Elektroniktidningen december 2024 by ETN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

NR 12 DECEMBER 2024 TEMA: Medicinteknik & Hälsa

Beneli

från ”patch” till ”pod”

Tryckeriet från Helsingborg växlade från etiketter till screentryckt medicinteknik. /20–21

X86S: En total reboot på x86 /10–12

JAMMERTEST: Säker satellitposition /14–15

ELECTRONICA: Mässan är tillbaka på rekordnivå /16–19

2-3 April | Kistamässan | Stockholm

ÅRETS JULKLAPP

FRÅN ELEKTRONIK | KONFERENS

AI och teknik i en framtidsvision, med intelligens som väcker inspiration.

Två dagar fyllda med innovation, för att bygga din starkaste position.

ERBJUDANDE

Här får du en chans att tänka stort, med kunskap som gör dig framgångsrikt klok.

Så packa din nyfikenhet, bli en trendskapare, Årets julklapp gör dig smartare!

Exklusivt erbjudande under limiterad tid till årets konferens på Elektronikmässan.

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

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

Jocke Flink

Grafisk formgivning, layout, bildbehandling och produktion print. jocke.flink@typa.se 070–557 52 28

medverkar i detta nummer: Göte Andersson, Jacob Engblom och Mats Udikas

Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingenjörers Riksförening, www.ser.se

Tidningen trycks på miljövänligt papper av Stibo Complete. omslagsbild: Beneli screentrycker all sin elektronik från rulle till rulle. foto: Beneli

Vegard Wollan Nordic Semi surfar på IoT-vågen.

8 Stefan Blixt reser sig ur askan efter Imsys

EXPERT: Säkra strömmen till medicinsk utrustning

Hafiz Khalid på XP Power ger de fem viktigaste kom-ihåg:en för säker design av strömförsörjning till medicinteknik.

Hans mikroprogrammerbara processorarkitektur har hängt med sedan 80-talet. Nu ska den uppgraderas till 40 och 22 nm.

EXPERT: Effektivisera sjukvården med RFID RFID är bättre på att hantera sjukvårdens logistikutmaningar vilket gör det möjligt att hantera utrustningar och mediciner samtidigt som leveranskedjans integritet garanteras, skriver Teppei Miura på Murata ID Solutions.

EXPERT: AI-datormoduler för medicinteknik

Det ska vara portabelt, det ska vara AI och det ska vara prestanda i medicinteknik av idag, enligt Zeljko Loncaric, som presenterar hur Congatecs datormoduler klarar den checklistan.

EXPERT: Rätt batteri och rätt regulator är rätt medicin

Rolf Horn inventerar Digikeys utbud på batterilösningar för medicinteknik – en buckregulator kan göra fem dagars skillnad i batteritid.

IAR höjer ribban

Det Uppsalabaserade verktygsbolaget IAR vill växa minst 20 procent och ha en rörelsemarginal på minst 20 procent inom tre till fem år. Det ska ske med nya produkter som når fler kunder på fler marknader.

Det har inte gått mer än ett drygt halvår sedan Cecilia Wachtmeister utsågs till vd på IAR Systems. Hon hade innan dess suttit tre år i styrelsen, så det är inte konstigt att företaget redan nu reviderar upp sina långsiktiga mål.

Flaggskeppet IAR Embedded Workbench öppnas upp för tredjepartslösningar från både kommersiella aktörer och lösningar byggda på öppen källkod.

EN AV SATSNINGARNA är ett integrerat stöd för operativsystemet Zephyr från Linux Foundation, ett operativsystem som används av stora tillverkande bolag.

Under 2025 kommer IAR addera ytterligare samverkan och integrationer med lösningar byggda på öppen källkod. Ett exempel som nämns är programmeringsspråket Rust.

Bolaget breddar också sin portfölj från att nå endast

enklare styrkretsar (MCU:er) till att också adressera den stora och växande marknaden för mer kraftfulla styrkretsar (MPU).

IAR intensifierar vidare utvecklingen av IAR Embedded Workbench för arkitekturen RISC-V, som nu uppvisar synbara tecken på tillväxt även utanför Asien.

UNDER FÖRSTA HALVÅRET nästa år lanserar IAR ett moderniserat prenumerationserbjudande, vilket ersätter bolagets nuvarande erbjudande. Bolagets kunder ges möjlighet att sömlöst ha åtkomst till IAR:s fulla produktportfölj och tjänsteutbud i molnet, vilket möjliggör både effektivitet och moderna, automatiserade arbetssätt kopplat till mjukvaruutveckling.

– Vi kommer att introducera prenumerationserbjudandet varsamt, men ser redan nu en stark efterfrågan bland våra stora kunder, säger Cecilia Wachtmeister i ett pressmeddelande.

IAR avser även att inkludera alla befintliga och framtida certifikat för funktionell säkerhet i erbjudandet.

PER HENRICSSON per@etn.se

Verktyget som vill underlätta antennvalet

Antenna Integrator är ett webbaserat verktyg från amerikanska Taoglas som vill göra det enklare att designa in en antenn för wifi, GPS, Bluetooth eller mobiluppkoppling i ett inbyggt system. Förutom att föreslå en lämplig antenn ger det en grov skattning av prestanda.

Taoglas har under 20 års tid utvecklat antenner för frekvenser mellan 400 MHz och 6 GHz. Frekvensområdet täcker in de flesta trådlösa kommunikationstekniker som används av inbyggda system i allt från fordon och transporter till industriell IoT, medicinteknik och övervakningskameror.

– Vi säljer inte till konsumentprodukter, volymerna är stora med marginalerna är inte bra.

MEN ATT DESIGNA in en antenn är inte helt enkelt, det är lätt att funktionen försämras om den placeras för nära andra komponenter eller på ett olämpligt ställe, säger Dermot O’Shea som är vd och en av grundarna.

– Många konstruktörer behöver hjälp av någon utomstående, det är därför vi tagit fram Antenna Integrator.

Taoglas har sedan tidigare två webbverktyg där det ena används för att välja externa antenner och det andra för att designa längden på kabeln till antennen och välja kontakt.

MÅNGA FÖRETAG som utvecklar elektronik saknar kunnande om radiokommunikation och även om Taoglass har runt hundra ex-

perter plus testkammare på nio platser runt om i välden förslår det inte långt.

– Idag vill alla koppla upp sina saker och särskilt yngre ingenjörer vill leta hjälp på nätet. De vill att en AI ska föreslå vilken komponent som är bäst och var de kan köpa den.

RENT PRAKTISKT matar man in kretskortets dimensioner, vilket frekvensband man vill använda och så får man fram några förslag att välja på. När man är nöjd med hur kortet ser ut skickar man designen till Taoglas experter som tittar på om det är rätt antenn och en vettig layout eller om något borde modifieras.

– Inom 24 timmar kommer ett svar med vilken ungefärlig prestanda man kan förvänta sig och om det är bra komponent för uppgiften. Sedan kan man beställa och det kommer att fungera, säger Dermot O’Shea och fortsätter:

– Vi vill ge kunderna mer hjälp än om de går till Digikey eller Mouser. De har så många komponenter att det är svårt att välja och att bara ta den som dyker upp först i sökningen blir inte alltid bra.

FÖRETAGETS ANTENNER säljs bland annat av den svenska distributören Techship.

– Vi gillar dem. Vi har arbetat med dem en tre, fyra år. Dom är specialiserade på trådlös kommunikation och kan ge teknisk support till kunderna.

PER HENRICSSON per@etn.se

UTREDNING:

Hur

sårbar är svensk halvledarteknik?

Regeringen ger FMV (Försvarets materielverk) i uppdrag att identifiera, inventera och analysera skyddsvärda produkter, verksamheter och entiteter på området halvledarteknik i Sverige.

Syftet med uppdraget är att samla in och identifiera sårbarheter – som till exempel tekniksäkerhet och teknikläckage – så att skyddsåtgärder kan vidtas.

– Säker tillgång till banbrytande tekniker, råvaror och insatsvaror är av avgörande betydelse för samhällets funktionalitet, säger försvarsminister Pål Jonson i ett pressmeddelande.

REGERINGEN HÄNVISAR beslutet om uppdraget till att EU-kommissionen år 2023 meddelade att medlemsstaterna ska ta

fram metoder och verktyg för att skydda banbrytande teknik från antagonistiska stater och aktörer.

FMV kommer att få hjälp av Försvarsmakten, Totalförsvarets forskningsinstitut och Inspektionen för strategiska produkter. De ska även undersöka hotbilden.

UPPDRAGET ska redovisas till Försvarsdepartementet senast den 1 maj 2025.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Kommer tomten med en Twinscan EXE:5000?

Lagom till julhandeln har den nederländska litografijätten ASML lanserat en byggsats i Lego av sin senaste EUVmaskin, Twinscan EXE:5000. Intel fick det första exemplaret i början av året av maskinen som uppges kosta runt 380 miljoner dollar. Byggsatsen med 851 delar får du för 228 dollar.

ASML har ett omfattande sortiment av prylar som alla pryds av företagets logotyp. Det är allt från tröjor, skjortor och sparkdräkter för nyfödda, till muggar, vattenflaskor och paraplyer. Dessutom finns det

nyckelringar, julgransprydnader och en variant av Rubriks kub som togs fram till företagets 40-årsjubileum.

Sedan tidigare finns två Legobyggsatser av litografimaskinerna

ASML Skyline och Twinscan NXE:3400C. De får nu sällskap av den mest avancerade modellen, Twinscan EXE:5000 för processer motsvarande 2 nm eller mindre. ASML verkar förvänta sig en rusning, för potentiella kunder får bara köpa ett exemplar. Ligger det fler i den virtuella handlingskorgen när man kommer till kassan plockas de automatiskt bort.

PER HENRICSSON per@etn.se

– Efter ett knappt år som vd måste jag säga att jag är extremt imponerad av företagets position med tanke på att produkterna är ganska gamla vid det här laget.

Nordic Semiconductors storsäljare har snart ett decennium på nacken och tillverkas i en 55 nm-process.

– Trots det har vi en 40-procentig andel av marknaden för korthållskommunikation.

Det är nästan ofattbart.

Vegard Wollan syftar på IoTkretsar som kopplas upp med Bluetooth, 802.11 eller privata protokoll.

nRF54L

Förutom Bluetooth LE version 6.0 klarar kretsen bland annat Bluetooth Mesh, Zigbee, Thread, Matter och Amazon Sidewalk. Liksom proprietära protokoll på 2,4 GHz och en datatakt upp till 4 Mbit/s.

Uteffekten är upp till 8 dBm och mottagarkänsligheten vid 1 Mbit/s ligger på -96 dBm. Vidare finns åtta AD-omvandlare på 14 bitar och 2 MSa/s plus Trustzone och kryptoaccelerator.

Kretsen finns i tre storlekar med 0,1, 1,0 och 1,5 Mbyte flashminne medan RAM-minnet är på 256 kbyte, 192 kbyte eller 96 kbyte.

Processorn är en Cortex M33 på 128 MHz plus en hjälpprocessor i form av en Risc-V med samma klockhastighet.

nRF54L kommer i en QFN48 som är 6x6 mm eller som en WLCSP på 2,4x2,2 mm.

– Det är därför vi är så positiva och tror att vi kan växa snabbare än marknaden de kommande åren. Särskilt som vi lanserade 54L-familjen igår. Nu har vi kommit till en punkt där vi kan släppa nya versioner med jämna intervall.

Vegard Wollan är en veteran i norsk halvledarindustri och fanns med i gruppen som skapade AVR-processorn en gång i tiden. Han har bland annat arbetat på Nordic VLSI, Atmel och Touchnetix.

EN SAK SOM FÖRÄNDRATS sedan han tillträdde som vd på Nordic Semiconductor i början av året är uppdelningen i april av bolaget i fyra affärsområden.

Det överlägset största är systemkretsar för korthållskommunikation, inklusive storsäljaren Bluetooth, 802.15.4 och proprietära protokoll för 2,4 GHz bandet.

Cellulära uppkopplingar, Dect NR+ och molntjänster är det andra affärsområdet och wifi det tredje. Det fjärde är Power management.

Förändringen genomfördes för att lyfta försäljningen. Under hösten har det också kommit ett sparbeting som innebär att runt 8 procent av personalen får lämna bolaget.

PÅ ELECTRONICA lanserade företaget en helt ny generation uppkopplade IoT-kretsar, nRF54, som tillverkas i en 22 nm-process hos både TSMC i Taiwan och Globalfoundries i Tyskland. Det

Nordic surfar på IoT-vågen

Ambitionen är att växa snabbare än marknaden. Den nya nRF54L-familjen och en förändrad organisation är två pusselbitar som ska bidra till det. Det norska halvledarbolaget Nordic Semiconductors vd Vegard Wollan utstrålade optimism på Electronicamässan.

reducerar risken för leveransstörningar, särskilt som tillverkningen sker på olika kontinenter.

Om några år, när TSMC:s fabrik i Dresden står klar stärks leveranskedjan ytterligare.

– Beslutet fattades av den tidigare ledningen och var ambitiöst, nu kan vi skörda frukterna av det.

Företaget är känt för framförallt Bluetoothkretsar med låg effektförbrukning

– Det gäller också våra cellulära modem och wifi-produkter.

Det är vår marknad, vi skulle aldrig ta fram wifi-kretsar för vanliga routrar.

En viktig förklaring är radiokunnandet och hur man nyttjar det för att hålla effektförbrukningen så låg som möjligt.

– När kunderna ska välja kretsar är det helt klart så att vi har fantastisk radioprestanda men man ska inte glömma bort våra utvecklingsverktyg med den nya NCS-plattformen, den har stor betydelse.

DESSUTOM FINNS webbaserade utbildningar plus ett ekosystem kring företaget med kunder och användare som delar med sig av lösningar.

Köpet av det norska radarsensorbolaget Novelda avblåstes bara två veckor efter att det annonserades i mitten av oktober. Vegard Wollan ser inte det som anmärkningsvärt utan mer som en konsekvens av att intresset lätt skulle kunna läcka ut i ett litet land där alla känner alla.

– Vi tittar på många bolag utan att säga något. Även ett bolag som Nordic Semi påverkas av AI-trenden. – Så länge man kan kalla det maskininlärning är det rätt sorts AI för oss. Trenden går mot att man gör allt mer närmare kanten för att kunna ta besluten lokalt. Det reducerar datatrafiken och effektförbrukningen.

FÖRETAGETS KRETSAR kan hantera den typen av uppgifter, särskilt den nya generationen, med dubblerad processorprestanda samtidigt som effektförbrukningen minskat till en tredjedel. – Vi har mer saker som kommer under nästa år med hårdvaruacceleratorer. Sen är det en generell trend att beräkningskraften på kanten ökar och blir allt viktigare. Vi kallar till exempel våra produkter för trådlösa processorer numera vilket är en del av den trenden.

Tidigare sågs de mer som en trådlös uppkoppling med begränsad processorkraft. Den ny nR54L-familjen har exempelvis ett tvåkärnigt processorsystem och under nästa år kommer fyrkärniga varianter.

Kunderna kan dessutom välja mellan Arm och Risc V. – Vi befinner oss på tillväxtmarknader för alla våra trådlösa tekniker och har möjlighet att växa snabbare än marknaden på alla områden, så jag är optimistisk. PER HENRICSSON per@etn.se

FAKTA

Chipveteranen Stefan Blixt söker kapital för att tillverka sin klassiska mjukvarudefinierade cpuarkitektur i en fräsch processnod.

Arkitekturen implementerades för första gången på 80-talet i TTL och har under åren gått igenom CMOS i 900, 350, 250, 180 och 65 nm – med hjälp av en rad skickliga medarbetare, betonar han.

Nu siktar Stefan Blixt på 40 och 22 nm i ett nytt bolag: Telesis.

Affärsplanen är att chipet ska bli ett ”universellt IoT-chip”. Det ska konfigureras till specifika systemkretsar för tillämpningar inom IoT, med hjälp Stefan Blixts unika recept att byta ut mikroprogrammen – som alltså är mjukvara – se faktaruta intill.

Telesis siktar brett. Slutprodukterna kommer att kunna vara nästan vad som helst: videokameror, bildskärmar, drönare, hörapparater, kontrollpaneler, varuautomater, medicinteknik, industrimaskiner, och så vidare.

ELEKTRONIKTIDNINGEN OCH STEFAN har en lång diskussion om vad Telesis chip ska heta. ”Fenix” är ett förslag – det uppstår ur askan av sina föregångare.

Stefan Blixts arkitektur kommersialiserades länge i bolaget Imsys, som gick i konkurs i april i år efter att ha misslyckats med att ordna rörelsekapital.

Men redan 2020 startade Stefan Blixt sidoprojektet Telesis där han sedan dess utvecklat Fenix för IoT.

IoT är nämligen det spår som han tror är mest relevant för arkitekturen just nu. Imsys styrelse höll inte med. Därav sidoprojektet.

Styrelsen satsade istället på ett AI-chip som gör beräkningar i ett artificiellt neuronnät vars beräkningssteg dynamiskt – a la Stefan Blixt – definieras i mikroprogram.

– Den satsningen var kanske alltför ensidig och djärv, kommenterar Stefan Blixt.

Också AI-chipet var Stefan Blixts baby och han fortsatte att jobba parallellt med det för Imsys räkning – idéer, patent och ägande var ju fortfarande hans – fram till konkursen. Dock utan att sitta i styrelsen.

DET VAR EN SLUMP att Elektroniktidningen fick höra talas om Telesis och Stefan Blixts planer. Han har varit ute och hållit presentationer för mindre grupper – kanske för några av våra läsare?

Fenix kommer att ha inbyggt minne, åtminstone en megabyte till att börja med. Det betyder att det trots sin litenhet kan ta sig an större tillämpningar – till och med köra Linux om det skulle vara relevant – och att flaskhalsen med kommunikation med yttre primärminne försvinner. Vilket betyder att antalet ben kan dras ner och att en liten, billig, tillförlitlig QFN-kapsel kan användas.

Reser sig ur askan

Så ska Stefan Blixts nya

Elektroniktidningen ställer den dumma frågan varför han inte tryckt in minne tidigare?

För att halvledartekniken inte tillåtit det, är det enkla svaret. Transistortätheten fördubblas vartannat år, och har utvecklats i den takten i många decennier. Detta ändrar hela tiden förutsättningarna för vad som är en effektiv chiparkitektur, inte bara vad gäller minnesstrategi.

– Att primärminne nu kan komma ombord innebär ett stort steg för effektivitet och prestanda, på samma nivå som revolutionen när mikroprocessorerna kom.

– Det är nu det blivit möjligt att göra detta i en mogen och rimligt billig teknik som 40 nm. Samtidigt som tätheten ökar och man kan ha mer minne ombord, tenderar chipstorlekarna snarare att minska och anslutningarna behöver därmed minska i antal.

systemkrets

– Varje anslutning blir allt dyrare, eftersom den chipyta den kräver inte minskar.

Alla datorer och smarttelefoner har i stort sett samma behov av funktioner i sina processorer. IoT är tvärtom en salig blandning av unika tillämpningar.

– De är fokuserade på olika uppgifter som kräver olika uppsättningar av anslutningar och funktioner.

Sweet spots för Fenix – där Fenix alltså är det optimala valet i konkurrensen – fördelar sig horisontellt på marknaden. Många kombinationer av SoC-funktioner stöds – vilket alltså passar olika vertikaler. Samtidigt har tillämpningar som passar Fenix liknande minnesbehov, eftersom det är minnet som tar störst plats på chipet.

– Minnet räcker för fler tillämpningar på Fenix, eftersom det har bättre kodtäthet än andra chip.

Historisk svensk digitalteknik

Finansiering är nästa punkt på dagordningen för Telesis. Stefan Blixt talade med en potentiell finansiär dagen innan han talade med Elektroniktidningen.

Vad ville han veta?

– Han ställer samma frågor som du. Elektroniktidningen pitchar gärna Stefan Blixts arkitektur. Den har flera gånger bevisat sig, samtidigt som den typiska utvecklingen därefter tyvärr blivit att tillämpning eller kund kraschat.

Den första Blixtprocessorn var styrenhet i ett minidatorbaserat dataterminalsystem som även stödde ordbehandling. Det blev en storsäljare i Sverige och Danmark på 80-talet i bland annat banker, myndigheter och sjukhus. Men de två samarbetspartnerna, en av dem Facit, föll i finanskrisen 1992.

– Vår teknik överlevde, och det tog inte lång tid innan vi åter hade ett nära utvecklingssamarbete med finansierande kunder.

Den första Blixtprocessorn i CMOS utvecklades med Ericsson i 350 nm och var tänkt för smartphones. Ericsson-loggan finns på chipet, men för att få det operativsystem Ericsson trodde telefonerna behövde – Symbian – valde Ericsson i stället Arm, vars processorarkitektur nu helt dominerar mobiltelefonerna och alltid finns färsk i nya processnoder.

ERICSSON MICROELECTRONICS upplöstes 2002 efter att delar sålts av. – Återigen försvann våra finansierande kunder. Men vi gav inte upp – vi kunde till och med behålla några av ingenjörerna från Ericsson.

Stefan Blixts processorer har använts inom IoT för allt från att mjölka kor till att styra höghastighetsvapen, och inom telematik för GPS och kartskärm i fordonsflottor. I spionffen Qulsar har den använts i precisa klockor i femtoceller. ■

efter Imsys

Fasta hårdvarublock är den lösning som normalt används i optimerade appspecifika SoC:er. Men det kräver miljonvolymer. Fenix siktar på de mindre volymerna – och de är den stora merparten – där en sådan implementering inte skulle gå ihop ekonomiskt.

Stefan Blixt kalkylerar att det, när ett företag har sin konstruktion färdig, kostar nära en miljon dollar att skapa en mask för 40 nm, och att den ska amorteras över två år fram till dess att Moores lag levererat nästa processnod. Det landar dig i en nödvändig volym på en miljon chip.

HÄR KOMMER MATEMATIKEN: Stefan Blixt kan nå den önskade miljonvolymen genom att summera sina kunders småvolymer. Det tillverkas många chip som Fenix kan implementera och många bäckar små blir en stor å.

På kortnivå kommer Fenix utmana kort

som är populära inom IoT, som Raspberry Pi Pico (wifi, bluetooth, USB), Arduino Nano 33 (wifi, bluetooth, krypto, IMU, USB) och ESP32 IoT Chip (wifi, bluetooth, Ethernet, krypto, can, PTP).

– Det finns ett stort och växande antal IoTapplikationer, och många kreativa små och medelstora företag som planerar produkter för dessa.

Genom att välja Fenix – kanske för flera olika SoC:er i samma system – krymper kunden sin komponentlista. Och att SoC:n definieras i mjukvara minskar utvecklingstiden.

Ännu är Stefan Blixt ensam på Telesis men han tror att han kommer att kunna samla ihop sin skara medarbetare igen, den dag finansieringen kommer.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Blixtprocessorer saknar instruktioner

Cpu-instruktioner definieras av så kallade mikroprogram. De är normalt hårdkodade, men en Blixt-cpu läser in mikroprogram (och benkonfigurering) när den startas. Det kallas att den är ”mikroprogrammerbar”. Det är inte unikt, men det är en udda fågel idag.

Stefan Blixt kallar skämtsamt sin arkitektur för en ”nisc” – no instruction set computer (analogt med ”reduced” och ”complex” i risc och cisc) eftersom den saknar ISA (instruktionsuppsättning) när den startas.

Blixt-cpuer kan använda Javas virtuella maskinspråk som ISA, liksom maskinkod från kompilatorprojektet LLVM, för systemspråk som C, C++ och Rust. Även Pascal och Forth stöds, på olika sätt.

–Vi skulle även enkelt kunna utveckla en virtuell maskin för exempelvis C#, och den skulle bli bra.

Stöd för Python är på väg i samma lightversion som exempelvis Raspberry Pi:s styrkrets RP2040 stöder.

– Python är ett viktigt språk. Vi kommer nog att vilja gå vidare med den mer avancerade virtuella maskinen, mikrokodoptimerad.

I mikrokod implementeras även autonoma processer för exempelvis audio eller video, vilket blir billigare än att använda autonom hårdvara utanför processorkärnan. Även funktionsbibliotek för standardalgoritmer som FFT mikrokodas, och blir då effektivare än om de skrivs i assembler.

I Fenix, specialsydd för SoC, implementeras även tyngre IO i mikroprogram, till skillnad från en normal dedikerad SoC som lägger dem i egna hårdvarublock – för ljud en dsp, för kamera och bildskärm en framebuffer, för videogenerering logik, för Ethernet buffertminnen och logik – och så vidare för HyperBus, PCI Express, USB, wifi, Bluetooth ….

– Tillsammans tar IO-blocken typiskt mer plats än processorn.

De kräver normalt dessutom egna yttre anslutningar.

Med instruktioner i mikroprogram blir applikationsprogrammet kortare eftersom instruktionerna blir färre och i genomsnitt kortare. Korta program använder mindre minne vilket är en nyckel till prestanda eftersom minne äter transistorer och datatransport tar tid och energi. Och antalet maskincykler blir färre, vilket sparar energi.

FAKTA

65nm dual-core

X86S sätter punkt

Alla vet att Intels (och AMDs) x86 arkitektur är rätt stor och stökig. Det är en gammal arkitektur med rötterna i 1970 talet som har uppdaterats från 16 bitar till 32 bitar och sedan 64 bitar. Det har lagts till mängder med nya instruktioner för att effektivisera vanliga beräkningar (flyttal, krypto, vektorer, bitmanipulering, matriser, …). Systemmodellen har utökats med funktioner för minneshantering, virtualisering och säkerhet. Men hela tiden har befintlig programvara fortsatt att fungera. Intel och AMD har hållit hårt i bakåtkompatibiliteten.

X86S

sätter punkt för detta och markerar på många sätt ett nytt synsätt på hur x86 ska utvecklas framöver som påminner mer om hur ARM har hanterat sina arkitekturvarianter (jag skriver det i plural eftersom det finns flera ”ARM” som är helt inkompatibla med varandra).

X86S står enligt Intel för ”x86 simplification” och ska skrivas x86S (litet x, stort S, inget bindestreck). Det är en specifikation som just nu, i version 1.2, är på 58 sidor och beskriver ett antal ändringar till x86-arkitekturen. En första version kom i april 2023, och den nuvarande versionen släpptes i juni 2024. Intel har uppdaterat specen baserat på feedback – ändringar av den här magnituden behöver diskuteras både internt och med olika partners i ekosystemet.

Se Intels hemsida, för en länk till den fulla specifikationen.

Kompatibilitet

En nyckelfråga när man utvecklar en ny processorarkitektur är hur man ser på bakåtkompatibilitet. Ska befintlig kod fungera på den nya arkitekturen? Och mer intressant: vilken befintlig kod ska fungera?

Grovt kan man dela in mjukvaran i fem delar som visas i bild 1.

När en dator idag startar går den först igenom en säker start, där mjukvara som är bokstavligt inbränt i chipet körs. Koden här kommer typiskt från kiseltillverkaren och är väldigt tätt kopplad till en viss kiseldesign.

Nästa fas i starten är den traditionella ”bootloadern”, eller laddaren. På en PC brukade detta kallas BIOS, Basic Input-Output System. BIOS tillhandahöll en miljö från vilket ett operativsystem (eller ”bare metal”-kod) kunde köra. Under 2010-talet tog UEFI över. UEFI har ett annorlunda gränssnitt mot operativsystemet (OS) och OS behövde uppdateras för att starta från UEFI. I PC-världen finns en handfull leverantörer av UEFI-laddare, plus att de flesta stora tillverkare som Dell, Microsoft och Lenovo har sina egna UEFI.

Efter laddaren kommer idag normalt en hypervisor som delar hårdvaran mellan ett antal virtuella maskiner. Microsoft har sin Hyper-V, VMWare är vanligt på servrar, och molnföretag brukar ha sina egna lösningar eftersom de säljer virtuella maskiner. Virtualisering har blivit väldigt vanligt och det är en del av bakgrunden till x86S.

Operativsystemet är den mest välkända nivån, med Linux, Windows, BSD och realtidsoperativsystem. OS kör antingen direkt på hårdvaran eller på en virtuell maskin som tillhandahålls av hypervisorn. Det finns betydligt fler varianter på operativsystem än hypervisors. Slutligen kommer användarprogrammen

eller applikationerna. Det som de flesta användare bryr sig om. Dessa är tusentals gånger fler än operativsystemen. Oftast görs stora ansträngningar för att även riktigt gamla program ska fungera på nya system, eftersom användare tenderar att bli arga om deras nya dator har sönder deras befintliga program. Kompatibilitet för användarprogram handlar lika mycket om OSet som hårdvaran; bild 2 visar ett exempel på hur Windows 11 låter dig köra gammal mjukvara i en miljö som ser ut som äldre versioner av Windows.

En förändrad syn

Den traditionella synen hos x86-tillverkare var att all gammal mjukvara skulle fungera på ny hårdvara, inklusive OS.

Om någon vill köra en gammal DOS från 1990-talet på en sprillans ny server 2024 så

Bild 2. Windows 11 kan köra äldre Windowsprogram i kompatibilitetslägen som simulerar 30 år gamla Windows-varianter. Speciellt användbart för gamla spel.

Bild 1. Mjukvarulager och hur många som utvecklar på varje nivå.

ska det fungera. Man vet ju aldrig vilken viktig kund som man kunde tappa om man hade sönder någonting. Detta tänkande har genomsyrat hela x86-ekosystemet. Till exempel kan man i många UEFI fortfarande slå på kompatibilitetsläge som låter dig starta maskinen i BIOS-läge för att låta riktigt gamla operativsystem starta. Trots att UEFI varit standard i mer än tio år. Men man vet ju aldrig … På senare år har detta börjat ändra sig. Med en ökad användning av molntjänster och virtuella maskiner rör sig operativsystemen bort från hårdvaran. Mjukvaran på applikationsnivån mer och mer oberoende av den underliggande arkitekturen och enklare att portera, mycket drivet av intåget av ARM-arkitekturen i ”vanliga datorer” och inte bara i mobiltelefoner.

Att bibehålla strikt bakåtkompatibilitet hela vägen tillbaka till laddaren är helt enkelt inte lika viktigt idag, och med det blir kompatibiliteten en kostnad som inte nödvändigtvis betalar sig. Färre och färre användare har nytta av maxad bakåtkompatibilitet – om man kör sin mjukvara i en ”container” på en generisk Linux på en virtuell maskin på en molntjänst ser man inte hårdvaran alls. Men det kostar hårdvarutillverkare tid och pengar att testa och validera bakåtkompatibiliteten även när den inte används.

Därav x86S – det handlar om att ta bort funktioner i hårdvaran som inte längre används av majoriteten av mjukvaran. För att göra det lättare att bygga ny hårdvara och mjukvara.

Enklare start

Den kanske största förenklingen i x86S är att den ändrar hur datorn startar. Ända sedan

Bild 3. X86S startar direkt till 64-bitarsläge. Vanlig x86 tillåter att laddare och OS körs i 32-bitarsläge eller 64-bitarsläge. Ingen använder 16 bitar idag.

One-stop shop for product testing

8086:an på 1970-talet har en x86 dator startat i 16-bitarsläge. För att komma upp i 32-bitarsläge och senare 64-bitarsläge fick mjukvaran, typiskt laddaren, köra speciell kod. Idag när i princip alla operativsystem som körs är 64-bitars är detta helt poänglöst.

Bild 3 illustrerar skillnaden i hur datorn startar. Det är värt att notera att det klassiska startflödet lät systemet stanna i 32-bitarsläge och köra 32-bitars operativsystem. 64-bitsläget kom till som en valfri utökning senare och under de tidiga åren av ”x86-64” var det väldigt vanligt med 32-bitarsoperativsystem. Det tog ett tag att få upp all mjukvara på 64 bitar. Jag minns diskussioner från den tiden om hur 64 bitar gjorde kod och data större och riskerade göra mjukvara långsammare. Men det var tjugo år sedan.

X86S gör det enklare för mjukvaran – men det kräver att både laddare och operativsystem uppdateras. Den tidiga startkoden kommer behöva skrivas om rejält. Det är inte stora mängder kod, men utan ändringar kommer ingenting fungera. Detta skiljer sig från de tidigare utökningar och ändringar som gjorts för x86, där gamla mjukvarustackar fortsatte att fungera även om de inte drog nytta av det nya. Som sagt ovan representerar detta ett nytt tänkande inom x86-världen.

Andra förenklingar

Listan på det som stryks i arkitekturen är lång.

Det är värt att notera att x86 kända ”ringar” försvinner. I praktiken får x86S samma uppdelning i OS-nivå och användarnivå som alla andra arkitekturer idag. Ingen använder mellanlägena i ring 1 och 2 – till stor del eftersom OS som Linux och Windows även fungerar på andra arkitekturer som saknar dem.

En hel del saker förenklas också på systemnivån, som att man måste hantera interrupt med hjälp av X2APIC. Det kommer att vara möjligt att gå direkt mellan fyranivåers och femnivåers sidtabeller i MMU:n.

Detta påverkar operativsystem och hypervisorer som behöver ändra koden som ligger närmast hårdvaran – men det är inte ett problem för de allra flesta. Förhoppningsvis innebär det att OS-koden krymper eftersom ett OS för x86S har ett enklare gränssnitt till hårdvaran.

Vad går sönder?

X86S kommer inte vara ett problem för de som kör Windows, Linux eller BSD eftersom Intel och AMD kommer se till att det fungerar. Samma gäller för alla vanliga hypervisorer. Realtids-OS och andra mindre vanliga OS kommer behöva uppdateras om de vill fungera på nya x86S, men det är inget ovanligt om man tittar på andra arkitekturer.

Det som definitivt kommer gå sönder är operativsystem som är skrivna för 32-bitars x86 eller använder gamla hårdvarumekanismer. Tack vare PC-ekosystemets öppenhet finns det många hobbyprojekt som använder de äldre och ofta enklare mekanismerna, men som måste gå över till UEFI-start,

64-bitarsläge, et cetera, om de ska fortsätta att fungera på framtida x86-hårdvara. Men. X86S-designen har en enkel lösning för de som behöver köra 32-bitars OS i framtiden: använd virtualisering. Även om inte hårdvaran i sig stödjer de gamla mekanismerna går det alldeles utmärkt att simulera dem i en hypervisor. I praktiken flyttas en massa komplexitet från hårdvara till mjukvara – och där kommer den bara finnas om den behövs. Annars kan man helt ta bort den från stacken, vilket gör allting enklare och minskar riskerna för säkerhetshål. Förenkling är som sagt temat.

Det är värt att notera att 32-bitars användarprogram fortsätter fungera utan några särskilda trick. Med andra ord precis som de idag.

Fördelar för hårdvaran

Fördelarna med x86S för hårdvaran är att man tar bort en massa komplexitet och interaktioner mellan funktioner. Det blir lättare och roligare att designa nya processorer. Det blir speciellt mycket lättare att testa och validera dem.

Det går ärligt talat inte åt så många transistorer för att implementera de gamla mekanismerna – de kom ju i en tid där man inte hade så stora transistorbudgetar. Men det är inte det som är problemet. Problemet är att regelboken för en x86:a är väldigt tjock. En x86S-processor kommer vara lika stor som en klassisk x86:a, men den kan bli snabbare och framförallt robustare och säkrare.

Med klassisk x86 måste Intel och AMD testa att alla gamla funktioner och mekanismer fungerar som de ska. Floran av olika exekveringsmoder skapar en stor testmatris – fungerar en ny instruktion korrekt i alla moder? Nya funktioner måste ta hänsyn till gamla när de designas, och det kan bli många specialfall som måste hanteras när olika funktioner och moder interagerar. Risken finns alltid att någon konstig kombination av gamla och nya funktioner skapar säkerhetshål. ”Feature interaction” är en rik källa till buggar och säkerhetshål både i mjukvara och hårdvara.

Andra varianter av kompatibilitet X86-tillverkarna och operativsystemsföretagen för PC har haft en ovanligt strikt syn på kompatibilitet jämfört med andra tillverkare och ekosystem.

Apple, till exempel, har varit väldigt tuffa på app-nivån för telefoner. Gamla iOS-appar fungerar inte alls idag eftersom de har gått från 32-bitars till 64-bitars ARM. Programmeringsgränssnitt och krav rör på sig konstant. En utvecklare som inte aktivt underhåller en applikation får räkna med att den slutar fungera inom några år. Detta är väldigt annorlunda mot den klassiska PC-modellen. En helt annan hantering av kompatibilitet finns i ”IBM i”, tidigare AS/400. Det systemet har 100 procent bakåtkompatibilitet med applikationer tillbaka till 1980-talet. Applikationer kompileras till bytekod som sedan kompileras till den faktiska hårdvaran när de körs. Operativsystemet tillhandahåller ett

stabilt och extremt kraftfullt gränssnitt – i praktiken en högnivåmaskin. Den underliggande hårdvaran och mjukvaran har ändrats drastiskt under huven genom åren, men det är ingenting som applikationer märker. Lådan är helt stängd, till skillnad från PC där lådan är väldigt öppen.

För de flesta inbyggda system är kompatibilitet helt poänglöst, annat än som en bekvämlighet. Om all mjukvara som kör på systemet kommer från samma tillverkare kan man ju bara kompilera om allting om man byter processor. Inte ens instruktionsuppsättningen behöver vara densamma så länge som koden inte är assembler.

Andra utökningar och ändringar för x86 X86S är inte den enda stora förändringen för x86 som Intel och AMD lanserat på senare tid. Intel har släppt specifikationerna för Advanced Performance Extensions, APX, som syftar till att göra vanlig kod mer effektiv. APX dubblerar antalet generella register till 32, vilket innebär att x86 skulle ha lika många som vanliga RISC-arkitekturer som ARM, RISCV, och POWER. APX inför också många nya varianter på villkorliga instruktioner (”conditional instructions”) i syfte att minska mängden hopp i instruktionsströmmen. APX kan användas på alla nivåer i mjukvarustacken och kräver att program kompileras om. Precis som tidigare utökningar av x86.

För ett par år sedan kom FRED, Flexible Return and Event Delivery. Detta är precis som x86S en förenkling på systemnivån. Vad jag kan förstå kommer x86S att inkludera FRED, men FRED är en egen oberoende specifikation som troligen kommer dyka upp i hårdvara innan x86S. Intel la till stöd i Linux för FRED redan i kernel 6.9, så det kommer kunna användas så snart som hårdvara dyker upp.

I oktober 2024 tillkännagav dessutom AMD, Intel, och hårdvarutillverkare som använder deras chip att de skapat en ”x86 Ecosystem Advisory Group”. Målet är att minska skillnaderna mellan AMD och Intel och driva x86 framåt som en mer sammanhållen arkitektur. För användarprogram är skillnaden mellan Intel och AMD-chip idag förhållandevis liten, men på systemnivå har de två tillverkarna helt olika lösningar för viktiga funktioner som virtualisering och säkerhet.

JAKOB ENGBLOM

FÖRFATTAREN

Jakob Engblom har pysslat med datorer i fyrtio år, och jobbade fram tills alldeles nyligen på Intel med Simicssimulatorn. Vid pressläggning var det ännu inte klart vart han var på väg. Analysen och åsikterna i den här artikeln är helt och hållet hans egna och speglar varken tidigare eller framtida arbetsgivares. Du hittar honom på LinkedIn och på hans blog, https://jakob.engbloms.se

År 2026 tas en ny generation av krypterade Galileosatelliter i drift som ger betydligt säkrare tids- och positionsuppgifter för hundratals miljoner mottagare världen över. En bedragare kan därför inte lura GNSS-mottagaren att acceptera falsk navigationsdata, så kallad spoofing.

Nya tjänsten med krypterad signal kallas Galileo SAS. Deltagare i Jammertest har provat att komplettera satellitsignalerna från Galileo och GPS (GNSS-tjänster) med positionsuppgifter från mobilnätet (4G eller 5G). Därmed har man klarat att ge fordon, fartyg och flygplan rätt positionsuppgifter trots störningar. Totalt finns idag över en miljard GNSS-mottagare i drift.

KÄLLA:

Kryptering och jämförelser ska

– Galileosystemet förväntas deklarera Full Operational Capability (FOC) innan 2028 vilket innebär att vi har hög tillförlitlighet och förtroende för Galileos signaler och tjänster, säger Samieh Alissa vid Svenska Rymdstyrelsen, ansvarig för Galileo och dess tjänster.

Fyra nya satelliter tas i drift 2026 och ytterligare åtta under 2027 och 2028. Med dessa tolv satelliter i drift kommer Europas Galileosystem att kunna leverera global täckning för mer robusta PNT-tjänster, inklusive högnoggrannhetstjänsten (HAS), sök- och räddningstjänster (SAR) och andra avancerade funktioner. PNT står för Positionering, Navigation och Tid.

GALILEO SIKTAR PÅ att leverera nya mer avancerade tjänster som HAS och SAR till alla EU-länder, med målet att senare kunna erbjuda dessa tjänster även till länder utanför EU.

Efter en global överenskommelse inom FN har en gemensam standard definierats för navigationssatelliter, Global Navigation Satellite System (GNSS). De fyra huvudsystemen – GPS, Galileo, Beidou och Glonass – samt de regionala systemen NavIC (Indien) och QZSS (Japan) samarbetar kring civil användning och sänder sina navigationsmeddelanden på standardiserade frekvensband. Detta gör det möjligt att designa mottagare, exempelvis

i mobiltelefoner, som kan ta emot signaler från minst fyra olika satellitsystem, vilket förbättrar tillgänglighet, noggrannhet och tillförlitlighet globalt.

GALILEO HAR NU UTVECKLAT en ny och säkrare tjänst kallad OSNMA (Open Service Navigation Message Authentication). Det är ett autentiseringsprotokoll baserat på Tesla (Timed Efficient Stream Loss– tolerant Authentication). Protokollet sänder autentiseringsdata i dey så kalllade E1-B I/NAV-meddelandet, där fördröjda nycklar används för att möjliggöra korsautentisering av satellitdata. Mottagaren verifierar de offentliga och rotnycklarna antingen från Galileo Signal-In-Space eller European GNSS Service Center (GSC) och använder dem för att validera Tesla-kedjenycklar. Detta säkerställer navigationsmeddelandens

äkthet genom att matcha lokalt genererade taggar med de som tas emot från satelliter.

En annan autentiseringstjänst för Galileo är under utveckling för andra generationens Galileosatelliter och kallas SAS (Signal Authentication Service). Denna tjänst kommer att kryptera signalerna som sänds från satelliterna. Kombinationen av OSNMA och SAS kommer att avsevärt förbättra Galileosystemets motståndskraft mot störningar och spoofing.

EU BESLÖT I JULI 2024 att erbjuda gratis autentisering via Galileosystemet för att öka säkerheten för GNSS-tjänster och den nya tjänsten är Galileo SAS.

Tekniska prov med den nya systemlösningen pågår, bland annat deltar svensk bilindustri i proven.

Galileo blir först i världen med den nya krypterade tjänsten, kinesiska Beidou är också på gång

med en motsvarande tjänst och amerikanska GPS ligger trea med den nya tjänsten, anger Alissa. En viktig fråga är naturligtvis hur snabbt den nya tjänsten kan få spridning. I nya GNSSmottagare kan den nya tekniken införas. En helt annan fråga är om befintliga användare också byter eller uppgraderar sina GNSS-mottagare.

– Vår bedömning är att de flesta av dagens GNSS-användare kommer att uppgradera sina mottagare och använda Galeleo OSNMA/SAS eller motsvarande tjänst från andra satellitsystem, särskilt de dyrare mottagare som används i bilar, båtar och flygplan. GNSS-mottagartillverkare som Septentrio och Ublox följer utvecklingen av Galileo-signaler och tjänster och skapar firmwareuppdateringar som gör det möjligt för deras kunder att uppgradera sina mottagare. Däremot har de billigaste mottagarna inte denna typ av uppgraderings-

LÅNGT IFRÅN ALLA KOMMER ATT UPPGRADERA

Vad händer när Galileo SAS lanseras på världsmarknaden? Med bra täckning i Europa och andra delar av världen?

– Även om detta är en mycket viktig uppgradering av nuvarande system som kommer att leda till tjänster så ser jag ingen stor uppgradering framför mig, det vill säga att hundratals miljoner användare av befintliga GNSS-mottagare i bilar, lastbilar och motorcyklar,

byter ut eller uppgraderar sina GNSS-mottagare till Galileo SAS, säger Petter Djerf, säljchef på Here. Here är en av världens största leverantörer av navigationssystem för vägfordon som nyttjar GNSS. Företaget bedömer att deras navigationssystem finns i 150 till 200 miljoner personbilar idag, världen över. De säljer sitt system till fordonstillverkare som installerar deras kartor, mjukvaror och onlinetjänster i nya fordon.

– Jag bedömer att i nya bilar kommer det att införas produkter för Galileo SAS. Men i befintliga fordon sitter den gamla GNSSmottagaren kvar fram till att bilen skrotas, säger Petter Djerf. Han menar att om det ska komma ett snabbt skifte till Galleo SAS och motsvarande system, så behövs lagstiftning eller säkerhetsklassificering som motiveras med att det är viktigt att öka tillförlitligheten med GNSS för alla fordon.

BILEN BEHÖVER VETA VAR DEN ÄR

Transportsektorn ska digitaliseras och därför är det nödvändigt att alla vägfordon i realtid får tillgång till sina egna exakta positionsuppgifter via GNSS och andra kanaler, till exempel mobilnätet.

Varje fordon behöver i framtiden kunna navigera, beräkna transportavstånd och kunna få tillgång till digitaliserade trafikregler.

Det är därför Statens Vegvesen i Norge går i spetsen för att vägfordon, fartyg och flygplan ska kunna få tillgång till en garanterad positioneringstjänst via GNSS och andra kanaler.

– Den största och viktigaste insats som Statens Vegvesen gör att vi startat Jammertest. Därmed driver vi på den tekniska utvecklingen så

att vägfordon kan få garanterade positionsuppgifter, säger Tomas Levin, chefsingenjör vid Statens Vegvesen.

EU har beslutat att alla nya fordon i EU ska utrustas med Intelligent Speed Assistance (ISA). Denna reglering gäller även för Norge. ISA innebär att information om hastighetsbegränsningar ska göras tillgängligt från digitala kartor. Fordonets ISA– mottagare ska kunna hämta positionsuppgifter från Galileo eller motsvarande tjänster. ISA, fleet management, trafikövervakning, debitering av vägavgifter och en rad andra tjänster behöver säkra positioneringsuppgifter för vägfordonen.

göra det svårare att luras

möjlighet och kommer därför behöva bytas ut, säger Alissa.

Hur lång tid tar det för tekniken att slå igenom?

– Galielo börjar officiellt använda OSNMA om ett år. Galileo SAS tas i drift från och med 2027, säger Alissa.

Rymdstyrelsen pekar även på en annan utvecklingstrend. GNSS-mottagarna utrustas med ny teknik så att de kan ta emot navigationsdata även från andra satellitsystem, från mobilnät och från fordonets radar, lidar, IMUsensorer, kamera och andra sensorer. Därmed blir det möjligt för GNSS-mottagaren att jämföra navigationsdata från satelliterna med motsvarande uppgifter från andra oberoende källor. Det blir möjligt att på detta sätt verifiera mottagna positions- och tidsuppgifter. Denna lösning kallas multilayersystem.

–VI VÄNTAR ETT BRETT och snabbt genomslag för multilayersystem för flygplan, fartyg och vägfordon. Därmed blir GNSS-mottagarna betydligt säkrare. Det blir svårt att störa multilayermottagarna, säger Alissa och fortsätter: – Det finns nu GNSS-mottagare på marknaden med tre lager (GNSS, tröghetsnavigering (IMU) och kamera), men vi förväntar fler lager, som mobilnät och LEOsatelliter innan 2030 för att möta växande behov som till exempel självkörande bilar och drönare. Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB) har

i uppdrag att samordna arbetet med den krypterade Galileotjänst som kallas PRS. PRS är avsedd för samhällsviktiga verksamheter och har ett ännu högre skydd än SAS+OSNMA. I det arbetet jobbar MSB även generellt med att öka säkerheten i PNT-tjänster som används i det civila beredskapssystemet. – Vi ser redan nu hur GNSSmottagare utvecklas med en kraftigt ökad kapacitet för att ta emot signaler från många av varandra oberoende kanaler, upp till flera hundra kanaler. Detta gör position och navigation mer robust i ett normalläge. Fortfarande finns risken för störningar och vilseledning, och detta kan till viss del SAS+OSNMA skydda emot, säger Carl Önne, rymdsäkerhetshandläggare på MSB.

– Likaså behöver man vara medveten om att GNSS kan störas ut och att behovet att använda flera navigeringstekniker i samverkan ökar, alltså multilayersystem. EU pekar tydligt på detta behov i sin radionavigeringsplan från 2023, säger Önne.

I NORGE FINNS några av världens bästa experter på bristerna i dagens GNSS-mottagare. Norska Statens Vegvesen startade år 2021 Jammertest som testar GNSS-mottagare. Norska staten levererar störningar (Jamming) och falska signaler (spoofing) av olika slag. Leverantörer av mottagare och komponenter till mottagare kan därmed testa sina

produkter på Andöja i Nordnorge. 2024 deltog nära 250 personer från mer än 50 företag. – Vi erbjuder världens största öppna Jammertest för GNSSmottagare. Vi producerar störningar och deltagande företag och organisationer får möjlighet prova sina produkter. De bestämmer själva om de vill redovisa sina resultat offentligt, säger Tomas Levin, projektledare vid Statens Vegvesen. Han påpekar att det är mycket stora skillnader mellan de produkter som testas. Före 2021 gjorde Norge prov med några mottagare och övertygades då om att det finns ett stort behov av att verkligen testa GNSSmottagare. De testade tre mottagare. En var installerad i en bilmodell från Skoda. Mottagaren klarade inte störningen och visade då en position som var 318 meter under marknivå innan den slutade fungera. Två M8-mottagare från Ublox slutade fungera, den ena efter att först ha redovisat en position 600 mil bort. Ingen mottagare meddelade att den var störd, den gav fel position och tappade GNSS-signalen.

Justervesenet är en statlig myndighet som representerar Norge inom standardisering, inklusive exakt tidgivning, vilket är vad GNSS handlar om. Justervesenet ansvarar för atomklockor för tidsgivning.

– GNSS-mottagare borde kunna göra en integritetskontroll, genom att till exempel kunna jämföra satellitdata med uppgifter från mobilnätet. En av de viktigaste slutsatserna vi dragit är att varje GNSS-mottagare behöver kunna göra en integritetskontroll, säger Hauglin.

– Idag är normalt ingen säkerhetsmekanism inbyggd i GNSS-mottagare för att säkra att de verkligen redovisar korrekta uppgifter. Stämmer verkligen de positionsuppgifter som mottagaren redovisar? påpekar Harald Hauglin, chef för Justervesenet i Norge.

– Vår önskan är att olika metoder testas för GNSS-mottagare för att säkra att de redovisar rätt positions- och tidsuppgifter. Vår uppfattning är att det behövs en oberoende aktör som svarar för att organisera tekniska prov. Det räcker inte med att de som tillverkat mottagaren själva provar prestanda. Jammertest producerar avancerade störningar för att sätta mottagare under maximal belastning, säger Hauglin. Norska statens kostnader för Jammertest uppgick 2024 till cirka 10 miljoner. De företag som deltog hade kostnader för tillsammans cirka 180 miljoner kronor. Allt enligt Statens Vegvesen.

GÖTE ANDERSSON gote@etn.se

Electronica på rekordnivå

Med 3 480 utställare och närmare 80 000 besökare är 60-årsjubilerande Electronica i München tillbaka på samma nivåer som före pandemin.

Jättemässan med 3 480 utställare och cirka 80 000 besökare arrangeras parallellt med Semicon Europa vartannat år och avslutades i fredags.

I motsats till många andra mässor fortsätter Electronica att locka horder av besökare från hela världen. De preliminära siffrorna visar på 80 000 denna gång, marginellt mindre än 2018 då det kom 81 417 stycken. Andelen utländska besökare var 54 procent, samma siffra som 2022 då Sverige kvalade in på en tiondeplats. I år saknas vi på tio-i-topplistan och exakt var vi hamnade framgår inte av de preliminära siffrorna.

Flest besökare kom från Tyskland, följt av Italien, Kina, Frankrike, Österrike, Storbritannien, Schweiz, USA, Spanien, Nederländerna och Polen.

Antalet utställare har vuxit dramatiskt. Från 2 144 för två år sedan till 3 480 i år. Det är till och men bättre än innan pandemin då det var 3 124 stycken. Skillnaden förklaras framförallt av att de asiatiska företagen är tillbaka på bred front.

För att alla skulle få plats hade antalet hallar utökats till 18. Nästa upplaga genomförs 10–13 november 2026.

PER HENRICSSON per@etn.se

En plattform för analogt och blandsignal

Kraftmatning, sensorgränssnitt och kommunikation är tre tillämpningar för Treo, en ny familj analog- och blandsignalkretsar från Onsemi. Kretsarna klarar spänningar upp till 90 V och temperaturer på 175°C.

Treo baseras på en BCD-process (Bipolar-CMOS-DMOS) i 65 nm som tillverkas på 300 mm-skivor i Onsemis fabrik i East Fishkill, strax norr om New York. Minnesgoda läsare kommer ihåg att det ursprungligen var en IBM-fabrik, den första för 90 nm CMOS med koppar i anslutningarna till transistorerna.

– Vi köpte den av Globalfoundries för ett antal år sedan och har uppgraderat den till 65 nm BCD men vi tillverkar också diskreta produkter i andra processer där. Ta ultraljudssensorerna, vi skeppar miljarder per år så 300 mm fungerar bra, säger Anil Lakshmi på Onsemi. Treo är en familj analoga- och

blandsignalkretsar för spänningar upp till 90 V. – Ingen annan gör det eftersom det är svårt att klara i en enda process. De andra har 1–28 V, 28–40 V och 40–90 V. De delar upp det och då är ditt IP inte portabelt. Du måste göra om hela designen när du byter spänningsområde. Vi gjorde en del val, som att driva 65 nmtransistorerna med 2,5 till 3 V.

NORMALT LIGGER SPÄNNINGEN runt 1,2 V för en rent digital process på 65 nm för att få så låg effektförbrukning som möjligt. Det fungerar inte för analoga tillämpningar eftersom bruset blir för högt. Lösningen är att öka kapacitansen, vilket fungerar om den analoga delen är liten i förhållande till den digitala, eftersom kapacitansen ökar storleken på chipet.

– I rent analoga kretsar kan man inte göra det eftersom kretsen då inte skalar när man går ned i processnod.

Det är en modulär arkitektur, lite som legoblock.

– Jag brukar säga att analogtoch blandsignal har fyra komponenter: gränssnitt, power management, sensorer eller signalbehandling och allt annat, säger Anil Lakshmi.

Det innebär dock inte att kunderna kan sätta ihop legoblocken på egen hand utan det ger Onsemi möjlighet att enkelt ta fram nya medlemmar i Treofamiljen, eller skapa en skräddarsydd variant åt en kund med ett unikt behov och större volymer.

De första medlemmarna i Treo-familjen är spänningsomvandlare, strömsnåla analoga frontends för medicintekniksprodukter, LDO-omvandlare, ultraljudssensorer och en Ethernet-kontroller. Under nästa år kommer fler produkter som avancerade sensorer, DCDComvandlare, LED-drivare för fordon och kretsar för elektrisk säkerhet. PER HENRICSSON per@etn.se

Tre antenner i en

Spanska Ignions ytmonterade antennmodul har tre anslutningar och klarar satellitpositionering, wifi/Bluetooth och mobilkommunikation.

Därmed underlättas designarbetet av kretskortet samtidigt som det går att minska miljöbelastningen.

Omnia mXtend är helt passiv och består av ett mönsterkort i glasfiberlaminat (FR4) där ledarmönstret i kombination med ett jordplan i kretskortet och några passiva komponenter på ingångarna skapar antennerna.

En av finesserna med modulen är att det räcker med att reservera ett ställe på kortet istället för tre stycken som dessutom är åtskilda en bit från varandra när man har tre separata antenner.

ANTENNMODULEN klarar frekvensband för satellitpositionering, wifi/bluetooth och mobilkommunikation. I praktiken täcker den 400 MHz till 8 GHz.

För att anpassa den till de önskade frekvensbanden behövs några passiva komponenter, kondensatorer och induktanser, på ingångarna.

Ignion uppger att Omnia mXtend har en effektivitet som är större än 55 procent från 790 MHz till 960 MHz (cellulärt), över 75 procent mellan 1,561 MHz och 1,606 MHz (GNSS) och över 65 procent mellan 2,400 MHz och 2,500 MHz (wifi/Bluetooth).

TITTAR MAN ISTÄLLET på förstärkningen är den som bäst 0,9 dBi, 4,0 dBi respektive 3,5 dBi för de tre frekvensbanden med ett ståendevågförhållande (VSWR) på 2,61:1, 1,5:1 och 2,0:1.

Antennen är redan indesignad i en datalogger för jordbrukstillämpningar.

Ignion knoppades av 2015 från det spanska antennföretaget Fractus.

PER HENRICSSON per@etn.se

Dubblad prestanda i slimmad PXIe-kontroller

Det har gått ett år sedan Pickering Interfaces släppte ett kontrollerkort som bara upptar en kortplats i ett PXIe-chassi. Genom att byta i5-processorn mot en Xeon fördubblas nu prestanda.

Pickerings kontrollerkort 43920-001 lanserades i fjol och blev det första som bara upptar en kortplats i chassit det styr. Normalt lägger kontrollern beslag på tre eller fyra platser.

För att lösa uppgiften saknas en del äldre och skrymmande kontakttyper på framsidan av kortet som exempelvis GPIB. Ytan upptas istället av två Ethernetportar, två USB-portar och en Displayport.

– Den passar perfekt i vårt chassi med 21 platser och ger 20 platser för switchkort, säger Lee Huckle på Pickering.

Uppföljaren 43-920-002, som lanserades på Electronica, har samma anslutningar men har fått en bättre processor. Intels Core i5 är utbytt mot elfte generationens Xeon (Tiger Lake). Dessutom finns 64 Gbyte DDR4 och en flashdisk på 2 Tbyte. Bägge korten är PCIe Gen 4, men det nya klarar dubbla datatakten: 28 Gbit/s mot föregångarens 14 Gbit/s. Priset ligger på 8 500 euro. – Det är ungefär 60% av vad en kontroller från NI kostar. Värt att hålla i minnet är att dessa är mer kompetenta och ett absolut måste om man exempelvis ska använda NI:s vektorsignaltransceiver, VST. – Behöver man inte det, så är det här ett riktigt kapabelt kort sett till priset.

PER HENRICSSON per@etn.se

Kinesisk sensor i krockkuddar

På Electronica blev det officiellt att fordonsunderleverantören Continental ska använda en av kinesiska Novosense trycksensorer i sin elektronikenhet för krockkuddar. Företaget grundades 2013 och har fokus på analogtoch blandsignalkretsar.

– Vi har samarbetat med Continental i tre, fyra år och nu är vår sensor kvalificerad av dem. Den kontrollerar trycket för att se om det verkligen sker en krock, säger Bruce Zhang på Novosense. En annan kund inom fordonsområdet är Bosch som använder företagets CAN-transceiver. – De har engagerat sig i oss, gett återkoppling så att vi kunnat förbättra den och kvalificera den enligt deras standard.

Novosense grundades så sent som 2013 av två personer som tidigare arbetat på Analog Devices. Fokus ligger på analog- och blandsignalskretsar som tillverkas av kinesiska SMIC men även i Korea och hos Xfab i Europa. – Vi har hunnit utveckla runt 900 produkter sedan start. – Vi är fortfarande ett ungt bolag som satsar mycket på forskning och utveckling. I fjol var det hela 33 procent av omsättningen.

Det är rätt sak att göra för att utveckla produkter som är billigare, energisnålare och bättre än alternativen, säger Bruce Zhang. Fordon är en viktig marknad för Novosense. Området står för ungefär en tredjedel av företagets försäljning.

Sensorer, signalkonditionering och power management är tre teknikområden som kombineras med företagets kapacitiva isolatorteknik.

– Det finns miljarder optokopplare i många olika typer av tillämpningar men de har sina problem med livslängden.

NOVOSENSE ANVÄNDER istället en kapacitiv teknik för att isolera ingångssidan av kretsen från utgångssidan.

Isolatortekniken kan kombineras med andra funktioner i en och samma krets. Ett exempel är en DCDC-omvandlare och en annan en förstärkare.

– De används bland annat i styrsystem för servomotorer och ombordladdare till bilar där man behöver kompakta lösningar.

Ytterligare en kombination är isolator och CAN-modul.

PER HENRICSSON per@etn.se

ANGLIA:

DIGIKEY:

Distributören med gratis sampel och designhjälp ”I Sverige

Anglia är något så ovanligt som en privatägd engelsk komponentdistributör som gärna ger designstöd och skickar kostandasfria sampel av nya produkter. Via en logistikhub i Paris vill företaget nu göra en inbrytning i Europa inklusive Sverige och Finland.

Lagret och kontoret finns 45 minuters bilresa norr om Cambridge men bolaget har också ett litet kontor i Hong Kong för att bistå kunder som tillverkar i Kina eller andra asiatiska länder.

Den som behöver några kretsar för att tillverka en prototyp har många distributörer att välja på. Mouser och Digikey har särskilt fokus på området men det finns många fler som krigar om marknaden. Så vad skiljer Anglia från dem? Vi träffade David Pearson på Electronicamässan för att få svar på frågan. – Vi har en tjänst som kallas Easy Sample, som vi lanserade för ungefär tio år sedan i Storbritannien. Där kan kunderna gå in på websidan och beställa gratisprover. Du kan såklart beställa från Digikey eller Mouser men då måste du betala, säger han och fortsätter:

– För ett år sedan utökade vi gratisproverna till att omfatta alla 28 EU-länder, men vi har en liten twist på det i form av att det bara gäller nya produkter. Hur länge en produkt räknas

FAKTA

Anglia

grundades 1972 men den ursprungliga ägaren sålde så småningom verksamheten till den nuvarande vd:n. Antalet anställda är cirka 140 och omsättningen i fjol landade på 120 miljoner pund. Bara 7 procent kommer från kunder utanför Storbritannien.

som ny är lite som att fråga hur långt ett snöre är. Det beror på kategori och tillverkare, vilket i praktiken kan innebära de senaste tre åren. Ibland de senaste fem åren.

– Om jag ska generalisera så skulle jag säga 18 månader.

Det var företagets vd som kom in en måndag morgon med idén.

– Skönheten med att vara privatägt är att vi kan vara långsiktiga, vi behöver inte varje kvartal fundera på vad aktieägarna tycker.

VID EN FÖRSTA ANBLICK såg idén med gratisprover ut att bli orimligt dyrt om man räknar på vad det kostar att plocka fram en komponent från lagret, packa den och sedan skicka till Europa, som dessutom har betydligt fler potentiella kunder än Storbritannien.

Till att börja med gäller erbjudandet komponenter från ST Microelectronics men i praktiken går det redan nu att hitta andra fabrikat som är märkta ”Easy Sample” på Anglias hemsida.

– Planen är att utöka, vi återkommer om fler framöver, säger David Pearson.

Tanken med tjänsten är att kunderna ska komma tillbaka när det väl är dags att tillverka produkten. Vilket ofta tar ett år eller mer. Här ser företaget en chans att korta ”återbetalningstiden” genom att erbjuda designhjälp som även den är kostnadsfri.

FÖR ATT GÖRA FLÖDET smidigt har Anglia skapat en hub hos Fedex på Charles de Gaulle i Paris där alla paket tas in i EU innan de går vidare till slutkunderna.

– Om man tittar på hållbarhetsaspekten blir koldioxidavtrycket sju gånger mindre än om man skeppar från USA. En annan skillnad mot de

– Egentligen var det riktigt smart för det är ett bra sätt att hitta nya kunder. De måste ge oss sina uppgifter för att få komponenterna. Det löser alla problem med GDPR och sånt, säger David Pearson.

stora drakarna är att Anglia inte har lika många fabrikat. Det är av nöden tvunget att begränsa antalet alternativ för varje kategori.

– Ska du göra ett kretskort kan du köpa allt från oss, men vi har färre val. Istället för 21 alternativ kanske vi har fem eller sex. Digikey och Mouser gör ett bra jobb men jag brukar kalla dem självbetjäningsmaskiner. De har allt men det är upp till dig att välja, hos oss kan du få råd av våra ingenjörer.

Det är bara att maila eller ringa.

– Vi har applikationsingenjörer som svarar i telefon om någon vill prata.

BEHÖVER KUNDEN ännu mer hjälp har Anglia ett nätverk med partners som exempelvis kan designa kort eller se till så att antennen till radiomodulen placeras på ett lämpligt ställe.

En fråga som aldrig går att komma runt är priset på komponenterna.

– Vi har ungefär samma priser som alla andra och registrerar man designen får man tillgång till bättre priser. Samtidigt är vi inte så stora att vi kan påverka marknadspriset utan vi följer det. PER HENRICSSON per@etn.se

2024 har varit ett utmanande år för elektronikbranschen, den amerikanska komponentdistributören Digikey är inget undantag. Ian Wallace, ansvarig för affärsutveckling i EMEA, ser tecken på en vändning och möjligheter att fortsätta växa i Sverige när vi träffas på Electronicamässan i München.

– Det har varit ett tufft år för alla men jag skulle inte vilja säga att vi vill glömma 2024 och gå vidare. Även om omsättningen inte varit på topp finns det ljuspunkter. Det som verkligen glädjer oss är att antalet kunder fortsätter att öka och att vi i september närmade oss en miljon globalt. Det som också är kul är antalet beställningar och antalet komponenter vi skeppat.

För 2025 är han mer positiv. – Jag tycker vi ser tecken redan nu på att det bottnat och sakta ökar. Vi har sett det i oktober och november. Sedan tror jag det blir stillsamt i början av nästa år men att andra halvåret blir betydligt bättre.

AMERIKANSKA DIGIKEY är extremt fokuserat på att ha en välfungerande webb där delar är översatta till lokala språk, inklusive svenska.

– Vi är ett onlineföretag som försöker göra den digitala upplevelsen så bra och enkel som möjligt.

För den som ändå behöver hjälp finns en affärsutvecklare i Sverige och stödfunktioner i München nederländska Enschede, liksom i Israel. Dessutom finns personal på huvudkontoret i USA som jobbar skift och därmed är tillgänglig under kontorstid i Europa.

– Vi har också två saker som skiljer oss från andra: Marketplace, som är en plattform, och industriell automation.

TANKEN MED MARKETPLACE är att öppna möjligheter för leverantörer med exempelvis skrymmande produkter att leverera direkt från sina egna lager utan att ta omvägen via Digikeys lager i USA. Det överlappar till viss del med industriell automation som

finns tillväxtmöjligheter”

tenderar att även det handla om lite större prylar.

Ett exempel på en produkt som säljs via Marketplace i Europa är litiumjonbatterier från europeiska leverantörer. Siemens och Schneider är två välkända varumärken när det kommer till industriell automation, som numera ingår i Digikeys sortiment.

– Vi kan inte skeppa litiumjonbatterier från USA, så det är en bra lösning.

En lite mer oväntad leverantör

på Marketplace är amerikanska Rochester Electronics, som specialiserat sig på att tillverka och lagerhålla utgångna halvledarkomponenter. Rochester säljer annars direkt från sin egen webbsajt. – Mina kollegor från Marketplace är här på Electronica och de letar efter fler produkter att addera, säger Ian Wallace.

ÄVEN OM DET SKETT några större affärer i distributionsbranschen de senaste åren har en del

halvledartillverkare själva börjat erbjuda sampel direkt från sina webbplatser.

– De är samtidigt våra partners och ett alternativ för kunderna, så vi måste försäkra oss om att göra ett så bra jobb som möjligt, så de väljer oss.

Samtidigt ger Digikey inte bort sampel, som en del tillverkare gör. Det finns såklart för- och nackdelar med bägge strategierna.

– Vi vet att de är seriösa när de köper från oss. Får man fem sampel av den och fem sampel av den och fem av den, blir det lätt så att man beställer utan att använda dem.

PÅ FÖRETAGETS LAGER i Thief River Falls på USA:s östkust finns över 1,9 miljoner komponenter tillgängliga för omedelbar leverans. Totalt är katalogen på 15,9 miljoner komponenter från över 3 000 tillverkare.

Med den senaste utbyggnaden

är lagret nu över tre miljoner kvadratfot och redan välfyllt, även om det är tänkt att räcka fem till tio år fram i tiden.

Till Sverige och Europa går leveranserna normalt på två dagar. – När det gäller Sverige tycker jag det finns stora likheter med andra länder i Europa i hur utvecklarna letar efter komponenter, vilket stöd de vill ha och hur de köper komponenterna. Ni har haft Ericsson som drivande kraft länge och vi ser att utvecklarna i Sverige vill ha de senaste komponenterna, säger Ian Wallace.

FÖRUTOM ENSTAKA EXEMPLAR till utvecklingsprojekten köper svenska kunder även mindre volymer till produktifieringsfasen och för småskalig produktion.

– Jag ser att det finns utrymme för att växa i Sverige även om konkurrensen är hård, Så jag ser fram mot 2025.

PER HENRICSSON per@etn.se

I över 30 år har VENSO levererat produkter för modern elektroniktillverkning.

Låt våra experter hjälpa dig

VENSO löser era behov

Vi hjälper dig att välja rätt lösning med demonstration på plats hos er, hos oss eller online. Det är vi kända för!

Har du ett klurigt projekt så tveka inte att kontakta oss, vi hjälper dig!

Kvalitet från kända leverantörer

Lödutrustning, lodmaterial, mät- och avsyningsutrustningar, beröringsfri mätning, torkskåp, kabeltestning, lim m.m.

Läs mer om våra produkter och handla direkt från vår Webshop venso.se

Växlade från etiketter till tryckt elektronik

Det tidigare etikettryckeriet har blivit en renodlad kontraktstillverkare av tryckt elektronik, med världsnamn bland kunderna. Idag dominerar medicintekniken de produkter som lämnar Benelis pressar i Helsingborg.

trycker bäraren, eller ”patchen”. Sedan monteras det på en ”pod” med elektronik. Montaget är självhäftande och sätts på kroppen för att användas för exempelvis hjärtövervakning.

– De globala trenderna inom medicinsk teknik och vård i hemmet har skapat nya möjligheter för Beneli, säger företagets vd Henric Ungh

Sedan Beneli knoppade av produktionen av traditionella etiketter för omkring tre år sedan, har företaget ökat omsättningen med närmare 50 procent och visar en vinstmarginal på omkring 30 procent.

Startade som familjeföretag

Beneli startade 1991 som ett familjeföretag för tryckning av etiketter. Det ingår nu i industrigruppen Volati. Den grafiska etikettverksamheten har knoppats av under namnet Etiketto som även det ingår i Volati. År 2023 hade Beneli en omsättning på 165 miljoner kronor och redovisade ett resultat efter finansnetto på 52,2 miljoner kronor.

Industrigruppen Volati för värvade familjeföretaget Beneli år 2020. Den klassiska etikettproduktionen flyttades snart över till det nybildade systerbolaget Ettiketto, medan Beneli fokuserade på att utveckla lösningar inom tryckt elektronik. Fyra år senare har företaget en omsättning på 165 miljoner kronor och 30 anställda.

Beneli är idag specialiserat på att tillverka flexibla patchar – tunna, böjbara substrat som kan bära sensorer och andra aktiva komponenter. Produkterna används ofta inom medicinteknik, där kundernas krav på precision och pålitlighet är höga.

Beneli screentrycker all sin elektronik. I linjen för volymproduktion sker tillverkningen från rulle till rulle.

Beneli

Nicole, en av operatörerna på Beneli, kontrollerar stansbilden för en ny patch.

Patcharna kan tillverkas i flerlagersteknik.

På bilden en sprängskiss av en patch med påmonterad pod.

Företaget äger inga konstruktioner självt, utan levererar kundanpassade lösningar. Medicintekniska tillämpningar står för 70 procent av produktionen, medan resten riktar sig mot fordons- och industrisektorer, inklusive produkter som RFIDoch NFC-etiketter. Bland de produkter som Beneli utvecklar finns patchar för övervakning av hjärtaktivitet med EKG, liksom sensorer för att mäta pH-värden, temperatur och vätskenivåer.

Beneli tillverkar en del av sina lösningar i renrum av klass ISO-8, en standard som används inom både

farmaceutisk och medicinteknisk industri. Här filtreras luften 20 gånger i timmen för att säkerställa en kontrollerad miljö.

FÖRETAGET ANVÄNDER screenpress-teknik för att trycka ledande mönster på substrat som PET- eller TPU-folie (PET: polyetentereftalat, TPU: termoplastiskt polyuretan). Silverbaserade ledande bläck används för ledarmönstret. Processen klarar noggrannheter på mikrometernivå förklarar Stefan Lundgren, operativ chef på Beneli. Alla steg i processen,

från prototyputveckling till volymproduktion, hanteras under samma tak. Manuell montering görs också i lokalerna, i nära samarbete med Samhall. Forskning och utveckling är en central del av Benelis verksamhet. En separat produktionslinje för FoU gör det möjligt att experimentera med nya tekniker och producera korta serier för teständamål. Bland organisationerna man samarbetar med samarbetspartners finns forskningsinstitutet Rise testbädd för tryckt elektronik, Printed Electronics Arena (PEA) i Norrköping.

BENELI ÄR OCKSÅ involverat i flera nationella och internationella utvecklingsprojekt som syftar till att skapa hållbara och innovativa lösningar. Några av projekten är:

● Newlife, ett brett upplagt EU-projekt som syftar till att utveckla metoder för övervakning av graviditeter,

● Sustronic, EU-projekt som syftar till att utveckla elektronik som är återvinningsbar och har låg miljöbelastning,

● Digital Cellulose Center, forskning- och utveckling kring cirkulära och hållbara lösningar för elektronik, baserade på cellulosamaterial. Finansieras av Vinnova och koordineras av Rise,

● Persimmon, EU-projekt inriktat på utveckling av självhäftande sensorer på elastiska patchar som kan användas under flera gånger och under längre perioder,

● R2R-Het, utveckling av elektroniktillverkning rulle-tillrulle (se Elektroniktidningen 11-2024, sid 14–17).

Beneli är ett förhållandevis litet företag. Hur har ni möjlighet att delta i så pass många utvecklingssamarbeten?

– Vi ser deltagandet i utvecklingsprojekt som en strategisk satsning. Det höjer vår kompetens, breddar våra nätverk och öppnar för nya affärsmöjligheter, svarar Stefan Lundgren.

MATS UDIKAS mats@etn.se

Effektivisera sjukvården med RFID E XPE

RTA KITR LE

Hälso- och sjukvårdssektorn är hårt pressad av allt fler patienter, budgetnedskärningar och personalbrist. Dessutom flyttas det hela tiden runt en mängd olika utrustning på sjukhusen vilket gör det mycket problematiskt för personalen att i varje ögonblick veta var de är. I tidskritiska situationer måste relevant utrustning, mediciner och blodreserver snabbt kunna plockas fram.

Konventionella logistikmetoder har inte hållit jämna steg med sjukhusens ökande storlek, patientvolymerna eller mängden utrustning som måste hanteras. Brist på tid och personal gör dem opraktiska. Eftersom förfalskade läkemedel blir allt vanligare måste tillverkarna dessutom skydda leveranskedjorna från infiltration av ”falska” produkter. Dessa kommer sannolikt att vara ineffektiva när det gäller att behandla de medicinska tillstånd som de är avsedda för och kan till och med vara skadliga för de patienter som använder dem. Av dessa skäl blir det allt populärare att använda spårningsmetoder baserade på RFID. Insightace Analytic förväntar sig en årlig tillväxt på 15,4 procent för den sjukvårdsrelaterade RFID-marknaden fram till 2030 då marknaden förväntas vara värd 17 miljarder dollar.

NOGGRANN REALTIDSSPÅRNING gör att instrument snabbt kan lokaliseras vilket förkortar insatstiderna. Det förhindrar också potentiell förlust eller stöld av utrustningen så att vårdgivarna inte behöver spendera pengar på att ersätta förlorade eller stulna föremål. Antivirala medel, vacciner och förbrukningsartiklar som sonder, katetrar, och liknande har en sista förbrukningsdag. Användning efter denna kan leda till att vårdgivaren stäms för försumlighet. Därför är det av yttersta vikt att ha ett sätt att kontrollera deras giltighet. Det är också en fördel att kunna få data om deras användningshistorik, exempelvis när de senast steriliserades. Världshälsoorganisationens studier visar att cirka 10 procent av de mediciner som är i omlopp i låg- och medelinkomstländer, främst i Latinamerika och Afrika, är förfalskade eller undermåliga och därmed utgör

Av Teppei Miura, Murata ID Solutions

Teppei Miura är ansvarig för affärs- och applikationsutveckling med RFID/NFC-produkter. Han har arbetat på Murata sedan 2008.

en fara för befolkningen. Hundratusentals människor beräknas dö varje år på grund av detta.

GENOM ATT KOPPLA LÄKEMEDEL, utrustning och planerade procedurer till enskilda patienter kan ytterligare fördelar uppnås. Risken för felbehandlingar och felaktig hantering av läkemedel minskar.

QR-koder erbjuder några av de egenskaper som behövs för vårdlogistik, men har fortfarande många brister. Flera av dessa är relaterade till att de förlitar sig på optiskt baserade läsare som kräver att koden är synlig för läsaren. Följaktligen kan märken och fläckar på etiketterna hindra data från att hämtas. Etiketterna måste också vara tillräckligt stora för att kunna skannas (vilket orsakar svårigheter med vissa mindre artiklar) och de måste sitta

på utsidan (eller på produktförpackningen). De måste skannas en i taget, utan möjlighet till massläsning. Det finns också säkerhetsmässiga nackdelar. Om QR-koden bara kan placeras på en förpackning, ger detta möjlighet till förfalskning, där falska produkter läggs i äkta förpackningar.

RFID ÄR BÄTTRE PÅ att hantera sjukvårdens logistiska utmaningar och gör det möjligt att hantera utrustningar och mediciner samtidigt som leveranskedjans integritet garanteras. Det är inte bara mer effektivt än QR-koder, det är också mer anpassningsbart och skalbart. RFID-taggar har en unik serieidentifiering som är omöjlig att kopiera och är lätta att placera på eller integrera i produkterna. De kan döljas (vilket gör dem svåra att hitta för förfalskare), men ändå vara fullt

Taggarna klarar bulkavläsning med över 400 enheter/minut.

De minsta taggarna är bara 1,2×1,2×0,55 mm.

funktionsdugliga. Det är enkelt att lägga till nya data eller ändra befintliga data under taggens hela livscykel. Slutligen kan ett stort antal artiklar skannas samtidigt.

Skannrar i sjukhusets korridorer eller dörröppningar hjälper till att avgöra var saker, patienter och personal befinner sig vid en viss tidpunkt. Med hjälp av taggar i patienternas armband kan den kliniska personalen enkelt få tillgång till lagrad information. RFID har också ett värde för spårning av ”kylkedjan” –för att fastställa om produkter (t.ex. vacciner) som måste förvaras i kyla hela tiden har hållits vid rekommenderade temperaturer.

I enlighet med standarden ISO/IEC 1800063 används RFID-taggar som utnyttjar det trådlösa protokollet EPC UHF Gen2 (som täcker frekvensområdet 860–960 MHz) nu i stor utsträckning inom den medicinska sek-

torn. Det finns kapacitet att identifiera tusen taggar inom en radie av tio meter på bara en sekund.

SJUKHUS OCH LÄKEMEDELSFÖRETAG drar redan nytta av RFID-tekniken för att spåra, hantera utrustning, lagerhållning, varumärkesskydd och för att kontrollera kylkedjan. Muratas nyckelfärdiga IoT- och RFID-lösningar med tillhörande konsulttjänster, programvara och hårdvara hjälper företag över hela världen att samla in rådata från fältet och omvandla dem till värdefull kunskap.

Bayer SpA, den italienska divisionen av tyska Bayer, har använt Muratas RFID-lösning för att spåra lådor med läkemedelsprodukter och de pallar som används för att skicka dem. RFID-lösningen har gjort det möjligt för Bayer att i realtid följa sina distri-

Medicalline

Kontaktdon för potentialutjämning.

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

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

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

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

butionsprocesser för att optimera kundservicen, förbättra produktsäkerheten och se var de befinner sig samt förbättra reaktionsförmågan vid problem.

Muratas RFID-lösning är uppbyggd kring den webbaserade plattformen id-Bridge med tillhörande middleware. Resultatet är en heltäckande systemhantering som omfattar insamling, aggregering och tolkning av data från taggade tillgångar. Id-Bridge tillhandahåller också instrumentpaneler som gör det möjligt att granska data och fatta bättre underbyggda beslut.

FÖRUTOM KONSULTTJÄNSTER och mjukvaruplattformen har Murata tagit fram specifika RFID-taggar som är mycket effektiva i sjukvården, särskilt för spårning av läkemedel och provflaskor.

De klarar bulkavläsning med över 400 enheter/minut vilket avsevärt ökar effektiviteten. De ISO18000-63-kompatibla LXMSJZNCMH-225 RFID-modulerna har en så kallad RAIN RFID-tagg ingjuten i ett keramiskt substrat. Enskilda moduler har en styrenhet, ett minne och en analog frontend. Formfaktorn på 1,2×1,2×0,55 mm underlättar integrationen även i fysiskt små produkter. Data överförs på frekvensbandet 865–928 MHz, med ett läsavstånd på 10 mm. Muratas RFID-moduler LXMSJZNCMH-225 är 6,0×2,0×2,3 mm och optimerade för användning med kirurgiska instrument. Dessa kompakta enheter har 96-bitars minne för identifiering med skrivskydd. De sänder också i frekvensbandet 865 MHz till 928 MHz och använder de metallytor som de är fästa på för att öka sitt totala läsavstånd. Metallen fungerar som boosterantenn ger ett avstånd på 1,5 m.

Slutsats

RFID-tekniken kommer att ge dramatiska besparingar för vårdgivarna eftersom förflyttningar av all utrustning kan spåras exakt vilket leder till att arbetet blir effektivare. På samma sätt kommer läkemedelstillverkare att kunna bekämpa hoten från förfalskare och skydda intäkter och varumärkets anseende. ■

Säker strömförsörjning

Av Hafiz Khalid, XP Power

Hafiz Khalid har arbetat inom design, tillämpningar, ingenjörslösningar och produktledning för olika produkter under de senaste 15 åren. Tidigare var han senior produktchef på XP Power och arbetade med högspänningsdesign på Emco High Voltage, som förvärvades av XP Power 2015.

Att designa medicinsk utrustning är att navigera genom strikta säkerhetskrav där patientsäkerheten alltid måste stå i fokus. Ett av rättesnörena är standarden – IEC 60601-1. Den gäller för flera typer av utrustning och bruksmiljöer: från batteridrivna bärbara monitorer till strömslukande MR-kameror, och från operationssalar till vård på plats.

Trots ständiga kostnadskrav och krav på avancerad funktionalitet – som AI och automation – måste säkerhetsstandarderna alltid följas noggrant.

Riskbedömning och hantering

De senaste versionerna av IEC 60601-1 kräver att riskbedömning och riskhantering är en central del av designen av medicinprodukten. Tillverkaren måste fastställa sannolikheten för det uppstår kontakt med en patient och säkerställa att rätt skyddsnivåer är i bruk.

Standarden gör skillnad mellan medicinska enheter (MD) som har direktkontakt med patienter och in vitro-diagnostisk utrustning (IVD) som exempelvis centrifuger eller blodanalyssystem, som inte har det.

Riskhanteringen ska följa ISO 14971 och dokumentet ”Tillämpning av riskhantering för medicintekniska produkter”. Det täcker produktens hela livscykel. Förutom att skydda mot direkta faror som elchocker och me -

SAMMANFATTNING

Teknikutvecklingen inom sjukvården har ökat behovet av robust strömförsörjning, som är avgörande i livskritisk medicinsk utrustning. Här presenteras de fem viktigaste faktorer som en ingenjör behöver ta hänsyn till vid val och design av strömförsörjning.

kaniska risker måste moderna system också hantera risker relaterade till biokompatibilitet, datasäkerhet, strålning och användarvänlighet.

Även om vissa av dessa aspekter inte råkar vara relevanta innebär den ökande digitala övervakningen och styrningen av strömförsörjning en ny typ av risk.

Datasäkerheten måste granskas noggrant för att förhindra datakorruption eller manipulation vilket kräver en vaksam ingenjör. Observera att ISO 14971 endast ger ett ramverk och inte specificerar fara, acceptabel risknivå eller metod för riskkvantifiering. Bild 1 visar en typisk arbetsgång för riskhantering.

Säkerheten främst

Säkerhet är alltid högsta prioritet för medicinsk utrustning. Det omfattar skydd mot elchocker, brand och mekaniska faror.

IEC 60601-1 kräver minst två oberoende skydd (MoP, means of protection) för att för-

2. En layout för nätaggregat och specificerad ansluten utrustning med olika MoPP-nivåer.

Bild 1. En typisk arbetsgång för riskhantering enligt ISO 14971.

Bild

av medicinteknik

hindra elchocker från att uppstå, även två fel skulle inträffa. Andra säkerhetsstandarder som kräver förstärkt isolering följer samma princip: att det ska finnas två separata nivåer av skydd. Eller en enda nivå – men då med förstärkt skydd, exempelvis tjock fast isolering.

Standarden gör tydlig åtskillnad mellan operatörs- och patientmiljö, med olika krav för isolationens krypavstånd och luftgap. Två MoPP (2 × MoPP, means of patient protection, skydd för patienten) innebär exempelvis ett krav på ett krypavstånd på 8 mm och en testspänning på 4 kVAC för systemspänningar upp till 250 VAC.

Om kontakt med patienten är per design eller trolig, kräver standarden att man beaktar risken för att annan utrustning fallerar och sätter patienten i kontakt med nätspänning. I ett sådant fall får det inte existera en ledande väg mellan normalt fungerande utrustning och jord som möjliggör dödlig ström. I praktiken innebär detta att minst 1 × MoPP-isolering krävs mellan patientanslutning och jord i medicinsk utrustning. Notera att nätaggregat som uppfyller IEC 62368-1 (en standard för audio/video-, informations- och kommunikationsteknisk utrustning) typiskt inte möter detta krav, eftersom dess utgång oftast endast har funktionell isolation till jord, om någon alls.

Samma regel gäller för en odefinierad extern signalanslutning till medicinsk utrustning kopplad till patient, såsom nätaggregat. I sådana fall krävs 2 × MoPP-isolering mellan dessa förbindelser och patientanslutningarna, eftersom man måste utgå från att signalledningarna kan bli nätspänningsförande om någon annan utrustning fallerar. Omvänt gäller att om den anslutna utrustningen är specificerad, så anses 1 × MoPP till gränssnittet vara tillräckligt. För att uppfylla dessa krav använder strömförsörjande ledningar ibland extra lågströms-DC-DC-omvandlare med enkel eller dubbel MoPP-isolering och extremt låg kopplingskapacitans (se bild 2).

Krav på isolation för operatörsskydd (Means of Operator Protection eller MoOP) liknar IEC 62368-1, med vissa mindre skillnader, exempelvis i säkringsarrangemang och tillåten läckström.

Läckströmmar – en viktig detalj Läckströmmar är alltid en faktor i strömförsörjning på grund av inbyggda kapacitanser eller EMI-dämpande komponenter. I en medicinsk tillämpning bestäms tillåten läckström av utrustningens närhet till patientens hjärta.

Tillåten läckström kan vara så låg som 10 µA för utrustning direkt kopplad till hjär-

Bild 3. Nätaggregatet XP Power HPF3K0 på 3 kW.

tat – det kallas Cardiac Floating (CF). De tilllåtna nivåerna sammanfattas i tabell 1. För medicinsk utrustning som endast kräver 1 × MoOP, exempelvis i laboratorier, är den totala jordläckströmmen 0,5 mA under normala förhållanden (notera att nivån 0,3 mA i USA). Begränsningen i Europa liknar gränsen för “Energy Source 2” (ES2) på upp till 5 mA vid 50/60 Hz enligt IEC 62368-1.

EMC – elektromagnetisk kompatibilitet Medicinsk utrustning måste klara EMCkraven i IEC 60601-1-2 (som hänvisar till CISPR11 och IEC 61000-4-x). De omfattar både utsläpp och immunitet mot störningar. Version 4.1 har även lagt till tester för magnetfältsimmunitet i frekvensområdet 9 kHz till 13,56 MHz och inkluderar krav på att testa utrustningen vid extrema AC-spänningsnivåer, inte bara vid normala nivåer. Detta för att spegla olika driftmiljöer. Beroende på dessa omfattar specifikationen olika nivåer av svårighetsgrad och immunitet.

En utmaning är balansen mellan låg läckström och låg EMI. De kondensatorer som används för att minska EMI bidrar samtidigt till läckström till ett jordat chassi eller utgång. Därför har nya designlösningar med lågbrus-topologier, som resonantkretsar, blivit allt vanligare – vilket också ger högre effektivitet.

Funktion och användarvänlighet

Modern medicinsk utrustning måste vara praktisk, hållbar och klara kontinuerlig användning. Mervärdet öka ännu mer om den kan samla in och analysera data, ofta via trådlösa lösningar för fjärrövervakning och diagnostik.

Strömförsörjning med funktioner för digital övervakning och fjärrstyrning kan vara ovärderlig. Exempelvis kan de förvarna om fel i AC-strömmen eller möjliggöra noggrann kontroll av parametrar såsom laserstyrka vid mikrokirurgi.

XP Power HPF3K0-seriens nätaggregat (bild 3) uppfyller kraven för både medicinska och industriella tillämpningar. Med en effekt på 3 kW, 2 × MoPP-isolering och mindre än 500 µA läckström, möter den medicinska EMC-specifikationer och erbjuder avancerade funktioner för digital styrning och övervakning. Serien är certifierad globalt för medicinskt bruk, med hög effektivitet och kompakt format.

Sammanfattning

Att designa medicinska produkter och deras strömförsörjning innebär att balansera många komplexa krav – från säkerhet och hållbarhet till funktionalitet och datasäkerhet. Certifierade strömförsörjningslösningar från pålitliga tillverkare är en trygg grund för nya innovationer inom vården. ■

Current in µA. Key: NC: Normal Condition SFC: Single Fault Condition * Total PATIENT LEAKAGE CURRENT values are only applicable to equipment having multiple APPLIED PARTS. The individual APPLIED PARTS shall comply with the PATIENT LEAKAGE CURRENT values.

Tabell

Tillåtna nivåer på hjälpström (aux) och läckström enligt IEC 60601-1.

AI-datormoduler för exaktare diagnoser

AIinom medicinteknik används dels som stöd för vårdpersonal och dels som ett sätt att ställa exaktare diagnoser. För att AI-algoritmer ska kunna hantera stora datamängder i realtid krävs högpresterande datalösningar. Sådana finns på Congatec i form av datormodulfamiljen Conga-TC700. Den drivs av Intel Core Ultra-processorer som på samma chip på ett unikt sätt integrerar såväl CPU och GPU som NPU.

Medicinteknik har alltid legat i framkant vad gäller innovation och teknisk utveckling. Branschen var tidig användare av AI och tog upp och utnyttjade tekniken för årtionden sedan – långt innan AI var allmänt accepterad.

Med allt kraftfullare hårdvara och allt mer avancerade algoritmer blev det möjligt redan under 1990-talet att använda AI för att avsevärt förbättra medicinsk bildhantering och dataanalys.

Under 2000-talet slog maskininlärning igenom som metod att träna AI-algoritmer. Därmed blev bildanalysen ännu mer sofistikerad och det utvecklades datorsystem med hög prestanda inom radiologi och andra områden. Sedan 2010-talet har tillverkarna gjort ytterligare framsteg inom bildbehandling och analys av storskalig data.

Ett modulärt koncept

Congatecs modulära koncept är extra lämpat för medicintekniska produkter som kan dra nytta av AI-integration. Det gäller en lång rad produkter, bland annat beräkningskrävande bildutrustning som MR- och CTscanners (bild 1) och kompakta apparater för ultraljud, röntgen, endoskopi och mammografiscreening.

Av Maximilian Gerstl och Zeljko Loncaric, Congatec

Max Gerstl är produktlinjechef på Congatec och har nära tio års erfarenhet av embeddedindustrin. Tidigare roller har varit FAE och hårdvarudesigner – det senare på Kontron. Max har kandiderat i elektroteknik och informationsteknik och har en MSC i tillämpad forskning. Han spelar gitarr och vandrar.

Innan Zeljko Loncaric började på Congatec 2010 innehade han olika positioner på internationella företag i Tyskland och Australien, inom produktledning, marknadsföring och försäljningsmarknadsföring. Han är utbildad i företagsledning och medieteknik, och doktorerar just nu på ämnet ”teknik-startups och deras användning av experimentell innovation”.

AI-datormoduler från Congatec används även i mobila ultraljuds- och röntgenapparater (bild 3), patientövervakningssystem och kirurgiska robotar. Dessutom används de i laboratoriemiljöer, exempelvis för att driva blodanalysatorer och gensekvenserare.

Utöver apparater för diagnostik har datormoduler en viktig roll i terapeutisk utrustning, såsom ventilatorer (bild 2). De gör det möjligt att använda intelligenta algoritmer som automatiskt optimerar ventilationsinställningarna för en patient. Algoritmerna analyserar kontinuerligt kritiska patientdata och justerar parametrar som andningsfrekvens, tidalvolym och syretillförsel.

Under det senaste decenniet har utveckling, användning och betydelsen av AI inom medicinteknik signifikant ökat. Framstegen drivs dels av förbättrad hårdvara och dels av optimerade algoritmer.

MRI-skanning på under en minut En nydanande AI-algoritm för magnetreso -

Bild 1. Congatecs AI-plattform passar för CT- och MR-apparater, liksom för andra edge AI-tillämpningar som kräver kombinationen av hög tillförlitlighet och fläktlös drift. Du kan flexibelt välja AI-acceleratorkort efter tillämpningens krav.

nanstomografi (MR) möjliggör nu skanning på mindre än en minut. Därmed minskar patientens vistelse i scannern signifikant. Den avancerade skanningsprocessen – kalllad uppskalning eller superskalning – kräver färre bilder än traditionella metoder. AI interpolerar ett fåtal bilder till en högupplöst helhetsbild och kan dessutom oberoende skapa mer skärpa och noggrannhet i suddiga områden i bilden.

AI-endoskopi ger träffsäker diagnos AI integreras även i endoskopiutrustning för att göra läkare uppmärksamma på potentiellt oupptäckta vävnadsförändringar och fokusera deras uppmärksamhet på viktiga områden. För att detta ska kunna ske i realtid krävs hög inferensprestanda för att säkerställa snabb exekvering av AI-modeller. AIbaserad endoskopi är ett kraftfullt verktyg för läkare att förbättra diagnosens precision och ge patienter högre vårdkvalitet.

Historiskt har medicinteknik utnyttjat GPGPU-acceleratorer (typiskt stora strömkrävande PCIe-kort) eller mindre M.2-kort, för att öka sin AI-prestanda.

AI-funktioner integrerade i chipet Idag anpassar allt fler processortillverkare sina chips för att direkt kunna svara på efterfrågan på AI. Genom att integrera AI-funk-

Bild 2. Datormoduler används även i kompakta apparater, såsom ventilatorer.

tioner direkt i produkten kan medicinska tillämpningar nu realiseras enkelt, snabbt och till låg total ägandekostnad (TCO) utan behov av acceleratorkort.

CPU, GPU och NPU på samma chip

Den första generationen av processorfamiljen Intel Core Ultra (bild 4) illustrerar trenden. Den kombinerar en CPU och en extra kraftfull GPU (grafikkärna) med – för första gången – en NPU (neuronkärna) på ett och samma chip. AI-tillämpningar med höga beräkningskrav kan därmed utnyttja av den kombinerade prestandan hos CPU, GPU och NPU. AI-modeller som kräver energieffektivitet och hög prestanda per watt kan istället optimeras genom att köras enbart på NPU:n.

Den nya neuronkärnan i Meteor Lake är cirka 20 gånger mer energieffektiv än en traditionell x86-CPU på maskininlärning och AI-inferens. Vid bildklassificering kan grafikenheten användas som GPGPU (general purpose GPU) med prestanda i nivå med ett separat grafikkort. Detta resulterar i 1,9 gånger snabbare grafik- eller GPGPU-beräkningar, för en detaljerad och engagerande användarupplevelse.

De nya AI-funktionerna kan enkelt implementeras i en standardiserad datormodul (Computer-on-Module, COM), särskilt COM Express, utan att utvecklaren behöver modifiera sin befintliga konstruktion.

COM ger högre f lexibilitet

Det är just därför COM-moduler är så populära inom medicinteknik och andra områden. Allteftersom AI och dess tillämpningar utvecklas vidare, har utvecklare som använder COM-moduler och bärarkort flexibilitet att anpassa sina produkter till nya beräkningskrav, och detta med en minimal insats

av integration och ny mjukvara. Det krävs bara två enkla steg: koppla bort den gamla modulen och koppla in den nya – klart! Conga-TC700 är en av dessa datormoduler som är väl lämpade för krävande edge AI. Det är en COM Express Type 6 Compactmodul, baserad på Meteor Lake och med alla nödvändiga AI-funktioner för de tillämpningar som diskuteras här.

Conga-TC700 är särskilt väl lämpad för vertikala medicinmarknader tack vare sin långa tillgänglighet på tio år och på hur enkelt det är att uppgradera en tillämpning via COM Express, som är en öppen standard. Den levererar kraftfulla realtidsberäkningar och erbjuder högpresterande AI-funktioner för medicinska tillämpningar, såsom kirurgiska robotar, diagnostiska system och högupplösta arbetsstationer för radiologer. De sistnämnda kan automatiskt identifiera kritiska fynd och därigenom ge värdefullt stöd till medicinska specialister.

Utöver de nya Edge AI-funktionerna i Intel Core Ultra erbjuder Intel ett ramverk: Geti. Det är en rik plattform som underlättar konstruktion av kraftfulla modeller för datorseende. Utvecklaren får tillgång till ett enhetligt ekosystem för allt mellan maskininlärning i molnet och AI-accelererade edge-enheter.

Optimera AI-modeller med OpenVINO I Congatecs COM ekosystem finns ytterligare resurser i form av Intel OpenVINO, en verktygslåda i öppen källkod. Med den kan du optimera och överföra redan utvecklade AI-modeller – ofta hårdvaruspecifika – till kundens plattform, oavsett var de konstruerades. OpenVINO kan också fördela arbetsbelastningen och intelligent avgöra vilka uppgifter som är effektivast att hantera med CPU, GPU eller NPU.

4. I Intel Core Ultra-processorer (Meteor Lake) integreras för första gången inte bara en CPU och en GPU utan även en NPU – en beräkningsmotor för energieffektiva AI-beräkningar.

Omfattande stöd för utveckling Congatec erbjuder design-tjänster och ett omfattande ekosystem för utvecklare. Det inkluderar bärarkort som kan användas för utvärdering, sättas i produktion, och göras redo för tillämpningar, även med kundanpassade aktiva och passiva kylsystem. Congatec tillhandahåller också en mängd olika tjänster för utveckling av tillämpningar vilket inkluderar omfattande dokumentation, utbildning, mätning av signalintegritet, stöt- och vibrationstester av kundspecifika systemkonstruktioner, temperaturscreening och test av att höghastighetssignaler uppfyller krav.

Slutsatser

AI har länge varit ett centralt område inom medicinteknik, långt innan det plockades upp i andra branscher. Faktum är att AI presenterats som det nya operativsystemet för medicinteknik. De senaste framstegen inom halvledarteknik har resulterat i mikroprocessorer med exceptionellt hög beräknings- och grafikprestanda. Additionen av NPU-kärnor möjliggör snabbare och mer exakta diagnoser, samtidigt som energiförbrukningen sänks jämfört med tidigare generationer. Implementerad i en COM-modul blir en AI-stödd medicinteknisk enhet högst framtidssäker, genom att det enkelt går att integrera framtida teknik genom att helt enkelt byta modul. ■

Bild 3. Portabelt ultraljud är en av de vanligaste tillämpningarna för COM-moduler inom medicinteknik.

Bild

Välj rätt – maximera

Att välja det bästa batteriet för en bärbar medicinteknisk enhet är lika viktigt som att välja lämplig processor, krets för trådlös anslutning och flashminne. Ett dåligt val av strömkälla kan försämra prestandan betydligt hos en i övrigt välkonstruerad produkt.

Eftersom spänningen i alla typer av batterier varierar med parametrar som laddning, belastning och temperatur, krävs reglering för att garantera en tillförlitlig konstant spänning till lasten.

Artikeln ger en kort översikt över de typer av batterikemi som är lämpliga för medicintekniska produkter. Därefter introduceras alternativ för spänningsreglering från Analog Devices och en praktisk tillämpning visar hur de används.

Förstå batteriers egenskaper Följande parametrar påverkar valet av batteri i en medicinsk produkt:

● Krav på ett primärt eller sekundärt (laddningsbart) batteri

● Batteriets storlek, spänning, inre resistans, kapacitet och specifika energi

● Batteriers elektrokemi

● Tillämpliga bestämmelser

Primära batterier har en lägre självurladdningsström än sekundära celler. Det gör dem bättre lämpade för system med längre tid mellan användningstillfällena. Nackdelen är att cellen måste bytas ut och kasseras när den är urladdad.

Sekundära batterier är bättre lämpade i tillämpningar med relativt hög strömförbrukning. De är i allmänhet dyrare än primära celler, och systemkomplexiteten ökar till följd av behovet av att införliva laddningskretsar.

Systemets mått bidrar till att fastställa begränsningarna för batteriets fysiska storlek, medan den önskade batteritiden och systemets genomsnittliga strömuttag bidrar till att fastställa den erforderliga kapaciteten. Högre specifik energi (kilojoule per kilogram, kJ/kg) ger ett lättare batteri för en given energilagring.

Ett batteris inre resistans ger effektförluster. Batteriets elektrokemi, höljets konstruk-

Av Rolf Horn, Digikey

Rolf Horn är applikationsingenjör på Digikey. Han har arbetat i den europeiska supportgruppen sedan 2014 med huvudansvar för att besvara utvecklings- och teknikrelaterade frågor från kunder, samt att skriva och korrekturläsa tyska artiklar och bloggar på Digikeys TechForum och maker.io-plattformar.

tionsmaterial och batteriets mått påverkar denna resistans. Kompakta batterier tenderar dessutom att ha en högre inre resistans än större batterier. Litiumbatterier har i allmänhet lägre inre resistans än alkaliska batterier, vilket gör dem lämpliga i tillämpningar med hög strömförbrukning på grund av den effektförlust det medför. Vid drift varierar batteriets inre resistans beroende på bland annat urladdningshastighet och -djup, temperatur och batteriets ålder.

Ett batteris nominella utspänning bestäms av dess elektrokemi. Ett alkaliskt batteri av nickel-zink (NiZn) har exempelvis en nominell spänning på 1,5 V och en specifik energi på 720 kJ/kg (eller 200 Wh/kg). Ett primärt batteri av litium och manganoxid (LMO) har en nominell spänning på 3 V och en specifik energi på 1008 kJ/kg (280 Wh/kg).

Batterier av zink-luft och silveroxid (Ag2O) är andra vanliga elektrokemier. Batterier av zink-luft består av en zinkanod, en separator av elektrolytisk pasta och en katod av omgivande luft. Denna typ levereras vanligen i form av en knappcell. Tack vare att katoden inte är av metall är batteriet av zink-luft lätt och förhållandevis billigt. Det har en relativt flack urladdningskurva och en nominell utspänning på 1,4 V.

Ag2O-batterier kombinerar en katod av silver och en anod av zink. De har en nominell utspänning som liknar alkaliska batterier på 1,55 V, men tenderar att levereras med högre kapacitet och flackare urladdningskurva. Batterierna är i allmänhet säkrare och har längre livslängd än litiumbatterier med en liknande urladdningskurva.

Tabell 1 sammanfattar de olika typerna av primärbatterier.

Batterispänningen sjunker vid urladdning. Figur 1 visar utspänningen från ett

Figur 1. Diagrammet visar hur batterispänningen sjunker när energin förbrukas. Exemplet visar utspänningen från ett alkaliskt AA-batteri med en konstant strömbelastning på 100 mA.

alkaliskt AA-batteri med en konstant strömbelastning på 100 mA. Reglering krävs för att garantera att batteriet eller batterierna kan leverera en eller flera konstanta stabila spänningar till systemets komponenter.

Batterier för medicintekniska system omfattas av standarder som till exempel ANSI/ AAMI ES 60601-1. Genom att samarbeta med en respekterad leverantör kan konstruktörer garantera att de batterier man väljer kommer att uppfylla de lagstadgade kraven.

Alternativ för DC/DC-omvandling Spänningsregleringen anpassar det valda batteriets utspänning för olika krav på systemets inspänningar. Ett batteri på 3 V kan till exempel förväntas leverera 2 V till en krets och 1,1 V till en annan. Reglering kan även användas för att bibehålla en tillförlitlig konstant spänning när batterispänningen sjunker vid urladdning.

Det finns två huvudkategorier av kommersiella DC/DC-omvandlare för spänningsreglering: den linjära LDO-regulatorn (lågt spänningsfall) och switchregulatorn. LDO:er är enklare men tenderar att vara mindre effektiva och kan bara nedtransformera batterispänningen. En LDO blir dock mer effektiv när skillnaden mellan in- och utspänning minskar (effektiviteten är proportionell mot VOUT/VIN). Andra fördelar med LDO:er är att de är kompakta, har lägre pris och saknar det brus som uppstår vid spänningsvariationer i switchade regulatorer.

Tabell 1. Här visas de lägsta, nominella och högsta spänningarna samt den specifika energin för olika batteriers elektrokemi. KÄLLA: ANALOG DEVICES

Switchade spänningsregulator har i allmänhet högre verkningsgrad; vissa typer kan transfomrera upp (boost) och transformera ned (buck) batterispänningen. Nack-

batteriernas liv

delarna med switchade switchad spänningsregulator är komplicerade konstruktioner, risk för elektromagnetiska störningar (EMI), kostnader och ett större utrymmesbehov på kretskortet.

Ett exempel på en switchande buckregulator med hög verkningsgrad för medicintekniska tillämpningar är MAX38640AENT+ från Analog Devices. Enheten arbetar med en inspänning på 1,8 till 5,5 V och har en utspänning på mellan 0,7 och 3,3 V. Regulatorn har stöd för belastningsströmmar på 175, 350 eller 700 mA med en högsta verkningsgrad på 96 procent. Den har även en verkningsgrad på 88 procent vid belastningsströmmar ned till 10 µA (figur 2). Kretsen levereras i en kompakt WLP-kapsling med 6 stift och måtten 1,42×0,89 mm, eller i en µDFN-kapsling med 6 stift och måtten 2×2 mm.

Batteridriven tillämpning

Ett elektrokardiogram (EKG) på bröstet med en önskad drifttid på fem dagar är ett bra tilllämpningsexempel. Plåstret är ett engångsplåster med ett batteri som inte kan bytas ut. Den har anslutning via Bluetooth Low Energy (LE) för trådlös överföring av EKGdata.

Plåstret är baserat på den analoga frontenden MAX30001 och microcontrollern MAX32655. Den har även en temperaturgivare MAX30208 och en accelerometer ADXL367B.

Eftersom tillämpningen är ett engångsplåster måste batteriet vara billigt, helt förseglat, litet och ha låg vikt. Dessa krav gör att myntceller är ett bra val av format.

Slutsystemets kommunikation via Bluetooth LE och de olika driftlägena för MAX32655 MCU kräver höga strömmar, vilket gör LMO och Ag2O till lämpliga batterikemier. LMO har en nominell utspänning

batteritiden i medicintekniska system.

på 3 V och en specifik energi som är dubbelt så hög som Ag2O. LMO finns i det praktiska knappcellsformatet CR2032 med en kapacitet på upp till 235 mAh. Ag2O har en nominell utspänning på 1,55 V, och det största tillgängliga formatet för knappceller är batteriet SR44W med en kapacitet på 200 mAh.

Lastprofilen för EKG-bröstplåstret uppskattas till cirka 45 mAh per dag: 45×5 dagar = 225 mAh. Detta ligger precis inom LMObatteriets kapacitet på 235 mAh men över kapaciteten för Ag2O-cellen på 200 mAh. LMO-batteriet är därför det bästa valet för den här medicintekniska tillämpningen.

Utformning av regulatorkretsen För spänningsreglering kan konstruktören använda LMO-batteriets nominella utspänning på 3 V som inspänning för de tre switchade buck-regulatorerna MAX38640.

Två av dessa regulatorer kan strömförsörja de analoga och digitala ingångarna på MAX30001. De kräver båda en spänning på

Figur 3. I strömförsörjningskonstruktionen för ett EKG-plåster med en MCU, förlänger en temperaturgivare, en accelerometer och tre effektiva switchade buck-regulatorer batteriets livslängd till fem dagar.

mellan 1,1 och 2 V och en strömstyrka som ligger väl inom regulatorns kapacitet. Ytterligare en regulator, MAX38640, försörjer MCU, temperaturgivare och accelerometer. MCU:n kräver en inspänning på minst 2 V, temperaturgivaren kräver minst 1,7 V och accelerometern kräver minst 1,1 V. Strömförbrukningen för alla de tre enheterna ligger väl inom regulatorns kapacitet. Figur 3 visar en schematisk bild av strömförsörjningen som förlänger batteriets livslängd till fem dagar.

Sammanfattning

Flera faktorer påverkar valet av batteri i medicintekniska produkter. För att maximera batteriets livslängd och se till att känsliga kretsar får en stabil och brusfri spänningsmatning måste batteriutgången regleras med antingen LDO:er eller switchade omvandlare. Det finns många kommersiella moduler tillgängliga i respektive kategori och valet är främst en avvägning mellan effektivitet, kostnad och konstruktionens komplexitet. ■

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.

Figur 2. MAX38640 uppvisar en god verkningsgrad i ett stort lastströmsområde, vilket bidrar till att förlänga

KÄLLA: ANALOG DEVICES

NYA PRODUKTER

Rfteknik ger bättre strömmätning

■ TEST OCH MÄT

TICP IsoVu-proberna är enligt Tektronix de första strömproberna som använder rf-teknik för att skapa galvanisk isolation mellan oscilloskopet och testobjektet. Lösningen ger högre bandbredd och lägre brus än dagens prober.

De nya proberna passar för alla typer av krafttillämpningar där man använder komponenter av kiselkarbid och galliumnitrid, vilket leder till högre switchfrekvenser. Även lite mer avancerade konstruktioner med klassiska IGBT:er nämns av Tektronix. Galvanisk isolation mellan probspets och kontakt elimine-

Två dollar adderar wifi till Pico 2

■ INBYGGDA SYSTEM

Pico 2 W är en uppdaterad version av det styrkort som Raspberry Pi lanserade i augusti. Det har utustats med trådlös uppkoppling.

Modemet är ett Infineon CYW43439 med stöd för Bluetooth 5.2 och wifi över 2,4 GHz enligt Wi-Fi 4 (802.11n).

Sju dollar är introduktionspriset. Det kan jämföras med fem dollar för Pico 2.

Tesla vill standardisera fler kontakter

■ FORDONSELEKTRONIK

Amerikanska elbilstillverkaren Tesla lyckades i fjol övertyga USA:s biltillverkare att standardisera på dess laddkontakt Nacs och pejlar nu intresset för en svit strömlinjeformade kontakter som Tesla tagit fram för Cybertrucks 48 V-system.

rar problemet med jordslingor.

Dämpningen av signaler som finns på båda ingångarna vid differentiell mätning, så kallad CMRR, är 140 dB vid likström och 90 dB vid 1 MHz.

Probarna finns med en bandbredd på 250 MHz, 500 MHz och 1 GHz.

Maximal spänning vid differentiell mätning är 1,8 kV, och proberna tål korta toppar upp till 5 kV.

Utan dämpning på ingången (1X) ger 50 Ohmsproben ett brustillskott på mindre än <4.7 nV/√Hz (<150 μVRMS at 1 GHz).

Den enklaste modellen kostar från 12 400 euro.

PER HENRICSSON per@etn.se

Pico-korten byggs kring den styrkrets RP2350 som Raspberry lanserade i augusti som en uppföljare till RP2040 från 2021. Raspberry avslöjar att det kommer att släppa fler RP2350baserade kort.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

En modern elbil innehåller drygt 200 kontakter för kraft och signalering, berättar Tesla, och de är spridda mellan hundratals olika kontakttyper.

Tesla föreslår härmed en svit på sex varianter av samma grunddesign kallad LVCS (LowVoltage Connector Standard). Den är optimerad för Teslas egen bilmodell Cybertruck och borde kunna täcka nio tiondelar av dina kontakter, tror Tesla.

DET FINNS EN KLAR möjlighet att standardisering kan betala sig i minskade tillverkningskostnader, bättre prestanda och även förenklad certifiering för faktorer som spänning, miljö-

exponering och hållbarhet.

LVCS är designad för 48 volt, så kanske är det ett bra läge att fundera över att strömlinjeforma kontakterna om du just nu är i färd med att krympa kablaget för att skifta över från 12 volt?

De sex donen, alla med sekundär låsmekanism, ska täcka in allt från till strömförsörjning till signalering för självkörning. Tesla erbjuder alla komponentleverantörer och fordonstillverkare att delta i standardiseringen. – Vi gör det för att påskynda världens övergång till hållbar energi, skriver Tesla. Eventuella frågor kan du skicka till LVCS@tesla.com. I fjol anmälde den ena biltillverkaren efter den andra att den tänkte skifta till Teslas laddkontakt Nacs i USA. Den är bra, inklusive dess protokoll, och Tesla har öppnat upp sitt stora laddarnät för andra bilmärken. Organisationen SAE standardiserar just nu Nacs under beteckningen J3400. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Robust kortdator på elfte generationen Core i7

■ INBYGGDA SYSTEM

Kontron släpper VX6011-S – ett VPX-instickskort med formatet 6U för militär, flyg, transport och automation på den fyrkärniga systemkretsen Intel Core I7-1185GRE.

Kortet finns för leverans nu. Det har en MXM- eller XMCmezzaninplats och är utformad för tillämpningar som kräver coprocessorer eller GPU-kapacitet. Processorn använder Intels AI-accelerator VNNI, liksom AVX-512 för signalbehandling

och grafikmotorn Gen12 med 96 exekveringsenheter. Mezzaninplatsen använder en x4 PCIe Gen3-port. Och kontrollplanet använder dubbel 10 GbE. Två M.2-platser stöder SATA III och NVMe x4 PCIe Gen3. Kortet har en garanterad produktionslivslängd på 10 år. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Rohde uppdaterar lågprisoscilloskopet

■ TEST OCH MÄT

Det har gått lite drygt sju år sedan Rohde & Schwarz släppte lågprisoscilloskopet

RTB2000. Nu kommer en uppdaterad version kallad

RTB 2 med integrerad vågformsgenerator och segmenterat minne på 160 Msampel.

RTB2000 hade tio istället för som brukligt åtta bitars upplösning i amplitud och en pekskärm på 10,1 tum. Bägge sakerna var förbehållna dyrare modeller år 2017.

RTB2000 ersätts nu av RTB 2 som förutom förbättrat innanmäte även fått en integrerad vågformsgenerator med en bandbredd på 25 MHz

och möjlighet att skapa signaler upp till 50 Mbits/s. De kan exempelvis importeras med en CSV-fil eller i form av signaler som oscilloskopet fångat in. Det går att addera brus för att signalerna bättre ska efterlikna verkligheten.

Vidare har RTB 2 fått ett segmenterat minne på 160 MSampel.

Precis som tidigare finns två- och fyrkanaliga modeller med en bandbredd på 70 MHz, 100 MHz, 200 MHz och 300 MHz.

Priset för den enklaste modellen med två kanaler och 70 MHz bandbredd startar på 1690 euro.

PER HENRICSSON per@etn.se

Tysk realtid på svensk rymdprocessor

■ INBYGGDA SYSTEM

Realtidskärnan Pike OS kan nu köras på den svenska systemkärnan GR740.

Sysgo är en väletablerad leverantör av realtidsoperativsystem (RTOS) till säkerhetskritiska system. Frontgrade Gaisler utvecklar inbyggda datorsystem för rymd och andra extrema miljöer.

GR740 är en strålningshärdad systemkrets med en feltolerant fyrkärnig processor kallad Leon 4 som är medlem i Gaislers klassiska Sparc V8familj Leon.

Pike OS är certifierad enligt olika standarder. Tillsammans är de en bas för inbyggda system som uppfyller exempelvis ECSS kategori A och Common

Criteria EAL 5+. Den uppfyller Europeiska rymdorganisationens (ESA) krav.

Mjukvaran kan skrivas symmetriskt (SMP) eller assymmetriskt (AMP) för fyrkärnan. Utvecklaren kan använda Sysgos utvecklingsmiljö Codeo i kombination med Gaislers systemfelsökare GRMON 3 simulator TSIM 3. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Nu finns Pi 5 som modul

■ INBYGGDA SYSTEM

Den har redan skymtats i en monter på Electronica men nu är den officiell, modulversionen av Raspberry Pi 5.

Det har gått ett drygt år sedan Raspberry lanserade version 5 av Raspberry Pi, som bland annat uppgraderade processorn till en Cortex A76-fyrkärna och adderade PCI Express och stöd för två 4K-skärmar.

Men det är alltså först nu som det släpps en platt version för flexiblare inbyggnad. Detta samtidigt som mellan 70 och 80 procent av alla Raspberry Pi som säljs idag går till inbyggda system.

Efter att Raspberry Pi upptäckt att deras folkbildningsdator tilldrog sig industrins intresse, släpptes den som SODIMMmodul år 2014, sex år efter den första Pi-datorn. Och så har det fortsatt, med lansering av nya datorer och moduler i den ordningen.

Compute Module 5 är mekaniskt kompatibel med sin föregångare, Compute Module 4, och

alla signaler är tillgängliga via två högdensitetskontakter som ansluts till kundens bärarkort. En skillnad är att två tvåkanaliga MIPI-gränssnitt tagits bort och två USB 3.0-portar har adderats.

Modulen finns med 2 GB, 4 GB eller 8 GB LPDDR4X-4267 SDRAM, samt 16 GB, 32 GB eller 64 GB eMMC-lagring. 16 GB SDRAM-varianter planeras till 2025.

För utvecklare släpps ett IO-kort som bryter ut samtliga gränssnitt: 40-pinnar GPIO, två HDMI 2.0, två 4-lane MIPI DSI/ CSI-2, två USB 3.0, en Gigabit Ethernet med PoE, en M.2 PCI Express-sockel, en Micro SDkortplats, en RTC-batterikontakt och fyra ben för fläkt.

Sätt den i tillhörande metalllåda för en inkapslad industridator. Och addera kanske en Raspberry Pi Cooler som aluminiumkylfläns.

Det finns även antennsatser för både PCB-antenn och externa antenner via UFL-kontakt. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Raspberry Pi i IIoTsamarbete

■ INTERNET OF THINGS

Italienska Seco och Raspberry Pi Holdings slår samman komponenter inom Industriell IoT.

Seco och Raspberry Pi ska designa skärmgränssnitt baserade på Raspberry Pi OS och CM5 – den femte generationen av Raspberry Pi:s datorformat Compute Module. Gränssnitten ska skräddarsys efter specifika behov hos industrikunder.

Secos mjukvarusvit Clea IoT ingår i plattformen. Den kommer även att integreras i Raspberry Pi:s egen produktportfölj. Clea gör bland annat enhetsadministration, dataorkestrering och AI-funktioner.

Raspberry Pi bidrar i sin tur

med Connect, som kommer att ingå i Secos mjukvaruutbud för Raspberry Pi. Connect är en tjänst för fjärråtkomst till Raspberry Pi-enheter via webbläsare, baserad på WebRTC-standarden. Partnerskapet kommer att utforska ytterligare samarbetsmöjligheter, kanske inom bildigenkänning, edge AI eller Raspberry Pi:s mikrokontrollers.

Seco är verksamt inom energihantering, smarta byggnader, hälsovård, varuautomater och industriell automation.

Raspberry Pi är öppet för fler industriella partnerskap och uppger att de för samtal med ledande OEM-företag.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Siglent trimmar sin toppmodell

■ TEST OCH MÄT

I januari 2023 släppte kinesiska Siglent sitt första oscilloskop med 12 bitar. I november samma år kom en förbättrad version med 4 GHz bandbredd och en samplingshastighet på 20 GSa/s. Nu utökas bandbredden till 6 GHz.

Specifikationerna för SDS7604A är identiska med föregångaren SDS7404A bortsett från att bandbredden ökat. De har fyra analoga kanaler som kan kompletteras med 16 digitala kanaler. Den maximala samplingsfrekvensen är 20 GSa/s när två kanaler används. Vid alla fyra halveras den till 10 GHz.

UPPDATERINGSHASTIGHETEN på skärmen motsvarar en miljon svep per sekund. Minnet är på 500 MSa/ kanal som standard men går att bygga ut till 1 GSa/kanal. De digitala kanalerna samplar med maximalt 1 GSa/s medan minnet är upp till 50 MSampel.

SOM TILLVAL går det att få en vågformsgenerator på 50 MHz som kan skapa sex vanliga vågformer plus vågformer skapade av användaren. Den maximala amplituden är ±3 V. Priset för toppmodellen med 6 GHz bandbredd startar på cirka 410 000 kronor.

PER HENRICSSON per@etn.se

Cadence systemchiplet uttejpad

■ EDA

Processorer, system-IP och minnes-IP finns i en Armbaserad systemchiplet från Cadence. Den har just gått till tape-out.

Chipletten är en prototyp som demonstrerar Cadence verktygskedja för chiplets – Cadence Chiplet Architecture and Framework. Arm har varit partner i att förenkla konstruktionsprocesserna och trimma prestanda.

Ytterligare två avdelningar på Cadence ska ha credit för projektet: Cadence Design Services och Cadence Silicon Solutions Group.

CADENCE CHIPLET innehåller en systemprocessor, en säkerhetsprocessor, en kontroller, PHY-IP för LPDDR5 och UCIE, samt Janus – Cadence teknik för nätverk-på-chip (NoC). Cadences UCIE-IP har upp till 64 Gbyte/s toppbandbredd och

dess LPDDR5-IP har upp till 32 GB/s. Grundtanken med chiplets är återanvändning – att ett och samma chiplet skunna användas i fler olika produkter. Du ska exempelvis kunna blanda chiplets tillverkade i olika processnoder Cadence chiplet följer standarderna UCIE (Universal Chiplet Interconnect Express) och CSA (Arm Chiplet System Architecture). UCIE är som PCIE, men på chipnivå. Chiplettarna

kopplas samman med varandra via mellanliggande kiselskivor (interposers) eller genomgående hål (thru silicon vias).

EN AV TANKARNA BAKOM att dela upp stora monolitiska chips i mindre sammanfogande chiplets är att korta utveckliingstiden. Särskilt pekar Cadence på datacenter, högprestandaberäkningar och fordon.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Taiwanesisk inbyggnadsdator på Raptor Lake

■ INBYGGDA SYSTEM

Taiwanesiska Cincoze släpper inbyggnadsdatorer på Intel Raptor Lake. Cincoze har försökt göra dem kompakta och de mäter 260×200×85 mm.

De släpps i två serier, GP 3100 och GM 1100. Båda baseras på 14:e generationens Intel Core, också känd som Raptor Lake S Refresh.

Datorseende och maskininlärning finns bland de rekommenderade tillämpningarna för GP 3100. Du kan ansluta två 250 W-grafikkort.

Minnet är DDR5 ECC på 5600 MHz. Datorn har NVMe SSD och fyra frontmatade 2,5” HDD/ SSD-backar. Ethernet är på 2,5 Gbit/s och USB är version 3.2.

Du kan ansluta CMI- och CFMmoduler för mer IO.

EN FINURLIG LÖSNING för värmeavledning ska tillåta dig att stabilt köra både CPU och GPU på max. GPU-korten sitter stabilt och lossnar inte i högvibrerande miljöer.

Den andra serien, GM 1100, rekommenderas för mobila tillämpningar och för Edge AI. Specifikationerna liknar GP 3100 men den har M.2-platser som stöder trådlösa kommunikationsmoduler för 5G och Wi-Fi.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

R-Car i 3 nm har chiplet-gränssnitt

■ FORDONSELEKTRONIK

Renesas tillverkar sin fordonsprocessor R-Car X5H i 3 nm och är först i branschen att använda den processen. Företaget erbjuder dessutom möjligheten att ansluta en extern AI-accelerator i form av en UCIE-chiplet via, även från tredjepart.

Renesas kallar R-Car för en ”fusions-systemkrets” för mjukvarudefinierade fordon. Det är en diverseprocessor för adas, infotainment, realtid, användargränssnitt, sensorkonnektivitet – gärna samtidigt.

X5H är den första modellserien i femte generationens R-Car. Den tillverkas i 3 nm (TSMC N3A) vilket ger den 30–35 procent lägre strömförbrukning än om den tillverkats i 5 nm, enligt Renesas. Det är en ganska massiv multikärna på 32 stycken Cortex

A720AE-cpu:er med en total kapacitet på 1000 K DMIPS, vilket om Elektroniktidningen tänker rätt är ett sätt att säga ”en biljon instruktioner per sekund under körning av prestandatestet Dhrystone”.

Plus sex stycken Arm Cortex R52 för realtid, som levererar 60 K DMIPS (60 miljarder instruktioner/s). R52:orna körs i dual lockstep – exakt samma kod körs parvis för redundans – vilket betyder att 60 möjligen ska divideras med två för effektiv prestanda?

X5H har separata acceleratorblock för AI- och grafikberäkningar på 400 Tops respektive 4 Tflops.

För den som vill ha ännu mer prestanda går det att ansluta en chiplet via UCIe-bussen till X5H, exempelvis en grafikaccelerator eller en AI-accelerator. Eftersom API:et är standardiserat går det

Minsta tvåpoliga Reedreläet

■ TEST OCH MÄT

Series 125 är ett tvåpoligt Reedrelä med en åtgång som klarar att switcha 1 A och 20 Watt trots att det går att stacka med 5 mm centrumavstånd. Kunderna finns framförallt inom halvledarindustrin där det sitter i produktionstestare.

– Det är världens minsta Reedrelä och det är designat så att man kan stacka det med 5 mm pitch. Det ger den högsta packningsgraden på ett kort utan att ge avkall på den elektriska specifikationen, säger Rob King på Pickering Interfaces.

Rymdprocessorn nu i plast

■ RYMD

att ansluta även chips från tredjepart.

En AI-chiplet skulle kunna göra AI-prestandan 3–4 gånger högre, enligt Renesas. Chipletgränssnittet betyder att du kan ”mixa och matcha” olika funktioner, beskriver Renesas, och dessutom vara förberedd för framtida uppgraderingar.

BLANDAD KRITIKALITET – Spotify och ADAS på samma processor – stöds genom att apparnas minne isoleras från varandra (FFI, Freedom from Interference). Varje säkerhetskritisk funktion körs i en egen oberoende CPUkärna, minne och gränssnitt. X5H har även en funktion som kallas QoS (Quality of Service) som prioriterar och mellan processer och tilldelar resurser i realtid.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Relät har en ny metallskärmning som förhindrar att magnetfältet påverkar grannreläer. Det innebär att man kan använda ett relä utan att fundera på om dess grannar är aktiva eller inte.

Reläet tål upp 1 A och 20 W. Behöver man högre effekter går det att parallellkoppla fler reläer. Det finns med spolar för 3, 5 eller 12 V.

Pickering visade upp prototyper på Electronicamässan och ska sätta reläet i produktion i början av nästa år.

– Det är framförallt halv-

ledarindustrin som vill ha det, för produktionstestning. De har så många testpunkter numera. Trots sin lilla storlek går det att få Series 125 med en intern diod som förhindrar spänningsspikar orsakade av induktiv återkoppling när reläspolen avmagnetiseras.

Dioden skapar en väg för strömmen vilket skyddar känsliga komponenter från skador och minskar elektriskt brus. Alternativt kan man behöva ha en extern diod på kortet.

PER HENRICSSON per@etn.se

Frontgrade Gaisler har verifierat att dess strålningshärdade Sparc-processor GR740 kan kapslas i plast för uppdrag med lägre krav. Det är ett kostnadseffektivt alternativ för New Space och storskaliga satellitkonstellationer.

Samma GR740 kan användas i olika uppdragsprofiler, upp till högre klassificerade lösningar för mer krävande omloppsbanor och uppdrag.

En plastad GR740 har låg Swap-C (storlek, vikt, effekt och kostnad). Kretsen klarar det industriella temperaturområdet från –40 °C till +85 °C med reducerad bränningstid på 48 timmar och utan temperaturcykling.

Chipet screenas enligt ECSS-ST-Q-60-13C klass 2. Tillämpningar kan vara New Space och satellitkonstellationer (NASA klass C/D och ESA klass III-uppdrag).

GR740 finns sedan tidigare i QML-V- och QML-Q-kvalificerade keramiska kapslingar för NASA klass A/B och ESA klass I/II-uppdrag.

Frotgrade Gaisler är en väletablerad leverantör av cpu:er anpassade för rymdbruk. Den som vill använda vanlig standardhårdvara behöver lägga mycket tid på att anpassa mjukvaran för att kunna gardera mot och hantera systemfel som rymdmiljön ger upphov till.

Gaisler har synts i Elektroniktidningens spalter under två decennier och har en spännande position med den nya kommersialiseringen av rymden.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Läs vårt senaste reportage från januari 2024.

EMI-filter för motorer och drivelektronik

■ TEST OCH MÄT

SMF2132 är ett EMI-filter från indiska EMIS för ledningsbundna störningar från produkter som motordrivare och annan kraftelektronik. De är avsedda för 230 V växelspänning och upp till 30 A.

Filtren klarar att undertrycka störningar ifrån switchad kraftelektronik oberoende om de är identiska på två ledare (common mode) eller yttrar sig som skillnaden mellan två ledare (differential mode).

FILTREN är specificerade upp till 40 MHz och uppfyller UL 60939-3, CSA 22.2 No.8-13 liksom IEC60939-1&2.

De går att få med olika kontakter för att underlätta monteringen i chassit och finns för strömmar mellan 1 A och 30 A.

PER HENRICSSON per@etn.se

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

Svensk DCDC för AI och ML

■ KRAFT

BMR316 är en icke-isolerad och oreglerad DCDC-omvandlare för kraftfulla AI- och MLkort i datacenter. Omvandlaren från Flex Power Modules med utveckling i Kalmar passar också andra strömslukande tillämpningar där kretskortsytan är begränsad.

BMR316 har ett fast omvandlingsförhållande på 4:1 och sänker spänningen från 48 V till 12 V. Den ger en kontinuerlig effekt på 1 kW men kan leverera en toppeffekt på upp till 3 kW. Med en effekttäthet som överstiger 900 W/cm³ vid maximal belast-

ning är BMR316 inte större än 23,4×17,8×7,65 mm.

BMR316 är utformad för att fungera sömlöst med olika spänningsregulatorer och PoLomvandlare som omvandlar mellanbussens spänningar till spänningar som behövs nedströms i AI- och datacenter. Dessa miljöer kräver hantering av hög toppkraft, effektiv användning av kretskortsyta och optimerad energieffektivitet.

Omvandlaren fungerar inom ett ingångsspänningsområde på 38–60 V (68 V topp) och levererar en utspänning på 9,5–15 V.

Toppverkningsgraden är 97,7 procent. Omvandlarens låga

profil gör den idealisk för installation på kalla väggar eller direkt till vätskekylningslösningar.

Produkten stöds av mjukvaruverktyget Flex Power Designer som erbjuder konfiguration, prestandasimulering och övervakningsfunktioner via PMBussen. Prover finns tillgängliga nu, och massproduktion.

PER HENRICSSON per@etn.se

Mouser öppnar RiscV-center

■ INBYGGDA SYSTEM

Artiklar, bloggar, e-böcker och prototypkort – det finns i distributören Mousers satsning på att bli ett resurscenter för den öppna cpu-arkitekturen RiscV.

– I takt med att den öppna arkitekturen vinner popularitet framstår RiscV som ett nytt sätt att utveckla framtidens hård- och mjukvara, berättar Mouser.

Enligt Mouser har RiscV en mångsidighet som gör den enklare att arbeta med, särskilt när man använder FPGA:er. Den ska också ha en mer energieffektiv arkitektur.

MOUSER ERBJUDER FÖLJANDE:

• Ett prototypkort från Renesas för R9A02G021-MCU:er.

• Raspberrys styrkort Pi Pico 2, som använder Raspberrys egen stykrets med både Arm- och Risc V-kärnor.

• Enkortsdatorn Beagle V-Fire från BeagleBoard som drivs av Microchips Risc V-SoC Polarfire MPFS025T.

IoT-modul för Redcap

■ KOMMUNIKATION

Kinesiska Simcom har släppt en modul för IoT-prylar som ska kopplas upp via 5G-nätet men inte behöver full prestanda utan kan nöja sig med det som Redcap (Reduced Capability) ger.

Modulen SIM8230 följer 3GPP

www.blomdahls.com

Release 17 och passar såväl för inomhustillämpningar som för industriell styrning. Det finns anslutningar för PCI Express

och USB2.0 liksom generella portar (GPIO).

Modulen använder Qualcomms X35-plattform och mäter inte mer än 30×30×2,5 mm. Dess AT-kommandon är kompatibla med tidigare SIMComenheter, vilket underlättar för kunder som vill uppgradera kommunikationen.

SIM8230 ger nedladdningshastigheter på maximala 220 Mbit/s och uppladdningshastigheter på 100 Mbit/s med

• Seeed Studios utvecklingskort Xiao baserat på Espressifs trådlösa Risc V-systemkrets ESP32-C6 – för dig som vill experimentera med smartahemstandarden Matter.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

5GSA i frekvensband upp till 6 GHz. För LTE sjunker det till 200 Mbit/s vid nedladdning och 75 Mbit/s vid uppladdning.

Modulen finns i flera regionalt anpassade versioner.

PER HENRICSSON per@etn.se

Svensk Elektronik

Ta chansen att fördjupa dig i hur AI revolutionerar elektronikbranschen och nätverka med ledande experter. Men skynda dig –detta exklusiva erbjudande gäller endast under en begränsad period! Boka på elektronikmassansthlm.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!

Your fast, efficient and sleek solution for base station and RF component testing.

► Two TRX channels with two independent signal generators and analyzers

► 400 MHz to 8 GHzfrequency range covering all FR1 frequency bands

► Up to500 MHzbandwidth

► Hardware-acceleratedtest sequencing

► Extensive signal generation and analysis software

Find out more at rohde-schwarz.com/product/pvt360

Elektroniktidningen december 2024

Beneli

från ”patch” till ”pod”

ÅRETS JULKLAPP

FRÅN ELEKTRONIK | KONFERENS

ERBJUDANDE

IAR höjer ribban

Verktyget som vill underlätta antennvalet

Hur

sårbar är svensk halvledarteknik?

Kommer tomten med en Twinscan EXE:5000?

nRF54L

Nordic surfar på IoT-vågen

Reser sig ur askan

Så ska Stefan Blixts nya

systemkrets

Historisk svensk digitalteknik

efter Imsys

Blixtprocessorer saknar instruktioner

X86S sätter punkt

X86S

One-stop shop for product testing

Kryptering och jämförelser ska

LÅNGT IFRÅN ALLA KOMMER ATT UPPGRADERA

BILEN BEHÖVER VETA VAR DEN ÄR

göra det svårare att luras

Electronica på rekordnivå

En plattform för analogt och blandsignal

Tre antenner i en

Dubblad prestanda i slimmad PXIe-kontroller

Kinesisk sensor i krockkuddar

Distributören med gratis sampel och designhjälp ”I Sverige

finns tillväxtmöjligheter”

Låt våra experter hjälpa dig

VENSO löser era behov

Kvalitet från kända leverantörer

Växlade från etiketter till tryckt elektronik

Startade som familjeföretag

Effektivisera sjukvården med RFID E XPE

RTA KITR LE

Medicalline

Säker strömförsörjning

Av Hafiz Khalid, XP Power

av medicinteknik

AI-datormoduler för exaktare diagnoser

Av Maximilian Gerstl och Zeljko Loncaric, Congatec

Välj rätt – maximera

Av Rolf Horn, Digikey

batteriernas liv

NYA PRODUKTER

Rf­teknik ger bättre strömmätning

Två dollar adderar wifi till Pico 2

Tesla vill standardisera fler kontakter

Robust kortdator på elfte generationen Core i7

Rohde uppdaterar lågprisoscilloskopet

Tysk realtid på svensk rymdprocessor

Nu finns Pi 5 som modul

Raspberry Pi i IIoT­samarbete

Siglent trimmar sin toppmodell

Cadence systemchiplet uttejpad

Taiwanesisk inbyggnadsdator på Raptor Lake

R-Car i 3 nm har chiplet-gränssnitt

Minsta tvåpoliga Reedreläet

Rymdprocessorn nu i plast

EMI-filter för motorer och drivelektronik

Svensk DCDC för AI och ML

Mouser öppnar RiscV-center

IoT-modul för Redcap

Svensk Elektronik

Rfteknik ger bättre strömmätning

Raspberry Pi i IIoTsamarbete