där utredarna konstaterar att det finns framgångsrika svenska företag i kombination med forskning som håller absolut världsklass. De är: • Mikro- och nanoteknik • Tryckt elektronik • Kraftelektronik • Fotonik • Antenn-, mikrovågs- och terahertzsystem • Inbyggda system • Byggsätt • Tillförlitlighet • Avancerad produktionsteknik R A P P O R T E N konstaterar att programmet löper på bra och inte är i behov av några större förändringar. Rekommendationerna inför de tre sista åren handlar istället om hur programmet kan vidareutvecklas.

Den första rekommendationen är att programmet ska tydliggöra och lyfta fram hur det bidragit till att skapa hållbara lösningar på globala samhällsutmaningar. Det är viktigt för att säkerställa att programmets bidrag lever vidare i nya innovationssatsningar som till exempel Impact Innovation.

Den andra rekommendationen är att programmet ska ta en drivande roll i att sammanställa, analysera och kommunicera positiva resultat för att tydligare kunna lyfta fram programmets roll på en systemnivå.

Utredarna vill också att SES tar fram en kommunikationsstrategi med budskap som anpassas till olika målgrupper. Dessutom behövs fler och anpassade informationskanaler för att nå fram till nya målgrupper.

Den sista rekommendationen handlar om att säkerställa att den långsiktiga kunskapsförsörjningen fortgår. Det handlar inte minst om att väcka teknikintresset redan i grundskolan. Uppmaningen är därför att programmet tar fram ytterligare utbildningsmoduler anpassade för just detta.

8

Det har gått snart två år sedan Northvolt tillverkade den första battericellen i Skellefteå­ fabriken. Men att få fart på produktionen verkar vara svårt.

Bolagets delårsrapport för det tredje kvartalet, som Dagens Industri kommit över, visar att produktionen är väldigt låg, bara 13 MWh vilket är 13 procent mindre än motsvarande period i fjol. Under årets första nio månader levererade Northvolt battericeller motsvarande 79,8 MWh vilket är 5 promille av den planerade årskapaciteten på drygt 16 GWh. En förklaring från bolaget är att fabriken uppgraderats och att det skett underhåll.

För årets första nio månader uppgår förlusterna till 11 miljarder kronor.

Northvolt räknar med att nå en årstakt på 16 GWh år 2025.

PER HENRICSSON per@etn.se

KRÖNIKA

Hej alla SER-vänner!

NY T T Å R , NYA M Ö J L I G H E T E R . Kommer att bli ett spännande år på många olika sätt. Det händer väldigt mycket inom AI, ett område som SER kommer att jobba mer med och det ger nya möjligheter inom många olika ingenjörsdiscipliner.

EU trycker på mycket inom hållbar utveckling och det kommer vi också att täcka och så naturligtvis kommer vi att jobba med energi, ett högaktuellt ämne igen, nu när vi har det så kallt.

M E N V I S Ö K E R ÄV E N E R I N P U T.

Hör av er till oss med ämnen som ni är intresserade av, vi sitter just nu och jobbar med programmet och ­välkomnar era förslag.

Så god fortsättning – vi ses!

PER HENRICSSON per@etn.se

E T T AV D E T YD L I G A S T E resultaten av projekten

är att de skapat långsiktig samverkan mellan forskare och företag. Samarbetena bidrar till kunskap hos universitet och högskola, forskningsinstitut och företag om nya produkter och processer.

Scanias vd uttryckte i slutet av oktober 2023 frustration över att Northvolt inte levererade battericeller i utlovad omfattning. Dagens Industri har fått tag på den senaste kvartalsrapporten som visar att produktionen under 2023 första nio månader landade på 79,8 MWh, motsvarande fem promille av den planerade årskapaciteten på 16 GWh.

Hela rapporten finns här!

SER STYRELSE genom HANS NILSSON

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

Datakontakter Phoenix Contact är din partner för tillförlitliga dataanslutningar Inom IIoT kommunicerar apparaterna i nätverket med varandra. För detta ändamål erb-juder Phoenix Contact en bred portfölj av kontakater för de idag vanligaste datagränss-nitten och även framtida teknologier som SPE. Dessutom erbjuder vi er stöd med olika utmärkta design-in tjänster – från CAD-filer till vår varuprovservice.

Beställ ett gratisprov redan nu via phoenixcontact.com/leading-data-connectivity

STARTBLOCKET

Mikromotorerna från Uppsala

Tar sig framåt med nanosteg

Drivenheterna till de piezoelektriska ­motorerna kan tillverkas i många olika former.

De små linjärmotorerna från Piezomotor stegar framåt med en närmast ofattbar precision på nanometernivå.

Varje år tillverkas mellan 5 000 och 6 000 som hamnar i allt från operations­robotar till utrustningar för halvledarproduktion.

P

iezoelektriska ­motorer har några viktiga fördelar jämfört med traditionella roterande elektromagnetiska motorer.

– De klarar väldigt noggranna förflyttningar. Den egenskapen är mycket ofta en ­dörröppnare till nya projekt, konstaterar ­And­reas Danell, affärsutvecklare på Piezomotor.

Den piezoelektriska linjär­ motorn har i sig en upplösning på närmast ofattbara 0,6 nm. Det är samma storleksordning som våglängden för röntgenstrålning.

Men Andreas Danell påpekar att det är hela systemet med enkoder och mekaniska komponenter som bestämmer hur hög precisionen blir i slutändan.

– Gör man allt rätt kan system byggda kring våra motorer få väldigt hög precision. Vi har kunder som har nått noggrannheter på 5 nm.

En annan viktig egenskap är att motorerna inte är magnetiska.

Det kan vara betydelsefullt i

medicinska sammanhang om motorn ska användas tillsammans med magnetröntgen.

Piezo­elektriska motorer fungerar också utmärkt i vacuum. En konventionell motor behöver smörjning, vilket är en utmaning i lufttom miljö.

Ytterligare fördelar för piezo­ motorer är att de är små i förhållande till sin styrka och att de ställer sig i rätt position direkt, utan något vändglapp.

Om man behöver just en linjär rörelse är en fördel att man inte behöver några extra komponenter, som en växel till exempel, för att åstadkomma det.

I vilka tillämpningar ska man inte använda piezomotorer?

– Det är mindre lämpligt att använda piezoelektriska motorer om de ska gå kontinuerligt under lång tid och med hög fart. Då slits de och livslängden kan bli kort, säger Andreas Danell.

I produktprogrammet finns ett tiotal modeller av linjära

motorer. På ett enkelt sätt kan dessa justeras för att passa olika kundbehov. Linjärmotorerna har kapaciteter på mellan 6,5 och 450 Newton och väger från 16 gram till drygt 1 kg.

Motorerna tillverkas i Piezomotors egna lokaler i Uppsala.

Produktionsmetoderna är till största delen hämtade från elektronikindustrin. Andreas Danell drar paralleller med tillverkning av keramiska kondensatorer. De olika produktionsstegen sker i separata rum där endast produktionstekniker i skyddsutrustning har tillträde.

Produktionen baserar sig på att man tillverkar en slags laminat med omväxlande en keram i ett piezoelektriskt material och ett ledande skikt av screentryckt platina. Första steget är den så kallade tejpgjutningen.

Där fördelas en tjockflytande pulverblandning på en polymerfilm som sedan torkas. Därefter screentrycks ett platinamönster på det piezoelektriska skiktet.

STANDARDMOTORERNA

Piezomotor har ett tiotal olika typer av motorer i programmet.

Storlek på motorhus+encoder: 24×20×11 – 98×50×50 mm Vikt: 16 – 1 060 g Stallkraft: 6,5 – 450 N Max hastighet: 0,2 – 24 mm/s Max slaglängd: 6,5 – 74,1 mm

Mer än hundra sådana skikt fogas samman. Det sågas sedan upp i komponenter som därefter sintras i hög temperatur.

Komponenterna av laminat ställs sedan på högkant. Varje ben är kopplad till två kanaler och jord. Motorkomponenterna styrs med 48 volt och fyra kanaler. Kanalerna är parvis kopplade till vartannat ben. ”Gångstilen” för motorerna bestäms med programvara som förändrar vågformerna. Utseendet på vågorna bestämmer både hastighet och hur jämnt motorn ska gå.

MATS UDIKAS

mats@etn.se

SÅ DRIVER LINJÄRMOTORERNA

Motorserien Piezo LEGS ­använder sig av friktionsdrift.

Det är piezo­elektriska ben som är i direkt kontakt med själva drivskenan. När benen börjar ”gå” så befinner sig alltid ett av benparen i mekanisk kontakt med drivskenan.

Varje ben styrs med spänning över två kanaler. När spänning läggs över

10

B.

vänster kanal så böjer sig benet åt höger. När spänning läggs över hö­ ger kanal så böjer sig benet till vän­ ster. När spänningen läggs på båda kanalerna samtidigt så sträcker sig benet rakt upp i sin fulla längd. En drivenhet består av minst fyra ben, på de flesta modeller sitter en dri­ venhet på varsin sida av drivskenan.

Figuren visar hur de fyra benen på ena sida av drivskenan samverkar.

C.

Ben nummer 1 och 3 samt ben num­ mer 2 och 4 är synkroniserade med varandra.

A. D et första benparet håller kontakt med drivskenan och rör sig åt hö­ ger. Det andra paret drar ihop sig.

B. Det andra benparet pekar åt vänster och börjar sträcka på sig.

Det första benparet börjar närma sig sitt högra ytterläge.

C. Det andra benparet har fått kon­

PIEZOMOTOR

A.

D.

takt med drivskenan och rör sig åt höger. Det första paret börjar sträcka på sig åt vänster och rör sig upp mot drivskenan.

D. I ett ögonblick är båda ben­ paren elektriskt aktiva och byter roller. Det första benparet står i ytterläge och är på väg att släppa sin kontakt med drivskenan, medan det andra paret börjar föra skenan åt höger.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

STARTBLOCKET MATS UDIKAS

– Gör man allt rätt kan system byggda kring våra motorer få väldigt hög precision. Vi har kunder som har nått noggrannheter på 5 nm. Det säger Piezomotors vd Olof Stranding och affärsutvecklare Andreas Danell.

BAKGRUND Piezomotor grundades för mer än 25 år sedan av professor Stefan Johansson och Mats Bexell på Ångströmlaboratoriet i Uppsala. Företaget baserades på forskning sedan mitten av 1980-talet. Det var forskarnas egna behov av att göra mycket små förflyttningar med hög precision som födde idén om att försöka använda piezo­effekten. Grundarna är inte längre aktiva i bolaget.

Den piezoelektriska effekten upptäck­ tes redan i mitten av 1800-talet. Då fann man att vissa kristallmaterial som utsätts för en yttre kraft och deforme­ ras, genererar en elektrisk ­spänning.

Det motsatta gäller också: om samma kristallmaterial utsätts för en elektrisk spänning så ändrar det form. Mate­ rialet kan sträcka på sig och böja sig, beroende på hur elektroderna är mon­ terade och hur de spänningssätts.

Genom att kombinera de båda grundrörelserna böjning och sträck­ ning kan en piezoelektrisk komponent utföra en gångrörelse. Två sådana piezoelement monteras mot varandra med en drivskena mellan sig. Driv­ skenan rör sig sedan genom friktion mot benen. Därmed är en piezoelek­ trisk linjärmotor född.

Tekniken kan också användas för att bygga en roterande piezo­motor.

Då placeras piezoelementen i en cirkel och använder en cirkulär drivskena.

Idag har Piezomotor 20-talet anställda och ingår i företagsgruppen Acuvi som är inriktat på mikromotorer och högprecisionssystem. De båda övriga företagen är det finska bolaget Sensapex och amerikanska TPA Mo­ tion. Efter köpen av Sensapex och TPA Motion har Acuvi vuxit till närmare 200 miljoner kronor och är noterat på Nasdaq First North Growth Market.

Största aktieägare är Adam Dahlberg, tillika styrelseordförande, med anknyt­ ning till Crafoordska stiftelsen. Övriga storägare är institutioner och pen­ sionsstiftelser som Avanza, Handels­ banken samt amerikanska investerare inriktade på teknikföretag.

MATS UDIKAS

Här har benen börjat sågas upp i materialet som ska bli till piezoelement.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

Vid sintringen minskar komponenten betydligt i storlek. Längst upp till höger visas hur komponenten tar sig ut före sintring, till vänster efter sintring.

11

KVANTTEKNIK

Bilder på nybyggda, skinande kvantdatorer väcker ofrånkomligen minnen av gamla foton på 1940- och 1950-talets datorer byggda med vakuumrör.

Kvantdatorerna är vackra skapelser – inga beiga lådor här inte!

– men det syns också hur mycket arbete som återstår innan detta blir en praktisk och hanterlig teknik för gemene man.

Den här IBM-kvantdatorn står sedan snart ett år tillbaka på ett forskningssjukhus i USA, där den bistår forskarna med avancerade beräkningar.

Kvantdatorerna på frammarsch talet länder som har skrivit avtal med USA, där merparten av utvecklingen sker, om samarbete kring kvantteknik.

Vinnova efterlyser inte helt oväntat en nationellt samordnad strategi för att stödja forskning och utveckling, höja kvaliteten på utbildning och inte minst säkra långsiktig finansiering bortom 2029. Verket pekar också på att andra länder, som Finland, Tyskland och Storbritannien, redan har gjort stora nationella kvantsatsningar.

Men tillbaka till kvantdatorn, för det händer saker redan idag.

– Det faktum att KAW hjälper till att bygga upp Sveriges ekosystem inom fältet öppnar en uppsjö av möjligheter, inte

– I stort sett är det en rimlig liknelse. Många forskare inom fältet använder den för att beskriva utvecklingstakten och läget i kvantdatorindustrin idag, säger Zaid Saeed, medgrundare av och vd för Göteborgsföretaget Scalinq.

Företaget startade 2022 och utvecklar komponenter till kvantdatorer, i tätt samarbete med sina kunder. Zaid Saeed liknar företagets första produkt, Linqer, vid en sorts moderkort som knyter ihop olika delar av kvantdatorn.

Kvantmekaniken, den vetenskap som beskriver naturens minsta beståndsdelar, har runt 100 år på nacken och redan på 1980-talet togs de första stegen mot att bygga en kvantdator när forskare lyckades manipulera och mäta enskilda kvantsystem.

De senaste åren har utvecklingen dock tagit fart på allvar och generellt användbara kvantdatorer kan vara en realitet på några års sikt.

12

E T T AV M Å L E N för WACQT är att konstruera en svensk kvantdator för forsknings- och teständamål som ska stå färdig 2025. Samtidigt arbetar Atlantic Quantum, en avknoppning från Chalmers och MIT i USA och även en av Scalinqs kunder/ samarbetspartners, med att få

fram en kommersiellt tillgänglig maskin vid samma tid. På andra håll i världen finns redan funge­ rande system som till exempel IBM:s Quantum System One, en kvantdator som installerats på det amerikanska forskningssjukhuset Cleveland Clinic.

Just medicinsk forskning nämns ofta som ett område som lämpar sig väl för kvantdatorer.

– Många i branschen nämner materialutveckling, molekylär­ bio­logi, och finansiell modelle­ ring som exempel på områden

Linqer, Scalinqs första produkt, är en behållare för kvantprocessorer.

Den kan hantera kretsar av olika storlek och med allt från ett tiotal upp till hundratals anslutningar.

FOTO: SCALINQ

S V E R I G E H A R S TA R K och aktiv forskning inom kvantteknologi, konstaterar Vinnova i ­rapporten ”En svensk kvantagenda” som publicerades våren 2023. Till stor del finansieras ­forskningen av KAW, Knut och Alice Wallen­­bergs stiftelse, huvudsakligen genom Wallenberg Centre for Quantum Technology (WACQT) som initierades 2018 och är finansierat fram till 2029.

Rapporten pekar också ut ett antal universitet – Chalmers, KTH, Lund och Stockholm – som sär­skilt aktiva inom området.

Sverige är dessutom ett av tio­

minst för vårt varumärke som förknippas med den framgångs­ rika kvantforskningen i Sverige.

Scalinq är ett av de första kommersiella bolagen i Sverige inom quantum information science och vi har fått ta emot innovationsindikatorer (bidrag) från Vinnova som hjälpte oss att ­accelerera produktutveckling och kommersialisering, säger Zaid Saeed.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

KVANTTEKNIK FAKTA

Om kvantteknik och kvantdatorer

FOTO: IBM QUANTUM

där tekniken kommer att leverera värde tidigt, säger Zaid Saeed.

– Men egentligen är det svårt att säga redan nu vilka tillämpningar som kommer bli viktiga, eftersom kvantdatorer är en plattformsteknologi på samma sätt som konventionella datorer och internet. För att ta ett exempel så var internets huvudsyfte från början att skapa en robust och motståndskraftig kommunikationskanal för främst forskare och militär personal. Med tiden blev det som bekant mycket mer än så.

G E N E R E L LT S E T T är poängen med kvantdatorer att de kan utföra beräkningar på stora datamängder som en klassisk dator inte klarar av. Det kan vara till nytta för till exempel DNA-sekvensering eller optimering av transporter, eller mönsterigenkänning och maskininlärning. Man räknar också med att tillräckligt stora kvantdatorer kommer att kunna knäcka de krypteringsalgoritmer som används idag, något som i så fall skulle kunna ställa till stora problem.

Men en del tekniska utmaningar återstår innan kvantdatorerna kan leva upp till sin potential, säger Zaid Saeed.

– Själva kvantprocessorerna har en väg att vandra innan de kan leverera den prestanda som behövs för att ge kommersiell nytta. En annan utmaning är

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

koherenstiden, den tid som en kvantbit (se ruta) kan hålla information innan den börjar tappa informationen och falla tillbaka till sitt grundtillstånd. Det finns också flaskhalsar i den kringutrustning som krävs för att skala upp beräkningskraften, och det är den nischen Scalinq verkar i.

E N A N N A N F R ÅG A är om kvant­ datorer kommer utvecklas till generella datorer, eller om de snarare utformas till maskiner byggda för specifika tillämpningsområden ungefär som grafikprocessorer i en PC. – Det pågår en utveckling inom båda t­ illvägagångssätten.

Flera aktörer arbetar på att integrera kvantdatorer med HPC (high performance computers) där de två maskinerna jobbar i nära samspel och levererar två olika beräkningsmöjligheter via molnet, säger Zaid Saeed.

Egentligen är motsägelsen absurd: kvantdatorer manipulerar några av naturens minsta beståndsdelar, som enstaka molekyler och ljuspartiklar, men är ändå likt sina kusiner från 1950-talet stora nog att uppta ett normalt vardagsrum. Det tog drygt tre decennier att gå från rördatorer till datorer på skrivbordet men det mesta talar för att det kommer gå fortare med kvantdatorerna.

LENNART BONNEVIER lennart@etn.se

Kvantfysiken beskriver hur materiens minsta byggstenar – molekyler, atomer och ännu mindre partiklar – beter sig. Den är i många stycken icke-intuitiv, för att inte säga absurd: kvantpartiklar kan till exempel befinna sig olika tillstånd samtidigt, och påverka varandra över stora avstånd utan att någon information överförs.

Det är förmågan att kontrollera dessa beteenden som ligger till grund för kvanttekniken, där kvantdatorer är en del.

Utöver kvantdatorer, som den här artikeln fokuserar på, tar ­Vinnovas Kvantagenda upp tre andra områden där kvanttekniken kommer göra, eller i några fall redan gör, stor nytta.

Kvantkommunikation Genom att skicka information med hjälp av kvantpartiklar kan man lösa ett av de största problemen inom kryptering: att överföra kryp­ teringsnycklar på ett säkert sätt.

Tekniken, som används redan idag, kallas Quantum Key Distribution och det finns en hel Wikipedia-arti­ kel om det (se QR-kod). Detaljerna är komplicerade men grunden är att kvantfysikens lagar säger att det är omöjligt att läsa av en kvantsignal utan att påverka den.

Med andra ord: om Alice sänder ett meddelande till Bob och någon lyssnar på vägen kommer det meddelande Bob tar emot att skilja sig från vad Alice sände. Det här kan Alice och Bob upptäcka och välja att starta om förhandlingen för att generera en ny nyckel.

Kvantsimulering Simulering av stora, komplexa system är en klass av problem som kvantdatorer är väl lämpade att hantera.

Kvantsensorer Kvantsystem är väldigt känsliga för yttre påverkan, vilket innebär att de också kan användas som

känsliga mätinstrument. I viss utsträckning sker det redan idag, till exempel i atomklockor eller i sjukvårdens magnetkameror, men när tekniken möjliggör manipulering av enstaka atomer eller fotoner kan man uppnå ännu större noggrannhet.

En kvantdators beräkningskapaci­ tet anges i första hand i hur många kvantbitar (qubits) den har. Varje kvantbit utgörs av ett kvantsystem och kan, till skillnad från bitar i en konventionell dator, ha värdena 0 och 1 samtidigt – detta kvantfeno­ men kallas superposition. En dator med två kvantbitar kan alltså ha fyra samtidiga tillstånd, en med tre kvantbitar åtta och så vidare.

Redan vid 50–60 kvantbitar har kvantdatorn en teoretisk beräk­ ningskraft som överträffar dagens konventionella datorer, och denna så kallade kvantumfördel har även demonstrerats i praktiken i enstaka specialfall.

Andra faktorer som påverkar den faktiska beräkningskraften är: – Antalet kopplingar till andra kvantbitar som en enskild kvant­ bit kan ha – Vilka typer av kvantlogik-grindar som kan implementeras – Pålitligheten i varje grind (liksom i en vanlig dator behöver ett antal kvantbitar reserveras för felkontroll och -korrigering) – Hur många parallella operationer datorn kan utföra – Djupet, antalet grindar som kan appliceras i följd innan kvantbitarna börjar förlora sin information De största ­kvantprocessorerna idag, som till exempel IBM:s ­Condor, har omkring 1000 kvant­ bitar. De datorer som faktiskt används ligger dock betydligt lägre, från 100 upp till några hundra kvantbitar.

När den färdigställdes 1945 var Eniac världens första generella, digitala och programmerbara dator. Idag är den utställd på University of Pennsylvania i Philadelphia, USA.

13

TEMA: KOMMUNIKATION

Satellitpositionering med Kina, EU och USA investerar nu flera hundra miljarder kronor i en ny generation navigations­satelliter. De kan leverera nya tjänster inklusive noggrannare positionering.

V

anliga mobiltelefoner kommer inom några år att kunna få en positioneringsuppgift från navigationssatelliter med cirka 20 centimeters noggrannhet. Idag ligger det i bästa fall på två meters noggrannhet.

– Dagens Galileosatelliter kan skicka ut navigationsmeddelanden för den öppna tjänsten samtidigt på två frekvensband och då går det att klara en positionsbestämning på under en meter vid goda förhållanden. Då måste mobiltelefonen ta emot navigationsmeddelanden från minst fyra Galileosatelliter samtidigt, säger Christian Hånberg, på statliga rymdstyrelsen.

Han är en av Sveriges ledande experter på navigationssatelliter.

– Galileosystemet och Beidousystemet är i stort tekniska likvärdiga och satelliterna är byggda vid senare tidpunkt än en stor del av GPS-satelliterna.

USA har redovisat planer att GPS ska komma ikapp EU:s Galileo och kinesika Beidou strax efter 2030.

Galileo och Beidou har designats för att skicka navigationsmeddelanden i tre frekvensband. En stor del av GPS-satelliterna klarar bara att sända ut navigationsmeddelanden på ett enda frekvensband för den öppna delen av tjänsten. USA måste byta till nya satelliter för att komma ikapp Galileo och Beidou.

FAKTA

Störning av GPS Den 25 och 26 december 2023 stördes flygtrafiken i södra Sverige av ryska militär­övningar i Kaliningradområdet.

Dessa störningar visar att det finns risker med att använda signaler från navigationssatelliter.

För civilflyget finns ambition att ha ett mark­ baserat system som kan ersätta GPS eller andra navigationssatelliter vid störningar. Även för mobilnäten finns ett sådant be­ hov. Basstationerna tar emot GNSS-signaler för synkronisering av tid. I Sverige kräver PTS att mobilnätsoperatörerna är oberoende av satellitsignaler. Det gäller de nya tillstånd som utdelats för 900-bandet, 2100-bandet och 2600-bandet, berättar Petter Öhrn, på PTS. Varje Galileosatellit sänder tio olika navi­ gationssignaler. De kan vara öppna, ”safety of life”, kommersiella eller statligt reglerade.

Varje satellit adderar också en unik id-kod i meddelande till mottagaren. Därmed vet mottagaren varifrån meddelandet kommer.

I amerikanska GPS finns bara en signal men i den nya generationen GPS-satelliter blir fler Källa: ESA signaler tillgängliga.

14

När en satellit är utrustad med flera frekvensband blir det möjligt att göra beräkningar som ger en dramatiskt bättre positionsuppgift, genom att störningar från till exempel jonosfären kan filtreras bort.

– En ny avancerad tjänst ska lanseras via dagens Galileosatelliter år 2025. Den heter High Accuracy Service (HAS). HAS skulle till exempel kunna användas till självkörande fordon. Fordonen tar då emot HAS, men är troligen också utrustade med radar, lidar och andra sensorer, säger Christian Hånberg.

Han berättar att en ny generation Galileo­ satelliter ska börja sändas upp och tas i drift 2026, det är generation två. Tio sådana Galileosatelliter är redan byggda.

– En tredje generation av Galileosatelliter är under utveckling och de kan komma i drift efter 2040. De slutliga besluten om den tredje generationens satelliter är ännu inte klara, säger Hånberg.

Det finns även regionala system i Japan och Indien.

I N O M R A M E N F Ö R F N etablerades år 2005 ICG (International Committe on Global Navigation satellites). I ICG samarbetar samtliga globala satellitoperatörer om civil användning av satelliterna.

GPS, Galileo, Beidou och ryska Glonass sänder sina navigationsmeddelanden på samma standardiserade frekvensband.

Därmed kan mobiltelefoner enkelt designas så att de kan ta emot signaler från minst fyra olika satellitsystem.

Den öppna signalen som alla kan ta emot är gratis för mottagaren. Satellitsystemen är finansierade med statliga medel. Detta betyder att USA, EU, Kina och Ryssland får stora kostnader för att utveckla och ta systemen på plats. Ett globalt navigationssatellitsystem behöver minst 24 satelliter för att uppnå en fullgod global täckning samt dessutom ett antal jordstationer.

D E N F Ö R S TA G E N E R AT I O N E N satellitnavigering utvecklades framför allt för militära behov.

Det finns utredningar som visar att det går att nå stora industriella vinster tack vare gratis tillgängliga positionsuppgifter för civilt ändamål. För USA handlar det om mer än 1 000 miljarder kronor.

– Det finns en enorm marknad för kretsar for mottagning av satellitsignalerna. En annan stor marknad är utveckling av tjänster

som bygger på satellitsignalerna för olika ändamål, säger Christian Hånberg.

Ett annat stort område år civilflygets navigeringssystem och system för landning.

Enligt ESA är det betydligt billigare att basera flygtrafikledning på satellitnavigering, jämfört med markbaserade system. EU har också fattat beslut om att införa ett sådant system till 2030 för civilflyget.

F N - O R G A N E T I C AO (International Civil Aviation Organization) har antagit en standard för hur satellitnavigeringen kan införas i civilflyget. ICAO-standarden publicerades år 2005 och dokumentet heter Global Navigation Satellite System (GNSS) Manual. Den modell som dominerar är SBAS (Satellitebased augmentation system). Principen är då att satellitsignalen tas emot på jorden och bearbetas så att positionsuppgiften förbättras dramatiskt. Den förbättrade positionsuppgiften skickas sedan i realtid till flygplanen via satellit.

I Europa togs ett SBAS-system i drift

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

TEMA: KOMMUNIKATION

centimeternoggrannhet Den 3 oktober 2018 sköts den 37:e och 38:e BDS-satelliten ut i rymden.

FOTO: BEIDOU

Tillgängliga frekvensband för satellitpositionering. KÄLLA: RYMDST YRELSEN

2011. Det kallas Egnossystemet. USA har ett liknande system som kallas WAAS och Japan har MSAS. Kina och andra länder utvecklar motsvarande system baserat på SBAS. Egnos och andra SBAS-system ska certifieras och de mottagare som används måste godkännas.

J U S T C I V I L F LYG E T innebär en mycket stor marknad med stora kunder och mycket stora kontrakt. Sedan tidigare dominerar amerikanska GPS men Galileo och Beidou har nu en möjlighet att skjuta fram sina positioner.

USA ser risken tydligt och där har det under 2023 publicerats en rad utredningar och artiklar om saken.

GÖTE ANDERSSON gote@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

FAKTA

Lantmäteriet vet var du är på centimetern när Lantmäteriet har en tjänst kallad ­Swepos nätverks RTK i Sverige. Den ger en ­noggrannhet på två till tre centimeter till en kostnad på 12 000 kronor per år.

– Vi har idag 12 000 abonnenter. Byggoch anläggningsindustrin, mätkon­ sultföretag och kommuner är våra största kunder, säger Peter Wiklund på Lantmäteriet i Gävle.

Lantmäteriet har placerat ut 480 referensstationer för GNSS runt om i Sverige för att få bra förutsättningar för noggrann GNSSmätning. Referensstationen har en känd posi­ tion och när signalen tas emot från GPS, Galileo,

Glonass och Beidou så kan Lantmäteriet be­ räkna korrektioner för varje satellit. Korrektions­ data skickas sedan till användarna så att deras positionsuppgift förbättras dramatiskt, till 2–3 centimeters noggrannhet. För att det ska fungera så krävs även att användarna har en mer avancerad GNSS-mottagare som kan räkna på fler frekvenser.

– GPS och Galileo är viktigast i Sverige för oss. Glonass och Beidou kompletterar, säger Wiklund.

Lantmäteriet lanserade Swepos nätverks RTK-tjänst 2004 och 2010 fick den nationell täckning.

GÖTE ANDERSSON

15

TEMA: KOMMUNIKATION Deepak Yadav, Jorge Deza Concor och Daniel Bakic arbetar med Beammwaves digitala eller analoga kretsar.

FOTO: JENNY LEYMAN

Lanserar utvecklingsplattform för lobformning i mm-vågsområdet Millimetervågsområdet erbjuder enormt mycket bandbredd men bortsett från några få tillämpningar har det breda genombrottet inte kommit. Lundabolaget BeammWave vill ändra på det med en strömsnål digital lobstyrning.

– Nu är vi kaxiga nog att säga att det finns en utvecklingsplattform. Vi ska använda den för att driva samarbetsprojekt med våra kunder, säger det börsnoterade företagets vd Stefan Svedberg.

Utvecklingsplattformen består av en andra generationens radiokrets, en FPGA med integrerade AD- och DA-omvandlare plus algoritmer för att styra och forma antennloben.

Ett lämpligt paket kan vara fyra radiokretsar med två kanaler vardera vilket ger åtta kanaler i upplänken och åtta i nedlänken.

16

Men vi backar tio år då grundarna Per Olof Brandt, med erfarenhet från bland annat ­Ericsson, och Markus Törmänen på LTH, började funderade kring millimetervågsområdet där det fanns gott om spektrum men få användare.

Radar och radiolänk är två tillämpningar som länge nyttjat millimetervågsområdet men volymerna har varit förhållandevis små eftersom tekniken varit dyr.

När det kommer till mobil­ kommunikation är det två tillämpningar som tagit fart de

senaste åren. Det är dels som avlastning för de lägre frekvensbanden i riktigt stora städer som Tokyo och Shanghai, och dels som fast uppkoppling som alternativ till fiber, ofta förkortat FWA. – Det säljs 100 till 150 miljoner telefoner med millimetervåg i år, det är en riktig marknad. Men, det går inte mycket trafik över all den här utrustningen.

Orsaken är att tekniken inte lever upp till förväntningarna.

M I L L I M E T E R VÅG S D E L E N i mobilerna är känslig för var ­handen är placerad liksom andra för­ ändringar i omgivningen och rörelser, vilket gör att uppkopplingarna snabbt byter tillbaka till lägre frekvensband som är robustare.

– Vi har byggt ett företag på antagandet att analog lobformning inte kommer att fungera, att

det behövs digital lobformning, säger Stefan Svedberg.

I och med att signalen dämpas mycket mer på millimetervågsområdet används alltid ­antenner med riktverkan, loben är ”ihopklämd” och riktad åt det håll man vill kommunicera vilket ger högre förstärkning.

Det går att skapa riktverkan genom att placera ett antal bredstrålande antenner i en matris med lämpliga avstånd. Lösningen är normalt analog och statisk där fasskillnaden mellan antennelementen bestämmer form och riktning på antennloben.

Grundarna av BeammWave kom på att det borde gå att göra fasstyrningen digital – då kan man dela upp antennmatrisen och lägga ut antennelementen var för sig i terminalerna. År 2016 fick de första patentet godkänt och 2019 började de bygga BeammWave som är en ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

TEMA: KOMMUNIKATION lek med orden beamforming och mmWave.

För att kunna demonstrera lösningen praktiskt behövdes dels algoritmer som snurrar på någon form av beräkningsenhet, dels en radiokrets att koppla till antennelementen.

Digital lobstyrning har dock rykte om sig att vara dyr och effekttörstig. Varje antennelement kräver förutom upp- och nedkonverterare även AD- och DAomvandlare med god upplösning och snabb sampling. Vilket drar mycket ström och kostar pengar.

– Det är det problemet som vi löst.

Exakt hur det går till får vi inte veta men lösningen använder färre bitar och samplar inte med full hastighet hela tiden.

F Ö R AT T K U N D E R N A ska kunna testa konceptet har företaget tagit fram en rf-krets med både ­sändar- och mottagarkedja. Kretsen är inte större än 1×1 mm. Den finns också i en version med antenner vilket ökar storleken till 3×3 mm.

– 2021 gjorde vi en första tape-out av radiokretsen och 2022 en andra. Nu har vi ett bra fungerande radiokisel som duger till precis alla prototyper och konceptverifieringar. Vi kör 5G-trafik över det och kan bevisa digital beamforming.

Kretsen är helt analog och innehåller två sändarkedjor och två mottagarkedjor ­inklusive lokaloscillator, blandare, lågbrus­ förstärkare och effektförstärkare.

Den levererar och tar emot IQsignaler.

Det enda som behöver adderas är antenner och AD/DAomvandlare plus beräknings­ kapacitet. Det senare innebär en system-FPGA i Zynq-familjen från AMD-Xilinx med integrerade AD- och DA-omvandlare som kan kopplas till maximalt fyra radiokretsar vilket ger 8×8 kanaler.

– Det är ett jättebra verktyg för oss, vi använder det både för egen utveckling och när vi går in i samarbetsprojekt.

Det handlar om allt från att prova antenner, testa ett basband

till hela konceptet. Beroende på uppgift laddas lämpliga algoritmer in i FPGA:n.

En stor fördel med den digitala styrningen är att de analoga IQ-signaler som går mellan FPGA:an och radiokretsen inte är mer än 400 MHz. I analoga lösningar är det många gigahertz även innan uppkonvertering ­vilket gör att avståndet måste hållas mycket kort.

– Vi kan slänga ut våra i stort sett lite hur som helst, det är en av fördelarna med byggsättet, säger Stefan Svedberg.

D E S S U TO M K A N en digital lösning reagera mycket snabbt på förändringar i omgivningen eftersom man har tillgång till signalen från alla antennelement och dessutom i digital form.

– Vi är nere på millisekundnivå, vi kan reagera omedelbart och på små förändringar.

Företaget har aktivt satsat på att patentera tekniken. Hittills finns 36 ansökningar varav nio är godkända. För att hålla nere kostnaderna har företaget ett

eget patentombud och dessutom ansöker man inte automatiskt om patent i alla regioner för att kostnaderna ska bli rimliga.

– Patent kan också vara en framtida inkomstkälla.

Bolaget försöker också få in sin teknik i mobilstandardiseringen som görs av branschorganisationen 3GPP. – Den delegat vi har där har 15 års erfarenhet därifrån, det är något vi nyttjar.

Samtidigt är tekniken inte begränsad till millimetervågsområdet på 24 GHz eller mer. Även på lägre frekvenser kan lobformning göra nytta.

– Man pratar om centimetervågsområdet, 7–14 GHz, som intressant för 6G. Företaget har tagit in 101,5 miljoner kronor sedan start och har idag 25 anställda med elva nationaliteter. Bolaget fick i mellandagarna sin första affär då man sålde en utvecklingsplattform till Molex och tecknade ett utvecklingsavtal.

PER HENRICSSON per@etn.se

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

Produktion

SMD Hålmontering Slutmontering Prototyper

EMC

Ackrediterat lab Filter design Filterproduktion

Kalibrering

Nyhet! Multimetrar

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

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

17

SVERIGES VIKTIGASTE MÖTESPLATS FÖR ELEKTRONIKBRANSCHEN Utforska framtidens elektronik på Elektronikmässan Stockholm den 10-11 april 2024 på Kistamässan.Registrera dig nu för att knyta viktiga kontakter,få insikter från design till hållbara lösningar,och delta i spännande seminarier om bland annat hållbarhetsrapportering och elektronikkylning.Uppdatera dig på Sveriges roll i global innovation med fokus på utmaningarna för elektronikindustrin.

LÄR FRÅN BRANSCHEXPERTERNA

Jonas Arwidsons Technical Specialist SAAB

Hesem Kangarlou Affärsområdeschef inom Teknik Academic work

Sara Lissdaniels auktoriserad revisor FAR

KISTAMÄSSAN 10-11 APRIL Skanna koden för fri entré till Elektronikmässan

embedded conference scandinavia The Embedded Conference Scandinavia is an annual event that brings together professionals and enthusiasts from the embedded technology industry to share knowledge, learn from each other’s experiences, and network with like-minded individuals. The conference will be held in Stockholm, Sweden, on April 10-11, 2024, and offers attendees the opportunity to explore the latest advancements and trends in embedded systems, Internet of Things (IoT), artificial intelligence, and more.

LEARN FROM INDUSTRY EXPERTS

Michael Thel Engineering Director at Scania

Christoffer Lewandowski Head of the Research and Development Program at Heart Aerospace

Eva Fogelström Director, Security Research at Ericsson

NETWORK AN DISCOVER NEW TECHNOLOGIES Explore cutting-edge technologies at Elektronikmässan and Advanced Engineering exhibition, gaining exclusive access to the latest in electronics and embedded tech. Network at the Embedded Conference Scandinavia for collaboration, idea exchange, and partnerships, driving innovation in the sector.

Scan and purchase your ticket now.

ÖPPEN HÅRDVARA

Projektet heter DRAC – Designing RISC-V-based Accelerators for next generation Computers.

Spanska super-cpu:n Sargantana Superdatorcentrets egen öppna RISC-V ska ge EU oberoende.

Barcelona ­Supercomputing Center (BSC) står idag värd för världens åttonde ­snab­baste dator. MareNostrum 5 är byggd med Xeonprocessorer och ­Nvidia-­GPUer, men som så många andra, tittar man också på vad som går att göra med RISC-V i framtiden. År 2017 fick BSC i uppgift av EU att leda forskningen kring framtida europeisk chiptillverkning för att säkerställa oberoende av externa aktörer. BSC har sedan dess varit inblandade i ett antal projekt kring RISC-V-baserade europeiska superdatorer.

Nu har de tagit ett steg till och släppt Sargantana, deras första öppna RISC-V-design.

Sargantana är en 64-bitars RISC-V-processor med en 7-stegs pipeline som kan klockas till 1,69 GHz på en 22 nm-process.

OK Förutom källkoden till­handa­håller BSC även en referensplattform för FPGA för den som vill prova processorn själv.

Redaktör: Olof Kindgren är FPGA- och embeddedutveck­ lare på Qamcom Research & Technology. Han arbetar aktivt med att främja open source inom chipdesign och är en ledande person inom det området.

20

Syntesverktyget Yosys driver chiputvecklingen Yosys har precis släppts i en ny version. Varken det nya versionsnumret, 0.36, eller listan över nyheter i denna version är särskilt anmärkningsvärda, men Yosys i sig har kommit att bli en av de stora driv­ krafterna för chiputveckling.

Yosys är ett syntesverktyg, vilket typiskt är den första länken i en verktygskedja för att skapa en FPGA eller ASIC. Verktygets uppgift är att läsa in användarens HDL-kod (företrädesvis Verilog, men även VHDL och mer moderna språk) och omvandla den till ett slags abstrakt kretsschema som kallas nätlista.

Det stora genomslaget för Yosys skedde 2015 då det blev en del av IceStorm, världens första helt öppna verktygskedja för en kommersiell FPGA-familj.

FPGA-familjen var Lattice minsting iCE40, men dag finns stöd i Yosys för i stort sett alla vanliga FPGA-kretsfamiljer och så gott som all öppen ASIC-utveckling passerar genom Yosys.

Likt många andra open sourceverktyg är Yosys uppbyggt som ett ramverk som kan byggas ut med extra funktionalitet, och kombinationen av en frikostig källkodslicens och de goda möjligheterna till utbyggnad har tagit forskningsvärlden med storm. Så gott som all forskning som bedrivs inom den här typen av verktyg och algoritmer använder Yosys eftersom det ger en bra grund att stå på, och inte skapar några hinder för att publicera resultaten. Tidigare hade forskarna i princip två val – att utveckla ett syntesverktyg helt från grunden, eller att försöka få tillgång till ett proprietärt verktyg, då med den stora baksidan att mycket av forskningsresultaten inte fick offentliggöras av risk för att avslöja detaljer om verktyget de hade utgått från. ÄV E N F P G A -tillverkarna själva börjar se fördelarna med Yosys.

På liknande sätt som en forskare står en ny FPGA-tillverkare inför valet att utveckla och underhålla

ett syntesverktyg helt själv, eller att exempelvis licensiera Synplify från Synopsys. Både amerikanska QuickLogic och tyska CologneChip har istället valt att använda Yosys i det läget.

Idag är Yosys ett aktivt open sourceprojekt med ett stort antal människor från industri, akademi och hobbyister som bidrar med förbättringar. Det finns också en utökad version med support som tillhandahålls av YosysHQ, ett företag som drivs av bland annat Claire Wolf, skaparen av Yosys.

D E T F I N N S M YC K E T vi kan tacka Yosys för, men vem ska vi tacka för att projektet kom till från första början? Yosys föddes ur universitetsvärlden, men kanske inte på det sättet som man kan tro. Det skapades nämligen som en kandidatuppsats av Claire Wolf för drygt tio år sedan, och vid det här laget kan vi nog konstatera att det är få kandidatuppsatser som har haft samma genomslag som denna.

OK

Googleprojekt ska säkra ML-modeller Projektet Open Se Cura ska ge RISC-V-baserad AI-hårdvara både snabbt och säkert.

Det finns fortfarande många som förvånas av kombinationen säkerhet och öppen hårdvara.

Detta trots prominenta projekt som bland annat OpenTitan och Caliptra som båda drivs av tunga industrijättar. En gemensam komponent mellan dessa är Google, som nu också har offentliggjort ett tredje projekt inom samma område, tillsammans med bland andra Lowrisc, som bidrar med en RoT-komponent i form av OpenTitan, samt ­Antmicro som tillhandahåller modeller i deras öppna system­ emuleringsverktyg Renode.

Denna gång heter projektet Open Se Cura (tidigare ­under

den interna beteckningen Sparrow). Se Cura är en krystad ordvits på säkerhet och helande.

Själva syftet med projektet är att kunna bygga RISC-V-baserad AI-hårdvara snabbare och sam­ tidigt säkrare genom att auto­ matiskt generera ett uppgifts­ anpassat system från en modell av ett neuronnät.

P R O B L E M E T, som Google beskriver det, ligger i att AI utvecklas otroligt fort, men att mjukvara, hårdvara och systemutveckling inte hänger med, varken när det kommer till effektivt användande av hårdvaruresurser eller säkerhet.

Att öppna upp hela plattformen från hårdvara till mjukvara, tror Google i framtiden kommer att leda till effektivare och säkrare

Projektet Open Se Cura.

system, som dessutom kan tas fram snabbare. Och de vill ha med både industri och spjutspetsforskning på tåget för att få ut det bästa.

M YC K E T AV P R O J E K T E T består av designmetodologi med ut-

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

ÖPPEN HÅRDVARA

Öppen källkod som propplösningsmedel

Den glada chipmorskan Matt Venn förlöser ett chip i livesändning.

Här är chipet som bootades live.

TT live från BB

Följ med Matt Venn när han i osminkad realtid livesänder uppstarten av chip från Tiny Tapeout 2!

Chiputveckling är till en stor del höljd i dunkel. När nya chips visas upp för allmänheten tenderar de att lyftas fram som perfekta skapelser som bryter ny mark vad gäller gigahertz, milliwatt eller petaflops.

I verkligheten är det förstås mer regel än undantag att det åtminstone är något fel på chipet.

I de flesta fall går det att sopa under mattan med hjälp av lite mjukvara, men i värsta fall kan en hel omdesign krävas. Alla dessa

åtgärder sker bakom lyckta dörrar för att inte befläcka den välpolerade fasaden av perfektion.

Så för den som är intresserad av att se hur det faktiskt går till när man blåser liv i ett chip och låter det ta sina första stapplande steg, finns det så gott som ingen information att tillgå.

I F O S S I - VÄ R L D E N finns inte samma incitament att ­framhäva perfektion gentemot sina konkurrenter, utan man låter sig istället inspireras och lära av varandra. Går det bra så firar man tillsammans. Går det dåligt så lär man sig tillsammans till nästa gång. Och den stora styrkan hos open source är

inte bara tillgången till källkod, utan också möjligheten att lära sig själva hantverket av andra.

Detta har chipevangelisten Matt Venn tagit fasta på. Genom projektet Tiny Tapeout har han skapat en öppen och kostnadseffektiv plattform för att prova på att designa egna chips som produceras och levereras hem.

Nu har detta tagits ett steg längre när Matt bestämt sig för att helt osminkat livesända den initiala uppstarten av de chip som kommit tillbaka från Tiny Tapeout 2.

Men oavsett om chipen fun­ge­ rar eller ej så kan vi med säkerhet säga att ny kunskap har spridits, vilket är ett resultat i sig.

OK

Så hur gick det då?

Det får ni se själva om ni följer länken intill:

att tas fram inom projektet som open source eller tillhandahållas som proprietära komponenter av tredje part.

PÅ M J U K VA R U S I D A N har ett hemmabyggt operativsystem skrivet i Rust vid namn Cantrip­OS tagits fram. CantripOS använder sig i sin tur av den bevisat säkra mikrokärnan SeL4.

talade mål kring modularitet och skalbarhet. Genom att ha ett bibliotek av FuseSoC-kompatibla byggblock (IP-kärnor) med standardiserade interface, samt ett överliggande ramverk för att foga samman dessa kan nya chipvarianter inklusive special­

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

anpassad mjukvara snabbt genereras efter behov. Många av byggblocken finns redan, såsom RoT-kärnan OpenTitan.

Men Google har också tagit fram en RISC-V-kärna specifikt optimerad för maskininlärningsuppgifter. Andra delar kommer

N Ä R A L LT Ä R PÅ P L AT S är tanken att användaren ska utgå från en ML-modell och utifrån den ska underlaget för ett helt chip med mjukvara kunna genereras fram.

Med detta underlag ska det gå att utvärdera prestanda och funktionalitet med Renode för att senare kunna simulera i mer detalj med klassiska RTL-simuleringsverktyg som Verilator eller VCS. När chipet väl har fabricerats och är igång ska den säkra hårdvaran och operativsystemet garantera att det är rätt modeller som körs utan att någon har mixtrat med dem.

OK

I en värld som blir allt mer beroende av avancerad elektronik krävs också mer kunnande om hur man ­utvecklar elektronik.

Tyvärr är det tydligt att färre och färre söker sig till de traditionella utbildningarna för detta, vilket bäddar för en stor brist på arbetskraft de kommande åren.

Flera studier har visat detta de senaste åren, och det finns ett antal projekt runt om i världen som söker råda bot på problemet, inte minst ClassIC här i Sverige.

I USA togs en ny rapport fram nyligen på uppdrag av NSF (National Science Foundation), som har en liknande roll som Vinnova i Sverige.

I R A P P O R T E N lyfts några av problemen fram: • stränga licensavtal från EDA-leverantörerna och kiselsmedjor som gör det svårt att utbilda studenter, • höga kostnader för chip­ tillverkning • spretiga studiematerial • brist på utbildad personal O C H S Å V I D A R E. Men rappor­ ten kommer också med för­slag på lösningar. Den tyd­ligaste lösningen för att lösa upp proppen är öppen källkod. Genom att använda öppen källkod tas mycket av friktionen bort för studenter och utbildare, och både innovation samt informations­ flöde beräknas kunna öka.

Men det kräver att lärosätena också använder sig av detta och tar sig tid att förstå hur det ska användas.

OLOF KINDGREN ok@etn.se

Hela rapporten finns att läsa här:

21

TEMA: KOMMUNIKATION

Ersätta WiFi? Privat 5G är inne och tassar på wifi:s jaktmar­ ker. Men det innebär inte att privat 5G är en ersättare för wifi i hemmen eller ens wifi på jobbet. De pionjärföretag som investerar i de privata 5G-näten istället för wifi gör det inte för att få en mindre laggig gamingupplevel­ se, utan de är organisationer med ett reellt behov av att ersätta wifi med en teknik som passar verksamheten bättre.

De som förespråkar privat 5G menar att de största styrkorna jämfört med wifi är bättre räckvidd och mobilitet samt högre säkerhet och prioritering. En 5G-radio når längre än wifi och har inte samma problem med vågut­ bredningen vid hinder tack vare en bättre länkbudget. Det är huvudargumenten. Men det kan också handla om att man söker en ersättare till det publika 5G-nätet kapacitets­ mässigt. Kanske är man på en plats där kapa­ citeten påverkas av större evenemang eller horder av turister vissa tider på året vilket drastiskt minskar prestanda på den lokala platsen för de publika näten.

Tillstånd för varje nät Vill man söka tillstånd för lokala privata 5Gnät så sker anmälan till PTS. Det är ett blan­ kettförfarande som kräver att man anger var man vill använda nätet. När man väl fått sitt tillstånd har man 6 månader på sig att sätta upp nätet, annars förverkas det. Det första nätet på en plats är lätt att få tillstånd för, men om man har för avsikt att sätta upp två nät i samma fastighet eller med överlap­ pande områden så kan det krävas litet in­ passning och kommunikation med PTS. Det är också så att de privata 5G-näten behöver tajmas in med de omkringliggande 5G-nä­ ten så att de inte stör varandra. Det krävs litet mer planering att bygga näten än att sätta upp ett motsvarande wifi-nät exempelvis.

Många beskriver samarbetet med PTS som positivt men det finns potentiella pro­

22

EX

Av Ulf Seijmer, Induo och AKKR8

IKEL

U

nder det senaste året har privat 5G tagit allt mer plats i diskussionerna när trådlösa, lokala nät diskuteras.

Så vad är det och varför behöver man ett privat 5G-nät?

För det första, att hitta EN förklaring till vad ett privat 5G-nät är går nästan inte. Det finns flera tolkningar av definitionen, så låt oss inte börja med att bena ut de olika förkla­ ringarna, utan låt oss börja med varför man behöver ett privat 5G-nät.

PE R

R TA T

Privat 5G förändrar spelplanen?

Ulf Seijmer är innovationschef på Induo samt CTO och ­medgrundare

till hårdvaruföretaget AKKR8. Han är också styrelsemedlem i EUTECHs IoT Alliance. År 2012 skrev han en av de första artiklarna om 5G, en artikel som publicerades i Elektroniktidningen. Ulf är en frekvent anlitad föreläsare inom trådlös teknik för LPWAN och 5G.

blem för de som vill bygga privata 5G-nät.

– Tillstånden gör det mycket svårt att byg­ ga utomhus på mindre fastigheter eftersom signalstyrkekraven är väldigt hårda och att man bara får koppla upp enheter innanför fastigheten. Ett annat problem är tillfälliga arbetsplatser, exempelvis en tillfällig avverk­ ningsplats i skogen, där man kanske bara be­ höver tillstånd någon månad. Dessa tillstånd borde inte vara utifrån fastighet utan snarare geografiskt område, menar Tommy Ljung­ gren, Ljunggren Consulting Team.

Hur definieras ett privat 5G-nät De privata 5G-näten byggs antingen av eller i samarbete med de stora mobiloperatörer­ na eller så byggs de av företag som erbjuder tjänster och nät frikopplat från de publika näten och operatörerna.

Enligt Alex Jonsson på forskningsinstitu­ tet Rise finns flera möjliga sätt att se på det.

Det finns ingen tydlig gränsdragning av vad som är ett privat 5G-nät. Antingen kan det vara ett nät där man har en skiva (slice) av operatörens spektrum för det så kallade makronätet, alltså operatörens ”vanliga pub­ lika nät”. Eller så har man ett privat 5G-nät med ett lokalt tillstånd på 3,7 GHz, det så kallade N78-bandet.

Fem sätt att bygga 5G-nät.

Om vi ser bortom tekniken så handlar pri­ vat 5G framförallt om att erbjuda mervärden bortom nätet.

– Värdet för kunden är flera med mobila privata nät, bland annat autonomi, QoS, säkerhet, låga svarstider, mobilitet, priorite­ ring eller andra kundunika specialkonfigu­ rerade nätparametrar. Oavsett handlar det om att kunden får en specialanpassad kon­ figuration av nätet där lösningen är skyddad och värdebaserad.

Rent tekniskt kan vi uppfylla detta värde med många olika lösningar, säger Malina BorgSigg, Telenor.

Så hur ska man se på dessa två lösningar?

Ett privat 5G-nät på makronivå med privat APN och network slicing är en lösning där man skapar känslan av ett privat nät i det pub­lika nätet och undviker att trafiken pas­ serar internet.

– Fördelen med ett virtuellt privat nät är att det kan fungera inom hela täcknings­ ytan från den publika operatören och i vissa fall även utomlands. Nackdelen är att man är helt beroende av det publika nätet vilket innebär att robustheten är den man får av operatören och ens egen data passerar trots

KÄLLA: RADTONICS

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

TEMA: KOMMUNIKATION

Skogsmaskin som styrs via privat 5G-nät från Telenor.

FOTO: SKOGFORSK

allt mobilnätet, menar Tommy Ljunggren, Ljunggren Consulting Team.

Den aspekt som är särskilt viktig för kun­ den att beakta är att man inte får ett auto­ nomt system i det här fallet, utan om för­ bindelsen till operatören bryts, så stannar sannolikt produktionen i fabriken eller i såg­ verket.

I ett privat 5G nät bygger man istället upp ett eget så kallat corenät med egen radio­ infrastruktur, samt sköter driften av nätet i egen regi. Corenätet kan vara molnbaserat eller installerat på plats, ett så kallat on-prem system. Många företag kräver att det privata nätet har lokal överlevnad även om förbin­ delsen till internet eller någon operatör bryts och då krävs ett lokalt nät per installations­ plats.

Fem sätt att bygga 5G-nät Det finns fem olika sätt att bygga 5G-nät på menar Oscar Bexell, Radtonics, och hänvisar till modellen i figuren.

– Längst till vänster har vi operatörernas traditionella modell med privata nät via APN eller en slice av spektrum. Operatörerna sneglar också på modell 2 och 3. Den andra figuren handlar om att bygga decentrali­ serade corenät för att kunna bryta ut trafik

närmare kunden. Sen vill operatörerna som ett tredje steg kunna erbjuda en lösning likt figur tre med ”local breakout” där man bryter ut användarplanet lokalt men behåller kon­ trollplan, autentisering, med mera centralt.

De två högra figurerna är de där kunden får ett eget, lokalt nät som de har kontroll på, som är autonomt, där de kan kapacitets­ planera själva och där allting sitter ihop med IT-infrastrukturen, menar Oscar.

Operatörerna och privata, lokala 5G-nät Så då är bara de publika makronäten och ­privat APN eller network slicing som tilltalar operatörerna, eller? Linda ­ Ekener Mägi på Tele2 berättar att det Tele2 definierar som privat 5G är ett helt autonomt system med eget corenät och egen radioinfrastruktur som byggs på kundens fastighet på en frekvens kunden tilldelats av PTS. Det privata 5G nätet saknar roaming eller anslutnings­ möjligheter till det publika 5G nätet då kun­ den har unika SIM-kort för sitt privata nät.

Andra lösningar då?

De två största konkurrerande lösningarna till 5G, om vi pratar om trådlösa standarder, är satellitkommunikation med Starlink eller

X-Shores fabrik som har ett privat 5G-nät.

FOTO: TELE2

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

wifi. Starlink är kanske snarare en konkurrent till operatörernas makronät där de publika 5G-näten idag har svårt att nå. Att använda Starlink som väg ut till internet för ett lokalt privata 5G-nät är en teoretisk möjlighet för den som vill bygga 5G-nät där det är svårt att hitta en internetanslutning. Men man bör komma ihåg att Starlink inte har några SLA eller garantier, Starlink är en best efforttjänst.

Wifi är en lokal lösning som kan hantera stora datamängder med låg fördröjning in­ omhus. I vissa fall kan wifi vara ett bättre al­ ternativ om man har stationära föremål, till exempel en övervakningskamera, som skall skicka mycket datatrafik i upplänk men inte har ett så stort behov i nedlänk. Privat 5G körs på en licenserat spektrum som ingen annan på platsen kan använda. Wifi är olicensie­ rat och därmed kan andra använda frekven­ sen vilket påverkar tillgängligheten.

För att summera, är förutsägbar kapacitet viktigt kan privat 5G vara ett bättre alterna­ tiv. Skall ett wifi eller Privat 5G kommunicera med omvärlden behövs det en Internetan­ slutning, då kan publik 5G eller Starlink vara ett alternativ, men bygger man ett lokalt nät kan wifi eller privata 5G-nät fungera auto­ nomt.

Privata 5G nät, oavsett form, kommer att växa kraftigt de kommande åren. Men det gäller att man vet vad man gör, det är inte som med wifi där man i den enklaste formen kan gå ned till lokala handlaren och köpa hårdvaran.

– En erfarenhet som jag fångat upp på flera företag som bygger privata nät är pro­ blemen med terminaler och ”kompatibili­ tet”, där behöver man samverka även med de som tillhandahåller hårdvara på devicesidan, säger Tommy Ljunggren, Ljunggren Consulting Team.

– Har man affärskritiska applikationer kanske man ha egen rådighet, dvs köra allt lokalt, avslutar Linda Ekener Mägi på Tele2. ■

23

PE R

R TA T

EX

TEMA: KOMMUNIKATION

IKEL

Så synkroniseras ORAN M arknaden för ORAN-lösningar (Open Radio Access Network) i LTE- och 5G-nät har potential att växa snabbt. Operatörerna vill dra nytta av lägre kostnader, ökad flexibilitet och möjligheten att undvika leverantörsin­ låsningar. ORAN erbjuder alla dessa fördelar eftersom den gör det möjligt att blanda ut­ rustning från olika leverantörer. Operatörer­ na kan också dra nytta av realtidsprestanda.

ORAN är det senaste steget i utvecklingen av radioaccessnätet (RAN), som år 1979 in­ leddes med lanseringen av 1G . År 1991 kom 2G och år 2001 3G. År 2009 lanserades 4G eller LTE (Long Term Evolution) och introdu­ cerade paketdata. Under utbyggnaden bör­ jade man använda Mimo-teknik (multiple in­ put, multiple output) och centraliserad eller molnbaserad (cRAN) mjukvara i radionätet vilket gör det möjligt att dela upp basbands­ enheten (BBU) i en distribuerad enhet (DU) och en centraliserad enhet (CU), med kom­ munikation mellan de två kallad midhaul.

Utrullningen av 5G New Radio (NR) inled­ des 2018 och introducerade virtualiserat RAN (vRAN) med basbandsfunktioner (BBU eller CU och DU) implementerade i program­ vara som körs på servrar. Till exempel kan lastbalansering, resurshantering, routing och brandväggar nu köras med virtualise­

24

Av Thomas Gleiter, Microchip Technology

Thomas Gleiter är Europaansvarig för kommunikation och 5G på Microchip. Hans huvuduppgift är att hjälpa säljteamet, fungera som gränssnitt mellan kunderna och affärsenheterna samt att fokusera på framtida produkter. Han har en bakgrund från konsultföretaget Rücker + Schindele och från managementkonsulten 3DSE. Sedan 2016 arbetar han på Microchip.

ring av nätverksfunktioner (NFV). Program­ varan för radioenheten (RU), CU och DU är dock proprietära. ORAN syftar till att undan­ röja detta hinder genom att ge operatörerna tillgång till programvarubaserad vRAN med öppen källkod.

Figur 1 visar målet för O-RAN Alliance – en sammanslutning av mer än 300 mobilopera­ törer, leverantörer, forskningsorganisationer och akademiska institutioner – att ha öppna RU, CU och DU (varje initial betecknas med ett O-) och med fronthaul specificerat enligt Common Public Radio Interface (CPRI).

Stöd för realtid i 5G är möjligt med över­ föringshastigheter på upp till 20 Gbit/s, jäm­ fört med 4G som stannar på 1 Gbit/s mellan statiska punkter och endast 100 Mbit/s mel­ lan en eller två rörliga punkter. Dessutom är latensen nere på bara 1 m för 5G. En annan viktig komponent i ORAN är det

som kallas RAN intelligent controller (RIC), som kan vara antingen nära realtid eller ickerealtid, med båda alternativen ansvariga för styrning och optimering av ORAN-element.

Figur 2 visar O-RAN:s programvarugemen­ skap (SC), som följer den arkitektur som de­ finierats av O-RAN Alliance.

Synkronisering En av de största utmaningarna vid imple­ mentering av ORAN är att säkerställa synkro­ nisering av de olika ORAN-elementen, inte minst på grund av behovet av ökad stringent synkroniseringsprestanda vilket kräver tids­ noggrannhet ned till ±130 ns.

Att hålla RU-switcharna och DU-enheterna synkroniserade är viktigt för en effektiv funk­ tion i ORAN-nätet. Det förhindrar förlust av datapaket, minimerar nätverksavbrott och hjälper till att hålla strömförbrukningen så låg

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

TEMA: KOMMUNIKATION Figur 1. Med O-RAN får vi i praktiken en modulär mjukvarustack för basstationer som körs på kommersiellt tillgänglig serverhårdvara.

Operatörerna kan blanda O-RU, O-DU och O-CU från olika leverantörer.

som möjligt. Synkroniseringen hjälper också operatörerna att uppfylla sina skyldig­heter som licenstagare av olika frekvensband.

En annan viktig skillnad mellan 5G och ti­ digare mobilstandarder är övergången från frekvensdelad duplex (FDD) till tidsdelad duplex (TDD) vilket gör att upp- och nedlän­ ken kan arbeta parallellt på två separata men närliggande frekvensband. Olika tidsluckor används för upp- och nedlänksignaler över samma frekvens, vilket ger bättre utnyttjande av spektrum för exempelvis mobilt bredband (eMBB), eftersom förhållandet mellan uppoch nedlänkstid kan justeras efter behov.

TDD ger också bättre kompatibilitet med lobformning (Mimo) och C-bandet (3,7 till 3,98 GHz), som kommer att användas av operatörer för att bygga ut 5G i både stora och små celler. För att undvika störningar inom och mellan celler finns det en skydds­ period mellan upp- och nedlänkssändning­ ar. Trots detta är noggrann synkronisering avgörande för driftseffektiviteten (minskad felfrekvens) och för att kompensera för even­ tuella frekvens- eller fasförskjutningar.

Exakt tidsbestämning Alla nya radiolösningar måste ha en fasjus­ tering till en UTC (Universal Coordinated Time) och satellitbaserad tidskälla som är bättre än ±1,5 mikrosekunder. Att följa olika branschstandarder och rekommendationer från branschorgan är också viktigt när man skapar realtidsuppkopplingar.

För exakt tidsdistribution i hela n ­ ätverket används protokollet PTP (Precision Time Protocol IEEE 1588-2019). Protokollet har en huvudklocka (eller PTP-master) mot vilken andra PTP-klockor i nätverket synkroniseras med hjälp av PTP-meddelanden. Synkro­ niseringen tar hänsyn till effekter som för­ dröjningar på vägen, och standarden speci­ ficerar funktioner för time boundary-clock (T-BC) och time transparent clock (T-TC) för att motverka asymmetri uppströms och nedströms samt variationer i tiden det tar för paketen att gå olika väger (paketpacket ­delay variation, PDV).

ITU-T, som är en del av Internationella tele­ unionen, har också utfärdat rekommenda­ tioner för TDD. Till exempel specificerar ITU-T G.8272/Y.1367 kraven för primära referens­ tidsklockor (pRTC) som är lämpliga för syn­ kronisering av tid, fas och frekvens i paketnät och ITU-T G.8273.2 rekommenderar tids­ egenskaper för telekomgränsklockor och se­ kundära telekomtidsklockor för användning med fullt tidsstöd (FTS) från nätet.

I hela nätverket placeras klockor i kedjor där tidssignalen filtreras och brus tar bort med så kallade gränsklockor. Utrustningen måste dock uppfylla en av fyra prestanda­ klasser, definierade av ITU-T G.8273.24, som sträcker sig från klass A till D. Av dessa har C och D de högsta noggrannhetskraven. Ex­ empelvis måste tidsfelet för en T-BC-klocka i klass D vara mindre än 5 ns. Utöver satelli­ ter (GNSS/UTC) och PTP används även SyncE

Figur 2. O-RAN SC-arkitektur med dess RAN-kontroller (RIC).

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

(Synchronous Ethernet) i 5G-nät. Tillsam­ mans kan alla tre leverera tid, fas och frek­ vensnoggrannhet i hela nätet.

ORAN kräver standardiserade plattformar ORAN ger operatörerna tillgång till icke-pro­ prietära lösningar. När det gäller hårdvara kan kommersiellt tillgängliga halvledarkom­ ponenter och plattformar användas för att uppfylla kraven i näten.

Till exempel finns IEEE 1588-kompatibla huvudklockor med PTP- och SyncE-funktio­ ner tillgängliga som uppfyller PRTC klass A, klass B och förbättrade PRTC-specifikationer (ePRTC) plus klass C- och D-specifikationer för multidomängränsklocka. Sådan mångsi­ dighet och multifunktionalitet är avgörande egenskaper för operatörerna för att kunna implementera en synkroniserad tidslösning.

Hårdvara för nätverkssynkronisering som oscillatorer, programmerbara PLL-kretsar, buffertar och jitterdämpare kan installe­ ras i DU-, CU- och RU-utrustning. Dessutom finns dedikerade enkretslösningar för nät­ verkssynkronisering. I detta avseende var Microchip först på marknaden med sin ZL3073x/63x/64x-plattform. Denna teknik kombinerar DPLL och jittersyntetiserare med låg utsignal med en protokollstack enligt IEEE 1588-2008 för precisionstid och mjukvaru­ moduler för synkroniseringsalgoritmer.

En annan viktig faktor för timing i 5G ORAN är stabilitet över det specificerade temperaturområdet. Temperaturkompense­ rade oscillatorer och PLL:er samt små atom­ klockor (chip scale atomic clocks) används redan i tuffa miljöer inklusive militära och industriella tillämpningar och är lämpliga för RU-, CU- och DU-hårdvara.

Sammanfattningsvis ger användningen av TDD i 5G stora fördelar men innebär också utmaningar för synkroniseringen. Operatö­ rerna och de företag som levererar system för ORAN har tillgång till halvledare och plattfor­ mar som kan användas för att skapa ett hel­ täckande radionät och samtidigt undvika att vara bundna till proprietära lösningar.

■

Figur 3. Enkretsplattform ZL3073x/63x/64x för nätverkssynkronisering.

25

TEMA: KOMMUNIKATION

iSIM ger liv till din IoT-vision

SIM-kort och eSIM med olika storlekar.

Simon Glassman är baserad i Storbritannien och har

a­ nsvar för att utveckla och genomföra strategiska ­samarbeten och partnerskapsprojekt. Fokus ligger framförallt på IoT över mobilnätet. Innan han började på u-Blox arbetade han på Numerex och TomTom.

Samuele Falcomer är produktlinjechef för IoT-produkter.

Innan han började på u-Blox arbetade han med antenner och rf-teknik på Adanat och på Calearo Group.

ER

EX

P är programmerad i SIM-kortet på ett säkert sätt och innehåller nät­ verksåtkomstapplikationer, nyck­ lar och autentiseringsuppgifter för en specifik nätverksoperatör.

Från att ha varit stora som kredit­ kort har SIM-korten gradvis krympt till miniformat, mikroformat och sedan nano­ format. Det som dock förblivit konstant är kravet på ett fysiskt element för att få tillgång till mobilnätet.

marknaderna för fordon, olika ty­ per av mätare och för industriell övervakning.

Vissa eSIM måste förladdas med en specifik MNO-profil medan and­ ra kan laddas trådlöst (OTA) med hjälp av ett säkert RSP-system (remote SIM provi­ sioning). Ett eSIM med denna OTA-förmåga kategoriseras som en eUICC. En eUICC är ett SIM-kort i valfri formfaktor som kan hantera trådlösa uppdateringarar av MNO-profilen.

Denna distinktion mellan eSIM och eUICC är viktig: termerna används ofta felaktigt som utbytbara. Detta kan leda till problem för den som tillverkar produkten och för operatörer när de upptäcker att de inte kan utföra en OTA-ändring av MNO-profilen på enheter som redan är ute i fält eftersom det eSIM de valt inte inkluderar eUICC-kapacitet eller har ett RSP-system.

I takt med att eUICC:er blev allt populära­ re utvecklades ett stort antal RSP-system för att hantera dem. Vissa var anpassade imple­ menteringar, medan andra använde GSMAstandarder. Vi återkommer till det.

R TA T

Det krympande SIM-kortet Ett SIM-kort är en integrera krets som kör ett litet specialiserat operativsystem, SIM OS, och lagrar en unik identitet (IMSI, Internatio­ nal Mobile Subscriber Identity) liksom upp­ gifter om operatören (MNO, Mobile Network Operator). Det gör det möjligt för abonnen­ ten att ansluta till mobilnätet. MNO-profilen

Av Simon Glassman och Samuele Falcomer, u-Blox

IKEL

IoT

-utrustning på avlägsna platser använder typ­ iskt mobilnätet både för att hämta in data och ta emot instruktioner. Det innebär att varje nod behöver ett SIM-kort (subscriber identity module) eller, som de kallades i äldre GSMoch UMTS-nät, ett UICC (universal integrated circuit card).

Det är i SIM-kortets integrerade krets som användaren identifieras och som krypte­ ringsalgoritmerna lagras. Det ger åtkomst till mobilnätet, för som vi alla vet från våra mo­ biltelefoner – utan SIM-kort ingen tillgång till nätet (annat än för nödsamtal).

Det har skrivits mycket om de snabba framstegen inom IoT och om mobilnäten.

Vad som inte har fått lika mycket uppmärk­ samhet är den samtidiga utvecklingen av SIM-tekniken. Den här artikeln syftar till att belysa den senaste versionen av SIM-kortet: iSIM, och varför det är en god nyhet för alla som utvecklar, bygger och driver mobila IoTlösningar.

Men först lite historia för att ge en bak­ grund och förstå de olika tekniker och akro­ nymer som är relevanta för iSIM.

Framväxten av eSIM och eUICC I början av 2010-talet dök det upp ett nytt alternativ: det inbäddade SIM-kortet, eller eSIM, som vanligtvis har formfaktorn MFF2.

Det är ett SIM-chip som innehåller MNOprofilen och är fastlött på kretskortet. Jäm­ fört med konventionella SIM-kort i plast är eSIM mindre, mer robusta, mer tillförlitliga och svårare att stjäla. Dessa egenskaper har gjort att eSIM har fått stort genomslag på

Misslyckade försök att eliminera det fysiska SIM-kortet Efter att ha krympt SIM-kortet till minimal storlek gjordes försök att helt avveckla den fysiska enheten för att istället integrera allt i mobilens programvara. Dessa försök med ”mjuka SIM-kort” misslyckades av säkerhetsoch integritetsskäl. En IoT-modul är inte till­ räckligt säkrad för att kunna lagra ett SIMoperativsystem, inte ens med en så kallad ”trusted zone” i halvledarkretsen.

Därför vägrade de flesta mobiloperatö­ rer att stödja mjuka SIM-kort. De få imple­ menteringar som gjordes var anpassade SIM-kort som skapats i samarbete med en specifik mobiloperatör eller virtuell mobil­

26

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

TEMA: KOMMUNIKATION

” Uttrycket banbrytande används ofta, men i det här fallet tycker vi att det är passande” operatör. Detta är slutna ekosystem och lös­ ningen har inte varit särskilt framgångsrik.

Nästa iteration: iSIM iSIM är nästa generation av SIM-kortet och medför den avveckling av hårdvaran som var tanken med mjuka SIM-kort. iSIM är en systemkrets med integrerade säkerhets­ funktioner i kislet (iSE, integrated secure element). Denna del är avskild från resten av kretsen och innehåller SIM OS och MNOprofilen. Det ger samma säkerhetsnivå och skydd mot manipulering som ett klassiskt SIM-kort eller eSIM. iSIM kommer att medföra ett antal för­ delar för dem som designar, tillverkar och använder IoT-enheter.

Bättre än SIM-kort i plast Jämfört med konventionella SIM-kort i plast kräver iSIM mindre utrymme på kretskor­ tet eftersom det inte behövs en SIM-hållare med tillhörande komponenter. iSIM är också mindre känsliga för vibrationer och tempe­ raturväxlingar.

Dessutom förenklar de logistik, inköp och lagerhållning. Detta eftersom du inte behö­ ver köpa SIM-korten i förväg, hantera lager av SIM-kort eller fysiskt sätta in SIM-kort i enhe­ ter inför leveransen. Du kan också lagerhålla färdiga IoT-enheter utan att behöva ha olika modeller för olika inbyggda SIM-kort. Istället kan man ha en enda modell och applicera en nätverksprofil på iSIM-kortet senare.

För de som distribuerar och använder IoT-enheter erbjuder iSIM också fördelar. En

enhet med en eUICC iSIM och tillgång till ett RSP-system (mer om dessa nedan) kan använda olika MNO:er under sin livstid för att exempelvis dra nytta av billigare abon­ nemang när dessa blir tillgängliga. I länder där permanent roaming inte är möjligt kan enheterna enkelt kopplas till ett lokalt nät­ verk. Och allt detta kan göras utan att man fysiskt behöver byta SIM-kort, vilket skulle vara omöjligt i förseglade enheter, och dess­ utom dyrt och mycket komplext i allt annat än mycket små driftsättningar.

Sammantaget bidrar det till att sänka kostnaderna, förenkla driften och erbjuda verklig flexibilitet under hela livscykeln för IoT-enheten.

Fördelar relativt eSIM Fördelarna med en iSIM jämfört med en eSIM är mindre men fortfarande betydande.

Den viktigaste är att iSIM är ett SIM OS som körs på säker hårdvara i mobilens system­ krets medan ett eSIM är en säker krets som kör SIM OS och är fastlödd på kretskortet. eSIM är en separat hårdvarukomponent som du måste köpa, profilera (om den inte har eUICC-kapacitet och du har ett RSP-system tillgängligt) och löda fast på ditt kort, utöver kommunikationsmodulen. Detta medför icke försumbara kostnader i samband med upp­ handling, tillverkning och logistik. Dessutom är eSIM vanligtvis förknippade med en minsta orderkvantitet som en IoT-enhet kanske inte (till en början) kan eller vill uppfylla.

En ny RSP-standard För att iSIM ska få ett stort genomslag inom IoT-området krävs både eUICC-kapacitet och ett stödjande RSP-system som är anpas­ sat till behoven hos enheter med begränsad nätverkskapacitet och användargränssnitt.

Fjärrstyrd SIM-tilldelning är redan vanligt i nya mobiler. Istället för att behöva sätta i ett fysiskt SIM-kort skannar konsumenterna en QR-kod med telefonens kamera. Detta aktiverar RSP-systemet och triggar nedladd­ ningen av den relevanta MNO-profilen till enhetens eSIM. Processen fungerar på sam­

SVENSKA ELEKTROOCH DATAINGENJÖRERS RIKSFÖRENING

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

ma sätt med ett iSIM, den enda skillnaden är den fysiska plats där MNO-profilen lagras.

Varför har fjärrstyrd SIM-tilldelning inte fått så stor spridning inom mobiluppkopp­ lade IoT-tillämpningar med tanke på hur smidig den är?

Det finns för närvarande två GSMA-kom­ patibla RSP-lösningar, inklusive en som är specifikt inriktad på maskin-till-maskin-mil­ jöer (M2M) (GSMA SGP.01/.02). Båda är dock relativt datatunga och lämpar sig därför i all­ mänhet inte för IoT-enheter med begränsad energibudget som behöver minimera data­ användningen.

Dessutom kräver standarden för M2M RSP GSMA att MNO pushar profilen till enheten.

Det är inte IoT-enheten eller dess användare som initierar och äger kontrollen över RSPprocessen, vilket begränsar flexibiliteten.

För att åtgärda detta arbetar GSMA med en ny standard som är särskilt utformad för IoT-enheter: SGP.31/.32. Den kommer att lanseras under första halvåret 2024 och kom­ mer att vara avgörande för att möjliggöra ett brett införande av iSIM i IoT-enheter.

Spännande för tillverkare och operatörer Vi är naturligtvis otroligt glada över de möj­ ligheter som den här nya standarden kom­ mer att öppna för alla dem som tillverkar och använder IoT-enheter. Uttrycket banbrytan­ de används ofta, men i det här fallet tycker vi att det är passande. Det finns en chans att sänka både tillverknings- och driftskost­ nader, det finns en flexibilitet att med större lätthet kunna distribuera var som helst i värl­ den och det finns en möjlighet att växla mel­ lan olika MNO:er när så önskas. Med tanke på allt detta ser vi verkligen fram emot att få se vilka nya produkter och tjänster våra kunder kommer att ta till marknaden. u-Blox välkomnar den gemensamma IoT RSP-standarden som utvecklas av GSMA. Och vi fortsätter att underhålla och utveckla en bred portfölj av cellulära IoT-moduler med traditionella formfaktorer – inklusive en nyli­ gen lanserad modul med eSIM (­ SARA-R500E) för den nordamerikanska marknaden.

■

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!

27

TEMA: KOMMUNIKATION

PE R

R TA T

EX

Självkonfigurerande meshnät för smarta byggnader IKEL

D

et är inte bara glänsande nybyggen som kan vara smarta, tack vare lös­ ningar som Neocortecs nätverks­ teknik Neomesh, kan även äldre byggnader uppdateras med smart teknik.

Antalet smarta byggnader ökar snabbt.

De får allt fler maskin- och programvarulös­ ningar för att hantera önskade funktioner. En smart byggnad kan på sätt och vis betraktas som den sista utposten för sakernas internet, IoT, och avancerad automation.

Att göra en byggnad smart innebär dock vissa utmaningar på grund av infrastruktur­ krav och tillhörande stödteknik. Sådana hin­ der inkluderar kostnader för installationen, osäkra målsättningar och motstånd mot för­

28

ändringar från användningen av traditionell teknik.

Uppkopplingen är hjärtat i en smart bygg­ nad. Om lokalerna är nybyggda kan ett full­ ständigt uppkopplat system vara att föredra. Äldre byggnader kan kräva en trådlös lös­ ning eftersom en trådbunden installation kan vara omöjlig att göra på grund av utrym­ mes- och kostnadsbegränsningar samt de störningar som kabeldragning i en bebodd eller nyttjad byggnad oundvikligen medför.

Men även nya byggnader med trådad kom­ munikation kan kompletteras med trådlös teknik för mätfunktioner, integrering av sen­ sorer samt kommunikation till molnet och andra IoT-enheter.

Av Thomas Steen Halkier, Neocortec Thomas Steen Halkier

är vd på Neocortec.

Han har en lång och gedigen bakgrund från många typer av trådlös kommunikation i ett flertal branscher.

Trådlösa lösningar som Neomesh från Neocortec ger tillförlitlighet, skalbarhet och låg energiförbrukning vilket gör att det är lätt att skapa nätverk med sensornoder som drivs av små batterier i flera år, och som auto­ matiskt reparerar felkritiska systemdelar.

Smarta byggnader är smarta affärer Enligt Fortune Business Insights förväntas den europeiska marknaden för smarta bygg­ nader växa från 3,59 miljarder dollar år 2021 till 11,20 miljarder dollar år 2028, den årlig tillväxttakt ligger på 17,6 procent.

Att göra byggnader och anläggningar smartare ger både operativa och ekono­ miska fördelar. Intelligenta sensorer leve­

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

TEMA: KOMMUNIKATION rerar data som ger användbar information, till exempel för minskade uppvärmnings­ kostnader, optimerad ventilation och VVS, belysningsstyrning och en förbättring av byggnadens totala energieffektivitet. En smartare byggnad är mer hållbar med mind­ re underhållskostnader och mer optimerad användning av utrymmena vilket gör den till en bekvämare och mer produktiv bostad el­ ler arbetsplats.

Kostnaden för att uppgradera äldre bygg­ nader kan uppfattas som hög vilket gör att fastighetsförvaltare ibland tvekar att ta ste­ get, särskilt om det kräver kabeldragning.

Trådlös IoT- och molnteknik har dock nått den punkt där det går att skapa en smart byggnad utan att göra dyra ingrepp.

Men installationen är inte helt enkel – man kan inte bara gå till en butik och köpa ett gör-det-själv-paket med hårdvara – fastig­hetsförvaltare kommer att behöva råd från en konsult för att välja den lämpligaste lösningen för sin anläggning.

Ett bra exempel är de förbättringar som gjorts i en kontorsbyggnad i Köpenhamn.

Nrlyze, ett företag inriktat på optimering av energisystem inom fastighetssektorn, im­ plementerade den självstyrande och flexibla nätverkstekniken Neomesh från Neocortec, vilket gjorde det möjligt att snabbt installera en omfattande infrastruktur av sensorer på ett kostnadseffektivt sätt. Det trådlösa nät­ verket konfigurerar sig självt och upprättar automatiskt förbindelse mellan sensorerna, vilket underlättar integreringen och minskar behovet av komplicerade kabelinstallationer.

Trådlösa lösningar underlättar slutlig mätning Att skapa en smart byggnad med trådlös mesh-teknik är det mest kostnadseffektiva sättet att åstadkomma en intelligent infra­ struktur, särskilt när det gäller befintliga byggnader. I sådana utgör anslutning mel­ lan kablar i väggarna och intelligenta system inne i rummen ett betydande problem. Dessa byggnader har ofta bara kablar för 230 volt så utmaningen består både i att driva enheterna och att transportera data till/från dem.

Det finns olika typer av trådlösa lösningar.

Installationen på Nannasgade. Sensorer ansluter till andra sensorer på samma våning men också på andra våningar där de på de lägsta nivåerna kopplas ihop med en gateway i källaren.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

En platt och distribuerad nodbaserad nät­ topologi har betydande fördelar jämfört med ett hierarkiskt nätverk av stjärntyp med en central hubb för bearbetning. Många mesh-tekniker är fortfarande stjärnbase­ rade men verkligt decentraliserade trådlösa mesh-lösningar, som Neomesh, erbjuder ro­ busthet, självläkning och förmågan att ta sig runt hinder på ett sätt som ett stjärnbaserat nätverk inte kan. Om en nod i en stjärnba­ serad lösning till exempel har en dålig eller till och med bruten länk till systemets gate­ way finns det ingen redundant länk som kan utnyttjas. I en decentraliserad struktur där samtliga noder kan fungera som routrar för data finns ingen svag länk. Om en nod felar kommer systemet att omdirigeras via en al­ ternativ väg.

Naturligtvis måste det fortfarande finnas en gateway från mesh-nätet till byggnadens system. En fördel med en mesh-lösningen som Neocortec är att man bara behöver en central gateway för att samla in alla sens­ ordata och överföra dem till molnet. Det behövs inga repeterare eller ytterligare gateway-enheter. Genom att bädda in Neo­ mesh-protokollet i Nrlyzes plattform kunde behovet av nätverksstorlek, skalbarhet, in­ stallationsflexibilitet och optimal prestanda tillgodoses för samtliga noder i nätverket.

Fördelen med Neomesh jämfört med al­ ternativa tekniker som Zigbee, Thread, WiFi och Bluetooth är att det är en heltäckande lösning som tar itu med problem som ström­ förbrukning, nätverksstorlek, nätverkshan­ tering och hög tillförlitlighet vid transport av data. Neomesh-tekniken synkroniserar exempelvis noderna till varandra för ultralåg strömförbrukning i alla delar av nätverket.

Decentraliserad nätverkshantering minskar sårbarheten avsevärt genom att förhindra att en felkritisk systemdel (svag länk) påver­ kar nätverket.

Neocortec har idag en andra generation av sin mesh-teknik för sensornätverk i smar­ ta byggnader och andra IoT-tillämpningar.

Lösningen nyttjar självstyrande noder för att autonomt bilda nätverk, vilket möjliggör extrem skalbarhet, möjlighet att flytta runt noderna plus optimal prestanda. Varje nod

i nätverket befinner sig normalt i viloläge och vaknar endast vid behov. Det innebär att alla noder är lika energieffektiva, samti­ digt som de bibehåller full routingförmåga.

Detta medför att hela nätverket kan vara strömsnålt och därmed drivas med batterier i många år. Här är det också viktigt att betona att andra meshnätverk också kan hävda att noderna förbrukar väldigt lite ström och kan drivas med batterier. Dessa kräver dock även hubbar eller repeterare som drar betydligt mer ström.

N O D E R N A S funktionella förhållanden i Neo­ mesh skapas och underhålls lokalt, vilket gör att det är relativt lätt att gå från ett fåtal noder till ett tusental i ett nätverk. Routing­ protokollet skapar en väg för datapaketen genom nätverket där samtliga dataöverfö­ ringsproblem hanteras, med realtidsrouting av data över långa avstånd via flera hopp, samtidigt som energiförbrukningen är väl­ digt låg. Samtidigt tillgodoses de höga krav på robusthet och säkerhet som ställs av fastighets- och anläggningsförvaltare. Det sker genom ACK/NACK, AES128-kryptering, CRC32-handskakning och Challenge/Re­ sponse-autentisering mellan källa och desti­ nation, med tillförlitlig radiokommunikation säkerställd genom frekvenshoppning för mer robust prestanda.

Dessutom är Neomesh extremt lätt att införa eftersom nätverket är självkonfigure­ rande – system växer när man lägger till nya noder som automatiskt ansluter till nätver­ ket. Allt man behöver är själva kommunika­ tionsnoderna (med batterier), antenner och naturligtvis lämpliga sensorer. Hundratals, till och med tusentals enheter kan inkluderas i samma nätverk, så hela byggnader oavsett storlek kan ingå. Installationen är enkel, en­ heterna fästs på väggen på några minuter så de anställda kan fortsätta att arbeta medan nätverket konfigureras.

D E T G Å R AT T U P P G R A D E R A en byggnad steg­ vis genom att addera en funktionalitetsas­ pekt i taget och inte nödvändigtvis allt på en gång. Det ger en lägre investeringströskel för fastighetsägare eftersom dessa kan välja att efter behov installera och betala för funk­ tionalitet som ger mervärde. Skalbarheten innebär också att det inte finns något behov av ytterligare gateway-enheter eller repete­ rare för täcka mycket stora områden så länge det finns tillräckligt med noder för att tillhan­ dahålla tillräcklig densitet i nätverket. Det maximala antalet är 65 000 stycken.

När det gäller exemplet med trevånings­ kontoret i Köpenhamn tog det endast några timmar att installera alla 93 temperatur- och fuktighetssensorerna som automatiskt an­ slöt till varandra tack vare det självstyrande nätverksprotokollet. Användning av batteri­ drivna sensorer gjorde att det inte behövdes några extra strömkablar och efter installa­ tionen började sensorerna överföra data till molnet utan något krav på konfigurering. ■

29

NYA PRODUKTER

Utbildningskort för oscilloskop

■ TEST OCH MÄT Oscilloskopet är kanske det vanligaste instrumentet i labbet och samtidigt det mest allsidiga. För att hjälpa användarna att få ut så mycket som möjligt har engelska Pico Technology tagit fram ett utbildningskort för både nybörjare och de som redan tror sig kunna det mesta. Självklart fungerar det med alla fabrikat på blandsignaloscilloskop.

Pico Technology har gjort sig känt för USB-anslutna instrument som styrs via en dator. Nu kompletterar företaget produktutbudet med ett utbildningskort för oscilloskop med både analoga och digitala kanaler.

Kortet kommer med färdiga uppgifter för såväl nybörjare och

de som redan kan en del men som vill bli bättre.

Kortet innehåller en vågformsgenerator som kan skapa allt från enkla, repetitiva signaler till rf-signaler och seriella protokoll.

För rena nybörjare förklaras vad man ser på x- och y-axeln,

hur man skalar signalen, använder markörer och gör olika typer av mätningar.

Det finns också övningar för att lära sig trigga på alla upptänkliga sätt som edge, pulsbredd, intervall, dropout, lutning, lutningsförändring, stigtid, fönster och ”runt”.

Företaget har också skapat en sorts examensuppgift som går ut på att hitta och avkoda ett hemligt meddelande.

Kortet är i produktion och kostar 225 pund.

PER HENRICSSON per@etn.se

Inspectis skruvar upp förstoringen

■ PRODUKTION För den som tittar på BGAanslutningarna från sidan ökar svenska Inspectis nu den maximala ­förstoringsgraden från 200 gånger till 285 gånger.

Det har gått tre år sedan Inspectis lanserade sin BGA-prob som fungerar som ett omvänt

30

periskop. Med hjälp av ett litet prisma i spetsen kan man studera BGA:er, CSP:er och andra kretsar från sidan i kretskortsnivå.

Därmed blir det lättare att hitta fel som mikrosprickor, kallödningar, kortslutningar och andra fel som kan uppstå i lödprocessen.

Tekniken fungerar ned till ett avstånd på 40 µm mellan kapseln

och kortet och man kan se upp till 20 rader av lödkulor under kapseln. Upplösningen i bilden är 5 Mpixel. Å R 2 0 2 1 L A N S E R A D E S en uppdaterad spets som var 27 procent mindre än originalet. Bägge har en fjädrande mekanism för att den inte ska skadas vid kontakt med kortet.

Nu kommer en ny version av optiken kallad XM med högre förstoring, 285 gånger jämfört med originalets 200 gånger.

Både den nya och gamla versionen av optiken fungerar med de två spetsarna som innehåller prismat.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

NYA PRODUKTER

Bluetooth 5.2 från Renesas ■ BLUETOOTH DA14695MOD är en Bluetooth 5.2-modul för radiofyrar, ­närhetstaggar, lågeffektsensorer och ­IoT-enheter.

Hjärnan är ett BLE-chip kallat Smartbond med en Cortex-M33 approcessor med flyttalsenhet, kryptomotor och energistyrning.

Den sistnämnda ­funktionen delar upp chipet i inte mindre än sju effektdomäner vilket enligt Renesas ska kunna göra modulen mycket energi­effektiv.

Modulen är optimerad för sensornoder och kan göra datainsamling utan cpuintervention.

K R A F T K Ä L L A N är primäreller sekundärbatterier och den kan själv driva externa enheter via en integrerad SIMO DC-DC-styrenhet.

Utöver ­Smartbondchipet har modulen passiva komponenter, antenn och QSPIflash på 32 Mbit. Den har även en integrerad JEITAkompatibel USB-laddare som kan ladda batterier.

Utvecklingssats finns.

AI-acceleratorer på konsumentmässan ■ ARTIFICIELL INTELLIGENS Genombrottet för generativt språk får svar i form av en ny våg dedikerade AI-acceleratorer. Neuchip visade upp sin på konsumentelektronikmässan i Las Vegas.

Taiwanesiska Neuchips (grundat 2019) AI-accelerator Evo PCI kommer att finnas med en, två eller fyra stycken chips kallade Raptor när den släpps andra halvåret i år. Varje chip har en prestanda på 200 Tops och drar 55 watt.

Raptor ska vara optimerad mot Transformer-språkmodeller.

Evo PCI har PCIe Gen 5-­ gräns­snitt och demonstrerades

på konsumentelektronikmässan CES med ett chip körandes bland annat Metas språkmodell Lama 2 med 7 miljarder parametrar. Den sades även kunna driva Lama 2 med 13 miljarder parametrar.

Evo innehåller 32 Gbyte LPDDR5-minne. Minnesbandbredden är 1,6 terabyte/s och IO-bandbredden 64 Gbyte/s.

I höst släpps även kort, Viper, i halva storleken.

Vinsten med en lokal accelerator mot en accelerator i molnet är kortare fördröjningar och att det är enklare att gerantera personlig integrit i konversationerna ­mellan människa och maskin när dialogen inte är ute och snur-

www.blomdahls.com

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Minsta accelerometern ■ SENSORER Minimala hörlurar, tränings­klockor och andra kroppsnära prylar är lämpliga användnings­områden för Bosch mikromekaniska gyro som sägs vara minst i världen med sina 1,2×0,8×0,55 mm.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

rar på nätet.

Andra AI-aceleratorkort som visades på CES i år kom från Panmnesia, DeepX och MemryX. Intel och AMD berättade även om hur de integrerar AI-acceleratorblock direkt i sina processorer.

I väntan på att de dedikerade acceleratorerna ska bli klara är det Nvidias grafikkort som får hantera lokal AI-acceleration.

De ligger dock i en högre prisklass. Nvidia visade upp kortet RTX 4080 Super som kostar 999 dollar, levererar 836 Tops och drar upp till 320 watt.

Gyrot kommer i två versioner där BMA530 har integrerad stegräknare och framförallt är tänkt att logga olika typer av aktiviteter medan BMA580 är röstaktiverad och avsedd för olika typer av hörlurar och hörselhjälpmedel.

Jämfört med sin föregångare BMA253 upptar BMA530 och BMA580 76 procent mindre yta och har dessutom lägre bygghöjd. Den äldre accelerometern var 0,95 mm hög medan nykomlingen bara är 0,55 mm.

Förklaringen stavas Wafer Le-

vel Chip Scale Package, WLCSP, en kapsel som är kompaktare än den som föregångaren använde.

B M A 5 8 0 är röstaktiverad vilket kraftigt minskar strömförbrukningen i tillämpningar där den annars ständigt måste lyssna.

Den kan aktiveras av knackningar, en, två eller tre, som exempelvis betyder att användaren vill svara på ett samtal och sedan lägga på.

Den känner också av de vibrationer i skallen som talet ger

upphov till och kan därför vara röstaktiverad.

Den andra modellen, BMA­ 530, kan förutom att logga aktivitet bland annat användas för geststyrning av leksaker, som fallskydd i bärbara datorer och försätta en elektronikpryl i viloläge när användaren lägger ifrån sig den.

Bägge accelerometrarna ­kommer i produktion under första kvartalet.

PER HENRICSSON per@etn.se

31

NYA PRODUKTER

Häller verktyg över sin AI-accelerator

64-bitare för datorseende ■ PROCESSORER Hos distributören Mouser finns nu Texas Instruments AM68Ax – en systemkrets för datorseende i 64-bitars­ familjen Jacinto 7.

■ ARTIFICIELL INTELLIGENS Hårdvara är död utan mjuk­vara och nu lanserar amerikanska Ambarella en gigantisk uppsättning utvecklingsverktyg för sina AI-acceleratorkretsar.

Ambarella erbjuder AI-kretsar för datorseende inom bland annat fordon, IoT, konsument, robotik och säkerhet.

Nu presenterar företaget en omfattande utvecklingsplattform kallad Cooper. De hårda paketen kallas tillsammans för Cooper Metal: systemkretsar, moduler och utvecklingssatser på Ambarella.

De mjuka paketen kallas ­Cooper Foundry och består av Cooper Core – Linuxoperativ­ system, kompilatorer och Ambarellas egen mjukvaru­ utvecklingsmiljö, plus integrerade öppenkodsverktyg som Tensorflow, Docker, Pytorch, Yocto och robotoperativ­ systemet Ros. • I Cooper Foundation finns Model Garden som är en

samling tränade neuronnät i öppen källkod.

• I Cooper Vision finns komponenter för beräkningar på sensordata, inklusive data från kamera, radar och lidar.

• I Cooper UX bygger du användargränssnitt baserade på Lychee.

• Cooper Home gör profilering, visualisering och debugging av AI-modeller.

D E T F I N N S S TÖ D för att skapa

distribuerade processorsystem av Ambarellas systemkretsar.

Slutligen har Ambarella samarbeten med design- och tillverkningstjänster som eCon, VVDN och Quanta.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Kameror, videodörrklockor, ­säkerhetskameror, trafikövervakning, autonoma mobila robotar och industriell transport – det är några möjliga tillämpningsområden.

AM68Ax har inte bara en GPU och en Cortex A72-dubbelkärna,

utan även en dedikerad AI-accelerator som levererar 1 till 32 Tops (teraoperationer per sekund).

Här finns även ett delsystem för bildbehandling med bland annat kodekar för H.264, H.265, RAW och 4K UHD. Ett isolerat mikrokontroller­ block med en Cortex-R5Fdubbelkärna på 1 GHz kan driva flera displayer. Öppen AI-källkod finns för utvärdering och modellutveckling.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Modulär kontakt för militär ■ FÖRBINDNING En portfölj modulära kontakter från ODU är utvecklade för att möta tuffa krav under bland annat militär användning.

ODU-MAC White-Line kopplar ihop olika enheter som soldater använder i fält, för strömförsörjning och dataöverföring i realtid.

De öppnar enligt ODU möjligheten för hybridkopplings­ lösningar med integration av datasignaler, högspänning, HF­signaler, luft och vätskor i ett och samma gränssnitt.

Modulerna kan väljas individuellt och kombineras enligt byggstensprincipen. Inom datateknik­ området erbjuder White-Line

drygt 30 höghastighetsmoduler för överföring av olika dataprotokoll för exempelvis geoinformation, satellitbilder och sensordata, eller livevideo och kommunikation i nödsituationer.

Låsmekanismerna är snäpp-, spindel- och längsgående eller tvärgående vilket ska minska risken för felkopplingar. WhiteLine-portföljen innehåller även ett utbud av olika plast- eller metallkåpor.

JAN TÅNGRING

jan@etn.se

™

32

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

NYA PRODUKTER

En miljon projekt hos Mikroe Tretton steg i vass cpu ■ RISC V Taiwanesiska Andes – som engagerade sig tidigt i Risc V-världen med flera designer för mikrokontrollrar – lanserar nu en Linux-cpu med en rörledning på inte mindre än 13 steg.

Andescore AX65 är en out-­of­order-cpu och kan konfigureras som cachekoherent multiprocessor med åtta kärnor.

Klockan kan skruvas upp till 2,0 GHz på en 12 nmprocess. Prestandan är 8,25 per GHz i SpecInt2006. Den är dubbelt så snabb som sin föregångare AX45.

AX65 finns att beställa nu som IP. Familjen AX60 kommer därefter att få fler medlemmar.

Utöver styrkretsar till inbyggda system säger sig Andes historiskt ha fått Risc V-beställningar inom vektorprocessorer för AI. Andes föreslår processormakare att sätta ihop superkretsar med AX65 som huvudprocessor kompletterad med vektorprocessorn AX45MPV eller NX27V och N25 eller N225 för styrkärna.

Den stöder Risc V-profilen RVA22, ePMP (Enhanced PMP) och tillägget K för skalära kryptooperationer för AES och SHA. Den stöder även L1-in­ struk­­tionscache, vir­tuell adressering och har en TLB på två nivåer. Hopprediktion görs med hjälp av algoritmen TAGE-L. Potentiella kunder i Asien, Europa och USA har kunnat leka med AX65 sedan i augusti och en av dem ska ha skrivit kontrakt för en tillämpning inom AI och maskininlärning.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

■ INBYGGDA SYSTEM Mikroelektronika (MikroE) – känd för sin flitiga produktion av inbyggnadskort i familjen Click för alla tänkbara kombinationer av logik och gränssnitt – kan nu presentera strax över än en miljon projekt för inbyggda system på dygt 1500 kort.

Närmare bestämt 1 000 318 projekt, när MikroE skickade ut sin pressrelease. Du hittar dem på embeddedwiki.com som utvecklats under fyra år.

Din önskade plattform finns kanske inte på Embeddedwiki just nu. Men om du specificerar

mikrokontroller och tillämpning och trycker på en knapp så genereras alla detaljer – inklusive komponentlista, komplett beskrivning och kod förstås.

D E T S K E R AU TO M AT I S K T med hjälp av artificiell intelligens. Koden ska dessutom vara verifierad. Mikroelektronika rekommenderar sitt eget utvecklingsverktyg Necto, som koden är anpassad för.

– Allt finns på internet, men det tar mycket tid att hitta exakt den information man behöver.

Och det är svårt att vara säker på att den information man hittar är 100 procent korrekt, säger vd Neb Matic.

Filter guidar användaren genom valet av MCU, Click-kort och utvecklingskort.

E M B E D D E D W I K I täcker in 12 ämnesområden: • Audio & Voice • Klocka & Timing • Display & LED • HMI • Gränssnitt • Mixed Signal • Motorstyrning • Power Management • Sensorer • Lagring • Trådlöst

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Uppdaterad mellanklass-FPGA ■ FPGA För ett år sedan ­lanserade ­Lattice en FPGA-familj i ­mellansegmentet kallad Avant-E. Nu kommer två nya medlemmar – Avant G och X – med hårda block för snabb kommunikation liksom stöd för fler minnestyper och ­förbättrad säkerhet.

Vid lanseringen i fjol utlovade Lattice nya varianter av Avant minst en gång per år och det amerikanska företaget släpper nu två modeller som har samma grunddata som den första modellen.

Alla tillverkas i en 16 nm FinFET-process och finns i tre storlekar på 262 k, 409 k respektive 637 k logikceller. Mäter man hellre i uppslagstabeller motsvarar det 163 k, 255 k respektie 397 k.

Antalet minnesblock (36 kbit/ styck) är 400, 630 eller 990.

Antalet multiplikatorer (18×18) är 700, 2 660 eller 4 140 stycken. de kan alternativt användas för 8×8 bitar och då blir

de fyra gånger fler: 2 800, 4 480 respektive 7 200 stycken.

S Å T I L L NYH E T E R N A . Både Avant-G och Avant-X har fått hårda Serdesblock som för den förstnämnda klarar 12,5 Gbit/s medan den sistnämnda är dubbelt så snabb med 25 Gbit/s.

Antalet är 12, 20 eller 28 stycken.

Avant-X har dessutom stöd för DDR5-minnen och förbättrade säkerhetsfunktioner.

Lattice har under åren tagit fram ett antal mjukvarupaket för bland annat video- och robot-

tillämpningar liksom AI och mobiltekniken ORAN. Även dessa släpps i uppdaterade versioner.

PA K E T E N I N N E H Å L L E R förutom utvecklingsverktygen och IPbibliotek även färdiga användarexempel.

Dessutom finns Glance, även det ett mjukvaruverktyg för avsyning och andra tillämpningar för datorseende. Det kommer från Mirametrix som Lattice köpte för två år sedan.

PER HENRICSSON per@etn.se

33

NYA PRODUKTER

Liten avstånds­mätare från Osram ■ SENSORER Osram TMF8820-1A är en dToF-sensormodul (Direct Time-of-Flight, tidsflyktssensor) med ett detekteringsområde ­mellan 10 och 5 000 mm.

Utöver avståndsmätning för exempelvis autofokus i en mobilkamera, kan sensorn användas för detektering av objekt i exempelvis passersystem, dammsugarrobotar och närvarodetektorer.

Robotar kan använda den för att undvika krock.

S E N S O R N BYG G E R på en Spad

(Single Photon Avalanche Photodiode) och en TDC (Time-to-Digital Converter). Den bygger dessutom upp ett histogram av en serie avläsningar för att öka noggrannheten.

Modulen stöder 3×3-­ zonutdata och breddar belysningsfältet med hjälp av en multilinsuppsättning (MLA) i kapseln. Den kan kompensera för nedsmutsning av täckglaset.

E F F E K T F Ö R B R U K N I N G E N vid

drift i 30 Hz är 141 mW. I avstängt läge drar den 2 µA och det finns även ett standbyläge på 8 µA. Modulen distribueras av Rutronik. Den levereras med integrerad VCSEL-laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) och har ett I2C-gränssnitt.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Tektronix uppdaterar 4-serien ■ TEST OCH MÄT På papperet är prestanda oförändrat jämfört med föregångaren men under skalet är allt nytt. Det innebär att uppdateringen av skärmen på MSO4B är dubbelt så snabb, mätningar och avkodningar går betydligt fortare medan dataöverföring via USB och Ethernet lyft med 50 procent.

– I princip allt är byggt från noll.

Processor, minne, grafikprocessor, mjukvara, arkitektur. Vi har gjort det för att lyfta prestanda, säger Jeffrey Miller på Tektronix.

Exempelvis är processorn numera en 64-bitars Intel Atom X6413E. MSO4B, eller 4 Series B MSO som Tektronix kallar den upp­ daterade familjen, finns med fyra

U P P LÖ S N I N G E N i amplitud ligger på 12 bitar vilket kan pressas till 16 under vissa villkor.

Minnet är på 31,25 ­MSampel som standard vilket går att ­expandera till 62,5 MSampel.

Den nya pekskärmen är på 13,3 tum och har HD-upplösning (1920×1080).

– Den har bättre kontrast och betraktningsvinkel vilket är viktigt när man sitter flera framför instrumentet.

Uppdateringshastigheten är motsvarande 500 000 vågformer per sekund.

Det finns en inbyggd digital voltmeter och frekvensräknare plus att det som tillval går att addera en vågformsgenerator på 50 MHz. För kommunikation med omvärlden finns en stycken HDMI-port, en Ethernet plus fyra stycken USB2, alternativt två USB3 Host1 och en USB2 Device.

Priset för den fyrkanaliga modellen börjar på 8 740 euro medan den sexkanaliga modellen börjar på 11 700 euro.

– I princip får man många fler funktioner för samma pris som tidigare, säger Jeffrey Miller.

PER HENRICSSON per@etn.se

Percepio får kritisk partner ■ INBYGGDA SYSTEM Mjukvaruplattformsleverantören Lynx Software i San José blir återförsäljare av Percepios kodverktyg Tracealyzer.

Tracealyzer kan komma att ­integreras i Lynx samtliga plattformar under namner Spyker.

De första leveranserna till kund är redan på gång.

Lynx Softwares plattformar används i kritiska system med kunder inom bland annat flyg, militär, satelliter, fordon och infrastruktur.

E N T R AC E R S PÅ R A R vad som händer i kod och operativsystem under programkörning. Det används för kodutveckling och debugging, och för Percepios del

34

eller sex analoga kanaler men det går också att ha upp till 32 respektive 48 digitala kanaler.

Instrumentet finns med en bandbredd på 200, 350, 500, 1 000 och 1 500 MHz medan samplingshastigheten är 6,25 GSa/s även när alla kanaler används.

Tracealyzer spårar och visualiserar programflödet.

även för under drift. Tracealyzer adderar analys och visualisering för att undersöka exempelvis funktionalitet, prestanda och realtidsegenskaper.

Percepio har nyligen lanserat en utvecklingsmiljö för integrering och kundanpassning. För Lynx betyder det att Tracealyzers funktionalitet kan integreras på alla nivåer i programvarustacken, till exempel i dess realtids­

operativsystem LynxOS-178.

När Spyker används i Lynx hyper­visor Mosaic spårar den även inuti gästoperativsystemen Percepios produkter stödjer Linux- och RTOS-baserade system och kan köras på alla typer av edgesystem från små IoT-noder till flerkärniga system­kretsar.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/24

Svensk Elektronik - tillsammans för branschens bästa

Inspireras tillsammans med Svensk Elektronik!

Elektronikmässan och Embedded Conference Scandinavia 2024 Under två intensiva dagar samlar vi tusentals företagsledare, entreprenörer, designers, utvecklare och beslutsfattare för en mötesplats fylld med nätverkande, kunskapsdelning och engagerande diskussioner om teknik, innovation, hållbarhet och globala megatrender.

Vi är extra glada över att Elektronikmässan i år står värd för Embedded Conference Scandinavia. I ett unikt samarbete med Svensk Elektronik erbjuder den exklusiva konferensen key notes, tekniska sessioner och seminarier från några av de främsta experterna och innovatörerna inom området Embedded Technologies. Missa inte denna unika möjlighet att få förstklassiga insikter om de senaste trenderna och framstegen i branschen, samt att utforska nya sätt att förbättra ditt arbete och dina projekt.

Som medlem i Svensk Elektronik har du inte bara tillgång till ett ovärderligt nätverk, utan också exklusiva rabatter på konferensoch monterkostnader på Elektronikmässan.

Läs mer och boka på www.elektronikmassansthlm.se

Direktivsdagen

ICT-Energy Heldagsseminarium

Ta del av möjligheten att under en dag få viktig information och värdefull kunskap om de lagar och direktiv som styr elektronikbranschen. Direktivsdagen är kostnadsfri för medlemmar i Svensk Elektronik eller hos Teknikföretagen.

Inspireras på vårt temaseminarium med fokus på ”Unleashing ICT’s Power in Renewable Energy, Storage, and Grid Support”. En dag full av diskussioner och kunskaps­ utbyte om de senaste innovationerna inom förnybar energi, energilagring och nätstöd. Upplev en dag som kommer att forma framtiden för en grönare värld!

5 mars 2024, Storgatan 5, Stockholm

www.svenskelektronik.se kansliet@svenskelektronik.se

Bli medlem!

12 mars 2024, Storgatan 5, Stockholm

Missa inte chansen att vara en del av framtidens elektronikbransch!

Anmäl dig på vår hemsida och låt oss tillsammans skapa banbrytande lösningar för en innovativ och hållbar morgondag!

Sverige behöver en stark och internationellt konkurrenskraftig elektronikindustri. Därför behöver vi arbeta tillsammans.

Följ QR-koden till medlemsansökan.

POSTTIDNING B Returadress: AC Lantz Kungshagstigen 22 925 93 Hemavan

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