{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 1

NR 1 JANUARI 2019

ELEKTRONIK TIDNINGEN

TEMA: KOMMUNIKATION

TELEKOMGURUN TALAR UT

”Bojkotten av Huawei kan bli telekombranschens Lehman Brothers”. Bengt Nordström på konsultbolaget Northstream tvekar aldrig att lufta sina bitvis kontroversiella ­åsikter om telekombranschen. /10–13

LiFi:

REALTIDSETHERNET:

Strömmar data från taklampan

Volvo CE testar ny standard

/16–17

/18–19

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS


Tidningshuvud

05-12-12

14.29

INNEHÅLL ETN 1/19

Sida 1

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm. telefon: 08-644 51 20 | www.etn.se bankgiro: 5456-3127 redaktion: Anna Wennberg (ansv. utg.), Per Henricsson, Jan Tångring. grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, TYPA jocke.flink@typa.se

22

4

prenumeration: webb: etn.se/pren | e-post: pren@etn.se telefon: 08-644 51 20 annonser: Anne-Charlotte Sparrvik, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se international advertising: Huson International Media +1 408 879 6666 (USA) Pacific Business Inc. +81 336616138 (Japan)

Anna Wennberg Bevakar analogt, opto och kommuni­kation, kraft, sen­so­rer, distri­bution, medicinsk elektronik och minnen. anna@etn.se | 0734-17 13 11

24 4 6 14 20

Optoga får belysningsindustrin att häpna Det svenska företaget har utvecklat en LED-modul som integrerar smart kom­mu­ ni­kation och även kan driva en LED-matris direkt från elnätet.

Kolfiber förbättrar kylningen Kylflänsar av kolfiber avger betydligt mer värme och är lättare än aluminium. Nystartade Centropy ska kommersialisera tekniken. Väntar på ketchupeffekten Det heter Internet-of-Things, inte ­Webof-Things. IoT är alldeles för fragmenterat för att lyfta, anser Ericssonveteranen Jeff Travers.

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

IoT via satellit En enda basstation för Sigfox kommer i sommar att täcka hela planeten jorden. Men bara en fläck i taget två gånger per dygn.

20

22

EXPERT: Röststyrning Det finns specialanpassade kort, verktyg och tjänster som gör det mycket enkelt att addera röststyrning i alla typer av projekt, skriver Cliff Ortmeyer på Premier Farnell.

24

EXPERT: Bluetooth mesh Den trådlösa kommunikations­ tekniken öppnar för helt nya tillämpningar som klarar industriella krav på säkerhet, tillförlitlighet och skalbarhet, skriver Felix Graf på Rutronik.

26

EXPERT: Testning via luftgränssnittet 5G ställer helt nya krav på testningen som måste göras via ­luftgränssnittet, skriver Benoît Derat, Corbett Rowell, Adam Tankielun och Sebastian Schmitz på Rohde & Schwarz.

LEDARE

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

Anne-Charlotte Sparrvik Ansvarar för sälj- och ­marknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99 © Elektroniktidningen 2019 upplaga: 13 500 ex (exkl. emagasin) Allt material lagras elektroniskt. issn 1102-7495 Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingen­jörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper hos Sörmlands Printing Solutions AB.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19

Den som passerat Arlanda på sistone har inte bara mötts av Ericssons budskap som täcker väggarna och handlar om miljarder uppkopplade enheter, kirurgi på distans och intelligenta fabriker. Även Atlas Copco har hakat på om än i blygsammare skala. Det anrika verkstadsbolaget säger dock inget om uppkoppling, industriellt IoT eller sakernas Internet. Det känns underförstått, precis som vi har elnät, motorvägar och järnvägar. Atlas Copco frågar istället om vi som passerar förbi vet att över hälften av alla företagets utvecklingsingenjörer arbetar med avancerad mjukvara? En skruvdragare eller kompressor är inte längre en pryl man köper en gång för att sedan aldrig mer ha kontakt med tillverkaren. När prylarna definieras av mjukvara och är uppkopplade kan tillverkarna uppgradera och förändra egenskaperna långt efter det att produkterna lämnat fabriken. För tillverkarna hägrar också möjlig­heten att lära sig mer om hur produkten används. Biltillverkaren Tesla använder möjligheten för att uppgradera programvaran utan att ägarna behöver besöka någon verkstad. Mest omtalat är kanske nya funktioner

i autopiloten men företaget har också ökat räckvidden i bilar som befunnit sig i vägen för orkaner. Det handlar om Michael, Florence och Irma som ställt till med stor förödelse i den amerikanska södern. Tesla har tillfälligt låst upp batterikapacitet för att underlätta för ägarna att sätta sig i säkerhet. Möjligheten fungerar såklart bara om man betalat för en mindre batterikapacitet än vad bilen levererats med. Volkswagens köp av Wireless Car – AB Volvos verksamhet inom uppkopplade personbilar – visar att tekniken kan vara värd miljardbelopp. Wireless Car är en av pionjärerna på området och sköter över tre miljoner uppkopplade bilar från åtta märken i 75 länder. Trenden är mumma för Ericsson som hoppas att operatörerna får en ny intäktskälla från uppkopplade prylar och därmed investerar mer i sina nät. Hur snabb utvecklingen blir är för tidigt att säga, likaså hur mycket av pengarna som hamnar i operatörernas fickor och så småningom spiller över till Ericsson. Helt klart är dock att varken skruvdragare eller ­kompressorer är hårda produkter längre. PER HENRICSSON per@etn.se


STARTBLOCKET

Arbogaföretaget Optoga har utvecklat en lysdiodsmodul som både integrerar smart kommunikation och kan driva LED-matrisen med 230 V direkt från elnätet. Beställningen kom för ett år sedan – från en av världens större armaturtillverkare. I mars ska modulen vara redo att börja installeras på hotell. Då är den dessutom radikalt energi­snålare än dagens alternativ.

Svensk LED-modul får belysningsindustrin att häpna

D

etta är jätteroligt. Alla blir otroligt förvånade när de inser vad vi kan åstadkomma, säger Stefan Larsson, vd på Optoga. Kommentaren kommer spontant på frågan om vilken respons han nåtts av när han åkt runt i Europa för att sälja in den nya modulen till större armaturtillverkare. På kort tid har han hunnit med att besöka Italien, Spanien, Grekland, England och Danmark. – Hittills har det varit ett problem med Dali eftersom sådana lösningar tar väldigt stor plats. Nu behövs inget special utan man kan faktiskt utveckla snygg design även för detta. Dali är den kommunikationsstandard för belysningssystem som är helt dominerande i professionella sammanhang, och det Optoga använder i modulen. Dali är trådbunden, mycket stabil och väldigt utbredd i framförallt Europa, men även längre söderut. – Du måste komma ihåg att installatörer inte ska behöva vara ingenjörer för att få be-



lysningen att fungera, det ska bara fungera. Det har Dali till tämligen stor del lyckats med, konstaterar Stefan Larsson. S A M T I D I G T B R O T TA S belysningsindustrin, som nämnts, med klumpiga lösningar. De består av ett stort antal små lysdioder och en mängd jättestora burkar som tar hand om kommunika­ tionen och drivningen av LED:arna. – Nu har vi byggt in allt i ett pyttelitet format. Vi har hållit på i ett år och det har varit väldigt, väldigt hemligt. I uppdraget ingick att skapa en extremt energisnål och funktionell drivning som inte gör avkall på detaljer som färgåter­ givning och färgtemperatur – och inte heller är dyrare än konventionella LED-drivare. Resultatet är en sexkantig modul, cirka 6 millimeter hög och 50 millimeter i diameter, som kombinerar lågspänning för att driva en processor och växelspänning på 230 V för att driva lysdioderna. Skapelsen, döpt till Clara, kräver således

ingen transformator ett inbyggt säkerhetsmellan elnät och lysskikt som har bra diod. värmeöverföring, tål Enkelt förklarat går värme och inte bryts det till så att växelspänner av höga spänningar. ningen först likriktas. Det handlar om ett Därefter delas spänningmycket tunt säkerhetsen upp i fyra delar om skikt. Så konstruktioStefan Larsson cirka 60 V, som driver nen har skapat en del LED-matrisen. Det är en vanlig oro hos vissa potentiella kunder. så kallad COB – Chip on Board Ingen vill ju riskera att få ut – med många små dioder på ett en växelspänning på 230 V i kretskort. armaturen. En utmaning i konstruktions– Så är det. Många direkta arbetet har varit att skapa en helt AC-lösningar har dessutom säker lösning – det är ju ändå rykte om sig att vara känsliga 230 V som skickas rakt in i lysför överspänningar, men det har dioden. Här har Optoga valt att vi utvecklat skydd mot under inte använda ett kretskort i FR4, lång tid. som annars är det vanligaste – Vi testar enligt gällande materialet. standard hos Intertek, som är oberoende. Dessutom har vi själva testat mönsterkortens N A C K D E L E N M E D F R 4 är den isolerande skikt innan produkväldigt dåliga värmeledningen. tion på spänningar mellan 3 000 Det gör materialet olämpligt eftersom det är väsentligt att lys- och 4 000 V, så vi vet att vår dioden och övriga komponenter konstruktion är säker när sedan komponenterna monteras. håller sig inom angiven arbetsProcessorn som sköter komtemperatur för att modulen ska munikationen med belysningen fungera tillförlitligt. matas separat via Dali-bussens – Vi har istället valt att jobba 16 V, vilken konverteras till 3,3 V. med aluminiumkretskort med

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


OPTOGA

STARTBLOCKET

Ytterligare en detalj som slukat många timmar i labbet har varit att skruva ner effektförbrukningen i standby. Här har målet varit att redan i förtid nå de skärpta krav som EU planerar att ställa på elektronikprodukter, exempelvis mobilladdare. I D A G S Ä G E R R E G E LV E R K E T att en helt avstängd elektronikenhet ska dra under 0,5 watt. Inom kort kommer en ny standard som anger ett maxvärde på 0,35 watt. – Det måste vi ligga under. För att visa att vi ligger före har vi utvecklat en enhet som bara drar 0,25 watt i standby, konstaterar Stefan Larsson. Energimässigt gör det stor skillnad för ett större hotell som kan ha tiotusentals lampor. Samtidigt kan en och samma Dali-buss, med sina 16 V och 250 mA, driva betydligt fler enheter om de drar rejält lägre effekt. Parallellt med detta arbetar EU-organisationen Lighting Europe – som styr regelverket

för belysning – med att få fram protokoll som sänker energi­ förbrukningen ytterligare. Det handlar om att ljuset ska vara där du är. Lamporna ska exempelvis släckas när du går ut ur ett rum och tändas när du kommer in. Enligt Lighting Europe är det en åtgärd som kan sänka energiförbrukningen hos en belysningslösning med hela 80 procent. – Den möjligheten ger vår lösning som är kompatibel med Dali2 redan nu, påpekar Stefan Larsson. Dali2 är en nyare variant av Dali-protokollet som är på väg ut på marknaden. Den främsta skillnaden är mjukvarustackens uppbyggnad som gör att allt kan verifieras enklare. I den första Dali-versionen låg fokus enbart på standardisering av drivdon till armaturer. Med Dali2 har protokollet utökats till att omfatta styrsidan. Det betyder att man även standardiserat komponenter som till exempel potentiometrar, tryckknappsmoduler samt ljus- och närvarosensorer.

Med den nya modulen vänder sig Optoga mot något som benämns ”courtesy light” men också annat som behövs på hotell, kontor och andra platser. Här handlar det om att vässa lite mer på tekniken för att skapa ett funktionellt och inbjudande ljus. – Vi har bytt fokus. Vi var tidigt ute med lysdioder och fick snabbt volymer. Ni har ju själva skrivit om våra relationer med Ikea och annat, men för nästan två år sedan avslutade vi våra kontakter med konsument­ industrin eftersom vi såg att det är svårt att konkurrera i det segmentet med billigt från Kina och Indien. – För oss handlar det nu om att leverera nya spännande produkter som vi kan ta betalt för. P Å F Ö R E TA G E T S kompetenslista står sedan tidigare trådlöst och ett flertal flimmerfria (flicker free) lösningar. Nu kan även Dali adderas till listan, och härnäst ska Optoga integrera Dali i ett flertal andra plattformar än den lilla sexkantiga LED-modu-

len som just nu står i rampljuset. Det handlar om lysrörsarmaturer, fasadlampor och annat som ska börja kommunicera. Vem den ursprungliga uppdragsgivaren är kan Optoga inte avslöja. Klart är dock att det är en stor tillverkare av belysningsarmaturer. – Vi kommer att ­leverera LED-moduler i företagets namn, vilket är ganska vanligt i vår bransch. P L A N E N Ä R AT T de först modulerna ska börja installeras på hotell redan i mars – mer kan Stefan Larsson inte avslöja. – Men vi har finansierat hela utvecklingen själva och kan sälja detta fritt. Vi tillverkar och leverera, säger Stefan Larsson, och konstaterar: – Det vi utvecklat är sannolikt världens mest kompakta Dali2nod med integrerad ljuskälla. Oss veterligen finns inget som ens är i närheten avseende storlek, effektförbrukning, ljusprestanda och pris.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

FAKTA

Varför Dali? Elektroniktidningen ställer tre frågor till Stefan Larsson: Varför Dali-protokollet? – Dali har funnits läge och är enormt etablerat bland alla installatörer och elektriker. I professionella sammanhang finns inget alternativ idag.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19

Hur är det med standarder som Zigbee eller Bluetooth Mesh? – Trådlösa protokoll kommer säkert att ha en viktig betydelse i fram­tiden, men det tar nog en tid innan de är etablerade och standarder är fastställda. Trådlöst är åtminstone just nu mer för konsumentmarknaden.

Hur utbrett är Dali idag? – Jag skulle säga att större kontor och hotell har mellan 10 och 20 procent Dalibaserat, sen finns det en mängd speciallösningar som nattbelysning och olika nödbelysningar. Men med Dali2 kan man helt plötsligt få in allt i samma lösning utan att det skapar problem på grund av att de olika delarna inte är kompatibla.


STARTBLOCKET

Kolfiber förbättrar kylningen

SER-KRÖNIKA

Klarar högskolan det livslånga lärandet? Jag deltog i ett öppet seminarium den 12:e december med temat ”Klarar högskolan det livslånga lärandet?” som arrangerades av Prompt, Rise och KTH. B L A N D P R E S E N TAT Ö R E R fanns entreprenörer, forskare, ­ rofessorer, utredare, ordförande för Sveriges förenade p ­studentkårer med flera. Bakgrunden finns i ett utredningsdirektiv ”Digital Utmaning” från 2016. Det tiosidiga direktivet innehåller många intressanta frågeställningar om hur högskolesystemet ska anpassas till digitaliseringen, den högre utbildningens ­relevans for små och medelstora företag liksom samspelet mellan högskola, yrkesutbildning och icke formellt lärande. Efter att ha läst direktivet tycker jag att det har blivit alltmer aktuellt sedan 2016. F L E R A AV P R E S E N TAT Ö R E R N A påpekade att utvecklingen har pågått i många år. I början på 1900-talet fanns det en arbetsmarknad för ingenjörer där marknadsvärdet var direkt proportionellt mot antalet år i branschen. Någon gång under 1950-talet började skiftet i arbetsmarknaden för teknik­ branschen. Sedan dess har den tekniska utvecklingen gått fram i allt snabbare takt och samtidigt ställt krav på allt längre tid i arbetlivet och högre pensionsålder. Det gjordes ett litet rollspel på scen där man jämförde att anställa en person som är 50+ och en som är 20+. Det blev väldigt tydligt vem som är mest attraktiv på dagens arbetsmarknad. Det var flera personer i debatten som uttryckte sina tvivel på att högskolan kommer att klara den utmaningen. ­Samtidigt som industrin satsar på vidareutbildning med interna program i större företag finns behovet av att bredda utbildningen. Det är också så att mindre och medelstora företag inte har dessa resurser. F Ö R AT T A N TA D E S S A U T M A N I N G A R startades år 2013 Prompt som är ett vidareutbildningsprogram sponsrat av kunskapsstiftelsen. Prompt står för professionell masterutbildning i programvaruteknik. I programmet deltar ett 40-tal svenska industriföretag. Bland annat har programvarutekniken utvecklats mycket snabbt inom inbyggda system. Det finns därför ett ökande behov i branschen av vidareutbildning. Promt är ett samordnat program med Mälardalens högskola, Chalmers, Blekinge tekniska högskola och forsknings­ institutet Rise. Kurserna är huvudsakligen webbaserade och ger högskolepoäng. Under våren ges fyra kurser. Till hösten går ett 30-tal kurser. Mer information finns på http://www.promptedu.se/. V I I S E R H A R K O N TA K T E R och kommer att arrangera några korta föredrag under våren för att introducera några av kurserna i programmet. Föredragen kommer att hållas i Göteborg, Västerås och Stockholm. Mer info kommer på www.ser.se.

STAFFAN SKOGBY Ordförande i SER Svenska Elektro- och Dataingenjörers Riksförening



Till att börja med siktar företaget in sig på lite mer avancerade elektroniksystem där man behöver ha en fläkt för att transportera bort värmen från kylflänsarna. Det räcker inte med vanliga datorfläktar utan måste vara fläktar som kan hantera högre statiska tryck. – Applikationerna där vi tror att vi i första hand kan slå oss in – Jag är gammal forskare behöver högeffektskylning och inom kompositmaterial, det har begränsat med utrymme. är därifrån tankarna kommer, Det finns också en mer säger Jesper Eman som startade långsiktig plan med många fler företaget för tre månader sedan tillämpningar både inom med Magnus Edin. och utanför elektronikBägge har en bakgrund området. Exempelvis på forskningsinstitutet skulle man kunna Rise Sicomp, tidigare använda tekniken för att Swerea Sicomp, i Piteå förbättra konventionella som sysslar med lättvärmeväxlare. viktsmaterial. Magnus Kolfiber brukar anses Edin är labchef medan Jesper Eman vara ett förhållandeJesper Eman arbetade vis dyrt material och där i 10 år innan han för används normalt bara i ett och ett halvt år sedan tillämpningar där man började som konsult på behöver något som är Ignite Utveckling i Piteå både lätt och starkt, men vars moderbolag Lama kostnaden inte är kritisk. Förvaltning gått in som – Planen är att utnyttja delägare i Centropy. Magnus Edin det så optimalt som – Idéen bygger på en möjligt och att vi därför inte ska porös struktur där vi får en behöva särskilt mycket av det väldigt stor yta vilket förbättrar dyra materialet. värme­överföringen. I praktiken blandas kolfibrerExakt hur mycket bättre än na med en bärare som exempelaluminium det kolbaserade vis epoxi. Jesper Eman vill dock materialet blir är inte klart men inte säga särskilt mycket om beräkningar på Luleå Tekniska tillverkningsmetoden. Universitet visar att det åtmins– Det är en ganska central del tone handlar om en tiopotens, av patentet som vi ansöker om, kanske mer. men det är en volymmetod. – Vi är precis färdiga med Redan från start har företaget några prototyper som vi ska möjlighet att tillverka mindre testa under februari och mars serier av prototyper. tillsammans med en industriell Centropy har nyligen antagits part för att se om beräkningarna till rymdinkubatorn ESA BIC stämmer med verkligheten. Sweden. Samarbetspartnern kommer – Vi kommer att få affärsmäsfrån flygindustrin men tekniken sigt och tekniskt stöd från deras fungerar i princip för alla til�nätverk. Vi får även 50 000 euro lämpningar där man använder till patent och metodutveckling. kylflänsar. Precis som med Företaget ingår i Arctic aluminiumflänsar använder Business Incubator i Luleå som man en värmeledande pasta för satsat 300 000 kronor i ett konatt skapa bra kontakt mellan vertibellån. komponenten och kylflänsen. I dagsläget är det bara Jesper En skillnad mot metall – som leder värme lika i alla riktningar som arbetar i bolaget. Han är dock fortfarande anställd på – är att kolfibrerna bara skickar konsultbolaget Ignite och kan värmen i längsriktning. själv bestämma hur mycket tid – Vi utnyttjar det i utformhan ska lägga på Centropy. ningen av flänsarna för att skicka värmen åt det håll vi vill PER HENRICSSON per@etn.se ha den, säger Jesper Eman. n PRODUKTION Kylflänsar på elektronikkomponenter brukar vara tillverkade av aluminium. Nystartade Centropy i Piteå vill ersätta metallen med ett kolfiberbaserat material som avger betydligt mer värme per ytenhet och är lättare.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


A2B® DELIVERS REVOLUTIONARY ARCHITECTURES FOR VOICE AND AUDIO IN A SIMPLE DESIGN Lowest latency digital audio, control and power over a single, unshielded twisted pair ensures lowest system cost Easy-to-use SigmaStudio™ with ecosystem of third-party development, prototyping, and evaluation solutions

WE HEAR LEADING AUTOMAKERS LOUD AND CLEAR.

Engaged with 90% of global automakers to deliver innovative infotainment experiences HEAD UNIT

AUTOMOTIVE AUDIO BUS

#audiobus

REMOTE TUNER MODULE

ACTIVE SUB WOOFER

E CALL BOX AUDIO AMP

EXPLORE ALL THAT A2B HAS TO OFFER. analog.com/A2B


STARTBLOCKET

Ytterligare ett universitet får 5G-nät n INDUSTRIELLT IoT I samband med bildandet av en ny forskningsprofil blir Mittuniversitetet nästa universitet att få ett 5G-nät på campus. Fokus är på Industriell IoT med fjärrstyrning av fordon, flygplatser och virkesterminaler som några av tillämpningarna.

n MEMS Det mikromekaniska gyrot blev den mest framgångsrika produkten för forsknings­ institutet Imego. En ny generation tas nu fram med hjälp av kinesiskt kapital.

Telia bygger ett 5G-nät på Mittuniversitetets campus Sundsvall under 2019 med fokus på processindustri. Det sker i samband med bildandet av forskningsprofilen NIIT (Next generation Industrial IoT). NIIT bygger vidare på den befintliga kompetensen inom inbyggda sensorsystem och industriella nätverk. – Det handlar bland annat sensorer som är självförsörjande på energi och har robust kommunikation i industriella miljöer, säger Bengt Oelmann, professor och projektledare.

universitet. Se faktaruta nedan! Mittuniversitetets 5G-nät kommer bland annat att bli tillgängligt för företag i inkubatormiljön BizzMaker i Sundsvall, för att de snabbt ska kunna komma igång och testa lösningar där 5G är en komponent. Generellt ska det användas för att undersöka kommunikation och distribuerade industriella IoT-lösningar – för att ”analysera möjligheter och utmaningar i 5G-tekniken utifrån komT E L I A Ä R C E N T R A L industriell munikation, karakteristik och partner och ska sätta upp ett nodkomplexitet, applicerat på 5G-nät på campus i Sundsvall. problemställningar runt massaUtöver 5G och IoT handlar och processindustri”. partnerskapet om artificiell inEn spännande til�telligens. Tillämpningar lämpning blir fjärrstyrinom processindustrin är ning. 5G-nätet har en det primära fokus. bättre realtidskapacitet Det är många universiän tidigare mobilnät, tet som utrustas med 5Gmed bland annat kortare nät just nu: Umeå, Luleå, fördröjningar ner till Lund, KTH, Chalmers, Bengt Oelmann cirka 1 ms. 5G ska bland Linköping och nu Mitt-

annat testas för fjärrstyrning av fordon. – Vi kommer också att undersöka förutsättningarna för att använda 5G för att fjärrstyra virkesterminaler, berättar Bengt Oelmann. Ett annat fjärrstyrningsprojekt finns i det nystartade Milo (Miljön i kontrolloopen) som ska studera problemställningar runt fjärrstyrda flygplatser. Här ska forskarna använda det koncept Remote tower som Saab och Luftfartsverket har byggt mellan Örnsköldsvik och Sundsvall. – Här kommer möjligheten att utvärdera lösningar runt 5G att öka möjligheterna till goda resultat både runt att mäta miljöparametrar på flygplatsen och att optiskt övervaka objekt på och runt flygplatsen. JAN TÅNGRING jan@etn.se

FAKTA

Här är svenska universitet med 5G-noder  uleå tekniska universitet L bygger en testbädd tillsammans med Ericsson, Telia och Tieto med pengar från EU:s regionala utvecklingsfond för utveckling av teknik och tillämpningar och för användning i undervisning. l Umeå universitet bygger ett nät som i princip omfattar hela staden med tillämpningar inom vägtrafik, industri, fastigheter, sport och kultur. En distribuerad orkester och akutmottagningen på sjukhuset som blir direktkopplad till ambulans är ett par exempel. Partners är Ericsson och Telia. l Lunds tekniska högskola är partner med Ericsson och har ända l

Kinesiskt kapital ger Imegos gyro nytt liv

sedan 2011 arbetat med massiv mimo. Idag går den forskningen även ”bortom 5G”. En satsning som annonserades i mars i fjol räcker bland annat till tio nya doktorander. l K TH får Sveriges första permanenta basstation i det kommande 5G-nätet. Tidigare samarbete finns sedan tidigare med Telia och Ericsson och har använt preliminär teknik. Tillämpningarna är bland annat autonom transport, IoT, smarta byggnader, stadsinfrastruktur, industriautomation och virtuell verklighet på distans. l Chalmers har 5G-forskning inom industriell tillverkning och fordon. Inom mimo har Chalmers bland

annat tittat på lokalisering. Partners är Ericsson, Huawei, Bosch, Volvo, Nokia och Orange l Också Linköpings universitet har mimo-forskning i 5G i synnerhet och 5G-signalbehandling i allmänhet. Här finns även 5G-forskning inom smarta nät, snabba kretsar, trådlösa sensorer och smarta städer. Huawei och Kina finns som partner i utbyten med forskning och undervisning ända sedan 4G-tiden. l Utöver på universiteten ovan görs 5G-installationer bland annat på Astazero i Borås, Rise EMC i Borås, Rise Acreo i Kista och Einride i Jönköping, typiskt i samarbeten med Ericsson, Telia, Chalmers och KTH.

Utvecklingen av gyrot startade på 1990-talet på Chalmers i samarbete med Autoliv. Själva kommersialiseringen skedde dock på Göteborgsbaserade Imego. Norska Sensonor stod för tillverkningen. Gyrot var klart runt år 2003 och blev institutets mest framgångsrika produkt. Under en period kring år 2008 sysselsatte det ungefär hälften av de 40 anställda. Utvecklingen ledde även till att Sensonor senare kommersialiserade gyrot för högprestandatillämpningar. E N AV D E O F F I C I E L L A kunderna var Autoliv som använde det i en krockdocka. Det lilla bolaget Flexit byggde in det i ett instrument för mätning av borrhål. Gyrot var mycket noggrant med en drift runt en grad per timme. Försäljning av själva gyrot med tillhörande applikationsprojekt stod för en betydande av del Imegos intäkter. I pengar handlade det om tio till femton miljoner kronor per år. E F T E R S A M M A N S L A G N I N G E N med Acreo år 2012 såldes varu­ märket Imego och domänen till ett bolag kallat Imego Navigation som år 2016 döptes om till Imego och fick kinesiska huvudägare. Personalen och några externa nyckelpersoner har en mindre del. Imego driver nu utvecklingen av den nya versionen bland annat med hjälp av personal som tidigare arbetade på ”gamla” Imego men som idag är anställda på Rise Sensorsystem i Göte­ borg. Arbetet startade hösten 2016 och de första prototyperna förväntas bli tillgängliga under första kvartalet år 2020. Tillverkningen av gyrot kommer att ske hos memsfoundryt Silex i Järfälla. PER HENRICSSON

per@etn.se



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


Håll full koll på allt, var och när som helst

Bygg smarta, anslutna och säkra konstruktioner

www.microchip.com/SmartConnectedSecure

Microchips namn och logotyp samt Microchip-logotypen är registrerade varumärken tillhörande Microchip Technology Incorporated i USA och andra länder. Alla andra varumärken är respektive ägares egendom. © 2018 Microchip Technology Inc. Eftertryck förbjudes. DS20006062A. MEC2219Swe08/18


INTERVJU: BENGT NORDSTRÖM

Han tycker att lönsamheten i branschen är för låg, att EU fokuserar för mycket på konsumenterna, är ingen förespråkare av nätneutralitet, oroar sig för bojkotten av Huawei och spår att det bara kommer att finnas en operatör per land om tjugo år. Bengt Nordström var med och grundade konsultbolaget Northstream för tjugo år sedan och tvekar aldrig att lufta sina bitvis kontroversiella ­åsikter om telekombranschen.

Telekomgurun Bengt Nordström:

nB EN GT Bef NO at t RD nin Fö d STR g/ t d: 1 ÖM ite l 9 : CE Bor 57. O. : Dj ursh Fam o sön ilj: Hu lm. er n s t a Vi ru Yw K ar lhel m o o nn e o stre riär: h ch O ch t tp: am s / . nor dstr se/abo /nor th car. o u m/ t /b I nt r en g to ch e s s e n : Ma p ol i t la g t ik . Do nin l g, v på m d t ala in n ret ” usik fr g: At t å g inn g i s a s an m n p å a ”P rät t usik en b å spåö r ja t.

Bojkotten av Huawei kan bli telekombranschens Lehman Brothers B ranschen klarar inte att ha färre än tre globala leverantörer så bara man kan leverera rimligt bra produkter kommer man att få affärer, säger Bengt Nordström. Huawei, Ericsson och Nokia ser därför ut att stå som vinnare när utbyggnaden av 5G summeras om några år. Att Samsung skulle slå sig in i topptrion håller han för osannolikt även om det sydkoreanska konglomeratet tagit kontrakt i USA i och med att Huawei och ZTE stängts ute. – Utmaningen är inte att bygga radio och corenät, de har jätteduktiga ingenjörer som klarar det. Problemet är lönsamheten och att göra affärer med operatörerna. För att vinna affärer måste leverantörerna ha en lokal försäljningsorganisation som kan hantera kravspecifikationerna som kan vara på flera hundra sidor och som ska besvaras detaljerat. Kanske kräver operatören också ett demonät och som grädde på moset kan utvärderingen ta uppåt ett år. – Multiplicera det med kanske 400 operatörer runt om i världen så förstår du varför Ericsson har 95 000 anställda. De japanska telekomleverantörerna har egna problem som gör att de inte har lyckats globalt. – Hela den japanska marknaden bygger på nära samarbeten mellan operatörer som Docomo och KDDI med NEC, Hitachi och



andra. De blir väldigt lokala i sin fokusering och kan inte skala upp för den globala telekommarknaden. Huawei och Nokia har bägge betydligt bredare produktportföljer än Ericsson med framförallt routrar och andra fastnätsprodukter. Av och till brukar det diskuteras om den mindre portföljen är ett problem för det svenska telekombolaget. – Jag tror inte att det är en uppenbar fördel att ha end-to-end-lösningar. Upphandlingar går inte till på det sättet.

Ingen får leverera allt I och med att gränssnitten är såpass standardiserade kan operatörerna blanda radionät från en leverantör med corenät från en annan och använda routrar från en tredje. Det här bidrar också till att det är svårt att differentiera produkterna – de måste följa standarderna som 3GPP slagit fast. – Sen kan det vara så att i varje given situation kan en av leverantörerna ha gjort ett strategiskt val som gör att de kan ligga före, men det brukar växla över en tioårsperiod. Bengt Nordström påpekar att Ericsson gick fel för några år sedan när företaget drog ned på investeringarna i radionätsportföljen. De senaste åren har man satsat mer, så idag är produkterna konkurrenskraftiga. – Sen tror jag det kan finnas vissa skalfördelar för exempelvis Nokia som också har

routrar, produkter för fatsnätsaccess och optik. Det ligger inte så mycket i att man köper från samma leverantör, utan i att man får en större utvecklingsbudget. Både Ericsson och Nokia har försökt att bredda kärnaffären genom att också erbjuda tjänster som att bygga och driva nät. Satsningarna har haft blandad framgång. – Telekom är inte lika standardiserat som på IT-sidan, den är väldigt kundunik så den skalar dåligt av det skälet. Under fjolåret blossade det upp ett handelskrig mellan USA och Kina där telekomBAKGRUND Har arbetat på Ericsson och operatörerna Comviq och Smartone, den senare med bas i Hong Kong. l Startade Northstream 1998 tillsammans med fem partners. l Amerikanska Incode köpte Northstream i augusti 2005. Bolaget blev i sin tur uppköpt av Verisign år 2007. Finanskrisen 2008 ledde till att marknaden minskade kraftigt och Northstream blev till salu. Fyra personer inklusive Bengt köpte tillbaka bolaget som då hade 13 anställda. Sedan dess har två personer till blivit delägare. l Idag finns 30 personer på kontoren i Stockholm och Helsingfors. Kunderna är framförallt från Norden även om det kommer uppdrag från hela världen. l

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


INTERVJU: BENGT NORDSTRÖM

företagen kom i skottgluggen. Bland annat har både Huawei och ZTE stängts ute från den amerikanska marknaden och länder som Australien, Nya Zeeland och Japan har följt efter. – Man ska inte ha för brått att peka ut vinnare och förlorare i det här. Det finns en tendens till det nu. Det är enkelt att dra slutsatsen att blockaden av Huawei kommer att gynna Ericsson och Nokia. Men Bengt Nordström anser att man inte kan resonera på det sättet. – Beroendet mellan länder och företag är mycket större än vad man i första anblicken kan tro.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19

5G byggs ut. – Jag tror att säkerhetsfrågorna kommer att bli mycket viktigare framöver eftersom det blir svårare att ha kontroll. En annan aspekt är att mobilnäten primärt byggts för konsumenttjänster enligt principen best-effort, annars skulle tjänsterna inte kunna vara så billiga som de är idag. Vi accepterar att datatrafiken ibland blir till sirap eller att samtalen kopplas ned. Det senare inträffar faktiskt efter 45 minuter av telefonintervjun med Bengt Nordström, trots att vi bägge befinner oss i Stockholms innerstad och dessutom sitter stilla. Industriella tillämpningar för säkerhetskritiska uppgifter som att styra elnätet, driva en fabrik eller köra ett fordon kommer därför knappast att använda det vanliga mobilnätet – det krävs dedicerade lösningar vilket blir möjligt med 5G. Ni firade nyligen 20-årsjubileum och ­passade då på att lansera spaningen att det bara kommer att finnas en operatör per land om 20 år. Hur kom ni fram till det? – Om man tänker att telekom är en infrastrukturbransch blir det naturligt att konsolidera nätresurserna som är den dyraste delen av verksamheten. Man kan fundera på varför vi inte har parallella elnät, motor­ vägar eller järnvägar. PER HENRICSSON per@etn.se



▲ ▲

Ett globalt ekosystem Förutom att alla företag bidrar till arbetet med att ta fram standarder – som numera används i alla världsdelar – är underleverantörskedjan global där samma företag i princip levererar till alla telekombolagen. – Man kan likna situationen med bankoch finanskrisen 2008, den var inte isolerad till ett land och en aktör. Man satte igång en kedja av händelser som man inte kunde överblicka när Lehman Brothers försattes i konkurs. Det är i dagsläget omöjligt att säga hur kraftmätningen kommer att sluta, särskilt med en president i Vita Huset som inte följer den normala logiken.

– Sen ska man också komma ihåg att Kina är uppenbart irriterat på situationen. Om de bestämmer sig för att vidta motåtgärder kan det slå mot Ericsson och Nokia. Även om Huawei har satsat hårt på att utveckla egna halvledarkretsar via dotterbolaget Hisilicon är företaget fortfarande starkt beroende av stora amerikanska leverantörer som Texas Instruments och Intel, samma företag som alla andra köper ifrån. – Jag är väldigt oroad över utvecklingen, det är för få som begriper hur global värdekedjan är och beroendet mellan alla bolag. Ett argument som ofta nämns i samband med att Huawei stängts ute från 5G-upphandlingarna är att de nya näten skulle bli sårbarare för olika typer av attacker och spioneri. – Observationen är befogad men man ska inte hänga upp det bara på 5G, det handlar om virtualiseringen, att näten blir mjukvarustyrda vilket de delvis redan är idag Infrastrukturen i mobilnäten liknar allt mer datacenter med generell hårdvara där man aktiverar funktioner via mjukvaran och exekverar kundapplikationer. Idag är radionätet och det bakomliggande corenätet fysiskt separerade och dessutom körs corenätet huvudsakligen på specialutvecklad hårdvara. Övergången till virtualiserade nät startade så smått redan för fyra, fem år sedan men kommer att bli allt vanligare i takt med att


INTERVJU: BENGT NORDSTRÖM

Operatörernas framtid – konsolidering, Att marknaden planat ut har lett till att operatörerna sysslar mer med att byta kunder med varandra än att hitta helt nya. Resultatet borde leda till en konsolidering men hittills har det gått trögt.

– Alla begriper det. Ägarna, styrelserna och investerarna. De enda som inte begriper det är regulatörerna som är rädda för minskad konkurrens, säger Bengt Nordström. Här passar han på att ge en känga åt den ansvariga kommissionären Margrethe Vestager. – I Europa har vi en fokusering på låga konsumentpriser, det är det enda de bryr sig om. De vill inte göra kopplingen att ju mindre intäkter operatörerna har, desto mindre investeringar gör de. Det är ingen svår matematik. Beskedet i slutet av ­november från EU-kommissionen att T-Mobile får köpa Tele2:s verksamhet i Nederländerna skulle kunna innebära en kursändring. – Om det kommer en signal från EU att konsolidering är OK skulle det sätta igång en omedelbar våg, för det är vad hela branschen vill göra. D E L Å G A P R I S E R N A i Europa är enligt Bengt Nordström en bidragande orsak till att vi halkat efter i 5G-utbyggnaden. – I USA betalar de dubbelt så mycket som oss, men så får de mer nätinvesteringar. De högre priserna hänger samman med hur regleringen har skötts i USA. Allt startade med att monopolet på fasta telefonabonnemang bröts upp 1984 vilket skapade AT&T för långdistanssamtal och sju så kallade Bell-bolag för lokalsamtal. Som mest fanns det över 40 operatörer men under årens lopp har de köpts upp eller gått samman varför det idag finns två dominerande operatörer, AT&T och Verizon. Sprint och T-Mobile är klart mindre och utmanar med priskonkurrens. Dock har de två mindre långt gångna planer på en sammanslagning.



Arthur D. Little anser att IoT kan ge 34 procent extra år 2026 anser Bengt Nordström att det stannar på tre till fem procent. – Den enda skillnaden mellan oss och Ericsson är hur stor del som vi tror att operatörerna kan adressera.

– Jag brukar säga att när man sätter en policy för ett land och region, som EU, kan man inte bara ha en konsumentpolicy, man måste kombinera den med en industripolicy. I K I N A T O P P A D E investeringarna 2014, i USA skedde det 2012 i och med övergången från 3G till 4G och i Europa har det varit platt i tio år. Operatörerna investerar mellan 15 och 17 procent av omsättningen i ny utrustning. Siffran ökar till kanske 20 procent när det sker ett teknikskifte och minskar sedan neråt 10 procent när utbyggnaden är klar. Bengt Nordström ser det inte som ett stort problem om priserna går upp något i och med att det finns en ganska strikt koppling mellan intäkter och hur mycket operatörerna investerar. Konsekvenserna blir lätt deprimerande när man funde­ rar på vad det innebär för 5G-utbyggnaden. En rapport om Storbritannien som baseras på antagandet att operatörerna investerar 13 procent av omsättningen visar att det kommer att ta tio år att nå 98 procent av befolkningen och 50 procent av landets yta. Då ligger investeringarna på två miljarder pund per år. – Europa kommer att ligga tre till fem år efter de ledande marknaderna på 5G . S K A M A N T R O telekomleverantörerna kommer 5G att öppna nya marknader för operatörer­na. Det gäller bland annat för fast access via mobilnätet. Även om vi i Sverige är bortskämda med fiber till hemmen så finns det många länder där det inte är en självklarhet. Det gäller bland annat USA, Tyskland, Schweiz och de baltiska länderna. Lösningen har testats tidigare utan att det blir någon större framgång men med massiv MIMO i kombination med tillgång till högre frekvensband kan det fungera denna gång. – Det finns rapporter som talar om att det kan öka med 15

’’ ”Jag har aldrig varit en stor anhängare av nätneutralitet, jag tycker mer det är en skicklig ­lobbying av Google och ett antal ­andra stora aktörer i branschen. De vill att Internet ska finnas överallt och vara bra och billigt vilket är bra för deras affärer.” till 20 procent i USA men det är väl optimistiskt. Vi tror att det kanske handlar om 7 till 10 procent. En annan lovande marknad för operatörerna är sakernas Internet, ofta kallat IoT. Även om de flesta operatörer erbjudit M2M-tjänster under många år har det hittills handlat om små intäkter jämfört med totalen. Med IoT och standarder som NB-IoT och Cat-M spås området växa kraftigt. Men medan Ericsson med stöd av

R E N T K R A S S T H A N D L A R D E T om att Northstream anser att opera­ tö­rer­na förblir bitpipor. De står för uppkopplingen medan arbetet med att digitalisera kundernas affärer hamnar hos de globala IT och konsult-bolagen som McKinsey, Bain, Accenture och Tata. – De har strategier, system­ integration och hostingmöjligheter. De har hela värdekedjan för att digitalisera ett bolag. För att ta en större del av kakan skulle operatörerna behöva köpa kunskapen som finns hos exempelvis Tieto och HiQ. – Operatörerna har finansiell kapacitet att göra det men jag är inte säker på att de är bra ägare. Hur som helst har utrullningen av NB-IoT och Cat-M börjat så sakteliga för att ta mer fart nästa år. Dessutom finns ­konkurrens från Lora, Sigfox, wifi och diverse andra lösningar plus konkurrens från andra mobiloperatörer att väga in i kalkylen för hur mycket som ska investeras i IoT-kapacitet. Y T T E R L I G A R E E T T S ÄT T för operatörerna att öka sina intäkter är att bli innehållsleverantör. Tre uppmärksammade affärer på sistone är AT&T:s köp av Time Warner för 85 miljarder dollar, BT:s TV-satsning med sportkanaler och Telias köp i somras av Bonniers TV-verksamhet inklusive TV4 och C-More för 9,2 miljarder kronor. – Jag skulle inte vilja säga att det är en allmän trend, det är ett strategival. Vilket som är rätt eller fel är för tidigt att säga. Det ska bli otroligt intressant att se hur det går för Telia. Genom att äga ett attraktivt innehåll kan operatörerna paketera det med abonnemanget. Förhoppningen är att kunderna

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


INTERVJU: BENGT NORDSTRÖM

diversifiering eller bitpipa ska köpa bägge produkterna och därmed generera större intäkter. Eller i varje fall få kunderna att stanna kvar i högra grad. F R Å G A N TA N G E R A R nätneutraliteten, att alla innehållsleverantörer ska behandlas lika av den som transporterar trafiken. – Jag har aldrig varit en stor anhängare av nätneutralitet, jag tycker mer det är en skicklig lobbying av Google och ett antal andra stora aktörer i branschen. De vill att Internet ska finnas överallt och vara bra och billigt vilket är bra för deras affärer. Teleoperatörerna var länge betydligt större än Internetbolagen. Idag är de jämbördiga eller till och med större. Samtidigt levererar de i vissa fall samma tjänster som operatörerna utan att ha samma krav på sig som dessa. Bland annat kan de på

ett helt annat sätt styra var de betalar skatt medan operatörerna måste betala i de länder de är verksamma. – Jag har inget problem med att operatörerna paketerar tjänster med bredbandet och då tar mindre betalt för bredbandet. Vi har ändå så stor prispress att det inte är något problem, säger han och fortsätter: – Mycket av det här med nätneutralitet bygger på en myt att Internet är en resurs lika för alla. Det har det aldrig varit, du får alltid det du betalar för. S O M E X E M P E L tar han CNN och Värmlands Folkblad där den amerikanska nyhetskanalen laddas betydligt snabbare än lokaltidningen trots att den har strömmande video. Skillnaden beror på TV-bolaget investerat i näten för att deras material ska

bli lättillgängligt. – Vill jag ha riktigt bra bredband på 250 Mbit/s via fiber får jag betala 500 kronor. Har jag mindre pengar köra mobilt för 200 kr i månaden. Det har aldrig varit lika för alla. Innehållsmarknaden är även den hårt konkurrensutsatt och det är lätt att gå fel eller bli frånsprungen. BT fick exempel­v is betala runt tio miljarder kronor för rättigheterna under en enda säsong till fotbolls­matcher vilket fått dem att sänka ambitionsnivån. – Andra operatörer som har provat har haft varierande framgång. har Deutsche Telekom, Orange, Telefonica valt att liera sig med innehålls­ leverantörer istället för att äga innehållet själva. Vilket som är E X E M P E LV I S

rätt eller fel går inte att säga, det är två helt olika spår. Samtidigt är Bengt Nordström lite förundrad över alla försök att hitta nya intäkts­ källor. – Det är inget fel att vara en bitpipa, det är en i grunden fantastiskt bra och lönsam affär. PER HENRICSSON per@etn.se

FAKTA Bengt pratar 5G och spår de ­kommande fem åren: https://www.youtube.com/ watch?time_continue=2745&v= o8PYAGaSe9M

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

Produktion

SMD Hålmontering Slutmontering

EMC

Ackrediterat lab Filter design Filterproduktion

Test

Klimat Mekanisk

KEMET Electronics AB • Thörnblads väg 6 • 386 90 Färjestaden • Telefon 0485-563900 • www.kemet.com/Dectron

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19




TEMA: KOMMUNIKATION

Jeff tror på ketchupeffekten Alla slår på flaskan och väntar på att något ska hända. Det handlar om sakernas Internet – IoT – som hittills varit alldeles för fragmenterat för att vara skalbart och därmed billigt. Jeff Travers på Ericsson tror att bitarna snart faller på plats.

– Det heter Internet-of-Things, inte Web-of-Things. Vad var Internet innan vi hade World Wide Web? säger Jeff Travers. Han är ansvarig för telekom­ jättens verksamhet inom IoT både vad gäller teknik och affärer. Engelsmannen, som arbetat 24 år på Ericson, drar parallellen med webben. Innan den fanns fick de fåtaliga användarna bygga egna kataloger över vilka resurser som fanns tillgängliga. – Det var absurt. Sen fick vi hyperlänkar och då lossnade det! IoT befinner sig fortfarande på samma stadium som Internet före webben. Marknaden är på tok för fragmenterad med kretspaket och operativsystem jämfört med mobilvärlden där IOS och Android dominerar stort. En konsekvens är att IoT-världen saknar ett kraftfullt ”developer community”. – Om man bara kunde ringa och surfa, hur mycket skulle mobilerna vara värda? Apparna tillför enormt mycket. Ericsson har såklart ett egenintresse av att underlätta användningen av IoT och deltar därför i princip alla nyckel­ forum som finns för att driva på utvecklingen i rätt riktning. – För oss handlar det om skalbarhet. Allt kan kopplas upp men det har inget värde om man inte kan göra copy-paste, säger Jeff Travers. Man kan invända att IoTvärlden har en betydligt större spännvidd än smartmobilerna. IoT kan vara allt från enkla sensornoder som klarar sig med en åttabitarsprocessor och utan operativsystem till avancerade 64-bitarprodukter som är anslutna till elnätet. – När det är så får man handkoda mycket för att det ska passa den aktuella enheten. Det



skalar inte, man kan inte göra copy-paste. Det finns hopp om en förändring. Bland annat försöker de stora molnleverantörerna driva på. Dock med egna lösningar, än så länge. Några exempel är Amazon med FreeRTOS och Microsoft med Azure Sphere. Dessutom finns Arm med ­Pellion och Android Things. – Om vi fick en standard skulle utvecklarna få det lättare att koda för olika enheter. Det är som kläder, där finns det ofta bara S, M, L och XL, vi måste närma oss det. E T T A N N AT P R O B L E M är det inte finns någon standard för hur man adresserar IoT-noder. Det går inte att skicka ett komman­ do för exempelvis ”Activate device”, ”Update firmware” eller ”Power off” utan att veta exakt vilken typ av hårdvara och mjukvara noden använder. – Lightweight M2M gör exakt det och är en standard som fler och fler industrier använder. Protokollet förvaltas av Open Mobile Alliance for M2M or IoT och finns implementerat i bland annat Arm Mbed och Eclipse. Det definierar kommunikationen i applikationslagret mellan en server och en klient som följer Lightweight M2M. – Tillverkarna måste bygga in det i sina produkter. Två exempel på företag i helt olika branscher som satsat på Lightweight M2M är Bosch och Ikea. Sen finns det ytterligare ett lager som är minst lika viktigt. Det handlar om att exempelvis en kamera ska kunna tala om för världen att den är just en kamera

och att godkända kommandon är ”vrid åt höger”, ”spela in” eller ”stäng av”. På samma sätt ska en temperatursensor kunna tala om för världen att den mäter temperaturen och kan leverera temperaturvärden, men inte förstår några andra kommandon. – Ericsson och Google var tidiga med att skapa bibliotek för kommandona via iot.schema. org, säger Jeff Travers. Det finns också en motsvarighet inom open source som drivs via Eclipse och kallas Vorto. Även där kan tillverkarna publicera giltiga kommandon för sina produkter. Andra företag kan återanvända kommandona men också addera nya. Över tiden blir biblioteket tämligen komplett. – Om vi kan få konsistens i semantiken, i firmware och i operativsystemen så blir IoT plötsligt skalbart. Det saknas idag. En kanske lika viktig fråga är säkerheten. Här har mobilnäten en mycket bra historik. – Mycket av säkerhetsproblemen i IoT-världen beror på att man sparat bandbredd och beräkningskraft. Man har haft enkla kommandon, inga IP-stackar och har inte kunnat applicera standardiserade säkerhetsverktyg. Exempelvis använder sig den amerikanska mobiloperatören AT&T av Ericsson för att certifiera IoT-enheter innan de tillåts koppla upp sig på företagets nät. Testerna görs enligt regler som den amerikanska branschorganisationen CTIA ställt upp och som också godtas av amerikanska myndigheter. – SIM-kortet utgör dörrvakten till enheterna, de har visat sig vara väldigt robusta. I framtiden kommer även SIM-korten att bli virtuella, så kallade eSIM. Tekniken är visserligen standardiserad av branschorganisationen GSMA men används än så länge i begränsad omfattning. Fördelen för tillverkarna är att man kan leverera en version av sin uppkopplade produkt till alla marknader och sedan aktivera SIM-korten beroende på var produkten ska användas. Det som

hittills fått många att tveka är att det inte finns något enkelt sätt att programmera om det, om man förhandlar fram ett bättre avtal med en annan operatör. – Det kräver en bättre inte­ gration mellan operatörerna, det är inte alls lika väletablerat som roaming. ÄV E N N Ä R D E T G Ä L L E R prissättningen kommer det att hända mycket. IoT-noder har helt ­andra behov än smartmobiler och dessutom har de en betydligt längre förväntad livslängd än en smartmobil. Plus att de som utvecklar och säljer produkter som nu ska kopplas upp inte riktigt har kläm på hur de ska hantera kostnaden för uppkopplingen. – De får en engångsinkomst vid försäljningen men så kommer det en faktura varje månad från operatörerna. De kan inte skicka den vidare till den som köpt maskinen. Samtidigt kan informationen generera stora värden i form av insikter om hur produkten används men också information om när det är dags att serva den. – Jag vet en operatör som har en fast tariff på tio euro för tio år och en datamängd på 500 Mbyte. Den typen av engångskostnad går att baka in i försäljningspriset och för operatörerna finns såklart chansen att datamängden tar slut på betydligt kortare tid än tio år. När det gäller framtiden känner Jeff Travers inte till några planer på mobilstandarder för IoT som skulle placera sig under NB-IoT vad gäller datatakter eller energiförbrukning. Snarare är trenden mot bredare kanaler än vad Cat-M kan erbjuda. Drivkraften finns i video­ strömmar med mycket hög kvalitet. Inte så att en människa skulle sitta och titta på dem, uppgiften landar på AI-algoritmer som får avgöra om det inträffar något oväntat. – Jag tror vi kommer att få en ketchupeffekt. Alla slår just nu på flaskan och väntar på att något ska hända.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


Mouser Electronics – din auktoriserade återförsäljare av Texas Instruments-produkter. Fler TI-produkter i lager för din nästa design. mouser.se/ti


TEMA: KOMMUNIKATION

Några entusiaster driver LiFi Alla känner till wifi, och de flesta är beroende av tekniken. Men för att i framtiden klara bandbreddsbehovet tros ­kommunikation med en modulerad ljuslänk bli ett viktigt komplement. Entusiaster anser att LiFi – kort för Light Fidelity – på sikt kan komma att leverera datahastigheter på flera hundra gigabit per sekund. Signify, fd Philips Lighting, var först bland belysningsgiganterna att nyligen släppa en produkt.

Ä

n är LiFi i sin linda. Däremot är det tydligt att tekniken kommit längre än vad många av oss tror. LiFi handlar om att skapa tvåvägskommunikation genom att modulera synligt ljus, men också infrarött och i framtiden kanske ultraviolett ljus. I sin enklaste version blir din ljuskälla i taket din router. Förespråkarna pekar på flera fördelar med LiFi. En är att det spektrat för synligt och ir-ljus har 2 600 gånger mer utrymme än rf-spektrat. Och om 20 år spekuleras det i att vi har behov av 6 THz-bandbredd, medan rf endast sägs kunna ge 0,3 THz. Ytterligare användarargument är att spektrat för ljus inte lyder under någon myndighetsreglering samt att det inte sprider sig genom väggar, vilket

ger en säkrare kommunikation i exempelvis en kontorsmiljö. Fördelarna är så många att Philips Lighting – världsledande inom anslutna LED-belysningssystem – hoppat på tåget. På den senaste belysningsmässa Light+Building i Frankfurt släppte företaget, som i fjol bytte namn till Signify, en första produkt. S I G N I F Y S L Ö S N I N G kommunicerar med 30 Mbit/s utan att göra avkall på ljuskvalitet. Det innebär att du kan strömma flera HD-videoklipp, samtidigt med ett pågående videosamtal. Det franska fastighetsbolaget Icade är pilotkund och utvärderar för tillfället Signifys teknik på sitt kontor i La Defense i Paris. Brittiska PureLiFi är annars det företag som kommit längst

med sin produktportfölj. Professor Harald Haas, som formade LiFi-konceptet i början på 2000-talet, tillhör grundarna och har numera utvecklings­ ansvar (se intervju intill). På Mobile World Congress för snart fem år sedan demonstrerade PureLiFi sitt första kommersiella system. Sedan dess har det utvecklats och idag erbjuder företaget hyllprodukten, kallad LiFi-XC. LiFi-XC stöder dubbelriktad kommunikation i full duplex. Det består dels av en accesspunkt som fungerar med en mängd olika LED-lampor och dels en USB-enhet för Windows 10, Windows 7, Linux och MacOS. B Å D A L Ö S N I N G A R N A – den från Signifys och den från PureLiFi – kommunicerar över synligt ljus i riktning från belysningsenheten och med infrarött ljus används i länken från USB-dongel. Det brittiska företaget har även ett samarbete med franska Lucibel, som utvecklat världens första LED-belysning med

USB-delen hos LiFi-XC är så liten att den kan integreras i en laptop.

inbyggd LiFi-kommuikation. Den senaste skapelsen från Lucibel kan kommunicera med upp till åtta olika användare och erbjuder dubbelriktad kommunikation upp till 54 Mbit/s. PureLiFi påstår sig ha över hundra kunder i 23 länder som idag använder system baserade på företagets LiFi-teknik. Företaget samarbetar med operatörer som O2 och Telefonica. Likaså finns ett mobilskal för Samsung S5 som stödjer LiFikommunikation. Även forskningsinstitut som tyska Fraunhofer och andra utvecklar LiFi-teknik för framtida tillämpningar. AW

IEEE-workshop inspirerar till testbädd När allt mer blir uppkopplat finns det en oro för att energiförbrukningen drar iväg. – Kanske kan LiFi vara ett nytt sätt att kommunicera som ger många fördelar och samtidigt är mer energieffektivt än andra alternativ. Det vill undersöka, säger Peter Bennich, senior rådgivare på myndigheten. En tanke myndigheten har är att bygga upp en testbädd där tekniken kan testas i olika Energimyndigheten har fått upp ­miljöer – i hemmet, på kontoret och i form av vägbelysning. ögonen för LiFi-tekniken. – De som vill se, testa och – Ja, vi har insett är detta är få kunskap om LiFi mycket bredare än vad kan då få tillgång till vi förväntade oss, säger ­testbädden, säger ­Christofer Silfvenius, ­Christofer ­Silfvenius. ansvarig för EnergimynEn anledning till dighetens belysnings­ myndighetens inblandlaboratorium. ning i eventet kring Myndighetens LiFi för en dryg månad intresse bottnar i Christofer Silfvenius sedan är dess roll som ­energieffektivisering. Innan årsskiftet var Energimyndigheten medarrangör till en IEEE-workshop kring LiFi i Stockholm. Nu ­planerar myndigheten för nästa steg. En idé är att bygga upp en testbädd som blir tillgänglig för dem som vill förkovra sig och testa LiFi-tekniken och som även skapar underlag som gör att myndigheten i framtiden kan hantera LiFi i lagstiftningen.



provningar och ha dialog forskningsfinansiär inom med olika aktörer inom energieffektiv belysning. akademi och industrin Workshopen arrangeralär vi oss själva, vilket des tillsammans med är viktigt för att vara IEEE Photonics Society framgångsrika i lagstift– Sweden Chapter, IEEE ningsarbetet på EU-nivå. Sweden Social ImplicaSamtidigt deltar tions of Technology (SIT) Peter Bennich ­Energimyndigheten, via Sida, i samt amerikanska Lighting ett projekt som berör södra och Research Center. östra Afrika. Om inga åtgärder – Än har vi visserligen inte sätts in där förväntas elansett några ansökningar inom detta, men man kan förvänta sig vändningen öka åtminstone en faktor tre när de som idag lever att det kommer. Då vill vi vara utanför nätet kopplas upp. pålästa, förtydligar Christofer – En solcell och en LED-belys­ Silfvenius. ning som gör att det går att läsa En annan anledning till enga­ge­manget är myndighetens men också bildar en kommuni­ kationslänk kan innebära ett ansvarar för lagstiftning som ställer krav på energieffektivitet. jättekliv i rätt riktning, säger Christofer Silfvenius, och adderar: – Det kan vi bara hantera om – Det kan också vara något vi vi har bra tekniskt underlag och en uppfattning om hur markna- tar med om vi gör en testbädd. En demo som visar upp hur den ser ut, säger Peter Bennich. detta skulle kunna fungera. AW – Genom att göra egna ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


Harald Haas förklarar några detaljer Professor Harald Haas är mannen bakom LiFi. År 2006 nådde han med kollegor en första milstolpen. Idag är han övertygad om att tekniken står inför ett genombrott. Här svarar han på några frågor.

APD- (avalanche photo diode), SPAD-diod (single photon avalanche diode) eller en solcell. För att data samtidigt ska kunna skickas i båda riktningar används ir-ljus i upplänken.

F Ö R AT T E N L J U S K Ä L L A samtidigt ska kunna kommunicera med Den enklaste formen av LiFi flera användare används avananvänder en ljuskälla, som en cerad så kallad OFDM-modulalysdiod, som snabbt slås på och tion. OFDM innebär att ett antal av utan att det märks. En vanlig blå lysdiod – med fosforskikt för frekvenser alstras – med ett visst antal MHz emellan – som sedan att skapa vitt ljus – kan modumoduleras med oberoende data. leras med en bandbredd på runt 2 MHz. Adderas smart optik, fil- Symboltakten på varje frekvens­ komponent blir då så låg att ter och signalbehandling påstås kommunikationen blir robust takten kunna skruvas upp till mot multipath. mellan 30 MHz och 100 MHz. – En annan fördel med OFDM – Men använder du avanär att de olika sidobanden kan cerade modulationstekniker överföra olika information. Har kan datahastigheter på 40 till du 1024 sidoband kan i princip 1 000 Mbps uppnås, medan en 1024 användare adresseras med RGB LED kan ge datahastig­ en LED. heter över 10 Gbps, säger OFDM är komplicerat ­Harald Haas. och kräver en dyr asic. En typisk mottagare Hittills har enbart britanvänder optik för att tiska PureLiFi, som Hafånga in ljuset, Därefter rald Haas varit med och omvandlar den ljuset med grundat, utvecklat en någon typ av fotodeteksådan för opto-OFDM . tor, exempelvis en PIN-, Harald Haas

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19

Det franska belysningsbolaget Lucibel använder asicen. Tror du att även andra kommer att utveckla asicar för detta? – Ja, det är jag 100 procent säker på. En RGB LED påstås kunna ge 10 Gbps. Förklara? – Här handlar det om våg­längds­ multiplexerade system som använder oberoende LED:ar. De olika kanalerna måste då separeras i mottagaren. Du talar om laserbaserad belysning. Varför? – Jag ser att LiFi-prestanda, datahastighet, räckvidd och täckning, kan öka tio gånger med laserbaserad belysning. – Just nu driver också belysningsindustrin utvecklingen mot laserbaserat. Det finns enskilda belysningsenheter baserade på lasrar som kan nå datahastigheter över 10 Gbps.

802.11 som arbetar för en LiFistandard. Det är samma grupp som standardiserat wifi, så det är oundviklig att LiFi går mot en massmarknad. ANNA WENNBERG anna@etn.se

FAKTA

Fotonikkonferens adderar LiFi Nu är det spikat att årets upplaga av tvådagarskonferens Optics & Photonics in Sweden tar upp LiFi-tekniken och dess tillämpningar. Branschföreningen Photonic Sweden står bakom den årliga fotonikkonferensen, som både inkluderar akademiska föredrag och presentationer från industrin. Optics & Photonics in Sweden 2019 går av stapeln den 16:e och 17:e oktober i KTH:s lokaler i E­ lectrum, Kista. För mer info adderas fortlöpande på www.photonicsweden.org

Tror du på LiFi-volym? – Ja, helt klart. Notera att det nu finns en arbetsgrupp inom IEEE




TEMA: KOMMUNIKATION

Volvo och MDH testar ensamt om att förhålla sig systematisk till konstruktionen av deterministisk mjukvara i fordon. Utvecklingen av mjukvara sker traditionellt genom att man skriver kod, testar och skriver om – tills systemet tycks fungera.

MDH

-projektet heter Destine (Developing Predictable Vehicle Software Utilizing Time Sensitive Networking) och kommer att koppla samma ECU:er (kontroll­ enheter) i prototypfordon från Volvo CE via TSN-växlar. Projektet är visserligen ”bara” industrirelaterad forskning men TSN är det protokoll som allmänt väntas dominera när fordonen blir autonoma. Kamera, radar och andra sensorer genererar enorma datamängder som slussas vidare till inbyggda datorer för databehandling som sedan ligger till grund för styrning av funktioner som hastighet, rattutslag och broms. – TSN-tekniken gör detta möjligt, men eftersom tekniken är såpass ny, behövs det nya utvecklingstekniker, metoder och verktyg innan den kan spridas och användas i moderna fordon, säger projektledaren och MDHforskaren Saad Mubeen. Poängen med autonomi i just entreprenadmaskiner är högre säkerhet för omgivningen och

NATIONAL INSTRUMENTS

Mälardalens Högskola ska testa protokollet TSN (Time Sensitive Networking) i entreprenadmaskiner från Volvo Construction Equipment. Målet är att ge extra skjuts från ett upphottat Ethernet till de gigantiska volymer realtidsdata som kommer att flöda genom framtidens självkörande maskiner.

Också automationsvärlden adopterar TSN – Ethernet i realtid.

högre arbetstempo. – Samtidigt minskar kostnaderna för företagen. Det kommer framför allt att gynna arbetet vid byggarbetsplatser. D E S T I N E - P R O J E K T E T ska resultera i att TSN adderas som komponent i de verktyg som Volvo CE använder för att utveckla mjukvara. Därför är företaget Arcticus Systems involverat. Vägen till Volvo CE:s styrsystem går via Arcticus utvecklingsverktyg Rubus ICE för modelldriven mjukvaruutveckling. De tre har samarbetat förr och har en fruktsam modell för

Kurt-Lennart Lundbäck och Saad Mubeen.

att applicera forskning och ta fram prototyper av industriella verktyg. – Genom att testa den nya tekniken i prototyper kan vi få återkoppling på vad som kommer att fungera och inte, och på så sätt förbättra tekniken ännu mer, säger Saad Mubeen. Arcticus har marknadsfört sina verktyg sedan 90-talet. Utvecklaren konstruerar mjukvarukomponenter, kallade ”software circuits”, och kopplar samman dem till deterministiska realtidssystem. Tekniken har använts för att utveckla mjukvara som styr bland annat växellådor, fyrhjulsdrift, bevakningssystem och livsuppehållande medicinsk utrustning. Alla Volvo CE:s säkerhetskritiska ECU:er programmeras med hjälp av Rubus ICE. Vid sidan av Volvo CE är Hägglunds en av användarna. Enligt Arctictus är ­företaget

A R C T I C T U S V E R K T YG ger kod som spelar i en helt annan klass. Den är formellt verifierad korrekt utan en enda testkörning. Och utvecklaren har aldrig behövt fundera över något annat än kodens funktion – skapad i C eller Simulink – medan schema­ läggning och synkronisering hanteras automatiskt av ICE. I autonoma fordon är determinism absolut nödvändig, påpekar Arcticus Systems grundare Kurt-Lennart Lundbäck. Och deterministisk TSN passar som ett kugghjul i företagets verktyg. – För att du ska kunna garantera att ett fordon regerar i tid måste du ha koll på hur lång tid det tar maximalt att skicka data från sensorer till de aktuatorer som styr broms, gas och annat, säger han. – Det är ingen som riktigt vet hur det ska åstadkommas. Men vi har teknik och metoder som går att använda. Forskningsprojektet pågår i tre år och är på 13,5 miljoner kronor varav sju miljoner kommer från Vinnova och resten från företagen. JAN TÅNGRING

jan@etn.se

FAKTA

TSN är Ethernet med realtid

Vid uppstarten reserveras exakt kapacitet mellan alla noder som behöver prata med varandra i den aktuella topologin. Kommunikationen kan därmed göras helt deterministisk under drift. Det går att blanda garanterade tidsluckor med best-effort-förbin-



delser för högre genomströmning, i samma konfiguration. Och det går att använda redundans för högre feltolerans. Lokalnätet i ett autonomt fordon behöver ha korta fördröjningar, vara deterministiskt och ha hög bandbredd. Dagens fordonsnät som Can, Most, Lin, Ethernet och Flexray kan inte bocka för allt. Can har exempelvis korta fördröjningar men för låg bandbredd. Realtidsdata från sensorer som lidar, radar och kameror kommer att

SIENDA

TSN är ett IEEE-protokoll ovanpå Ethernet. Det har funktioner för trafikprioritering och är växlat för att undvika paket­kollisioner.

TSN började som ett nät för professionell audio och video.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


LEGO SYSTEM A /S

nytt datanät

Framtidens autonoma fordon skyfflar massor av sensordata. I Legoversionen finns sensorer i både robot­ arm och drönare.

langas runt i TSN-nätet mellan styroch processorkort i autonoma fordon för mönsteranalys och beslut om rattutslag, vindrutetorkarhastighet och annan fordonskontroll. SAMMA TSN - NÄT förmedlar kommunikationen med andra fordon, med väginfrastrukturen, och med mobilnät och med datormoln som exempelvis håller fordonet uppdaterat med realtidskartor och trafikmeddelanden. Ett arbetsfordon kan ha en drönare i luften som ett externt öga – där finns ytterligare en dataström.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19

Ett exempel på en tillämpning som ställer extrema realtidskrav är fjärrstyrning av fordonet. Stora volymer kameradata måste skickas över fjärrnätet samtidigt som styrkommandon till ratt, gas, broms och tuta snabbt måste kunna smita emellan. Båda strömmarna kräver minimala fördröjningar. Också multimediaunderhållning för passagerarna kan gå över samma TSN – kanske strömmad via Bluetooth från deras mobiler. Och så ska passagerarna förstås också kunna ansluta till Internet via en wifibasstation i bilen. Alla dessa strömmar reserveras

tidsluckor i TSN, för realtid eller best effort. TSN:s fördröjning är ner till 2 milli­ sekunder över sju länkhopp. Bandbredden följer Ethernets utveckling – kanske kommer valet i bilen att falla på 10 Gbit/s. Synkronisering kan göras på mikrosekundnivå. TSN stammar från ett protokoll för multimedia över Ethernet som heter AVB (audio-video-bridging). Det används för professionell ljud- och bildproduktion, och har också börjat ersätta infotainmentbussen Most och LVDS-protokoll för kameradata i ADAS-tillämpningar. År 2012 insåg

man de generellare möjligheterna med AVB och standardarbetsgruppen döpte om sig till TSN. Ett hett tillämpningsområde vid sidan av fordon är automation. Delar av TSN spikades redan 2016. Andra delar är fortfarande under arbete.




TEMA: KOMMUNIKATION

Sigfox vill göra IoT via satellit Å

r 2020 ska i så fall tjänsten vara redo att lanseras kommersiellt. Parterna är franska Sigfox och likaledes franska satellitoperatören Eutelsat. Det är för tidigt att säga hur många satelliter tjänsten behöver omfatta. Sigfox är en IoT-operatör som finns i 60 länder med sin strömsnåla, ultrasmalbandiga radionätsteknik med samma namn. Eutelsat fanns bland investerarna år 2015 när Sigfox drog in en miljard kronor i finansiering. Redan då planerades samarbete mellan dem. Det finns nämligen fortfarande stora vita fläckar på Sigfox täckningskarta. Visserligen har basstationerna stor räckvidd – på glesbygd upp till fyra mil – men med alltför få noder blir det ändå inte ekonomiskt att sätta upp en basstation. Lösningen blir att skjuta upp en basstation i omlopp. Den får hela planeten jorden täckningsområde, en fläck i taget, genom att vandra över himlavalvet och passera över alla punkter inom loppet av tolv timmar. – Vi ser det som ett bra komplement i glesbygden, säger Mats Landstedt, chef på Sigfox svenska partner IoT Sweden.

T Y VAK

Två gånger per dygn kommer Sigfox-enheter att kunna tanka upp sina samlade data till en passerande satellit. Detta givet att ett experiment med en första satellit i juni faller väl ut. Han har tidigare fått förfrågningar om Sigfox-täckningen i fjällvärlden och på Östersjön. Det är bra exempel var satelliten kan bli rimliga alternativ. L A R M P Å S K O G S M A S K I N E R är en annan tillämpning som Mats Landstedt kan tänka sig vara intressant i just Sverige. Eutelsat hoppas generellt på tillämpningar inom smarta städer, gruvindustri, logistik och jordbruk. Det är fler än Sigfox och Eutelsat som upptäckt möjligheten göra IoT via satellit. Några konkurrenter har redan nano­ satelliter i omlopp – se fakta­ rutan nedan.

LEO passerar över varje fläck på jordytan två gånger per dygn vid samma soltid.

I Sigfox och Eutelsats ytenhet, men det ingår fall heter satelliten ELO ju i förutsättningen (Eutelsat LEO for Obatt noderna är glest jects, där LEO betyder utspridda. Low earth satellite). Den IoT-noderna är av helt ska snurra i en så kallad vanlig Sigfoxtyp. Om de solsynkron bana, det finns på exempelvis farvill säga i en bana över tyg kan de omväxlande Mats Landstedt polerna som befinner sig tala med markbundna över samma latitud vid samma basstationer nära land och med klockslag (soltid) varje dygn. satelliten ute på öppna havet. Satelliten befinner sig Energiförbrukningen ska vara 500–600 km över marken. densamma. När den passerar kan noderna ELO är Eutelsats första IoTsända sina dagliga rapporter, satellit i låg omloppsbana. Det som sedan tankas ner till jorden är en nanosatellit tillverkad av när satelliten befinner sig inom amerikanska Tyvak, dotter­ synhåll från markstationen på bolag till Terran Orbital. Svalbard, vilket är i genomsnitt Sigfox testuppdrag blir att varannan timme. analysera signalerna från ELO i de ISM-band som Sigfox använder. Dessutom ska kvaliteten ÄV E N D Ä R S I G F O X redan har täckundersökas på andra frekvensning kan ELO ge redundans. band för eventuellt IoT-bruk. Det är dessutom en funktion IoT Sweden deltar i testerna som Sigfox försöker erbjuda på den svenska landsbygden. även till noder som primärt använder konkurrerande IoT-nät. JAN TÅNGRING jan@etn.se Satelliten får låg kapacitet per

FAKTA

IoT via satellit IoT via satellit är ett hett område. Ett dussin uppstartoperatörer planerar att skicka upp nanosatelliter för IoT. Australiska Sky and Space Global ska skjuta upp 200 stycken, schweiziska Astrocast 64 stycken och australiska Myriota 100 stycken. Cargo tracking kan blir en stor tillämpning. En annat litet exempel är att utrusta livvästar med satellit­länkar. Eutelsat anger kostnaden för testsatelliten till en miljon dollar och det är vad det typiskt kostar att skjuta upp en nanosatellit, som därefter har en livslängd kring fyra år. Eutelsat är först bland de stora satellitoperatörerna med planer på nanosatelliter i låg bana. Kon-



traktet med Sigfox är inte exklusivt och Eutelsat för samtal med andra potentiella partners. Iridium har gjort smalband via ­satellit ända sedan 2006. Operatören har kopplat upp 600 000 enheter och har en årlig tillväxt på nära 100 000 stycken. Intäkterna närmar sig en miljard kronor. Tekniken har dock betydligt högre abonnemangskostnad, i snitt 150 dollar om året, att jämföra med nykomlingarnas nanosatelliter i låg omloppsbana, som kan sikta på ett par dollar i årskostnad. Den med Sigfox konkurrerande smalbandsstandarden Lora är intresserad av IoT via satellit och organisationen försöker bland annat definiera

en standard i samarbete med satellitoperatörerna Inmarsat och Thuraya. Eutelsat Communications är satellitoperatör sedan 1977 och är idag världens tredje största. Tjänsterna består av teve och radio men även bredbandiga kommunikationstjänster för bland annat flyg och fartyg. Sedan några år driver Eutelsat en annan IoTtjänst kallad SmartLNB. Den används bland annat på oljeplattformar och generellt för M2M och IoT för smalbandig trafik i upplänken. En av kunderna till den är faktiskt Sigfox. Markbundna Sigfoxbasstationer i USA kommunicerar sinsemellan via Eutelsats tevesatellit 113 West A.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


Planera din annonsering för 2019!

Kontakta Anne-Charlotte Sparrvik 0734-17 10 99 eller ac@etn.se

NR 1 JANUARI 2019

ELEKTRONIK

TIDNINGEN

IKN N O R T K ELE INGE

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

TELEKOMGURUN TALAR UT

REALTIDSETHERNET:

Strömmar data från taklampan

Volvo CE testar ny standard

/16–17

SV ER IGES EN D ELEKA MA TRO FÖ GASIN NIKRP RO FFS

RISC-V

Så ka eröv n den öp ra st yrkr pna cpuetsa rna. arkitekt LOTT /17– uren E KA 19 RL

Mek mel aniska la gr män n den änss nitt m hård niskan juka oc Link a elektr h den har öpings oniken värld univ – fors knin sledan ersitet de g. /1 2–13

STRI DU A: IN TEM

D EN FL A

R

SSON Möt : nya chden för Ris efen e ICT

S DE R M U /4–6

PREN

en,

-rymd ot. na i 3D ågor ot ek –6 tar em a ljudv g. /4 d och kan styr kopplin t, er tralju fri åt ar ul emen skick med 64 el berörings ox t, Myv och ge ING: schipe NTER Mem ett objekt YTMO på låsa

es är Herms nya RT: linan ärare r rn tro bud19b Esbjö ensk R EN 8– /1 .S E /P på sv rkning T! E TN D SF R IT tillv16e O S TN A K /14– A M ER ER P R EN U

REID AR GÅ

EBÄC Får K: medsvensk att v tech /16– äxa 17 PREN UME RERA KO

& 4.0

TT SÄ BYGG

HÄR M A

/18–19

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

TEM INBY A: – HÅ GGD A SY RD VARA STEM

CHAR

”Bojkotten av Huawei kan bli telekombranschens Lehman Brothers”. Bengt Nordström på konsultbolaget Northstream tvekar aldrig att lufta sina bitvis kontroversiella åsikter om telekombranschen. /10–13

LiFi:

SVER ENDA IGES ELEK MAG TRONIK FÖR ASIN PROF FS

NR 11R MBE NOVE 2018

TE MA :M ED ICIN TE KN IK

TEMA: KOMMUNIKATION

IGES SVER ENDA TRONIK ELEK ASIN MAG PROFFS FÖR

N ELEKT TID RONIK

TID NIN GE M JU N E LE K K T RON IK DEC NR 1 2 EM BER 20 18

ELEKTR ONIK

TID NIN GEN

NR OKTO 10 BER 2018

RD

UMER

EMBE

DDED

Här ä AWARD: nom r årets till priinerade serna ERA K /12– 13 ! O S TN A D S FR IT T! E TN .S E /P R E N

TERKO MÖNS

MDH

-FOR

STNA

DSFR

Sätt SKARE: sen er i sulasorer n /18– 19

IT T !

E T N .S

E/PR

EN

Skriv åt oss! I varje nummer av Elektroniktidningen ­publicerar vi ett antal artiklar – inom ut­gåvans ­teman – skrivna av teknikexperter, så kallade ­”contributed articles”.

UTGIVNINGSPLAN 2019 Nr Utgivningsdag Tema 1

21 januari

Kommunikation

2

18 februari

Industri & digitalisering

3

18 mars

Fordon

Kontakta gärna redaktör Anna Wennberg om du har förslag på en lämplig artikel, tel 0734-17 13 11.

4

23 april

IoT & sensorer

5

27 maj

Opto, LED & displayer

6

24 juni

Distribution

Du kan också skicka ett artikelförslag direkt till anna@etn.se.

7–8

26 augusti

Test & Mät

9

23 september

Power & energi

10

21 oktober

Inbyggda system, konsulter & utbildning

Men var ute i god tid, gärna senast sex veckor före utgivning.

11

18 november

EMS, produktion & byggsätt

12

16 december

Medtech & health


TEMA: KOMMUNIKATION

Röststyrning EX

IKEL



Av Cliff Ortmeyer, Premier Farnell och Farnell element14

PE R

R TA T

S

å länge det har funnits datorer har ingenjörer letat efter bättre sätt för människor att interagera med tek­ niken. Fram till de senaste genom­ brotten med pekskärmar var de flesta gränssnitt mellan människor och datorer en avvägning mellan användarvänlighet och detaljstyrning. Pekskärmen blev ett mycket mer naturligt och intuitivt sätt att styra tekniken, något som till och med barn enkelt kan lära sig. Pekskärmar passar dock inte i alla sammanhang. De gör enkla tillämpningar dyrare, de är opraktiska på små enheter, de är sårbara i installationer utomhus både när det gäller vandaler och väder, de kan utgöra säkerhetshot och dessutom måste användaren såklart befinna sig i närheten. I sådana här fall måste designern hitta ett sätt att intuitivt styra tekniken och samtidigt undvika de här nackdelarna. Då kan röstigenkänning och röststyrning vara den perfekta lösningen. Att styra teknik via rösten är inte någon ny idé. Ända sedan de första datorerna byggdes har det gjorts försök att styra dem med tal. Framgångarna har varit varierade, men den senaste tiden har det gjorts stora fram-

– alla pratar om det

Cliff Ortmeyer har arbetat i elektronikindustrin i 26 år med allt från

produktutveckling till marknadsföring. Han har bland annat varit på ST Microelectronics och Coilcraft. Cliff började på Premier Farnell för sex år sedan och är idag globalt ansvarig för tekniks marknads­ föring och utveckling av lösningar.

steg inom algoritmer för taligenkänning. Dagens beräkningskraft har även gjort att utvecklarna kan ta fram teknik som snabbt och exakt kan svara på en mängd olika kommandon. 1952 gjordes det första försöket att skapa en dator som skulle förstå mänskligt tal, det skedde på Bell Laboratories. Systemet kallades Audrey. Det var väldigt enkelt och kunde bara förstå en del tal, och bara vissa personer. TA L I G E N K Ä N N I N G E N F Ö R B ÄT T R A D E S i omgångar fram till 70-talet när amerikanska försvarsdepartementet drog igång Darpas SUR-program (Speech Understanding Research). Det var ett omfattande projekt som

drevs mellan 1971 och 1976. Forskningen ledde så småningom till utvecklingen av Carnegie Mellons Harpy-system, som hade ett ordförråd på mer än tusen ord. Det här var inte bara en utveckling av tidigare system, i Harpy användes en helt ny typ av sökning som var mycket effektivare än tidigare. Med beam-sökning gick det att förutspå det ändliga nätverket av möjliga meningar. På 80-talet gjordes stora framsteg inom taligenkänningen när HMM-modellen (Hidden Markov Model) utvecklades. Det här var en statistisk modelleringsteknik som kunde förutspå om enskilda ljud utgjorde ord. Det medförde att datorer kunde lära sig flera tusen ord. Nästa stora framsteg gjordes 1997,

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


TEMA: KOMMUNIKATION

Matrix Creator kan användas både som skal till Raspberry Pi och som fristående enhet. Kortet har sju Mems-mikrofoner som ger 360-graders ljudtäckning.

med det första systemet som förstod naturligt tal. Dragon Naturally Speaking kunde bearbeta ungefär 100 ord i minuten. De här genombrotten banade väg för tal­ igenkänningen. Det som behövdes för att göra tekniken mer tillgänglig var lägre kostnader och den beräkningskraft som krävs för att generera svar i realtid. Två jättar inom branschen gav oss nyligen det här – Google och Apple. 2011 lanserade Apple Siri, företagets smarta, digitala personliga assistent i iPhone 4S. Siri gav användaren en helt ny kontroll över systemet. Användarna kunde ringa sina vänner, diktera meddelanden och spela musik via röststyrning. Googles röstsökningsapp utvecklades 2012 och var ursprungligen tänkt för Apples iPhone. Där användes telefonens möjlighet att kommunicera med omvärlden till att jämföra sökfraser med data från användarsökningar som företaget samlat på sig i molnet. Möjligheten att jämföra med tidigare sökningar förbättrade noggrannheten avsevärt eftersom AI:n fick bättre förståelse för sökningens sammanhang. I praktiken var både Google Search och Siri sekundära gränssnitt vid sidan av pekskärmen. Amazon tog sedan konceptet till en helt ny nivå med Echo, där en digital, personlig assistent kombinerades med en högtalare helt utan pekskärm. I takt med att de smarta, digitala, personliga assistenterna blev allt mer populära så har fler och fler designers och entusiaster börjat använda taligenkänning i sin utveckling. Det här säger även analytikerna på ABI Research,

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19

som uppskattar att det kommer levereras 120 miljoner röststyrda enheter år 2021 och att röststyrningen kommer att vara det primära gränssnittet i folks smarta hem. De designers som vill använda röststyrning i sina produkter har några saker de måste tänka på. Det går att skapa hela systemet från grunden och göra det möjligt att köra offline, men det skulle begränsa funktionaliteten avsevärt. Algoritmerna och biblioteken för taligenkänningen skulle begränsas av mängden minne, och det skulle vara svårt att införliva nya kommandon. Det går dock att göra. PocketSphinx har utvecklats för Android-enheter, och den senaste versionen kan användas som fristående app i enheter som kör Android Wear 2.0. D A G E N S U T V E C K L A R E vill dock kunna erbjuda en större mängd instruktioner, och då krävs en anslutning till molnet. De flesta molnleverantörer, som Amazon och Google, erbjuder taltjänster som är relativt billiga att bygga in i designen. Precis som med alla designbeslut så kommer din egen prioritets­ lista avgöra vilken tjänst som passar bäst. IBM erbjuder till exempel också en taltjänst på företagets plattform Watson Cloud. Plattformen är flexibel, och kan vara intressant om du vill dra nytta av IBM:s analytiska expertis snarare än att använda en mer allmän, kundfokuserad plattform. Både Amazon och Google erbjuder plattformar som är skräddarsydda för marknaden med automation i hemmet. Bägge företagen har byggt upp ekosystem med några av de mest respekterade utvecklarna av produkter för hemmaautomation. Amazon samarbetar bland annat med Nexia, ­Philips Hue, Cree, Osram, Belkin och Sam­ sung. Google har delvis liknande samarbeten som Amazon, bland annat med Hive, Nest, N ­ vidia, Philips Hue och Belkin. De två företagen erbjuder tillgång till sina plattformar relativt billigt så att samarbetsföretagen ska kunna använda röststyrningstjänster från Amazon och Google i sina produkter. Med Amazons AVS (Alexa Voice Service) kan utvecklare integrera Alexa direkt i sina produkter. AVS innehåller även en komplett uppsättning resurser som API:er, SDK:er, utvecklingskit och dokumentation. Google låter även utvecklare använda

funktionerna i företagets digitala, personliga assistent Google Assistant via ett SDK. I Google Assistant SDK finns två sätt att integrera Assistant, Google Assistant-biblioteket och gRPC-API:t för Google Assistant. Google Assistant-biblioteket är skrivet i ­Python och kan användas på enheter med arkitekturerna linux-ARM v7l och linux-x86_64 (som Raspberry Pi 3 B och Ubuntu-datorer). Biblioteket är ett händelsebaserat högnivå-API som är enkelt att bygga ut. gRPC-API:t för Google Assistant är ett låg­nivå-API. Du kan skapa kopplingar till det här gränssnittet i språk som Node.js, Go, C++ och Java på alla plattformar som har stöd för gRPC. F Ö R D E M S O M G Ä R N A undviker de här tjänsterna och använder gränssnitt med öppen källkod finns andra alternativ. Mycroft är till exempel en kostnadsfri personlig assistent med öppen källkod för Linux-baserade operativsystem, där naturligt tal används i användargränssnittet. Mycroft är även modulärt så att användarna kan ändra komponenter i systemet. Jasper är ett annat alternativ med öppen källkod där utvecklare enkelt kan lägga till nya funktioner i programvaran. Det passar bäst för kortdatorer som Raspberry Pi. Vissa nya kort har utvecklats särskilt för röststyrning, som Matrix Creator. Det kan användas både som skal till Raspberry Pi och som fristående enhet. Kortet har sju Mems-mikrofoner som ger 360-graders ljudtäckning. Det drivs av en Cortex M3 med 64 Mbit SDRAM-minne. Dessutom har det olika sensorer som gör att utvecklare kan lägga till funktioner. ­Kortet kan även användas med färdiga tjänster som Amazon AVS, Google Speech API och Houndify. Mikrofonerna är såklart en viktig del av designen. Ofta används flera mikrofoner ordnade i en matris så att ljuden kan tas upp bättre och representeras mer verklighetstroget. Om tekniken för att sammanfoga ljuden från de olika mikrofonerna inte är inbyggd kan det behövas ytterligare designarbete och beräkningskraft. Dessutom är det oerhört viktigt med brusreducering så att instruktionerna tas emot felfritt. Utvecklarnas mål är att skapa ett så intuitivt gränssnitt som möjligt mellan människa och maskin. Idag finns inga gränssnitt som går att jämföra med de instinktiva metoder som används i mänsklig kommunikation. Dagens röststyrning befinner sig på en nivå där processen känns nästan lika naturlig som att prata med en annan människa. Även om några av branschens största aktörer har tagit fram tekniken som används är den nu tillgänglig för utvecklare världen över. Eftersom mycket av bearbetningen görs i molnet krävs ofta mindre maskinvara än du tror. Dessutom finns specialanpassade kort, ­verktyg och tjänster som gör processerna mycket enklare, så idag kan du använda röststyrning inom alla typer av projekt.  n




TEMA: KOMMUNIKATION

Bluetooth mesh öppnar N ER

EX

med slutdestinationen utan meddelandet måste vidarebefordras av mellanliggande noder. Dessutom går det att blanda noder från olika tillverkare vilket inte var möjligt med de äldre, proprietära varianterna som CSRmesh. Andra fördelar är robust och säker dataöverföring liksom hög energieffektivitet. Sammantaget gör det Bluetooth mesh till en perfekt lösning för många tillämpningar som fastighetsautomation, sensornätverk, industriell tillverkning eller spårning av gods. Lite förenklat passar Bluetooth mesh för alla tillämpningar som kräver kommunikation mellan många enheter med små data­mängder. Bluetooth mesh har ett meddelandesystem som använder modellen publicera– prenumerera (publish and subscribe). Att skicka ett meddelande till en specifik nod kallas att publicera. Prenumeration innebär att tilldela en nod en specifik adress. Noden kan bara ta emot ett meddelande om det har skickats till den specifika adressen. TA ett hus, som exempel. Alla ljuskällor i hallen har Bluetooth mesh och konfigureras för att ta emot meddelanden adresserade till ”hallen”. Om man skickar meddelanden ”på” till ”hallen” via Bluetoothnätverket tar alla ljuskällor emot det men bara de i hallen tänds. Dataöverföringen i Bluetooth mesh kal�las ”flooding”. Det innebär att det inte finns någon i förväg specificerad väg för ett meddelande som ska gå till en specifik nod. Meddelandet skickas till alla noder inom hörhåll och vidarebefordras sedan tills det når målet. Genom att ha många noder på en liten yta går det att kringgå fysiska barriärer, ex-

R TA T

P är meshtekniken adderades i version 4.0 av Bluetooth blev det möjligt för grupper av noder att skapa nätverk med stor yttäckning på ett energieffektivt och säkert sätt. Det öppnade också för helt nya tillämpningar som klarar industriella krav på säkerhet, tillförlitlighet och skalbarhet. Bluetooth Special Interest Group, ofta kal�lat Bluetooth SIG, släppte den första versionen av standarden år 2000. Den kallas Bluetooth Basic Rate (BR)/Enhanced Data Rate (EDR). År 2010 kom Bluetooth Low E­ nergy (BLE) som sänkte energiförbrukningen. Framgångarna för BLE beror framförallt på den låga energiförbrukningen. Men tekniken har också en del svagheter. Det är bara möjligt att kommunicera på tre sätt: tvåvägskommunikation mellan två noder, tvåvägskommunikation mellan en central nod och många omgivande noder eller envägskommunikation där en central nod skickar data till alla omgivande noder utan att adressera någon speciell nod. I det sistnämnda fallet kan noderna inte svara på det meddelande som skickas ut. Svagheten med de här tre metoderna är att nätet slutar fungera om den centrala noden av någon anledning slutar fungera.

IKEL

I J U L I 2 017 S L Ä P P T E S Bluetooth mesh som bygger vidare på Bluetooth Low Energy. Med Bluetooth mesh går det att skapa nät som kommunicerar nod-till-nod i grupper om upp till 32 000 individer vilket medför att man kan täcka stora ytor. Kommunikationen fungerar även om den nod som sänder ett meddelande inte kan kommunicera direkt



Av Felix Graf, Rutronik Felix Graf

började på Rutronik i fjol och arbetar som Product Sales Manager Wireless.

empelvis väggar och golv, som annars skulle stoppa signalen. Man behöver därmed inte använda system med lägre frekvenser eller proprietära system. Även om den nod som ursprungligen skickade meddelandet inte direkt kan nå mottagaren kommer meddelandet ändå att nå korrekt mottagare. Om det finns tillräckligt många noder kan meddelandet gå flera vägar vilket skapar redundans och därmed högre tillförlitlighet. Skulle en enskild nod fallera påverkas inte kommunikationen mellan dessa två noder och nätet blir självläkande. D E T F I N N S F Y R A O L I K A T Y P E R av noder i Bluetooth mesh som förutom att skicka och ta emot meddelanden kan vara: l Relänoder: De vidarebefordrar meddelanden till nästa nod. Maximalt antal hopp är begränsat till 127 stycken. l Lågeffektsnoder: En del enheter, som sensorer, måste vara extremt energieffektiva. Lågeffektsnoder arbetar tillsammans med en eller flera andra noder som kallas ”vänner”. l Vännoder: De har tillräckligt mycket energi genom att exempelvis vara anslutna till elnätet. Dessa noder arbetar tillsammans

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


TEMA: KOMMUNIKATION

En-till-många (1:m) Broadcast

Punkt-till-punkt (1:1)

Många-till-många (m:m)

för helt nya tillämpningar med lågeffektsnoder. Vännoder lagrar meddelanden och skickar dem vidare först när de uppmanas göra det av en vännod. l Proxynoder: De tillhandahåller ett gränssnitt av typen GATT (generic attribute profile) för BLE-noder som inte har en stack för Bluetooth mesh. På så sätt blir det möjligt att kommunicera mellan ett nät av typen BLE mesh och en BLE-nod som saknar meshfunktionen. V I A A C C E S S L A G R E T i OSI-modellen, går det att bestämma om en bekräftelse på att ett meddelande tagits emot ska skickas tillbaka till den enhet som sände ut det eller inte. Att skapa ett stort nätverk med många enheter innebär en stor risk vad gäller datasäkerheten. Detta var därför högprioriterat när Bluetooth mesh utvecklades. Bluetooth SIG har skapat en strikt specifikation där alla säkerhetsfunktioner är därför obligatoriska. De svagheter i säkerheten med Bluetooth Secure Simple Pairing och LE Secure Connections, som identifierats av forskare vid israelska tekniska universitetet Technion, har också betydelse för Bluetooth mesh eftersom det är baserat på BLE-stacken. En del leverantörer som omfattas har redan tagit fram uppdateringar för firmware eller håller på att åtgärda problemet. Rutronik har tagit fram en lista över de produkter som är berörda där det framgår om firmware är uppdaterat, https://rutronik-tec.com/bluetooth-security-vulnerability-status/ N YC K E L F U N K T I O N E R N A

i säkerheten är:

l Kryptering och autentisering:

Alla meddelanden i Bluetooth mesh är krypterade och autentiserade.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19

l Strikt separerade ansvarsområden

(Separation of Concerns): Det finns tre olika säkerhetsaspekter i ett Bluetooth meshnätverk: Applikationen, nätverket och noderna. De hanteras oberoende av varandra och har varsin säkerhetsnyckel: 1. Applikationsnyckel (AppKey): Denna ­säkrar data som är relaterad till ­specifika applikationer som belysning eller ­kameror. 2. Nätverksnyckel (NetKey): Nätverksnycklar används av alla noder i nätet för att data­ överföringen ska vara säker. 3. Nodnyckel (DevKey): Varje nod har en unik nyckel. Denna används när man ska addera noder till nätverket. l Isolerade domäner: Bluetoothnätet är uppdelat i delnät som är åtskilda vad g ­ äller kryptering och säkerhet. l Uppdatering av nycklar: Alla nycklar i ett Bluetooth meshnätverk kan uppdateras med en speciell procedur. l Förvrängda meddelanden: Den här mekanismen för gör det extremt svårt att spåra noder i ett nätverk. Det är därför nästan omöjligt att spåra utsända meddelanden. l Skydd mot återutsändning: Det finns ­säkerhetsfunktioner som skyddar nätverket mot att informationen om autentiserings- och accessfunktioner i gamla meddelanden återanvänds. l Skyddad papperskorg: Det går att ta bort noder från ett nätverk på ett säkert sätt så att papperskorgen inte går att vittja på information om nätet. l Säker nodgenerering: Den process som adderar nya enheter är säker.

A L L A D E S S A S Ä K E R H E T S F U N K T I O N E R gör Bluetooth mesh till ett intressant alternativ för tillämpningar med låga datatakter och många noder. Dessutom är Bluetooth mesh idealiskt för nya tillämpningar som förebyggande underhåll eller smart jordbruk. Implementationen av trådlösa sensornätverk med meshteknik i tillverkningsprocesser kan varna underhållspersonalen i god tid innan en maskin går sönder. I jordbruket kan data om fukthalten i marken och luften liksom temperaturen skickas direkt till en smartmobil utan att gå via en central insamlingspunkt. Det gör det också möjligt att nyttja vatten och gödning på ett effektivare sätt samtidigt som man minskar användningen av bekämpningsmedel i och med att de bara behöver tillgripas när mätvärdena hamnar inom vissa förutbestämda ramar. I smarta hem kan belysningen utrustas med sensorer som registrerar om någon finns i närheten vilket gör det möjligt att ha belysningen tänd bara då. Bluetooth mesh kan användas i olika sporter. Exempelvis kan man ha sensorer i skorna som registrerar hur foten sätts ned. Data överförs via Bluetooth mesh från en person till nästa tills det slutligen når tränaren som kan studera rörelserna och föreslå förbättringar. Ytterligare en fördel är att miljön inte är av betydelse för BLE mesh. Det går därför att tänka sig ett oändligt antal tillämpningar på sjukhus, fabriker, kontor, universitet eller privata hem. Bluetooth mesh är ett intressant alternativ överallt där man behöver trådlös, säker och robust kommunikation mellan många enheter, samtidigt som det öppnar för nya tillämpningar. n




på testning via luftgränssnittet

PE R

R TA T

5G ställer nya krav

EX

TEMA: KOMMUNIKATION

IKEL

Av Benoît Derat, Corbett Rowell, Adam Tankielun och Sebastian Schmitz, Rohde & Schwarz Dr. Benoit Derat, arbetar med utveckling av testsystem

för EMC, antenner liksom rymd och förvar.

Dr. Corbett Rowell, utvecklar testsystem för OTA/antenner. Dr. Adam Tankielun, utvecklar testsystem för OTA/antenner. Sebastian Schmitz, utvecklar testsystem för OTA/antenner.

D

en ökade kapaciteten i 5G ­kräver utrullning av basstationer med Massiv Mimo samtidigt som nätverk och mobiler har stöd för frekvensband under 6 GHz såväl som millimetervågsområdet. Dynamisk lobformning och avsaknaden av RF-portar på testobjekten gör att OTA-mätningar –mätningar i luftgränssnittet – blir oumbärliga för övergången till 5G. Lyckligtvis finns det OTA-lösningar som använder sig av mjukvaru- och hård­ varubaserade närfältstransformationer som klarar av de utmaningar som detta innebär. Nya produkter baserade på 5G New Radio kommer att höja kapaciteten i de mobila nätverken genom att de använder frekvensband under 6 GHz, kallat frekvensområde 1 (FR1 – Frequency Range 1) av 3GPP och i milli­metervågsområdet (FR2). I FR1-området har huvudfokus för innovationerna framför allt varit på basstationerna genom att man infört teknik för massiv Mimo. I 4G användes Single User Mimo (SUMimo). Då är det mobilerna som räknar fram den inversa kanalmatrisen för att extrahera de separata dataströmmarna. 5G Multi-User Mimo (MU-Mimo) flyttar komplexiteten från terminalen till basstationen genom att man använder en förkodningsmatris. I detta fall tas dataströmmarna emot oberoende av varandra av separata mottagare. I MU-Mimo reduceras störningarna till näraliggande användare genom lobformning med hjälp av gruppantenner som har 64 till 512 element. Förutom att lobformningen gör det möjligt att använda MU-Mimo så har den också andra fördelar. Genom att effekten riktas mot enskilda användare minskas den totala energi­förbrukningen och därmed reduceras också kostnaden för att driva nätet. Kommunikationssystem i FR2-området kan använda stora bandbredder kring 28 GHz och 39 GHz. En nackdel är dock att man får en utbredningsdämpning på mer än 60 dB på 1 m avstånd och en kraftig absorp-



Figur 1. Exempel på ett sfäriskt mätsystem som kan göra en mjukvarubaserad närfältstransformation: R&S ATS1000 som mäter en 28 GHz gruppantenn.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


TEMA: KOMMUNIKATION

Figur 3. Jämförelse av QZ:s storlek med en uppmätt amplitud Taper av 2dB vid 28 GHz med hjälp av ett CATR-system med en reflektor med rundade kanter som är 42 cm x 42 cm – mot QZ:s storlek hos ett direkt FF-system med 50 cm och 1,5 m mätavstånd. Isolinjerna visar QZ-storlek för olika krav på amplitud Taper.

tion av det elektromagnetiska fältet i näraliggande objekt. Precis som i FR1-systemen är lösningen att använda gruppantenner, lobstyrning och lobföljning för att på så sätt öka förstärkningen både på terminal­sidan och på nätverkssidan. Både när det gäller FR1 och FR2 så krävs högintegrerade lösningar som kombinerar modem, RF-steg och antenn för att 5G skall bli framgångsrikt. Utmaningarna är då att definiera nya metoder och testuppkopplingar för prestandamätningar, RF-portarna försvinner och lobstyrning kräver testning på systemnivå. OTA-mätningar för prestandakrav I denna kontext måste såväl antenn- som tranceiveregenskaper mätas i luftgränssnittet (OTA): Effective Isotropically Radiated Power (EIRP), Total Radiated Power (TRP), Effective Isotropic Sensitivity (EIS), Total Isotropic Sensitivity (TIS), Error Vector Magnitude (EVM), Adjacent Channel Leakage Ratio (ACLR), Spectrum Emission Mask (SEM). För att bedöma dessa prestandakriterier vid

OTA-mätningar måste man komma fram till vilket mätavstånd som krävs. Antennegenskaper mäts vanligen i fjärrfältet (FF – Far Field). Om man använder sig av direkt avkänning i fjärrfältet med kriteriet för FHD, Fraunhofer distansen (R = 2D²/l), så krävs om testobjektet är en massiv Mimo­ enhet som är 75 cm och har en sändarfrekvens på 2,4 GHz en kammare som har minst 9 m längd. Till och med en 15 cm smartmobil som sänder på 43,5 GHz skulle behöva ett test­avstånd på 6,5 m. Detta avstånd behövs för att skapa ett område runt testobjektet, den tysta zonen (QZ – Quiet Zone), där det infallande elektromagnetiska fältet är så likformigt som möjligt, i princip en plan våg med en fasavvikelse som är mindre än 22,5 grader. Teoretiska undersökningar visar att fjärrfältsegenskaper i den maximala riktningen faktiskt kan uppträda vid betydligt kortare avstånd än det som fås genom FHD. Dessa resultat visar till exempel att FF EIRP eller EIS från ett 15 cm testobjekt som sänder på 24 GHz kan utvärderas på ett så kort avstånd som 1,14 m. En reducering av avståndet runt 70 procent får man till priset av ett högre longitudinellt Taperfel som orsakas av avvikelsen i skenbart fascentrum jämfört med medelpunkten för mätkoordinatsystemet. Dessutom kan inte nivåerna hos sidoloberna bestämmas tillförlitligt vid kortare avstånd. Även om direkta fjärrfältsmätningar vid kortare avstånd inte är användbara för alla tillämpningar så finns det ändå goda skäl att göra dessa när villkoren för tillämpningen redan är kända. Detta på grund av att stora ekofria OTA-kammare är dyra i drift och har ett begränsat dynamiskt område. Villkoren för att använda det kan normalt begränsas till så kallade ”White Box” tillämpningar där antennens placering i testobjektet och dess apertur är kända. Mjukvara för närfältstransformationer tar hand om TX-matematiken Direkta fjärrfältsmätningar under “White Box”-antagande kan vara olämpliga när den

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19

N Ä R D E T G Ä L L E R S Ä N D A R F A L L där dessa antaganden inte gäller finns det andra lösningar att ta till. Till exempel har man tagit fram metoder för de fall där man har ett testobjekt som sänder en modulerad signal och man inte har tillgång till antennporten. Olika hård-



▲ ▲

Figur 2. Uppbyggnaden av en kompakt antennmätsträcka (CATR – Compact Antenna Test Range) som har en reflektor med avrundade kanter som kollimerar en sfärisk vågfront till en plan vågfront (fälten beräknade med en modell av den verkliga mätuppkopplingen i simuleringsmjukvaran CST MWS vid 28 GHz).

strålande aperturen är större än QZ, när antennens läge i testobjektet inte exakt kan preciseras samt antennaperturen inte är exakt känd eller om flera antenner sänder samtidigt, till exempel från två ytterlägen inom testobjektet, som inte i sig ryms inom QZ. Man måste då tillämpa ett ”Black Box” scenario där de strömmar som orsakar strålningen kan gå var som helst inom testobjektet. En första effektiv ansats för att ta hand om dessa fall i en kompakt miljö är mjukvarubaserad närfälts till fjärrfälts transformation (NFFF), då frågan om storleken hos QZ blir irrelevant. Den matematiska implementationen av NFFF kan göras på olika sätt, men grundprincipen är normalt densamma: åtminstone två polarisationskomponenter av det elektromagnetiska fältet (E, H eller en kombination av båda) mäts upp med avseende på fas och storlek över en yta som omsluter testobjektet. Uppmätta data processas genom att man använder funktioner som projicerar fälten mot större avstånd och extraherar fjärrfälts­ komponenterna. Två fasvektorer behövs för att man utgående från Huygens princip exakt skall kunna rekonstruera alla sex fältkomponenterna utanför testytan. Alternativa metoder för transformation baseras på SWE (Spherical Wave Expansion), PWE (Plane Wave Expansion) eller integralekvationer, tillsammans med metoder för att förbättra beräkningskraften eller noggrannheten där man tar hänsyn till spatiell samplingshastighet, skannad yta eller trunkering. Figur 1 visar ett kommersiellt system som kan utföra både direkt FF- eller NF-mätning med sfärisk skanning runt testobjektet, med hjälp av en koniskt skuren positionerare. I detta system är testobjektet placerat på ett vridbord som kan roteras i azimut medan en dubbelpolariserad Vivaldiantenn är monterad längst ut på en bom som är roterbar i höjdled. Det finns en RF-port på testobjektet som kan kopplas till en port på en vektornätverksanalysator. Portarna på mätantennen kopplas till två andra portar på VNA:n, så att närfältsmätningar kan göras genom bestämning av komplexa S-parametrar. Mätmetoder för närfältsmätningar bygger ofta på underliggande antaganden som gäller för det ovan beskrivna fallet med mätning på passiv eller RF-matad antenn: • Antennporten är tillgänglig så att det är möjligt att mata in en signal som kan användas som fasreferens. • RF-signalen är en CW-signal • Reciprocitet gäller så att stålningskaraktäristiken för sändare (TX) och mottagare (RX) vid samma frekvens är identiska.


TEMA: KOMMUNIKATION

Figur 4. R&S PWC200 Plane Wave Converting System visar en fasstyrd PWC-gruppantenn och en ­kalibreringsgruppantenn på ett stort cirkulärt roterande stativ.

vara och bearbetningssystem kan användas för att bestämma den avståndsberoende fasen, till exempel interferometriska metoder eller faskoherenta flerportsmottagare, båda i kombination med en dedikerad antenn för fasreferens. För system som det i Figur 1, placeras denna antenn normalt på azimutvridbordet. Alternativa lösningar är bland annat faslösa metoder, där man utvinner fasinformation från beloppet av signalen. Mottagarfallet är dock mer komplicerat. För det första är det inte möjligt att anta att man har reciprocitet då kedjan med RF-komponenter för mottagning normalt ­skiljer sig från den för sändning för både mobiler och basstationer. Dessutom kan man då testobjektet saknar testport och tar emot en testsignal från mätantennen inte utan vidare bestämma vilken nivå signalen till mottagarens ingångssteg har. Med andra ord är det inte möjligt att isolera mottagaregenskaperna hos testobjektet i fjärrfältet från kopplingseffekter i närfältet orsakade av testuppkopplingen. Det finns heller ingen fasreferens tillgänglig, så ingen närfältsfjärrfälts transformering är möjlig i mjuk­ varan. Det betyder att EIRP kan bestämmas noggrant med hjälp av NFFF i mjukvara, men inte EIS. Utmaningar när man mäter tranceiverprestanda i närfältet Ytterligare en viktig fråga är hur man gör OTA-mätningar för att bestämma tranceiverprestanda som EVM, ACLR och SEM. Mjukvarubaserad NFFF bygger på användningen av periodiska avsnitt från RF-signalens bärvåg som bestämmer utbredningen. För de nämnda parametrarna är detta inget alternativ, det gäller istället att extrahera information från den modulerade signalen. Den första svårigheten är att dessa värden är starkt beroende av signal/brusförhållandet (SNR – Signal to Noise Ratio) hos mottagaren (en spektrumanalysator i sändarfallet och testobjektet självt i mottagarfallet). Detta kan man komma runt genom att först göra en komplett utvärdering i 3D



Figur 5. Resultat av EVM-mätningar för en enskild 20 MHz signal som tagits fram med en R&S PWC200 där DUT är en antenn som matas med en kombination av 5 stycken 20 MHz signaler.

av sändar- eller mottagarstrålningskaraktäristik för att bestämma huvudriktningen. I denna position där man har bästa SNR kan man sedan göra en demodulering och till exempel en EVM-mätning. Frågan kvarstår emellertid om man har fått tillförlitliga värden som motsvarar det man skulle fått i fjärrfältet. I fallet med en enda tranceiver så skall NF EVM vara samma som FF EVM så länge som SNR är bättre än ett bestämt, modulationsberoende värde (till exempel bättre än 20 dB). När det gäller flera oberoende och samtidigt aktiva tranceiverar, så är inte NF EVM inte direkt jämförbar med FF EVM på grund av positionsberoende brusfaktor i närfältet. Hårdvarubaserad närfältstransformation ger klarhet Alternativa testmetoder gör det möjligt att utföra OTA-mätningar i närfältet med hjälp av en hårdvarubaserad snarare än mjukvaubaserad transformation. Grundtanken är att inom en definierad QZ-region skapa fjärrfältsförhållanden inom ett kort avstånd. Detta kallas också indirekt fjärrfältsmätning. Högre verkningsgrad i QZ ger lägre driftskostnader En kompakt antennmätsträcka (CATR) använder en spegel för att omvandla en sfärisk vågfront till en plan vågfront och vice versa. Enligt Fermats princip om kortast tid, kan en plan våg fokuseras i en punkt om man använder en parabolisk spegel. Om en mätantenn placeras i denna fokalpunkt och man sedan använder reciprocitetsprincipen kan en plan våg genereras eftersom den paraboliska spegeln reflekterar en viss plan komponent från den sfäriska vågen från mät- (eller matnings-) antennen in i zonen där mätobjektet befinner sig (QZ). Fel i CATR-system kan huvudsakligen härledas till två källor: • spegelns geometri med behandlingen av kanterna och ytans jämnhet som begränsar frekvensområdet • egenskaperna hos matningsantennen

O M R E F L E K T O R N B YG G S med en enkel para­ bolisk form kommer de skarpa kanterna att orsaka diffraktion som kontaminerar QZ med ett rippel som kan vara upp till 2dB. Metoder för att dämpa detta fenomen är att införa tandade eller avrundade kanter som sprider energin bort från QZ. Storlek och form på tandningen avgör den lägsta arbetsfrekvensen medan ytjämnheten avgör den högsta. Riktningskaraktäristiken hos matningsantennen har en direkt påverkan på storleken av QZ då spegeln i huvudsak projicerar strålningskaraktäristiken hos matningsantennen in i QZ. En reflektor med tandade/ rundade kanter är normalt minst dubbelt så stor som DUT/QZ medan en reflektor med skarpa kanter måste var tre till fyra gånger större än QZ. Det optimala avståndet mellan reflektor och DUT är 5/3 gånger brännvidden hos reflektorn. En optimal brännvidd kan härledas från formtoleransen vid tillverkningen av reflektorn inom ett område av 0,3 till 1,0 för förhållandet mellan brännvidd och paraboldiameter. Eftersom storleken av QZ beror av reflektoregenskaperna och inte av avståndet mellan reflektor och testobjekt är det mycket lättare att skapa en stor QZ inuti små kammare. Figur 3 visar den uppmätta storleken av QZ till 27 cm vid 28 GHz för ett CATR-mätsystem med en reflektor på 42 cm x 42 cm som i Figur 2. Denna CATR mätuppkoppling ryms i en kammare som bara är 2 m x 1,5 m x 0,85 m. Ett direkt FF-mätsystem med samma storlek på QZ skulle kräva ett mätavstånd på 14,5 m. Denna typ av teknik har en stor betydelse för testing av terminaler/mobiler eller basstationer för 5G NR FR2, då storleken på testmiljön kraftigt reduceras. Dessutom har ett CATR-mätsystem när det gäller direkt mätbarhet samma möjligheter som ett FF-system att göra prestandamätningar på en transceivers RX- och TX-egenskaper. Då dessutom utbredningsdämpningen äger rum i det begränsade området där vågorna breder ut sig mellan matningsantennen och

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


TEMA: KOMMUNIKATION

reflektorn så blir också dynamikområdet för ett CATR-system bättre än hos ett direkt FFmätsystem. Om vi använder Figur 3 som exempel så har CATR-systemet en brännvidd av 0,7 m jämfört med motsvarande FF område som ger en längd av 14 m, vilket gör att skillnaden i utbredningsdämpning blir 26 dB. Planvågssyntes: det kostnadseffektiva alternativet för 5G FR1 basstationer En CATR-reflektor görs normalt av ett stycke massivt aluminium som bibehåller de stränga kraven på ytgeometri. För 5G NR FR2 gör storleken på testobjekten i millimetervågsområdet att man kan ha kompakta och ganska lätta reflektorer (mellan 20 och 40 kg). I sub-6GHz 5G FR1 området ökar vikten av reflektorn kraftigt upp till hundratals kilo för testobjekt i storlek som en basstation. Kostnaden, tillverkningstiden och hanteringen av stora och tunga speglar blir ett problem. Ett lättare och mer kostnadseffektivt alternativ är att använda en “elektronisk version” av CATR-spegeln. Genom att kombinera strålningen från många antenner som tillsammans bildar en fasstyrd gruppantenn och mata denna med specificerad fas och amplitud, skapas planvågsförhållanden inom en definierad QZ. En version av denna närfälts fokuseringsteknik användes under

flera år vid MIT Lincoln Laboratory för mätningar på stora fasstyrda gruppantenner för radar och den har föreslagits som grund för OTA-mätningar på basstationer i 3GPP. Figur 4 visar det planvågs konverteringssystem som presenterades vid European Conference on Antennas and Propagation 2018. Det består av en gruppantenn med 156 bredbandiga Vivaldi-antenner med ett nätverk av fasändrare och dämpare på baksidan som används för lobformning. Denna PWC gruppantenn har en diameter av 1,8 m och skapar en sfäriskt QZ med 1 m diameter inom ett avstånd av bara 1,5 m i frekvensområdet 2,3 till 3,8 GHz. I uppkopplingen i Figur 4 är testobjektet (här kalibreringsantennen) monterat på en roterande arm med horisontell- och vertikal axel, som tillåter fullständig sfärisk mätning. Kalibreringsantennen används för att utvärdera lämplig kompensation för enskilda RF-kanaler i PWC-arrayen men också utbredningsdämpningen i det kompletta testsystemet. PWCsystemet arbetar reciprokt och har bara en in/utgång för RF som kan anslutas till en signalgenerator, en spektrumanalysator eller en VNA och kan på så sätt användas tillsammans med testobjekt både med och utan RF-testport. Figur 5 visar resultatet av EVM-mätningar gjorda på enskilda signaler med PWC för en

OFDM signal innehållande 5 signaler med 20 MHz bandbredd, skapade av en vektorsignalgenerator R&S SMW200A i frekvensområdet 2,35 till 2,45 GHz. Uteffekten är ställd till 5 dBm och den matar ett testobjekt som är en Patch Array med måtten 60 x 60 cm. Demodulering görs av en vektorsignal­ analysator R&S FSW som är ansluten till PWC och använder en bandbredd av 30,72 MHz. Uppmätt EVM var bara 0,41 procent, vilket ungefär motsvarar instrumentens interna EVM. För de övriga fyra signalerna uppmättes EVM under 0,5 procent vilket visar att PWC ger ett försumbart tillskott till EVM. Summering Närfältsmetoder som bygger på mjukvaru­ baserade transformationer är lämpade för mätning av EIRP och TRP. Om det gäller testobjekt med flera, icke-identiska, RF tranceivrar och man måste ta hänsyn till mottagning eller demodulering så använder man hårdvarubaserade fälttransformationer som CATR eller PWC för att slippa begränsningarna hos mjukvarubaserad NFFF. Dessa system ger också kompakta och tillförlitliga alternativ till direkta fjärrfältsmätningar, ­vilket placerar dem i framkant för framtida RF mätningar av kravuppfyllnad enligt 3GPP när det gäller terminaler/mobiler och basstationer.  n

www.easyfairs.com • by EASYFAIRS

VÄLKOMMEN TILL ELEKTRONIKBRANSCHENS STÖRSTA MÖTESPLATS 2019 • • • •

NYHETER • INNOVATIONER • TRENDSPANINGAR 3 SCENER • ÖVER 40 FÖRELÄSARE KOMPETENSTORG MED MATCH MAKING AREA FRUKOSTSEMINARIER • BRANSCHMINGEL

KUNSKAP ÄR MAKT – kostnadsfria seminarier med bland andra:

Kostnadsfritt entrékort: elektronikmassan.se Använd kod: 4040

BÅRD EKER

CEO Eker Group

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19 Arrangeras i samarbete med:

DANIEL AKENINE

Nationell teknisk chef Microsoft

JONN LANTZ

Technical leader in agile software Volvo Cars

27-28 mars | Åbymässan | Göteborg




NYAPRODUKTER

Transplantera en mjuk hjärna till din STM32processor n VERKTYG ST Microelectronics vill se fler artificiella neuron­ nät snurra på Cortex M-processorfamiljen STM32 och har tagit fram ­verktyget Cube MX som låter dig plugga in färdigtränade nät.

Visar skillnaden mellan två gerberfiler n ONLINEVERKTYG Ett elegant onlineverktyg för att visa skillnader ­mellan gerberfiler – det har ­konsulten Elysics i Göteborg tagit fram. Behovet dök upp i ett eget projekt.

Släpp två gerberfiler i webbgränssnittet – det är allt du behöver göra. Då får du se mönsterkortslayouter till vänster och höger och i mitten en sammanslagning som visar differenser i rött och grönt. D Ä R E F T E R K A N D U panorera och zooma in och ut. Gränssnittet är enklast tänkbara. Det sväljer även två grupper av gerberfiler

–Verktyget är ganska och jämför dem sedan rudimentärt just nu men parvis – du behöver bara jag jobbar på lite förbättskrolla ner. ringar här och var, säger Normalt arbetar konElysics chefsutvecklare sulten Elysics med egna Anders Sandblad. verktyg som används – Vi har inga planer med öppenkodsplattpå att ta betalt. Det finns formen Kicad. AnvänAnders Sandblad väl många anledningar daren får fullständiga till varför men mest handlar det produktionsunderlag för PCB väl om att det är en enkel tjänst eller PCBA plus en rapport om som kan göra stor nytta för alla skillnaderna. kollegor som brottas med sånt här ofta. I E T T A K T U E L LT P R O J E K T var det Elysics är specialist inom ininte möjligt. Lösningen blev att byggda system med kompetens bygga ett webbgränssnitt till främst kring kretskortsutecktvå andra öppenkodsprogram: ling och inbyggd mjukvara. Gerbv, som konverterar och jämför gerberdokument och JAN TÅNGRING jan@etn.se Imagemagick som färglägger.

Verktyget heter Cube MX och förutsätter att du redan har tillgång till ett färdigtränat neuronnät. Detta öppnar du i verktyget som sedan genererar C-kod för STM32 för att köra nätet. C U B E M X B J U D E R på ett par neuronnät för tillämpningar som du kan testa direkt om du inhandlar referenskortet ST Sensor Tile och mobil­ appen ST BLE Sensor. ST ser potentiella AItillämpningar för STM32 inom industri, IoT, medicin­ teknik och smarta hus.  I ST:s partnerprogram och webbforum kan du få mer hjälp. JAN TÅNGRING

jan@etn.se

Vaknar när nyckeln uttalas n RÖSTKOMMANDO Programvaran låter inbyggnadssystemet sova till dess att någon i närheten uttalar någon av ett antal förprogrammerade nyckelfraser. Tekniken kommer från israeliska Ceva och fungerar tillsammans med signal­ kärnor du kan licensera från företaget.

Whispro heter tekniken. Den kräver att du har programbiblioteket Clearvox installerat och



fungerar idag tillsammans med Cevas DSP:er TeakLite-4, X2 och BX. integritetsmässigt är att neuronnätsanalysen sker lokalt i Cevas signalkärnor. Det betyder att inget av det som sägs i rummet behöver tankas upp i molnet. Dessutom kan svaret komma blixtsnabbt. Whispro kan låta telefoner, smarta högtalare och Bluetoothhörlurar ligga i vila i väntan på kommandon. Den är EN VIKTIG POÄNG

kompatibel med de stora röstassistentplattformarna från Amazon, Google och Baidu. Och så ser Ceva möjliga tillämpningar inom fordonselektronik, smarta hem och företag. I samarbete med Ceva tar du fram unik vokabulär för din tillämpning. Men ännu fungerar Whispro endast för engelska och kinesiska, inklusive ett antal dialekter.

Whispro visades nyligen på CES i Las Vegas.   F E L P R O C E N T E N L I G G E R  under fem procent och den ska vara en vaken lyssnare även i bullriga miljöer. Företaget anger inte strömförbrukningen men hävdar att den är ”minimal”.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


NYAPRODUKTER

IoT-moln för 90 kr/månad Qualcomm släpper pc-mobilprocessor i 7 nm n PROCESSOR En Arm-processor med pc-prestanda från mobil­ processorjätten Qualcomm finns i volym.

8CX är den kraftfullaste processor Qualcomm någonsin släppt. Företaget kallar den för en ”compute platform” och en tillämpning den redan är öronmärkt för är bärbara datorer. Cpu:n i Qualcomms Armprocessor Snapdragon 8CX heter Kryo 495 och består av fyra stycken snabba Cortex A76 och fyra stycken snåla A55. Tillsammans delar de på 10 megabyte cache. Elektroniktidningen hittar inga uppgifter om klockfrekvenser, men i Snapdragon 855 – som släpps första kvartalet nästa år, också den i 7 nm FinFET – klockas den snabbaste A76-kärnan som jämförelse i 2,84 GHz och A55-kärnorna  i 1,8 GHz. Men i jämförelse med den har 8CX dubbelt så bred minnesbuss, 128 bitar, och dubbelt så snabb grafik. Så det kan tänkas att klockfrekvensen behöver skruvas upp. Det är också något

som är praktiskt möjligt om den används i produkter med mer utrymme för batteri än de mobiler som Qualcomms processorer normalt stoppas in i. Gpu-kärnan heter Adreno 680 och som DSP används Hexagon 690. S T R Ö M S N Å L H E T Ä R D E T som Qualcomm fokuserar på i marknadsföringen. En bärbar dator med en 8CX ska kunna ha en batteritid på dagar när den ligger i samma viloläge som en mobil – det vill säga med beredskap att ta emot sporadiska notifieringar och annan datatrafik. Enligt Qualcomm ska processorn vid 7 watt ha fyra gånger högre prestanda än Intels Y-processorer, respektive dubbelt så hög prestanda som Intels U-processorer. Den stöder Quick Charge 4+ via sin typ C-anslutning för USB 3.1. 8CX är den första att stödja Category 20 LTE i 2 Gbps i modemet X24. Den stöder också dubbla 4K-skärmar i 60 Hz.

n MOLNTJÄNST Obegränsade datamängder, analysfunktioner och snygga presentationsmöjligheter. Så presenterar Tektronix molntjänsten Initial State som kostar 9,99 dollar per månad och kan användas av vem som helt.

Test- och mätinstrumentföretaget Tektronix köpte Tennesseebaserade Initial State Technologies tidigare i år. Nu lanserar företaget en molntjänst för realtidsdata från IoTtillämpningar som kostar 9,99 dollar per månad eller 99 dollar för ett år. Du kan testa gratis i två veckor och för studenter är tjänsten kostnadsfri. Microsoft står för molnet via AWS, medan Initial State tagit

fram analysfunktioner och presentationsformaten. Data är tillgängligt via en ­webbläsare i datorn, surfplattan eller mobiltelefonen samtidigt som säkerheten inklusive kryptering av tidsstämplat data ligger på en hög nivå, uppger Tektronix. U N D E R F J O L Å R E T laddades 100 miljarder datapunkter upp till molnet utan att det gick ner en enda gång. Förutom att studera data via ett webbgränssnitt går det bland annat att lägga in triggfunktioner som genererar ett email eller SMS om ett visst villkor är uppfyllt. Det finns stöd för den populära enkortsdatorn Raspberry Pi, men även för Arduino.

PER HENRICSSON per@etn.se

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Bli medlem i SER nu! SER är föreningen för Sveriges Elektro-, Data- och IT-ingenjörer. Vi arrangerar studiebesök, föredrag och seminarier för våra medlemmar där du får möjlighet att höra det senaste inom olika teknikområden. Genom oss kan du utöka ditt kontaktnät och möta nya intressanta företag. I medlemskapet ingår även Elektroniktidningen, Nordisk Energi samt vår egen medlemstidning Elteknik. Läs mer om oss på www.ser.se Du kan även mejla oss på ser@ser.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19




NYAPRODUKTER

Polarfire SoC utmanar Zynq n RISC-V Systemkretsen Zynq, som kombinerar programmerbar logik med hårda processorkärnor från Arm, har blivit en stor framgång för Xilinx. Konkurrenten Microsemi lanserar ett alternativ i form av Polarfire SoC baserat på den öppna riscprocessorn Risc-V i en implementation från Sifive.

Den nya systemkretsen presenterades på Risc-V-konferensen i början av december, men specifikationen är än så länge tunn vad gäller storlekar på FPGA-delen, klockhastighet på processorkärnorna och när produktionen ska starta. Själva Polarfire släpptes i februari 2017 och är en FPGAfamilj med upp till 500 000 logikelement som på allvar kan utmana jättarna i mellanklassegmentet. Kretsarna tillverkas

i en flashprocess på 28 nm och passar för nätverksprodukter, mobilnät och försvarsindustrin liksom industri 4.0 och IoT. Nu kompletteras de med två Risc-V-kärnor i form av U54-MC från Sifive. Den ena är tänkt för övervakning medan den andra är fyrkärnig. Någon klockhastighet anges inte. har också 128 kbyte bootminne i flash liksom integrerad minnekontroller. Den kan köra Linux för realtidsuppgifter som industriella styrsystem, kollaborativa robotar och drönare. Microsemi och Sifive visade upp ett kort med Polafire och Risc-V i två separata kretsar på konferensen Hot Chips i augusti förra året. Kortet kan köra en realtidsversion av Linux precis som den kommande Polarfire SoC. PER HENRICSSON SYSTEMKRETSEN

per@etn.se

Ett FPGA-block för 5G n LOGIK 60 procent mer prestanda, halva effektförbrukningen, 65 procent mindre yta plus ett nytt block som ökar AI- och ML-prestanda med 300 procent. Förbättringarna i Achronix FPGA-block Speedcore Gen4 beror dels på steget från 16 nm till 7 nm, dels på förbättringar i arkitekturen.

För den som inte vill sätta en FPGA bredvid sin processor har Achronix förpackat logiken i sin Speedsterfamilj i form av ett IP-block så att den går att stoppa in i andra kretsar. Produkten kallas Speedcore och lanserades för två år sedan för TSMC:s 16 nm-process. FPGA-blocket blir en del av en systemkrets och används normalt för att accelerera en viss funktion. Tänkbara til�lämpningar finns inom utrustning till fasta och mobila nät inklusive 5G och förarassistans men också molntjänster och kraftfulla ändnoder. Speedcore är inte en standardprodukt utan Achronix tar fram en skräddarsydd variant för varje kund där det går att

justera bland annat storleken på logiken, minnet och antalet DSP-block efter tillämpning. Resultatet blir ett färdiglayoutat, hårt FPGA-block. Nu släpps en ny generation. Den är utvecklad för TSMC:s 7 nm-process och är bättre på alla punkter än föregångaren. F Ö R U T O M AT T L O G I K D E L E N gjorts om med bland annat sexvägs uppslagtabeller och routingen förbättrats med bland annat dedicerade resurser har Achronix adderat ett DSP-liknande block för AI och maskininlärning. MLP eller Machine Learning Processor som det döpts till kan klockas med 750 MHz och går att anpassa för allt från heltalsmultiplikationer för inferenser på 16 × 16 ner till 4 × 4 men även flyttal för träning med 16 respektive 24 bitar. Utvalda kunder har redan börjat designa med Speedcore Gen4 och de första kretsarna kommer under årets första kvartal. PER HENRICSSON

per@etn.se

LibrePCB redo börja jobba

It takes 30 years of experience to make a battery that lasts 20. www.saftbatteries.com infosweden@saftbatteries.com +46-491 68 104



n VERKTYG Precis som LibreOffice är LibrePCB ett fritt och öppet verktyg som alla kan ladda ner kostnadsfritt. Medan kontorspaketet funnits i många år är kretskortsverktyget helt nytt. Arbetet med LibrePCB har pågått en tid och har nu kommit så långt att det anses tillräckligt stabilt för att lanseras i den första version till användare utanför den innersta kretsen.

Programmet innehåller projektplanering, komponentbibliotek, schemaeditor och layoutdel. Det finns i tre versioner, för Unix/Linux, OS X och Windows. Version 0.1.0 av LibrePCB finns för nedladdning. PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


NYAPRODUKTER

Nya robotar sätter kropp på Microbit

n UNDERVISNING Nu finns elektriska krabbor, spindlar, sköldpaddor, ufo:s och robotar från BinaryBots i Farnells webbutik. De är främst avsedda som undervisnings­material.

Prislappen ligger på 60 brittiska pund för djuren medan ufo:t och roboten kostar 25 pund – de är enklare konstruktioner med stomme i papp – Cardboard2code kallas konceptet. Hjärnan är en BBC Microbit som också ingår i priset, eller Raspberry Pi om du själv vill uppgradera. För lärare finns steg-för-steg-instruktioner, onlinevideor och lektionsplaner. Produkterna är utvecklade på Binarybots i Leeds. Företaget specialiserar sig på pedagogiska robotstartpaket för barn i åldern åtta år och upp. De distribueras via Farnell Element14 i Europa, Asien, Stillahavsområdet och Amerika. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Tillfälliga EMC-problem?

Hyr vår EMC-scanner och hitta störningskällan.

See it before you

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19

it!

q +46 280 41122

9

info@detectus.com www.detectus.com

Moravägen 1 782 31 Malung




NYAPRODUKTER

Toshibaprocessor som läser vägmärken n BILDPROCESSOR En IP-kärna för ett djupt neuronnät – det använder ­Toshiba i Visconti5, sin senaste bildprocessor för förar­ assistans och självkörning.

Visconti är en familj bildprocessorer som i version 5 får ett nytt block i form av ett djupt neuron­ nät. Toshiba avslöjar inget om hur många grindar som används eller vilken prestanda nätet har, bara att det kommer att integreras med Viscontis klassiska block för bildanalys. Nätet ska hjälpa Visconti att läsa trafikmärken och också att ”känna igen vissa trafiksituationer”. Allt även i höga hastigheter. Enligt Toshiba kan det djupa nätet ge mer noggrann och mer

komplett detektering och identifiering av bildobjekt än vad Visconti tidigare erhållit ur konventionell mönsterigenkänning och annan maskininlärning. Och till en lägre strömförbrukning.

Visconti5 ska saluföras som en nyckelkomponent mot dem som utvecklar ADAS/AD-funktionalitet för framtidens fordon. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Maxim lägger krut på kyld front n EFFEKTHANTERING Instrumentbrädan i moderna bilar blir allt mer ­fullproppad med teknik – här samsas allt från programmerbara infotainmentsystem till radio­ enheter och förarassistans. Nu släpper Maxim Integrated en handfull effekthanteringskretsar för detta, som företaget hävdar är mindre och effektivare än alla alternativ.

Dagens bilar är kraftfulla datorer på hjul – det avspeglas inte minst på instrumentbrädan, eller instrumentklustret som den numera allt oftare kallas. För att styra och övervaka alla funktioner krävs allt mer kraftfulla processorer, som slukar effekt. En utmaning är således att erbjuda mer funktioner, på ett begränsat utrymme och inom



en angiven effektbudget. Det har Maxim tagit fasta på i sin senaste lansering av effekthanteringskretsar för detta gebit. Här märks buckomvandlare och styrenheter som i ett minimalt format kan leverera allt från 20 watt till 500 watt – det senare är vad som krävs för att bland annat driva dagens AI-plattformar. L A N S E R I N G E N kan delas upp i olika produktgrupper, där MAX20004, MAX20006 and MAX20008 alla är synkrona buckomvandlare med integrerade MOSFET:ar. De hanterar inspänningar mellan 3,5 till 36 V och levererar 4, 6 eller 8 A. De påstås vara industrins enda benkompatibla alternativ som ger 4, 6 eller 8 A, vilket erbjuder mycket flexibel effekt­

reglering. Enligt Maxim har de även lägre switchresistans än alternativen, samt extremt låg strömförbrukning i vila. MAX20004, MAX20006 and MAX20008 kommer kapslad i en 3,5 mm × 3,75 mm QFN med 17 anslutningar. I lanseringen ingår även MAX20098 och MAX20034 – två styrenheter med switchfrekvensen 220 kHz till 2,2 MHz och som passar väl att använda med de ovannämnda DC/DComvandlarna. MAX20034 kommer kapslad i en 5x5 mm QFP och kan styra två omvandlare, en med fast och en med reglerbar utspänning. MAX20098 styr en omvandlare och kommer kapslad i en 3 × 3 mm QFP.

Verktygslåda för 5G-test

n TEST Bitfel och blockfel är två mått på hur bra en kommunika­ tionslänk fungerar. Gefle Testteknik har släppt en mjukvara som ­tillsammans med ett PXI-kort från National Instruments kan användas för att betygssätta nedlänken i ett 5G-nät. – Vi har den ute hos en kund som använder den på tre kontinenter för att bland annat verifiera nya releaser, säger Daniel Holback på företaget. Vilken utrustningstillverkare det gäller – ­Ericsson, Nokia, Huawei eller ­annan – är som vanligt hemligt. GTT 5G NR DL Toolkit är företagets första produkt för 5G New Radio, den första officiella versionen av 5Gstandarden. Det handlar om en mjukvara för nedlänken som snurrar på kontrollern i PXI-chassit eller på en extern pc, som också kan användas för att analysera signalerna och styra instrumenten. I bägge fallen ingår en vektorsignaltransceiver från National Instruments i PXIchassit som tar in signalerna från basstationen via kablar eller luftgränssnittet. Testaren är primärt avsedd för att verifiera prestanda i en basstation innan den börjar tillverkas. Mätningar på bitfel och blockfel – BER/BLER – tar förhållandevis lång. PH

ANNA WENNBERG anna@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/19


Svensk Elektronik – först in i framtiden. Vinnarna Swedish Embedded Award 2018.

KALENDARIUM 1 februari Hur möter vi Brexit? 5 mars Workshop om SEE. 25 april Inspirationsdag.

Nytt år med nya möjligheter! Välkommen till ett nytt år med Svensk Elektronik! Jag vill börja med att tacka alla medlemmar för ett roligt och innehållsrikt år 2018. Tack för allt ert engagemang och entusiasm! Vi hann göra mycket tillsammans under året, bl a intressanta studiebesök hos Westermo, Mycronic och Printed Electronics Arena. Vi arrangerade Scandinavian Electronics Event (S.E.E.) som är vår största arena för hela elektronikindustrin samt Embedded Conference Scandinavia, som har växt och nu är Europas största embedded-konferens. Där delade vi som vanligt ut Swedish Embedded Award. Nu pågår redan arbetet med kommande event och hur vi ska ly•a dem till nya nivåer. Det är medlemmarna som tillsammans planerar och styr innehållet, så vi får det som branschen behöver och vill ha. Var med och påverka du också! Vi är ju också i högsta grad delaktiga i det strategiska innovationsprogrammet Smartare Elektroniksystem, både i ledningen och i verksamheten. Våra medlemmar var t ex med och tog fram Smartare Elektronikhandboken som kom ut 2018, som snabbt blev mycket populär. Arbetet fortsätter och under våren kommer version 2.0. Vi har även tagit upp aktuella branschfrågor, t ex nu senast på höstmötet där en initierad panel diskuterade läget kring Tillsammans skapar vi branschens framtid. Ditt företag är väl med? Ett medlemskap i Svensk Elektronik stärker dig och ditt företag. www.svenskelektronik.se info@svenskelektronik.se

komponentbristen. (Läs mer i tidigare artikeln under Nyheter på vår hemsida.) Det är alltid roligt att få hälsa nya medlemmar välkomna och under året anslöt sig ett 10-tal nya företag bl a Siemens Industry So•ware, Analogik Teknik, Columbia Elektronik och CE Check för att nu nämna några. Vår devis är ”svensk elektronik i världsklass – först in i framtiden”. Den passar extra bra nu när vi är i början av 2019, ett nytt år fyllt av nya möjligheter. Elektroniken tar oss verkligen in i framtiden med nya lösningar på såväl globala utmaningar som mer vardagliga problem. Alla ni som arbetar med elektronik är verkligen nutidens hjältar. Allt detta innebär fantastiska möjligheter för vår bransch – och för Sverige. Men här finns också utmaningar. Det gäller att kunna hålla sig framme i den globala konkurrensen. Svensk Elektronik en viktig organisation som stärker branschen – här kra•samlar vi tillsammans för att ständigt förbättra förutsättningarna och stärka konkurrenskra•en för våra medlemsföretag och branschen i sin helhet. Ju fler vi är desto mer kan vi åstadkomma. Jag önskar gamla och nya medlemmar ett framgångsrikt 2019! Lena Norder, vd Svensk Elektronik

23 maj Årsmöte. 12 september Stora Elektronikdagen med SUMMIT. svenskelektronik.se/ kalendarium

Gå in på Kra…fullare.nu och prova på medlemskap 3 mån utan kostnad!

Här finns pengar till innovation! Vinnovas utlysning inom Smartare Elektroniksystem är öppen 14 januari – 14 mars. Kan ge stöd upp till 4 mkr. www.smartareelektroniksystem.se www.vinnova.se


POSTTIDNING B Returadress: Elektroniktidningen Folkungagatan 122, 4 tr 116 30 Stockholm

With highest precision. Hidden truths brought to light. The new R&S®ZNA vector network analyzer. The ¸ZNA vector network analyzer features outstanding RF performance, a broad range of software functions and a unique hardware concept. With its innovative dual-touchscreen and DUT-oriented operating concept, the ¸ZNA is a powerful, universal test platform for characterizing active and passive DUTs. www.rohde-schwarz.com/product/ZNA

Profile for ETNdigi

Elektroniktidningen januari 2019  

Elektroniktidningen januari 2019  

Profile for etndigi