Elektroniktidningen april 2024

Tre testanläggningar för fordonsindustrin

Utges av Elektroniktidningen

Sverige AB

adress:

Persuddevägen 50A, 135 52 Tyresö www.etn.se | 0734-17 10 99

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

grafisk formgivning, layout: Jocke Flink, typa jocke.flink@typa.se

medverkar i detta nummer:

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

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: Test av celler hos Seel. foto: Anna Kuylenstierna/BRG

10

22 18

6 Imsys mot stjärnorna? Svenska chiptillverkaren Imsys hoppas bli nästa svensk i rymden, men skakas av finansieringsproblem.

8 Uppdaterad kartläggning Brist på kvalificerad personal och en osäker omvärld pekas ut som två orosmoln samtidigt som det finns många möjligheter för branschen att växa.

10 Embedded World i Nürnberg

Sugen på egen Risc V? Panik över cybersäkerhetsakten? Tycker analoga chips är coola? Läs våra intervjuer från Embedded World!

14 Den snabba elektrifieringen ger nya förutsättningar för SEC

I takt med att det blivit allt fler elfordon på vägarna behöver forskningen styras om till att bli mer system- och samhällsorienterad inom det Chalmersbaserade kompetenscentrumet SEC.

22

Det senaste om öppna kärnor Olof Kindgren rapporterar om ett svenskt hårdvaruspråk, en krympt chipfabrik, ett FPGA-webbverktyg och en tävling i analogdesign.

24

EXPERT: Fasväxlande minnen underlättar OTA-uppdateringar OTA-uppdateringar (over the air) görs normalt på mobiltelefoner, set-top-boxar, säkerhetsenheter, med mera. Nu kommer tekniken även till den annars mycket konservativa fordonsbranschen, skriver David Trojek på ST Microelectronics.

26

EXPERT: Fallgropar vid kvalificering av kompilatorbibliotek Standarder för funktions- och cybersäkerhet betraktar kvalificering av verktyg och bibliotek som två oberoende uppgifter. Detta är oförenligt med perspektivet i standarden ISO C och orsakar vissa utmaningar, skriver Gerard Vink på Tasking.

28

EXPERT: Ökar säkerheten på vägen och i kupén System för förarassistans varnar för möjliga faror och en del avancerade varianter kan även aktivera bromsarna eller till och med ta över styrningen om föraren inte agerar i tid, skriver Mark Patrick på Mouser.

– Vi har hittat en liten trevlig nisch, det gäller att vara störst och bäst och det är vi än så länge.

Det säger Edvard Kälvesten när vi träffas i Järfälla. Han var med och grundade Silex år 2000 och varit vd under i stort sett hela resan.

Sedan Silex år 2015 såldes till kinesiska ägare har omsättningen ökat med 15 till 20 procent per år. Dessutom med bra marginal. De senast tillgängliga siffrorna visar en dryg miljard i omsättning.

Antalet anställda har ökat kraftigt och är nu 450 personer.

– Vi fortsätter att växa i bra takt och de senaste åren har vi varit ute på högskolorna för att synas.

Förutom ingenjörer behövs operatörer och servicepersonal. Med den här storleken behövs också stödfunktioner som personalavdelning, större ekonomiavdelning, kvalitetsavdelning och IT-personal.

MEN SÅ VAR DET frågan om mer kapacitet när den egna fabriken i princip nått kapacitetstaket.

Silex hade skrivit ett avtal med tyska Elmos om att köpa en fordonskvalificerad åttatumsfabrik i Dortmund med en äldre CMOS-process på 0,35 µm. Efter en utfasning av existerande produkter skulle den konverteras till mikromekanik, mems, genom addition av lite nya maskiner och material som inte används i CMOS-processer.

Men tyska regeringspolitiker satte sig sent omsider på tvären på grund av Silex kinesiska ägare, som har koppling till den kinesiska staten. Affären föll i november 2022.

Med samma motiv tvingades också Nexperia att ge upp köpet av en brittisk halvledarfabrik. Så att förvärva en äldre åttatumsfabrik var knappast en framkomlig väg. Och att växa i Kina gick inte heller. Mer om det senare.

Istället vändes blickarna mot Veddesta i Järfälla och den egna bakgården. Fabriken där Silex huserar byggdes ursprungligen av ABB:s dotterbolag Hafo år 1985 för att tillverka bland annat optokomponenter och logik med höga strömmar.

Hösten 2023 förvärvade Silex hela fastigheten för 260 miljoner kronor.

Företaget använder det ena renrummet medan lasertillver-

Silex bygger ut på hemmaplan

Memsfoundryt Silex kommer snart att växa ur fabriken i Järfälla. Planen på samarbete med en systerfabrik i Kina stoppades av ISP och försöket att köpa en äldre fabrik i Tyskland gick heller inte i lås. Nu är huvudspåret att bygga ut på hemmaplan, en investering som kan gå loss på ett par miljarder kronor.

karen Coherent (fd II-VI) finns i det andra. Företagen delar en del infrastruktur som vissa gaser, kyldamm, vatten och strömförsörjning.

Kontraktstillverkaren Inissions Stockholmsfabrik huserar i en del av byggnaden och så finns en tredje hyresgäst i form av en mindre elkonsultfirma.

LOKALTIDNINGEN Mitt-i avslöjade i vintras att Silex begärt planbesked av kommunen för att bygga 37 000 kvadratmeter men det finns inget styrelsebeslut om att sätta spaden i marken.

– Självklart kommer vi att jobba vidare men det är tillstånd, bygglov och annat som ska falla på plats. Det är huvudspåret när och om vi ska vidare.

Mer får vi inte veta just nu. En investering på kanske tre miljarder kronor av ett börsnoterat kinesiskt bolag är en känslig

fråga. Den kan potentiellt stöta på patrull hos ISP, Inspektionen för Strategiska Produkter. Dessutom finns det börsregler för hur det får kommuniceras.

– Bygger vi, så tar vi i rejält. Även om det står 37 000 m2 på ansökan säger det inget om hur mycket som är tänkt att bli renrum. Kapaciteten bestäms dessutom av storleken på skivorna. Det kan bli åtta tum, som i

dagens fabrik, men också tolv.

Vid starten år 2000 i Electrumlabbet i Kista användes fyrtumsmaskiner men redan två år senare, när företaget flyttade till nuvarande lokaler, satsade man på sextumsmaskiner. 2008 togs beslutet om en andra produktionslina som blev åtta tum.

– Vi var det första memsfoundryt med åtta tum, säger Edvard Kälvesten.

2016 togs beslutet att byta ut sextumsmaskinerna mot åttatumsmaskiner vilket tog fyra år. Resultatet blev dock inte två parallella linor utan de nya maskinerna integrerades i den befintliga- Så i praktiken är det idag en enda lina som aldrig stannar.

– Vi kör femskift. I veckorna är det dag, kväll och natt och på helgerna dag och natt.

Personalen arbetar fasta skift och fabriken är igång både julafton och midsommarafton.

– Vi närmar oss 100 procent utnyttjande.

Att bolaget såldes till Kina för tio år sedan har uppenbarligen inte varit en hämsko för affärerna.

– Vi har mycket amerikanska kunder, mycket europeiska. Det kinesiska ägandet har inte påverkat det, säger Edvard Kälvesten.

Tilläggas kan att bolaget inte har, och aldrig haft försvarskunder.

– På sätt och vis blev ISP:s beslut att vi inte fick transferera teknik till Kina bra. Ihop med att vi är ett foundry, som måste vara extremt försiktiga med kundernas designer, tror jag att kunderna känner sig trygga.

ISP:s beslut överklagades visserligen, men utan framgång, och innebar att inga processer eller tekniker som utvecklats i Sverige får överföras till Kina. De kinesiska ägarna hade redan börjat bygga en systerfabrik till Järfällafabriken när beslutet kom. Den har kostat runt tre miljarder kronor och drog igång produktionen så sent som 2022.

– Vi utbildade ingenjörer här som skulle åka över, men innan de ens hann få upp maskinerna kom beslutet.

Beijing Sai Microelectronics grundades 2008 och är börsnoterat i Shenzhen. Bolaget äger 100 procent av Silex, som på hemsidan omväxlande benämns ”Silex”, ”Selex” och ”Sellex”.

SOM NÄMNTS FINNS också den nya memsfabriken i Beijing, plus att företaget har en mindre verksamhet inom galliumnitrid på kisel för kraftkomponenter.

– Det är svårt att sätta upp memsfabrik, vilket är både bra och dåligt. Ska du konkurrera med Silex behöver du 140 ingenjörer med tio års erfarenhet.

Litografin är dock inte särskilt avancerad om man jämför med CMOS-processer, den går ned till 350 nm.

Under årens lopp har företaget tagit över 150 patent på både mjukvara och teknik, men kanske än viktigare är kunnandet.

– Vi har andra saker som komplicerar det hela. Strukturerna på skivorna är inte plana. Det finns hål, bumpar och andra saker, i kombination med att vi har exotiska material.

Det handlar bland annat om material som koppar, som kan förorena en känslig CMOS-process, men också substrat av piezoelektriska material och av glas. De används för att få lägre dielektricitetskonstant vilket bland annat ger bättre rf-egenskaper.

En annan skillnad mot CMOS är att tillverkningen inte följer ett enda recept. I princip varje kund vill ha sin egen version vilket kräver en helt annan flexibilitet i fabriken.

En av teknikerna som Silex utvecklat är viahål. Det kan kännas som en gammal teknik eftersom det länge används i 2,5D- och

3D-byggsätt. En viktig skillnad är att kiselskivorna i dessa fall slipats ned så att de får en tjocklek nedåt 30 µm medan Silex kör på skivor som är 500 µm tjocka.

ATT VIORNA ÄR viktiga hänger samman med att strukturen som ska känna acceleration, rotation, tryck eller något annat finns på ovansidan och ofta behöver kapslas in medan undersidan är slät och därmed lämpar sig för att ansluta till bäraren. Alternativet vore att trådbonda från kanten men det tar mer plats och blir dyrare.

– Vi var de första. Det är extremt svårt att göra elektriska kontakter genom skivan och få det plant så att du kan processa på framsidan.

Dessutom ställer det helt andra krav på etsprocessen att få till ett såpass djupt hål som liknar ett rör och inte en pyramid.

I den första varianten etsade man en minimal ring i wafern ned till 80 procent av tjockleken och fyllde ringen med en oxid. Sedan polerades de 20 procent bort och man fick en pelare av ▲ ▲

kisel som leder signalen. Resistansen blir typiskt 1 Ohm.

– Du kan inte köra de högsta frekvenserna och inte de högsta strömmarna.

Tekniken användes i en mikrofon som kom i produktion år 2006.

I nästa version fylldes viahålen med metall vilket sänkte resistansen till cirka 10 milliohm men med viss strökapacitans. Den processen var klar 2015.

2021 kom den tredje generationen som även fungerar på höga strömma och höga frekvenser. För att nå dit har man varit tvungen att gå över till glassubstrat.

– Glas leder värme sämre så vi kan inte köra samma etsprocesser.

Förutom kisel och glas arbetar Silex också med piezoeletriska material, PZT.

– Vi har jobbat ihop med Ulvac, en maskinleverantör, och är bäst i världen även på det.

Rent praktiskt sputtras materialet på wafern för att skapa ett två mikrometer tjockt lager. Piezoelektriska material ändrar form när man applicerar en spänning och kan användas för mikromekaniska speglar i lidarsensorer. Fördelen jämfört med kisel är att rörelserna kan göras mycket större.

En annan tillämpning för speglarna är att switcha optiska signaler i datacenter och på sikt även att switcha inne på kretsarna.

EN TEKNIK SOM fortfarande är under utveckling är mikroleds, pyttesmå lysdioder som sitter med några mikrometers centrumavstånd (pitch) och som kan användas för att skapa en bildskärm i ett headset för VR eller AR. Idag används mikroprojektorer, men de är för stora och för tunga för att ge tekniken ett riktigt genomslag.

– Det är inte så många som lyckats. Vi jobbar med kunder och ligger långt fram. Vi är störst inom vårt område och ser vad

som händer.

Samtidigt saknas inte konkurrens. Största konkurrenten som är ett renodlat foundry är TSMC.

– Deras IC-foundry är något av en förebild förebild men jag skulle säga att det bara är de riktigt stora volymerna de är intresserade av.

Kapslingen görs ofta genom att bonda en annan kiselskiva på ovansidan där man etsat urtag för sensorerna eller skapat andra strukturer som behövs. Skivorna sågas upp, avsynas och testas innan de lämnar huset.

– Vi levererar bara fungerande kretsar, som kapslas på andra håll i världen.

För vissa kunder monteras memskretsarna på färdigprocessade skivor med analoga och digitala funktioner vilket resulterar i en produkt som är lätt att integrera i ett större system.

I Järfälla tillverkas alla typer av mikromekaniska komponenter. Det är mikrofoner till mobiltelefoner, gyron och accelerometrar till fordonsindustrin, lab-på-ett-chip för DNA-analys, mikrospeglar –och den trycksensor som Edvard Kälvesten designade 1992 åt medicinteknikbilager Radi Medical som exjobb. Bolaget är sedan länge uppköpt och verksamheten finns numera i Costa Rica, men trycksensorn är densamma.

– Vi gör någon miljon per år. Andra produkter är mikronålar för medicinska tillämpningar. De kan mäta och injicera genom huden.

ETT OMRÅDE SOM varit lovande under väldigt många år men som till slut nått marknaden är rfprodukter. Typiskt används glas för att få låg dielektricitetskonstant och därmed låga förluster.

En kommande produkt är mikromekaniska högtalare till mobiler. De baseras på piezoelektriska material för att få stora utslag och därmed flytta tillräckligt mycket luft för att ljudvolymen ska bli tillräcklig.

– Från att vi börjat jobba med en kund tar det tyåiskt ett eller två år som snabbast men för medicinska produkter är det snarare sju år.

Det hänger samman med att produkterna ska kvalificeras i olika led inklusive förserier innan de till slut rullas ut kommersiellt.

PER HENRICSSON

per@etn.se

Imsys AI på väg mot stjärnorna?

Svenska chiptillverkaren Imsys kan bli nästa svensk i rymden med hjälp av partnern Gaisler Samtidigt har Imsys ekonomiska problem.

Imsys meddelade i februari att företaget under vintern arbetat med att bredda sin produktportfölj till att inkludera den öppna processorarkitekturen Risc V.

Snabbt spreds missförståndet att Imsys skulle utveckla en egen implementation, så är det alltså inte. Det är ingen dålig teori i sig – det var Imsys genombrottsteknik att emulera instruktionsuppsättningar.

Men det handlar bara om integrering med Risc V. Imsys AI-accelerator Alice integreras med Noel-V – en Risc V-processor från Imsys partner Gaisler.

Projektet sponsras av Rymdstyrelsen sedan fjol.

– Rymdstyrelsen tycker att det vi jobbar på inom bildanalys och annat är intressant. De vill se mer av det, säger Imsys vd Jonas Waern. Alice och Noel ska snurra på samma FPGA. Alice ska bland annat härdas mot kärnpartiklar som bombarderar rymdfarkoster och förvränger databitar. I augusti ska plattformen vara redo att köra benchmarks inom bildanalys.

ett föredrag i maj under en konferens som inleder ESA:s initiativ ”Edge AI and Neuromorphic hardware accelerators” som i sin tur är en del programmet Morpheus 2024 som ska arbeta fram en AI-accelerator för kommande ESA-rymdprojekt.

Imsys har ekonomiska problem. Bolaget har förbrukat kassan och ett försök att fylla på den har misslyckats. Styrelsen utvärderar olika alternativ och har vidtagit åtgärder för att minimera operativa kostnader.

– Bolagets rörelsekapital är förbrukat och därmed otillräckligt för att genomföra Bolagets operativa plan, skriver Imsys i ett pressmeddelande.

Rymden är en het tillämpning för AI. En uppenbar nytta är att bearbeta de stora mängder data som samlas in i omlopp för att filtrera den eller till och med att bara skicka ner färdiga analyser.

DET HANDLAR TYPISKT om bilddata, till exempel om meteorologer som vill följa stormar, skogsbrukare som vill hålla koll på tillväxt och militärer som vill hitta fiender.

AI i rymden är intressant för allt från jättesatelliter till mikrosatelliter – för Imsys del snarast för det senare.

– Alice är för edge-AI. Vi är små och effektiva i vår teknik.

Vad intresset från ESA kommer att leta till får framtiden utvisa. Imsys kommer att hålla

– Bolaget har utvärderat en kapitalanskaffning i form av en företrädesemission som ej har kunnat genomföras. Imsys styrelse utvärderar fortsatt intensivt samtliga möjliga finansieringsalternativ för att säkerställa rörelsekapital för Bolaget.

Dyker det inte upp en snabb lösning är risken stor att det börsnoterade bolaget måste ansöka om konkurs. Som planerat släpper bolaget i morgon siffror för perioden november 2023 –januari 2024.

Imsys har 40 år på nacken och den ursprunglige teknikchefen Stefan Blixt, 81 fyllda, pensionerade sig i fjol.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

PER HENRICSSON per@etn.se

Datakontakter

Phoenix Contact är din partner för tillförlitliga dataanslutningar Inom IIoT kommunicerar apparaterna i nätverket med varandra. För detta ändamål erbjuder Phoenix Contact en bred portfölj av kontakter för de idag vanligaste datagränssnitten 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

Uppdaterad kartläggning

Det har gått två år sedan elektronikbranschen senast kartlades. De nya siffrorna visar på hälsosam tillväxt men svag marginal. Brist på kvalificerad personal och en osäker omvärld pekas ut som orosmoln samtidigt som det finns många möjligheter för branschen att växa.

Den som försöker jämföra den nya kartläggningen med den som gjordes år 2022 blir konfunderad. Antalet företag har blivit 400 färre samtidigt som antalet sysselsatta ökat med drygt 60 000 och omsättningen lyft med 400 miljarder kronor till 128 000 anställda respektive 620 miljlarder kronor.

Branschen växer visserligen några procent per år men skillnaderna beror på hur urvalet gjorts. Det studentdrivna managementkonsultbolaget Handelsconsulting i Göteborg – som står för det praktiska arbetet denna gång – har använt de så kallade SNI-koderna som klassificerar ett företag eller arbetsställe efter den aktivitet som bedrivs.

Senast räknades Ericsson, och andra bolag utanför kärngruppen, inte med. Det gäller exempelvis fordonstillverkare och mobiloperatörer. Dessutom togs ett antal bolag med slagig historia inte med. Det gäller exempelvis Fingerprint Cards, Polestar och Northvolt.

Ericssons berg-och-dalbana vad gäller vinsten har också lett till att ett antal slutsatser om hur det går för branschen redovisats både med och utan dem. De får slutsatserna att peka åt ”fel håll” vissa år.

ENLIGT RAPPORTEN bestod elektronikbranschens år 2022 av 3 212 företag med 128 000 anställda och en omsättning på 620 miljarder kronor.

Undersökningen täcker perioden 2013 till 2022 och visar att branschen växer med knappt tio procent per år räknat i omsättning. Antalet anställda har ökat med fem procent per år vilket även den genomsnittliga personalkostnaden gått upp med, för att bli 538 000 kronor per år 2022. När man sen kommer till

frågan om hur mycket pengar branschen tjänar blir siffrorna spretigare, vilket framförallt beror på Ericsson. Det finns därför siffror både med och utan bolaget.

Tittar man på rörelsemarginalen mätt som EBITA (exkluderar ränta, skatt och avskrivningar) och vinstmarginalen (utan Ericsson) så toppade de år 2015 för att sedan sakta minska under perioden.

Även staplarna för sysselsatt kapital respektive eget kapital relativt vinsten toppar runt 2014–2015 för att sedan falla när Ericsson exkluderas. 2017 var bägge till och med negativa.

Handelsconsulting har också gjort en enkätundersökning och intervjuat företrädare för några företag. 241 stycken eller 4 procent av de tillfrågade svarade på enkäten och 14 företag deltog i intervjuerna.

Den fråga som flest tar upp är kompetensförsörjningen.

– Bristen på rätt kompetens är en utmaning som genomsyrar hela elektronikbranschen. Sverige har akut behov av fler utbildade elektronikingenjörer.

Hej SER-medlemmar och vänner!

SÅ HAR VI FÅTT en första känning av vår här nere i Skåne, nästan upp emot 20 grader för några dagar sedan. Det känns ju bra när man kommer från en period av kyla och mörker, men det är ju lite smolk i bägaren eftersom verkar vara den tionde månade i rad som vi slår världsrekord inom just detta, temperatur.

VI JOBBAR INDIREKT inom områden som skulle kunna hjälpa oss, t ex AI. Dock måste man inse att det inte kommer att vara en helt okomplicerad resa med AI och för att hjälpa oss att förstå vad som händer på EU nivå runt AI Act, så kommer vi alldeles snart att bjuda in till ett öppet seminarium med Sebastian Hallensleben runt just AI ACT. Han leder standardiseringsarbetet hos Cenelec (Chair of CEN-CENELEC JTC 21) och är en del av SER:s nätverk, genom det arbete vi bedriver med EUREL. Håll ögonen

öppna, info kommer på hemsidan, via email och på Linkedin.

DENNA VECKA har Embedded conference och Elektronikmässan gått av stapel i Stockholm. SER-reportern Staffan skriver: Jag lyssnade på Ann Louise Johansson, GM, Qamcom Research and Technology, som hade ett mycket intressant föredrag med fokus på erfarenheter från industriella projekt runt IoT. I en tid där sakernas internet (IoT) omformar vår värld, är intresset för smarta, uppkopplade enheter starkt och implementationerna många. Ändå är vägen från en framåtblickande prototyp till en robust, marknadsfärdig produkt full av utmaningar och det finns komplexitet som ofta underskattas. Jag har hört många föredrag om IoT sedan 2000. Det var det bästa föredraget där man får ett så fokuserat, konkret och ändock kortfattat presenta-

Det är ett näringspolitiskt problem som behöver tas på större allvar, säger Olle Hulteberg, styrelseordförande för Smartare Elektroniksystem, i ett pressmeddelande.

En annan fråga som gav avtryck är den oroliga omvärlden. Här handlar det om leveransstörningar och handelskriget mellan USA och Kina som skapar problem.

Samtidigt medför det säkerhetspolitiska läget nya affärsmöjligheter. Flera företag i undersökningen lyfter fram en ökad efterfrågan på cybersäkerhet och avancerad försvarsteknik. Andra områden med potential är AI, medicinteknik och hållbara lösningar.

– Flera av samtidens stora utmaningar är helt beroende av avancerad elektronik. Miljö- och klimatkrisen ökar efterfrågan på återvinningsbara produkter och trycket på välfärden ökar efterfrågan på ny medicinteknik. Detta stärker i sin tur kraven på högspecialiserade medarbetare. PER HENRICSSON per@etn.se

tion av ett ämne som IoT-utveckling. Den är ofta mycket komplex med beroende kring ny HW och SW och IT-stödsystem för drift och underhåll. Det betonades hur viktigt det är med förstudier innan man drar igång designarbetet.

SÅ VILL JAG UPPMANA ALLA som är intresserade att engagera er i SER. Vi behöver förstärkning inom flera områden och det finns mycket spännande att ta tag i och som ger stort värde till våra medlemmar. Som tidigare hoppas jag att ni kontaktar mig på ordf@ser.se när ni vill prata med mig och SER:s styrelse.

Å styrelsens vägnar

Eder ordförande

HANS NILSSON

KRÖNIKA

Med 1 000 fler besökare och lika många utställare som 2019 får Embedded World till slut sägas vara fullt återställd efter pandemin. Den 9–11 april möttes 32 000 besökare från 80 länder av 1 100 utställare från 50 länder. Nästa år äger konferensen rum en månad tidigare, 11–13 mars JAN TÅNGRING jan@etn.se

EMBEDDEDMÄSSAN

Immuniserar mot pekarfel, vinner pris

Tjeckiska Codasip är först att kommersiellt erbjuda minnesskyddstekniken ”Cheri”. För detta får Codasip inbyggnadsmässans pris i kategorin Safety and Security.

Säkerhetshål som öppnas på grund av minnesfel är en så het fråga att USA:s regering har gett rekommendationer kring dem. USA gav två val kring de minnesriskabla programspråken C och C++: skippa dem eller hitta sätt att använda dem på ett säkrare sätt.

Cheri följer det senare rådet. Tekniken – utvecklad på universitetet i Cambridge under tio år – kan förhindra så kallade pekarfel, som är en stor underkategori till minnesfel. Pekare är minnesceller vars data är minnessadresser.

CHERI HINDRAR PEKARFEL. Priset du betalar för Cheristödet i en cpu är att den blir fem procent större.

Döm själv om det är värt det. Codasip analyserade i januari

de tio senaste rapporterna på sårbarhetslistan CVE och fann att nio av dem skulle ha stoppats av Cheri. Den tionde fick ett frågetecken i analysen.

GRUNDTEKNIKEN i Cheri är att pekaren inte bara lagrar en adress utan också data om vilket minne den får referera till, hur den får användas, med mera. De villkoren kan verifieras när koden körs. Det är ett skydd som liknar vad en klassisk MPU ger (minnesskyddsenhet), men på en finkornig nivå.

Codasip stöder hittills Cheri

Codasip

Codasip är baserat på verktyg för codesign utvecklade av en doktor på tekniska universitetet i Brno i Tjeckien.

Verktygen är generella för cpudesign (en av kunderna har använt verktygen på en annan arkitektur) men Codasip valde att fokusera på Risc V eftersom den kommersialiserades just då företaget bildades och Codasip såg potentialen i den öppna gratisarkitekturen.

På Embedded World mötte vi Tora Fridholm, som rekryterades

i sin senaste licenserbara cpu-familj, den nyligen lanserade 730-familjen.

– Det kommer att komma stöd för fler, avslöjar Tora Fridholm, marknadschef på Codasip.

Studio genererar även en kompilator för cpu:n. När stödet för Cheri adderats räcker det typiskt att omkompilera gammal kod för att den ska skyddas av Cheri.

CODASIP STUDIO används för att codesigna specialsydda Risc V-cpu:er tillsammans med deras tänkta tillämpning. Det går att iterera fram en optimal processor genom köra koden på en cpu-simulator och ett profileringsverktyg som visar prestanda och pekar ut flaskhalsar.

– Om du har välskriven C-kod behöver du inte skriva om så mycket – den funkar ändå, säger Tora Fridholm.

En enorm mängd befintlig C/ C++-programvara kan därmed fortsätta att användas, men med hotet om pekarfel undanröjt, enligt Codasip. ■

från svenska IAR i Uppsala. Hon var Codasips Risc V-kontakt där.

– Jag gillar deras tänk. Du skulle kunna designa med RIsc V precis som du gör med Arm. Men flexibiliteten är egentligen mycket större. Du behöver inte välja ur en katalog cpu:er utan kan anpassa den – det känns mer modernt.

En del av kunderna licenserar bara en kärna från Codasip. Andra adderar egna tillägg med hjälp av Codasip Studio.

Utvecklingen av utvecklingsmiljön sker fortfarande mest i Tjeckien,

men även Storbritannien har fått ett designcenter, liksom Tyskland, Frankrike, Spanien och Grekland. Företaget har idag 250 anställda. EU-medlemmen Codasip är flitigt närvarande i EU-projekt. Risc V och Codasip passar bra in i unionens mål att bygga upp ett halvledaroberoeende.

Bland annat Lunds universitet använder Codasips verktyg i forskning och undervisning.

Codasip var ett av de företag som grundade Risc V-stiftelsen år 2014.

FAKTA

Codasip vann mässans pris i kategorin Safety & Security för Cheri.

Codasip låter dig utveckla en cpu samtidigt som du kan provköra den på din kod.

–ÅTER I FULLT FORMAT

Den uppkopplade råttfällans era

Nyss hade konstruktörerna händerna fulla med att designa sig runt komponentkrisen. Nu har de börjat kunna innovera igen. Det är en spaning från Digikeys Mike Slater och Brian Metelak.

– Har du tänkt på att om du jämför prylarna hemma för 5–10 år sedan med idag så är allt mer uppkopplat nu, spanar Mike Slater på komponentdistributören Digikey.

– Jag har en uppkopplad sprinkler hemma där jag kan läsa av förbrukningen. Och jag kan styra temperaturen hemma från telefonen.

styrd kaffekoppsvärmare i födelsedagspresent.

– Självklart! Ember? Det finns en annan med högtalare också. Jag vet inte varför den har det, skrattar Mike Slater.

– Vi har en kollega som brygger öl. Han visade hur han kunde logga in på en app och starta kylning av en sats. Han får höra bubblandet, berättar Brian Metelak.

Hans kollega Brian Metelak och Elektroniktidningens utsände bekräftar. Det uppstår en liten tävling.

– Jag kan inte styra temperaturen hemma, men jag kan styra den i bilen. Jag skulle kunna starta laddningen nu också –elen kostar bara några öre idag, säger Elektroniktidningen.

– Och så fick jag en Bluetooth-

– Min granne har en uppkopplad råttfälla – han kan se offret, berättar Elektroniktidningen.

– Vi älskar den här utvecklingen, ler Brian Metelak nöjt.

Han ler för att Digikey distribuerar komponenter till alla de här prylarna. Och det kan de inte få nog av utan de gör allt de kan för att sänka tröskeln och sprida förmågan att koppla upp råttfällor till ännu fler.

Vi hamnade i pryltävlingen när han berättade om de modulära plattformar som finns för att experimentera och kombinera kort med allsköns processorer,

gränssnitt och sensorer.

Digikey visar upp Sparkfuns plattform Micromod i sitt mässbås. Även ST, Arduino, Adafruit, med flera, har motsvarande upplägg.

Det gör det enklare att testa idéer. Och gör även att det går snabbare att komma till skott.

– Det finns en trend mot ”rapid prototyping”. Designcyklerna blir allt kortare. Det brukade vara arton månader. Nu är det sex månader och ännu mindre, säger Brian Metelak.

Partnern Labsland – grundad av en grupp spanska lärare – levererar till och med experiment på distans. Du behöver inte äga det fysiska kortet. Du loggar in på en labbänk via webbläsaren, laddar kortet med kod och får se hur dioder blinkar och armar roterar. Men glöm inte boka bänken i förväg!

Pandemins komponentkris är över och lagren är fyllda igen. Digikeys eget sortiment är uppe i 15,3 miljoner produkter från 300 leverantörer.

– Innoverandet har börjat igen

för både leverantörer och deras kunder, säger Brian Metelak.

Han sätter startpunkten till för runt sju månader sedan. Då började aktivteten öka. Och han säger tvärsäkert att nästa år får se en fortsatt tillväxt.

– Vi såg inte så mycket innovation under 2021 och 2022, säger Mike Slater.

– Varken hos kund eller leverantörer. Men 2023 började det accelerera. Och det fortsätter under 2024 – det kan bli ett rekordår för nya produkter. Vi ser innovation på en helt ny nivå.

Varför slutade de innovera?

Brian Metelak funderar och spanar att det fanns en tid då konstruktörna inte hade tid att skapa nya produkter eftersom de var fullt upptagna med att omdesigna gamla produkter till de komponenter som fanns på lager.

– Och projekt fick utgå från tillgänglighet. De kollade upp vad som fanns och designade efter det snarare än efter vad de önskade. Men nu finns allt. Nu kan de välja optimalt igen. ■ ▲ ▲

All good things come in threes: with hardware, software and services, we realise unique display solutions that turn your ideas into reality.

Sabbade din piratdekoder, vill skydda dina kretsar

Lödde du piratkopierade satellitdekoders på 80-talet? Då slogs du mot schweiziska Kudelski som till slut lyckades skydda dekodrarna mot kloning. Nu vill de säkra dina kretsar mot cyberintrång med samma verktyg.

Kudelski erbjuder cybersäkerhet på tusen sätt. På deras webbplats möts du direkt av en väl synlig flytande dialogruta – ”Incident? Contact Us!”.

De har dyr utrustning i Schweiz som hårdtestar dina kretsar efter sidokanalsattackvägar. De röntgar kretsar, lägger dem i elektronmikroskop, laserbestrålar dem, häller kemikalier på dem, slipar bort kapseln och kortsluter – allt för att knäcka deras försvar. Du får en säkerhetsrapport och, förstås, offert på motåtgärder.

Men den tjänst de vill prata om på Embedded World är den som de lanserar på mässans första dag. Den ska hjälpa elektronikindustrins alla småleverantörer att uppfylla EU:s kommande lagstiftning Cyber Resilience Act (CRA). Fler förordningar liknande CRA är på väg i andra jurisdiktioner.

CRA höjer ribban för obligatorisk cybersäkerhet dramatiskt. Detta stressar småföretag som kanske inte ens har någon cybersäkerhetsansvarig överhuvudtaget.

Det som Kudelski kan hjälpa till med är att hålla mjukvara uppdaterad – provisionering. Produkter måste enligt CRA kunna byta ut mjukvara som det upptäcks säkerhetshål i, vilket sker plågsamt ofta.

En del styrkretsleverantörer har redan egna lösningar för provisionering.

– De har bra teknik, men de är inte så bra på tjänster, säger Christopher Schouten på Kudelski IoT.

chip, Infineon och Silicon Labs.

Kudelskis provisionering –Keystream (keySTREAM) – är enligt Kudelski extra finurlig och lätt att använda. Lösningen kräver bland annat ovanligt nog inte att enskilda styrkretsar programmeras med unika identiteter vid tillverkningen. Det enda de brännmärks med är ägarens namn. Sin unika identitet får de istället i Kudelskis moln när de startas och kopplas upp för allra första gången.

Som ankungar som präglas på den första de ser när de slår upp ögonen?

– Det är väl okej som liknelse.

Han kallar identiteten för ett födelsecertifikat. Ett sådant blir billigare än att tillverka varje enskilt chip med ett unikt id i sitt DNA. Och det blir enklare och säkrare än att hantera listor av olika idnummer för varje chip-batch, enligt Christopher Schouten.

Enligt Kudelski härstammar provsioneringstekniken i rakt nedstigande led från teknik som de utvecklade som försvar mot satellitdekoder-hackers på 80och 90-talet.

Kudelski har en historia som faktiskt sträcker sig ända tillbaka till 1951. Första produkten var proffsbandspelaren Nagra. Den var populär ända till dess att ljud ditaliserades – och är fortfarande populär, enligt Christopher Schouten. Denna reporter lärde sig klippa intervjuer på en Nagra på Sveriges Radio.

Tredje gången gillt för analog AI?

Amerikanska Ambient Scientific är enligt egen räkning det tredje – av fyra – seriösa försöket att kommersialisera en analog accelerator för artificiella neuronnät. En första krets med 10 beräkningskluster är på väg in i ett tiotal produkter.

– Vi ska utmana de stora grabbarna, säger vd:n och grundaren GP Singh

Nummer ett och två i vd GP Singhs uppräkning, Mythic och Syntiant, klassar han som misslyckanden. Det är inte så att de konkursat – Syntiant finns till och med på mässan. Men de har enligt GP Singh övergett sina ursprungliga analoga designmål.

Den fjärde finns kvar i matchen, Analog Inference. Men Ambient anser sig ha ett försprång.

Inte heller Ambient har en helt ren analog konstruktion, erkänner GP Singh. Input och output är digital och även internt växlar data mellan analog och digital representation. GP Singh kallar tekniken för ”DigAn”.

Växlingen ska ta bort bara en tiondel av prestanda.

Argumenten för analoga beräkningar är högre prestanda till betydligt lägre strömförbrukning.

Provisioneringen måste fungera över produktens livstid, vilket kan vara decennier.

Nu träder Kudelski in på arenan med sin egen provisioneringsteknik.

Företaget har bäddat för acceptansen genom att teckna upp stora namn som partners: ST, Micro-

På 80-talet hamnade Kudelski mitt i striden mellan satellittevebolag och satellitdekoder-crackers. Det blev en katt-och-råttalek där Kudelski plockade in den senaste pirathårdvaran för analys. Provisioneringstekniken som Kudelski säljer idag ska härstamma direkt från de alltmer sofistikerade lösningar som utvecklades för att försvara satellitdekodrar mot kloning.

– Allt blev irrelevant när piraterna gick online och började med downloading och streaming. Men våra färdigheter är nu högst relevanta inom IoT – hur man integrerar en hemlighet i en komponent och håller den säkrad. ■

Analoga beräkningar brukar se bra ut på papperet, men i den fysiska värden har de problem med till exempel stabilitet, särskilt över tid. De problemen hanterar Ambient genom att gå över till den digitala domänen.

Det första chipet använder 10 beräkningskluster och tillverkas i 40 nm.

– Det räcker för att konkurrera med 5 nm, säger GP Singh.

Chips med fler och färre kluster finns på ritbordet.

GP Singh har ett förflutet som chefsingenjör på en digital AI-processortillverkare, Wave Computing. Han har 30–35 års erfarenhet av kretsdesign, har doktorerat i halvledarfysik och är innehavare av ett femtiotal patent på området.

Ambient Scientific föddes år 2016 efter en tragedi. En släkting dog i ett fall efter att inte ha fått hjälp. GP Singh bestämde att det inte skulle hända hans mor. Den första produkten kommer att vara en wearable som inte bara ska kunna detektera fall, utan även astmaattacker.

DEN GÅR PÅ SMÅ batterier och enkla sensorer som gyro, acceleration, temperatur, ljud och magnetism. Tio sensorer kan anslutas parallellt.

Produkterna kommer att kunna kosta ända ner till 15–20 dollar. Alla beräkningar sker lokalt.

En kund använder röst för att signera beställningar på småbelopp. En gör förarövervakning. En skalar ner en existande produkt för hjärtöverakning till en mindre formfaktor. En övervakar för förebyggande underhåll. En läser nummerplåtar. En adderar ett röstlarm till en smart högtalare – en programmerbar personlig fras triggar att ett larmnummer anropas.

Ambient levererar utvecklingsverktyg. ■

Snabb elektrifiering ger nya

Forskning och utveckling inom elektrifiering av fordon är huvuduppdraget för det Chalmersbaserade kompetenscentrumet SEC. I takt med att det blivit allt fler elfordon på vägarna behöver forskningen styras om till att bli mer system- och samhällsorienterad.

Det är skördetid på SEC, Svenskt elektromobilitetscentrum. Kompetenscentrumet har en nyckelroll för forskning och utveckling inom elektrifiering av fordonsdrift och att bidra till att minska användningen av fossila drivmedel.

Under förra året avslutades den fjärde etappen i programmet räknat från starten 2007. Det innebär att ett 40-tal forskningsprojekt har kommit i mål, samtidigt som en kull med 20 personer disputerat eller tagit licentiatexamen.

SEC startade en gång som Svenskt Hybridfordonscentrum. Men för snart sju år sedan bytte det namn och idag är det ett av de största och äldsta kompetenscentrumen på energiområdet.

Huvuduppgiften är att producera forskningsresultat och svara för kompetensförsörjningen när det gäller elektrifiering. Centrumet har också en mycket viktig roll som plattform för kunskapsutbyte mellan forskare och industri. Det är något som Linda Olofsson understryker, hon är föreståndare för kompetenscentrumet:

– Området utvecklas så snabbt just nu och behovet av kommunikation på det här området är enormt. Vi erbjuder en plattform där industrin och forskare kan mötas och dela resultat och idéer med varandra.

genom SEC kan associera sig till oss, säger hon.

SEC har ett litet kansli hos Chalmers i Göteborg, som leds av Linda Olofsson sedan fem år tillbaka. Hon är civilingenjör och doktor i teknisk fysik med flera års erfarenhet av att starta och driva ett bolag inom nanoteknikområdet. I nio år var hon också anställd på det stora statliga forskningsinstitutet Rise.

Idag rullar det många elektriska personbilar på vägarna samtidigt som produktionen av tunga fordon och arbetsmaskiner rampas upp runt om i världen. Så såg det inte ut för femton år sedan när kompetenscentrumet startade. Det innebär att även SEC:s roll håller på att förändras och bli bredare. Linda Olofsson understryker vikten av att kompetenscentrumet fortsätta vara relevant.

Idag har SEC närmare 25 partners. En stor del av forskningsprojekten drivs på de tekniska högskolorna Chalmers, KTH samt i Linköping, Lund och Uppsala. Dessutom är företagen i fordonsindustrin med, liksom flera forskningsinstitut.

Linda Olofsson återkommer till rollen som gemensam informationsplattform för forskare och industri. Kontakterna mellan alla aktörer på området är viktiga. – Även forskningsprojekt som finansierats på annat sätt än

Etapp fem i SEC:s forskningsprogram som inleddes 2022 och som kommer att pågå till 2027 består av fem forskningsteman. (Se faktarutan här intill). Tre av dem är inriktade på forskning och utveckling av fordon. De övriga två är systeminriktade. ”Vehicle grid” gäller hur samverkan mellan elnätet och laddbara bilar ska se ut. Här är en viktig fråga att kapaciteten i elnätet finns på rätt ställe. Det andra systeminriktade temat handlar om hur elektrifieringen av fordonsflottan ska genomföras.

Linda Olofsson menar att tydlig och långsiktig utveckling av policy och regelverk är viktigt för både investeringar och innovation på området. Ryckighet och kortsiktiga förändringar minskar förtroendet och hindrar viljan att våga investera i nya effektiva tekniker.

– Vi initierar forskningsprojekt som rör styrmedel och policies. Vi är forskare, vi kommer alltså inte att tala om hur olika styrmedel ska användas.

Däremot kan vi utvärdera vilka konsekvenserna blir om vi använder ett visst styrmedel. Det innebär att ni behöver involvera forskare med samhällsvetenskaplig kompetens i en så tekniktung organisation som SEC är? – Den kompetensen finns bland våra partners. Väg- och trafikforskningsinstitutet, VTI, ingår i SEC och forskningsinstitutet Rise är blev ny medlem häromåret, svarar Linda Olofsson. SEC finansieras till en tredjedel genom statliga anslag, till en tredjedel över universitetens budgetar och till en tredjedel av industrin. Högskolorna och industrin väljer om de ska bidra med forskartimmar eller om de ska skjuta till reda forskningspengar. Med den finansieringsmodellen så når SEC upp till en budget på gott och väl en kvarts miljard kronor för den

innevarande femårsperioden fram till 2027.

Ser man enbart på de statliga anslagen som går direkt, så ser summan betydligt beskedligare ut, 18,5 miljoner kronor i år. Anslagen fördelas via Energimyndigheten. Handläggare på myndigheten är Klaas Burgdorf, med en bakgrund från Volvo Cars. Han säger att SEC är ett av elva kompetenscenter som Energimyndighetens finansierar.

– Det är ett av de två största kompetenscentrumen inom Energimyndigheten. SEC har en nyckelroll när det gäller kompetensförsörjning inom området. Samtidigt är granskade forskningsresultat ett viktigt mål i sig, påpekar han.

Klaas Burgdorf konstaterar

förutsättningar för SEC

också att det råder en turbulent arbetsmarknad på området elektromobilitet. Det betyder bland annat att doktorander ibland rekryteras av industrin innan de hunnit bli klara.

– Jag ser det som ett kvitto på att vi är relevanta. Vi har inte behövt avbryta projekt för den sakens skull, det brukar gå att ersätta dem som lämnar även om det medför en extra belastning för institutionerna, menar han.

Klaas Burgdorf säger också att han ser fram emot de lunchseminarier som kommer att presentera resultaten från SEC:s etapp fyra.

Vad finns då kvar att göra inom de forsknings- och utvecklingsprojekt som drivs inom SEC?

Anders Grauers, forskare vid Chalmers har varit knuten till kompetenscentrumet sedan 2011 som teknisk specialist på elektromobilitet, ger en positiv bild av läget.

Enligt Anders Grauers är tekniken tillräckligt bra för att användas. Samtidigt finns några hinder kvar:

• Priserna på elektriska fordon har ännu inte kommit ner så mycket som behövs.

• Kunskapen om tekniken är ännu inte tillräcklig hos användarna.

Fem forskningsteman om fordonselektrifiering

– Vi har kommit mycket långt och har en bra lösning för omställning. Egentligen finns alla tekniska komponenter framme. Elfordon med batterier är oftast bästa lösningen för att köra fossilfritt, menar han.

– Problemen är att få fram verktyg till transportföretagen som gör att de kan passa in tekniken i sin verksamhet. Det handlar om att få användarna att ställa om.

HITTILLS HAR DET i första hand handlat om att elektrifiera vägtrafiken, den har fått gå före på grund av den stora marknaden. Elektrifiering av andra fordonsslag ligger fortfarande längre bort i tiden. Samtidigt testas små elektriska flygplan på korta sträckor. Elektriska färjor används för kommersiell trafik i bland annat Öresund sedan flera år tillbaka. När det gäller vägtrafiken pekar Anders Grauers på de trögheter som finns inom institutioner och på marknaderna. Ett sådant exempel är osäkerheten om tillgång laddplatser. Ett annat problem är dagens klimatpremier för tunga elektriska fordon är ofördelaktiga för leasinglastbilar, vilket kan bli ett hinder för små åkeriföretag som vill elektrifiera.

– Det finns fortfarande en tröskel för elfordonen. Det behövs statligt stöd för att komma över den. Det är därför vi vill tala om och forska om policy. Samtidigt hävdar Grauers att vändpunkten för en allmän elektrifiering av vägtrafiken kommer allt närmare. För SEC innebär det att verksamheten går från teknikutveckling till implementering av tekniken. Det behövs också forskningssamarbeten för att genomföra den här elektrifieringen, det är en systemutmaning säger han.

– Stämningen inom branschen är en helt annan idag än när vi startade. Då fanns en överpessimism i industrin om allt som handlade om elfordon och batteridrift.

– Men ändå, fortfarande förstår inte alla hur bra det går och hur nära vi är målet.

MATS UDIKAS mats@etn.se

Chalmers är koordinator för Svenskt elektromobilitetscentrum, SEC. Medsökande lärosäten och forskningsinstitut är KTH, universiteten i Linköping, Lund och Uppsala tillsammans med Statens väg- och trafikforskningsinstitut, VTI, och forskningsinstitutet Rise. Statlig finansiär är Energimyndigheten.

Deltagarna från industrin: Volvo Cars, Volvo Lastvagnar, Scania, Zeekr, Polestar, Powercell Group, IVL, Lindholmen Science Park, Alstom, Borg Warner, Eon, Epiroc, Titan X, ABB, Alvier, Högskolan Väst, Saab, Swedavia, Vattenfall och X-Shore.

Forskningsprojekten drivs i femåriga etapper. Just nu är man inne i Etapp fem som pågår till början av 2027.

Projekten samlas under teman:

Intelligenta fordon och system

Utvecklar metoder och algoritmer som kan användas för drift av såväl enstaka elfordon som hela transportsystem. Det kan vara beräkning av vilka kraven för laddning är, styrning och reglering av elfordon och modellering av transportflöden.

Elektriska drivsystem och laddning

Utvecklar kostnads- och energieffektiva eldrifter. Automatiska laddningssystem samt system för kontinuerlig laddning.

Energilagring

Forskning kring batterilivslängd, nya batterityper för fordon och bränsleceller

Miljö och samhälle

Policy och olika aktörsroller, utvärdering av miljöpåverkan och cirkulär ekonomi samt bedömningar utifrån ett livscykelperspektiv.

Samverkan mellan elfordon och elnät

Undersöker hur kraftnätet påverkas av elektrifieringen av fordonsflottan. Hur mycket kraft behövs och vilka krav har transporterna på nätet och tvärtom.

Källor: www.emobilitycentre.se www.energimyndigheten.se

Samverkan mellan elfordon och elnätet är ett av SEC:s fem forskningsteman. Här laddas en tung elektrisk lastbil.

VOLVO LASTVAGNAR

Redan vid motorvägsavfarten står en stor skylt som berättar om Seel:s testanläggning. Den lokala OKQ8-macken skyltar med laddpriset under bensinoch dieselpriset. Denna dag är det 5,36 kr/kWh och det går att ladda i upp till 150 kW.

Att en av Seel:s tre anläggningar hamnat i Nykvarn beror inte bara på närheten till Södertälje och Scania. Inom en timmes bilresa finns 240 företag som antingen tillverkar fordon eller är underleverantörer. På andra sidan Mälaren hittar man ABB, Alstom och Northvolt, västerut finns Volvos division för tunga entreprenadmaskiner och österut trucktillverkaren Toyota Material Handling.

Längre västerut, i Göteborg, med bland annat Volvobolagen och Zeekr i närheten, finns den största av Seel:s testanläggningar. Den tredje hittar vi i Borås på det område som en gång i tiden var SP men som idag är en del av Rise.

– Seel är den största satsningen som Rise någonsin gjort, säger Henrik Svenningstorp när vi träffas i Nykvarn.

Han har varit med på hela resan från ett vitt papper och är idag chef för verksamheten.

SEEL ÄR ETT AV SJUTTON batteriprojekt som fick klartecken sommaren 2017 inom ramen för det som EU döpt till IPCEI, Viktiga projekt av gemensamt europeiskt intresse. Därmed kunde regeringen stoppa in pengar utan att riskera att det skulle betraktas som otillbörligt statsstöd.

– Man gör en engångsinsats med statliga medel för att säkra

SÅ TESTAS DET

I Säve går det att testa lite av varje, inklusive hela personbilar och flygplansvingar. Det finns ett testrum för ljud och vibration där bakgrundsbruset ligger på 16 dB med ventilationen påslagen.

– Du har mycket högre ljudnivå i ditt sovrum.

För att testa elektriska axlar finns två stycken elmotorriggar på 525 kW vardera och med 1 000 Nm. I Nykvarn finns utrustning för att göra axelprovning på tunga fordon med elmotorer upp till 1 100 kW och 30 000 Nm. Rent praktiskt består provbänkarna av en elektrisk motor som simulerar vägen genom att

Det har gått ett halvår sedan Seel invigde de tre testanläggningar som ska hjälpa fordonsindustrin med elektrifieringen. Vi tog elbilen till Nykvarn och träffade Seel:s vd Henrik Svenningstorp.

Tre svenska testlabb för

att något som annars inte blivit av, blir av.

Formellt ligger Seel under forskningsinstitutet Rise som äger 50,1 procent medan resterande ägs av Chalmers. Men det är staten, via Energimyndigheten, som står för grundplåten på 575 miljoner kronor. Pengarna har använts till att köpa testinstrument och annan utrustning. De tre byggnaderna har bekostats av två olika fastighetsbolag plus Rise och hyrs på långa kontrakt av Seel.

För att säkra driften har ett antal större svenska företag

bromsa axeln i uppförsbackar och ge den fart i nedförsbackar.

Testbänken har kylning för både motor och inverter som går att ställa in så att den motsvarar det som är tänkt att finnas i det färdiga fordonet.

Det går också att placera en huv över testobjektet och köra på värme om man vill göra den typen av tester.

Elmotorerna testas enligt standardiserade körcykler som ska motsvara verkliga förhållanden med både uppförsbackar och utförslöpor. Mest känd är nog WLTP (Worldwide Harmonised Light Vehicles Test Procedure) som biltillverkarna använder för att få fram den genomsnittliga energiförbrukningen.

– Säg att du räknat ut att 97 procent av strömmen du matar in kommer ut på axeln. Då kan du komma

inklusive Volvobolagen, Volvo Cars, Scania och Zeekr (före detta Cevt) skrivit på avtal om att nyttja faciliteterna under ett antal år framöver.

– Det ger en finansiell stabilitet.

Samtidigt har Seel ambitionen att vara en resurs för hela Europa.

– Vi har haft utländska kunder men inga med avtal. Det är kunder som hittat oss och haft behovet.

En gång per år arrangeras en konferens för alla sjutton projekten inom IPCE:s batterisatsning. Även om fokuset primärt är på batterier och batteriteknik så ger det en bra möjlighet att mark-

hit och kontrollmäta det. Du kanske har räknat ut att du behöver en viss kylning – då kan du kontrollera det.

Kunderna kan ta med sig både elmotor, inverter och mjukvara men det finns också en generisk inverter med tillhörande generisk mjukvara för den som bara vill testa motorn.

Många fordonstillverkare utvecklar dessutom egna elmotorer.

– Var har man sitt egenvärde, var har man marginal? Batterier vinner, de är tyngst och dyrast. Men också elmotorer är viktiga.

Det handlar inte bara om hur effektivt de överför energin i batteriet till asfalten utan också om körupplevelsen. En elektrisk version av ett premiummärke ska kännas på samma sätt som en sexcylindrig bensinmotor. Då gäller det att ha koll

nadsföra provningstjänsterna.

– Dessutom – något vi diskuterar ofta – hur vi blir värdeskapande för de mindre företagen.

Exempelvis hann elmotorcykeln Cake med att testa innan konkursen. Elsnöskotern Vidde fick plats med hela sitt fordon i klimatskåpet för batterier och testade i minus 25 grader.

– På sikt tror vi att vi kommer att komplettera med lite enklare och billigare riggar, för snabb grundverifiering av ett koncept.

Det finns dock en undre gräns som gör att exempelvis elektriska gräsklippare går bort.

på hela kedjan från batteri till motor inklusive invertern som sitter mellan dem.

Ytterligare en faktor är fyrhjulsdrift där Teslamodeller exempelvis har en permanentmagnetmotor för bakre hjulparet och en induktionsmotor för främre hjulparet. Då kan induktionsmotorn”frirulla” när fyrhjulsdriften inte behövs vilket får batteriet att räcka längre.

Både Nykvarn och Göteborg har batteritestning för allt från celler och moduler till kompletta pack.

Finns det fortfarande en efterfrågan på det, är inte batterierna på väg att bli en standardprodukt?

– Vi ställde den frågan för länge sedan men utvecklingen har gått åt precis andra hållet, titta bara på

Europas fordonsindustri

– Principen för statliga medel är att det ska gå till sådant som inte lätt blir byggt, samtidigt som det ska finns ett stort behov som väldigt få har egna medel till.

I SEPTEMBER FÖRRA ÅRET var det äntligen dags för invigning. Verksamheten hade redan smygstartat och har därefter rampats upp. Idag finns det sju personer i Nykvarn och ett 30-tal i Säve. – På sikt ska vi vara 44 personer totalt i Säve och Nykvarn men det beror också på vilken typ av tjänster vi erbjuder och vad kunderna vill ha.

Nova Energy, Northvolt och Volvos bolag där de även tittar på att optimera batterikemin.

Dessutom vill fordonstillverkarna ha inflytande och helst även ägandeskap över både batterier och drivlina för att tjäna pengar på samma sätt som när de utvecklade egna förbränningsmotorer.

Sedan slits batterierna i personbilar och tunga fordon på olika sätt.

– Bilar dör av ålder, inte av slitage.

Batterimodulen i en personbil kanske cyklas 3 000 gånger under sin livstid medan det kan handla om 30 000 gånger i ett tungt fordon när det rullar större delen av dygnet.

Dessutom går det att laborera med miljöparametrar. Testkammarna för batterier i Nykvarn har reglerbar temperatur mellan –30 °C till

Det kan låta konstigt, men det var svårt att på förhand veta hur många personer som behövdes för att hantera provningen, med mycket manuellt arbete att koppla i och ur provobjekten. Det gäller särskilt för batterier. – Hade kunderna kommit in och gjort tredagarsprov, hade vi behövt vara tre till fyra gånger fler än när vi har kunder som kör flera månader.

För den som känner sig hugad söker Seel fortfarande personer till bland annat test av drivlina och batteriprovning. Däremot är både forskningschef och forskar-

tjänsterna tillsatta.

Verksamheten i Borås fungerar lite annorlunda i och med att testerna utförs av personer som är anställda av Rise även om det är Seel som betalat utrustningen.

Rise tillhandahåller också stödfunktioner som hemsida, personalfrågor och inköpsavtal.

– Det är enkelt och smidigt, vi vill slippa sätta upp egna funktioner men på sikt ska vi ha en egen hemsida, säger Henrik Svenningstorp.

Fokus för Nykvarn med sina 4 000 kvadratmeter är tunga fordon medan Säve med 15 000

kvadratmeter är tänkt för alla typer av fordon. Borås har sin nisch inom säkerhetskritisk provning.

– Det som Seel gör, som Scania och Volvo inte gör, är att hantera och styra mätdata. Vår profession är mätteknik, metrologi, analys och karakterisering. Där konkurrerar vi inte med våra kunder.

FÖRUTOM ATT FUNGERA som testhus ska anläggningarna också fungera som en neutral yta där konkurrenter kan träffas samtidigt som de ger mindre företag en möjlighet att samarbeta med de större.

Verksamheten ska visserligen drivas med överskott, men det ska återinvesteras, inte delas ut.

Det saknas inte konkurrens ute i Europa. Henrik Svenningstorp nämner en handfull testhus i Europa inklusive AVL i Graz, FMV i Aachen och Leipzig, stort i Warvick, liksom TÜV Syd i Tyskland som delvis har liknande provning plus en uppsjö mindre anläggningar med fokus på speciella områden.

– Jag vill ändå säga att vi står oss tämligen bra internationellt i Europa. Vi har inte flest prylar inom något område men är det mest kompletta testhuset. Vi är aktiva på i princip alla områden när man ska ta fram ett elektriskt fordon.

En sak som dock saknas är EMC-testning men där finns hundramiljonerssatsningen Awitar hos Rise i Borås. Den invigdes så sent som 2018 och kan ta in en komplett stridsvagn. I Borås finns också möjligheter att göra miljöprov med saltspray, sand och damm.

HENRICSSON

+70 °C för cell och modul samt –40°C till +120 °C för pack. I Göteborg finns två testkammare för kompletta fordon, en för lätta respektive tunga fordon. I testkammaren för tunga fordon finns en påblåsfläkt som simulerar att fordonet kör i 90 km/h.

Det ger möjlighet att testa det kompletta fordonet för att exempelvis undersöka om det lönar sig att förbättra vinteregenskaperna genom att modifiera isoleringen av kupén på ett speciellt sätt.

Kammaren har också använts av elflygtillverkaren Heart Aerospace för att testa vingarna.

För att underlätta arbetet och göra det enklare att skifta in och ut nya testobjekt är verksamheten i markplanet medan infrastrukturen i form av kraft, värme, kyla och allt

annat som behövs för testerna finns på andra våningen. Vilket innebär att kablaget blir kort eftersom det i princip går rakt ned från övre planet.

I Säve går det också att testa laddning av fordon med en effekt upp till 810 kW.

– Det kan vara laddstolpar, fordon eller båda sakerna, med våra mätdon emellan.

Slutligen har Chalmers valt att placera sin provning av bränsleceller i Göteborg.

– Där är det fokus på forskning.

En lite udda fågel inom Seel är anläggningen i Borås för förstörande provning. Där äger Rise den nya byggnaden och de som jobbar med provningen är anställda av forskningsinstitutet medan utrustningen bekostats av Seel.

Bland annat finns skakriggar som tar upp till tre ton, och det finns tre kammare där man kan utsätta batterier för förstörande provning för att säkerställa produkterna innan de kommer ut på marknaden.

– Man kan släppa dem i golvet, sticka nålar i dem, skicka in högre strömmar och laddeffekter för att se vad som händer med dem och skapa trygga produkter.

Testkammarnas väggar är en halv meter tjocka och består av betong, plus att kammarna är kopplade till en avancerad rökgasanläggning med både skrubber och våtelektrostatiskt filter plus vattenreningsverk.

De två skorstenarna är 50 meter höga och tilluften kommer i katakomber under golvet och går att styra för att få ett lämpligt flöde. ■

Dela robotaxi i egen

Kenneth Palmestål tror att delade resor i robotaxi har en mycket bättre chans att lyckas om passagerarna får enskilda kupéer, avskilda från varandra. Han har patentet klart sedan 2018 men söker finansiering.

Utvecklingen av robotaxi – självkörande taxi – följde inte den snabba tidsplan alla hoppades på under tiotalet. Men den stannade aldrig av helt, och varje gång det rör på sig inom området, vädrar Kenneth Palmestål morgonluft.

Han ser nämligen ett problem närma sig. Med viss iver, för han tror sig även sitta på lösningen. Problemet är att det finns en klar risk att självkörande fordon leder till mer trafik, inte mindre. Det kan bli billigare att ta taxi än att använda sin egen bil när ingen taxichaufför behöver lön.

– Det är bara en trevlig upplevelse om man känner varandra.

Skulle dessutom föraren försvinna skulle passagerarna känna sig ännu mer socialt obekväma. Det stöds bland annat av intervjuer i licentiatavhandlingen ”Diagnosing Sharing Anxiety” från Chalmers, 2021. Kvinnor skulle löpa en reell risk att bli antastade – det händer till och med i delningstaxi med förare. Och de flesta föräldrar i en enkät skulle överhuvudtaget inte låta sina barn resa ensamma med främlingar i en robotaxi.

antasta den kvinnliga passageraren.

– Och då satt det alltså ändå en förare i bilen.

En prototyp på en hytt i hans design kallad Cabibus (CabiBUS, cabin bus) finns sedan ett par år. En snygg design av en komplett Cabibus finns på ritning, framtagen tillsammans med en italiensk byrå. Det är en 6,5 meter lång minibuss med sex hytter, plus ett extrautrymme bak för rullstol eller barnvagn.

Lång, men mindre än en limousine.

– Den kommer in på alla gator och parkeringar.

själva fordonet.

Drömmen är att någon ska vilja tillverka Cabibus i Sverige. – Vi kommer att få se en överkapacitet i bilfabrikerna, men de kanske kan tillverka Cabibus istället?

Delad robotaxi är något som projekteras runtom i världen nu. Norska kommunala bussbolaget Ruter har experimenterat med självkörande fordon sedan 2019 och sjösätter just nu en testflotta på 15–20 självkörande fordon i Groruddalen nordost om Oslo centrum. Tillsvidare finns en tekniker beredd på förarplatsen.

Det vore en missräkning för klimatet och för framkomligheten i städerna. Räddningen skulle kunna vara samåkning. Men då är nästa problem att folk inte gillar att samåka.

Och där är vi framme vid Kenneth Palmeståls patenterade lösning: separata kupéer. Han tror att det kommer blir lättare att få folk att dela robotaxi om de kan sitta i varsin liten hytt snarare än tillsammans.

Delad taxi med manuell förare har redan testats. Och folk vill inte ha det, enligt Kenneth Palmestål.

Kenneth Palmestål tror att hans privata kupéer skulle minska både delningsångest och risk. Det låter rimligt, och han hoppas att få stöd också för den teorin i en forskningsstudie som förbereds.

Kenneth Palmestål berättar om sin egen erfarenhet. Han besökte London och försökte utan framgång få Uberchauffören att arrangera en delad resa eftersom det faktiskt fanns bland erbjudandena – Uber Pool. Men chaufförerna vägrade. En chaufför berättade om en incident där en manlig passagerare som plockats upp börjat att fysiskt

KUPÉERNA har egen ventilation, och pekskärm med gatubild och videotelefon till support. Pandemin kan förstås också utnyttjas i marknadsföringen – kupéerna begränsar smittspridning och kan saneras med UV-ljus mellan varje körning.

Fordonet kan omkonfigureras till transportbil för paketdistribution vilket ger bättre totalekonomi. Hans patent gäller konceptet i sig. Självkörningstekniken skulle levereras av någon annan.

– Alla delar i konceptet kommer från underleverantörer. Det enda vi skall göra inhouse är

MÅLET MED ULTIMO , som projektet heter, är teknik som får folk att ställa den egna bilen hemma, kanske genom delningstaxi dörrtill-dörr eller dörr-till-hållplats, eller kanske bara genom att ersätta vanliga bussar under lågtrafik. Fordonet är tillsvidare en Toyota minibuss med israelisk teknik för självkörning.

Det är den här typen av projekt som Kenneth Palmestål nu uppvaktar för framtiden. Med bland annat Waymos och Apollo Gos framsteg just nu börjar det återigen lukta som om tekniken faktiskt kan vara på väg att mogna.

– Det har tagit längre tid än de

Faran med robotaxi är ökad trafik – därför behövs taxidelning.

kupé

flesta räknade med. Volvo och andra misslyckades. De insåg att det var mycket svårare än de kunde föreställa sig. Men nu satsas det på robotaxi igen.

– Tekniken finns färdig. Waymo är ledande, utan tvekan. De kör taxi i högre hastigheter i ett par tre städer.

Så Kenneth Palmestål lägger i en högre växel för marknadsföring mot användare och tillverkare.

– Kärnfrågan, det som ju måste få avgöra designen av delad robotaxi, är vilken typ av design som kommer att få flest att vilja byta till hållbar mobilitet – öppen interiör eller privat hytt?

Hans design fick en innovation award på mässan Autonomy

Moblity World Expo i Paris så sent som i slutet av mars.

Han hamnade på analysföretaget Startus Insights 5-i-topplista år 2022 över investeringsobjekt inom autonoma fordon, i konkurrens med 315 bolag. Men halkade ut ur topplistan året därpå.

SÅ HÖGST PÅ ÖNSKELISTAN är just nu helt enkelt finansiering och marknadsföring – den reklamen bjuder härmed Elektroniktidningen på.

– Paradoxen är att man redan behöver ha ett team på plats för att få finansiering. Samtidigt behöver man finansiering för att få ihop ett team.

Robotaxi är förstås en potenti-

ell jättemarknad. Enbart nämnda Norska Ruter skulle i en kalkyl kunna ha 20 000 fordon i sin flotta runt Oslo år 2030.

Den ursprungliga idén kom till honom redan på 70-talet när han jobbade som datorsäljare på Wang. På den tiden var spårtaxi en idé på allas läppar.

– I luften, eldrivna. Jag tyckte det var opraktiskt. En sådan lösning kan ju inte täcka alla gator. Han skissade istället en idé om ”datataxi” på ett A4-papper, en sorts färdtjänst med en central poäng att dörr-till-dörrkörningar med samåkning skulle kunna schemaläggas effektivt av datorer.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

En typisk robotaxidesign sätter alla passagerare i samma rum. Det ser trevligt ut i reklamen, men folk skulle inte gilla det, enligt forskning.

Kenneth Palmestål

Kenneth Palmestål, född 1945, titulerar sig som uppfinnare. Han är mannen bakom två produkter som du kanske hört talas om. Soundracer är en FMsändare som får en standardbil att låta som V8, eller vilken motor du vill. En vidareutveckling är populär i elbilar även som säkerhetsteknik för att varna fotgängare.

IQ Therm är en energibesparande digital termostat för enskilda rum, skapad redan 1977, decennier innan Google Nest. Han finansierade utvecklingen på egen hand. Därefter vann den 1996 en teknikupphandling på Nutek – som tidigare vägrat finansiera honom. Den sitter idag fortfarande i uppskattningsvis 50 000 svenska rum.

Status på självkörning

För ett decennium sedan trodde alla att självkörning stod för dörren.

Volvo och många fler gav upp sina försök. Men en av aktörerna som vägrade sluta sänka pengar i projektet var Googles dotterbolag Waymo. Det har gått sakta framåt, men Waymo expanderar i år sin kommersiella robotaxitjänst från två till fyra amerikanska städer – Phoenix och San Francisco får sällskap av Los Angeles och Austin.

En annan aktör är Amazons dotterbolag Zoox som testar på allmän väg i Las Vegas sedan i somras. Tyska Volkswagen hoppas år 2026 bli först med att volymtillverka en kommersiell självkörande bil, ID Buzz AD.

I Kina kör Baidus dotterbolag Apollo Go robotaxi i Wuhan, Chongqing, Peking och Shenzhen. Cirka 300 stycken autonoma taxibilar i Wuhan tar runt hälften av Apollo Gos körningar medan de andra går manuellt. Antalet resor ökade med 50 procent sista kvartalet i fjol jämfört med året innan och i mars blev Apollo Go först i Kina att ta autonoma körningar dygnet runt.

Robotaxi möter även motgångar. General Motors dotterbolag Cruise har varit på löpsedlarna ända sedan det började testköra sommaren 2022 i San Francisco. Testen har kantats av trafikstörningar och olyckor. I oktober fick Cruise till sist körförbud. Personer i ledningen avgick och produktionen av den dedikerade robotaxin Origin lades på is utan att någonsin ha fått körtillstånd.

Kenneth Palmestål hoppas Cabibus kan byggas i Sverige.

Han skapade rumstermostaten IQ Therm – 15 år innan Nest.

Virta styr en virtuell gigawatt

Genom finska Virtas virtuella kraftverk av laddboxar flödar redan en gigawatt. Hur blir det i framtiden?

Vi pratar med Virtas Skandinavienchef Martin Lundgren om dubbelriktad laddning.

Kommer elbilsladdning att bli gratis? Tanken kastades fram av en åskådare på en elnätskonferens nyligen i Danmark –bilar kanske kan kvitta laddning mot att låta sig användas som batterilager?

Tekniken som kan göra det möjligt är dubbelriktad laddning – bilar och laddboxar som kan låta strömmen flyta åt båda håll. V2G (vehicle-to-grid) kan få en viktig roll i framtidens elnät. De är distribuerade batterilager parkerade i hem, på arbetsplatser eller vid laddstationer.

Potentialen är svår att skatta,

Virta

Finska Virtas laddhanteringsplattform används i 35 länder av mer än tusen företag och organisationer inom detaljhandel, hotell, fastigheter, parkering, bränslehandel, fordon och energi.

Virta sammanställer de anslutna resurserna till virtuella kraftverk som driver följande tjänster: Demand-response, Peak shaving, Congestion Management, ALM och DLM, Planning and priority samt V2G.

men en fullt elektrifierad svensk bilflotta skulle teoretiskt kunna hålla Sverige varm under en kall vinterdag.

En framåt aktör på området är finska laddoperatören Virta. De är en spindel i elnätet med programvara som styr laddstationer i över 35 länder. Nästan alla kunder levererar en eller annan elnätstjänst. Elektroniktidningen kontaktade Skandinavienchefen Martin Lundgren för att ta reda på hur långt V2G-utvecklingen kommit och när tekniken blir stor på allvar.

Virta har inga egna ladd-

stationer utan kör mjukvara som kopplar upp, styr och tar betalt för sina kunders räkning. Kunderna är allt från energibolag till fastighetsbolag.

– Vi är aggregatorerna – plattformsaktören som sköter allt som sker bakom kulisserna, oavsett om det är att flytta elektroner eller datatrafik i API:er, flytta pengar, skapa kvitton eller att vara frontend mot användarna, säger Martin Lundgren. Det finns tusen öppna frågor. När kommer V2Gbilar och laddare med rimliga priser? Hur

digitaliserar vi dem? Slits batterierna? Hur ser systemlösningen ut? Hur integrerar vi dem med infrastrukturen? Hur gör vi det smart? Hur ser affärsmodellerna ut? Hur skriver vi lagarna? Hur mycket V2G behöver omställningen? Hur gör vi det lättanvänt?

Tyvärr blir Martin Lundgren oss svaren skyldiga. Det är för många bollar i luften.

– Ingen vet. Det sker en ständig utveckling.

– Du ber mig titta i en spåkula. Det sker ständiga förändringar för alla som jobbar inom laddinfrastrukturen. Säg att det kom-

FAKTA

Under vilken affärsmodell ska bilar låna

Virta stryper sin laddning (gul linje) när elnätets frekvens (grå) dippar för djupt.

mer nya laddare, nya fordon eller nya lagar eller tjänster – då kan kartan ritas om på ett ögonblick.

Vid varje given tidpunkt passerar en medelstor kärnreaktor genom Virtas system.

– Vi aggregerar, tar emot signaler om vad som händer, och kan vrida ner effekten om det behövs.

Hur många kärnreaktorers effekt reglerar ni om tio år? – Det vågar jag inte spekulera om. Men idag växer vi snabbare än marknaden.

Regler begränsade under en tid Virtas möjligheter att agera i Sverige, men nu har reglerna lättat.

– Vi är redo för utrullning av de flesta av våra tjänster inom en snar framtid.

Nästan alla Virtas kunder använder åtminstone en av de management-tjänster som Virta erbjuder. En konkret tjänst kan vara att sjösätta scenariot att laddning är fri under natten, men strypt klockan 7–9 och 4–8. Andra använder planerad laddning.

De flesta insatser som Virtas VPP:er gör är under kort tid, för att hantera spikar och dippar i efterfrågan. Nyligen gick en kärnreaktor ner i Finland och Virtas virtuella kraftverk ryckte in och balanserade det som gick förlorat i realtid.

Hur påverkades bilarna som blev av med sin laddning? – Det är som att gå in i en annan fas av laddning, bara.

Den mest fundamentala V2G-frågan är lyckligtvis löst: tekniken. Det finns till och med en standard, ISO15118-20, som verkar få uppslutning.

– Teknik och intresse finns. Den stora utmaningen är att ta fram en fungerande affärs-

modell. Vi kan inte vänta på lagstiftningen utan måste börja testa saker i praktiken.

Martin Lundgren hävdar att det krävs pragmatism och nya attityder för att komma snabbare framåt. Han berättar om en kommun som snabbt byggt ut sin laddinfrastruktur med ”okonventiella” metoder, med kommentaren ”det må hända att vi testar gränserna. Men då får någon stämma oss om de vill så får vi se utfallet”.

Det andra stora hindret är att V2G-stödet fortfarande är glest. Dubbelriktade laddboxar är fortfarande dyra och få bilar stöder V2G. Martin Lundgren erkänner att det finns en hönaneller-äggetproblematik.

– Tekniken måste ner i pris och det sker bara om vi får upp volymerna, genom att få upp antalet användare. Men för att effekten i elnätet ska bli stor nog att bli intressant att använda måste vi aggregera en tillräckligt stor mängd användare.

Han vågar sig på en prognos om den nära framtiden.

– Jag tror det kan ligga 18–24 månader framför oss av praktiska tester på marknaden där vi ser affärsmodeller live i allt större och mer frekvent skala för V2G, demand-response och liknande. Vi själva är redo för svensk utrullning av demand-response och frekvensmarknadsreglering under 2024.

– Därefter tror jag vi kommer att få se en marknadsreglering med skall-krav på att vi måste jobba med smarta elsystem för att få bygga ut både publik och privat infrastruktur.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Branschkollegorna om vad som krävs

Här är några röster om vad som just nu borde toppa V2Gdagordningen i Sverige. De kommer från en branschdag i februari arrangerad av Power Circle och Energimyndigheten.

Martin Lundgren delade scenen i en V2G-panel med representanter för laddtillverkare, energibolag och drivmedelsbolag.

Axel Philipson på Zaptec såg ljuset i slutet av tunneln.

– Vi har pratat om V2G länge men jag tror verkligen att det är nära nu.

Här och där i Sverige finns redan idag små virtuella kraftverk byggda av vehicle-to-grid-kopplade elbilar som kan pumpa el tillbaka i nätet. Bland annat driver Göteborgs energi projekt med Volvo och Polestar. De undersöker såväl teknik som tillämpningar och affärsmodeller.

– Bilbatterierna är en jätteviktig resurs i framtiden. Vi ser att de kommer att kunna användas för att ta bort lokala flaskhalsar, kapa effekttoppar och balansera spänningsvariationer från solceller, konstaterade Johanna Baltgren på Göteborgs energi.

Panelen var enig om att det var dags att sätta ner foten och börja agera samordnat – enas om lösningar, testa dem och rulla ut dem.

– Elektrifiering är inte bara ett teknikskifte, utan ett systemskifte. Många aktörer måsta samlas kring skiftet och gå i takt, sade Jessica Alenius på Drivkraft Sverige, en organisation för bränsle- och drivmedelsbranschen.

Hon föreslog att Energimyndigheten skulle blir en samordnande myndighet för laddinfrastrukturen istället för de olika myndigheter som hanterar varsin del idag. Hon ville se elbolagen förenkla, digitalisera och standardisera sina ansökningsprocesser. Och kommunerna behöver samordna sina procedurer.

– Vi behöver inte 290 mallar för hur det här ska gå till, utan en.

En broms som Jessica Alenius såg för V2G-utvecklingen är att den breda massan ännu inte börjat köpa elbilar.

– Det krävs en andrahandsmarknad för att få upp volymerna.

En av de öppna detaljerna är om likströms- eller växelströmsladdning är rätt väg. Axel Philipson på Zaptec förespråkade det senare.

– Det är att utnyttja den installerade basen på bästa sätt. De två senaste åren har det satts ut nära 250 000 AC-laddare i Sverige och personbilstillverkarna tror på AC-laddning.

Utrullningen av hemmabatterier gick på en mina när skatteverket bestämde att lagen bara tillät subventioner av batterier som används huvudsakligen för att lagra egenproducerad energi –alltså inte för att delta i kommersen på elnätet. Axel Philipson vänder på den steken.

– Skulle bilen kunna vara batterilagret vi får bidrag för istället för batterilager?

Se hela panelen här:

ut sina batterier till virtuella kraftverk?

Virta har testat V2G i Storbritannien, Finland och Frankrike.

Det är dags att enas om lösningar, testa – och börja rulla ut. Det sade en enig V2G-panel på Power Circles konferens om framtidens energisystem. Fr.v: Martin Lundgren, Virta. Axel Philipson, Zaptec Sverige. Jessica Alenius, Drivkraft Sverige och Johanna Baltgren, Göteborg Energi.

Bygga chips med Spade

Spade är ett nytt Rustinspirerat hårdvaruspråk från Linköping.

Frustrationen över Verilog och VHDL fortsätter att utmynna i nya hårdvarubeskrivande språk (Hardware Description Languages eller HDL:er).

Gemensamt för dem är att de ofta lovar snabbare och mer buggfria konstruktioner. Utöver detta skiljer sig ofta språken avsevärt i både syfte och utformning.

ETT AV DESSA språk heter Spade och föddes på Linköpings universitet i september 2020. Spade säger sig vara inspirerat av moderna mjukvaruspråk, och specifikt Rust.

Minimala chipfabriker

Minimala chipfabriker för kontorsmiljöer tillsammans med öppna processdata öppnar upp möjligheter att göra små volymer av chips på kort tid.

Det är dyrt att göra chips. Det är ännu dyrare att göra chipfabriker, och kostnaderna fortsätter att skena.

Intels nya fabrik i Magdeburg beräknas kosta närmare 19 miljarder dollar. Det är visserligen den allra senaste tekniken, men med sådana kostnader blir det också ganska glest mellan fabrikerna.

Att sedan producera chips i den här typen av fabriker innebär också enorma startkostnader, vilket kräver stora volymer för att ge lönsamhet. Idag finns bara några dussin företag som har råd med detta.

I ljuset av detta är det kanske inte så konstigt att många funderar på hur man skulle kunna hjälpa de som inte har möjlighet att nyttja de konventionella tillverkningsmetoderna. En japansk intresseorganisation vid namn Minimal försöker åstadkomma detta genom att få upp intresset för minimala fabriker.

En minimal fabrik i det här sammanhanget betyder en

komplett uppsättning chipproduktionsmaskiner för sammanlagt under en miljon dollar. Varje maskin har ungefär storleken av en parkeringsautomat – 30×45×144 cm.

UTÖVER ATT MASKINERNA är betydligt mindre kräver de dessutom inget renrum eftersom varje wafer kommer inkapslad i en skyddande miljö som hindrar både smuts och UV-strålning från att komma in.

Wafern är inte den vanliga LPstora skivan som man brukar se på promotionbilder, utan håller den mer modesta storleken 1,27 cm (1 tum) i samklang med hela systemets ledord ”minimalitet”.

Den största tids- och kostnadsbesparingen under produktionen kommer från att inga masker används, utan att maskinerna bestrålar kiselplattan direkt.

Nackdelen med direktbestrålning är att det inte går att rita transistorer som är mindre än 5–6 µm, vilket typiskt var en storlek som användes i mitten av 1970-talet.

Det poängteras dock att detta inte direkt ska jämföras med sjuttiotalsteknik. Exempelvis använder denna process SOI (Silicon on Insulator) vilket

ger många fördelar vad gäller densitet och prestanda gentemot klassisk CMOS. Processen klarar också spänningar upp till 7 volt vilket innebär betydligt mer tålighet än moderna processer.

För att ytterligare sänka tröskeln för användare bestämde sig dessutom Minimal i slutet av förra året att släppa sin PDK (Process Design Kit) som öppen källkod. Detta skedde i samarbete med AIST (Advanced Industrial Science and Technology), som har ungefär samma roll som Fraunhofer i Tyskland eller RISE i Sverige. Kitet innehåller bland annat transistormodeller, designregler, materialdata och dokumentation.

DETTA GÖR DET MÖJLIGT för vem som helst att experimentera med tekniken och testa vad den är kapabel till, utan att behöva göra någon investering.

Det möjliggör också ett ekosystem runt tekniken med både färdiga konstruktioner och utbildningsmaterial.

För den som vill prova själv finns en utmärkt guide från den österrikiske studenten Leo Moser över hur man skapar en NAND-grind med hjälp av öppna verktyg. ■

Utveckla för FPGA direkt från webbläsaren

Under rubriken ”övriga styrkor” lyfter utvecklarna fram inbyggt språkstöd för pipelines, en hjälpsam kompilator med bra felmeddelanden, tydlig uppdelning mellan kombinatorik och register, abstraktioner för vanliga hårdvarukonstruktioner – samt en söt maskot. Den som vill veta mer om Spade har chansen att lyssna när huvudutvecklaren Frans Skarman pratar om Spade på konferensen Latch-Up som hålls på

MIT i Boston/Cambridge 19–21 april. ■

Nu kan FPGA-utveckling flytta ut på webben med hjälp av öppna verktyg.

Den som arbetat med FPGAverktyg har under åren fått stå ut med allt större och tyngre programvaror. Senaste verktygspaketet från AMD landar på 60–100 GB. Att starta upp det tar minst en minut, bara för att utföra den enklaste uppgift.

Jämför detta med att kompilera ett mindre C-program. Det kan vara en lika beräkningstung uppgift men går på bråkdelen av en sekund och med verktyg som är en hundradel så stora som FPGA-jättarnas.

Öppna verktygsalternativ som Yosys och NextPNR har dock visat att det går alldeles utmärkt att klara sig på några hundra MB och några sekunder, även för att

sätta ihop en FPGA-konstruktion. Åtminstone för de mindre FPGA:erna.

Men varför stanna där? Tillgången till källkod bringar nya möjligheter. Redan för tio år sedan gick det att kompilera verktygen så att de kunde köras på en Raspberry Pi för en portabel FPGA-utvecklingsmiljö. Nu har FPGA-utvecklingen tagit ytterligare ett steg in i framtiden. Projektet YoWASP (Yosys WebAssembly Synthesis & PnR) kompilerar en öppen verktygskedja för FPGA-utveckling till WebAssembly. Det gör det möjligt att köra programmen direkt i en vanlig webbläsare.

Den sista pusselbiten som

kommit på plats är stöd för att också ladda upp den färdiga FPGA-laddmodulen till en ansluten FPGA från webbläsaren. Det sker med hjälp av webbstandarden WebUSB.

Det hela resulterar alltså i en utvecklingsmiljö för FPGA som varken behöver installeras på en dator eller behöver tillgång till några molntjänster för att fungera.

YOWASP finns idag tillgängligt för ett flertal av Lattice FPGAfamiljer såsom iCE40, ECP5, MachXO2 och CrossLink-NX samt Gowins LittleBee-familj. Vad gäller prestanda är Yosys ungefär hälften så snabbt som den konventionellt kompilerade versionen. NextPNR rapporteras vara ungefär lika snabb som vanligt. ■

Redaktör: Olof Kindgren

är FPGA- och embeddedutvecklare på Qamcom.

När denna tidning publiceras har han just varit med och arrangerat open silicon-konferensen Latch-Up på MIT i Cambridge.

Chipalooza – må bästa analoga block vinna!

De tjugo vinnande analoga IP-blocken i Efabless tävling får inte bara en prissumma utan kommer även att få se sina verk realiserade i kisel.

Efabless – som har gjort sig ett namn med den öppna ASICverktygskedjan OpenLANE och billig chiptillverkning för

Skywaters 130 nm-process – har nu startat ett nytt initiativ kallat Chipalooza för att skapa ett öppet bibliotek av analoga IP-block. Chipdesign, såsom den mesta annan typ av konstruktion, skapas normalt sett av ett antal byggstenar som sätts ihop. För digitala designer används små enkla byggblock som kallas standardceller.

Fokus ligger på att kombinera miljontals sådana – eller nuförtiden till och med miljarder – på företrädesvis automatisk väg med hjälp av mjukvaruverktyg som syntesverktyg och P&Rverktyg (Place and Route).

För varje tillverkningsprocess

tas normalt fram några hundra standardceller. Högst förenklat kan man säga att samma design sedan kan realiseras i olika tillverkningsprocesser bara genom att byta ut uppsättningen av standardceller.

FÖR ANALOGDESIGN ser utvecklingen annorlunda ut. Varje byggblock är betydligt mer avancerat och specifikt för tillverkningsprocessen. Den stora arbetsinsatsen att skapa analog IP gör att många av dem bara finns för de mest populära tillverkningsprocesserna. För Skywaters öppna 130 nmprocess, även kallad sky130, som släpptes 2020, har standardceller funnits på plats hela tiden. Men det har varit glest mellan de analoga byggblocken.

Efabless, som har byggt en affärsmodell kring enkel tillverkning på sky130, är tydliga med att de vare sig har tid eller kraft att lösa detta själva, så de försöker sig på den klassiska

lösningen att anordna en tävling för att få fart på det analoga ekosystemet.

Tävlingen går ut på att Efabless specificerar ett 20-tal generellt användbara IP-block såsom AD/ DA-omvandlare, förstärkare, spänningsreferenser, oscillatorer och spänningsomvandlare. Tävlingsdeltagarna skickar in förslag på en design för ett eller flera av dessa IP-block. En jury väljer ut det bästa förslaget för varje komponent, som därefter vidareutvecklas och fabriceras.

Alla IP-block är tvungna att uppfylla ett antal förbestämda funktionella krav och kommer i slutändan att tillhandahållas som öppen källkod för allmänheten.

De vinnande bidragen belönas med en prissumma och får sina konstruktioner producerade i ett riktigt chip.

I skrivande stund har de mest lovande bidragen i varje kategori valts ut. Arbetet med verifiering och granskning pågår. Målet är en tapeout den 24 april. ■

Fasväxlande minnen underlättar

OTA-uppdateringar

En OTA-uppdatering – särskilt FOTA (Firmware Over The Air) – innebär generellt att ändra (uppdatera) ett program i en applikation eller dess konfiguration medan den körs på distans (over the air), via trådlös kommunikation. OTAuppdatering görs normalt på mobiltelefoner, set-top-boxar, säkerhetsenheter, med mera. Men nu kommer tekniken även till den annars mycket konservativa fordonsbranschen.

Kärnan i en OTA-uppdatering är att:

1. Det går att ändra enhetens fulla funktionalitet

2. Mottagaren inte har möjlighet att neka uppdateringen

Att använda OTA-uppdateringar är en billig, tillförlitlig och säker metod för att ändra firmware. Ett alternativ är att den som äger bilen får boka tid på ett servicecenter där uppdateringen kan göras som en del av andra serviceuppgifter. OTA-uppdateringar sparar tid och pengar för leverantörer och kunder.

En typisk arkitektur för OTA-uppdateringar för bilar inkluderar biltillverkarens moln från vilket programvaran distribueras. Dataöverföringen är krypterad och går över ett mobilnät eller wifi. Den tas emot av det som kallas TCU, Telematics Control Unit, i bilen. Sedan går den vidare till OTA-uppdateringshanteraren (vanligtvis Gateway-enheten) varifrån den distribueras via någon intern buss i bilen till en specifik styrenhet (ECU) som ska uppdateras. Hela processen hanteras från OTA-uppdateringshanteraren i bilen, där det också finns tillräckligt med minne för att lagra programvaran.

För tillfället hoppar vi över den trådlösa kommunikationen och fokuserar bara på programändringen i styrenheten.

Den viktigaste egenskapen hos OTA-uppdateringen är att allt görs med full funktionalitet. För att garantera att programvaran kommer att bytas ut fullständigt, måste det finnas tillräcklig med minne för den nya programvaran medan den befintliga programvaran fortfarande körs.

Detta villkor leder vanligtvis till att minnet (oftast flash) måste vara dubbelt så stort som en version av programvaran upptar. Vi kommer dock att visa att det också finns en typ

Av David Trojek, ST Microelectronics

David Trojek har en examen från universitetet i tjeckiska Brno.

Han började på ST Microelectronics år 2003 som applikationsingenjör med inriktning på styrkretsar till fordon, särskilt funktionssäkerhet.

av minne som tillåter tillfällig fördubbling av kapaciteten under en begränsad tidsperiod.

Hela processen med att byta firmware måste vara garanterad och säker. Att lagra den nya versionen i RAM-minnet, och sedan radera den befintliga versionen för att därefter programmera den nya skulle vara en riskabel operation som kan leda till en krasch i händelse av fel som ett strömavbrott. Ett sådant förfarande är oacceptabelt, särskilt inom fordonsindustrin.

Efter programmering och kontroll av den nya programvaran sker bytet, vanligtvis under en återställning av enheten. Detta avslutar operationen och minnet där den ursprungliga versionen av firmware lagrades kan frigöras.

OTA-X1

Det finns olika metoder för att göra OTA. Den som kallas OTA-X1 kräver dubbelt så mycket minne för uppdateringen för att både rymma befintlig firmware och för att lagra ny firmware. Fast dubbelt räcker vanligtvis inte, det behövs också hårdvarustöd för minnes-

Genomskärning av PCM-cellen för inbyggnadstillämpningar i FD-SOI-teknik. Värmeelementet kan snabbt skifta lagringscellerna mellan kristallint och amorft tillstånd.

banksväxling. Ur programvaruutvecklingssynpunkt är det fördelaktigt att programmet alltid lagras på samma adress i minnet. Minnesutrymmet är uppdelat i två banker som var och en börjar på olika fysisk adress. I den ena banken lagras ursprunglig firmware medan ny firmware successivt laddas in i den andra. För att undvika att behöva hantera olika adressering i det fasta programmet, beroende på vilken minnesbank det skall köras från, är det en fördel om mikrokontrollern har hårdvarustöd för bankväxling. Den bank från vilket firmware för närvarande körs kommer alltid att ha samma adress. När bankerna ska bytas uppdateras adressen för den nya versionen av firmware till adressutrymmet för ursprunglig firmware. Och ursprunglig firmware får det adressutrymme där ny firmware ursprungligen lagrades. Växlingsprocessen sker en gång och så snabbt att det inte kan finns en tidsperiod där varken den ursprungliga eller den nya versionen av firmware är tillgänglig och enheten kraschar.

SPC58-seriens mikrokontroller för fordonsindustrin har ett sådant hårdvarustöd för OTA-X1.

Principen för PCM-minnen upptäcktes redan på 1960-talet. Det var dock först nyligen (2018) som ST Microelectronics utvecklade och patenterade en CMOS-process på FDSOI och 28 nm vilket gjorde det möjligt att integrera denna typ av ickeflyktigt minne tillsammans med en styrkrets.

En typisk representant för ickeflyktiga minnen är flash där det logiska värdet för varje bit bestäms av den lagrade elektriska laddningen i minnescellen. PCM-minnen arbetar däremot enligt en helt annan princip.

PCM-minnen utnyttjar egenskaperna hos legeringen Ge2Sb2Te5 (GST), som gör att en extern temperatur kan ändra det fysiska tillståndet mellan amorft och kristallint. I varje tillstånd har materialet sedan olika elektrisk resistans, vilket representerar en logisk nivå

OTA uppgradering sett ur styrkretsens perspektiv.

för lagring av information. I det amorfa tillståndet har legeringen en hög elektrisk resistivitet och representerar därmed en logisk nolla och i det kristallina tillståndet är resistiviteten låg och representerar en logisk etta.

För att uppnå den temperatur som krävs för att ändra tillståndet hos en bit används ett lokalt värmeelement som drivs av elektriska pulser med varierande längd, i storleksordningen nanosekunder.

Till skillnad från flashteknik, där det bara är möjligt att skriva en logisk etta till hela blocket samtidigt (minnesradering), tillåter PCM-teknik att varje bit programmeras individuellt till valfritt värde.

PCM-tekniken är tillräckligt robust för att minnet ska kunna användas inte bara inom hela fordonsområdet, definierat av AECQ100 Grade 0, –40 °C till +150 °C, utan även upp till +165 °C. För att uppnå den erforderliga minsta datalagringstiden på upp till 25 år över hela temperaturområdet är varje logisk bit i PCM-minnet fysiskt sammansatt av ett par komplementära PCM-celler.

OTA-X2

För OTA-X2-metoden behövs inte mer minne än vad som går åt till en version av firmware. OTA-X2-metoden använder egenskaperna hos PCM-minnet, där en logisk bit består av ett komplementärt par fysiska bitar. PCMminne gör att det komplementära paret tillfälligt kan kopplas isär och de två fysiska bitarna kan användas som två separata logiska bitar.

Bortkopplingen av de komplementära bitarna medför vissa begränsningar, men gör det möjligt att uppfylla de grundläggande kraven för OTA-uppgradering:

• Möjligheten att på ett säkert sätt köra befintlig firmware från minnet medan ny firmware laddas ned.

• Säkert byte till ny firmware

Tiden för att på ett säkert sätt lämna det komplementära läget i PCM-minnet beror på omgivningstemperaturen. Vid rumstemperatur är denna tid upp till 30 dagar, vid temperaturer upp till +90 °C förkortas tiden

Våra högströmskontakter från Stäubli är konstruerade för krävande industriella miljöer. De är utrustade med den beprövade MULTILAM-tekniken som innebär lägsta övergångsmotstånd och extremt hög strömtäthet.

Kontaktdonen är lämpliga för en mängd olika applikationer såsom kraftgenerering och distribution, rack- och panelmontage, maskinstyrningssystem, mobila transformationer m.m.

Kontakta oss för ytterligare information.

08-97 00 70

info@elproman.se

www.elproman.se

till fyra dagar, men för en maximal temperatur på +165 °C är den mindre än en timme. Det är dock möjligt att när som helst uppdatera det befintliga minnesinnehållet och tiden börjar då om från noll.

ST Microelectronics styrkrets i Stellar SRxserien med Arm-kärnor tillverkas i en 28 nm FD-SOI-process och har hårdvarustöd för både OTA-X1 och OTA-X2.

Slutsats

OTA-uppdateringar har blivit en allmänt efterfrågad standard inom fordonsbranschen. Utvecklingen går mot att användarna förväntar sig att firmware byts ut, oavsett om det är för att åtgärda buggar eller utöka funktionaliteten. I praktiken krävs hårdvarustöd för OTA-uppgraderingar av styrkretsar.

Vi har demonstrerat två metoder för OTAuppgradering och beskrivit grunderna i en ny teknik med PCM-minnen som möjliggör en tillfällig fördubblering av den befintliga kapaciteten. Denna unika egenskap kan användas i OTA-X2-metoden. ■

Fallgropar vid kvalificering av kompilatorbibliotek

Standarder för funktions- och cybersäkerhet betraktar kvalificering av verktyg och bibliotek som två oberoende uppgifter. Detta är oförenligt med perspektivet i standarden ISO C som ligger till grund för implementeringen av kompilatorn och dess bibliotek. Denna skillnad orsakar vissa utmaningar vid kvalificering av en kompilator med tillhörande kompileringsbibliotek.

Enligt standarderna ISO 26262 för funktionssäkerhet och ISO/SAE 21434 för cybersäkerhet måste programbibliotek, inklusive bibliotek som ingår i en kompilator, kvalificeras innan de integreras i fordonsmjukvaran. Båda standarderna betraktar kvalificering av verktyg och kvalificering av programbibliotek som två oberoende och orelaterade ämnen. Denna princip är giltig för de flesta typer av verktyg och bibliotek, men det är tveksamt om den också är giltig för en kompilator med tillhörande bibliotek.

Implementeringen av en C-kompilator med tillhörande bibliotek baseras på ISO/IEC 9899-standarden (ISO C), denna standard specificerar bland annat:

• egenskaper hos miljöer som översätter och exekverar C-program (Klausul 5), vilka ligger till grund för kraven på den så kallade startkoden

• språkets syntax, begränsningar och semantik (Klausul 6), som ligger till grund för implementeringen av kompilatorn (den körbara filen, verktyget) och tillhörande runtime-bibliotek

• och biblioteksfaciliteterna (Klausul 7), som beskriver innehållet i header-filerna och beteendet hos funktionerna i C-biblioteket

Varje paragraf i ISO C-standarden innehåller referenser till alla andra paragrafer, vilket indikerar beroenden mellan startkoden, kompilatorn, runtime-biblioteken, header-filerna och C-biblioteket. Det är därför inte klart i förväg om riktlinjerna för kvalificeringen av verktyg och eller bibliotek gäller för en specifik del av kompilatorns verktyg, och om ändringar i en del av verktygsuppsättningen ogiltigförklarar kvalificeringen av andra delar.

I den här artikeln beskrivs kortfattat kvalifikationskraven för verktyg och bibliotek i ISO 26262, hur en verktygsuppsättning för C-kompilatorer är uppbyggd, inklusive beroendena mellan komponenterna, och vilka kvalificeringskriterier som gäller för de olika komponenterna.

Att kvalificera en kompilator med avseende på funktionell säkerhet ses i allmänhet

som ett problem som är löst, därför lägger denna artikel tyngdpunkten på kvalificering av programbibliotek. ISO FuSa-standarden tillhandahåller två metoder för kvalificering av programkomponenter som C-biblioteket. En metod är specifik för kommersiella standardkomponenter, den andra är för komponenter som utvecklats utanför sin kontext.

Kraven för att kvalificera kommersiella standardprogram (Commercial Off-theShelf) beskrivs i del 8, kapitel 12, i ISO FuSastandarden. Två krav kan potentiellt orsaka problem vid kvalificering av ett C-bibliotek. För det första måste kraven för programkomponenten vara tillgängliga, inklusive krav på runtime-miljön och krav på den numeriska noggrannheten hos algoritmer som används i matematiska funktioner. För det andra är denna kvalificeringsmetod endast giltig för en icke modifierad implementation av programkomponenten.

Det är vanligtvis inte möjligt att hitta svaren för den här typen av detaljerade krav i användardokumentationen för en kompilator vilket gör det svårt för andra parter än utvecklaren av biblioteket att utföra en kvalificering. Dessutom kan problem som upptäcks under kvalificeringsprocessen inte åtgärdas eftersom detta skulle modifiera implementeringen av programkomponenten, man måste arbeta runt problemen.

Om ovanstående kan lösas, handlar kvalificeringsarbetet om att visa en kravtäckning i enlighet med ISO 26262 del 6, kapitel 9 Software Unit verification, vilket kräver tillgång till källkoden för C-biblioteket och runtime-biblioteken för kompilatorn, samt en testsvit för implementering av C-biblioteket för att uppfylla kravet på grentäckning för ASIL B och C plus kravet på MC/DC-täckning för ASIL D. Kvalificering utanför kontexten Kraven för kvalificering av ett säkerhetselement utanför kontext (SEooC) beskrivs i del 10, kapitel 12, i ISO FuSa-standarden.

Om C-biblioteket betraktas som ett SEooC omfattar kvalificeringen av biblioteket alla steg i säkerhetslivscykeln enligt ISO 26262 som även gäller för utveckling av programvara för fordon. Det tekniska säkerhetskonceptet måste utvecklas baserat på antaganden om användningen av programkomponenten. Därefter måste kraven på produktutveckling på programnivå uppfyllas, vilket inkluderar: tillämpning av en lämplig utvecklingsprocess, specifikation av säkerhetskrav, skapande av programarkitektur, de -

Av Gerard Vink, Tasking

Gerard Vink har studerat maskinteknik och datavetenskap. Han har lång erfarenhet av att utveckla verktyg och processer för utveckling av mjukvara till inbyggda system.

sign och implementering av programenheter, verifiering av programenheter och specificering av hur komponenterna ska integreras.

Förutom säkerhetslivscykeln för att säkerställa att komponenten inte introducerar ytterligare faror, måste man även ta hänsyn till den funktionella livscykeln för att säkerställa att komponenten fungerar som avsett.

Detta gör denna kvalificeringsmetod mycket mer komplicerad och dyr än den tidigare COTS-baserade metoden.

Fördelen för användaren av ett SEooC C-bibliotek är att biblioteket kan användas utan någon omkvalificering. Säkerhetsdokumentationen innehåller antaganden om säker användning och ger vägledning om hur man fastställer antagandenas giltighet under integrationen av biblioteket.

Struktur och kvalificering av verktygen C-kompilatorer innehåller exekverbara filer som vanligtvis delas upp i en kompilator, en assembler och en linker. För kvalificering av dessa exekverbara filer gäller kvalificeringskriterierna för verktyg från ISO 26262 del 8, kapitel 11. En kompilator innehåller också så kalllade runtime-bibliotek och ett C-bibliotek. Det finns en grundläggande skillnad mellan dessa bibliotek. Runtime-biblioteken betraktas som en integrerad del av de exekverbara filer som utgör kompilatorn och kvalificeras med hjälp av kraven för verktyg. C-biblioteket betraktas som en programkomponent som är integrerad i fordonsmjukvaran och därför måste kvalificeras på ett annat sätt.

Kompilatorns runtime-bibliotek

För att förstå varför runtime-bibliotek anses vara en integrerad del av kompilatorn är det nödvändigt att förstå vad ett ”compiler runtime-library” är och varför sådana bibliotek existerar. Anta att målhårdvaran stöder 32-bitars flyttalsoperationer, men inte 64-bitars. Nu måste utvecklarna av kompilatorn implementera 64-bitars flyttalsoperationer

med hjälp av andra instruktioner. De subrutiner som utvecklats för detta ändamål lagras i ett så kallat runtime-bibliotek för flyttal. Dessa subrutiner skapas av kompilatorutvecklaren, anropas endast från kompilatorgenererad kod, specificeras inte i användardokumentationen och anropas aldrig direkt från användarens applikationsprogram. Därför betraktas dessa subrutiner och det tillhörande biblioteket som en integrerad del av kompilatorn och kvalifikationskraven för verktyget gäller. Organ för bedömning av överensstämmelse tenderar att följa denna argumentation och anser att runtime-biblioteken också är kvalificerade i samband med en kompilatorkvalificering.

Header-filerna

Det kan diskuteras om header-filerna skall betraktas som en integrerad del av kompilatorn eller av C-biblioteket. Innehållet i header-filerna, även kallade standard includefiler, specificeras i ISO C-standarden i kapitlet Library. Huvudfilerna innehåller prototyper av biblioteksfunktioner, makron och typdefinitioner som används av biblioteksfunktioner. Så kvalifikationskriterier för programkomponenter bör gälla.

Det finns dock även beroenden mellan header-filerna och kompilatorimplementeringen, till exempel är värdena för makrona i header-filen ”limits.h” alla beroende av och måste överensstämma med kompilatorimplementeringen. Därför bör kvalificeringskriterierna för verktyg gälla.

Organ för bedömning av överensstämmelse brukar anse att om rubrikfilerna har utvecklats av samma ingenjörer som utvecklade kompilatorn, så anses rubrikfilerna vara en del av kompilatorn och kvalificeras i samband med en verktygskvalificering. Om en rubrikfil ändras i samband med en bibliotekskvalificering upphör verktygskvalificeringen att gälla och måste göras om.

C-bibliotekets funktioner

C-biblioteket innehåller funktioner som utför grundläggande operationer inklusive minnesoperationer och matematiska lågnivåfunktioner som kvadratrot, potensfunktioner och trigonometriska funktioner som ofta används i fordonsmjukvara. Funktionerna i C-biblioteket beskrivs i användar-

dokumentationen, anropas från användarens applikationsprogram och integreras i fordonsmjukvaran på samma sätt som andra mjukvarukomponenter. Det är därför uppenbart att en metod för kvalificering av programvarukomponenter skall tillämpas vid kvalificering av C-biblioteket. Men när man dyker ner i detaljerna blir det rörigt, nedan följer några exempel.

Funktioner som implementerar matematiska operationer med flyttal är vanligtvis mycket optimerade och använder funktioner hämtade från ett runtime-bibliotek för flyttal. Detta kvalificerades i samband med en verktygskvalificering, men nu har den avsedda användningen ändrats och kvalificeringskriterierna för programkomponenter gäller för de runtime-funktioner som används av C-biblioteket.

De C-biblioteksfunktioner som deklareras i headerfilen ”fenv.h” har åtkomst till flyttalsmiljön som är en del av kompilatorns runtime-miljö. Dess konfiguration påverkar beteendet hos kompilatorgenererad kod och beteendet hos flyttalens runtime-funktioner. För dessa funktioner går det att diskutera om kvalificeringskriterier för verktyg, för programkomponenter eller båda skall tillämpas.

ASIL-nivån för en specifik C-biblioteksfunktion är också diskutabel. Vissa funktioner i C-biblioteket är osäkra på grund av svagheter i de tidigare versionerna av ISO C-standarden och önskan att hålla standarden bakåtkompatibel. För att rätta till tidigare misstag introducerade kommitten för ISO C vad som kallas Annex K, som innehåller säkra(re) varianter av de osäkra funktionerna. På Tasking använder vi följande argumentation när vi kvalificerar de osäkra funktionerna: om en funktion har utvecklats i enlighet med kraven i ASIL x är funktionen kvalificerad för användning vid ASIL x under förutsättning att användaren tillämpar de riktlinjer som ges i säkerhetshandboken. Dessutom lägger Tasking till den säkrare varianten i C-biblioteket och rekommenderar att den funktionen används.

Startkoden

Startkoden för kompileringsverktyget kan levereras på flera sätt, som en del av C-biblioteket, som ett separat bibliotek eller som en uppsättning källfiler som måste inkluderas i användarens projekt. I samtliga fall är det en programkomponent som är integrerad i fordonsmjukvaran och därför bör reglerna för kvalificering av programkomponenter tilllämpas.

Syftet med startkoden är att initialisera Ckörtidsmiljön. Startkoden initialiserar olika register i processorn med hjälp av länksymboler som skapas av kompilatorn/linkern och vars existens och värden beror på användarens källkod. Dessutom initierar startkoden RAM-minnet med hjälp av en datastruktur som kallas ”the copytable”, som skapas av kompilatorn/linkern och vars innehåll beror på användarens källkod.

Gränsen mellan vad som är en del av verktygskvalificeringen och vad som är en del av programkomponentkvalificeringen är suddig. Vanligtvis anses konstruktionen av länksymbolerna och datastrukturerna vara en del av kompilatorkvalificeringen och användningen av symbolerna och data som en del av programkomponentkvalificeringen.

Slutsats

Att kvalificera ett C-bibliotek i enlighet med ISO 26262 är en komplex och utmanande process, eftersom det kräver djupgående kunskaper om FuSa-standarden, specifikationen för ISO C-biblioteket och den övergripande utformningen av kompileringsverktyget. Det krävs stor uppmärksamhet på detaljerna för att övervaka beroendena mellan alla komponenter i kompilatorn. Den detaljnivå som krävs för säkerhets- och funktionskrav, konstruktion och gränssnitt mellan komponenter är endast känd av verktygstillverkaren. De strängare FuSa-standarderna från flygindustrin kräver därför att de diskuterade kvalificeringsaktiviteterna alltid måste utföras av verktygstillverkaren. ■

C-biblioteket innehåller också funktioner som vanligtvis inte används i färdiga produkter men som ofta används under utvecklingsarbetet för loggning och felsökning. Det mest typiska exemplet är printf-funktionen. Ska en sådan funktion vara en del av ett kvalificerat C-bibliotek eller inte? På Tasking använder vi följande argumentation: för att inte förstöra ett befintligt program när man byter från ett icke-kvalificerat bibliotek till ett kvalificerat bibliotek bör det senare tillhandahålla samma uppsättning funktioner, där varje funktion är kvalificerad som lämplig för antingen QM, ASIL A, B, C eller D-användning.

Ökar säkerheten på vägen och i kupén Radar, lidar och kameror:

Av Mark Patrick, Mouser Electronics

Mark Patrick är ansvarig för att skapa och sprida bland annat tekniska artiklar inom EMEA.

I praktiken handlar det om att stödja, informera och inspirera en ingenjörspublik.

ToF-sensorn VL53L8CH från ST Microelectronics.

Förändringstakten i bilindustrin är otroligt hög och nästan alla teknikområden kännetecknas av snabb utveckling. Framdrivningen anpassas i allt högre grad till hållbara bränslen och fordonen kan i allt större omfattning bistå föraren via avancerade system för förarassistans (ADAS). Dessa system varnar för möjliga faror och en del avancerade varianter kan även aktivera bromsarna eller till och med ta över styrningen om föraren inte agerar i tid.

För att systemen ska fungera måste de kunna detektera fordonets position på vägen och ännu viktigare, kartlägga sin omgivning. Faror som objekt, fotgängare och andra fordon måste identifieras snabbt och med precision så att rätt åtgärd kan genomföras – oavsett väder och ljusförhållanden.

Även om denna utveckling främst drivs av bilindustrin har även myndigheter och organisationer för trafiksäkerhet engagerat sig, infört nya bestämmelser och gett avdrag i sina säkerhetsbetyg för fordon som saknar förarassistansfunktioner.

Teknik för omgivningsdetektering blir allt vanligare även inuti fordonen för att detektera och övervaka förare och passagerare för att skapa större säkerhet och bekvämlighet.

Det är ett vedertaget faktum att många trafikolyckor beror på dåligt omdöme hos förarna eller på bristande uppmärksamhet. Därför borde förarstödssystem som skannar omgivningen och avger varningar effektivt förbättra trafiksäkerheten.

Flera tekniker finns redan som kan tillhandahålla den spatiala förmåga som krävs för ADAS. De vanligaste teknikerna inkluderar:

• lidar

• radar

• kameror

ANDRA TEKNIKER som ultraljud används på grund av deras begränsade räckvidd uteslutande som parkeringssensorer.

Lidar skannar omgivningen och mäter reflekterat ljus för att upptäcka objekt. Under goda väderförhållanden kan en lidar leverera hög upplösning över långa avstånd, å andra sidan försämras upplösningen vid ihållande regn och tjock dimma. Lidar kan ge tredimensionell information om objekt som underlättar skattningen av deras storlek.

Radar fungerar analogt med lidar, men här är det radiovågor som reflekteras i stället för ljus. Dessa radiovågor studsar mot objekten och reflekteras tillbaka till mottagare i fordonet. Genom bearbetning går det att bestämma avstånd, hastighet och rörelseriktning för objekt inom radarns räckvidd. Radar ger en sämre upplösning än lidar men, den påverkas betydligt mindre av dåligt väder.

RADARTEKNIKEN HAR UTVECKLATS mycket och en modern lösning som Texas Instruments millimetervågssensorer har en rumsoch hastighetsupplösning som är tre gånger större än traditionella lösningar, TI:s AWR mmWave-sensorer kan detektera objekt

som rör sig i upp till 300 km/h med en vinkelupplösning under en grad.

Bildsensorer utgör också en väsentlig del av ett ADAS-system. Även om de påverkas av väder och dynamiska ljusförhållanden som solnedgångar och strålkastare från mötande trafik, har de senaste modellerna en otrolig känslighet med ett dynamiskt omfång på upp till 140 db eller mer. Detta gör att de kan förmedla både skuggor och högdagrar vilket medför att styrsystemen korrekt kan tolka färdvägen, urskilja fordon och fotgängare samt vid behov även genomföra åtgärder. Jämfört med radar och lidar kan bildsensorer med hög upplösning även läsa av hastighetsskyltar, ännu ett viktigt bidrag till ett ADAS-system.

Eftersom sensorerna i ett förarstödssystem har olika styrkor och svagheter i förhållande till varandra är det vanligt att data från flera olika sensortyper kombineras genom sensorfusion. På så sätt kan systemet skapa bästa möjliga bild av vägen och trafiken under alla tänkbara väder- och ljusförhållanden. Sensorfusionen skapar även ett visst mått av redundans som är värdefullt I system som föraren är så beroende av.

De funktioner som ett ADAS-system tillhandahåller belönas också i säkerhetsklassificeringen. EuroNCAP har i sin testning av nya bilar lagt till specifika scenarier med fotgängarolyckor för att utvärdera hur väl systemen fungerar. Likaledes har man lagt till totalt sex scenarier för att testa autonom

nödbromsning (AEB) i verklighetslika situationer.

Under 2023 presenterade US National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) ett förslag som gör fotgängardetektering och autonom nödbromsning till obligatoriska funktioner för personbilar och lätta lastbilar. Syftet är att reducera antalet påkörningar av fotgängare och andra fordon. NHTSA uppskattade att en sådan åtgärd skulle förebygga cirka 2 000 trafikolyckor med personskador per månad och förhindra en dödsolycka om dagen.

ÄVEN KUPÉN ÖVERVAKAS i allt större utsträckning för att förbättra säkerheten. Eftersom bristande uppmärksamhet från föraren är en viktig olycksorsak har en del fordon numera kameror riktade mot förarens ögon. Detta låter säkerhetssystemen detektera tidiga tecken på dåsighet men även om föraren tittar åt ett annat håll medan fordonet närmar sig ett annat fordon i hög hastighet för att då automatiskt bromsa tidigare än om föraren var uppmärksam.

Tekniken används även för att förbättra säkerheten för passagerarna. Genom att detektera vilka säten som någon sitter på går det att begränsa utlösningen av krockkuddar till relevanta säten. Med hjälp av bildsensor kan systemet även få information om passagerarens storlek för att reglera utlösningskraften för airbags till lämplig nivå.

Ett annat kupéproblem är värmeslag som

kan vara livshotande, i synnerhet för mycket små barn som avsiktligt eller av misstag lämnats ensamma i fordonet. Bildsensorer i kupén kan identifiera människor och skilja mellan kramdjur och småbarn – men identifieringen kan försvåras om barnet ligger under en filt. Av detta skäl är millimetervågsradar ett bra alternativ eftersom den har en precision på 100 mikrometer. Med en sådan noggrannhet kan levande varelser (människor och husdjur) detekteras via andningsrörelserna, även om de ligger under en filt.

Närvarosensorn MM5D91-00 60 GHz från Jorjin Technologies har allt som behövs för att man snabbt ska kunna skapa prototyper. Modul har en integrerad regulator, en sändarantenn, tre mottagarantenner och ett Cortex-M4F-baserat processorsystem.

Att övervaka hur uppmärksam en förare är kan ge fördelar men många menar att det vore bättre att eliminera det som distraherar. En av de vanligaste orsakerna är sökandet efter små knappar på instrumentpanelen eller att leta i undermenyer i fordonets infotainmentsystem.

Vissa biltillverkare har därför introducerat gränssnitt som låter föraren använda gester för att hantera olika saker. De kan komplettera befintliga knappar och reglage men tekniken kan på sikt kanske ersätta knappar och pekskärmar helt och hållet.

Avståndsmätningar med Time-of Flight (ToF), som sensorn VL53L8CH från ST Microelectronics, gör det möjligt att skapa ett sys-

tem för gestigenkänning baserat på infrarött ljus som fungerar även i starkt omgivningsljus. Ett sådant system skulle även ha fotodioder (SPAD) för att detektera reflekterat ljus.

Med detta kan systemet skapa en flerdimensionell bild av en hand och tolka förkonfigurerade gester. Till exempel kan en öppen hand betyda ”stopp” medan en uppåtriktad rörelse kan ange uppåtskrollning i en meny.

Med ett system av denna typ behöver föraren inte längre leta efter speciella knappar eller menyalternativ eftersom kommandona ges med gester inom ett väl avgränsat område. På så vis kan föraren ägna större uppmärksamhet åt trafiken.

Sammanfattning

Spatial förmåga kommer att vara ett viktigt element i framtida fordon som på sikt kan köra med full autonomi. Redan nu kan ADASsystem varna föraren för faror på vägen.

Flera olika tekniker finns redan som lidar, radar och bildsensorer. Deras relativa fördelar är omdiskuterade men den bästa lösningen erhålls alltid genom att kombinera dem via sensorfusion.

På senare tid har spatial förmåga även blivit viktig i kupén. Den kan underlätta relevant utlösning av krockkuddar för säten där någon sitter och detektera småbarn som glömts kvar i bilen. Besläktade tekniker som ToF låter föraren använda geststyrning och undanröjer därmed ännu ett distraktionsmoment och ökar säkerheten på vägarna. ■

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.

Sensirion mäter fukten i Infineons Ardiunosköld

■ SENSORER

Det smarta hemmet skulle kunna ha nytta av tyska Infineons sensormodul Xensiv, en sköld i Arduino Uno-format som förutom egna sensorer integrerar fukt- och temperatursensor från scweiziska Sensirion.

På Arduino Uno-skölden finns mikrofon, 60 GHz-radar och sensorer för koldioxid, tryck och acceleration – alla av Infineons konstruktion. Plus Sensirions fukt- och temperatursensor SHT35.

Även mikrokontroller, trådlöshet och säkerhet på skölden är stämplade Infineon. De programmeras i Modus Toolbox mjukvaruutvecklingsplattform som har stöd för maskininlärning – från svenska Imagimob.

Skölden presenterades på Embedded World i Nürnberg i början av april och ska finnas tillgänglig för leverans under Q4 i år.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

IAR publicerar Risc V-bibel

■ INBYGGDA SYSTEM

Svenska IAR släpper en utförlig guide på 116 sidor om cpuarkitekturen Risc V och hur du kodar för den i IAR:s verktyg. Som målprocessorer används världens äldsta och världens yngsta Risc V-mikrokontroller.

Elektroniktidningen har skummat igenom boken – ”The Ultimate Hands-On Guide: Getting Started with RISC-V by IAR”. Den känns som en utmärkt guide till Risc V och inbyggnadsprogrammering. Författare är Hiroki Akaboshi, anställd på IAR i Tokyo.

Beagle med fyrkärna och dubbla DSP:er

■ KORT

”Beagle has landed”, skojar Farnell och meddelar att det nu är möjligt att förhandsbeställa Beagle Y AI, en kortdator baserad på Texas Instruments processor AM67A med en AIprestanda på 4 Tops.

AM67A är en fyrkärnig Arm Cortex-A53 med DSP-dubbelkärnan C7x, en Cortex R5 och acceleratorer för grafik, video och datorseende.

AI-prestandan är 4 teraops/s och ligger i C7x som har en accelerator för matrisalgebra. Grafikkärnan har en prestanda

på 50 Gflops. Du kan använda tre videoutgångar samtidigt (med pekskärm) och det finns stöd för USB3.1, PCIe Gen 3, Wifi 6 och BLE 5.4. Du kan utöka med moduler för Power Over Ethernet (PoE), NVMe-lagring och 5G.

BEAGLEBOARD RÄKNAR detta som sitt sjätte kort de senaste två åren inom området AI och IoT.

Tillämpningar ska kunna finnas inom robotteknik, fabriks- och byggnadsautomation, test och mät, medicinteknik, människamaskingränssnitt (HMI). Den är bra på datorseende och ska kunna hjälpa till med bildklas-

radarmodul hos Sparkfun

■ INBYGGDA SYSTEM

Acconeers radarmodul XM125 går numera att få på ett Qwiic-kort från amerikanska Sparkfun. Därmed blir det enklare att koppla radarn till populära kort som Arduino och Raspberry Pi.

Boken täcker ämnet från grunden, från Risc V:s historia och arkitektur till hur du kopplar ett Risc V-kort till din PC och börjar koda och navigerar genom menyerna i IAR:s verktyg Embedded Workbench.

Hiroki Akaboshi demonstrerar på två kort. Det ena använder historiens första Risc V-MCU, GD32V från Gigadevice och det andra använder den allra färskaste, Renesas första helt egendesignade Risc V-MCU R9A02G021.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

sificering, objektdetektering, och semantisk segmentering inom området.

Minnet är på 4 GByte LPDDR4 och det finns uttag för micro SD-kort. EEPROM används för kortidentifiering.

PCI-Express Gen3 finns för IO, liksom en USB-C-enhetsport och ett 40-poligt expansionshuvud.

Leveranser startar i slutet av maj. Kortet är delvis öppen hårdvara.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Qwiic-systemet är i princip en I2C-buss över kabel där korten från Sparcfun går att seriekoppla (daisy chain) för att få till alla önskade funktioner.

Företaget har en uppsjö av kort med olika typer av sensorer, kommunikationsmoduler och allt annat som man kan behöva komplettera sitt Arduino- eller Raspberry Pi-kort med.

Numera också 60 GHzmodulen från Lund. Den skickar ut koherenta pulser på 60 GHz-bandet och kan mäta avstånd, hastighet, rörelse och närvaro upp till 20 meter bort. I bästa fall ligger noggrannheten på någon millimeter.

Priset ligger på 50 dollar.

PER HENRICSSON per@etn.se

Arm satsar brett på framtidens fordon

■ KORT

Två 64-bitars Cortex A-cpu:er, en Neoverse-kärna, Arms första 64-bitars R-cpu och en bildkärna. Allt designat för fordon. Dessa och ytterligare nyheter inom fordon lanseras av brittiska Arm.

De två Cortex A-cpu:erna är de senaste i Arms AE-familj för fordon (Automotive Enhanced). De är effekt- respektive prestandaoptimerade. Cortex A520AE och A720AE är namnen. De kommer att hantera funktioner som cockpit och underhållning, med prestanda i nivå med mobilprocessorer.

Neoversekärnan heter V3AE. Arkitekturen Neoverse lanserades för serverprocessorer, men har mycket gemensamt med självkörningsdatorer. Dagens

ADAS- och AD-hårdvara levereras av Nvidia. Med Arms lansering idag blir det lättare för andra att ta sig in och konkurrera.

Det som adderas till Neoverse för server är till exempel funktionssäkerhet, som TFP (transient fault protection). För om en molnserver kraschar dör ingen.

Bildkärnan Mali C720AE är både för AI-kameror och backkameror – både för AI:ns och förarens behov. Det är enligt Arm nytt med en enda processor som gör båda dessa typer av ganska olika bearbetning parallellt.

Cortex R är Arms klassiska familj för realtid och funktionssäkerhet. Cortex R82AE är den första som använder 64 bitar.

ETT HELT GÄNG företag har redan signat upp sig för de nya kärnorna: Marvell, Mediatek, Nvidia, NXP, Renesas, Telechips och Texas Instruments.

Arm släpper även nya Corelink-kärnor, också de säkerhetsförstärkta.

Ett CSS-system för fordon kommer att släppas nästa år,

alltså en komplett processorlösning i likhet med de som Arm nyligen lanserat för servrar. Vilket kommer att förkorta utvecklingstudien ytterligare. En annan sak som har effekt är att Arm standardiserar så att det ska gå att sätta samman virtuella prototyper av komponenter från partners, så att exempelvis systemmjukvara kan börja utvecklas innan hårdvaran är klar. Många partners finns redan på den båten. Arm räknar upp Amazon, Cadence, Corellium, Siemens Autoware, BlackBerry QNX, Elektrobit, Kernkonzept, Leddartech, Mapbox, Sensory, Tata Technologies, Tier IV och Vector.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Läs mer här, där det finns ytterligare länkar till texter om IP-kärnor, prototyper, AI med mera.

LE Audio i ST:s mikrokontroller

■ KORT

ST Microelectronics presenterar en ny generation styrkretsar för Zigbee, Thread, Bluetooth och Matter. Den nya produktserien heter STM32WBA5.

De två första medlemmarna presenteras idag, med upp till 1 Gbyte flash.

Bluetooth LE-versionen som stöds är 5.4 som innehåller LE Audio, en standard som väntat ivrigt i fyra år i kulisserna, och som enligt ST just färdigställts.

LE Audio väntas knapra i sig det som varit klassisk Bluetooths sista starka nisch – ljud. Den har en bättre ljudkvalitet som standard men framför allt har den ny funktionalitet, inklusive broadcast, multicast och synkroniserade kanaler.

Vad gäller Zigbee stöds release 22 och 23, som har nya funktio-

ner för säkerhet, tillförlitlighet och användbarhet.

Alla protokollen kan alla prata i munnen på varandra.

HJÄRNAN ÄR EN Arm Cortex M33 på 100 MHz. Kretsarna har en integrerad 2,4 GHz-radio vars RF-utgångseffekt kan styras av tillämpningsprogrammet för att möta svåra driftsförhållanden. Justeringsområdet är +10 dB. Kretsarna stöder Arm Trustzone och har klarat IoT-säkerhetscertifieringen Sesip Level 3 som tillfredsställer krav från både USA och EU (US Cyber Trust Mark respektive EU Radio

SK Hynix startar volymproduktion av HBM3E

■ MINNEN

För sju månader sedan lanserade koreanska SK Hynix en minneskub av typen HBM3E, nu är den i volymproduktion.

HBM3E är den femte generationen av minneskuber som förutom att de för varje generation rymmer fler bitar också får snabbare bussar. Den totala minnesbandbredden har lyft till 1,18 Tbyte/s i HBM3E från 819 Gbyte/s i HBM3.

Även värmeavledningen har förbättrats, med så mycket som 10 procent, enligt SK Hynix.

MINNET FINNS i två varianter med åtta eller tolv DRAMchip på 24 Gbit vardera. Dessa har staplats på varandra och kopplats ihop med viahål genom kislet, även kallat TSV, through-silicon vias. Det ger en minneskub på totalt 24 eller 36 Gbyte.

VILKEN AV DESSA som nu är i volymproduktion, eller om det är båda, framgår inte av SK Hynix pressmeddelande. Konkurrenten Samsung har nyligen börjat sampla tolvlagers-HBM3E-minnen och ska inleda volymproduktion under första halvåret.

Equipment Directive). De blir båda obligatoriska 2025.

Den nya produktlinjen finns på st.com. I juni planeras en modulversion, STM32WBA, som integrerar strömförsörjning och antennbalanseringskretsar.

I ekosystemet finns kod och verktyg för konfigurering, prestandatest, utvärdering och online-support, inklusive protokollstackar, kodexempel, prototypkort och expansionskort. Plus en wiki för utvecklare, en github repository och ett developer community.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Tillsammans har de två koreanska företagen runt 90 procent av marknaden för minneskuber medan amerikanska Micron har en enprocentig andel.

Tillämpningarna är framförallt AI och Nvidia pekas ut som den hetaste kunden.

PER HENRICSSON per@etn.se

Nvidias nya superprocessor

■ ARTIFICIELL INTELLIGENS 208 miljarder transistorer finns i Blackwell, eller B200, Nvidias uppföljare till Hopper för moln, server, superdatorer, självkörning och robotik. Betoningen ligger på tillämpningen artificiell intelligens.

Blackwell är döpt efter spelteoretikern David Harold Blackwell.

Nvidia kallar Blackwell för ”världens kraftfullaste chip”. Bortsett från att den titeln snarare tillhör Cerebras WSE, och att Blackwell bokstavligen inte är ”ett chip” utan ”två chiplets” som pratar med varandra i 10 Tbit/s, så har Blackwell 208 miljarder transistorer tillverkade i en processnod kallad 4NP som taiwanesiska TSMC ska ha skräddarsytt för Nvidia.

Nvidia kategoriserar traditionellt Blackwell som en ”GPU”, en grafikenhet, men den tillämpning för denna massivt parallella multiprocessor som nämns är AI, inte oväntat med tanke på den hajp som finns för AI just nu; i synnerhet generativ AI.

För generativ AI har Blackwell ett block kallat Transformer Engine som arbetar på ”mikrotensorer” och andra koola koncept som TensorRT-LLM och NeMo Megatron-ramverk – läs mer hos Nvidia.

Transformer Engine kan konkret exempelvis arbeta på neuronnät som använder fyrabi-

tarsflyttal, FP4. En B100 har en FP4-prestanda på 20 petaflops.

NV Link stöder nu 1,8 TB/s dubbelriktad genomströmning per GPU vilket ska låta 576 GPU:er kommunicera effektivt när de gör beräkningar på stora språkmodeller.

DET FINNS STÖD för tillförlitlighet vilket underlättar när Blackwell används för att styra fysiska system där det som är en systemkrasch på en server kan bli en fysisk olycka på en robot eller i ett fordon.

Nvida släppte inte mindre än 40 stycken pressreleaser under sin AI-konferens GTC varav många handlade om robotik. En av nyheterna är en speciell datorplattform för humanoida robotar och ett program för att utveckla interaktiva robotar.

Det finns även hårdvarustöd för prediktivt underhåll på Blackwell. Det ska enligt Nvidia komma till nytta när du bygger stora distribuerade AI-system

med driftstider på veckor eller månader.

Blackwell har hårdvarustöd för sekretess – ”konfidentiell databehandling” – för att dels skydda IP och dels kunddata. Detta inkluderar nya krypteringsprotokoll som används för att upprätthålla konfidentialitet för medicinska data och finansiella tjänster.

Dessutom har Blackwell nytt stöd för komprimering för databashantering – Nvidia tror att grafikkort står inför en tillväxt på databasmarknaden.

Samtidigt med Blackwell uppgraderas nätverksprotokollen Quantum-X800 InfiniBand och Spectrum-X800 Ethernet till 800 Gb/s.

B200 är Blackwell, en GPU. GB200 är en systemkrets bestående av två stycken B200 och en Grace-CPU.

Blackwell lanseras tillsammans med diverse system för server och moln. Systemlösningar på GB200 ska ge upp till 30 gånger högre prestanda för språkmodeller jämfört med motsvarande H100-processor, och sänka energiförbrukningen upp till 25 gånger.

En av systemlösningarna har en prestanda på 1,4 exaflops för AI och kommer att användas för att bygga nästa generation superdatorer, DGX SuperPOD.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Fler fordonskvalificerade FPGA:er

■ PROGRAMMERBART

För två och ett halvt år sedan släppte amerikanska Efinix kretsar i den enklare Tritonfamiljen som kvalificerats för fordonsindustrin.

Nu följer företaget upp med kraftfullare produkter från Titaniumfamiljen.

Produkterna från hösten 2021 var Trion T13 och T20 med 13k respektive 20k logikelement. De är kvalificerade enligt AECQ100 Grade 2 och har hårda block för MIPI CSI-2 vilket gör att de passar i kamera- och displaysystem.

Nu följer företaget upp med Tritonfamiljen som finns från 35 k till 1 000 k logikelement och tillverkas i en 16 nmprocess. De lanserades ursprungligen hösten 2020 och har nu kvalificerats enligt AEC-Q100 Grade 1.

Modul från Delsbo för CO2-mätning

■ SENSORER

Senseair lanserar en förbättrad sensormodul för övervakning av koldioxid i inomhusluften. S88 har en förväntad livslängd på 15 år och passar för fastighetsautomation.

Sensormodulen har hög precision över ett brett mätområde, 400 ppm till 10 000 ppm, vilket gör den lämplig för många olika tillämpningar. Den kan användas i temperaturer upp till 50°C och i en luftfuktighet upp till 85 procent RH.

Noggrannheten överensstämmer med de senaste standarderna (ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2022 Addendum ab) från American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), RESET klass B och WELL Building Standard (WELL v2).

FÖRETAGET ANVÄNDER samma SRAM-celler som traditionella FPGA:er men varje FPGA-block kan konfigureras att fungera som antingen router eller logik vilket sänker komplexiteten i kretsen.

Tekniken är döpt till Quantum.

En av Titaniummodellerna som fordonkvalificerats är Ti375. Förutom logiken finns fyra Risc V-kärnor, Serdesblock, en kontroller för LPDDR4 och MIPI D-PHY.

FPGA:erna kan bland annat användas för styrning av skärmar, för att ersätta backspeglar med kameror och i lidarsensorer.

PER HENRICSSON per@etn.se

S88 använder icke-dispersiv infraröd teknik för detektering av koldioxid plus företagets egenutvecklade och automatiska baslinjekorrigering (ABC). ABC-algoritmen spårar kontinuerligt mätavvikelser, vilket förbättrar den långsiktiga noggrannheten och tillförlitligheten utan behov av tredjepartsinteraktion med sensorn.

Sensormodulen har måtten 8,7×33,9×19,8 mm, minst 15 års förväntad livslängd plus att den är underhållsfri vilket gör att den passar bra i industrimiljöer där utrymme och tillgänglighet kan vara en utmaning.

Den är stiftkompatibel med andra Senseairprodukter och vissa konkurrerande lösningar. Massproduktionen startar i april.

PER HENRICSSON per@etn.se

Nytt supersnålt från ST

■ STYRKRETSAR

STMicroelectronics beskriver kretsfamiljen U0 som sitt nya flaggskepp inom extremt strömsnåla styrkretsar.

U0 ska kunna halvera energiförbrukningen jämfört med tidigare produktgenerationer, det vill säga dubblera batteritiden, eller kanske till och med möjliggöra drift på små solceller eller andra energiskördare.

Du hittar enligt ST idag flera miljarder ST-mikrokontrollers i små IoT-noder inom industri, medicin och konsument. Där samlar de in data, filtrerar dem och langar dem vidare till molnet, eller kanske agerar direkt på plats.

ALTERNATIVT FÅR DU marginaler till att addera funktionalitet på samma energibudget.

STM32U0 är det fulla namnet på den nya familjen.

Knepen som ST tagit till är bland annat låg statisk strömförbrukning i standbyläge och

snabbstart efter standby. Det sistnämnda betyder att U0 kan spendera mer tid i viloläge. En kund använder U0 i en säkerhetskamera för att väcka den när rörelse upptäcks. En annan har förlängt livslängden på en rökdetektor. En tredje låter den hantera energisnåla funktioner i en ultraljudsbaserad vattenmätare med en batteritid på minst tio år.

U 0 HAR STYRENHET för LCD-segmentdisplayer, AD-omvandlare, DA-omvandlare, operationsförstärkare och komparatorer. Den har också en inbyggd systemklocka. som spar kretskortsutrymme.

Hjärnan är Arms snålaste cpu, Cortex M0+. Den stöder Sesip Level 3 och PSA Level 1 för skydd av kundens programvaru-IP.

Kretsarna har upp till 256 kbyte flash, upp till 81 stift och tickar i upp till 56 MHz.

Serien är i produktion och kostar från 0,68 dollar i volymer om tusen. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Egen Riscfemma i Renesas MCU

■ STYRKRETSAR

Japanska halvledartillverkaren Renesas presenterar en styrkrets med en Risc V-cpu av egen design.

Det var i slutet av 2023 som Renesas presenterade en egen 32-bitars Risc V-cpu, eller närmare bestämt två: en med 32 register och en med bara 16 vilket gör ytan den upptar 25 procent mindre. De följer profilerna RV32I respektive RV32E. Den senare är en inbyggnadsprofil.

DEN NYA STYRKRETSEN heter R9A02G021 och riktar sig till utvecklare av inbyggda system, gärna batteridrivna, från IoTsensorer och konsumentelektronik till medicinsk utrustning och industriella system.

R9A02G021 erbjuder klockhastigheter på upp till 48 MHz med en Coremark/ MHz på 3,27 och en strömförbrukning 162 µA/MHz. Den drar 0,3 µA i standby och vaknar på 4 µs.

AMD uppdaterar system-FPGA:n

■ EMBEDDED WORLD

Tre gånger fler Tops/watt, tio gånger mer cpu-kraft plus förbättrad logik. Så kan man kortfattat beskriva den nya generationen av Versal, AMD:s system-FPGA.

Versal 2 kommer i två versioner, med och utan AI. Det är Prime Series Gen 2 som är tänkt för klassiska FPGA-tillämpningar.

AI Edge Series Gen 2 fungerar som en trestegsraket. Data från sensorer eller andra ingångskällor snyggas först till eller förbereds på annat sätt i den programmerbara logiken. Därefter bearbetas de med lämpliga AI-inferenser i den dedicerade vektorbehandlingsmotorn. I det tredje steget gör det flerkärniga ARM-klustret efterbehandling och fattar beslut.

AMD FRAMHÅLLER att AI-versionen kan göra samma uppgifter som det tidigare krävdes

tre kretsar för att utföra. Vilket både sänker effektförbrukningen och kortar svarstiden.

Vi får inte alla detaljer nu men det kommer att finnas modeller med upp till åtta applikationsprocessorer i form av Arm Cortex-A78AE, upp till tio stycken Arm Cortex R52 realtidsprocessorer och upp till 144 stycken AI-motorer med upp till 72 Mbit dataminne och upp till 288 Mbit delat minne.

DESSUTOM HAR KONTROLLOGIKEN för AIblocken hårdkodats och flyttat in i själva AI-blocket. Tidigare var man tvungen att implementera detta med hjälp av den programmerbara logiken.

När det gäller den programmerbara logiken finns modeller med upp till 1 miljon logikceller eller 543k uppslagstabeller. Vidare finns upp till 2 064 DSP-block, upp till 16,6 Mbit distribuerat RAM-minne, upp till 47,2 Mbit Block RAM och upp till

SRAM är på 16 kbyte och den har 128 kbyte snabbt flash och 4 kbyte flash för datalagring. Den har tolvbitars-DAC, åttabitars AD-omvandlare och de vanliga seriella gränssnitten.

Drivspänningen är 1,6 V till 5,5 V och den klarar ett arbetsklimat mellan –40 och 125 °C.

Renesas har sedan tidigare flera ASSP:er som använder Risc V-kärnor, för bland annat röststyrning och motorstyrning. Och mikroprocessorfamiljen RZ/Five använder 64-bitarsRisc V-cpuer från Andes.

Renesas spår att Risc V kommer att äga tio procent av den totala MCU-marknaden i slutet av 2029, och att den kommer att fortsätta uppåt därefter.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

33,2 Mbit UltraRAM.

Värt att notera är att de nya kretsarna klarar tillämpningar som kräver SIL 3 och ASIL-D.

DET SOM SLÄPPS NU är dokumentationen. Sampel kommer under första halvåret nästa år och utvecklingspaket sommaren samma år, medan produktionen startar i slutet av året, det vill säga 2025.

PER HENRICSSON

per@etn.se

Samsung lanserar AI-superchip

■ ARTIFICIELL INTELLIGENS

Innan årets slut presenterar Samsung provexemplar av en AI-accelerator som redan har en förhandsbeställning på 1 biljon won (åtta miljarder kronor) från den koreanska nätjätten Naver.

Planen är att bjuda ut kretsen till allmän försäljning i konkurrens med framför allt Nvidia, som idag dominerar moln- och servermarknaden för AI-inferenser med sina grafikchips. Microsoft och Meta finns bland bolagen som uppvaktas, enligt källor till KED (Korea Economic Daily).

CHIPET HETER MACH-1 och dess styrka är en mycket hög bandbredd till DRAM. Det betyder att HBM-minne kan bytas mot billigare och strömsnålare LPDRAM med samma AI-prestanda.

Tids- och frekvensinstrument med två kanaler

■ TEST OCH MÄT För ett drygt år sedan lanserade Pendulum en kombinerad grafisk räknare, frekvensanalysator och tidsintervallsanalysator med fyra kanaler. Nu får den sällskap av CNT-102 som är en enklare modell med två kanaler och halverat pris.

Svensk snål AI stöder

Infineons nya

■ ARTIFICIELL INTELLIGENS

Svenska AI-bolaget Ekkono stöder Infineons nya kretsar i styrkretsfamiljen Aurix.

Och till en tiondel av priset på Nvidias kretsar.

Naver – ”Sydkoreas Google” enligt Wikipedia – förhandlar just nu med Samsung om hur många Mach-1 det kan få för en biljon won, åtta miljarder kronor. Samsung sägs enligt KED:s källor hoppas på ett styckepris på 40 000 kronor.

Chipet ska bland annat användas i Navers karttjänst Place. Det ska vara optimerat för AI-språkmodeller.

Det har suppstått en AI-halvledarboom efter genombrottet för generativ AI. Marknaden för AI-acceleratorer kommer att växa från dagens sex miljarder dollar till 143 miljarder dollar år 2030, enligt analysföretaget Omdia, som citeras av KED.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

I takt med genomslaget för generativ AI har folk på allvar börjat bekymra sig över AI-assistenternas energiförbrukning.

Då är det tur att svenska Ekkono finns! Bolaget grundades på forskning på Borås högskola och implementerar betydligt mindre beräkningskrävande så kallad tillståndsbaserad AI som körs på styrkretsar i IoT-noder.

AI-ALGORITMPAKETET Edge

Machine Learning stöder nu tyska Infineons styrkretsfamiljer Aurix TC3X och TC4X. De är partners sedan 2019.

– Nu har vi en mogen lösning tillsammans som uppfyller fordonsindustrins behov och krav, säger Ekkonos teknikchef Rikard König.

Aurix är bland annat populär i fordonskomponenter. Rent praktiskt fungerar Ekkonos

Instrumentet har tre ingångar: två för signaler upp till 400 MHz och en för rf-signaler upp till 3 GHz eller 10 GHz. Den senare går att uppgradera till 15, 20 eller 24 GHz.

Det går att göra frekvensmätningar på två valfria kanaler parallellt, medan tidsmätningar inte kan göras på rf-kanalen.

En klassisk användning av instrumentet är vid test av oscillatorer. Man mäter frekvensen, trimmar, och mäter igen.

PROCESSEN UPPREPAS tills man är nöjd. En annan tillämpning är att jämföra flera referensfrekvenser i ett labb. Med CNT-102 går det att både mäta momen-

algoritmer som en sorts virtuella sensorer för system som klimatstyrning, batterihantering, utsläpp, transmission, växellådor och bromsar.

Dels kan analysen larma för avvikelser i dessa system som tyder på att fel uppstått eller är på väg att uppstå – prediktivt underhåll. Och dels kan analysen användas för att optimera systemen. Aurix kretsar styr även säkerhetskritiska system.

DET SOM EKKONO konkret levererar till Infineon är en verktygsmiljö för att utveckla, träna och generera AI-algoritmerna.

Ekkonos edge machine learning används inom bland annat industriell utrustning, fordon och energi. Företaget grundades 2016 och produkten är baserad på resultaten från över sju års forskning vid Högskolan i Borås. JAN TÅNGRING jan@etn.se Läs gärna Elektroniktidningens intervju med Ekkono från 2019.

tant och dessutom se trender över längre tider.

Ytterligare en tillämpning är att se tidsskillnader mellan olika signalvägar på ett kort.

CNT-102 gör kontinuerliga mätningar, ofta kallat gap-free. Den har 14 ps tidupplösning, 13 bitars upplösning i frekvensmätningarna och levererar 1 miljon mätningar per sekund.

Det kan jämföras med CNT104S som har fyra kanaler, en tidsupplösning på 7 ps och levererar 20 miljoner mätningar per sekund.

Priset börjar runt 5 000 euro.

PER HENRICSSON per@etn.se

Svensk Elektronik

– tillsammans för branschens bästa

Ingenjörslandet

Sverige måste börja räkna igen!

Fler unga behöver studera teknikämnen för att Sverige inte ska bli ett fattigare land. Skolsystemet misslyckas med att locka unga och främst tjejer till teknikstudier. Det är bland kvinnor det finns en stor grupp som är duktiga på matematik men som väljer bort ingenjörsutbildningar.

Genom att koppla teknik till konkreta och vardagliga situationer kan vi öka tjejers intresse. Det är bevisat att tjejer ofta är mer engagerade när de ser teknikens praktiska tillämpningar för samhället. Det finns också en tendens där killar fascineras av teknik i sig medan tjejer fokuserar på hur tekniken kan förbättra världen.

Svensk Elektronik verkar för att utbildningen i STEM ökas från förskolan till livslångt lärande. Med en genomtänkt strategi som genomsyrar hela utbildningssystemet kan Sverige vända utvecklingen. Mycket har gjorts men mer behöver göras! Det är regeringens uppdrag att agera kraftfullt för att inte försvaga Sveriges position som tekniknation.

Sofia Persson Björk, Ordförande Elisabet Österlund, Generalsekreterare

Power Electronics Day 2024

16 maj 2024, Grand Hotel Saltsjöbaden

Välkommen till Kraft­Elektronikdagen, som bjuder på intressanta talare, värdefulla insikter och nätverkande.

Evertiq Expo

23 maj 2024, Malmö Arena

Besök oss på Sveriges största endagars­expo för elektronikindustrin – För dig som jobbar med konstruktion och inköp av elektronik.

www.svenskelektronik.se kansliet@svenskelektronik.se

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!

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

medlemsansökan.

R&S®ESSENTIALS

Precision made easy.

The 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 MXO 5 series impress, making the instrument stand out above other industry choices. In addition, the 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