JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
tisdag 17 september 2019 VECKA 38
Guidelines for contributing Technical Papers: download PDF
Den häpnadsväckande och ­ibland förvirrande mängd tillgängliga trådlösa standarder med sina olika frekvenser, bandbredder, protokoll och format har gett användare oöverträffad uppkoppling och tillgång. Men det har också inneburit att ingenjörer av trådlösa system står inför svåra utmaningar när problem, prestanda och alternativ utformas eller utreds.

Marknaden för kroppsnära produkter – accessoarer – kommer att uppvisa en explosiv tillväxt under de kommande åren för att vara värd runt 30 miljarder dollar år 2018 då det produceras 210 miljoner enheter. Allt enligt analyshuset IHS.

För att robotar ska kunna interagera på ett meningsfullt sätt med objekt i sin omgivning och kunna röra sig själv, behöver de kunna se och tolka vad de ser omkring sig. Drömmen om autonoma, adaptiva robotar är gammal. Idag blir den verklighet med hjälp av avancerade – och kostnadseffektiva – bildprocessorer som matas från 3D-sensorer och kör robusta algoritmer.

Instrumentbrädorna i dagens bilar är ofta fyllda med många olika brus- och temperaturkänsliga utrustningar som radiokretsar, Bluetooth, GPS och mobiltelefonbaserade nätanslutningar. Därför är det viktigt att samtliga kretsar i denna miljö, inklusive kraftenheterna, inte avger för mycket värme eller elektromagnetisk strålning (EMI). Dessutom kan plötsligt förändrad batterispänning väsentligt störa ett system. Trots dessa utmaningar ökar fortfarande intresset för infotainmentsystem i fordon explosionsartat. Bilar innehåller fler och fler, mer avancerade system.

Internet of Things (IoT) eller sakernas internet är ett väldigt brett begrepp vilket gör det en smula trixigt att i en text fokusera på en specifik del av IoT. Här är min syn på systembehovet då fokus ligger på hårdvaran för effekthantering eller power management som det heter på engelska.

Swerea IVF

Vem har ansvaret för tillförlitligheten i kretskort?

Som rapporterades i förra numret av Elektroniktidningen har resultaten från ett FFI-projekt om ”Blyfri elektronik för krävande fordonsapplikationer” visat att det finns en betydande risk för att livslängden av lödfogar till många QFN- och BGA-komponenter inte klarar kraven ens för hytt/kupé-miljö i fordon. Fordonstillverkare har ofta krav på att elektronikenheter ska kvalificeras enligt ISO 16750 men projektet visade att testning enligt denna standard inte är relevant för att upptäcka den här typen av livslängdsproblem. Detta påpekas för övrigt i inledningen av standarden där man anger att ”ISO 16750 inte nödvändigtvis säkerställer att miljö- och tillförlitlighetskraven för lödfogar, lödfria fogar, integrerade kretsar, och så vidare är uppfyllda”.

Synopsys:

Utveckla fordonselektronik i virtuell hårdvara

Dagens fordon kan innehålla tiotals miljoner rader källkod. Kodvolymen växer explosionsartat och ställs dessutom inför nya utmaningar, som övergången till multi­kärnor, AUTOSAR-appar, integration och test av mjukvara och av funktionssäkerhet – och detta är endast några av de utmaningar som är direkt kopplade till den växande kodvolymen. Utvecklare har under många år kunnat luta sig mot väletablerade konstruktionsmetoder på den funktionella nivån, som MIL (model-in-the-loop) och SIL (software-in-the-loop). Det som dessa saknar är att de inte tar hänsyn till den underliggande hårdvaran.

Melexis:

Från hjälpsystem till autonoma fordon

Teknikutvecklingen inom fordonssektorn följer traditionellt en mycket konservativ, inkrementell väg. Riskerna när det gäller säkerhet, företagets rykte och ekonomiska trygghet kräver evolution snarare än revolution. Ändå skapar de senaste ansträngningarna från framsynta teknikföretag ett nytt paradigm, som utmanar dagens ortodoxi.

Ericsson:

Digital kraft förenklar – att tänka på inför parallell kraftmatning

Tillverkare av hårdvara drar nytta av den ökande integrationen och andra tekniska förbättringar som gör att fler funktioner kan packas på ett mindre utrymme. I servrar och kommunikationsswitchar dra de nytta av flerkärnig hårdvara för att hantera lastbalansering. Likaså drar de nytta av tekniker såsom spännings- och frekvensskalning för att finjustera energiförbrukningen i takt med att datakraven ändras. Detta leder till förändringar i hur delsystem som levererar kraft är konstruerade.

Freescale Semiconductor:

Radar och funktionell säkerhet – avancerade assistenter till föraren

Radarteknik på 77 GH gör det möjligt att skapa små och förbättrade kollisionsvarningssystem. I kombination med kretsar för funktionell säkerhet, processorer och analoga kretsar går det att skapa omfattande säkerhetslösningar för avancerad hjälp till bilföraren eller för autonom körning. Utvecklingen drivs av fordonsmarknaden men kan återanvändas i många andra typer av mobila tillämpningar.

Körmiljön i Android – det populära ansiktet till många inbyggda system – får en rejäl uppgradering. ART  – Android RunTime – är den nya exekveringsmiljön för appar i And­roid. Föregångaren – Dalvik – har dragits med flera begränsningar på grund av de tidiga Androidsystemen och nu är det dags för en ersättare.

Övergången till blyfri lödning riskerar att korta livslängden hos elektroniken. Slutsatsen gäller även när klassiskt tennblylod används eftersom komponenttillverkarna bytt ingjutningsplast. För vissa QFN- och BGA-komponenter kan det handla om så mycket som 85 procent kortare livslängd.

Fine-pitch applikationer med små öppningar i stencilerna är vardagsmat vid elektroniktillverkning vilket innebär att prestanda på papperet i stencilrengöringsrullarna är viktigare än någonsin tidigare. Valet av rengöringspapper har stor betydelse för processkostnad och miljö. Rätt duk minskar materialåtgången samtidigt som den ger fler pastatryck per rengöringscykel, minskade stillestånd och dessutom färre omarbetningar av kretskorten.

Varhelst elektronisk utrustning används – i hemmet, på arbetet, i bilen eller i försvarsutrustningar – förväntar sig användaren perfekt tillförlitlighet medan själva tekniken ska vara osynlig eller transparent. Många aspekter hos dagens komponenter härrör från detta mål; allt ifrån moderna nm-processer och kapsling till förbättrade komponenter som kondensatorer.

Två trender dominerar elektronikmarknaden idag: lägre kostnad och miniatyrisering. Kombinationen av dessa har drivit på användandet av elektronisk styrning inom nästan alla områden i våra liv. Vi kommer att se ännu ett språng i antalet tillämpningar genom nya tekniker, såsom Internet of Things (IoT) och cyberfysikaliska system, där digital teknik används för att styra rörelser av elektromekaniska enheter.

Processorer och FPGA:er (Field-Programmable Gate Array) hanteras ofta som en enhet under designfasen. Det ger ingenjören större flexibilitet, både programvaru- och maskinvarumässigt. Xilinx bidrog till utvecklingen genom sin lansering av Virtex II Pro-familjen år 2002.

Den som bara använder vanliga prestandatester för att testa överföringshastigheten till en flashdisk missar den inverkan som kopplingen till datorkortet ger. Till att börja med definierar SATA-specifikationen en datatakt på 6 Gbit/s. Kodning med 8b/10b av sända data leder till en overhead på 20 procent. Protokollet kräver också extra bandbredd för att komprimera data till FIS (Frame Information Structure). Den underliggande förutsättningen är att all data sänds utan fel. För att upptäcka fel och verifiera överföringen definierar SATA-specifikationen en cyklisk checksumma, CRC. Även om CRC är effektivt kan kodningen bara upptäcka fel, den kan inte reparera dem. Om det uppstår ett fel måste sändningen göras om.

IDT: Programmerbara klocklösningar

Ger lågt gitter, är energisnåla och tar liten plats

De senaste generationerna fullt programmerbara klockor med flera utgångar hjälper konstruktörerna att måta de krav som ställs av många höghastighetsgränssnitt samt ge tillfredställande jittermarginaler, låg effektförbrukning och litet platsbehov. I denna intervju svarar IDT:s Baljit Chandhoke på några frågor rörande de komplexa timingkraven i dagens avancerade produkter, alltifrån smarta telefoner till medicinska bildbehandlingssystem.

När det gäller överföring av signaler är jitter en viktig begränsning som kräver detaljerad analys och karaktärisering. Vanligtvis kan ett oscilloskop enbart användas för tidsbaserad analys. RTO-serien från Rohde & Schwarz kan också göra FFT på mätvärdena vilket medför att instrumentet kan visa spektrum. Detta gör det möjligt för användaren att snabbt identifiera fasbrus, oönskade svängningar och slumpmässigt jitter.

Med nya användargränssnitt har oscilloskoptillverkarna gjort det enklare att analysera data och därmed ökat produktiviteten hos kunderna. Samtidigt har mer avancerade användargränssnitt gjort det möjligt att flytta analysarbete från PC:n till oscilloskopet. Men oscilloskoptillverkare har också sett till att deras användargränssnitt kan göra PC-körningar för att frigöra oscilloskopet för annat arbete.

I en värld där frekvens och komplexitet i digitala konstruktioner ständigt ökar kan en mängd variabler påverka signalintegriteten, såsom signalväg, impedans och last, effekter från transmissionsledningen, men också effektfördelningen på och utanför kretskortet.

För inte så länge sedan fanns det två sätt att programmera. Det ena kan representeras av enkärniga processorer och DSP:er. De programmerades med mjukvara som bestod av en lista med instruktioner som skulle exekveras.

Runt 30 procent av all stadstrafik beräknas vara orsakad av bilister som letar efter en parkeringsplats. I en undersökning, där man studerade trafiken i en mindre stadsdel av Los Angeles, visade det sig att bilförarna körde mer än 1,5 miljoner kilometer, släppte ut 730 ton koldioxid och använde 178 000 liter bensin i sitt sökande efter en parkeringsplats.

Induktiv avkänning har funnits i flera decennier. Tekniken används i stor utsträckning i industristyrning och vid industriell tillverkning eftersom den har förmågan att kontaktlöst mäta avståndet till ett ledande föremål, rotationsvinkel och linjär position. Samtidigt kan den användas för att mäta kompressionen hos en fjäder.

Med smartmobiler och surfplattor blev pekskärmarna populära och Windows 8 har tagit tekniken till alla typer av datorer. I takt med att skärmarna växer i storlek är det en utmaning att bibehålla den prestanda som användarna vant sig vid i mobiltelefonerna eftersom fler punkter måste skannas på samma tid som tidigare. Dessutom måste processorn arbeta med svagare signaler och mer brus samtidigt som den ska öka takten och precisionen, och minska svarstiden, för att inte användaren ska uppleva apparaten som långsam.

Felsökning av programvara för inbyggda system är ofta svårt, tidskrävande och en avsevärd riskfaktor i utvecklingsprojekt, då svåranalyserade fel kan visa sig i sena skeden och orsaka förseningar. När ett fel visar sig är det första steget typiskt att studera symptomen i en debugger. Nästa fråga är ofta ”Hur kunde mjukvaran hamna i detta tillstånd?” Det vill säga, vilken input och ­timing orsakade felet, och varför?

C-utvecklare brukar se tre problem med Java. Det är minnesanvändningen, exekveringshastigheten och integrationen av existerande C-kod. De flesta C-utvecklare arbetar med små inbyggda system där minnesanvändningen har stor betydelse eftersom målsystemet är en styrkrets med ett litet integrerat flash­minne eller om systemet är lite vassare är det redan nedlusat med komplex programvara.

Vill du koppla ditt inbyggnadskort till en Android? Så här fungerar programgränssnitten. De viktigaste anslutningarna för  tillbehör till Android är USB, Bluetooth och Wifi. Exakt hur anlslutningarna används beror på vilken version av operativsystemet man arbetar med och vilket hårdvarustöd en­heten har.

Vill du koppla ditt inbyggnadskort till en Android? Så här fungerar programgränssnitten. De viktigaste anslutningarna för  tillbehör till Android är USB, Bluetooth och Wifi. Exakt hur anlslutningarna används beror på vilken version av operativsystemet man arbetar med och vilket hårdvarustöd en­heten har.

Allt fler konstruktörer ställs allt oftare inför projekt med krav på tätt packade elektroniska kretsar och en press på att minska tillverkningstider och kostnader. För att möta dessa krav har konstruktörsteamen i ökad utsträckning börjat använda sig av 3D rigid-flexkretsar för att klara av projektets prestanda- och produktionskrav.

Dagens elektroniksystem arbetar i spektrala miljöer som blir allt mer komplexa med många potentiella konflikter mellan radarsystem och radiosystem. Ett extremfall är marinfartyg där det finns mängder av system, inklusive radar och kommunikationssystem, som kan tänkas störa varandra eller störas. Den amerikanska marinen överväger dessutom att införa fartygsbaserade LTE-system för kortdistanskommunikation, vilket ytterligare späder på komplexiteten i den spektrala miljön.

 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)