Elektroniktidningen oktober 2024 by ETN

NR 10

OKTOBER 2024

TEMA: AI & Inbyggda system

INFINEONS VD: Om GaN, fordon och fabriker /12–13

Hårdavövervakning minnet

Vi utvärderar två konkurrerande förslag på hårdvarulösningar som skyddar minnet från pekarbuggar i programkoden. /18–19

STRAINLABS: Sensorbultar ska sänka kostnaderna /16–17

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

CPP CHECK: Hans öppna kodanalys i betalversion /20–21

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:

annonser@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:

Göte Andersson, Lennart Bonnevier och Joachim Strömbergson

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

Rainer Raitasuo

Försäljnings- och marknadschef. rainer@etn.se | 0734–17 10 99

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:

Jan Tångring med assistans av Midjourney.

QSIP stöttar kvantinnovation

Göteborgsbaserade Quantum Sweden Innovation Platform eller QSIP fungerar som ett nationellt nätverk för kvantinnovation.

Ett steg mot förarlösa bussar 5G Ride sjösattes för fyra år sedan. När projektet nu närmar sig sitt slut har fokus skiftat mot acceptansen från användarna och API:er som garanterar prioritet i mobilnätet.

Kollegorna: Northvolt körde för fort Northvolt är på vippen att krascha och vi talar med två kollegor som varnat för företagets fartblindhet.

Strafftullar stoppar inte Xpeng Ambitionen är hög, självförtroendet gott och EU:s strafftullar kommer inte att slå igenom på priset till konsumenterna. Det var budskapet när kinesiska Xpeng visade upp den nya stadsjeepen G6.

EXPERT: Bygg system med full inblick Andreas Lifvendahl, vd för Percepio, berättar om det nya paradigmet observerbarhetsdriven utveckling – koda så att du alltid kan ta reda på vad som händer i dina system.

EXPERT: Efter gamers vill alla ha snabbare skärmar Gowins FPGA:er ska kunna möta konsumenternas rop på mer skärmbandbredd till allt från speldatorer till säljterminaler. Danny Fisher, Gowin, berättar om kärnorna och deras protkoll.

EXPERT: En MCU redo för AI

Mark Rootz på Alif Semiconductor bjuder på en checklista för vad en MCU för AI måste uppfylla.

QSIP stöttar kvantinnovation

Mitt i klustret av kvantteknikföretag och -forskare på Chalmers i Göteborg finns en relativt nystartad organisation, Quantum Sweden Innovation Platform eller QSIP, som fungerar som ett nationellt nätverk för kvantinnovation: genom QSIP kan intressenter på kvantteknikområdet bland annat få tillgång till nätverk och kontakter, och få inbjudningar till seminarier och mässor.

En Vinnovautlysning förra året resulterade i att Chalmers Industriteknik fick till uppgift att etablera en nationell innovationsplattform, och QSIP startade sin verksamhet i november, berättar Johan Felix som är föreståndare tillsammans med Camilla Johansson. Budgeten för det första året är 3 miljoner från Vinnova plus lika mycket till från parterna i projektet. I QSIP:s första etapp medverkar – förutom Chalmers Industriteknik – fem svenska universitet, Rise, Ericsson och startup-företagen Scalinq, ConScience och WACQT-IP.

– Det fanns en önskan att någon skulle ta hand om de resultat som kom fram ur svensk kvantforskning. Vi beskriver målet med QSIP:s verksamhet som att stärka svensk konkurrenskraft inom kvant genom att stötta innovation, applikationsutveck ling, och kommersialisering av kvantteknologi.

SOM SÅ MYCKET annat kvantrelaterat i Göteborg – och Sverige – vilar QSIP på den grund som lagts av WACQT, forskningsoch utbildningsprogrammet som initierades av Chalmers 2018 med medel från Knut och Alice Wallenberg-stiftelsen och som sträcker sig fram till 2029. – Sverige är ett av 14 länder som har avtal med USA om samarbete kring kvantteknik, det visar att vi står oss rätt bra inter nationellt, säger Johan Felix.

NYSTARTADE SVENSKA FÖRETAG inom kvantteknik är påfallande internationella, med många kunder utanför Sverige, och generellt sett mår de också bra, säger Johan Felix. Många av dem

tjänar pengar redan från starten. Med detta sagt är kvant fortfarande en väldigt tidig marknad. En viktig målgrupp för QSIP är forskare och universitet samt avknoppade företag från forskningen, och deltagande företag ägnar sig i hög grad åt att ta fram komponenter för forskargrupper och andra kvantföretag. Utöver IBM är det än så länge få företag som erbjuder kvantdatorer till användare.

– De grenar av kvant som är närmast den reguljära marknaden idag är nog sensorer och mätteknik, inte kvantdatorer, säger Johan Felix.

– Vi skulle gärna se att det kom

LÄNKAR

QSIP https://qsip.se/

ut mer tillämpningar på marknaden så att svensk industri får en chans att lyfta sig med hjälp av kvantteknik.

VINNOVAS SVENSKA kvantagenda från 2023 lyfter bland annat fram medicinteknik och logistik som två branscher som skulle kunna dra nytta av kvantteknik, en bedömning som Johan Felix och Camilla Johansson instämmer i. Kvantsensorer kan potentiellt mäta med betydligt högre känslighet än konventionella sensorer vilket gör det möjligt att ställa bättre diagnoser. Ett exempel är Deep Light Vision, ett företag i Lund aktivt inom QSIP, som

WACQT https://www.chalmers.se/en/centres/wacqt/ Deep Light Vision https://deeplightvision.com Quantum World Congress https://www.quantumworldcongress.com QET Sweden https://qetsweden.com IQT Nordics https://iqtevent.com/nordics

utvecklar ett mätinstrument som kombinerar ultraljud, laser och kvantsensorer för att mäta blodets syrehalt och snabbare kunna ställa diagnos på till exempel stroke eller hjärtattack.

PROCESS- OCH logistikoptimering är som sagt ett annat område där kvantdatorernas förmåga att göra stora mängder beräkningar parallellt kan leda till nya och bättre lösningsmetoder.

– Vi tycker att vi har fått kvitto på att QSIP syns och gör nytta, säger Johan Felix.

– QSIP ledde till exempel en svensk delegation till Quantum World Congress i Washington i september, där vi också hade en gemensam svensk monter. Det är ett bra sätt att ge ökad synlighet åt svenska företag i branschen.

QET SWEDEN , ett avknoppningsföretag från WACQT som vecklar en kvantsignalförstärkare, var ett av de sju svenska företag reste med QSIP till mässan, och grundaren Hampus Renberg Nilsson är nöjd. Första gången vi hörde av QSIP var så sent som i augusti. På något sätt hade de hört talas om QET Sweden och undrade om vi ville följa med till Washington. Besöket gav en hel del bra kontakter, och vi kommer gå med i QSIP.

QSIP har inga egna pengar att investera men agerar gärna matchmaker för att koppla ihop investerare med kvantföretag. Man står också som värd för konferensen IQT Nordics som äger rum på Chalmers i maj 2025.

LENNART BONNEVIER lennart@etn.se

Hampus Renberg Nilsson, CTO QET Sweden.

Johan Felix och Camilla Johansson förestår QSIP-kontoret på Chalmers.

Lulelidar automatiserar underjorden

■ SENSORER En av världens största underjordiska gruvor ska övervakas av en lidarlösning från Luleåbolaget Flasheye. Systemet kommer att i realtid att mäta volymer, upptäcka avvikelser och identifiera avbrott.

– Systemets förmåga att analysera komplexa data och tillhandahålla handlingsbara insikter kommer att leda till minskad stilleståndstid, lägre driftskostnader och en avsevärd minskning av risken för mänskliga misstag, säger Flasheyes vice vd Ida Rehnström

– Detta placerar anläggningen i framkant av modern gruvteknologi.

Lidarlösningen ska minska behovet av manuella, repetitiva uppgifter och avlasta arbetare från farliga och monotona uppgifter.

En lidarsensor bygger en 3D-karta av allt inom synhåll genom skicka ut laserpulser och mäta tiden det för ljuset att studsa tillbaka. Flasheye utvecklar system som låter dig installera och konfigurerar lidarbaserade övervakningslösningar.

Ordern kommer från svenska automationsföretaget Granitor Systems och ska användas i ”en av världens största underjordiska gruvor”. Den beskrivningen skulle i princip passa bra på norrländska gruvbolaget LKAB, som har Granitor som leverantör sedan tidigare. Men vem som är slutkunden är inte officiellt.

GRANITOR SYSTEMS är verksamt inom industrier från traditionell tung industri till infrastruktur. Den internationella gruvindustrin är en av de större kundsegmenten. För Flasheye är Granitor en av två stora internationella beställningar som företaget fått under kort tid. Flasheye fick en trög start, grundat mitt under brinnande pandemi, men säger sig nu växa snabbt.

– Vi konkurrerar på världsnivå redan. Vi når våra mål mycket tidigare än väntat, säger Ida Rehnström.

– Förr fick vi resa till alla över hela jorden, men vi har nått ett genombrott där världsledande företag åker till oss för att hälsa på i Luleå istället. Stora företag ser vår teknik som strategiskt viktig och vi blir en strategisk partner. Enligt Ida Rehnström kommer priserna på Flasheyes lidarlösning att vara konkurrenskraftigt med kameror. Detta gäller en version där datorkraften är intregrerad med kameran.

– Den blir som en IP-kamera fast för lidar.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Läs mer om Flasheyes lidarteknik här!

Ett steg mot förarlösa bussar

■ FORDONSELEKTRONIK

När 5G Ride sjösattes för fyra år sedan fokuserade det mycket på integritet, fjärrstyrning, sensorsystem och 5G-prestanda. När projektektet nu närmar sig sitt mål, har fokus skiftat mot acceptansen från användarna, och API:er som garanterar prioritet i mobilnätet när fordonet behöver det för att kommunicera med ledningscentralen.

Lanseringen hösten 2020 av forskningsprojektet 5G Ride skedde på kungliga Djurgården där prins Daniel fick klippa bandet och sedan provåka den självkörande minibussen som byggts om av T-Engineering, ett dotterbolag till kinesiska Dongfeng.

Systemet för självkörning kom från det lilla finska uppstartsföretaget Sense 4 och hade den sedvanliga sensoruppsättningen med radar, lidar, kameror, GPS och gyro för att skapa en karta runt fordonet.

ÄVEN OM MINIBUSSEN kunde klara sig på egen hand fanns det en reservförare bakom ratten som var redo att gripa in om något gick snett. Tillståndet för tvåveckors-

experimentet krävde det. 5G Ride är ett samarbete mellan Kista Science City, Ericsson, Telia, Keolis och Intel med finansiering av Vinnova och

Drive Sweden

Under åren har nya samarbetspartners tillkommit och några lämnat. Det handlar om Scania, KTH, Region Stockholm, Viscando, Vy och Applied Autonomy.

Fordonet har också bytts ut till en serieproducerad buss från franska Easymile.

REDAN FRÅN START var bussen uppkopplad via mobilnätet till en fiktiv ledningscentral. Mobilnäten är dock byggda för att i första hand skicka data till användarna, de har inte lika stor kapacitet för uppladdning. För att ändå kunna garantera kvaliteten i videoströmmen från bussen har Ericsson bidragit med ett API, ett gränssnitt till mobilnätet, som gör det möjligt att prioritera trafiken istället för att reservera kapacitet som för det mesta är outnyttjad.

– Man kan se API:er som att på ett lättimplementerbart sätt kommunicera med nätet och få de tjänsterna man vill ha, säger Yngve Selén på Ericsson.

där vagnarna är obemannade. Just avsaknaden av chaufför som kan larma eller gripa in om något händer var en springande punkt i svaren. Ett av önskemålen var att det skulle finnas väktare på vissa stopp för att det skulle kännas tryggt att åka.

MÖJLIGHETEN ATT LARMA har projektet löst med knapp som ger direktkoppling till en driftcentral. I projektet stod norska Applied Atonomy för lösningen medan buss- och tågoperatören Vy bidrog med personal som bemannade den fiktiva ledningscentralen.

En 360-graderskamera i taket på bussen visar vad som händer i passagerarutrymmet, och en operatör i driftcentralen kan prata med den eller de som finns i bussen ochj larma blåljuspersonal om så behövs.

Redan dagens LTE-nät har enkla API:er som kan prioritera trafiken.

– Man ökar en vikt i scheduleraren som säger att den här trafiken är viktig. Men med 5G blir det mycket mer granulärt.

API:er kommer att bli en möjlighet för operatörerna att sälja egenskaper som prioritet, förutbestämd latens, säkerhet, positionering och andra tjänster i 5G-näten när de uppgraderats till Stand Alone, 5GSA.

UNDER DEN AVSLUTANDE demonstrationen den 26 september i Kista fick ett gäng studenter visa hur prioritering fungerar i praktiken. Deras mobiler tog så mycket kapacitet från nätet att videoströmmen från bussen började flimra och frös av och till. Personen i ledningscentralen begärde då prioritet för sin uppkoppling och videoströmmen kom tillbaka med full kvalitet.

Men 5G Ride handlar inte om teknik. I en undersökning som gjorts av operatören Vy inom ramen för projektet slås det fast att det redan nu finns en acceptans för förarlösa fordon på dagtid, i stadsmiljöer. De som svarat jämför med att åka tunnelbana som visserligen inte är förarlöst men

Bussen har tillräcklig beräkningskraft för att själv analysera videoströmmen och upptäcka om någon ramlat eller beter sig avvikande, för att sedan larma ledningscentralen. Intel står både för servrarna i bussen och de algoritmer som upptäcker avvikande händelser, till exempel att en passagerare ramlat.

ÄVEN OM BUSSEN har en rad sensorer för att kartlägga omgivningen, klarar den inte att se runt hörn, en förmåga som skulle kunna göra det möjligt att planera körningen bättre för att slippa inbromsningar i korsningar med skymd sikt.

I projektet testades en stereokameralösning från Göteborgsföretaget Viscando som kan klassificera objekt som bilar, cyklister och fotgängare.

FÖR ATT VARA ANVÄNDBART för den självkörande bussen behövs pålitlig kommunikation med låg fördröjning, och sensordata från omgivningen måste dessutom fusioneras med fordonet egna data på ett säkert sätt.

5G Ride har testat tekniken hos Scania i Södertälje med hjälp av Telias 5G-nät. Kommunikationen mellan Viscandos system och lastbilen gick via molnet vilket adderade viss latens, men inte mer än acceptabelt. Dessutom ökade säkerheten.

PER HENRICSSON per@etn.se

KOLLEGORNA:

”Northvolt borde ha skyndat långsammare”

Alla har en åsikt om krisen på Northvolt. Vi har pratat med två konkurrenter. Vd för serbiska Elevenes har länge oroat sig över tempot och han får stöd av ytterligare en kollega, anonym.

Svenska Northvolt är flaggskeppspro jektet i EU:s stora plan på ett eget eko system för batterier.

Eller har kanske Northvolt redan gått i konkurs när du läser detta? Så kritiskt är läget när vi skickar Elektroniktidningen till tryckeriet måndagen den 14 oktober.

Northvolt är en koloss på lerfötter utan fi nansiering. Det har på kort tid skrinlagt eller lagt ner projekt efter projekt och tvingats till stora personalnedskärningar.

Bolaget behöver mer pengar, men finansiä rerna har fått kalla fötter efter att uppramp ningen till volymtillverkning dragit ut på ti den, i två år nu. Kunder får inte vad de beställt och BMW har avbokat en stor order.

Northvolt är inte Europas enda batteriupp start. Vad säger Northvolts svajande om de andras chanser? En vanlig farhåga har varit att om inte ens Northvolt – med sitt breda stöd – klarar att starta en batterifabrik i Europa så gör ingen det.

Volymtillverkning av battericeller i Europa är tryggad av rutinerade asiatiska jättar: koreaner, japaner och framför allt kineser. De producerar redan, och planerar mycket mer.

Men ingen av de ”europeiska” europeiska cellfabriksprojekten har kommit längre än Northvolt.

Vi ringer upp Nemanja Mikać, vd för serbiska Elevenes.

Han har varit en uttalad skeptiker mot Northvolts expansionstempo. På Battery Day 2022 protesterade han mot en prognos som gav Sverige en hög placering i kommande kapacitet.

– Jag skulle inte sätta Sverige så högt. Det är skillnad på faktiskt kapacitet och nominell.

Vilka lärdomar drar Elevenes från Northvolts problem?

– Vi vet nog redan det vi behöver veta, och får nu bekräftat vad jag spådde för flera år sedan, att de skulle få problem. Jag kände vartåt det barkade.

Den exakta orsaken till att Northvolt svajar just nu är inte riktigt rätt frågeställning, enligt Nemanja Mikać. Northvolt försvagade sig självt genom sin strategi och var förlorat förr eller senare.

– Jag har hoppats att de ska ändra kurs. Men om du inte vårdar ett träd så faller det efter några år.

Hur missköttes Northvolt?

– Grundproblemet var, anser jag – även om det låter knasigt – att de fick för mycket pengar, för fort.

Det öppnade möjligheten för dem att starta fler och fler anläggningar och utvecklingsprojekt. Allt detta stal uppmärksamheten från det som borde varit huvudfokus.

– De har fått inse den hårda vägen hur pass komplext det är att tillverka batterier.

Han beskriver batteritillverkning som en komplicerad process med massor av parametrar som måste hamna exakt rätt.

Samtidigt erkänner han att frestelsen måste ha varit stark.

– Marknaden fanns där. Möjligheterna var stora. Det fanns en tillräcklig efterfrågan. Hur kan man avstå? Någon ger dig tre stora tårtbitar – skulle du tacka nej? Det är svårt att ha den självdisciplinen.

– När sedan Northvolt skulle skala upp, gjorde de det för fort och tekniken hann inte mogna.

Nemanja Mikać beskriver det som att du i viss utsträckning kan köpa tid för pengar,

– Men inte till allt. Vissa saker måste du gå igenom själv. Du måste leva i dem, omfamna dem.

Misstag som Northvolt hade kunnat göra i liten skala gjorde de nu istället i stor skala. Det är extremt kostsamt att driva en gigafabrik. Varje dag kostar många miljoner.

– Jag vill absolut inte spela ner deras ambitioner. Det finns ett positivt budskap här – att det delvis är möjligt att tillverka batterier i Europa. Men kanske inte på det sätt som de vill göra det på.

Vad är skillnaden mellan vad Northvolt hoppades göra och vad som faktiskt är möjligt?

De borde ha gjort mer tekniskt arbete i en mindre skala och spenderat kanske 2–3 år med att bokstavligt talat leva med pilotlinjen, arbeta med den, förbättra den.

– Jag är medveten att detta skulle ha fördröjt projektet med kanske 2–3 år. Men nu är utfallet detsamma – till en betydligt högre kostnad.

En annan av batteriuppstickarna uttryckte samma sak till Elektroniktidningen i slutet av augusti.

– Jag vill inte säga något officiellt, men jag är rädd att Northvolt kommer att gå på en rejäl smäll. Det är att ta en extremt hög risk att bygga stort innan man har erfarenhet. Man riskerar att mångdubbla de misstag man gör om man inte först skaffar sig några års produktionserfarenhet på 100–200 MWh per år för att förbättra processen, innan man skalar upp.

Dagens batteriledare, CATL, byggde sin kompetens i sakta mak, berättar Nemanja Mikać.

– Det grundades 2012 men hade då redan tio års erfarenhet. De övade i mindre skala tills de visste vad de gjorde. Från 2012 till 2018 hade de sedan en väldigt långsam, noggrann upptrappning. Under sex år lärde de sig hur man skalar upp. Först 2018 började de skala upp på allvar.

Enligt Nemanja Mikać är det inte möjligt att skala upp och gå med vinst samtidigt. Du måste välja det ena eller det andra.

– Först skalar du upp, sedan stabiliserar du och ökar vinsten. Och sedan igen – skala upp, stabilisera, öka vinsterna. Det är en yinyangbalans.

– Men hos Northvolt handlade det bara om att skala upp. De fokuserade inte på lönsamhet. Den skulle komma en vacker dag. – Men den dagen kom aldrig.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Nemanja Mikać, vd för serbiska Elevenes.

ULTRA LOW LOSSES

Halle A6-502 Hall A6-502

With the WE-MXGI Würth Elektronik offers the newest molded power inductor series. It combines an innovative iron alloy material that provides high permability for lowest RDC values combined with an optimized wire geometry.

Ready to Design-In? Take advantage of personal technical support and free samples ex-stock. www.we-online.com/WE-MXGI

Highlights

• Extremely high power density

• Ultra low RDC values and AC losses

• Magnetically shielded

• Optimized for high switching frequencies beyond 1 MHz

Strafftullar stoppar inte Xpeng

■ FORDONSELEKTRONIK

Det var inga flygande bilar, inga batteribytesstationer och inget besked om en europeisk fabrik när den kinesiska elbiltillverkaren Xpeng visade upp den nya stadsjeepen G6 i Stockholm i fredags. Men ambitionen var hög, självförtroendet gott och EU:s strafftullar inget som kommer att slå igenom på priset till konsumenterna.

Xpeng grundades så sent som 2014 men började tillverka bilar redan 2018. Till att börja med såldes de i Kina men för tre år sedan lanserades märket i Norge. Till Sverige kom det året därpå. Och nu rör sig företaget söderut till Spanien, Portugal och England. Idag utgör importerade kinesiska märken runt 6 procent av alla elbilar som säljs i Sverige. Räknar man in även elbilar tillverkade i Kina av Tesla, VW och andra icke-kinesiska märken ökar det till 26 procent.

Framfarten har fått EU att höja tullarna på bilar som importeras från Kina. De varierar från 9 procent för Tesla till 36,3 procent på exempelvis SAIC och läggs ovanpå de 10 procent som gäller för samtliga importerade bilar. Om nivåerna blir permanenta får vi veta i november.

EFTERSOM MARGINALERNA i Europa är mycket högre än i Kina kommer tullarna troligen inte att slå igenom hos konsumenterna. I varje fall kör Xpeng den linjen just nu.

Störst i både Europa och Sverige av de kinesiska märkena är MG som bara har namnet kvar av det brittiska arvet. Bilarna utvecklas och tillverkas av kinesiska SAIC.

Tvåa är BYD och trea Zeekr. BYD tampas för övrigt med Tesla om att vara världens största elbilstillverkare. Företaget håller på att bygga en första europeisk elbilsfabrik i Ungern, och har även annonserat en i Turkiet. Tesla har som bekant en fabrik i Berlin.

KRÖNIKA HANS NILSSON och styrelsen på SER Xpeng G6

Hej alla SERmedlemmar och vänner!

Xpeng samarbetar med VW och har avancerat till en fjärde plats bland kinesiska elbilsmärken i Sverige.

Företaget ser sig självt som mjukvarucentrerat snarare än en biltillverkare. En tidigt svensk kund vittnade också om det. Han var tydlig med att det fanns många buggar när han hämtade ut sin stora SUV G9 men att företaget tog till sig av återkopplingen och snabbt skickade ut uppdateringar av mjukvaran som löste problemen.

RUNT 40 PROCENT av Xpengs 15 000 anställda sysslar med forskning och utveckling inklusive mjukvara. Bland annat har företaget ett fordonsoperativsystem kallat Tianji X. Sensordata kommer från 29 kameror och andra sensorer i ett system kallat XPilot.

Även elektroniken utvecklas internt och nyligen gjorde företaget tape-out på en AIkrets kallad Turing för förarassistans och självkörning. När den 40-kärniga kretsen kan finnas i en kommersiell bil är dock inte sagt.

En funktion som finns redan nu är att bilen kan parkera sig självt i en p-ruta. Funktionen är särskilt bra på trånga parkeringsplatser eftersom man kan kliva ur innan bilen backar in. Fast helt smärtfritt gick det inte i fredags inför hundratalet inbjudna gäster. Det krävdes två försök innan bilen var på plats.

EFTER EN LÅNG OCH HÄRLIG september så har temperaturen så smått börjat nå vanliga nivåer. Det innebär bl.a. också att vi har haft kick-off hos SER och att vi har tackat av Jan Danielsson, då han nu inte längre är EUREL ExCo Chair. EUREL har haft ett bra år, mycket aktiviteter, bl.a. för ungdomar. Femtitalet unga ingenjörer träffades i Bryssel under sommaren för att delta på European Future Technology Summit (EFTS) 2024. Fokus var hur vi ska öka motståndskraften i våra kommunikations- och energinätverk. En av talarna, Dr Sebastian Hallensleben, som leder standardiseringsarbetet runt AI inom EU, höll, som ni kanske kommer ihåg, ett seminarium för oss på SER förra året. Vi hoppas att Sverige kan skicka några unga ingenjörer 2025.

VIDARE DELADE MAN UT PRIS för bästa PhD avhandling och så delade man ut pris inom IMC. International Management Cup. Sverige har haft deltagare förr om åren, men inte denna gång, men tog trots det hem guld. Detta för att man bjöd in tidigare års vinnare till en Champions League-turnering och vi skickar ett stort grattis till Albin Mosskull och Edvin Johansson för deras storartade insats. Läs mer i vårt nyhetsblad som kommer inom kort.

TITTAR VI FRAMÅT så ska SER själva dela ut pris på vårt höstmöte i början av december.

Mer info: Föreningen utlyser 2024 års SER Junior Prize för att uppmärksamma de svenska elektro/data/IT-ingenjörernas viktiga arbete att främja den tekniska utvecklingen i Sverige. Priset tilldelas den teknolog/doktorand som av SER-juryn bedöms gjort årets bästa exjobb/avhandling under år 2024. Två exjobb/avhandlingar kommer få möjlighet att vinna!

● Upp till 570 km räckvidd

● Snabbladdning upp till 280 kW

SÅ SENT SOM I SOMRAS meddelade Autoliv att bolaget inlett ett samarbete med Xpeng kring säkerhetslösningar för flygande bilar. Inget har dock sagts om tidsplanen som också är avhängig när och hur myndigheter i olika länder tänker reglera området. Och inget sades heller om batteribyten som alternativ till snabbladdning. Istället trycket företaget på att G6-modellen har ett 800 V-batteri för extremt snabb laddning.

● 10–80 procent på 20 minuter

● 0–100 km/h på 4,1 sekunder

● Priset börjar på 529 900 kr

PER HENRICSSON per@etn.se

Nomineringen ska ha skickats senast 21 oktober till serjuniorprize@ser.se

PS. Vill du hjälpa till med EUREL:s aktiviteter till våren eller känner ingenjörsstudenter som vill? Ta kontakt med oss på SER! DS.

Jochen Hanebeck om GaN,

Tyska Infineon blev först av galliumnitridtillverkarna att annonsera en 300 mm-process. Nyheten från 11 september var ett givet ämne på ett rundabordssamtal en vecka senare med företagets vd Jochen Hanebeck och journalister från fackpressen. Även Kina, elbilar, fabriker och konjunkturen avhandlades.

– För halvledarindustrin handlar allt om att hantera konjunkturcyklerna och att fatta beslut som är långsiktigt riktiga. Där har vi en bestämd uppfattning om vart vi är på väg vilket är viktigt när marknaden vänder upp igen.

Det säger Jochen Hanebeck som är en långvägare på Infineon. Han började arbeta 1994 på Siemens halvledarverksamhet som 1999 blev Infineon. Han har förblivit företaget troget och tog över vd-posten 1 april 2022.

EN AV BOLAGETS största kunder är fordonsindustrin. Det gäller både för kraftelektronik och styrkretsar där den senare drar nytta av trenden med allt mer mjukvara - bilarna blir datorer på hjul.

– Det är sant att övergången till elbilar har saktat in i vissa europeiska länder, men det gäller inte Kina.

Jochen Hanebeck spekulerar i att nästa fas av elektrifieringen

kanske inte handlar om rena elbilar utan om laddhybrider med längre räckvidd.

– Det passar bra för våra IGBT:er [kiselkomponenter, reds anmärkning].

Han konstaterar samtidigt att geopolitiken gör saker mer komplicerade.

– Kina är en stor marknad för fordon och förnybart och de kommer att förbli en viktig marknad för oss. Sen följer vi alltid de regler som finns.

Han är snabb att tillägga att företaget inte förlitar sig på en enskild marknad. Går man tillbaka i tiden var Tyskland den största marknaden för Infineons fordonskretsar. Idag är Korea störst, följt av Kina och Japan. Tyskland är fyra och USA femma.

NÄSTA TILLVÄXTOMRÅDE för företaget är kraftkomponenter till förnybar energi, men även den marknaden befinner sig i lite av en svacka.

– Orsakerna är lite annorlunda än för fordonsområdet. Det handlar om att det finns för mycket material i leveranskedjorna medan installationstakten för solceller är oförändrad. Den marknaden kommer tillbaka när lagren är slut.

Efterfrågan på kraftförsörjning till serverkort är desto hetare, särskilt de med AI-kretsar.

– Idag behöver ett rack 100 kW, i framtiden kan det vara så mycket som 1 MW. Det är en stor möjlighet för oss.

Om utvecklingen inte bryts kan nio procent av all elektricitet som produceras i USA år 2030 konsumeras av datacenter.

Infineon har kraftkomponenter i kisel, kiselkarbid och galliumnitrid.

– Vårt mantra är att det inte är en spelplan för bara ett material.

Ta ombordladdare i bilar som exempel. Idag har de kiselkomponenter, i morgon är det kiselkarbid och på sikt galliumnitrid. Tittar man på kraftaggregat är de alla tre beroende på tillämpning.

Jochen Hanebeck framhåller också att kiselkomponenter är det givna valet för pluginhybrider eftersom de är billigare och man kan nöja sig med lägre

verkningsgrad, eftersom man inte behöver krama ur de sista kilometrarna ur batteriet.

SLUTLIGEN ÄR IOT ett viktigt område för Infineon, särskilt i kombination med AI där det blir allt vanligare att det körs i ändnoderna eller på ”kanten” som det ofta kallas.

– Vi är väl positionerade med styrkretsar där.

Nyheten i början av september att Infineon säger sig vara först med en 300 mm-process för galliumnitrid väckte stor uppmärksamhet. De första skivorna kommer att finnas till beskådande på Electronicamässan i november i München, men det dröjer till fjärde kvartalet nästa år innan kunderna får prover. Först 2026 blir det tal om kommersiella leveranser.

DET SVÅRASTE med processen är att det är olika gitterkonstanter i kisel och galliumnitrid vilket leder till defekter och i värsta fall att kretsarna inte fungerar, eller går sönder efter en tids användning.

En stor del av kunnandet handlar därför om hur man hanterar gränsskiktet så att det

fabriker, fordon och affärer

går att lägga fler epitaxiella galliumnitridlager som sedan utgör basen för komponenterna.

Processen har utvecklats på fabriken i Villach, Österrike, där det normalt tillverkas kraftkomponenter i kisel. Det är också där GaN-processen kommer att rampas upp. När efterfrågan ökar finns alltid möjligheten att flytta delar av kiseltillverkningen till fabriken i Dresden för att ge plats för mer galliumnitrid.

BÅDE GALLIUMNITRID och kiselkarbid är klart dyrare att tillverka än kraftkomponenter i kisel, men galliumnitrid på kiselskivor har potential att på sikt komma i paritet med kisel enligt Infineon.

Galliumnitrid handlar inte bara om att byta en komponent mot en annan. Tekniken ger möjlighet att krympa hela kraftomvandlaren vilket gör det möjligt att spara yta på kretskortet, att minska kylbehovet och att krympa slutprodukten. Idag innehåller lite dyrare mobil- och datorladdare ofta komponenter i galliumnitrid. Nästa större marknad ser ut att bli ombordladdare till elbilar.

Egna eller andras fabriker?

När det kommer till produktion har Infineon precis som andra tillverkare av kraftkomponenter egna fabriker. Det gäller även för sensorer, medan styrkretsar och andra logikprodukter tillverkas hos foundries.

– Att outsourca har fördelar vad gäller kapital och fungerar för styrkretsar där IP:t sitter i designen och mjukvaran. Om man jämför med GaN så är kunnandet i processen, det är inte hållbart att outsourca det. Om man kan addera mjukvara till kraftkretsarna då kan det ändras men jag ser inte att det kommer att hända. Infineon invigde nyligen

etapp tre av fabriken i Kulim, Malaysia, där renrummet utrustats med de första maskinerna för tillverkning av kiselkarbidkomponenter.

– Investeringen görs tillsammans med våra kunder, bland annat Huyndai och Ford. Den behövs redan nästa år för att vi ska kunna möta efterfrågan på kiselkarbid.

Även i Dresden bygger företaget en ny fabrik för kraftelektronik och sensorer. Den ska börja utrustas med maskiner nästa år för att börja leverera kretsar 2026.

– Slutligen har vi fabriken vi bygger med TSMC som ska rampa upp under 2028 och vara i full drift 2029.

Även den hamnar i Dresden.

Ingen vd-utfrågning är komplett utan att diskutera förvärv!

– Vi tittar ständigt efter förvärv men de måste passa strategiskt, kulturellt och finansiellt. Tittar man på historien tycker jag att vi gjort ett bra jobb. IR [International Rectifier] gav oss storlek inom kraftelektronik. Även lite galliumnitrid. Sedan fick vi inte köpa Wolfspeed, vilket gjorde

oss besvikna. Men det känns bra att köpa substrat från dem för att utveckla egna komponenter. Cypress handlade om att bredda oss utanför styrkretsar till fordon och säkerhet. De tillförde också kunnande inom uppkoppling. – GaN systems har blivit bra. Vi får frågan varför vi betalde så mycket men de har extremt bra kompetens och tillförde kunder. Sen har de många tillämpningar som inte är så kända och som jag förväntar mig kommer att växa ordentligt.

KÖPET AV GAN-SYSTEMS gav också en relation till foundryt TSMC som tillverkar komponenterna. Det finns kunder som kräver att det finns två olika fabriker för att över huvud taget designa in en komponent.

Vad det blir härnäst får vi såklart inte veta men fokus ligger på företag som kan tillföra något som inte finns internt vare sig det handlar om kraft, sensorer, uppkoppling, applikationsmjukvara eller virtuella prototyper.

– Sen är alla affärer inte möjliga, av geopolitiska skäl.

PER HENRICSSON per@etn.se

Spanien höjer budet på franskitaliensk gigafabrik från Kina

Om Stellantis och CATL väljer att förlägga en gigafabrik i Spanien, så får den 1,5 miljarder kronor i statsbidrag.

Northvolts uppskalningsproblem får just nu investerare i europeiska batterifabriker att dra öronen åt sig. Inte bara Northvolt utan även ett prisfall på batterimarknaden ger dem kalla fötter.

Men Spanien är varmt. Landet höjde just bidraget till Volkswagens planerade gigafabrik i Sagunto från 1,1 till 1,7 miljarder kronor.

OCH NU SOCKRAS alltså även anbudet på den gigafabrik som Stellantis och CATL tidigare meddelat att de planerar för ”en plats i Europa”.

Det nya budet på 1,5 miljarder kronor kan jämföras med de 28 miljarder kronor som den kompletta fabriken kommer att kosta. Den ska ge 3000 jobb.

Spanien är ett naturligt val för Stellantis som redan har biltillverkning i Figueruelas, en halvtimme med bil från den ort där den eventuella giagabriken

skulle placeras – Zaragoza, en timme och 20 minuter med tåg nordöst från Madrid.

Spanien, som redan har en stor fordonsindustri, använder sitt EU-pandenmistöd för att bygga ett ekosystem för elektrifierad vägtransport – från gruvor till laddare.

STELLANTIS HAR i olika projekt redan fått drygt lika mycket tidigare i stöd från Spanien. Den totala summan till Stellantis är härmed uppe i 3,4 miljarder kronor.

Stellantis och CATL är trots utfästelserna ännu inte redo att

lova något bestämt om en eventuell gigafabrik i Spanien. CATL är världens ledande batteritillverkare med en aktuell marknadsandel på över 37 procent och en FoU-budget på lika många miljarder kronor år 2022.

Att hålla CATL i handen är ett tryggt sätt för Stellantis att garantera lyckad volymproduktion av battericeller i Europa – i detta fall LFP-celler, enligt deras tidigare annonseringar.

Stellantis varumärken inkluderar italienska Fiat och franska Peugeot.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Europas första litiumraffinaderi tyskt

Raffinaderiet i Tyskland hoppas kunna producera 100 000 ton litiumhydroxid år 2030, nog för 2,5 miljoner elbilar. Fler raffinaderier är på gång i Europa, bland annat ett från Northvolt.

Tyska AMG Lithium har invigt produktion av litiumhydroxid i Bitterfeld-Wolfen, Tyskland. Den första av fem planerade moduler på 20 000 ton vardera producerar batterikompatibel litiumhydroxid.

All kommande produktion från den första modulen är såld. Utbyggnaden hänger på det framtida intresset.

Kunderna är batteritillverkare i Polen och Ungern. Exakt vilka anges inte i AMG:s pressmeddelande. Men enligt Elektroniktidningens anteckningar tillverkar koreanska LG Chem battericeller i Wroclaw, Polen. I Europas battericentrum Ungern planeras

eller bedrivs cellproduktion av koreanska Samsung och SK, kinesiska CATL och Eve, samt japanska Yuasa.

AMG:s litiumråvara hämtas från dess egen gruva i Brasilien och skickas därifrån till Kina för en första bearbetning. I framtiden ska den bearbetningen göras på plats i Brasilien.

AMG HOPPAS PÅ SIKT få se en komplett värdekedja för litium i Europa, inklusive gruvdrift.

Den planerade produktionen på 100 000 ton år 2030 kan jämföras med de 700 000 ton som den europeiska marknaden enligt AMG väntas efterfråga år 2030.

Uppsalas batteribolag tar in 150 miljoner

Uppstartsföretaget Altris säkrar 150 miljoner kronor i en B1-runda där bland annat batteritillverkaren Clarios och rederiet Maersk ingår. Pengarna ska användas för att bygga klart pilotlinan.

Så sent som i januari fick Altris ett stöd från Energimyndigheten på 77 miljoner kronor för att påbörja bygget av en pilotanläggning som ska leverera katodmaterial i kommersiell skala. Nu skjuter ett konsortium, med bland annat samarbetspartnern Clarios och Maersk, till 150 miljoner kronor. Även de tidigare ägarna EIT Innoenergy och Molindo deltar.

NORTHVOLT var tidigare största ägare med 18 procent men deltar inte i denna runda, enligt Dagens Industri. Ågarna representerar Altris huvudmarknader, det vill säga batterilager i elnätet, lågspänningsbatterier till fordon samt marintillämpningar.

Litiumraffinaderier är en viktig del av batteriekosystemet. Processen domineras idag globalt av Kina. Men EU är på gång:

● I Zinnwald i Sachsen planeras en klassisk underjordsgruva.

● I Oberrheingraben i Övre Rhendalen ska Vulcan Energy Resources utvinna litium ur geotermiska källor nästa år.

● Kanadensiska Rock Tech planerar att producera 24 000 ton litiumhydroxid i Guben i Brandenburg.

● Northvolt planerar 35 000 ton i Portugal tillsammans med Galp, i ett projekt som försenats.

● European Lithium planerar 10 000 ton i Wolfsberg, Österrike.

● Keliber hoppas kunna producera 15 000 ton i Karleby, Finland.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

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

MATERIALET blir både billigare och miljövänligare än dagens alternativ. Det består av järn, kväve, natrium och kol vilket företaget fyndigt döpt till Fennac (FeNNaC). Inom kemin är det däremot känt som preussiskt vitt. Energiinnehållet i materialet ligger är minst 160 mAh/g vilket i en färdig cell ger ett energiinnehåll på 160 Wh/kg.

PER HENRICSSON per@etn.se

Så skapar CATL miljonkilometersbatterier

En garanterad livstid på 2,7 miljoner kilometer – det är vad kinesiska batterijätten CATL utlovar för en av tre nya LFP-batterisystem under varumärket Tectrans. Vi listar tekniska innovationer bakom de nya batterimodellerna.

De två andra modellerna är istället optimerade för snabbladdning respektive kapacitet. Den ena laddas till 75 procent på 50 minuter och den andra har en densitet på 175 Wh/kg, då med en livslängd på ”bara” en miljon kilometer.

Allt berättas av CATL i ett pressmeddelande.

TVÅ AV MODELLERNA är avsedda för tunga lastbilar och ska kunna ge en räckvidd på upp till 500 km. De kan användas för långdistanstransporter såväl som för korta hamnleveranser.

● T Superfast Charging laddar i upp till 4C, eller i praktiken till 70 procent på 15 minuter.

● T Long Life Edition har en garanterad livslängd på 15 år, eller 2,8 miljoner kilometer.

DEN TREDJE BATTERIMODELLEN , T Bus Edition, är avsedd för bussar. Den har en energidensitet på 175 Wh/kg, vilket enligt CATL är den högsta kända densiteten för LFP-batterier i bussar. Livslängdsgarantin gäller alla klimat. Från –45°C i arktiska länder som Norge och Sverige, skriver CATL i pressreleasen, till 45°C i Qatar och Dubai.

TECTRANS BYGGER enligt CATL på omfattande forskning och

utveckling. CATL räknar upp innovationer:

● En elektrolyt som använder en ny additiv molekylär design

● En exakt formad folie som ger stabilare gränsytor mellan materialen i battericellerna

● Flödeskanaler som upprätthåller separata temperaturzoner

● Ytan på anodmaterialen har modifierats för att förbättra deras reaktivitet och undertrycka sidoreaktioner. Detta ska stödja transport av litiumjoner.

● Cykelstabilitet och energidensitet har ökats med hjälp av aktiva katodmaterial med rikt litiuminnehåll och hög strukturell stabilitet

● En ”high-press density”-design av katoden på mikronivå ska ha ökat energidensiteten

● Detsamma för en U-formad tätning och en ”zero-draft angle structural innovation”.

EN AV SVENSKA Northvolts pitchar har varit att introducera ett klimat- och miljötänkande i ett batteriekosystem som idag saknat detta. Men CATL har numera samma uttalade mål. Batteritillverkningen ska ha nettonollutsläpp senast 2025 och hela batterileveranskedjan senast 2035.

Idag ska nio av CATL:s fabriker redan ha nått koldioxidneutralitet.

CATL:s nuvarande årskapacitet för batteriåtervinning är 270 000 ton batterier. Återvinningsgraden ska vara över 99,6 procent för nickel, kobolt och mangan, och 91 procent för litium.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

KTH vill skapa batteri med Saft

KTH och batteritillverkaren

Saft har skickat en ansökan till Centrum för ny energiteknik för att få utveckla nya batterikoncept för elnätsapplikationer som ska vara 20 procent mer kostnadseffektiva och ha bättre miljöprestanda än nuvarande litiumjonbatterier.

Fokus ligger på traditionell nickel-kadmiumkemi. Detta enligt ansökan för att minska beroendet av osäkra leveranskedjor för litium.

Nya batterikoncept och nya batterimodeller kommer att tas fram och deras värde i nya marknadssegment kommer att analyseras. Slutligen ska planer för industrialisering av de nya koncepten utarbetas och genomföras.

– Det framgångsrika samarbetet med KTH har varit värdefullt för att vidareutveckla Saft:s redan starka koncept, säger Daniel Nilsson på Saft i Oskarshamn.

CENTRUM FÖR NY ENERGITEKNIK (CNETO) är en samverkansplattform mellan offentlighet, akademi och näringslivet med syfte att stärka utvecklingen i Oskarshamnsregionen för en hållbar och klimatneutral framtid.

Batteritillverkaren Saft,som numer tillhör Total Energies, har verkat på plats i Oskarshamn i drygt 100 år. Saft tillverkar lösningar för att säkra kritiska verksamheter vid oväntade händelser.

KTH/ELEKTRONIKTIDNINGEN

Pressat batteribolag

tar in en halv miljard

När den amerikanska operatören Dish slutade köpa batterilager från svenska Polarium hösten 2022 halverades intäkterna året därpå vilket ledde till en förlust på över en halv miljard kronor. Nu har det pressade bolaget säkrat en halv miljard kronor i nytt kapital samtidigt som leveranserna till Dish återupptagits.

Våren 2022 satsade tjänstepensionsförvaltaren AMF en knapp miljard kronor i Kistabaserade Polarium, som utvecklar modulära energilagringslösningar för telekom, tillverkningsindustri och kommersiella fastigheter. Ett halvår senare gick även pensionsbolaget Alecta in med lika mycket för 10 procent av ägandet.

I AUGUSTI 2023 fyllde företaget på kassan med 436 miljoner kronor från ägarna inklusive AMF, Alecta och största ägaren som är Harald Mix.

Men när den överlägset största kunder, den amerikanska operatören Dish som stod för en tredjedel av omsättningen,

hösten 2022 slutade köpa rann pengarna snabbt ur bolaget. Dagens Industri har den senaste tiden rapporterat om försöken att rädda bolaget och nu skriver tidningen att ägarna satt in en halv miljard kronor i nytt kapital.

– Den nya ledningen har en trovärdig affärsplan att åter göra bolaget lönsamt och skapa möjligheter för framtida tillväxt. En viktig aspekt är att det nu finns ett avtal med Polariums största kund att återuppta leveranser, vilket givetvis är positivt, säger Magnus Tell på Alecta i ett pressmeddelande.

POLARIUM GRUNDADES år 2015 under namnet Incell och utvecklar modulära energilagringslösningar baserade på litiumjonteknik.

På senare tid har företaget adderat möjligheten att använda systemen för energioptimering –att balansera utbud och efterfrågan – vilket gör att kunderna kan minska sin energikostnad och bidra till att balansera elnäten. PER HENRICSSON per@etn.se

Jättemarknad öppnas för svensk sensortillverkare

Trafikverket ska bygga ut ett nationellt sensornät för att övervaka alla 2 000 spårväxlar i det svenska järnvägsnätet. För svenska sensortillverkaren Strainlabs kan det öppna en jättemarknad.

Trafikverket vill på sikt utrusta alla växlar med sensorer som i realtid mäter temperatur, drivmotorns strömförbrukning, vibrationer och andra faktorer. Sensordata går till en lokal dator (Remote Terminal Unit) som kan bearbeta dessa men data skickas också vidare till en nationell server.

– Vi ska göra en upphandling av sensorer och annan utrustning under senare delen av 2025. Vi planerar för en långsiktig utbyggnad av sensorer i hela landet, säger Arne Nissen, ansvarig för underhållet av spårväxlar i Trafikverket.

Trafikverkets nationella sensornät kommer rimligen att bli ett av de större sensornätverken i landet.

Trafikverkets vill ha hela sensornätverket under egen kontroll och det blir underhållsavdelning som svarar för investeringar och utbyggnaden liksom driften fram till och med server. Sensordata ska sedan långtidslagras i Trafikverkets molntjänst. Ytterligare bearbetning med samkörning av data från olika källor ska göras regelbundet i det centrala datalagret. Det är Trafikverkets IT-avdelning som svarar för driften av den interna molntjänsten.

– Vi samlar in data till vår servermiljö, vi analyserar vissa data själva, men sedan kan vi köpa analyser av leverantörer som utvecklat egna avancerade analysverktyg. Det finns ett antal företag som är

intresserade av att sälja sådana analyser. Allt detta kommer att ske i realtid, säger Arne Nissen.

– Den närmaste tiden ska vi framför allt koncentrera oss på att ta fram de analysverktyg vi behöver ha för att utnyttja de sensordata som vi ska inhämta i framtiden, säger Arne Nissen.

Han betonar att det är kapaciteten och precisionen i analysverktygen som avgör hur stor nytta Trafikverket kan få av alla sensordata.

ELEKTRONIKTIDNINGEN har pratat med Pierre Henri Bougeant, expert på digitalisering hos järnvägsleverantören Vossloh.

Han anger att infrastrukturoperatörer, som Trafikverket, behöver bygga upp en kapacitet på fyra områden:

– Att samla och bearbeta data är i princip den nya oljan. Genom att utnyttja sådana arbetsmetoder kan infrastrukturoperatörerna effektivisera driften av järnvägsnäten, säger Pierre Henri Bougeant. Han säger vidare att järnvägsbolag runt om i världen nu är i full färd med att införa den nya tekniken.

Pierre Henri Bougeant betonar också behovet av standardisering som kan driva ner priserna i botten.

1. Lokala sensorer i spårväxlar.

2. Sensorer i lok och fordon.

3. Sensorer i drönare, helikoptrar och satelliter.

4. Samkörning och bearbetning av sensordata i molntjänster.

– Jag håller med Pierre Henri Bougeant om den bild han ger av nyttan med den nya tekniken och drivkraften för de fyra områdena, säger Arne Nissen. Han påpekar att Trafikverket bland annat provar att ta hand om data från lok och vagnar som är utrustade med sensorer. Nyttan handlar om att tidigt fånga upp varningar om fysiska brister i järnvägsnät och banunderbyggnad. Genom att regelmässigt utnyttja drönare, helikoptrar och satelliter för att inhämta data går

Skruv med sensor förhindrar olyckor

Svenska sensortillverkaren

Strainlabs ser en ny jättemarknad när järnvägsbolag som svenska Trafikverket inför sensorer i sina nät. Företaget har utvecklat en sensorteknik som kan förhindra att skruvar lossnar.

I det svenska järnvägsnätet finns hundratusentals skruvar som håller räls och spårväxlar på plats. Strainlabs sensor mäter att skruvarna verkligen är tillräckligt åtdragna. Börjar skruvar lossna, alternativt överbelastas, så larmar företagets övervak-

ningssystem och olyckor kan förhindras. Det blir också bil ligare jämfört med dagens manuella kontrollsystem. Budskapet kommer från Strainlabs vd Csaba Madru – Min bedömning är att Strainlabs sitter i en guldsits. Vi har utvecklat en produktportfölj för att övervaka skruvar på avstånd och vi ser en marknad hos järnvägsindustri, processindustri, tillverkningsindustri, gruvindustri, bilindustri, vindkraft och solkraft, säger Csaba Madru till Elektroniktidningen. – Det finns ett behov i det svenska järnvägsnätet på flera tiotusentals

sensorer. Vi har hittat ett tiotal punkter i varje spårväxel som vi bedömer är värd att fjärrövervaka med vår sensor.

Företaget har patent på sin sensor i EU, USA och Kina. Inom järnvägsindustrin har man valt att använda skruvförband för att hålla räls och spårväxlar på plats. Ett skruvförband innebär att två räler hålls samman med hjälp av skruv och mutter. För att inte skada godset används bricka eller flänsmutter så att kraften vid åtdragning fördelas över en större yta. Det är av yttersta vikt att skruvarna i ett skruvförband

är åtdragna med rätt moment och detta kan mätas med Strainlabs sensor.

Men järnvägsväxlar utsätts för stor belastning och vibrationer. Åtta miljoner bruttoton per år passerar en normal spårväxel. Även ballasten (makadam) som spårväxeln vilar på påverkas av järnvägstrafiken. Därför kan skruvar i skruvförbandet lossna. Omfattande manuell kontroll är därför nödvändig med dagens rutiner. Strainlabs sensor är placerad inne i skruven som skruvas på plats i ett befintligt skruvförband.

Sensorn har ett batteri som håller fem till sex år. Denna sensor mäter

det att upptäcka förändringar och sättningar i naturen.

Hur snabbt den nya tekniken kommer att kunna införas och få full effekt är dock en svårare fråga. Arne Nissen har ingen prognos.

– Vi sjösätter vårt nya datalager 2026 och sedan får vi se hur många år det tar innan vi har tekniken tillgänglig för hela järnvägsnätet.

Kostnaden för att införa tek-

den förspänning som skapats i fästelementet när skruven dragits åt. Därmed går det att mäta i realtid att skruven är tillräckligt åtdragen. Strainlabs sensorskruv skickar sedan kontinuerligt iväg data som inkluderar förspänning, temperatur, information om signalstyrka (Rssi), samt batteristatus var 10:e minut till en molntjänst.

Där finns Strainlabs analysprogram som kontrollerar att alla rapporterade värden klarar uppsatta normalvärden. Denna information rapporteras löpande tillbaks till järnvägsbolaget som därmed får uppdaterad information. I framtiden kommer sensorn att utrustas för att mäta på fler områden.

Företaget anger att den årliga kostnaden per standardsensor är

niken och nyttan är de stora frågorna, anser Nissen.

– Om vi fick betala 1 000 kronor per år och sensor så skulle vi kunna införa tekniken i större skala, till betydligt fler spårväxlar. Vi förhandlar med leverantörer som ibland vill ha 20 000 kronor per år och sensor för sin tjänst, säger Arne Nissen.

GÖTE ANDERSSON gote@etn.se

under 1 000 kronor. För svenska Trafikverket innebär det att den totala kostnaden för att övervaka landets alla spårväxlar med en av Strainlabs sensorer uppgår till cirka 10 miljoner kronor. Allt enligt den information som Strainlabs lämnat.

Strainlabs har samarbetet med det tyska företaget Vossloh som är en av Europas största leverantörer av spårväxlar.

– Strainlabs intelligenta skruvar är unika. Vi känner inte till någon annan motsvarande produkt, säger Björn Lundvall på Vossloh och fortsätter:

– Vossloh kan ge Strainlabs en världsmarknad. Vi säljer deras produkt till våra kunder i hela världen.

Stål är elastiskt. Ju varmare det är, ju mer expanderar skruven. Samtidig

mätning av spännkraften och temperaturen ger viktigt information.

Vossloh, Strainlabs och Trafikverket har nu två samarbetsprojekt där Strainlabs sensor ska verifieras för olika behov.

– Trafikverket har ett fall på Malmbanan där skruvförbandet lossnat betydligt snabbare än normalt i flera fall. Vi vill använda Strainlabs sensor för att försöka hitta en förklaring, säger Lundvall.

Vossloh utvecklar också en ny produkt som ska användas för att hantera problemet med solkurvor i järnvägsnätet. Produkten kallas dilationsanordning. Företaget vill då använda Strainlabs sensor för att få ut mätdata ur skruvförbandet.

– Vossloh bedömer att prov pågår med Strainlabs produkter fram

till nästa sommar. Om proven går bra så kan Vossloh erbjuda kommersiella produkter nästa sommar, säger Björn Lundvall.

Hur lång tid tar det innan vi får se storskaligt införande av sensorer, typ Strainlabs?

– Min bedömning är att det kan ta fem till tio år innan storskaligt införande tar fart, säger Pierre Henri Bougeant, expert på digitalisering i Vossloh.

Strainlabs startade verksamheten 2014 och 2022 lanserades deras produkt. Nu pågår projekt med verifiering av funktionen hos ett antal kunder. Cirka 80 miljoner kronor har hittills investerats i företaget, huvuddelen av riskkapitalister.

Datorer kan bli mer robusta mot minnesfel genom Cheri – en hårdvaruteknik för skydd och övervakning av pekare.

Elektroniktidningens skribent ser nischer för Cheri men ser Arms existerande teknik MTE som mer attraktiv generellt.

Två sätt att säkra minnet genom hård övervakning

Cirka 70 procent av alla sårbarheter i datorsystem beror på problem med minneshantering. En siffra som inte nämnvärt krympt, trots att det lagts mycket tid och arbete på att motverka dessa problem.

Kodningsregler, granskningar, verktyg för kodanalys, stresstestning med indata (fuzzing) är några sätt. Men ingen metod har löst det grundläggande problemet.

I C och C++ är en pekare ett heltal som råkar innehålla en adress. Vad den pekar på – och hur resurser den pekar på allokeras och används – kontrolleras inte av språket. Typiska exempel på sårbarheter är att skrivningar sker utanför en allokerad minnesbuffert, och därmed skriver över minne som används till andra saker – exempelvis instruktioner som cpu:n ska exekvera.

Det går att byta till programspråk som Go eller Rust, som har denna typ av kontroll. Samtidigt finns enorma mängder program och system skrivna i C och C++. Att skriva om all kod går helt enkelt inte.

En lösning måste gå att applicera på befintliga kodbaser med noll eller minimal förändring, och måste kunna fungera i befintliga system utan att driva kostnad eller försämra prestanda. Inte minst är detta viktigt för inbyggda system med långa livslängder och hårda krav på minimerade resurser och kostnader.

Det går att begränsa skadorna genom att isolera program och system från varandra, exempel-

vis genom virtualisering. Det går även att begränsa vilka systemresurser ett program får använda. Ett bra exempel på detta är ’pledge()’ i operativsystemet OpenBSD, där programkoden deklarerar vilka resurser programmet avser att använda. Operativsystemet kan då stoppa access till andra resurser.

Men dessa metoder löser inte det grundläggande problemet. 2023 uppmanade USA:s cybersäkerhetsmyndighet Cisa till användning av något som kallas Cheri (Capability Hardware Enhanced Risc Instructions), alltså något som utökar en processors instruktioner med ’kapabilitet’ – men vad är en kapabilitet och varför skulle det vara lösningen?

Hur fungerar Cheri egentligen?

Cheri är från början ett forskningsprojekt på Cambridge University. Arbetet har pågått sedan 2014 och börjar nu finnas i produkter.

Kärnidén i Cheri är att med nya cpu-instruktioner göra det möjligt att från applikationsnivå definiera vad som är en pekare.

För en Cheri-pekare finns sidoinformation som definierar hur den får användas och inom vilket minnesområde den får användas. Cpu:n ansvarar för att se till att dessa regler efterföljs.

Cheri-pekarna implementeras genom att cpu:ns instruktionsregister kompletteras med ett antal fält.

● Om värdet i registret är en Cheri-pekare eller ej

● Vilka rättigheter pekaren har

● Om pekaren ändrats eller ej

● Vilket minnesområde pekaren får adressera

Utrymmesmässigt innebär fälten att ett register dubbleras i storlek. En 64-bitarspekare växer enligt Cheri-specifikationen till 129 bitar.

Kapabiliteten är vilken typ av operation pekaren får användas

Cheri vaktar gränser och användning.

till, exempelvis läsa, skriva, anropa en extern resurs, och om pekaren får kopieras eller ändras. Rättigheterna sätts när pekaren deklareras i källkoden och följer med när en pekare kopieras. Rättigheterna kan ändras – men i så fall bara reducera vad pekaren får användas till –exempelvis från att både få skriva och läsa till att bara få läsa.

Det Cheri åstadkommer är att finkornigt göra det möjligt att veta vad som är en pekare, och sedan med stöd i cpu:n övervaka hur den används och detektera försök att använda pekaren på ett inte godkänt sätt. Och då vidta lämpliga åtgärder.

Detta gör det möjligt att förhindra många typer av minnesrelaterade problem precis när dom är på väg att uppstå . Cheri ger därmed ett skydd liknande det som språk med kontroll av minnesanvändning ger, men utan att du behöver skriva om applikationen.

Som vi ser är Cheri inte transparent. Programmeraren måste i sin kod deklarera vad som är en Cheri-pekare och vad den

Nya instruktioner ger CPU:n möjlighet att

ska användas till. Kompilatorn måste kunna generera Cheriinstruktioner.

Vidare måste operativsystemet inte bara kunna hantera signaler från cpu:n när en pekare används på fel sätt. Operativsystemet självt behöver väsentligen också skrivas om för att använda Cheri, eftersom det är i operativsystemet effekten av minnesrelaterade svagheter får störst effekt.

För att stödja Cheri behöver cpu:n utrustas med Cheriinstruktioner, få större register så sidoinformationen får plats, samt funktionalitet som krävs för att använda Cheri-pekarens sidoinformation och utföra den kontroll som krävs. Det innebär även att beteendet hos vissa befintliga instruktioner påverkas. Hoppinstruktioner måste exempelvis ta hänsyn till Cheri-tillståndet för att avgöra hur ett hopp ska exekveras. I enklare cpu:er typiska i inbyggda system, som inte kan exekvera mer än en instruktion i taget och inte implementerar hoppspekulering, blir påverkan på processorn mindre. Samtidigt

är RISC-V idag den primära arkitekturen de utvecklar stöd för. Det finns flera mjuka RISC-Vprocessorer med stöd för Cheri. Företaget Codasip erbjuder exempelvis flera RISC-V-kärnor för integration i FPGA:er och ASIC:ar. Dessa cores är i första hand avsedda för embeddedapplikationer med låga till medelhöga prestandakrav. Kompilatorn Clang kan generera Cheri-instruktioner för RISC-V. Det finns även operativsystem som stödjer Cheri, exempelvis CheriBSD. Men inget av dom stora operativsystemen stödjer Cheri.

Ett område där Cheri verkar kunna få fotfäste är fordonsindustrin. Projektet AutoCheri arbetar med att visa hur Cheri kan lösa många av de säkerhetsproblem och krav som i dag ställs inom fordonsindustrin. Codasips kärnor riktas reklammässigt mot fordonsindustrin som produktområde.

ARM släppte versioner av ARMv8-A-processorer med stöd för MTE 2019. Samma år kom stöd i Android för MTE. MTE finns alltså redan ute på marknaden. Tidigare i år presenterades en attack på MTE och längden på kontrollfältet visade sig vara en svaghet. Men MTE används redan så vi kan förvänta oss att MTE utvecklas av ARM.

Expertens kommentar

Björn Töpel är en av Sveriges mest erfarna kernel-utvecklare med bakgrund från bland annat Intel. Han arbetar bland annat med utveckling av Linuxkärnan för att stödja högpresterande RISCV-processorer. Hur ser Björn på Cheri?

är detta ett område där kostnadspressen är hård.

I högpresterande processorer – som kan exekvera flera instruktioner samtidigt, som hämtar in ett stort antal instruktioner förväg och som använder hoppspekulering – finns internt hundratals register. Här slår Cheri-funktionaliteten hårt mot komplexiteten, strömförbrukningen och potentiellt prestandan hos cpu:n.

Samtidigt är kostnaden för programmeraren att använda Cheri relativt begränsad. Det ändrar inte själva beteendet i koden. Det är mycket mindre jobb att göra än att skriva om hela applikationen i ett nytt språk. Däremot måste programmeraren tänka till hur en pekare ska komma att användas redan när den deklareras. Om pekaren inte får rätt begränsningar i hur den får användas, eller inga alls, ger Cheri inte mycket högre säkerhet.

När kommer Cheri att finnas på marknaden? För forskarna från Cambridge

2019 startade ARM projektet Morello. Syftet med projektet är att utvärdera Cheri i typiska embedded-miljöer. Morello tittar på svårigheten att portera kod, hur effektivt stödja Cheri i typiska operativsystem, samt utvärdera kostnaden för att stödja Cheri i processorer. 2022 släppte ARM ett Morello-cpu-utvecklingskort för denna cpu. Morello har två cpu-cores baserade på Neoverse N1 utökade med Cheri-instruktioner. Morello-chipen är bara till för utvärdering och kommer inte säljas som en produkt.

Inom Morello-projektet arbetar ARM tillsammans med partners med att implementera stöd för Cheri i Linux. Dock är det i skrivande stund långt kvar till att Linux med Cheri är färdigt för användning.

Alternativa lösningar ARM arbetar i Morello-projektet med att utvärdera Cheri. Men ARM har också en egen lösning: MTE (Memory Tagging Extension). MTE lånar grundidén från Cheri att med sidoinformation göra det möjligt att kontrollera hur minnesresurser får användas. Men i MTE är det minnet, inte pekarna som kontrolleras. Kontrollfältet i MTE är fyra bitar, och metoden för hur fel ska hanteras i operativsystemet gör att MTE ger mycket lägre påverkan på cpu:er, system och applikationer.

– Cheri Introducerar ett nytt ABI som kräver mycket jobb att stödja. Linux har visat sig svårt att porta. Pekare i Linux är typiskt av typen ‘long’, vilket inte stämmer med Cheri. Det blir inte ’bygg om koden’, utan ’porta till en helt ny arkitektur’. Det var mycket diskussioner om ARMs Morello. Men intresset hade varit större om det fanns mer Cheri-hårdvara med liknande prestanda som existerande arkitekturer.

Slutsatser

Cheri har potential att eliminera flera typer av minnesrelaterade säkerhetsproblem, men långt ifrån alla. Cheri kräver viss modifiering av ett programs källkod för att använda Cheri-pekare. Men sedan måste även verktyg, operativsystem och processorn stödja Cheri på olika sätt.

Detta är stora förändringar, som dessutom måste koordineras mellan olika parter och intressenter för att ge någon effekt. Detta gör att Cheri troligen inte kommer att vara en generell lösning. Men för säkerhetskritiska applikationer och nischer som automotive kan Cheri vara sättet att hantera säkerhetskrav.

Cheri visar vägen – hur hårdvara och programvara kan samarbeta för att faktiskt börja reducera mängden minnesrelaterade sårbarheter, men för generella system stavas implementationen nog MTE.

JOACHIM STRÖMBERGSON joachim@etn.se

identifiera och skydda minnet mot felaktig användning. BILD: JAN TÅNGRING

Så slår han mynt av sin öppenkod

Daniel Marjamäki har hittat ett sätt att leva på kodanalysatorn Cppcheck – ett öppenkodsprojekt som han själv grundat och lett under 17 år.

Affärsidén är helt enkelt följande: att licensera en plugin som ger en säkerhetscertifierad version av verktyget – Cppcheck Premium.

Det betyder att ett bolag som vill ha en certifiering för en säkerhetskritisk produkt inte självt behöver visa att deras verktyg är säkra, utan kan hänvisa till den licensierade versionen.

– Och på det viset spara tusentals ingenjörstimmar, säger vd Pär Jelger. Cppcheck är ett verktyg för statisk kodanalys. Det finns många verktyg av det slaget, både kommersiella och ickekommersiella, och med olika strategier för att jaga efter buggar. Cppchecks styrkor ska bland annat vara att det arbetar snabbt, är lätt att konfigurera och har en låg andel falsklarm.

– Där har vi flera dialoger på gång. De skickar ut den här typen av verktyg med utvecklingsmiljöerna för sina chip, berättar Pär Jelger.

Ofta distribuerar chiptillverkaren redan öppenkodsversionen av Cppcheck. En certifierad version skulle vara uppenbart intressant för utvecklare inom områden som fordon, medicinteknik och rymd, där det krävs hög säkerhet.

Företaget – Cppcheck Solutions – har nu existerat i två år. I slutet av maj fick företaget ytterligare en medarbetare, Frida Mistberg. Det är hennes marknadsföring som ger Elektroniktidningen nys om deras existens.

Det är ett litet företag med idag fyra anställda. Målet just nu är att växa sakta med fler utvecklare. Omsättningen klättrade upp från hundratusen kronor 2022 till tre miljoner kronor år 2023.

Du kan ha stött på Cppcheck Solutions i orange t-shirts på mässan Embedded World i Nürnberg i april. De besökte bland annat de stora chiptillverkarna.

Verktyget har funnits som öppen källkod i sjutton år. Det används idag av nästan en femtedel av världens alla C- och C++utvecklare, inklusive för kod till inbyggda system. En fördel är att Cppcheck inte kräver att koden är helt körbar, och därför kan användas i tidiga utvecklingsfaser, även när hårdvaran inte är tillgänglig.

Cppcheck är känt för att år 2014 ha hittat en kritisk sårbarhet i mjukvaran X. Den hade legat dold i hela 22 år och fanns i Unix- och Linuxinstallationer överallt. Den kunde ge fri tillgång, root access, till hela systemet.

– Efteråt blev det en enorm nedladdningstrafik av Cppcheck, och ett enormt patchande av servrar över hela världen, berättar Daniel Marjamäki, teknikchef och grundare.

ÖPPENKODSPROJEKTET har haft kring femhundra bidragsgivare genom åren, från olika branscher.

– De flesta har något problem, som de löst. De skickar in en

patch och sedan så gör de inget mer. Sedan finns det vissa som jobbar aktivt och fortsätter att bidra. Just nu är de en handfull, kanske 10 till 20 stycken.

Daniel Marjamäki startade öppenkodsprojektet av en klassisk orsak: för att klia en egen irritation. Det saknades en statisk kodanalysator för delar av ett projekt i den miljö han jobbade, Borland C++ Builder.

Projektet utvecklade C-kod för styrsystem till traktorer och skogsmaskiner. Bland annat skapades ett grafiskt gränssnitt för programmering av styrsystemen.

Det irriterande var att de kodanalysatorer som fanns inte kunde hantera kompilatortillägg som användes av Builder för dess lösningar för callbacks, events och annat. Ur den klådan föddes Cppcheck.

– Jag startade det som ett litet hobbyprojekt och hade inte några större planer. Inte att det skulle bli så stort som det blev.

CPPCHECK HAR SEDAN starten utvidgats med fler analysmetoder, men den första metoden var att söka i koden efter redan kända buggar. Han ville helt enkelt sätta stopp för misstag han själv hade en ovana att återupprepa.

– Om jag gör en bugg, så vill jag inte göra den igen. Nu kunde jag skapa jag en kontroll som hindrade mig från att göra den igen.

Kontrollerna spanar efter kodsekvenser som matchar buggarna. Det är en orsak till att Cppcheck har en liten frekvens av falsklarm – verktyget hittar buggar som bevisligen redan förekommit – de är inte teoretiska.

Han byggde med tiden ut sin enkla kodmatchning med preprocessor, syntaxträd, typhantering och en symboldatabas, för att kunna hitta fler typer av fel och öka precisionen.

Cppcheck tolkar koden på egen hand och är därmed kompilatoragnostisk – det vill säga arbetar oberoende av kompilatorn. Därmed kan den hantera kompilatortillägg – den brist som fick Daniel Marjamäki att börja utveckla Cppcheck från första början.

Analysmetoden gör verktyget väldigt snabbt.

– Det slösar inte på utvecklarnas tid. Du behöver inte lägga en halvtimme på att vänta på att den statiska kodanalysen ska bli klar, kommenterar Pär Jelger.

PÄR OCH DANIEL kände varandra sedan tidigare och kring 2021 började de diskutera de hur Daniel skulle kunna hitta ett sätt att jobba med Cppcheck på heltid istället för som bara ett hobbyprojekt.

– En bärande princip var att Cppcheck-projektet skulle fortsätta vara open source och att

det skulle fortsätta att utvecklas. Alla skulle kunna fortsätta att ha ett bra verktyg av det här slaget. Oavsett om man jobbade med gratisprojekt eller i kommersiella bolag, berättar Pär Jelger. – Open source-versionen ska fortsätta att vara gratis. Det ska vara lätt att komma igång och använda. Det ska vara snabbt. Det ska inte ge några false positives. Det ska i grund och botten vara det verktyg som Daniel byggde för sig själv en gång i tiden.

Nischen de hittade var säkerhetscertifiering. Det var utvecklarna i communityt måttligt intresserade av att arbeta med. – Det var ett kommersiellt spår som inte skulle konkurrera med open source-verktygets funktionalitet.

SÅ FÖRETAGET BYGGDE en idag Tüv Süd-certifierad tilläggsmodul till open source-verktyget. Därmed kunde det uppfylla en stor mängd standarder. Ett tyskt

företag hjälpte till med certifieringen.

– Utan dem hade inte detta gått, eftersom certifieringsprocessen för de högsta säkerhetsnivåerna är väldigt rigorös.

Affärsmodellen är årsprenumerationer. Den första kommersiella versionen släpptes i december 2021.

– Intresset är väldigt stort. Vi har haft femtio kunder i månaden – femtio bolag från hela världen som hör av sig out of the blue och säger ”Hej! Nu ser vi att det finns en betalversion som löser compliance. Det är vi intresserade av.”

– Ändå gör vi nästan ingen reklam, och nästan ingen marknadsföring. Förrän nu.

Företaget fortsätter sitt certifieringsarbete för att bevisa att det uppfyller cybersäkerhetsstandarder och även ny lagstiftning på området, som CRA, EU:s Cyber Resilience Act.

– Det gör vi redan till stora delar på grund av safetycertifieringen. Den löser väldigt mycket.

Hur finansierar ni er?

– Vi växer på egna pengar. Vi har inget riskkapital i bolaget utan vi har vuxit på eget arbete och på egna intäkter. Och planen är att fortsätta göra det.

Det är mycket tal om programspråket Rust och att det kan ersätta C och C++ med sin mindre benägenhet att attrahera buggar?

– Det finns ett stort tryck från bland annat amerikanska myn-

digheter att övergå från C++ till andra språk. Inte specifikt Rust utan alla minnessäkra språk.

– Samtidigt har även C++ fått ett väldigt starkt fokus just nu på att öka sin safety. Jag tror att det kommer hända väldigt mycket, säger Daniel Marjamäki.

Han pekar på Herb Sutter, en prominent C++-expert, som hävdar att C++ kommer att utvecklas med målet att komma ikapp språk som Java.

– Överlag är vi inte jätteoroliga, säger Pär Jelger.

– Det finns en tröghet. Det har sagts länge att C++ skulle bytas ut mot alla möjliga språk. Men ekosystemet flyttas inte så fort. Det finns tio miljoner C- och C++-utvecklare. Bygger du din produkt på Rust så tar du en teknisk risk att hitta kompetens.

Säkerhet är ett komplett ekosystem av verktyg byggda kring C och C++. Så en växling till Rust skulle att ta många år.

Vad tror ni om generativ AI för kodanalys?

– Det kan vara ett värdefullt komplement, säger Daniel Marjamäki.

– Men ett problem är att det inte är deterministiskt, säger Pär Jelger.

– Alla säkerhetsstandarder av idag kräver determinism. Innan man har bytt ut de regleringarna, så kommer AI aldrig kunna användas mer än som ett sidoverktyg för att granska kod.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Bolaget hittade en nisch som öppenkodare var måttligt intresserade av.

Daniel Marjamäki tog upp jakten på sina egna spökbuggar.

Cppcheck blev känt när det hittade en bugg som legat dold i 22 år.

Kontinuerlig observerbarhet

Av Andreas Lifvendahl, Percepio

Andreas Lifvendahl är VD för Percepio i Västerås sedan 2024. Han har en civilingenjörsexamen i Teknisk fysik med systemutveckling och har arbetat inom svensk mjukvaruindustri med global marknad, i olika kommersiella och ledarskapsroller, bland annat på IAR Systems och Imint Vidhance, ett programvarubolag inom videoanalys och förbättring.

Andreas Lifvendahl har även styrelseuppdrag i andra innovationsbolag, samt i Uppsala Innovation Center, Uppsalas innovationsinkubator.

Observerbarhet kan definieras som ”förmågan att mäta ett systems inre tillstånd genom att observera vad som kommer ut ur det”. För programvarusystem handlar det om att samla in detaljerad information under körning, som till exempel loggfiler, data från programspårning, och minnesdumpar.

Observerbarhet under utvecklingsfasen löses traditionellt genom att utvecklarna pluggar in olika felsöknings- och loggfunktioner när de stöter på ett problem. Det är ett reaktivt arbetssätt som förutsätter att eventuella problem kan detekteras på annat sätt, men det är inte till mycket hjälp mot de svåraste problemen, de som bara uppträder sporadiskt och ofta är svåra att reproducera. Rena debug-verktyg är inte heller särskilt användbara för problem som uppträder efter att produkten har lämnat utvecklingsstadiet. För oss innebär kontinuerlig observerbarhet ett proaktivt arbetssätt, där datainsamlingen som standard är påslagen och pågår kontinuerligt, och där avvikelser rapporteras automatiskt. På det sättet säkerställs att diagnostikdata alltid är tillgängliga när ett problem dyker upp.

Kontinuerlig observerbarhet innebär också att man systematiskt observerar utvecklingen under en produkts hela livscykel, från tidig programutveckling över integrationstester och systemtester ända till driftsatta enheter i fält. Det kan kombineras med automatiserad övervakning för att upptäcka dolda fel, prestandaproblem och andra avvikelser så snart som möjligt.

Övervakning och rapportering lämnas med fördel aktivt även i driftsatta produkter,

Kontinuerlig observerbarhet knyter samman information från utvecklingslabb, kvalitetskontroll och driftövervakning.

för att underlätta diagnostisering av rapporterade problem hos kunderna. Det ger också möjlighet att upptäcka och analysera systemavvikelser för att hitta grundorsaken.

Ta till exempel en observation att processorlasten ökar i många enheter ungefär samtidigt – det kan vara ett bagatellartat problem, men det kan även vara ett första tecken på en pågående cyberattack mot företagets IT-infrastruktur. Utan kontinuerlig och systematisk observerbarhet kan den typen av attacker pågå under lång tid utan att uppmärksammas.

Den närbesläktade idén om observerbarhetsdriven utveckling (ODD) formulerades från början i den så kallade cloud nativemiljön (utveckling av programvara som från grunden är avsedd att köras i en distribuerad molnarkitektur) och poängterar också vikten av att proaktivt bygga in observerbarhet från början samt att utnyttja observerade data under systemtestfasen. De tankarna kan precis lika bra appliceras på inbyggnadssystem.

Inbyggda system blir alltmer komplexa För några decennier sedan hade de flesta inbyggnadssystem ett enda jobb, att köra samma kod om och om igen i en evig loop. Mer komplexa system byggdes genom att man satte samman flera hårdvarumoduler, och den observerbarhet som erbjöds var att plugga in ett instrument och logga det som sändes på databussen. Idag har den enklaste mikroprocessor flera processorkärnor, samtidigt som det finns väldigt begränsade möjligheter att observera på hårdvarunivå. Dessutom kan varje kärna vara ansvarig för en bukett programvarufunktioner som trig-

gas asynkront och exekverar på olika trådar, vilket lätt leder till oförutsägbara variationer i exekveringstid. Förr eller senare nås också den punkt där det inte längre är realistiskt att testa alla möjliga scenarier.

Till skillnad från många andra teknikområden är programutveckling sällan klar bara för att produkten har skeppats. Alla kända fel och buggar må vara lösta men utvecklarna kan normalt se fram emot en lång svans av problem som inte visar sig förrän systemet är driftsatt. Koden i inbyggda system innehåller typiskt omkring tre fel per 1 000 rader kod. Med extern konnektivitet ökar komplexiteten ännu mer, och dessutom kan det exponera systemet för cyberhot utifrån. Å andra sidan kan konnektivitet också vara ett effektivt botemedel: för det första möjliggör det uppdateringar over-the-air (OTA), så att man kan korrigera fel i programvaran, och för det andra möjliggör det observerbarhet under drift så att utvecklarna kan upptäcka och analysera anomalier på distans. Den kombinationen ger helt nya förutsättningar att hantera komplexiteten.

Software-Defined Vehicles, ett lysande exempel

Software-Defined Vehicles (SDV) är ett nytt begrepp som driver många förändringar när det gäller utveckling av inbyggda system. I ett traditionellt fordon är varje elektronikmodul självständig, avgränsad och rigoröst testad och validerad att den lever upp till strikta funktionskrav. SDV vänder på arkitekturen och sätter istället programvaran i centrum, så att funktioner implementeras i programvara snarare än att vara knutna till

Programvara tar successivt över allt fler funktioner i en bil.

Då blir det bokstavligen livsviktigt att ha koll på vad programkoden gör.

Med Tracealyzer för utveckling, Detect för systemtester och DevAlert för driftsatta system har Percepio en komplett lösning för kontinuerlig observerbarhet.

en specifik hårdvarumodul. Finesser som OTA-uppdatering, dynamisk aktivering och deaktivering av olika funktioner, och konstant uppkoppling är bara möjliga i ett SDV. Inte lika robust, men erbjuder å andra sidan mer flexibilitet och möjlighet till snabba anpassningar.

Det är mot den här bakgrunden som kontinuerlig observerbarhet kan visa sitt värde. Med kontinuerlig insikt i hur system uppträder i realtid kan utvecklare lättare försäkra sig om att uppdatering av programvara eller konfigurationer inte slår ut kärnfunktioner som säkerhet eller prestanda. Kontinuerlig observerbarhet tjänar som en garant för användarnas förväntningar på pålitlighet och säkerhet.

SDV-trenden, om vi kan kalla den så, kan för övrigt observeras även inom andra industrier, som medicinteknik och rymd/flygteknik. Även där definieras numera många funktioner I programvara och kontinuerlig observerbarhet kommer bli ett nödvändigt verktyg för att hålla ordning på systemhälsa och -integritet.

Nästa steg är observerbarhetsdriven utveckling

Observerbarhetsdriven utveckling, ODD, är som tidigare nämnts nära besläktat med kontinuerlig observerbarhet, och kan beskrivas som en strategi för att hantera växande komplexitet inom inbyggnadssystem. ODD passar också väl ihop med Percepios idéer kring observerbarhet: observation integreras i varje steg i utvecklingscykeln och ger realtidsinsyn hela vägen från tidig programutveckling till driftsatta system, med

programvaruspårning som det enskilt viktigaste verktyget. ODD kan utvidgas till att också omfatta övervakning av nyckelparametrar, så att systemen i någon mening blir självmedvetna och kan slå larm om något parametervärde sticker ut för mycket. Proaktiva larm när ett system närmar sig kritiska gränser kan potentiellt spara enorma summor genom att man undviker fel och minskar eventuell nertid hos kunderna.

I branscher där kostnaden för fel är hög –återigen är fordon, medicinteknik och rymd/ flyg bra exempel – erbjuder ODD ett ovärderligt extra lager av säkerhet. Dessutom får utvecklarna den insyn de behöver för att bibehålla kontrollen över sina produkter oavsett hur ofta programvaran behöver uppdateras.

Dyrbara misstag

Ett uppmärksammat exempel på dyrbara misstag är den biltillverkare som tvingades återkalla en miljon bilar som tillverkats under 2020 till 2022 på grund av ett fel i samspelet mellan programvara och sensorer, som potentiellt kunde påverka om krockkudden utlöstes eller ej. Felet upptäcktes inte under testning och det blev dyrbart inte bara i ren kostnad för att fixa bilarna utan också för att det gav en negativ bild av företaget. Ett annat exempel involverade ett medicintekniskt företag vars insulinpumpar fick dras tillbaka 2018 efter att man hade upptäckt en sårbarhet som kunde tillåta en angripare att kontrollera pumpen via dess fjärrkontroll.

Så sent som i år upptäcktes en bakdörr i XZ Utils, ett vida spritt Linuxverktyg för komprimering, som kunde ha gett en angripare tillgång till miljontals Linuxdatorer världen över

om den hade hunnit spridas i större skala. Den sårbarheten illustrerar en ny, stor attackyta, nämligen skadlig kod i öppen källkodsmoduler, men det mest intressanta i det här sammanhanget är hur den upptäcktes. Av en händelse satt en utvecklare på Microsoft och mätte exekveringstider när bakdörren smögs ut i en uppdatering av XZ Utils, och han noterade att vissa anrop plötsligt tog mångdubbelt längre tid. Den sortens mätningar görs sällan som standard, men med kontinuerlig observerbarhet kan de automatiseras och mätvärdena sparas i en databas för att underlätta att hitta oväntade förändringar.

Den gemensamma nämnaren i dessa exempel är insikten att traditionella metoder för test och felsökning inte längre räcker till i ljuset av komplexiteten i dagens uppkopplade och programkodsstyrda enheter. Buggar i programkod är inte bara ett irritationsmoment; de har påtagliga och ibland mycket kostsamma konsekvenser. Hade företagen i exemplen tillämpat ODD och kontinuerlig observerbarhet kunde de ha identifierat och löst problemen mycket tidigare, utan stora förseningar och återkallande av redan sålda enheter.

Vänta inte ODD kräver en förskjutning till vänster i tidsskalan, så att observerbarhet läggs till från början för att stödja de följande faserna i produktutveckling och underhåll. Det är alltså inte bara en angelägenhet för QA- och testteamen utan också för att bygga en konkurrenskraftig produktutvecklingsorganisation. Det finns ingen anledning att vänta med att införa metoden. ■

Gamers tvingar fram små, snåla FPGA:er för videobryggor E

En FPGA är det rätta komponentvalet när du behöver signalkonvertering och videobryggning som klarar multigigabithastigheter. Inom bredbandig telekom, nätverk och datacenter har FPGA:n blivit systemdesignerns trotjänare. Den bidrar med en kombination av snabb Serdes, omfattande logikresurser och dessutom programmerbarhet – utvecklaren har flexibilitet att modifiera funktionalitet utan att ändra moderkortslayout.

FPGA-tillverkarna har en lång historia av att skapa produkter anpassade för telekom och datacenter: stora, snabba kretsar med hundratals IO-portar, enorm bandbredd och inbyggda standardgränssnitt. Det faktum att de tyvärr är dyra och energislukande ses som en acceptabel kompromiss.

Behovet av gigabithastigheter i signalbryggningssystem sprider sig nu från data och telekom till konsument och industri. Även här finns värdefulla fördelar med FPGA. Men stora, dyra, energislukande FPGA:er passar dåligt i slimmade batteridrivna produkter på en marknad med stark konkurrens inom konsumentelektronik, som surfplattor, bärbara datorer och cyber-headsets.

De nya konsumentkraven tvingar FPGAtillverkare att tänka nytt. Nu behövs snabb Serdes till lågt pris och låg energiförbrukning.

Gamern är vägvisaren

Den förändring som utlöst en ny våg av FPGA-konkurrens är sprungen ur datorspelandet. Gamers vill kunna spela på surfplattor och bärbara datorer i 4K. För jämn rendering av snabba rörelser vill de ha bildfrekvenser upp till 160 fps.

Kravet på videosignalering i 4K pressar kapaciteten hos de gränssnitt som tidigare använts i konsumentenheter för att skicka data till skärm från ett centralt system-on-chip (SoC). Äldre MIPI D-PHY-gränssnitt får lämna plats för den nyare MIPI C-PHY för de mest krävande 4K-applikationerna. Det innebär en fördubbling i datatakt, vilket är en stor utmaning för en enkel FPGA.

Efter spelsurfplattorna och -datorerna följer nu nya användningsfall som också dessa börjar kräva ökad bandbredd mellan en SoC och en – eller flera – skärmar, eller mellan bildsensorer och SoC. Bland exemplen finns:

Av Danny Fisher, GOWIN Semiconductor

Daniel Fisher är direktör för internationell marknadsföring, GOWIN Semiconductor Corp. Danny har över 30 års erfarenhet inom säker kommunikation, digital ASIC- & FPGA-design och -verifiering, ASIC-konsultverksamhet, med yrkeserfarenhet av processnoder från 90 nm ner till 7 nm. Danny har läst elektro-, elektronik- och kommunikationsteknik på University of Plymouth.

● Point-of-sale-system som delar en ensam utgång från SoC (typiskt MIPI DSI) till dubbla skärmar – en för kunden och en för säljaren. FPGA:n konverterar en enkel DSI-ingång till en DSI- och en eDP-utgång, med bildbehandling för att skala om utdata och anpassa bildfrekvensen (figur 1).

● VR/AR-headset och -glasögon splittar och konverterar Displayport-över-USB Typ-C från PC eller smarttelefon till separata MIPI-kanaler för höger och vänster öga.

● Industriella system för datorseende konverterar bildsensorns MIPI D-PHY eller C-PHY till USB 3.0 till värddatorn i hög datatakt.

Energisnålare och billigare Serdes

i högre hastighet

I alla dessa användningsfall kan en FPGA tillhandahålla Serdes-dataflödet för en eller flera skärmar eller bildsensorer, samtidigt som ändringar i specifikationen för input och output kan göras genom modifiering

av enhetens VHDL- eller Verilog-kod. Frågan som både konsumenter och industri ställer är hur mycket energiförbrukning, storlek och kostnad kan reduceras och fortfarande leverera den Serdes-bandbredd som applikationerna kräver?

GOWIN kommer med ett nytt svar på den frågan. Vi kombinerar applikationsspecifika optimeringar i designen på både kisel- och kretsnivå på ett sätt som ingen lågdensitetsFPGA tidigare försökt sig på.

För kisel ger skalning lika mycket PPACfördelar (power, performance, area, cost) för instegs-FPGA:er som för andra halvledare. Tidigare har dock lågdensitets-FPGA:er haft en tendens att inte utnyttja avancerade processnoder – FPGA-tillverkare har föredragit att förlänga livslängden på IP utvecklad för äldre processer.

Men videobryggning i hög hastighet ställer extrema krav på FPGA:er. Därför har GOWIN styrt om produktionen för sina Arora V-produkter från den 55 nm-process som

Figur 1. Med FPGA:n GW5AT-15 kan en MIPI DSI-videoingång från en extern SoC konverteras till att mata två skärmar via MIPI och Embedded Displayport.

3. I ett system för industriellt datorseende gör användningen av en Arora V-FPGA det möjligt för USB 3.0-gränssnittet i en värddator att integreras i kamerahöljet.

användes i Arora II till TSMC:s 22 nm-process Ultra Low Power.

Att använda denna process ger GOWIN fördelar inom prestanda, kraft och kostnader för sina lågdensitetsprodukter i Arora V-familjen, som GW5AT-15 (som finns i en kompakt WLCSP på 4,9 × 5,3 mm). Trots sin lilla storlek lyckas denna FPGA kombinera ett antal avancerade Serdes-sändtagare för ett maximalt Serdes-dataflöde på 12,5 Gbit/s, med 15 120 logiska element och höghastighetsminnesresurser, inklusive:

● 118 kb shadow-SRAM

● 630 kb block-SRAM (BSRAM) arrangerat i 35 × 18 kb

● Tillval: 64 Mb (MG132P) eller 128 Mb (CM90P) pseudo-SRAM (pSRAM)

● Tillval: 8 Mb NOR-flash

Genom att begränsa den programmerbara logiken till 15 120 logikelement producerar GOWIN ett mindre chip till lägre enhetskostnad, men samtidigt med tillräcklig digital

kapacitet för viktiga bildbehandlingsfunktioner som bildskalning och anpassning av bildfrekvens.

De applikationsspecifika optimeringarna av kretsdesignen i Arora V-serien ger den högre Serdes-genomströmning som krävs, till exempel för spelare som tittar på 4K-innehåll i 160 fps på en surfplatta. GW5AT-15 har hårdvaruimplementationer av bland annat följande viktiga Serdes-gränssnitt:

● Trekanalig MIPI C-PHY (5,7 Gbit/s/kanal)

● Fyrkanalig MIPI D_PHY (2,5 Gbit/s/kanal)

● ×4 PCIe 2.0

Utöver dessa kretsfunktioner inkluderar GW5AT-15 flera gränssnitt för mjuka kärnor lämpliga för videobryggningsapplikationer: USB 2.0 PHY, USB 3.0 PHY, PCIe 3.0 och upp till fyra kanaler 12,5 Gbps/kanal Serdes med stöd för Displayport, eDP, SLVS-EC, LVDS och andra typer av videotrafik.

Dessa funktioner krävs för spelsurfplattor som renderar 4K-video i höga bildfrekvenser.

De konverterar en typisk SoC:s MIPI-utgång till en surfplatteskärms eDP-ingång (figur 2). Implementeringen av snabb videobryggning och bildbehandling är lika viktig vid anslutning till kamera som vid återgivning av video på skärm. I industriella system för datorseende kan till exempel en GOWIN GW5AT-15 eller -60 anslutas till en kameras MIPI D-PHY- eller C-PHY-gränssnitt och brygga videon till en värddators höghastighetsUSB Type-C-gränssnitt (figur 3).

FPGA:ns mjuka kärna för USB 3.0 PHY och USB 3.0 möjliggör en implementation på ett enda chip som kan ansluta direkt till värdkontrollern utan ett externt USB 3.0 PHY. Den är en lösning som tar extremt lite plats och kan integreras i kamerans hölje.

GW5AT-60, som har 59 950 logiska element, har resurser nog för att stödja bild-preprocessning och algoritmer för datorseende. Den har dessutom höghastighets-Serdessändtagare med fyra kanaler, MIPI C-PHYoch D-PHY-gränssnitt i hårda kärnor, samt LVDS-gränssnitt i mjuka kärnor, med stöd för ett brett urval av sensorer.

En ny riktning för lågdensitets-FPGA:er Optimeringen av en FPGA-produkt för applikationer för videobryggning och bildbehandling pekar på en ny riktning för ett segment av låg-densitets-FPGA-marknaden: i jakt på reducerad storlek, energiförbrukning och kostnad utvecklas nu FPGA-produkter till att inkludera mer applikationsspecifik Serdesfunktionalitet direkt integrerad i små enheter.

Där FPGA:er tidigare uppnådde låg kostnad genom att behålla äldre, föråldrade tillverkningsprocesser för kisel, använder en ny generation låg-densitets-FPGA:er avancerade processer för att kunna erbjuda värdefulla fördelar med låg strömförbrukning och kompakt storlek. Samtidigt minskas kostnaderna genom att antalet logikelement som inte behövs i de avsedda applikationerna begränsas.

Detta sätter FPGA:n i rampljuset för konsumentproduktsmarknaden, och krattar för en ny generation produkter som kan dra nytta av förbättrad skärm- och kameraprestanda utan att kompromissa med batteritid, men fortfarande kunna erbjuda konkurrenskraftiga priser. ■

Figur 2. För att konvertera videodata från MIPI till eDP på en spelsurfplatta behövs ett stort Serdesdataflöde.

Figur

Så förvandlas en MCU till en fullvärdig AI-SoC

Artificiell intelligens kan höja värdet i slutanvändarprodukter betydligt. Ta vården som exempel. Ett instrument som patienten kan bära med sig kan med hjälp av AI upptäcka och diagnosticera allvarliga tillstånd, som förmaksflimmer. En avancerad diagnos kräver alltså inte ett sjukhusbesök utan kan ställas i patientens vardag. En hörapparat kan förvandlas från en simpel förstärkare till ett intelligent röstfilter som isolerar den du vill lyssna på, medan annat ljud dämpas eller tonas ner.

Exemplen handlar om AI i ändpunkter. AI kan höja värdet hos nästan alla typer av bärbara, batteridrivna produkter. I ändpunkter vill vi dock vanligen inte göra AI-beräkningarna i molnet. Det faller på strömförbrukning, latens, personlig integritet, trådlös räckvidd, säkerhet och kostnader. Produkter av det slaget behöver AI-kapaciteten integrerad direkt i sin egen hårdvara.

Men detta kräver att produkterna lyckas ta sig över svåra hinder gällande design och strömförbrukning. Bärbar teknik – öronsnäckor, ringar, smarta glasögon och patientmonitorer – använder små formfaktorer som rymmer bara ett fåtal komponenter och ett litet batteri.

Innan AI började dyka upp i kravbilderna kunde dessa typer av produkter – typiskt i ett större format och med enklare funktionalitet – ofta använda en vanlig mikrokontroller (MCU) eller mikroprocessor (MPU) för att implementera sin huvudfunktioner. Genom att integrera elektronikkomponenterna kunde konstruktörerna möta sina kravbilder kring

Figur 1. Benchmarks visar den överlägsna prestandan och effektiviteten hos en NPU jämfört med en CPU, för några typiska ML-funktioner.

Av Mark Rootz, Alif Semiconductor

Mark Rootz är idag marknadschef på Alif Semiconductor och har tidigare haft liknande positioner på ST, Freescale och Renesas. Karriären startade med systemteknik för uppkopplad avionik och styrsystem för drivlinor. På halvedarområdet är idag hans fokus på styrkretsar, processorer och konnetivitet. Han är expert på inbyggda system, AI/ML, strömsnål trådlös kommunikation och extremt strömsnåla halvledare.

utrymme och strömförbrukning, och reducera antalet komponenter och kretskortets fotavtryck.

I AI-eran har utmaningen att integrera systemlösningen i en standard-MCU blivit ännu större. En MCU är fortfarande en attraktiv lösning för att spara plats och energi. Men en AI-MCU måste integrera ännu fler funktioner och fortsätta hålla strömförbrukningen minimal för att kunna stödja produkter med små batterier utan att offra driftstid och göra laddpauserna för täta.

En klassisk MCU-arkitektur har sina begränsningar när det gäller AI. Det går inte bara att ta den som den är och addera en extra AI-funktion. Vi grundade Alif Semiconductor 2019 med målet att ta fram en ny generation AI-kompetenta MCU:er för ändenheter. Vi har haft fördelen att kunna tänka om från grunden kring hur man ska integrera AI i en MCU. Våra idéer är ett samlat eko av hundratals diskussioner med OEM-företag som beskrivit faktorer som påverkar valet av MCU som AI-SoC för batteridrivna produkter. Här är fyra av de viktigaste läxorna de gav oss.

Måste vara tätt integrerad med CPU:n MCU-marknadens första svar på AI-efterfrågan var mjukvaruutvecklingsverktyg (SDK:er) som lät dig köra AI och maskininlärning på samma Cortex M-CPU som hanterade systemets styrfunktioner. Men maskininlärning (ML) för ändenheter kräver i slutänden en egen processorenhet för att accelerera neuronnät, en så kallad NPU, optimerad för de matrismultiplikationer som implementerar neuronnätets inferenser. En vanlig CPU har inte tillräcklig kapacitet eftersom den måste utföra det parallella nätets inferenser sekventiellt. Det tar för lång tid och drar för mycket energi.

Figur 1 visar skillnaden i AI-prestanda mellan CPU- och NPU-kärnan i en mikrokontroller. Alif Semiconductors MCU-serie Ensemble använder en aktuell CPU-kärna, Arm Cortex M55, med en NPU som coprocessor, Arm Ethos U55. Det som mäts i tabellen är en inferens i fyra olika ML-modeller som körs på

en Ensemble MCU. ML-modellerna gör nyckelordsdetektering, objektdetektering, bildklassificering och taligenkänning.

Cortex M55 är en inbyggnadsCPU av senaste snitt och presterar redan i sig fem gånger bättre på ML-beräkningar än tidigare Cortex M-generationer. Men hur bra M55 än är, blir prestandalyftet tydligt i de gula kolumnerna i diagrammet: upp till tvåhundra gånger bättre för kombinationen NPU och CPU jämfört med enbart en CPU. Om man dessutom tar hänsyn till att Cortex M55 redan presterar fem gånger bättre än äldre Cortex M-arkitekturer, betyder det rimligen ytterligare en multiplikation med fem i prestanda. För taligenkänning skulle det innebära upp till 800 gånger kortare tid och 400 gånger mindre energi per inferens jämfört med äldre Cortex M-CPU:er. En annan viktig faktor för tätt kopplade NPU:er och CPU:er är mjukvaruutvecklingsmiljön. Det finns många alternativa NPU-kärnor att välja mellan för din SoC. OEM-företag är dock tydliga med att de inte vill behöva bygga om hela sin infrastruktur med nya verktygskedjor och nya instruktioner för att anpassa sig till en alternativ ML-arkitektur.

Den som redan använder Arm-ekosystemet vill fortsätta göra det även för AI och ML. Det kravet uppfylls genom användandet av Arms Ethos U-NPU.

Ethos U utgör faktiskt en sömlös coprocessor till Cortex M. Arms kompilator Vela delar automatiskt upp ML-arbetsbelastningen mellan dem. Typiskt läggs 95 procent eller mer på NPU:n. Som bonus kan Cortex M-CPU:n gå i viloläge eller utföra andra uppgifter medan ML-inferensen görs.

Integration måste omfatta hela systemet NPU:n är förstås centrum för allas uppmärksamhet i en AI–ML-MCU. Men vad som integreras runt processorkärnorna, och hur integrationen görs, är avgörande. Högst på checklistan står minne och kringutrustning. Figur 1 visar att processorkapacitet är en nyckel till prestanda och effektivitet. Men

utan ett optimerat minnessystem som uppbackning kommer resultaten ändå inte att leva upp till förväntningarna.

En förenklad vy av minnestopologin i Ensemble visas i figur 2. Den övre halvan representerar realtidssektionen med extremt snabbt TCM (Tightly Coupled Memory) kopplat direkt till CPU- och NPU-kärnorna. För snabba inferenser måste TCM vara tillräckligt stort för att rymma tensorarenan –en buffert för ML-modellens datastrukturer, som kallas tensorer.

Den nedre delen av diagrammet visar övriga systemminnen inkopplade via en gemensam höghastighetsbuss. Ett stort delat SRAM används för att hantera sensordata, som indata från kamera och mikrofon. Ett stort icke-flyktigt minne innehåller själva ML-modellen och applikationskoden. När stora inbyggda minnen används distribuerat på detta sätt minimeras antalet kollisioner på databussen, vilket betyder att samtidiga minnestransaktioner kan ske utan problem och att flaskhalsar försvinner. Dessutom förkortas minnesåtkomsttiderna, och energiförbrukningen stannar på en nivå som kan hanteras av ett litet batteri.

Rätt uppsättning periferienheter är avgörande för en MCU i en ML-ändenhet. De arbetar ofta med de tre V:na: vision, voice, vibration. Detta kräver bildsensorer, mikrofoner, tröghetsmätare och mer, utöver standardanslutningar som seriella gränssnitt, analoga gränssnitt och bildskärmar.

En AI-ändenhet vill ha alla dessa funktioner integrerade i MCU:n.

Med hela systemet integrerat försvinner behovet av ytterligare strömförsörjning och omvandling (i till exempel en PMIC). Dessutom går det att göra mer finkornig dynamisk strömstyrning inuti chipet, vilket är den tredje önskade egenskapen hos en integrerad AI-MCU.

Adaptiv styrning förlänger batteritiden På Alif insåg vi tidigt att lokala AI-beräkningar i ändenheter stod på tröskeln till att explodera i användning. Samtidigt minskar produkternas fysiska storlek snabbt – särskilt för bärbara enheter – vilket innebär att de måste drivas av allt mindre batterier.

Alif tog till flera metoder för att förlänga batteritiden. Två tydliga exempel:

1. Att dela upp systemet så att en del av chipet alltid är aktiv och tillhandahåller stabila beräkningsresurser – men i låg effekt. Lågeffektsdelen väcker vid behov upp högpresterande delar av chipet, som sedan kan återgå till viloläge.

2. Strömstyrningen aktiverar dynamiskt de delar av chipet som behövs, och stänger av dem när de inte längre används, allt på en finkornig nivå.

För att underlätta funktionsuppdelningen har många av Ensemble-MCU:erna dubbla uppsättningar Cortex M55- och Ethos U55kärnor, som syns i figur 3:

● Det ena paret ansvarar för lågeffektsdelen. Det är implementerat i transistorer med låga läckströmmar. Det är alltid aktivt och tickar i upp till 160 MHz.

● Det andra paret sköter prestandadelen och klockas i upp till 400 MHz.

För att se fördelen med detta kan vi tänka på en smart övervakningskamera. Det energieffektiva kärnparet skannar kontinuerligt av ett rum i låg bildfrekvens och spanar efter intressanta händelser (som att en människa faller omkull eller gör en specifik gest). Händelsen väcker prestandaparet som exempelvis kan identifiera personen, kontrollera om utgångar är blockerade, ringa efter hjälp och så vidare.

Scenariots kamera är vaksam på ett intelligent sätt, som ger färre falsklarm och förlänger batteritiden. Man kan tänka sig liknande användningar inom vitt skilda domäner för CPU–NPU-par ac detta slag, för klassificering av ljud, röster, ord, text och sensordata.

Alla Ensemble-MCU:er använder Alifs teknik aiPM (autonomous intelligent power management) för att i realtid styra upp till 12 individuella strömdomäner i chipet efter deras aktuella arbetsuppgifter. Endast domäner som aktivt utför uppgifter är påslagna (exempelvis domäner som matar specifika processorkärnor, minnen eller kringutrustning) medan övriga domäner förblir avstängda. Allt hanteras transparent för mjukvaruutvecklaren.

Skydd för maskininlärningsmodeller

Den sista nyckelfunktionen i en AI-MCU för ändpunkter är cybersäkerhet. Detta är nödvändigt för att stå emot de olika cyberattacker som ständigt pågår. För många OEM-företag är det ännu viktigare att kunna skydda den egna IP som finns i AI-modellerna. OEM-företag investerar stora mängder tid och pengar i att samla in träningsdata, bygga AI-modeller och utveckla och förbättra inferensalgoritmer. Detta ger oseriösa tillverkare starka incitament att försöka stjäla dyrbar IP genom att kopiera den från otillräckligt skyddade produkter.

Med hjälp av en extern säkerhets-MCU kan OEM-tillverkaren etablera root-of-trust, hantera nycklar och certifikat, säkra uppstart med mera. En extern säkerhets-MCU är en vanlig metod för att bygga in stark säkerhet i konventionella MCU-baserade konstruktioner. Däremot är det ovanligt att hitta en konventionell MCU med integrerad säkerhetsenklav med samma funktioner.

Att integrera funktionaliteten direkt i MCU:n ger dock plats- och energibesparingar – och ökad säkerhet – som särskilt bärbara, batteridrivna AI-produkter kan ha nytta av. En säkerhetsenklav är standard i alla Alif-enheter. Den utgör ett dedikerat, isolerat delsystem för hantering av viktiga säkerhetsfunktioner som säkrad nyckelhantering och lagring, säkrad start med omodifierbar root-of-trust, attestering via certifikat under körning, hårdvarukryptering, säkrad debugging, lässkydd, säkrad firmwareuppdatering och komplett livscykelhantering.

En AI-förberedd MCU-plattform

Fyra egenskaper hos en AI-MCU – tät koppling mellan NPU och CPU med standardutvecklingsverktyg, systemövergripande integrering, adaptiv strömhantering och inbyggt IP-skydd – är starkt efterfrågade av de tillverkare av batteridrivna ändpunktsenheter som Alif samarbetat med. Konstruktörer som utvärderar Ensembleserien hittar ett brett urval skalbara, kompatibla enheter, från enkla CPU-kärnor till fyrkärnor som stöder Linux. Det gör att det går att anpassa sig till olika projekt och samtidigt återanvända mjukvara mellan dem. ■

Figur 2.

Ensemble-MCU:ns interna minnestopologi.

Figur 3. Blockdiagram över Ensemble E3. Du ser chipets energieffektiva respektive högpresterande områden.

Biobaserad superkondensator från Norrköping

■ STRÖMFÖRSÖRJNING

Ligna Energy släpper sin miljövänliga biobaserade superkondensator i en ultratunn version.

S-power 2R heter den nya modellen, från Ligna Energy, som gör anspråk på att tillverka industrins mest hållbara superkondensatorer.

Ett tillämpningsområde är bärbara system som försörjs med skördade radiovågor för protokoll som RFID och NFC, exempelvis smarta kort och

spårningstaggar som försörjs av läsarens rf-fält. En lösning baserad på S-power 2R ska ge snabb laddning och pålitlig uteffekt.

Den fungerar även för energilagring för enheter drivna av omgivande ljus, som trådlösa sensorer eller fjärrkontroller. Det inre motståndet (ESR) är 2,5 Ω, livslängden är över 100 000 cykler. Nominell spänning är 2,7 V när den är fulladdad och kapacitansen är 50 mF.

Lignas produkter innehåller inga av de giftiga kemikalier som finns i konkurrerande

Bantad FPGA från Efinix

■ INBYGGDA SYSTEM

Titaniumfamiljen från amerikanska Efinix får nu sällskap av Topaz som bland annat har färre logikelement och långsamma transceivrar. Resultatet blir ett mindre fotavtryck och lägre pris.

Medan Titaniumfamiljen passar avancerade kommunikationsprodukter och andra liknade saker som har behov av att processa större datamängder siktar Topaz in sig på produkter med lägre prestandakrav men som tillverkas i större volymer. Det kan vara kameror för avsyning, styrsystem till industrirobotar, 3Dskrivare eller tv-produktionsutrustning.

Bägge FPGA-familjerna tillverkas I samma 16 nm-process och garanteras gå att köpa till åtminstone 2037. Tittar man på specifikationen blir det tydligt att Efinix bantat prestanda, och därmed även storlek och pris på Topaz, på olika sätt. Exempelvis är den största Titaniumkretsen på en miljon logikelement medan Topaz stannar på 325 000. Titanium kan kopplas till LPDDR4x-minnen medan Topaz nöjer sig med LPDDR4. Transceivrarna är på 12,5 Gbit/s mot 25,8 Gbit/s för Titanium vilket innebär PCIe gen3 för Topaz och PCIe gen4 för Titanium.

produkter. Materialvalet är gjort med bivillkoret att maximera återvinningsmöjligheterna och minimera koldioxidavtryck. De ska vara helt säkra att återvinna och kassera.

DEN ENDA METALLEN den använder är aluminium. Det aktiva kolet är tillverkat av återvunna biomaterial.

Komponenten mäter 20×20 mm. Den har sin maximala tjocklek på bara 0,4 mm och ska ha en mycket större designflexibilitet än traditionella

Bägge familjerna finns i modeller med fyra hårda risckärnor för den som så önskar.

Den minsta modellen av Topaz upptar bara 5,5×5,5 mm medan den största är 25×25 mm. Efinix grundades 2012 och bland investerarna finns Samsung och AMD Xilinx.

BOLAGET ANVÄNDER SAMMA SRAM-celler som traditionella FPGA:er men ett och samma FPGA-element kan konfigureras att fungera som antingen router eller logik vilket sänker komplexiteten i kretsen. Tekniken är döpt till Quantum.

Hösten 2020 tog företaget steget till en 16 nm-process och hittills har kretsarna sålts i drygt 30 miljoner exemplar till över tusen kunder runt om i världen. Svenska Teenage engineering är en av dessa.

PER HENRICSSON per@etn.se

cylindriska superkondensatorer, inklusive att den kan appliceras på krökta ytor.

Ligna kommersialiserar forskning inom hållbar materialvetenskap på forskning Linköpings universitet.

– Ingen annan superkondensator kommer i närheten av S-Power-produkterna när det gäller hållbarhet, giftfrihet och användning av gröna, biobaserade material, säger marknadsdirektören John Söderström. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Ytmonterad säkring för 200 A

■ PASSIVT

De två säkringarna i 871-series från amerikanska Littelfuse är tänkta för serverkort i datacenter. De är små, ytmonterade och specificerade för 150 A respektive 200 A.

871-serien bygger vidare på Littelfuse existerande säkringar i 881-serien specificerade för högre strömmar vilket gör att man kan spara kretskortsyta genom att slippa ha parallellkopplade säkringar.

Företaget säger sig vara först med ytmonterade säkringar för 150 A respektive 200A. Fram tills nu har man varit tvungen att använda hålmonterade säkringar för dessa strömmar vilket tar mer yta på kretskortet.

Säkringarna är 12×13,3 mm. För 200 A-modellen är resistansen 240 mΩ och det nominella spänningsfallet 90 mV. För 150 A-modellen är det 300 mΩ respektive 75mV. Bägge är i produktion. PER HENRICSSON per@etn.se

Raspberry släpper AI-kamera

■ OPTO

Brittiska Raspberry släpper ett AI-kamerakort kring japanska Sonys sensor IMX500 – som levererar 12 miljoner bildpunkter och har artificiell intelligens inbyggd.

Pi AI Camera heter komponenten. Den är utvecklad av Sony och Raspberry tillsammans. Kameran lämpar sig för tillämpningar som objektigenkänning och pose-estimering. Dess AI-kapacitet är kompatibel med både nya och befintliga neuronnätsmodeller.

Upplösningen är 4056×3040 pixlar vid den blygsamma hastigheten 10 fps (bilder per sekund). Nöjer du dig med en fjärdedel av bildstorleken levererar den 30 fps.

Synfältet är 78 grader. Fokuseringen manuell.

Den egna mikrostyrkretsen RP2040 är hjärnan på kortet, som är kompatibelt med Raspberrys alla komponenter, inklusive Raspberry Pi Zero. Raspberry har ett AI-kamerakit sedan tidigare, Pi AI Kit, Det är kraftfullare men kan bara kopplas till Raspberry Pi 5. Pris: 70 dollar.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

50 sinusvågor per kanal

■ TEST OCH MÄT

Spectrum Instrumentation är mest känt för sina datainsamlingskort. Det tyska företaget kompletterar nu portföljen med digitala vågformsgeneratorer som kan skapa upp till 50 sinusvågor per kanal.

96xxs-serien med digitala vågformsgeneratorer (Direct Digital Synthesis, DDS) består av 12 olika modeller i tre olika formfaktorer: PCIe-kort, PXIe-moduler och Ethernet-instrument. Ett enda PCIe- eller PXIe-kort kan producera upp till 50 olika toner per kanal med variabel frekvens, och finns med upp till fyra kanaler. De fristående Ethernetinstrumenten har mellan två och 24 kanaler.

För applikationer som kräver mer än 50 toner har de större Netboxenheterna stöd för upp till 300 stycken, eller så är det

möjligt att koppla flera kort till synkroniseringsmodulen Star Hub för att skapa system med upp till 400 toner.

Alla modeller har integrerade utgångsförstärkare som ger upp till ±2,5 V över 50 ohm eller ±5 V för högimpediv last.

NYA INSTÄLLNINGAR för en tons frekvens, amplitud och fas samt amplitud- och frekvenslutningar, kan initieras under körning eller via förprogrammerade sekvenser. Tidsupplösningen för sekvenseringskommandon är så låg som 6,4 nanosekunder.

Tillämpningar finns inom industriella, medicinska och bildgivande system, nätverksanalys eller till och med kommunikationsteknik där data kodas med hjälp av fas- och frekvensmodulering på en bärvåg.

En annan tillämpning är styrning av lasrar med hjälp av

AOD:er och AOM:er, vilket ofta används i kvantexperiment.

LASERSTYRNING kan göras i mycket höga hastigheter med bara några enkla kommandon – detta till skillnad från den mer processintensiva metoden som använder en AWG (Arbitrary Waveform Generator) och kräver stora dataregisterberäkningar. Med en liten serie slopekommandon kan användaren styra avancerade funktioner som s-formade eller anpassade frekvensövergångar, anpassade pulsenveloper, AM- eller FMmodulering, med mera.

DDS-generatorerna i 96xxserien körs under Windows- eller Linux och kan programmeras i bland annat C++, Python, C#, JAVA, Labview och Matlab samt Python.

PER HENRICSSON per@etn.se

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

LÄS MER HÄR!

Mini ITX på generationer av Intel Core

■ INBYGGDA SYSTEM

Industriell automation, robotik, medicinsk diagnostik, digital skyltning, infotainment, betalterminaler, informationskiosker – det är exempel på tillämpningar för tyska Kontrons Mini ITX-kort K3836, en uppföljare till D3633-S.

Processorn i ett K3836-kort kan väljas som en Intel Core av generation 12, 13 eller 14 och du kan välja mellan kretspaketet Q670

och R680E – ”Q” och ”R” – det senare för verksamhetskritiska tillämpningar med felrättning och realtidsstöd.

Expansionsplatsen är PCI Express x 16 av generation 5 med stöd för bifurkation. Kortet har nätverksportar på 1 GbE respektive 2,5 GbE, med stöd för Teaming, TSN och IAMT.

BLAND ÖVRIGA GRÄNSSNITT hittar du M.2 Key M och Key E och upp till 13 USB-anslutningar. Här finns COM- och SATA-portar samt SATA/NVME RAID-stöd.

Vad gäller skärmar kan du få LVDS, upp till fyra Displayport och Embedded Displayport. Minnet är DDR5-4800/5600 SODIMM på upp till 96 GB. Moderkortet finns tillgängligt med två strömalternativ: en standard ATX multirail-PSU eller vanlig 12 VDV. Livslängden är minst sju år.

Kortet är optimerat för kontinuerlig drift vid temperaturer upp till +60 °C.

Både K3836 Q och R ska finnas i volym i slutet av 2024. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Tillverkar med precision

■ PRODUKTION

Det har snart gått tio år sedan ABB lanserade den kollaborativa roboten Yumi. Vintern 2021 fick den sällskap av Swifti och Gofa som kan hantera betydligt tyngre objekt, har längre räckvidd och dessutom är snabbare. Nu kommer Gofa i en modell med tio gånger bättre precision, ner till 0,03 millimeter.

ABB pekar ut elektroniktillverkning som ett lämpligt tillämpningsområde för den kollaborativa roboten Gofa Ultra Accuracy som har en bannoggrannhet på 0,03 mm. Det kan exempelvis handla om limning och tätning av konsumentelektronik.

Även äldre Gofarobotar kan uppgraderas med Ultra Accuracy för att få den bättre precisionen.

Till skillnad från konventionella 2D-traverssystem som traditionellt används vid elektroniktillverkning, erbjuder Gofa-cobotarna full 6D-rörelse i hela arbetsutrymmet vid leverans, utan behov av ytterligare kalibrering. Detta ger flexibilitet och mobilitet att kunna hantera

fler uppgifter, skriver ABB. Gofa finns i tre modeller som kan lyfta 5, 10 eller 12 kilo med en räckvidd på 0,95, 1,27 respektive 1,52 meter.

ANDRA EXEMPEL på vad roboten kan göra är att lasersvetsa bildelar, bygga kompositmaterialskikt vid flygplanstillverkning och laserskära metall med hög precision, liksom för noggrann positionering av additiva lager för byggnation av prototyper med 3D-utskrifter.

Uppdaterar minstingen

■ FPGA

Efter Agilex 9, 7 och 5 är det nu dags för trean, den minsta medlemmen i Alteras familj med systemFPGA:er. Agilex 3 kommer med 25k till 135k logikceller och en dubbelkärnig Cortex A55, plus förbättrad säkerhet.

Det har gått många år sedan Altera lanserade Cyclone V men nu får alla som designar med lite mindre FPGA:er en rejält uppdaterad hårdvara. Även om produktionen startar först i mitten av nästa år visar simuleringar som Altera gjort att prestanda ska lyfta 1,9 gånger jämfört med Cyclone V.

Agilex 3 klarar därmed realtidsuppgifter på ”kanten” som industriella IoT-noder i form av avsyningssystem eller i robotar. Altera nämner också fordon, men familjen torde också passa för en lång rad andra uppgifter där man kombinerar sensorer, ställdon och styrbara elmotorer med maskininlärning.

DE FÖRSTA UPPGIFTERNA om Agilex 3 kom redan i början av året, men var ytterst knapphändiga. Nu får vi veta att familjen kommer med 25k till 135k logikceller och en dubbelkärnig Cortex A55. Vidare finns transceivrar på 12,5 Gbt/s, plus stöd för LPDDR4.

– Eftersom industrin tar till automation för att förbättra produktkvaliteten och uppnå strängare toleransvärden – de maximalt tillåtna värdena för avvikelser från standarden inom kvalitetskontroll krymper hela tiden – finns det ett växande behov av robotar som kan utföra uppgifter med extrem precision”, säger Andrea Cassoni på ABB i ett pressmeddelande.

PER HENRICSSON per@etn.se

Jämfört med tidigare generationer har säkerheten höjts rejält genom krypterade bitströmmar, autentisering och skydd mot fysisk manipulering.

I början av nästa år släpps utvecklingsverktyg, medan hårdvara i form av utvecklingskort och kretsar kommer i mitten av året.

PER HENRICSSON per@etn.se

Kiselkarbid för billiga elbilar

■ KISELKARBID

Invertrar med kiselkarbidtransistorer har hittills använts i framförallt premiummodeller. ST Microelectronics vill ändra på det med den fjärde generationen av MOSFET-transistorer i kiselkarbid. De är på 750 V och 1200 V och har mindre förluster, högre effektdensitet och är dessutom robustare än sina föregångare.

ST räknar med att den nya generationens kiselkarbidtransistorer blir tillräckligt billiga för att ta plats i bilmodeller i mellanklassegmentet och därunder. Transistorerna kommer för 750 V och 1200 V vilket förbättrar energieffektiviteten och prestanda hos elfordon med 400 V- och 800 V-system.

750 V-modellerna är färdigkvalificerade medan 1200 Vmodellerna förväntas bli det under första kvartalet 2025. Komponenterna passar också i en mängd industriella applikationer med hög effekt, inklusive

solcellsväxelriktare, energilagringslösningar och kraftomvandlare till datacenter.

Den genomsnittliga chipytan för Generation 4 är 12 till 15 procent mindre än för Generation 3, mätt med RDS(on) vid 25 grader Celsius. Resultatet blir kompaktare strömomvandlare och minskade systemkostnader.

VIDARE HAR TRANSISTORERNA ett betydligt lägre motstånd när det leder, RDS(on), jämfört med tidigare generationer, vilket minimerar ledningsförlusterna och förbättrar den totala systemeffektiviteten.

Det ger också snabbare switchhastigheter vilket leder till lägre switchförluster och därmed kompaktare och effektivare effektomvandlare.

Den fjärde generationens kiselkarbidtransistorer har förbättrad robusthet vid så kallad dynamisk omvänd förspänning (DRB) och klarar fordonsstandarden AQG324.

PER HENRICSSON per@etn.se

Avsynar allt större

■ TEST OCH MÄT

Svenska Inspectis har tagit fram en större variant av sin basplatta för att göra det möjligt att avsyna större kort med BGA-komponenter. Rent praktiskt utökas den maximala räckvidden för probspetsen från 245 mm till 475 mm.

År 2020 lanserade Inspectis en prob som gör det möjligt att se lödkulor under en monterad BGA. Proben fungerar som ett upp-och-nedvänt periskop med ett minimalt prisma längst ned som tittar parallellt med kortet in under en kapsel. Därmed kan

BGA-kort

man upptäcka mikrosprickor, kallödningar, kortslutningar och andra fel som kan uppstå i lödprocessen. Nu släpper företaget en större variant av basplattan till kamerastativet för att det kunna hantera större kort. Den tidigare versionen hade en basplatta på 400×295 mm vilket mätt från stativet till probspetsen gav en räckvidd på 245 mm.

Den nya XL-varianten har en basplatta på 530×320 mm vilket ger probspetsen en räckvidd på maximalt 475 mm.

PER HENRICSSON per@etn.se

Säker kommunikation för industriella nätverk

■ CYBERSÄKERHET

Svenska HMS Networks utökar sitt produktsortiment med Anybus Defender – brandväggar för kritisk infrastruktur. Enligt HMS har cyberhoten mot industriella miljöer ökat avsevärt.

Anybus Defender gör nätverkssegmentering enligt ISA/IEC 62443-3-3 för industriella styrsystem. Den stöder trafikfiltrering och DPI (djup paketinspektion).

Serien är avsedd för maskinbyggare som vill integrera säkerhet i sina lösningar såväl som för dem som redan äger tillverkningsutrustning eller kritisk infrastruktur och vill uppgradera till en ny skyddsstrategi.

Anybus Defender finns i fyra olika modeller: Defender Compact 1004 är utrymmeseffektiv,

Defender 4002 är en mångsidig brandvägg för medelstora nätverk och ska vara enkel att implementera och Defender 6004 är för större installationer och erbjuder ännu bättre säkerhetsfunktioner.

Slutligen är flaggskeppsmodellen Anybus Defender 6024 konstruerad för de mest krävande industriella tillämpningarna och erbjuder omfattande säkerhet och nätverkstäckning.

Alla är anpassade för tuffa förhållanden i industriella miljöer och levereras med flera portkonfigurationer, från RJ-45 Ethernet till SFP-portar med stöd för koppar- eller fiberanslutning. Modellerna 4002, 6004 och 6024 finns med tre olika licenser för olika användningsområden.

Mjukvaran är ”ICS-medveten” med inbyggd industriell tillgångsdetektering och

policykontrollfunktioner för industriella protokoll med automatiskt regelskapande. Detta gör det möjligt för administratören att se vad som hanteras och ta granulär kontroll över nätverkstrafiken.

Gränssnittet ska vara intuitivt för installation och hantering. Som tillval finns CyberSecurity Console – ett webbgränssnitt för att hantera en flotta av Anybus Defenders. Anybus Defender Lineup finns att beställa via HMS Networks globala nätverk av partners och distributörer. HMS Networks AB levererar lösningar inom industriell informations- och kommunikationsteknologi och sysselsätter drygt 1 200 personer.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Trådlös batteriövervakning på väg

■ BATTERIER

Dukosis radiokretsar för övervakning av battericeller är redo för volymtillverkning. Fordon och fartyg testas på vägar och vatten idag, och produkterna förväntas finnas i masstillverkning nästa år.

För ett år sedan visade Dukosi upp en systemlösning för trådlös, distribuerad sensorövervakning av battericellers temperatur och spänning.

Lösningen, som heter DKMS (Dukosi Cell Monitoring System), är nu redo för volymproduktion. Företaget uppger sig ha flera kunder och föra samtal med ”de flesta” battericellstillverkare. Northvolt?

– Ingen kommentar, säger marknadschef Joseph Notaro.

De kinesiska batteritillverkarna Gotion och Sunwoda har visat upp kommande produkter med Dukosis chip. De är världens åttonde respektive tionde största batteritillverkare.

Den första kommersiella produkten med Dukosis teknik blir troligen en marin tillämpning.

Enligt planen kommer en asiatisk bil med tekniken att finnas i volymproduktion under andra halvåret. Andra produkter som kommer att använda övervakningstekniken är batterilager och

flygplatsutrustning.

DKCMS byggs av chipet

DK8102-AQ-25 (som övervakar den enskilda battericellen) och systemchipet DK8202-AR-25. Det egna radioprotokollet, CSynq, är en nyckel till lösningen. Konkurrenter använder standardprotokoll som Wifi, UWB eller Bluetooth för trådlös rapportering, men inte för enskilda celler. DKCMS är skalbart och kan rapportera parallellt från upp till 216 battericeller. De behöver inte line-of-sight.

Lösningen Wireless BMS från konkurrenten ADI ersätter en del av trådarna men inte alla. Grupper av 10–20 celler är kopplade via tråd till en kort som i sin tur pratar trådlöst med BMS:et.

RAPPORTER FRÅN ALLA sensoravläsningar – spänning, ström och temperatur – levereras synkroniserat från samtliga celler. Synkroniseringen är viktig eftersom en bil kanske accelererar under mätningarna, och då vill du ha spänning och ström parallellt.

Vissa kunder kommer att addera sensorer för ljud och mekanisk spänning, där ljudet används för att upptäcka gnistor.

Dukosi hoppas på en marknad på 2 miljarder chip till år 2025 för elbilar och batterilager.

På varje battericell sätter

Dukosis kunder ett litet chip som rapporterar trådlöst enligt ett eget närfältsprotokoll till BMS:en (batteristyrsystemet).

Enligt Dukosi finns det bara fördelar: batteripaketet blir enklare att tillverka, BMS:et får bättre data om de enskilda cellernas temperatur och får dessutom data betydligt snabbare. Därmed vågar BMS:et driva batteripaketet hårdare, vilket kan ge upp till 20 procent större praktisk kapacitet på batteriet.

Som bonus får varje enskild cell en livslogg över sin användning, vilket gör EU:s batteripass svårare att förfalska och underlättar värderingen av battericeller för återanvändning.

EU:s batteripass kommer inte att kräva rapporter om enskilda battericeller i vare sig sin första eller andra version, men Dukosi är redo för detta redan idag.

En av tillämpningarna är att aktivera chipet så fort det monterats. Då kan det hjälpa till med mätningar medan tillverkningen fortfarande pågår. Då chipet aktiveras börjar det spara en livslång logg i flashminne.

Lösningen har testats mot kvalitetsstandarden AEC-Q100 för elfordon och stationära batterilager.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Två-i-ett-minne för kanten

■ MINNEN

Det kombinerar datatakter och densitet från ett seriellt flash med flexibilitet på bytenivå hos ett EEPROM. ST Microelectronics nya Page EEPROM passar hörapparater och andra utrymmesbegränsade och strömsnåla produkter.

Minnet finns i storlekar på 8 Mbit, 16 Mbit och 32 Mbit vilket betydligt mer än vad man hittar i vanliga EEPROM. Det har smart sidhantering vilket gör det möjligt att skriva på byte-nivå

för processer som dataloggning, samtidigt som det stöder radering av sidor, sektorer eller block. Det går att skriva upp till 512 byte i ett svep vilket passar bra vid uppdateringar av av firmware. Minnena tillåter också buffertladdning, vilket gör att man kan skriva flera sidor samtidigt och därmed korta ner tiden för laddning av programvara i produktionen.

Dataläsningshastigheten på 320 Mbit/s är cirka 16 gånger snabbare än vanliga EEPROM, medan skrivcykeltåligheten på

Oscilloskop för kraftelektronik

■ TEST OCH MÄT

Det har gått sex år sedan Yokogawa lanserade det fyrkanaliga oscilloskopet DLM3000. Nu kommer en modell som har sexton gånger bättre upplösning i amplitud – 12 bitar –vilket underlättar för alla som sysslar med kraftelektronik.

Invertrar till elfordon och solcellsanläggningar, elmotorer och kraftmatning till serverkort eller annan kraftelektronik – det är några typiska tillämpningar för Yogogawas nya ocilloskop DLM3000HD.

Instrumentet har fyra kanaler med en bandbredd på 350 MHz eller 500 MHz. Upplösningen i amplitud är 12 bitar vilket går att öka till 16 i ett läge kallat ”High Resolution mode”.

är

SAMPLINGSHASTIGHETEN

2,5 GSa/s med alla fyra kanaler aktiva, medan minnet går att bygga ut till 1 GSa per kanal med två kanaler aktiva. Det är dubbelt så mycket som föregångaren vad gäller minnet. Minnet går att dela upp i 200 000 segment med individuella triggpunkter.

För den som behöver göra logikanalys eller liknande går det att köpa till en prob med åtta kanaler som nyttjar en av de analoga ingångarna.

500 000 cykler är flera gånger högre än för seriella flashminnen. Page EEPROM har en skrivström som är lägre än för många konventionella EEPROM och det finns också ett djupt strömsparläge med snabb uppstart som minskar strömmen till under 1 µA.

Datalagringen är garanterad i hundra år och minnena ingår i ST:s tioåriga produktlivslängdsprogram.

Minnena är i produktion och kostar från 0,50 dollar för 8 Mbit. PER HENRICSSON per@etn.se

Det går att koppla ihop två instrument med bibehållen tidssynkronisering av kanalerna vilket ger åtta analoga kanaler.

PER HENRICSSON per@etn.se

NI uppdaterar datainsamlingsburken

■ TEST OCH MÄT

MioDaq är NI:s nya datainsamlingsburk för USB-C. Den kommer i fyra modeller med 16 eller 20 bitar i AD-omvandlaren, och 16 eller 32 kanaler.

Precis som för NI:s andra instrument saknar Miodaq skärm. Allt styrs från en dator som i detta fall kopplas till burken med en USB-C-kabel, som även förser instrumentet med ström. För att göra uppställningen mer robust

går det att använda en USB-kabel med en skruv.

En QR-kod på baksidan leder till en webbsida som steg för steg berättar hur det går till att köra igång instrumentet. Vidare är det förberett för namngivning av ingångarna men denna funktion kommer i en framtida uppdatering av mjukvaran.

Instrumenten finns i fyra modeller med 16 eller 20 bitar i AD-omvandlarna, som samplar med 1 MSa/s.

Antalet kanaler är 16 eller 32 men halveras när det är differentiella signaler. Amplituden på signalerna kan vara upp till ±10V.

Vidare finns två eller fyra utgångar som kan leverera signaler upp till ±10 V med 250 kHz/s. Det finns också en 5 V-utgång och 16 digitala in- och utgångar. Priset börjar på 1100 euro. Toppmodellen kostar 3500 euro. PER HENRICSSON per@etn.se

Picoscope med logikprobar

■ TEST OCH MÄT

Picoscope 3000E är en av engelska Pico Technologys trotjänare. I somras kom USBoscilloskopet i en ny version med 350 MHz respektive 500 MHz bandbredd. Nu får de sällskap av blandsignalmodeller som förutom de analoga kanalerna har 16 digitala kanaler.

Pico Technologys skärm- och knapplösa instrument används tillsammans med en dator med USB-port av typen C. Alla funktioner styrs från datorn som också visar signalerna med en uppdateringshastighet motsvarande en miljon vågformer per sekund.

OSCILLOSKOPEN i 3000E-familjen har fyra analoga kanaler med en samplingshastighet på 5 GSa/s när bara en av kanalerna används. De finns med 350 MHz respektive 500 MHz bandbredd. Upplösningen i amplitud är tio bitar vilket kan ökas till 14 med diverse trix. Minnet är på 2 GSampel och går att segmentera.

Radiomodul för egenutvecklade protokoll

■ KOMMUNIKATION

Ophelia-III ingår i Würth Elektroniks concept ”Build Your Own Firmware” för frekvensområdet 2402 till 2480 MHz. Den fungerar visserligen för Bluetooth men är framför allt tänkt för proprietära radioprotokoll.

Ophelia-III baseras på nRF52840 från Nordic Semiconductor med en 32-bitars Cortex M4F plus 1 MB flashminne, 256 kB RAM och olika gränssnitt inklusive UART, SPI och I²C. Vidare finns AD-omvandlare, 17 generella in- och utgångar liksom plats för SIM-kort.

Modulen mäter 12×8×2 mm vilket enligt Würth Elektronik är kompaktare än jämförbara modeller på marknaden. I viloläge är strömförbrukningen bara 0,4 µA vilket gör modulen ideal för batteridrivna enheter.

För den som vill titta även på digitala signaler kommer nu två modeller med 16 logikkanaler och en bandbredd på 100 MHz. Minsta detekterbara pulsbredd är 5 ns.

Probarna ansluts via en tvåradig standardkontakt med 2,54 mm delning. Det går att sätta tröskelnivå för bland annat TTL, CMOS, ECL och PECL.

När det kommer till analysfunktioner har instrumentet

40 stycken seriella dekodrar som standard för felsökning på kommunikationsbussar.

SOM TILLVAL FINNS en vågformsgenerator på 200 MSa/s och 14 bitar.

Modellen 3418E med 500 MHz bandbredd och 16 logikkanaler kostar 5 500 dollar.

PER HENRICSSON per@etn.se

Ophelia-III har både en antennkontakt och en intern antenn.

Radiomodulen är baserad på samma hårdvaruplattform som Proteus-III för Bluetooth LE vars certifieringsdokument kan återanvändas för att certifiera Ophelia-III-lösningar.

Utvärderingskort och utvecklingsverktyg finns tillgängliga för applikationsutveckling.

PER HENRICSSON per@etn.se

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

www.blomdahls.com

Svensk mjukvara säkrar bilen

■ FORDONSELEKTRONIK

Precise Biometrics mjukvara ska integreras i en av tyska halvledarjätten Infineons fingeravtryckssensorer och får ett eget ordernummer. Produkten är tänkt för fordonsindustrin och kan användas för att bekräfta betalningar eller få personliga inställningar.

Precise Biometrics är redan Infineons enda premiumpartner när det gäller biometrisk autentiseringsmjukvara inom fordonsindustrin. Den nya gemensamma lösningen innebär att kunden kan välja en paketerad lösning där Precise mjukvara körs på en av Infineons PSoC-kretsar med tillhörande fingeravtryckssensor.

Lösningen är optimerad för Infineons Arm-baserade styrkretsar i Traveo T2G-familjen. Hittills under året har Precise

tillsammans med Infineon visat lösningen på CES i USA och Embedded World i Tyskland, där fingeravtryck kan användas för att låsa upp bilen, justera förarinställningar och autentisera betalningar.

Betalningar i bilen för till exempel premiumtjänster, digitalt innehåll och underhållning, laddning, parkering eller biltullar är användningsområden där biometrisk fingeravtrycksautentisering erbjuder en säker och användarvänlig metod för att godkänna betalningar, och därmed kan komma att bli standard i framtiden.

PER HENRICSSON per@etn.se

■ POWER

NP4271-serien är linjära regulatorer, LDO:er, från japanska Nisshinbo med extra säkerhet i form av watchdog-timer och window reset. Bägge funktionerna övervakar den strömförsörjda styrkretsen och larmar när den hänger sig eller beter sig onaturligt.

NP4271 är fordonskvalificerade och klarar ett inspänningsområde från 4,0 till 40 V. Utspänningen är 3,3 V eller 5,0 V med en noggrannhet på ±2 procent. Det specificerade temperaturområdet går från −40°C till +125°C. En av de viktigaste funktionerna hos NP4271 är en

säkerhet

Linjär regulator med extra

watchdog-timer som bidrar till den övergripande systemsäkerheten genom att övervaka pulser från mikroprocessorn. Om pulserna uteblir indikerar detta att programmet hängt sig, och kretsen återställs efter en viss, förutbestämd period. Dessutom finns en integrerad spänningssensor som säkerställer att alla positiva och negativa avvikelser i strömförsörjningen till styrkretsen omedelbart upptäcks, varefter det går att vidta lämpliga åtgärder. Omvandlaren har också utmärkt transientrespons vilket gör att den klarar sig med mindre utgångskondensatorer. Den är HSOP-8-AC-kapslad. PER HENRICSSON per@etn.se

Styrkrets med AI-muskler för intelligent kant

■ ARTIFICIELL INTELLIGENS

En neuronkärna kallad EIQ

Neutron är en av huvudkaraktärerna i NXP:s nya hybrid-MCU IMX RT700. Den rekommenderas för användning i wearables, medicinteknik, smarta hem och HMI-plattformar där den röda tråden är att de alla är edge och dessutom kräver intelligens.

Den intelligensen kan exempelvis vara närvarodetektering, gestigenkänning eller röststyrning.

Edge innebär att datorberäkningarna sker på plats vid tillämpningen snarare än att de delegeras till molnet. Utmaningen för ”intelligent” edge är att få batteriet att räcka till.

NXP kallar RT700 för en ”crossover”, en kombo eller hybrid –för att den som MCU, mikrostyrkrets, i grunden är strömsnål men kan plocka fram beräkningskraft när situationen kräver det.

Den övergripande kontrollen ligger hos två Cortex M33-kärnor på 325 respektive 250 MHz.

De avlöser varandra beroende på om ström ska sparas eller tunga beräkningar genomföras. Ett exempel är att omväxlande samla data från sensorer – strömsnålt – och att däremellan göra AI-beräkningar på dem.

FÖR LJUD- OCH signalbehandling finns två DSP-kärnor. Den strömsnåla Cadence Tensilica HiFi 1 exempelvis kanske permanent ligger och lyssnar efter röstkommandon tillsammans med den strömsnålare M33:an, medan den vassare HiFi 4 väcks för att AI-analysera ljudet i samarbete med den snabbare M33:an.

Kombinationen av dessa par ska enligt NXP ta bort behovet av en extern sensorhubb såväl som minska systemkomplexitet, storlek och materiallistan.

Kärnan EIQ (eIQ) Neutron sätts in som extraresurs för AIberäkningar. Som jämförelse gör den bildklassificering 172 gånger snabbare än M33:an och anomalidetektering 18 gånger snabbare. Den ska minska energianvändningen för AI-inferenser till en 119-del.

Kretsen använder diverse strömsparknep för att minska strömförbrukningen med 30–70 procent jämfört med tidigare

IMX-generationer. NXP nämner adaptiv djupsömn, optimerad klockarkitektur, lågströmscache-scheman och avancerade väck- och sömncykler.

RT700 har 7,5 MB integrerad strömsnål SRAM.

I övrigt har den integrerad DC-DC-omvandlare, minneshanteringsenhet och stöd för förbättrade analoga periferienheter. Embedded USB stöds – EUSB sänker I/O-spänningen från 3,3 V till 1 V eller 1,2 V och sparar ström.

VAD GÄLLER CYBER SÄ KER HET och personlig integritet – som alt oftare är systemkrav – finns en Edgelock-säkerhetsenklav (Core Profile) vilket inkluderar säkrad uppstart vid strömsparläge, säkrad uppdatering, sömlös minneskryptering, säkrad dataåtkomst och enhetsautentisering med hjälp av en inbyggd fysiskt oklonbar funktion (PuF).

IMX RT700 finns i provexemplar.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Svensk Elektronik

– tillsammans för branschens bästa

Bli medlem – för en hållbar och konkurrenskraftig elektronikindustri

Svensk Elektronik är Sveriges främsta branschorganisation för industriell elektronik. Vi har över 150 medlemmar, vilket innefattar ledande företag och organisationer som tillsammans utgör en betydande kraft. Vi skapar värde med nätverk, kunskapsutbyte, utbildningar, samverkan och engagemang kring branschens viktiga frågor. Vi jobbar med:

– Bevakning

& information

. . . om utveckling och trender, lagar och direktiv. Vi anordnar seminarier och utbildningar.

– Samverkan & gemenskap

. . . insikter och tips från branschkollegor. Tillgång till expertkunskap. Erbjuder plats i en professionell gemenskap.

– Påverkan i nyckelfrågor

. . . ger företagen möjligheten att påverka i branschspecifika frågor. För dialog med myndigheter och fungerar som remissinstans.

– Nätverk & kunskapsutbyte

. . . genom att arrangera mässor, konferenser, studiebesök och nätverksträffar.

– Ökad konkurrenskraft

. . . genom att framhäva industrins behov av strategiska investeringar med fokus på forskningsoch innovationsfinansiering.

– Skapa förutsättningar

... adresserar företagens huvudutmaningar, som att rekrytera rätt kompetens och utveckla befintlig personal.

Följ QR-koden till medlemsansökan

Ta chansen att delta på Elektronikmässans Konferens

Elektronikmässan Stockholm 2–3 april 2025 samlar över 150 företag som visar upp det senaste inom elektronikdesign, produktion och komponenter.

Den 17 oktober går startskottet för biljettsläppet till Elektronikmässans Konferens, en efterlängtad tvådagarskonferens som sätter fokus på hur AI och maskininlärning revolutionerar elektronikbranschen. Evenemanget erbjuder två halvdagar fulla av insikter kring hur dessa teknologier driver innovation och förändrar hur vi designar och utvecklar elektronik.

Hur AI revolutionerar elektronikbranschen

Maskininlärning och AI omvandlar flera industrier genom skapandet av datadrivna applikationer och nya arbetssätt, elektronikbranschen är inget undantag. AI används nu för att optimera designprocesser, förbättra prestanda och utveckla självlärande system som förenklar komplexa ingenjörsutmaningar. Under konferensen får deltagarna möjlighet att ta del av experters erfarenheter och insikter om hur dessa tekniker förändrar framtidens elektronik.

Early bird-erbjudande

Biljetter finns nu tillgängliga med ett Early bird-erbjudande för endast 1 495:– för hela konferensen. För de som vill säkra sin plats på detta framtidsinriktade event.

Missa inte chansen att ligga i framkant inom elektronikdesign och AI!

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!

As a leader in test and measurement, Rohde & Schwarz provides a large portfolio of solutions for development, optimization and debugging of power electronics. Choose from our broad range of

► Oscilloscopes

► Spectrum analyzers

► EMC test receivers

► Vector network analyzers

► Power supplies

► Power analyzers