Page 1

NR 3 MARS 2020

ELEKTRONIK TIDNINGEN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

FYND BLAND MONTRARNA

PÅ EMBEDDED WORLD

Coronaviruset fick merparten av de stora företagen att hoppa av. Besökarantalet halverades. Mässan lyckades ändå bjuda på spännande nyheter. /10–15

WIFIDO:

LiFi:

Centralpunkten i smart hem

Ser ljust på data över ljus

/16–17

/20–21

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN


Tidningshuvud

05-12-12

14.29

INNEHÅLL: ETN 03/20

Sida 1

18

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

4

annonser: Anne-Charlotte Sparrvik, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se prenumeration: webb: etn.se/pren | e-post: pren@etn.se telefon: 08-644 51 20

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

6

30

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

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 2020 upplaga: 13 000 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 av Pipeline Nordic. omslagsbilden: Mikrobus-kort från serbiska Mikroe. foto: Embedded World



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

28 4 6 18

22

Ta med hemmet dit du går Schneider Electric satsar stort på det smarta hemmet. Med en enkel och öppen lösning ska du kunna styra och övervaka ditt hem även på distans.

Mobilnäten trimmas av AI Idag finns 40 AI-baserade användarfall i Ericsson Operations Engine, mobiljättens första mjukvara som helt på egen hand fattar beslut om åtgärder som förbättrar driften av mobilnäten.

Etiketten som ska minska matsvinnet En etikett med ett bläck som visar om maten fortfarande är ätlig skulle kunna minska svinnet. Tekniken kommer från uppstartsföretaget Innoscentia.

22

EXPERT: De gav nummerplåts­ läsaren ett ansikte Ett system som läste nummerplåtar var lika bra på att känna igen ansikten. Thomas Kepcija och Qi Zhang berättar om när Rutronik byggde om det ena till det andra.

25 28

EXPERT: Tankar säkerhet från roten Arms rotsystem tryggat i hårdvara ­fyller IoT-noden med säkerhet. Ramanuja Konreddy på Microchip förklarar Arms trygghetszoner. EXPERT: Avlusar IoT-noden i fält Svenska Percepio kan fortsätta utveckla efter att IoT-systemet tagits i drift. Vd Johan Kraft berättar.

3


STARTBLOCKET

Ta med dig hemmet i handen Upptäck att frysdörren är glömd på glänt. Eller släck belysningen automatiskt när solen går upp vid horisonten. Så ser Schneider Electric att det smarta hemmet ska fungera. Det franska företaget har inlett en jättesatsning på området – där enkelhet och ­öppenhet är två centrala delar. – Det är en enorm satsning som vi dragit igång inom smarta hem, även om vi ännu bara är i början, säger Daniel Öhlander, produktansvarig för smarta hem på Schneider Electric. Wiser är namnet på det smartahemsystem som företaget utvecklar. Tanken är att det på sikt ska bli ett komplett system, men också öppet. – Många företag jobbar med proprietära lösningar, det är inte vår strategi. Schneider Electric ingår i företagsgrupperingen som just nu arbetar för att standardisera det smarta hemmet och att ta

fram det nya öppna protokollet Connected Home over IP, förkortat Chip. Här ingår även svenska Ikea, men framförallt de tre stora inom röstassistans, Amazon, Apple och Google, som tillsammans med Zigbee Alliance är initiativtagare till standardiseringen. – För tillfället kör vi röststyrning med Siri, via iOS. Det går att använda enkla kommandon, men även mer avancerade som att Siri känner av var du är. Om du är inom en radie av 500 meter från ditt hem kan hemmaläge aktiveras automatiskt, säger Daniel Öhlander.

FAKTA

Wiserkonceptet Wiser är ett smartahemsystem som franska Schneider Electric utvecklat. Idag består systemet av de tre fristående så kallade vertikalerna: energi, belysning samt solskydd och mörkerläggning, som alla kan kopplas upp mot internet. Företaget utvecklar successivt nya vertikaler. Än så länge är energidelen Styrenhet den enda som ­innehåller sensorer. Det gör att energiförbrukningen kan mätas, övervakas och styras i realtid och på distans via en smartmobil eller en surfplatta. De andra två vertikalerna kan i nuläget enbart styras trådlöst i hemmet eller på distans. Systemet är skalbart och kan byggas steg för steg. Det går exempelvis bra att börja med att koppla upp belysningen för att senare lägga till andra funktioner, såsom värmestyrning och larm på kyl och frys.

4

Gateway

Samtidigt är det bara Det senare betyder att en tidsfråga tills att även du inte nödvändigtvis röststyrning från Amabehöver en gateway zon och Google kommer när du börjar bygga din att fungera. För så fort smartahemlösning. Chip blir tillgänglig – vil– En gateway behöver ket sannolikt sker nästa du bara för energidelen år – ska Wiser vara kom- Daniel Öhlander och om du vill komma patibel med standarden, åt dina saker och styra som då öppnar den dörren. dem på distans, säger Daniel Chip handlar om appskiktet, Öhlander. som serverar kommandon som Vid en närmare titt är det exempelvis ”dra ner rullgardiener­gidelen som sticker ut i nen” eller ”släck alla lampor när det aktuella Wiserkonceptet. solen går upp”. Förutom att Chip Den gör att du exempelvis kan fungerar över Zigbee, kommer övervaka, hitta energitjuvar, standarden redan i sin första och minska elförbrukningen i generation att fungera över wifi hemmet. Det är också den delen och Bluetooth. Därefter står som företaget valt att lyfta fram Ethernet på tur. lite mer i sin marknadsföring, eftersom få andra har något liknande. W I S E R A N VÄ N D E R Z I G B E E för att Med hjälp av sensorer, kal�kommunicera med de olika lade powertags, går det att mäta delarna i systemet även om det energin som olika enheter i också går att styra exempelvis hemmet förbrukar. Sensorerna gardiner och belysning via Bluetooth så länge du är hemma. monteras i elcentralen på olika grupper, där de mäter ström och spänning. En grupp kan vara kyl och frys, medan bastun kan vara Elcentral en annan. – Vi mäter energi som förbrukas i realtid. Det gör att vi kan upptäcka om exempelvis frysdörren står öppen för då avviker förbrukningen från normalt mönster eftersom kompressorn hela tiden går och därmed drar mer ström. – Slutar frysen istället att dra ström kan det vara ett tecken på att den är sönder. I både fall går det att få varningsnotiser via Wiserappen, som gör att du upptäcker felet i tid. Styrenhet

Energisensorer

I S O M R A S L A N S E R A D E företaget ytterligare en pusselbit, en så kallade powertag-control som gör att det går att styra olika laster i elcentralen. Därmed kan du via en app i mobilen exempelvis höja temperaturen i sommarstu-

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


STARTBLOCKET vaknar upp långsamt i takt med att lamporna i rummet gradvis lyser allt starkare. Likaså kan du styra elektriska persienner från soffan eller programmera dem att automatiskt öppna och stänga när det passar dig.

gan när det är dags, eller sätta på bastun på väg hem från jobbet. I mobilappen får du både en övergripande och detaljerad beskrivning av var energin används i ditt hem. Via appen går det exempelvis att identifiera om någon del i systemet drar väldigt mycket eller rent onödig energi, som exempelvis ett element i garaget. Appen beräknar även energikostnaden för de olika delarna, vilket ger en förståeles för vad olika sysslor kostar och kan uppmuntra till att spara energi. Energisensorerna är självklart

skräddarsydda för företagets egen elcentral, men de kan även installeras i elcentraler av annat fabrikat. De kan placeras ut vid nybyggen och i efterhand i befintliga elcentraler. Det finns lite olika varianter för olika situationer, och en installation kräver aldrig att ny el eller att nya kablar behöver dras. De övriga delarna i Wiser handlar idag mer om bekvämlighet. Du kan låta belysningen styras av solens upp- och nedgång, kallat astrofunktion, eller ställa in timern så att du

F R A M ÅT P L A N E R A R Schneider att addera ytterligare sensorer till sitt Wiserkoncept. Några lovas inom kort, men ännu är inget officiellt. Sannolikt handlar det om sensorer inom genren dörr-, fönster-, rörelse- eller temperatursensorer. Där de två förstnämnda detekterar om en dörr eller ett fönster är öppen eller stängd. – Den typen av sensorer är väldigt användbara, speciellt för oss som arbetar med flera olika vertikaler i hemmet. I vår lösning kan man tänka sig att en dörrsensor på sikt kan starta ett scenario där den tänder i huset, skruvar upp temperaturen en aning och drar upp jalusierna utan att det kräver så mycket i varken installationstid eller kostnad.

Artificiell intelligens och maskininlärning är också områden som Schneider arbetar med för att på sikt kunna dra nytta av i det smarta hemmet. Bland annat utvecklar företaget analytiska algoritmer som i framtiden kan erbjuda lösningar som optimerar energiutnyttjandet i ett hushåll. Det kan vara speciellt intressant om ett hem har olika enheter som solceller, elbil och energi­ lager att spela med. S A M T I D I G T K A N även andra vertikaler, som belysningsdelen, mycket väl dra nytta av mer intelligent styrning. – Idag fjärrstyrs eller programmeras belysningen att bete sig på ett visst sätt. Ett intelligent hem kan istället dra egna slutsatser och agera självständigt baserat på beteenden i hemmet, säger Daniel Öhlander, samtidigt som han förtydligar: – Det finns inte i Wiser-systemet idag, men det är sådant vi tittar på.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

The new tool in the PCB-POOL® configurator

The Magic Formula for perfect PCB assembly Fast

Automatic component search

Simple

BOM creation via drag & drop

Cheap

components in stock

Give it a try: beta-layout.com/configurator 

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

5


ERICSSON

STARTBLOCKET

AI trimmar mobilnäten

För ett år sedan lanserades ­Ericsson Operations Engine, mobiljättens första mjukvara som helt på egen hand ­fattar beslut om åtgärder som förbättrar driften av mobilnäten. Idag finns 40 AI-baserade användarfall varav 21 är i skarp drift men siktet är inställt på 300.

E

ricsson är inte bara en stor leverantör av mobilnät, företaget bygger och driver också många nät på uppdrag av operatörerna. I dagsläget handlar det om cirka 300 stycken varav 150 större. De nät som Ericsson driver har runt en miljon sajter och en miljard abonnenter som genererar ungefär 6 Tbyte data per år, en siffra som spås sexfaldigas inom två till tre år. – Varför är AI så viktigt för Ericsson och drift av nät? frågar Peter Laurin, som är chef för affärsområdet Managed Services med 28 000 anställda och en omsättning på 26 miljarder kronor, och ger själv svaret: – Det handlar om hur vi kan bli ännu mer relevanta i driften av näten, särskilt nästa generations nät. Hittills har arbetet gått ut på att vara reaktiv, att upptäcka ett problem och sedan åtgärda det så snabbt som möjligt. – AI, eller egentligen maskin­ inlärning, gör det möjligt att förutse att en sajt ska gå ned. Vi kan använda historiska data och vidta åtgärder för att näten inte ska gå ned. Kraven på tillförlitlighet blir dessutom mycket högre med 5G som bland annat ska användas för att styra fabriker. Dessutom kommer operatörerna att vilja mäta nya parametrar som nedladdningshastighet för Netflix eller tillgänglighet på Facebook. – Då är AI inte bara ”nice to have” det är ett måste, säger Peter Laurin. Ericsson Operations Engine lanserades på mobilmässan i

6

– I det här fallet handBarcelona förra året och lar det om en robot som finns idag i skarp drift går med farligt material. hos fem kunder inklusive Mobilnätet har delats Telenor. Operatören ska upp i olika ”skivor”, så inom kort driftsätta en kallad network slicing, funktion för att autosom ger ett företag eller matiskt energioptimera Peter Laurin organisationer en helt sajterna. egen del av mobilnätet utan att – Det är en lösning som fungoperatören för den sakens skull erar även på andra leverantörers behöver placera ut ny hårdvara. utrustning än Ericssons med en I demonstrationen kommusajtcontroller, en liten box, och nicerar roboten med styralgosom har en massa sensorer. ritmen i molnet via tre separata Sensorerna övervakar de olika delarna i basstationen men slices, i praktiken tre separata mobilnät. också supportsystem som batEn skiva används för styralgoterier, luftkonditionering och ritmen som måste ligga under eventuell dieselgenerator. Med 10 ms i svarstid, annars trillar hjälp av sensordata och den roboten med det farliga matetränade algoritmen optimeras rialet. Sen finns en videoström driften av sajten samtidigt som på 1 Gbit/s från robotens ”ögon” den levererar den efterfrågade som ligger i en egen skiva och kapaciteten. Rent krasst kan det den tredje används för övriga innebära att delar av systemet sensorer som brandlarm med stängs av under natten när trafiken är låg eller så kopplas FAKTA kraftförsörjningen om efter vad som är optimalt för stunden. Började tidigt – En sajt kan dra 5 000W och vi har sett att vi kan få ner Även om telekomjätten inte brukar prata särskilt mycket om AI energiförbrukningen med 15 började företagets forskare arbeta procent. Tänker man att vi driver med området redan 2007 och har en miljon sajter är det en jätte­ hunnit byggt upp omfattande möjlighet, säger Peter Laurin. kunskap och patentportfölj. Idag finns AI-kunnande i alla affärs­ Det handlar inte bara om att områden plus att koncernen drog sänka energikostnaderna, i och igång en extrasatsning i fjol kallad med att sensorerna hela tiden Gaia, Global AI accelerator, som ska levererar data vet man mycket bidra med 300 AI-specialister i en koncerngemensam pool. Hittills mer om hur sajten mår och kan har ungefär 250 anställts i Sverige, öka tiden mellan besöken av en Silicon Valley och Indien. servicetekniker. – Det har varit en boost för oss Ett annat AI-baserat använpå services, vi sitter på så mycket data. darfall handlar om att garantera Precis som för alla andra som vill fördröjningen. Tekniken har dedra nytta av AI är frågan om vem monstrerats i ett 5G-nät i Kanada som äger data ständigt närvarande. där akademin och industrin kan – Vi arbetar med samtycke från testa olika applikationer.

små datamängder men som är igång hela tiden. – I det här fallet vet vi hur mycket trafik det är, vi vet att på fredag eftermiddag blir det störningar och då går fördröjningen upp över 10 ms och roboten kommer att trilla. Vid starten kunde AI-algoritmen förutse det tre minuter innan det skulle hända vilket var lite snålt för att hinna vidta åtgärder. – Nu har vi kört i ett halvår och vet en timme innan att det händer att det kommer att bli stockning i basbandet. Då kan vi automatiskt ta en åtgärd innan det händer. Det kan vara att lyfta över trafiken till en femtocell i fabriken bredvid under tio minuter så är problemet löst utan att någon människa är involverad. Men Peter Laurin ser också en möjlighet att skapa helt nya affärer med hjälp av AI. Ett exempel är Driveless tuning. – Idag åker det runt tekniker i bilar med en massa mobiltele­ foner på instrumentpanelen och loggar signalerna för att se hur bra nätet fungerar med olika mobiler. Det är ett tidsödande arbete som man inte upprepar allt för ofta. Nu kan vi göra det med en digital tvilling. Då gör man det inte en gång eller en gång per kvartal utan hela tiden. Man kan också ”gå in” i köpcentrum eller parker för att mäta signalen. – För Ericson öppnar det här en ny möjlighet att sälja både tjänsten och mjukvaran. PER HENRICSSON per@etn.se

kunderna, data anonymiseras och stannar hos kunden. Däremot är algoritmerna och vikterna ­Ericssons egendom. Det gör att företaget kan träna en algoritm med data från en operatör och sedan köra den med en annan operatörs data för att trimma den ytterligare vilket så småningom kommer den första operatören till godo. – Vi har frågat kunderna, det vill säga 132 operatörer, om de vill ha AI och 77 procent svarade ja. Störst intresse finns i Asien där 90 procent var positiva medan minst intresset finns i Europa. – Här är vi vana vid att en smart ingenjör tar beslutet baserat på vad AI:t rekommenderat. Det tar tid att fullt ut lita på det.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


Kort-till-kort åt alla håll Robusta kontakter i FINEPITCH serien Med FINEPITCH, kort-till-kort kontakter, erbjuder Phoenix Contact för första gången skärmade och oskärmade kontakter för signal och dataöverföring mellan två kort. Detta ger er möjlighet att koppla ihop två kretskort enligt ert behov, med olika riktningar, höjder och antal poler, i kompakt format med 0,8 mm eller 1,27 mm delning.

För mer information ring 08-608 64 00 eller besök www.phoenixcontact.com/finepitch

DC 05-18.000.L1 © PHOENIX CONTACT 2018


STARTBLOCKET SER-KRÖNIKA

Finns en ny optimism i teknologin? U N D E R 1970 - TA L E T såg vi början till en framgångssaga utan motsvarighet. Elektroniken drog över världen och skulle i stort ersätta mekaniken. Elektroniken och mikroelektroniken skulle bygga modern högteknologi. Kan vi idag se en ny framtids­ optimism inom dagens smarta teknologier? Under 1980-talet gjordes stora statliga satsningar främst inom mikroelektronik. Satsningarna lade grunden för en stark högteknologisk industriell utveckling, inte minst i Kista. Kista blev småningom Kista Science City. Utvecklingen beskrivs närmare i boken ”Från runor till radiovågor”, av Inger Björklind Bengtsson. I S PÅ R E N AV I T O C H T E L E KO M K R I S E N , i början av 2000-talet, ­ pplevde jag en period då mediedebatten kom att ­domineras u av stark tillväxtfientlighet. Politikers makt över industrin ökade. Industrin blev ett särintresse, inte en huvudsak! Statliga satsningar lyste med sin frånvaro. Det saknades en förståelse för att; en väl fungerade industriell utveckling är grunden för välstånd inom vård, skola och omsorg. L I K A V I K T I G T F Ö R S A M H Ä L L S K L I M AT E T är utvecklingen inom f­ öretagskulturen. Stockholms Handelskammare bjöd den 17 januari 2020 in till seminariet, Stockholm – a future tech city. Det var starten på ett arbete med en ny policy för hur företag och organisationer i Stockholm ska samarbeta och avancera inom Tech-sektorn och hur Stockholm ska bli Europas huvudstad inom teknik och innovation. Det finns goda förutsättningar! Stockholmsregionen, med 2,6 miljoner innevånare, har vuxit snabbare i absoluta tal än Paris de senaste åren.

Covid-19: Påminner om 20 sekunders handtvätt

Svenska Thingsquare har på nolltid utvecklat en handtvätts­ timer – för gymmet, arbetsplatsen, flygplatsen, et cetera. Enda problemet just nu för att producera den i volym är att Kina är stängt.

man enklare upprätthålla När detta skrivs lanserar vanan. ­Sverige varje dag nya Timern är förstås uppåtgärder mot Covid-19. kopplad – Thingsquare Svenskarna är på alerten, är inte ett IoT-bolag för följer råden och tvättar intet. händerna i de föreskrivna – Det är för att kunna 20 sekunderna. Men Adam Dunkels samla in data om hur ganska snart kommer länge vi faktiskt tvättar händerna. vi enligt expertisen att börja Informationen är anonym efslappna av igen och återgå till tersom sensorn medvetet bara är gamla rutiner. en passiv IR-sensor. Produkten kan exempelvis installeras på en S V E N S K A T H I N G S Q UA R E har brainskola, ett gym, en arbetsplats, en stormat ihop en liten lösning flygplats eller ett hotell. som i förstone nästan känns lite En liten baktanke med nylarvig – en timer för handfatet. – Tanken är att man genom att heten är att visa hur enkelt det är att ta fram en ny produkt på se blinkandet hela tiden har det top-of-mind, säger Thingsquares Thingsquares plattform. – Vi kläckte idén en lördag och vd, den svenska IoT-pionjären satte ihop den dagen efter. Det Adam Dunkels. går undan när man har en färdig – Och genom att faktiskt mäta hur lång tid man tvättar sig så kan mjukvaruplattform och kan använda standardhårdvara.

I N O M R A M E N F Ö R E U - S A M A R B E T E T har en ny grupp bildats som har ansvar för digital utveckling, kallad D9. Nio länder har ansvar för den digitala utvecklingen i Europa, däribland Sverige.

Med teknisk utveckling får vi en hållbar framtid.

STAFFAN SKOGBY Ordförande SER, Svenska Elektro- och Dataingenjörers Riksförening

Den påminner genom att blinka, och rapporterar trådlöst den faktiska tiden – anonymt.

S A M T I D I G T skulle produkten faktiskt kunna göra verklig skillnad. Så Thingsquare funderar över hur den ska kunna tas till produktion. – Det stora problemet just nu är att kina är nedstängt. Vi har redan fått vänta i veckor på att få beställda kretskort. – Samtidigt ser det ut att det värsta kanske kan vara över i Kina. Och det är känns ju hoppfullt på alla möjliga sätt.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

DU HÅLLER ELEKTRONIKTIDNINGEN I HANDEN!

Ses vi igen?

NR FEBR UARI2 2020

KTRONIK ETLE IDNINGEN

SVERIG ES ENDA ELEKTRONIKMAGAS IN FÖR PROFFS

NR 12 DECEMB ER 2019

Göteborgsnt företaget Monive har utvecklat en mätutrustning som hjälper vårdpersonal att i en akut situation ge rätt luftvolym till ett nyfött barn. /10–11

NR 1 JANUARI 2020

ELEKTRONIK

TIDNINGEN

ELEKTRONIK

TIDNIN GEN

TEMA: AI

Gruvfordo sin posit nen kan bestämma ion Systemet på fem meter när. och fung kommer från Mob erar unde ilaris r jord. /14–1 6

ARBETET MED 6G HAR STARTAT

IGNITARIUM 6G ligger tio år :

i tiden, men Artfram ificiella Matti Latva-aho ögo är n enser av forskarna fel öve somrallt redan börjat

MOELVEN:

Sveriges smartaste sågverk

/12–13fundera på nästa

mobilstandard. /10–12

PRE NUM ERE

RA KOS TNA

/20–21

DSF RIT T!

I NYFÖDD DE BLÅSER NY TT LIV

ECH TEMA: MEDT

& DIGI TALISER ING

SMART KA VISAR VÄGERTA UNDER JORDN EN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

TEMA: KOMMUNIKATION

Prenumerera gratis. Du får månads­magasinet på etn.se/pren

SVER IGES ENDA

ELEK TRON MAG ASIN IKFÖR PROF FS

ETN .SE /PR

EN

& HEALTH

200106_8

-9_Mill_E

LEKTID_

SE_Snipe

.indd 1 1/3/20

2:56 PM

IMPLANTAT:

AI-PROFE SSOR:

Neuronnät framtidens radiologer /12–13

PREN UMER ERA KOST

Ditt fett är en vågledare /14–15

E/PR EN NADS FRIT T! ETN.S

SMARTA HEM:

LIGNA ENERGY:

Ikea tar täten i Zigbee

Batterier av skogsrester

/14–15

/4–5

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

8

200106_8-9_Mill_ELEKTID_SE_Snipe.indd 1

1/3/20 2:56 PM

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


Skydda din IP, ditt varumärke och dina intäkter

Säkerhetslösningar som är lätta att tillägga, men svåra att forcera Låt Microchip hjälpa dig att skydda inte bara dina konstruktioner utan även ditt varumärke och dina intäkter. Tjugo års erfarenhet inom säkerhet gör att våra experter kan lugna all oro kring integrering av säkerhet och utesluta behovet av dyr egen expertis. Vår expertis tillsammans med säkra fabriker och tjänster förklarar varför många toppföretag vänder sig till Microchip för hjälp att guida konstruktioner. I vårt breda sortiment av maskin- och programvarubaserade produkter för allt från säker kryptering till betrodda exekveringsmiljöer hittar du de säkerhetslösningar som tillgodoser dina specifika behov.

Skydda din konstruktion på www.microchip.com/Secure

Microchips namn och logotyp samt Microchip-logotypen är registrerade varumärken tillhörande Microchip Technology Incorporated i USA och andra länder. Alla andra varumärken är respektive registrerad ägares egendom. © 2019 Microchip Technology Inc. Eftertryck förbjudes. DS00002767A. MEC2236Swe03/19


JAN TÅNGRING:

En fistbump från Embedded World Jag höll ut handen för att hälsa på en av Antmicros grundare, men drog i sista stunden tillbaka handen och gav honom en lång näsa istället. Det kan kanske vara svårt att tro. När detta skrivs har covid-19 uppgraderats till pandemi och svenskar hamstrar kaffe, knäcke­ bröd och t­ oalettpapper. Men på Embedded World i slutet av februari var det fortfarande mest pliktskyldigt vi följde arrangörens instruktion att låta bli att handhälsa. Vi som dök upp kände oss extra tappra. Eller – om jag ska vara ärlig – så var det en del som faktiskt himlade med ögonen lite grand över er som inte kom! Överallt fanns dispensrar med desinficeringsmedel. Det fanns röda lappar man kunde klistra på skjortan med budskapet att ”det är okej att inte ta i hand”. Det blev därmed en grej att hitta på alternativa hälsningar. Hos japanska Esol bugade vi för varandra. Jag gjorde honnör för Kalray. Lynx från San Jose körde med armbågsbump. Fist bumps var populära. Men mest blev det handhälsningar trots allt. Förmodligen som en reflex innan man hinner hejda sig. En person i det närmaste krävde att få ta i hand, med en fnysning åt viruset. Mässan blev tyst snarare än tom. Arrangören samlade utställarna i färre hallar. Det var fortfarande tidvis svårt att manövrera snabbt mellan människor i gångarna när man var sen till ett möte. Det bullrade mindre. Det saknades en del stora utställare som brukar föra oväsen med demonstrationer och presentationer. Det fanns ­fortfarande ett antal stora tomma ytor där det skulle stått montrar. De fylldes med sittplatser i olika utföran­ den – stolar soffor, bänkar, kuddar. Oaser med träd, stora färgväxlande golvlampor. Ett litet glädjeämne i eländet – sittplatser har alltid varit en bristvara på mässan. Det var främst de stora ut­ ställarna som hoppade av. Den mest ödesmättade synen var de övergivna montrarna, ibland inramade med avspärrningsband. På väggarna fanns bilder och budskap kvar, och på g ­ olven ringlade tomma skarvdosor. Ibland hittade mässbesökare in i båsen för att ladda sin sin telefon, ställa upp sin dator på ett övergivet bord eller sjunka ner i en fåtölj.

Många tomma ytor fylldes med sittplatser.

STORA UTSTÄLLARE STÄLLDE IN Oro för coronaviruset fick tjugo procent av utställarna att hoppa av. Stora utställare var kraftigt underrepresenterade, så i kronor var tappet ännu större.

A

tt företag från den tidigt virusdrabbade Hubeiprovinsen i Kina skulle utebli bestämdes tidigt. Det stora manfallet började två veckor innan mässan. Processor­ jättarna Microchip och ST meddelade att de ställde in av omsorg om sin personal. Allteftersom dagarna gick till veckockoslutet före mässan fick de sällskap av Renesas, Qualcomm, TI,

enligt myndigheters rekommendationer. Detta till skillnad från den gigantiska mobilmässan i Barcelona, MWC, som ställde in, efter en växande lista med avhopp. Statistiken blev till sist ­följande, med 2019 års siffror inom parentes: Utställare: 900 (1 117) Besökare: 13 800 (30 895) Konferens: 1 500 (1 990)

Viruset halverade besöken 13 800 besökare att jämföra med 30 900 i fjol – det blev utfallet på årets upplaga av Embedded World i Nürnberg, 25–27 februari. Svenska utställarna Techship och IAR är ändå nöjda – de hade väntat sig värre.

Coronaviruset drabbade Embedded World hårt. Mässan har inte haft så få besökare sedan år 2007. Arrangören stängde en av hallarna efter att cirka 200 utställare med kort varsel backat ur.

Matilda Skarin

10

Infineon – till slut samtliga stora processormakare. Också merparten av de stora distributörerna hoppade av. Undantag var Glyn och Rutronik. Bland utvecklingsverktygen var avhoppen färre. Svenska IAR fanns på plats, liksom Green Hills, Segger, Mathworks och National Instruments. Mässans hållning var hela tiden att mässan skulle äga rum

Magnus Coxner

På mässgolvet fanns övergivna montrar och tomma hål efter montrar som aldrig placerats ut. Gissningarna om hur många besökare som utställarna upplevde att de tappat i år låg mellan en tredjedel och tre fjärdedelar, när Elektroniktidningen frågade runt under mässdagarna. E N L I G T A R R A N G Ö R E N blev besökartappet 55 procent jämfört med i fjol. Och rimligen ett ännu större tapp om vi jämför med vad besökarantalet skulle ha varit om den fortsatt att växa, som den gjort varje år sedan den startade år 2002. – Vi tackar de 900 utställare och tusentals besökare som kom. Och vi saknade förstås er som inte kom! skriver arrangören i ett pressmeddelande. Arrangören hittar ändå tröst –

Ödesmättade avspärrningar.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


Besökarantalet backade till 2007 års nivå.

det fanns mer tid att prata. – Å ena sidan fick vi bud från utställare som var missnöjda. Å andra sidan har vi fått positiva responser för företag som fick möjlighet att hålla många intressanta samtal under de tre dagarna. Magnus Coxner på svenska mobilmodulleveratören Techship märkte av tappet i sin monter, men förklarar sig ändå nöjd. – Jodå, vi fick in en hel del kvalificerade leads trots allt. Dock inte riktigt så många som vanligt. Men vi var nöjda med utfallet av mässan givet omständigheterna. S V E N S K A I A R  – som represen-

terar mässans kärna med sina utvecklingsverktyg för inbyggda system – bekräftar den bilden, efter att ha haft farhågor inför mässan efter alla avopp. – Det var helt klart en skillnad från tidigare år med färre besökare – men vi är positivt överraskade kring kvalitén på leads och energi på mässan, säger Matilda Skarin, IAR:s säljchef för Tyskland och norra Europa. IAR hade som vanligt en stor monterplats och ett fullmatat seminarieprogram. Varje gång Elektroniktidningen promenerade förbi fanns besökare i företagets monter som höll monterpersonalen sysselsatt kring skärmstationerna. E N L I G T M AT I L D A S K A R I N fick montern beröm. – Många av de kunder som besökte vår monter har sagt att det var vi som hade mest att erbjuda med våra seminarier, demonstrationer och online kurser.  – Överlag är vi väldigt nöjda och positivt överraskade. Nedräkningen inför nästa års Embedded World har redan börjat, säger Matilda Skarin.



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

Tyska konsulten Aries visade upp egna datormoduler– sin första för datorseende och sin första baserad på hårda RiscV-kärnor.

Aries läste om Risc-V i nyheterna och testar nu att släppa en FPGAmodul med Risc-V-kärnor. – Vi såg information på Internet och noterade att det gång på gång poppade upp nyheter om Risc-V, så vi blev intresserade, berättar Andreas Widder, verksamhetschef på tyska Aries.

Under andra kvartalet finns Aries Polarfiremodul för leverans.

flexibel eftersom dem är plattformsoberende. M O D U L E N H E T E R M100PFS och På mässan presenterade Aries baseras på Microchips FPGAäven en kommande nyhet – Cfamilj PolarFire. Den har två vision – ett stereokamerasystem integrerade hårda 64-bitars för industriellt datorseende. På Risc-V-cpu:er, en enkärnig och baskortet finns en Cyclone V en fyrkärnig – båda signerade SoC-FPGA med en hård Cortex Si Five. Under tredje kvartalet A9-dubbelkärna. AI:n hanterar ska de första exemplaren av du via miniPCIe-kort med Intels Aries modul finnas färdiga för uppköpta processor leverans. Movidius Myriad X. Här Aries har tidigare arfinns också anslutningar betat mycket med mjuka för sjutums TFT-skärm, Nios-kärnor men ser mer stereokameran – två och mer av Risc-V också Basler Dart-kameror som mjuk kärna. – och en HDMI-moni­ – En fördel med Risc-V är att kunden blir mer Andreas Widder tor.

Aries visade även upp stereokamera­ kort med Intels AI-processor Myriad.

Varför valde ni just Myriad X bland de myriader av AI-­ processor som finns därute?

– Det är inte så lätt att döma mellan dem vilken som är bäst. Men Myriad stöder Arm som finns på FPGA:n, och både Myriad och FPGA:n kommer från Intel. Än har inte Aries byggt en färdig systemlösning på sitt C vision-paket, men det kanske kommer ett, om en kund efterfrågar det. Monterbesökarna har mest frågat efter pris och leveransdatum på C visionkomponentena. A R I E S Ä R E N AV M Å N G A små tyska konsulter på mässan. Företaget grundades år 2000, med tio anställda i Fürstenfeldbruck och en portfölj av något dussin moduler med Armprocessorer och FPGA:er i en portfölj, i olika versioner. Kunder finns bland annat i Danmark, Australien, Nederländerna och Frankrike. En del köper bara hårdvaran, inklusive mjukvara för bland annat Linux och FreeRTOS. Andra ber om utvecklingshjälp från Aries.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

11

▲ ▲

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Risc-V på Polarfire och datorseende på Myriad


Innolux kunder vill ha ha Tanvas haptik som tilllval.

Haptik inte längre bara för småskärmar En stor haptisk pekskärm i bilens instrumentpanel – det kan ingen annan än amerikanska Tanvas leverera. En biltillverkare har nappat. Tekniken är skalbar och ger tio fingras pek på köpet.

Haptisk teknik – användargränssnitt som fysiskt känns – utnyttja idag typiskt vibration. – Men när din telefon ringer, vibrerar hela bordet med den. Och allt som ligger på bordet, påpekar Phill LoPresti, Tanvas vd. Tanvas använder en annan teknik för haptik: eletrostatisk adhesion. Den är mindre svårhanterlig mekaniskt. Utöver haptik ger Tanvas teknik på köpet tillgång till en kapacitiv pekskärm som stöder tio fingrar. De utnyttjar samma komponenter. Dagens haptiska vibrerande skärmar kan fungera att använda till mediaenheten i en bil. Men där någonstans går den praktiska gränsen för storleken. – Skärmar på 7 till 9 tum är vad du kan få se. T I T TA R D U N Ä R M A R E på den vibre­ rande skärmen i bilen ser du att den är upphängd i någonting trögt för att motverka att vibrationen sprider sig. En känd tillverkare har en vibrerande skärm i bilen, berättar Phill LoPresti, men den känns både i ratt och armstöd när den är aktiv. Det finns ingen rimlig vibrationsisolerande lösning för en stor skärm med sin större massa. Den kan möjligen använda aktiv dämpning. – Men det kostar pengar. Tanvas kan däremot ­leverera en godtyckligt stor haptisk skärm. Företaget utnyttjar elektroadhesion – elektrostatisk kraft

12

som fysiskt håller fast i huden i Det som mekaniken gör är att fingertoppen. Det som ­konkret den håller fast, släpper, håller fast pågår är att ytans friktion och släpper fingret. Växlingsvarieras genom att spänningen mönstret är programmerbart varieras. över skärmytan och över tiden. – Eftersom skärmen inte En demonstration visar anvibrerar krävs ingen mekanisk vändargränssnittet i en bilstereo. fintrimning i hårdvara. De enda En annan demonstration låter inställningar som görs –oavsett monterbesökaren känna fingret om tekniken sitter i en smartpassera över linje olika tätt plotklocka eller en väggpanel – sker i tade på skärmen. mjukvara. Rakbladstillverkaren Gillette Adhesionen är ingen hittade en annons som illusion. Tanvas haptik illustrerar möjligheterna håller faktisk fast i fingret. bra: känn skillnaden på Detta till skillnad från vien orakad, sträv haka – bration när den exempelden känns som sandpapvis används för att skapa per – och en nyrakad. illusionen av en rörelse i Vill du ha mer haptik Phill LoPresti än ett enda finger, kan fingret när du trycker på en virtuell knapp. Tanvas kan leka med lösningar som att dela upp en skärm i två halvor med varsin haptik. D E T F I N N S E N F U N D A M E N TA L Tekniken är inte begränsad skillnad i hur vibrationsskärmar till skärmar – du kan sätta den och adhesionsskärmar används. på andra ytor i bilen. Även på en Adhesionen kräver att använkrökt skärm eller annan yta. daten rör på fingret för att det – I princip vilken yta som haptiska fenomenet ska uppstå. helst. Här pratar vi om skärmar, På en vibrationsskärm skulle du trycka på en virtuell tryckknapp. men plastytan på en trackpad eller armstödet i ett fordon – allt I adhesionsskärmen är meta­ är praktiskt möjligt. forerna istället att du slår om en En första generell produkt vippomkopplare, drar i en regel, är släppt: en tiotums haptisk snurrar på ett hul, et cetera. Inpekskärm för exempelvis köpteraktionen med skärmen måste centrum eller konferensrum, för bygga på rörelse.

Tio fingrar pek och ett finger haptik – eller två som i detta fall med en tudelad skärm.

vägg eller bord. Den tillverkas sedan i fjol. I samarbete med Innolux tar Tanvas fram en haptisk skärm för fordon. Det annonserades under konsumentelektronikmässan i Las Vegas. Det skedde enligt Tanvas på några europeiska fordonstillverkares begäran. De köper sina skärmar från Innolux och vill att Tanvas haptik ska finnas som tillval. Tanvas är öppen för fler partners – kanske LG, Bosch eller Sharp. Kring år 2023 kanske du kan köpa en bil med tekniken. Tanvas påpekar att biltillverkare kommer att skapa sin egen look and feel för elektrostatisk adhesion, genom att exempelvis leka med frekvensen för växlingen. O C H N Ä R D U S ÄT T E R D I G i din bil och startar bilens app på din smartklocka får kanske smartklockan samma ”feel” i sin haptik som lyxbilens ­instrumentpanel – eftersom interaktionen är programmerbar. – Audi och VW kan ha varsin unik känsla, eller Apple eller BMW. Företaget grundades 2011, har 17 anställda, huvudsakligen i Chicago, och omsätter 12 miljoner dollar. Tanvas utvecklar styrkretsar, haptiska komponenter och mjukvara för tekniken, som kommer från en universitetsprofessor på North Washington University. Innan dess hade han experimenterat med ultraljud – den tredje större haptiska tekniken utöver elektrostatisk adhesion och vibration. Tanvas tjänar sina pengar på royalties per skärm. Storleken på skärmen påverkar priset – tekniken gör skärmen kring 20–30 procent dyrare än en skärm med bara multipek. JAN TÅNGRING

jan@etn.se

Så känns ett skäggigt ansikte.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


Mässans mest nydanande mjukvara Kanadensiska Crank Soft­wares verktyg för utveckling av användargränssnitt fick mässans Embedded Award i kategorin nydanande mjukvara.

oberoende, när som helst. Det är ett genialt upplägg, tycker juryn. Det är ett sätt att applicera en klassisk princip från datavetenskapens barndom: separation-of-concerns – att låta en utvecklare fokusera på en och endast en aspekt av mjukvaran i taget, i detta fall användargränssnittet. D E T Ä R I N T E T R I V I A LT att omsätta idén till verklighet, i alla fall inte effektivt. Och nu är vi framme vid exakt vad som får priset. Det kallas hybridrende­ ring och är en ny funktion i Storyboard. Hybridrendering växlar automatiskt mellan två grafikkärnor – den som klarar 2D-grafik och den som klarar 3D-grafik –allteftersom vad som

Jason Clarke på Crank Softare tog emot mässans inbyggnadspris för ut­ vecklingsverktyg som ger kod som automatiskt växlar till 3D-grafikkärnan i en systemkrets, men bara när det behövs.

behövs. Växlingen sker så snabbt som mellan två bildrutor. Exempelvis kan en film renderas i 2D medan användargränssnittet där användaren väljer film kan vara 3D. Lösningen sparar ström, men utan att gränssnittsdesignern involvera sig eller skapa kod som får växlingen att hända. Det är med andra ord ytterligare ett exempel på separation-ofconerns, denna gång applicerat på strömsnålhet. Hybridrenderingen är framtagen i samarbete med NXP, som i år adderade Storyboard till sin utvecklingsmiljö MCU Xpresso. Renderingen kräver uppen-

barligen en systemkrets med dubbla grafikenheter. Det finns på NXP:s Cortex A7-krets i.MX 7ULP som demonstreras på en wearableplattform på 7ULP. I ett test sparades 20 procent av strömförbrukningen jämfört med en lösning som hela tiden använder 3D-kärnan. På mässan demonstrerade Crank Software de senaste versionerna av Storyboard – inklusive Storyboard Lite för strömsnåla MCU:er. Där fanns också kort och moduler som stöder Storyboard från NXP, ST, Renesas, Toradex och Microchip. JAN TÅNGRING jan@etn.se

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 3/20

13

▲ ▲

Crank Software vill att en gränssnittsdesigner ska ha full kontroll över utvecklingen av användargränssnittet. Det låter självklart. Men i själva verket är det enligt Crank vanligt att designern bara specificerar gränssnittet och sedan överlåter till utvecklare att skriva koden. Och det blir aldrig riktigt, riktig rätt. Så Crank Software har skapat en utvecklingsmiljö kallad Storyboard som låter designers skriva kod. Tillämpningens användargränssnitt – till exempel coca-colamaskinens pekskärm – är utbrutet och helt oberoende av övrig mjukvara i maskinen. Så i Storyboard kan designern på egen hand utveckla, testa och finslipa användargränssnittet, helt


Klassiskt RTOS för multikärnor lanseras i Europa Esols operativsystem är sedan länge stora i Japan och hoppas nu på europeiska multikärnor och realtidssystem.

En hypervisor och ett operativsystemet kallade Emcos går att köra distribuerat på parallellprocessorer, även mellan separata processorer på samma kort. Kommunikationsmodellen är meddelandeöverföring. Arkitekturen är tjänsteorienterad. Emcos finns porterad till franska Kalrays superprocessor Coolidge som kör en instans av Ecos i var och en av sina 80 kärnor. En plattform för autonoma fordon har Kalray för beräkningar och en Arm för datainsamling. Fordonselektronik är en av Esols starkaste marknader. Japanska komponenttillverkaren Denso finns bland kunderna och Esols olika operativsystem snurrar i inte mindre än 100 miljoner instanser i tillämpningar i japanska fordon som Nissan och Toyota. Dess uppgifter varierar – allt från att styra ett surround view-

Esols hypervisor med extra allt. Esol har pedagogiskt pluggat in gästoperativ­ system för såväl Android som robotar och fordon.

system eller en smart backspegel till att övervaka att föraren är vaken.

ställas i Tyskland. Syftet är att få mer utveckling och support på plats nära europeiska partners. Och att hitta nya affärsmöjligB L I R D U I N T R E S S E R A D ? Esol heter framför allt inom är även intresserat av dig! industriella system och Företaget iscensätter just fordon, men även konsunu en expansionsplan för Emeachefen Laurent Mares mentelektronik, industriEuropa. Företaget är till ell IoT, Edge computing exempel bronssponsor i och medicinteknik. maj i Göteborg på konferensen Inom fordon är självkörning Vehicle Electronics and Conoch AI hett inom standarden nected Services. ­Autosar, där Esol är partner. Sedan 2018 finns ett franskt dotterbolag. Det kommer att fyllas på med fler ingenjörer. I N D U S T R I R O B OT I K är ingenjörs­ Dessutom kommer personal anmässigt ett område som delvis

överlappar fordon och Emcos stöder det populära robotramverket Ros. Esol är bland annat partner till kaliforniska Apex som just börjat erbjuda en privat implementering av Ros kallad Apex OS. 450 personer jobbar på Esol, som omsätter 90 miljoner dollar. Företagets verksamhet startade på 70-talet. En printer i regelbundet uppdaterade versioner var den stora produkten under återstoden av seklet. Därefter gav sig företaget in på realtidssystem, generellt med operativsystem och utvecklingsverktyg. I synnerhet inom säkerhetskritisk fordonselektronik med stöd för Osek och Autosar. Esol har bland produkterna ett realtidsoperativsystem kal�lat ET-Kernel. Från det löper trådar tillbaka till en klassisk standardarkitektur kallad Itron som skapades i Japan på 80-talet. ET-Kernel, ”Extended T-Kernel” är en utökad version av en öppen Itron-implementering kallad T-kernel. JAN TÅNGRING

jan@etn.se

Ny generation av Europas superprocessor Franska Kalray visar för första gången i Europa upp sin tredje parallellprocessor – Coolidge.

I Europa? Jo, amerikanerna fick faktiskt känna på den 80-­kärniga 64-bitarsprocessorn under ­konsumentelektronikmässan. Den tejpades ut i augusti i 16 nm FinFET och ska släppas i provexemplar i april. På under 20 watt ska den kunna leverera fyra teraflops eller 25 Tops – 25 gånger mer än föregångaren ­Bostan som tillverkades i 28 nm. I mässbåset demonstreras den görandes AI-beräkningar – den ritar rektanglar runt båsbesökarnas huvuden. NXP använder Coolidge i sin självkörningsplattform Bluebox, som också den demonstreras. Kalrays processorer finns även i självkörningsplattformar i de asiatiska ekosystemen Autoware respektive Apollo. Enligt Cordova står den egna processorn sig väl i prestanda i jämförelse med Nvidias gpu:er som fortfarande dominerar

14

bygga kretsar med olika kominom självkörning. Var och en plexitet, i framtida generationer av de 80 kärnorna har har en av en processor till exempel, men coprocessor som gör tensoropefortsätta att programmera med rationer. De ska göra Coolidge samma mjukvara. effektivare än en gpu och flexib­ Kalray odlar sedan tidigare lare än en AI-asic. ­ytterligare även marknaderna Arkitekturen behåller sitt flyg och rymd, och datacenter. ursprungliga stöd för realtid och ISO 26262-certifierat funktions- Nu lockar även 5G-nätet. Inom datacenter används säkerhet, egenskaper som utnyttKalray skarpt inom bland annat jas i Coolidges föregångare i flyg datalagring och nätverk. Också och rymd-tillämpningar. maskininlärning kan komma att EU gillar och stöder Kalrays processorer. De ska bli basen i en bli aktuellt. Tekniken utnyttjas för att effektivisera datalagring europeisk exaflopssuperdator – och göra datalagren sökbara på en triljon räkneoperationer per sitt innehåll. sekund – byggd på ­europeisk Kalrays fjärde processor komhårdvara. Ett kluster av Kalraysmer blir version 2 av Coolidge. kärnor ska integreras i en Den ska dubblera prestandan på systemkrets. AI-coprocessorerna. Kalray är inte mycket involve– Vi hittade ett sätt att göra rad i superdatorprocessorn, utan det på, säger Kalrays den konstrueras av andra vd Stephane Cordova, projektdeltagare som kortfattat. integrerar Kalrays IP. Googles flyttalsforFler frågar efter att anmat Brain­float har fått vända Kalrays IP i egna ett plötsligt och brett kretsar. Intresset väcks av stöd bland AI-procesarkitekturens skalbarhet, enligt Kalray. Det går att Stephane Cordova sormakarna. Men det

Coolidge demonstreras för själv­ körning och AI.

stöds inte i Coolidge. Och det är fortfarande en öppen fråga om den får stöd i Coolidge 2. Kalrays femte processor kommer att heta Dolomite och ska bli ett större omtag i arkitekturen. – Den är fortfarande mycket öppen. Vi har vissa idéer. Fokus fortsätter att ligga på prestanda per watt. Den kommer antagligen att implementeras i en mindre process, säger Stephane Cordova, som hoppas kunna visa upp gröna siffror år 2022. JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


Rysk rask risc Dhrystoneprestanda är 2,2 respektive 2,44 poäng per MHz. I TSMC 28HPC+ kan de klockas till 1,2 GHz. Risc-V:s gruppmonter är uppställd på mässan för tredje året. Risc-V är orsaken till att Cloudbear existerar. I den gemensamma montern – Vi var några stycken som inför företag i ekosystemet för den såg att Risc-V var var en mycket öppna processorarkiketuren intressant utmanare till Arm, Risc-V, hittar vi Cloudbear från berättar en av företagets grunSankt Petersburg. Det är ett av dare, Alexander Kozlov, med en de många företag som erbjuder tidigare bakgrund på Samsung. kommersiella Risc-V-kärnor. Cloudbears första Risc-VArkitekturen Risc-V är berömd för att den är fri – vem som implementeringar var kärnor för helst kan bygga en processor som mikrostyrkretsar (motsvarande ungefär cpu-jätten Arms familj använder Risc-V-instruktionerCortex M) och för appna gratis och utan att be processorer (motsvanågon om lov. Trots det – rande Cortex A). eller tack var det? – finns Den kärna som det ingen annan arkitekCloudbear licenserat tur med lika stor bredd i flest av är mikrokärnan urvalet av kommersiella BM-310. Den har en implementeringar. trestegspipeline och fyDet nya som Cloudbear presenterar på Em- Alexander Kozlov siskt minnesskydd. Den bedded World i år, är två kärnor i motsvarar ungefär en Cortex M3 en prestandafamilj kallad BI – en ”med lite bättre prestanda”, enligt Cloudbear, och har bland annat 32-bitare och en 64-bitare. De fått en design win hos ryska kan till exempel integreras i sysMilandr i en smart elmätare. temkretsar för modem, beräkBM-310 är kompatibel med ningsacceleratorer, nätverkskort, debuggingverktyg från IAR, automation, sd-kortstyrning Segger och Lauterbach och kan eller andra tillämpningar som klockas till 600–700 MHz tillverkräver snabba dataflöden eller kad i TSMC 28HPC+. beräkningar. Två prestandaoptimerade Risc-V-kärnor med i det när­ maste kompletta uppsättning­ ar av de hittills standardisera­ de Risc-V-extensionerna – det erbjuds av ryska Cloudbear.

B Å D A Ä R I N T E B A R A prestanda­ optimerade utan prickar dessutom av nästan alla tillägg till Risc-V som hittills klubbats som standarder. Arkitekturen är närmare bestämt ”RV64IMCAFDN”- vilket betyder att den stöder i tur och ordning heltalsaritmetik (I) inklusive multiplikation och division (M), komprimerade instruktioner (C), atomära instruktioner (A), flyttal (F) i dubbel precision (D) och sist men inte minst avbrottshantering på user-nivå (N). Alla utom den sistnämnda är frusna standarder. Det som saknas bland de utökningar som är klubbade är ”Q” – dubbel dubbel precision. 32-bitaren heter BR-351 och 64-bitaren heter BR 651. Deras

R I S C - V B E F I N N E R S I G under standardisering och Cloudbear är en aktiv medlem i stiftelsen. Där har företaget av naturliga skäl tagit på sig ansvaret att se till att arkitekturen får ett bra stöd för ryska kryptostandarder. – Och det tror jag att vi kommer att få. Ryska, amerikanska, kinesiska – det ser ut som om alla kommer att få bra stöd, säger Alexander Kozlov. Stöd för en utökning med vektorinstruktioner (V) i Risc-V ska klubbas i år. Det blir en milstolpe för dem som är intresserade av prestandaberäkningar som ­grafik, maskininlärning, signalbehandling och simulering. Vektorinstruktionerna är även viktiga för kryptering, som har en egen arbetsgrupp inom RiscV-stiftelsen. Alexander Kozlov berättar att vektorgruppen lyssnar noga på krypotogruppens önskemål. JAN TÅNGRING

jan@etn.se



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

15


TEMA: IoT & SENSORER

Wifido – centralpunkten i   Nätverkskameror ­brukar vara fula och dessutom krångliga att koppla ihop med andra system som styr be­lysningen, hanterar låset på ytterdörren ­eller reglerar värmen. Wifido utmanar ­invanda koncept med sin ­skandinaviska design samtidigt som det ­aspirerar på att bli en lättanvänd central­ punkt i ditt smarta hem.

D

e flesta brukar utgå från tekniken när de utvecklar en pryl för det uppkopplade hemmet. Richard Lindquist och Thomas Steenhouwer‚ som grundat Wifido tillsammans, gjorde tvärtom. – Vi har satsat väldigt mycket tid på att tänka igenom vad som är viktigt för att bli konkurrenskraftig och har skapat ett heltäckande koncept, säger Richard Lindquist. Han har en bakgrund inom marknadsföring från både större företag och i egen regi. Partnern Thomas Steenhouwer har arbetat med försäljning, bland annat som chef för Bosch svenska verksamhet inom elverktyg. Tilläggas kan att de känner varandra sedan studietiden på ekonomlinjen. – Alla produkter till smarta hem ser ungefär likadana ut. Det sista företagen gjort är att slå ihop ett plastskal. Vi började i andra änden och tog fram en produkt för dem som inte kommit in i det smarta hemmet ännu. Allt måste fungera direkt och dessutom se snyggt ut, säger Richard Lindquist.

TA N K A R N A F Ö D D E S 2015 men det tog några år innan de mejslat fram konceptet och kunde satsa helhjärtat på bolaget. Hittills har de plöjt ned över 25 miljoner kronor, dels i egna resurser men också i pengar från affärsänglar

16

och lån från Almi. Utvecklingsarbetet har gjorts i olika delar av världen. Som kuriosa kan nämnas att teknikchefen sitter i Tyskland och till vardags arbetar på universitetet i Regensburg. Precis som de flesta konkurrenter har Wifido en kamera, en rörelsesensor, en mikrofon och en högtalare. Plus uppkoppling till omvärlden. Men där slutar likheterna. Designen, det vill säga utseendet, är gjord av Tools Design som

också står bakom många designade husgeråd och möbler under varumärket Eva Solo. Wifido är tänkt att stå framme – som en vas eller ett designföremål. Kameran är tydligt markerad med en stor lins, det är ingen tvekan om vad det är. Samtidigt kan du vara säker på att den är avstängd om du slagit av den, eftersom kameran sitter på ett separat kretskort. Mer om det senare. Det som också skiljer Wifido från andra produkter för smarta

hem är att den redan från början är tänkt att styra andra system och därför klarar fyra trådlösa standarder: wifi, Zigbee, 433 MHz och NFC. – Vi har lagt ned mycket tid på att få allt att fungera tillsammans, det är inget man kopierar särskilt lätt, säger Thomas Steenhouwer. Intressant att notera är att företaget valt Zigbee och inte Z-Wave. – För tre år sedan kändes Z-Wave större i Norden men när ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


TEMA: IoT & SENSORER

 ditt smarta hem Ikea hoppade på Zigbee bytte vi också i den senaste versionen av moderkortet. Redan från start fungerar Wifido ihop med de smarta strömuttagen från Telldus och Nexa, vilket gör att man exempelvis kan styra lampor och fristående element via den tillhörande appen. Det senare tilltalar särskilt ägare av fritidshus varav det finns nio miljoner i Skandinavien. Ytterligare en sak som är unik med Wifido är att det går att plugga i upp till fyra moduler vilket öppnar för integration med andra leverantörer och andra standarder. Modulerna placeras bakom den avtagbara och tygklädda fronten som finns i ett antal färger. Utrymmet för modulerna är ungefär som en tändsticksask och de ansluts via ett USB-gränssnitt till moderkortet. – Det skulle kunna bli som Appstore för moduler, säger Thomas Steenhouwer. E N M O D U L SO M KO M M E R att ­finnas redan vid lanseringen ger 4G-uppkoppling vilket gör att Wifido kan övervaka och styra funktioner i sommarstugan, husbilen eller båten som i de flesta fall saknar fast uppkoppling. – Vi har en plan framåt med nya saker som kan kopplas upp, det kan vara värmepumpar, belysning som Hue eller produkter från Ikea. Vi kan byta API:er och leva i ett ekosystem, säger Richard Lindquist och fortsätter: – På sikt kan tjänster bli den största verksamheten, där vi samarbetar med olika aktörer och tar en avgift för det. Blir det en vattenläcka är det bättre att en rörfirma rycker ut än att det kommer en väktare. På motsvarande sätt kan ett larm om att en äldre person ramlat, gå till ett vårdbolag och brandlarmet till just brandkåren. För att Wifido ska fungera behövs ett eluttag även om enheten strömförsörjs med 5V via en USB-C-kontakt. Det inbyggda batteriet räcker bara någon timme och är mest tänkt för att enheten ska hinna skicka ett meddelande om strömmen går.



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

Den kan också skicka foton om den är inställd för att göra det. Som komplement till Wifido finns Tick som ser ut som en lite större nyckelbricka med en snodd att hänga upp den i. – Det är en enkel pryl med många användningsområden. Det klassiska är att hänga den på ett fönster eller dörr så att man får ett larm om de öppnas men man kan också hänga den på sin dyrgrip eller på brevlådan så vet man när posten kommer. T I C K H A R S E N S O R E R för rörelse och temperatur och kommuni­ cerar med Wifido över 433 MHz-bandet vilket ger en förhållandevis god räckvidd. Vid normal användning räcker den utbytbara 2032-knappcellen i minst ett år. – Man kan också lägga den i barnets ryggsäck och få information om när den tappar kontakten med basenheten. Alternativt kan man programmera den att larma om den inte rör sig. Ligger den på en pillerburk kan man få en påminnelse om man glömt att ta medicinen. – Det är bara fantasin som ­sätter gränsen. Och så var det kameran. Den sitter på en egen modul med separat strömförsörjning. För att användaren ska vara säker på att den verkligen är avstängd har modulen en liten grön lysdiod som indikerar när kortet INTE är strömsatt och kameran därmed är inaktiv. – Lyser den kan du vara säker på att kameran är av, säger ­Thomas Steenhouwer. Integritetstänkandet återfinns i lagringen av bilder, som hamnar på ett SD-kort i enheten. Det går att rent fysiskt plocka ut kortet för att titta på dem men också få bilder skickade via exempelvis mobilnätet om enheten finns i

Thomas Steenhouwer Richard Lindquist

sommarstugan. – Vi vill ha så lite som möjligt i molnet om inte användarna själva vill det. Befintliga molntjänster finns utanför Sverige vilket innebär att olika underrättelsetjänster får tillgång till privata data. Vi använder bara svenska servrar för våra molntjänster. En konsekvens är att Wifido inte kan styras via en smart högtalare som Alexa eftersom informationen automatiskt lämnat landet. – Blir det stor efterfrågan på röststyrning kan vi ta fram en modul men då är det kunderna som gör valet. Även om Wifido vill bli en centralpunkt i det smarta hemmet kommer lanseringen inte att ske via någon av de stora hemelektronikkedjorna eller i egen regi. Istället siktar grundarna på högprofilerade heminredningsaffärer som Illums Bolighus. – Vi vill sälja mer på design än teknik. Och inte på volymer. Det handlar mer om att bygga varumärket, säger Thomas Steen­ houwer. N Ä S TA S T E G i affärsplanen är inte heller tänkt att bli någon volymdräpare – det skulle kunna bli mobiloperatörernas butiker, som ofta finns på de bästa lägena. – Sen, när resurserna växer, vill vi ut på volymföretagen, som Elgiganten. Ytterligare försäljningskana­ ler kan bli försäkringsbolag, stadsnätsbolag, kabeloperatörer eller andra företag som erbjuder Wifido som en del av abonnemanget eller tjänsten. Men först behövs pengar.

Målet är att inom kort ta in sju miljoner kronor. Ungefär halva det beloppet räcker för att få igång produktionen. Resten handlar om att ha råd att köpa in hundratalet komponenter så att det räcker för mer än bara den första omgången, eftersom ledtiderna för vissa komponenter är långa. Innan dess måste produkten också certifieras och det behövs testriggar. – Vi har både hårdvara och mjukvara på en bra nivå för att lansera. Så fort vi får in pengar trycker vi på knappen, säger Thomas Steenhouwer. F Ö R H O P P N I N G E N är att lanse­ ringen ska ske efter ­sommaren, med reservation för vad corona­ viruset kan ställa till med i leverantörskedjan. – Vi har färdig sourcing från Kina med olika partners men också med ett svenskt företag, Orbit One. Priset till konsument är tänkt att ligga runt 4500 kronor. Tilläggas kan att Arrow har certifierat produkten eftersom företaget kom med i distributörens start up-program. Däremot passade det inte att ta in några pengar den vägen och köra en gräsrotskampanj på Indiegogo. Det skulle ha krävt en global lansering och därmed större komplexitet vad gäller antalet frekvensband som radion måste kunna hantera. Dessutom skulle det behövas anpassningar till fler språk, och frågor kring integritet skulle ha blivit en komplicerande faktor.

PER HENRICSSON per@etn.se

17


Tryckt etikett vill minska matsvinnet TEMA: IoT & SENSORER

A

llt började år 2012 med att Martin Olsson blev magsjuk två gånger på kort tid. Det fick lundaforskaren och grundaren av Innoscentia att börja fundera på om det inte skulle kunna gå att trycka ett bläck på förpackningarnas etiketter som visar om innehållet är dåligt. För att avgöra det behöver man kunna mäta koncentrationen av de gaser som bildas när maten bryts ned, när den ruttnar. Dessutom måste sensorn kunna tillverkas i stora volymer till ett väldigt lågt pris för att bli praktiskt användbar. – Martin Olsson tog fram ett bläck som byter egenskaper när det kommer i kontakt med de volatila gaserna från ned-

En stor del av den mat vi köper slängs när den passerat bäst-före-datum trots att det inte är något fel på den. En etikett som visar om maten fortfarande är ätlig skulle kunna minska svinnet. Tekniken kommer från uppstartsföretaget Innoscentia. 1. Volatila organiska gaser från nedbrytningsprocessen kan upp­ täckas av den kemiska sensorn. 2. En elektrisk krets kan mäta den kemiska förändringen när sensorn reagerar på gaserna.

3. Den elektriska signalen kan avkodas av en transponder.

4. Den digitala signalen kan meddela om maten är färsk eller inte vilket kan visas på produkten . . . 5. . . .eller laddas på ett RFID eller NFC-chip.

brytningsprocessen, säger Erik Månsson som klev in som vd i juni 2019. B L ÄC K E T T RYC K S på ett plastsubstrat som släpper igenom gaserna men som förhindrar att

det kommer i kontakt med maten. Resultatet är en etikett som placeras i matförpackningen. – Vi blir ett komplement till nuvarande märkning som säkerligen kommer att vara kvar. Man brukar säga att marginalen ligger

vid 70 procent av produktens faktiska livslängd. Det är den som inte aktiveras. Företaget siktar till att börja med in sig på köttbranschen. – Det är ett högt värde på kött men sensorn går att utveckla för

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 samt vår egen medlemstidning Elteknik. Läs mer om oss på www.ser.se Du kan även mejla oss på ser@ser.se

18

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


andra produkter som mjölk eller fisk, säger Erik Månsson. Det finns siffror som säger att det kasseras så mycket som 50 miljoner ton kött varje år. Etiketten kommer att finnas i två varianter, en analog och en digital. I den analoga byter bläcket färg när gaskoncentrationen passerar en förutbestämd nivå och indikerar på så sätt att maten inte längre är ätlig.

prototyper tillsammans med forskningsinstitutet Rise i Linköping som visar att tekniken, som är patenterat i Europa, USA och Kina, fungerar.

U T V E C K L I N G S A R B E T E T har stötts genom olika anslag från framförallt Vinnova. Det senaste kom i december och var på två miljoner kronor. Företaget har också tagit in knappt åtta miljoner i riskkapital varav sex miljoner så sent som i augusti i I D E N D I G I TA L A varianten ändras fjol. I planerna finns att ta in mer konduktiviteten i bläcket kapital i slutet av året för att ha beroende på koncentrationen finansiering hela vägen till en av gaserna. Det går därmed att följa nedbrytningsprocessen och kommersiell produkt. Dessutom har företaget se hur lång tid det är kvar innan ansökt om ett lån på en miljon innehållet måste konsumeras. kronor i Indien, pengar som Bläcket trycks på en elektrod ska användas för utvecklingssom i sin tur är kopplad till en arbetet. Kopplingen till landet utläsningskrets. Om det blir hänger samman med att en av NFC, rfid eller något annat är ­grundarna kommer därifrån och inte bestämt. ville flytta tillbaka efter närmare – Det beror på användningstio år i Sverige. Företagets område. Vi är fortfarande i utvecklingsavdelning en utvecklingsfas. med tio personer finns NFC skulle passa för en därför i Hyderabad. konsumenttillämpning. – Om man pratar TRL Då kan läsa av sensorn ligger vi runt sju, säger med sin mobiltelefon och Erik Månsson som är den se hur lång tid man har på sig att förbruka maten, Erik Månsson enda heltidsanställda i Sverige. men också få en påminnelse om Technology Rediness Level, att den snart går ut. Är kunden istället en handlare TRL, är en niogradig skala där en kan rfid vara ett bättre alternativ. sjua innebär att tekniken har testats under verkliga förhållan­den Då kan etiketterna läsas av på men inte är färdig för serieprolite längre avstånd och informaduktion. tionen kan kopplas ihop med andra system som håller koll på innehållet på hyllor och i kylar. P L A N E N Ä R AT T D E F Ö R S TA pilot– Idag lägger man mycket tid testerna ska starta i början av på att manuellt gå runt i butinästa år och att en kommersiell kerna och kontrollera datum och lansering av de analoga etiketplocka i kylar. terna ska ske i början av 2022. Tittar man ännu längre bort i Först måste dock etiketten testas tiden skulle kylskåpet kunna bli av EFSA, European Food Safety betydligt hjälpsammare än idag. Authority, och det krävs en cer– Ett intelligent kylskåp skulle tifiering i Sverige av livsmedelskunna hålla koll på vilka varor verket. som är på väg att gå ut och föreslå – Att vi inte gjort det än beror ett lämpligt recept, men det är på att man måste ha den färdiga något som ligger långt fram i kompositionen på bläcket och tiden, säger Erik Månsson. kunna beskriva hela innehållet. Innoscentia startade våren Tillverkningen kommer att 2015 och har hunnit ta fram göras av etikettspecialisten Beneli i Helsingborg. – De kan branschen och är FAKTA duktiga på innovation. Beneli är ett tryckeri som Runt 20 procent av all mat slängs innan den når tallriken. specialiserat sig på olika typer av Vi konsumenter står för större tryckta, stansade och självhäfdelen genom att kasta mat tande etiketter som bland annat som passerat bäst-före-datum kan kommunicera med rfid och men även butiker och grossisNFC. PER HENRICSSON ter står för delar av svinnet.

OUR DELIVERY PROMISE: Same day shipping for all orders received by 6pm

Our services: n 1.8+ million articles from

500+ renowned manufacturers n 75,000+ articles in stock in Munich, Germany n 500,000+ additional articles readily available n Online Shop: buerklin.com n Industry-focus line cards of well-known and reliable

manufacturers n eProcurement solutions: OCI, API, electronic catalogs, EDI n Large teams of multilingual inside sales and field sales

in Germany n Sales representatives in Italy, France, United Kingdom, Ireland,

Scandinavia, Eastern Europe, Brazil and the Middle East

www.buerklin.com YEARS

per@etn.se



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

19


SIGNIFY

TEMA: IoT & SENSORER

BELYSNINGSEXPERT:

Ser ljust på data över ljus Nederländska Signify har tagit LiFi – Light Fidelity – på stort allvar. För två år sedan var belysningsföretaget det första större företaget att lansera en egen produkt. Nu är generation två på väg ut, med fem gånger högre bithastighet. Rob van Brunschot, nytillsatt Sverigechef på Signify, delar med sig av företagets LiFi-satsning.

Kort, vad är LiFi? – Det är ett snabbt, bredbandigt, tillförlitligt och säkert internet via ljus. Optisk kommunikation alltså? – Ja, men här vill jag tydliggöra att det finns två varianter av optisk kommunikation. Den ena

20

är kodat ljus, som är envägskommunikation via det synliga ljusets spektrum. Det har vi utvecklat under en längre period. Idag säljer Signify belysningslösningar med kodat ljus redan i större skala. Huvudsakligen handlar det om positionering inomhus, exempelvis för att guida individer på flygplatser eller i varuhus. – Tänk dig Googlemaps för inomhuspositionering. Din mobilkamera kan plocka upp den modulerade ljussignalen. Sen ser du din position på 10 cm när, säger Rob van Brunschot. LiFi däremot, handlar om tvåvägskommunikation. Signify släppte sin första LiFi-produkt på Light+Building för två år sedan. Den lösningen, Trulifi 6001, kommunicerade med synligt ljus i nedlänken och infrarött ljus i upplänken. Den nya generationen, Trulifi 6002, skickar ir-ljus i båda riktningar.

Så framtiden är ir? – Åh, det är en klurig fråga. Saker förändras väldigt snabbt, men just nu fokuserar vi fullt ut på ir när det gäller LiFi. I skrivande stund har företaget två produkter – Trulifi 6002 och Trulifi 6013 – som båda är redo att kommersialiseras. Trulifi 6013 är specifik för industrin. Den ­kommunicerar med 250 Mbit/s, vilket är världsrekord för LiFi. Den är exempel­ vis tänkt för maskiner som behöver internet, men där det är

Rob van Brunschot

SIGNIFY

N

är den stora belys­nings­ mässan Light+Building i Frankfurt drabbades av Coronaviruset förändrades allt snabbt. Mässan, som skulle ha slagit upp portarna den 8:e mars, sköts resolut fram till den 27 september. Lika resolut blev det en telefonintervju med Rob van Brunschot, som sedan oktober i fjol är Sverigechef för Signify (f d Philips Lighting). Trots viruset fick jag tala LiFi med den nederländska belysningsgiganten, som visat på höga ambitioner inom teknikområdet.

Varför har ni valt ir? – Det finns flera fördelar med ir i båda riktningar. En är att hastig­ heten ökar rejält. Vi har gått från 30 Mbit/s vid synligt ljus, till 250 Mbit/s med ir. Dessutom innebär ir att du inte behöver ha ljuset tänt i en lokal när du skickar data. Ytterligare en fördel är att ­våglängden ökar när du går från det synliga ljusspektret till ir. Det gör att signalen når längre, samtidigt som det blir mindre störningar.

I flera av sina belysnings­ lösningar har Signify en slot dit en transceiver enkelt kan anslutas.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


TEMA: IoT & SENSORER svårt att dra kablar. – Vi använder en väldigt smal ljusstråle. Den måste ställas in noggrant för att ge punkt-tillpunkt-kommunikation i hög hastighet upp till åtta meter. Givetvis går det att nå längre med lägre hastighet, förklarar Rob van Brunschot. Trulifi 6002 når 150 Mbit/s. Den har bredare spridning och är tänkt att användas i allt från kontor och sjukhus till sport­ arenor, flygplan och bussar. Enheten kommunicerar inom en diameter på cirka två meter då avståndet mellan sändare och mottagare är 1,2 till 2,8 meter. En zon byggs kring en accesspunkt som det går att koppla sex transceivrar till. De kan anslutas till den vanliga belysningen i exempelvis taket eller användas fristående. En zon kan hantera 16 mottagare – exempelvis mottagare kopplad till datorer. – I flera av våra belysningslösningar har vi ”slots”, så det blir en plug-and-play-lösning och är väldigt lätt att installera. – Men vi har även boxar som du kan sätta i taket som kan användas fristående, även om enheten oftast behövs där människor sitter och det redan finns ljus. I taket matas sändaren med data och elektricitet, vanligen via en Power over Ethernetanslutning men det kan också ske via USB-C eller RJ45. Kommunikationen är krypterad med 128-bitars AES. OFDM-modulation används för att stödja flera samtidiga användare. Signify använder ett MaxLinear-chip, så det är ingen proprietär lösning.

FAKTA

Kort om LiFi Light Fidelity, eller LiFi, handlar om att skapa tvåvägskommunikation genom modulerat ljus – synligt, infrarött eller ultraviolett ljus. LiFi skickar, likt wifi, data elektromagnetiskt. Men över­ föringshastigheten till varje individ påstås kunna nå upp till tusen gånger högre än i ett wifi-nät. Skillnaden beror bland annat på att det i ett rum enbart bör finnas en wifi-router för att undvika störningar, däremot finns det inga problem med att ha ett stort antal ljuskällor som kommunicerar bredvid varandra. Annat anhängare ser som positivt är att det kommer att finnas en existerande infrastruktur nära modern belysning som dessutom kan driva LiFi-enheter samt att kommunikationslänken som skapas har hög säkerhet, då ljus stannar inom rummets fyra väggar. Samtidigt hävdar ingen att LiFi ska ersätta dagens teknik, utan snarare handlar det om ett betydligt snabbare alternativ där exempelvis wifi och Bluetooth inte fungerar så bra. AW

Vad utvecklar Signify?

– Faktiskt allt. Accesspunkterna, transceivrarna och mottagarna som förbinder användarnas datorer. Sen levererar vi även största delen av kablarna. Förbindelsen mellan accesspunkt och router handlar om ett standardiserat IT-nät. Samtidigt påpekar Rob van Brunschot att prestanda främst beror av den optiska konstruktionen. Och som belysningsbolag har Signify lång erfarenhet av att utveckla inom optoområdet.

– Optodelen påverkar kommunikationshastigheten väldigt mycket. Du behöver ir-ljus kompletterat med rätt optik, riktat dit du behöver signalen. Tekniken är i sin linda och standardiseringsarbetet är ännu lite av ett krux. Hittills har IEEE och ITU inte lyckats enas om en standard för ir-modulationen. Signify har valt att följa ITU:s standard eftersom företaget gärna vill samarbete med telekombolag. – Vi försöker bygga samarbeten med företag som Ericsson och Vodafone. Vi ser att våra ­system kan komplettera var­ andra, där vi skapar förbindelse via ljus. 5G är perfekt för ett samarbete, menar Signify. 5G innebär att telekomföretag som Ericsson behöver komma närmare användarna, på grund av den mindre bandbredden – då kan LiFi vara en väg att gå. – Idag placeras de flesta antenner på byggnader, men i framtiden skulle det gå att integrera 5G-antenner och -nät på lyktstolpar. Redan nu jobbar vi ganska nära telekombolag inom dessa områden. Till att börja med fokuserar Signify på lösningar inomhus. Inom transportsektorn har företaget redan flera samarbeten, bland annat ett med italienska Ellamp, som ska integrera LiFi i bussar, och ett med franska Latécoère, som planerar att leverera tekniken till flygplanstillverkare. Wifi har problem i både bussar och flygplan bland annat för att signalen är känslig för oförutsedd rörelse, som skakningar och turbulens.

I flygplan har LiFi även andra stora fördelar. En är att data skickas till mediaspelaren över kopparkabel. I ett normalt flygplan används idag hela tre kilometer kopparkabel för detta. En annan kommer av att de flesta flygplan är leasade. – När en leasingperiod tar slut ska alla flygplansstolar ut och ersätts av nästa flygbolags stolar. Då är det riktigt krångligt med kablar. – En trådlös lösning vore mycket enklare, så det undersöker vi med Latécoère. Vi har just avslutat tester och allt har fungerat bra. Nu diskuterar vi hur vi kan skala upp. Mer än det kan jag inte säga idag. Andra områden som Signify ser att LiFi har chans att tränga sig in på relativt snart är där det finns problem med överbelastade nät, som exempelvis pressrum i stora sportarenor. Detsamma gäller större mässor. Så sakteliga börjar tekniken spridas. Det finns exempelvis bordsdatorer och maskiner som har LiFi integrerat, men för att den verkligen ska komma ut brett måste mobiltelefontillverkare integrera LiFi-chip likt de gör med wifi. Så, vart är vi på väg? – Jag vet inte, men min dröm är att jag om 10–15 år ska kunna koppla upp mig mot nätet via LiFi vid alla lyktstolpar. Det betyder att jag alltid har snabbt och säkert internet, även utomhus. Jag tror verkligen att det är dit vi är på väg. ANNA WENNBERG anna@etn.se

FAKTA

EU bereder väg för LiFi



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

kombination med att allt fler uppkopplade enheter ska kunna kommunicerar inom ett begränsat utrymme, till exempel ett rum eller en kontorsbyggnad, gör att efterfrågan på radiofrekvenser kommer att öka mycket snabbare än tidigare förväntat. ELIoT ska alltså reda ut vad ljus kan göra för IoT i framtiden. Signify leder projektet. Från start ingick Nokia, MaxLinear, Deutsche Telekom, KPN, Weidmüller, LightBee, University of Oxford, Eindhoven University of Technology och de två Fraunhoferinstituten Heinrich Hertz Institute HHI och Fokus, men fler företag väntas tillkomma. AW

Idag används oftast en dongel för att koppla upp en dator via LiFi, även om det finns datorer med integrerade LiFi-mottagare.

SIGNIFY

Det treårigt EU-projektet ElIoT – kort för Enhance Lighting for the Internet of Things – kickade igång för ett halvår sedan. Inom det ska akademi och industri utveckla IoTlösningar baserade på LiFi. ELIoT ryms inom EU:s forskningsprogram Horizon 2020, och finansieras med sex miljoner euro. Projektet ska titta på om ljusspektat kan komplettera wifi och radio när allt fler IoT-enheter börjar rulla ut på marknaden. Det som driver på är insikten att framtida IoT-lösningar kommer att ställa allt högre krav på datahastig­ het, pålitlighet och stabilitet hos den trådlösa anslutningen. Det i

21


Brukade läsa nummerp Vi byggde om ­parkeringsgaragets nummer­plåtsläsare till ett geststyrt passer­system byggt på ­ansiktsigenkänning.

IKEL

Av Qi Zhang och Thomas Kepcija, Rutronik

Qi Zhang ger teknisk assistans när

­utronik bygger montrar för utställR ningar och arbetsmaterial för workshops. Han är ingenjör i kommunikationsteknik och har en masterexamen i mikrosystem efter studier på Daliens maritima universitet i Kina respektive Chemnitz tekniska universitet i Tyskland.

Thomas Kepcija är produktsäljchef på

Rutronik med särskilt ansvar för magne­ tiska sensorer och strömsensorer. Han har mer än 20 års erfarenhet av halv­ ledarbranschen.

I

Hasselt i Belgien finns parkeringsgaraget Q-Park. Vid grinden läses fordonets registreringsskylt med kamera och skrivs in i magnetremsan på en biljett som föraren drar genom en läsare. Data lagras på en server, eventuellt i molnet. Fordonet parkeras och passagerarna gör sina affärer och springer sina ärenden. Betalningen sker vid utcheckningen i en maskin i parkeringsgaraget eller på ett hotell intill om besökarna övernattar där. Föraren återvänder till fordonet och kör mot utgången. Grinden öppnas automatiskt efter att en annan kamera läst och jämfört registreringsskylten med lagrade data. Konceptet är smidigt genom att det eliminerar behovet av att veva ned fönstret. Om du bor på partner­hotellet slipper du dessutom stå vid en betal­automat. I korthet består systemet av två fasta kameror, en nummerskyltläsningsalgoritm, molndatabas och styrsystem för grindbommarna. Från denna nummerplåtsläsare byggde vi ett system för ansiktsigenkänning. Systemet består av kamera med ansiktsigenkänningsalgoritm och en geststyrd kamera med motor som vrider kameran. Angreppssättet är typiskt för Rutronik när ett system ska bestå av delsystem från flera

22

olika tillverkare och partners: ge kunden ett proof-of-concept för en förstudie genom att modifiera ett befintligt system. Rutronik använde också ett annat av sina trumfkort – synergier. Uppdraget att definiera komponenter och fördela arbetsuppgifter gick till specialister från olika avdelningar: kraft, mikrostyrkort, analogt & sensorer, trådlöst, inbyggda system, mekanik och passivt. Samarbetet mellan olika avdelningar sparar tid och gör det möjligt att ta fram och visa upp ett övergripande koncept. Allt i överensstämmelse med Thomas Rudels klassiska slogan: ”allt från en och samma källa” Funktionell beskrivning av demonstrator och tillämpningar Här är funktionsspecifikationen. Högst tre personer står bredvid varandra framför en kamera. En stegmotor riktar kameran mot personerna i tur och ordning och fotograferar dem. Bilderna lagras identifierade med nummer eller namn. Stegmotorn styrs med en högspänningsstyrenhet som får instruktioner från en gestsensor. I en andra omgång fotografering byter deltagarna plats – för att verifiera att de verkligen kan identifieras med hjälp bildsensortillverkarens algoritm, som heter Okao Vision. Tillämpningen för ovannämnda system är passerkontroll inom ett företagsområde. I en databas, eventuellt på en molnserver, finns bilder av de anställda, som var och en är associerad till lämpliga behörigheter baserat på arbetsuppgift. Genom att jämföra livekamerabilden med databasen kan de anställda ges tillgång till parkeringsplatser, byggnader, områden eller andra interna zoner. Personer som inte är anställda släpps inte in utan att registrera sig i receptionen eller via ett intercomsystem. Besökare kan ges rättigheter att röra sig inom vissa zoner. Regelbundna besökare kan lagras i databasen för att slippa registrera sig, om de i förväg godkänts av en kontakt för schemalagda besök. För anställda kan systemet dessutom fungera som elektronisk stämpelklocka och på så sätt eliminera behovet av gammaldags system som brickor, kort eller ID. Systemet skulle fungera lika bra sjukhus och andra allmänna institutioner, som på företag. Istället för en tillämpning med geststyrda kameror skulle man kunna bygga helt andra typer av system på samma komponenter. Exempelvis system som exempel vrider upp och ner ett blad med hjälp av geststyrning eller någon annan sensorteknik. Syftet skulle

KÄLLA: RUTRONIK

PE R

R TA T

EX

TEMA: IoT & SENSORER

Figur 1. Schema över demonstratorns konstruktion.

kunna vara att vinkla backspeglarna på en bil eller för att reglera luftintaget i ett fordon. Många andra tillämpningar är tänkbara på de grundläggande principer som denna demonstrator utnyttjar. Demonstratorns konstruktion och komponenter Demonstratorn består av TDK:s högspänningsstyrenhet HVC 4223F, stegmotorn 14HS170504S, Vishays närhets- och omgivningsljusgivare VCNL4035X01, ett STM32F4-kort och Omrons kameramodul och bildsensor HVC-P2. Systemkonceptet hålls medvetet enkelt. Det konstrueras närmast uteslutande från utvärderingssatser för att säkerställa reproducerbarhet. På det lilla demonstrations-

Figur 2. VCNL4035X01 och blockdiagram.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


TEMA: IoT & SENSORER

låtar, känner igen ansikten FAKTA



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

Figur 4. Gest från höger till vänster: PS2 -> PS1.

inkluderas med Vishays gestsensorskort finns en detekteringsalgoritm och program för visning av mätdata. Dessutom kan vissa parametrar justeras via mjukvara. TDK-Micronas motorstyrenhet HVC 4223F TDK:s motorstyrenhet HVC 4223F (som marknadsförs under varumärket Micronas) saknar I2C-gränssnitt i hårdvara, men den har en ARM Cortex M3 med tillräckligt prestanda för att kunna emulera signalerna från Nucleokortet på en av de 11 LGPIO-stiften. Vår konstruktion använder de två första fria stiften, LGPIO3 och LGPIO4. Se tabell 1 och figur 6. HVC 4223F utmärker sig genom sin optimerade integrering, med komponenterna samlade i en kompakt QFN40-kapsel (6,0 × 6,0 mm). Den är avsedd för smarta aktuatorlösningar, med såväl borstade likströmsmotorer som borstlösa likströms- och stegmotorer. Dess integrerade halvbryggor, spänningskälla för riktad anslutning till batterispänning, LIN-gränssnitt och 32kB flash möjliggör integration samtidigt som behovet av externa moduler till stor del elimine-

KÄLLA: RUTRONIK

Figur 5. Gest från vänster till höger: PS1-> PS2.

Figur 6. SDB-I är ett litet demokort för HVC 4223F.

LGPIO3

LGPIO4

Motorrotation

0

0

Vänster

0

1

Höger

1

0

---

1

1

---

Tabell 1. Emulering av LGPIO-anslutningarna.

▲ ▲

Gestsensor från Vishay, VCNL4035X01 Nämnda potentiella tillämpningar baseras på motordrivning för inriktning av kamera eller blad, i detta fall med styrning via gestsensor. Den optiska sensorn hämtas från Vishay och heter VCNL4035X01. Det är en kompakt multifunktionell sensor med måt�ten 4,0 × 2,36 × 0,75 mm. Se figur 2. Följande finns integrerat: en närhets- och omgivningsljusgivare, multiplexer, två 16-bitars AD-omvandlare, ett IC-gränssnitt, ett programmerbart interrupt för närhets- och omgivningsljusgivaren samt en strömbrytare (”power on” och ”shutdown”). Sensorn saknar integrerad IR-emitter men har där­ emot en drivrutin som möjliggör anslutning av tre externa sådana. Bland mjukvaran som

värdet för att en händelse ska räknas som att ha inträffat, sätts till 50 mA. Detta innebär att en händelse endast anses ha inträffat på en viss höjd mellan objekt och sensor. Se figurer 4 och 5. Gestsensorn ger inte direkt information om den upptäckta gesten, utan bara rådata som tolkas i en extern mikrokontroller med hjälp av en algoritm. Analysen utförs av det Nucleo-kort (STM32F401) som styr motorstyrenheten.

Om subtraktionen av värdena för de två IRemittrarna alltid visar att IR-emitter PS2 är minuenden och IR-emitter PS1 subtrahenden, avgörs gestens riktning av ifall skillnaden är negativ eller positiv. En skillnad större än noll motsvarar en rörelse från höger till vänster och vice versa. Tidsstämplade variabler används. Ett ­tidsfönster på 300 ms och en samplingsfrekvens på 10 ms, definieras för geststyrningen. Det undre tröskel­

0: Låg nivå; 1: Hög nivå

kortet SDB-I från TDK-Micronas sitter motorstyrenheten HVC 4223F. Geststyrenheten använder ett VCNL4035X01-GES-SB-kort, ett Nucleo-kort från STM med en STM32F4mikrostyrkrets och utvecklingssatsen B5T007001-020 bestående av kamerahuvud och moderkort. Se figur 1.

Figur 3. Vishays utvärderingssats VSMY2940GX01.

KÄLLA: TDK

En skräddarsydd algoritm används för att tolka om gesten går från höger till vänster eller tvärtom. Algoritmen vi använder är ”insertion sort”. En rörelse från höger till vänster orsakar ett toppvärde först från IR-emitter PS2 och därefter från IR-emitter PS1. Om man observerar hur värdena från det två sändarna utvecklas över tid, noterar man värdet från IR-emitter PS2 kontinuerligt ökar till ett maxvärde och därefter övergår till en kontinuerlig minskning. Värdet från IR-emitter PS2 är däremot konstant till att börja med, och övergår därefter till en kontinu-

erlig ökning. När PS2 nått sitt toppvärde övergår den till en kontinuerlig minskning. Algoritmen jämför de uppmätta värdena för att avgöra om de uppmätta signalerna från IR-sändarna ökar kontinuerligt, det vill säga om XPS2n > XPS2n-1. Om de ökar kontinuerligt jämförs värdet mot värdet från den andra IR-sändaren med hjälp av en subtraktion. Om XPS2n < XPS2n-1, så jämförs det föregående värdet (XPS2n-1) med avläsningen från den andra IR-sändaren. Om efterföljande mätningar från IR-emitter PS2 bekräftar att värdet XPS2n-1, är större så har vi hittat ett maximum.

KÄLLA: RUTRONIK

Som tidigare nämnts används VCNL4035X01GES-SB-sensorkortet från Vishay, med tre VSMY2940GX01 IR-sändare anordnade i en triangel och med en VCNL4035X01-sensor på kortet. När inställningen för övre och undre gräns har triggat de undre respektive övre omkopplingsgränserna, anger en röd lysdiod om gestdetektering är aktiv. Se figur 3. De tre sändarna styrs via en omkopplare för att det ska gå att detektera vilken IR-sändare det reflekterade ljuset kommer från. De utlöses i sekvens och motsvarande reflekterade signaler mäts vid närhetsgivaren. En gest som sveper från höger till vänster ­orsakar att en händelse (ett objekt) detekteras om den detekterade signalen från IR-sändaren PS2 faller inom de definierade gränserna ­(parametrarna övre/undre). Då händer följande: • Det detekterade värdet lagras i en variabel • IR-emitter PS2 inaktiveras och IR-emitter PS1 pulsas • Det detekterade värdet lagras i en annan variabel • IR-emitter PS1 inaktiveras • Processen upprepas

KÄLLA: VISHAY

Överväganden kring geststyrningsalgoritmen

23


KÄLLA: TDK

TEMA: IoT & SENSORER

Figur 7. Hur HVC 423F ansluts till en stegmotor.

Figur 9. Sensormodulsatsen B5T HVC-P2.

LA

:T

DK

KÄLLA: RUTRONIK

L KÄ

Figur 8. Keils utvecklingsmiljö MDK-ARM v5.14.

#define CMD_POSITION_STEP (300) KÄLLA: TDK

// definierar stegstorleken i tiondels grader // 300 = 30° Källkod 1. Här är ett exempel på hur motorns styr­ algoritmer kan justeras i headerfilen “config.h”:

Figur 10. Montering av demonstrator som består av de komponenter som beskrivs i texten.

ras. För att styra den bipolära stegmotorn i vår exempelapplikation användes fyra av de sex tillgängliga n/n-kanaliga FET-halvbryggorna. Se figur 7. HVC 4223F har hårdvarustöd för styrning av en bipolär stegmotor via ström eller spänning. När strömstyrning används jämförs den uppmätta fasströmmen mot ett fördefinierat tröskelvärde från en programmerbar 8-bitars DAC. När detta värde överskrids, inaktiverar en komparator i den förbättrade EPWM-modulen automatiskt motsvarande MOUTx-utgång tills den faller under det definierade normala driftsvärdet igen. För diagnostiska funktioner finns integrerade monitorer för överspänning, överström och övertemperatur. Chipet kan anslutas direkt till ett bilbatteri på 12–18 V och har dessutom ett LIN-gränssnitt (LIN 2.2) för direkt kommunikation med omvärlden. En 32-bitars ARM Cortex M3-processor med 32 kbit flashminne ger tillräckligt med datorkraft för att stödja även komplexa algoritmer för styrning av synkronmotorer med permanentmagnet eller andra enheter. TDK-Micronas rekommenderar utvecklingsmiljön Keil MDK-ARM v5.14, som är licensfri för minne upp till 32 kbit. Se figur 8.

TDK-Micronas bjuder på programkod och -bibliotek för motorstyrning, LIN-gränssnitt och andra generella tillämpningar. Om det så småningom blir aktuellt att utveckla skarpa projekt, kan TDK-Micronas via en systemleverantör erbjuda A-Spice-kompatibel firmware som uppfyller funktionella säkerhetskritiska krav. Se källkodsexempel 1. Sammanfattningsvis är HVC 4223F en mångsidig motorstyrenhet för diverse små smarta elektriska ställdon. Med sin ARM Cortex M3-processor erbjuder den tillräckligt med prestanda för att implementera även komplexa motorstyralgoritmer. Den integrerar en komplett uppsättning funktioner

24

Specifikation för stegmotorn AMPS/phase

0.50

Resistance/phase (Ohms)@25 °C

15.00 +/–10%

Inductance/phase (mH)@1KHz

26.00+/–20%

Holding torque (Nm)[lb.-in]

0.23 [2.03]

Step angle (°)

1.80

Step accuracy (non-accum)

+/–5.00%

Rotor inertia (g-cm2)

18.00

Tabell 2. Utdrag ur specifikationen.

för styrning av BLDC- och stegmotorer vilket minskar utvecklingstiden och därmed också utvecklingskostnaderna. Den reducerar även arbetsvolymen avsevärt vid eventuell anpassning av konstruktionen till en ny til�lämpning, när väl konstruktören fått stifta bekantskap med kretsen. TDK-Micronas ger stöd till användare i form av bibliotek och källkod och förmedlar kontakt med en systemleverantör som utvecklat produktionsprogramvara och firmware för HVC 4223Fmodulen. I vår demonstrator är motorstyrenheten kopplad till en bipolär stegmotor (14HS170504S, se tabell 2) som roterar en kamera. Bildsensor från Omron: B5T-007001-020 En bildsensor för ansiktsigenkänning (Omron B5T-007001-020) är ansluten ​​ till stegmotorn via en axel som kan vridas 30° med- eller moturs. Sensormodulpaketet B5T HVC-P2 omfattar en kamera på 1600 × 1200 punkter kopplad via bandkabel till ett moderkort. Se figur 9. Omrons teknik för datorseende (OKAO Vision) är grunden för ett antal klassificeringsfunktioner: ansiktsigenkänning, människokroppsdetektering, könsbedömning, åldersuppskattning, ögonföljning, blinkningstrigger och handidentifiering. En av funktionerna tolkar fem ansiktsuttryck: neutral, glad, förvånad, arg och ledsen. Du kan välja mellan två bildformat: 160 × 120 pixlar, 320 × 240 pixlar – eller ingen bild alls. Satsen finns med olika kamerahuvud för filmning i vidvinkel och på långt avstånd. Se figur 10. Anmärkningar angående positions­ återkopplingen från motordrivrutinen Här följer en anmärkning gällande demonstratorn. Det finns ingen positionsåterkoppling, så mikrokontrollern vet inte i vilket läge motorn är när strömmen slås på. Därför justeras motorn eller kameran manuellt vid uppstart. Beteendet gäller motorstyrenheten. Vid start antas att motorn (eller kameran) är i mittläge. Från detta läge (0°) kan kameran flyttas till vänster (–30°) och därifrån endast till höger, till mittläget (0°). Från detta läge kan kameran flyttas till höger (+30°) och där­ ifrån kan den flyttas tillbaka till mittläget (0°). Det går att göra positionsåterkoppling genom att låta motorn utföra kalibreringssvep efter start, med mekaniska gränspunkter. Blockeringsdetektering i programvara kan detektera en position som en gränsposition (+X). Ett mekaniskt gränsläge bör då fastställas för varje rotationsriktning. Lösningen ger en extra kostnad för mekanisk design och en mindre programjustering. Alternativt finns en metod som utnyttjar sensorer. När motorn utfört ett kalibreringssvep vid start får en sensor detektera gränsläget. När du använder halleffektsensorer behöver du två stycken för att skapa gränspositioner för båda rotationsriktningarna. Lösningen ger extra kostnader för mekanisk design, infästning av magnet och sensorer, plus för ledningar och programjustering.  n

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


TEMA: IoT & SENSORER

Så säkrar Arms trygghets­­zoner din IoT



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

Så möter SAM L11 olika hotbilder.

ER

EX

P En god rekommendation är istället att ordna så att alla IoT-enheter får unika lösenord. Den dag som denna fundamentala strategi är etablerad kommer läget att förbättras, men tyvärr kommer det inte att lösa IoT-säkerhetsproblemet helt och hållet. Angriparna kommer att anpassa sig och hitta mer sofistikerade angreppssätt, liknande de metoder som idag används mot servrar. Utvecklare av inbyggda system kan tyvärr inte hoppas slippa attacker bara för att de upplever att deras system har litet värde. Som kasinot upptäckte är det möjligt för en angripare att använda godtycklig IoT-enhet som dörr in i nätet. Många olika typer av attacker kan användas mot nätverkade system. Ofta går det att utnyttja brister i programvaran. Om en enhet till exempel får ta emot mer data i ett paket än dess mottagande buffert rymmer kan överskjutande data – noggrant utvald av angriparen – rinna över till näraliggande datastrukturer. Detta kallas för en bufferoverflow-attack. När någon subrutin senare dyker upp och plockar dessa data från stacken kan det kom-

ma i omlopp bland andra rutiner, varvid program kan krascha eller andra oförutsedda saker ske. Processorn kan exempelvis tolka de byte som angriparen planterat som en adress och försöka exekvera kod på den adressen. Med kunskap om enhetens minneslayout kan en angripare på det viset konstruera program som öppnar upp enheten och ger angriparen fria händer. En liknande attack är att skicka inkorrekta data som får de subrutiner som bearbetar dessa data att göra fel på sätt som öppnar sårbarheter.

A N D R A AT TAC K E R F O K U S E R A R på kommunikationsprotokoll snarare än systemnära programvara, och försöker överbelasta systemet så att det trampar fel. När enheten därefter försöker återhämta sig kan angriparen finna en öppning där den ge sig själv åtkomst. Om angriparen har kontroll över näraliggande nätutrustning eller kanske till och med direkt fysisk åtkomst, kan angriparen utge sig för att vara en legitim servrar som enheten vil kommunicera med. Sådana så kallade man-in-the-middle-

25

▲ ▲

B Å D A D E S S A AT TAC K E R kunde ha undvikits. De är fullt möjliga att avvärja. Dessa enheter och nätverk skulle kunna skyddas. Här är knepet: att sätta upp ett antal säkerhetslager – en serie barriärer som är svåra och tidskrävande för inkräktare att ta sig genom. Det angripare gör är att de utnyttjar vissa dåliga designbeslut som mjukvaruutvecklare tyvärr tar alldeles för ofta. Ett vanligt misstag är att använda standardlösenord, exempelvis lösenordet som ligger förprogrammerat i appen som installerar IoT-produkten.

Ramanuja Konreddy ansvarar på Microchip för just det du ser här – marknadsföring av Microchips strömsnåla hårdvarusäkrade 32 bitarsMCU:er. Hans titel är Senior Product Marketing Engineer. Sin utbildning till master i elektroteknik fick han på universitetet i San Jose, dit Silicon Valleys många elektronikföretag ofta vänder sig för att rekrytera ny personal.

R TA T

V E M S K U L L E T I L L E X E M P E L kunna tro att en digital termometer i ett akvarium skulle utgöra en potentiell säkerhetsrisk? Men så visade sig faktiskt vara fallet på ett kasino. Angripare utnyttjade det faktum att termometrarna hade ett svagt försvar mot cyberattacker för att släppa in sig själva i nätverket. Med foten innanför dörren kunde de sedan skaffa sig betydligt bättre access, och stötte snart på en viktig kunddatabas, som de kopierade. Intrånget upptäcktes först senare av en säkerhetskonsult som analyserade nätverksloggar. Hen upptäckte att data skickades till en avlägsen server i Finland via protokoll som brukar används för strömmande media. Nätverk på banker har penetrerats via näten som CCTV-kamerorna använder – ironiskt nog installerade för att höja säkerheten. Andra angripare har spionerat på vanliga människors hem via kameror i robotdammsugare.

Av Ramanuja Konreddy, Microchip Technology

IKEL

I

oT har potential att skapa ett enormt värde från alla de realtidsdata som samlas upp från sensorer och inbyggda system i olika typer av nätverk. Men IoT innebär samtidigt en risk. Att praktiskt taget allt går att koppla upp och kontakta betyder att det alltid finns frestande attackmål tillgängliga för nätmedborgare med ont i sinnet. De kan tillbringa dag och natt med att söka efter sårbarheter. När de väl lyckas med ett intrång kan de därefter sänka ett nät, stjäla data eller utpressa de som äger data. Attacker genomfördes på mer än 40 procent av alla industriella kontrollsystem bara under första halvåret 2018, enligt en rapport från Kaspersky Labs baserad på en global enkät om hackare och deras aktiviteter. Visserligen är det primära målet typiskt servrar, men det pågår attacker också på simplare till synes poänglösa system.


TEMA: IoT & SENSORER

Standardsättet för TrustZonesäkrade och ickesäkrade tillstånd att interagera.

Kund A utvecklar ett säkrat kodbibliotek. Koden läggs i flash och skyddas från åtkomst på Debug Access Level 1. Kund B får endast hantera ickesäkrad kod men kan utnyttja det programgränssnitt som A tog fram, via en länkfil.

ER

EX

en är dock endast effektiv om det inte finns några bakdörrar mellan ickesäkrad och säkrad kod. Sådana bakdörrar kan utnyttjas till en så kallad privilege-escalation-attack. Om en sådan attack exempelvis via buffer-overflow lyckas ladda data i ett säkrat minnesområde, och dessa data befordrar angriparen till systemadministratör – så trollas effektivt samtliga skyddsmekanismer bort. Det är avgörande att säkrade minnesområden isoleras från icke-säkrade. Och en sådan separering kan endast göras helt robust om den implementeras i hårdvara. Mikrostyrkretsar – som Microchips familj SAM L11 – använder hårdvaruimplementerad säkerhet baserad på arkitekturen Arm® TrustZone®, förstärkt med ett antal egna skydd mot mjukvarubaserade attacker. Hårdvaruspärrarna i SAM L11 låter dig konstruera en så kallad root-of-trust som låter dig säkra hela systemet. Detta ger ett heltäckande ramverk för säkerhet. En root-of-trust använder kryptografiska operationer för att utvidga den säkrade zonen från sig själv till andra delar av systemet. Det gör att kommunikation kan skyddas även om nätverket inte är tillförlitligt. En integrerad effektiv kryptografisk styr­ enhet genererar temporära sessionsbegränsade kryptonycklar och utför kryptering och dekryptering. Styrenheten kan också hjälpa till att verifiera äktheten både hos meddelanden som inkommer från nätet, och äktheten i själva den kod som systemet kör. Det kryptobaserade skyddet kan till och med upptäcka för-

R TA T

P attacker kan användas för att analysera de data som kommer från enheten för eventuell användning i en framtida attack. Alternativt kan angriparen försöka ladda egen firmware på enheten. När enheten sedan startas om, med ny firmware, kan den fås att göra allt angriparen ber om. I den bästa av världar skulle systemet avvisa kontaktförsök från maskiner som inte kan dokumentera sina åtkomsträttigheter. Då skulle enheten kunna avvisa all falsk firmware. Den skulle då också omedelbart kunna avslå alla kontaktförsök – och därmed inte binda upp resurser – när den utsätts för en så kallad DOS-attack (denial-of-service). Sådana går ut på att överbelasta systemet genom att översvämma det med datatrafik.

IKEL

E N H E T E N B O R D E VÄG R A att skicka känslig information till en maskin som inte autentiserats ordentligt. Längd och dataformat bode undersökas på alla paket som togs emot. Därmed skulle paket i felaktiga format kunna avvisas – paket som skulle kunna bryta sig in i enheten via buffer-overflow-attacker eller kommandoinjektion. Tyvärr vore det oöverstigligt dyrt att implementera alla dessa preventiva åtgärder i firmware i en stor kodbas, särskilt om den i stor omfattning består av programbibliotek och appar från tredjepart. Ett mer realistiskt försvar är att dela upp firmware i två separata sektioner. En som kräver hög säkerhet och en som faktiskt kan tillåtas att fallera under ett angrepp eftersom detta inte skulle äventyra systemsäkerheten. En subrutin som bara slår in temperaturdata i ett JSON-format, för vidarebefordran till en smartphone-app, behöver inte grubbla över informationens säkerhet. Däremot är det bra om en säkrad rutin autentiserar informationen innan den skickas vidare. Den mjukvara som behöver vara härdad fullt ut för säkerhet, kanske bara utgör en bråkdel av den totala kodbasen. Separering-

26

Så fungerar avbrottsmekanismen i Cortex M23.

falskad hårdvara genom att programvara i den betrodda zonen skickar utmaningar till övriga kort i systemet som endast legitima kort kan formulera korrekta svar på. Grunden för root-of-trust i SAM L11 är att startprocessen är säkrad. Den initiala kod­ sekvens som exekveras vid uppstart är placerad i ROM som inte kan ändras efter tillverkning. Tjänster i ROM-koden verifierar i sin tur ytterligare delar av systemets firmware tills hela uppstartsprocessen är fullbordad. D E T S O M KO N K R E T V E R I F I E R A S är att hashsummor för olika segment av firmware är korrekta och att de är konsistenta med en referens-hashsumma kodad i säkringar som brändes vid tillverkningen. Om en skillnad upptäcks omstartas enheten. Det betyder att om en angripare skulle göra ändringar i den firmware som ligger i flashminnet, skulle enheten vägra starta. Tillverkarens firmware skulle först behöva återställas. När enheten väl startat och kör firmware som man vet är korrekt, övergår Arm TrustZone på SAM L11 till att upprätthålla en gräns mellan den programvara som är säkrad och den som är en potentiell risk. TrustZone på Cortex M23-cpu:n i Arm SAM L11 innehåller instruktioner som används för att söka efter problematiska funktionsanrop från ickesäkrad kod till den säkrade domänen. Arm TrustZone gör det möjligt att med bibehållen systemprestanda dela upp programvaran i domäner på ett sådant sätt att endast säkrad kod kan komma åt vissa minnessegment, viss kringutrustning och viss I/O. Att Arm TrustZone samlar och skyddar all säkrad kod gör att det blir mycket enklare att utvärdera hur säkert det inbyggda systemet är. För att särskilja och isolera säker kod från icke-säker kod är SAM L11-minnet uppdelat i regioner som är säkringskonfigurerade att motstå programvaruattacker. Varje försök att komma åt en säkrad minnesregion från en

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


TEMA: IoT & SENSORER icke-säkrad genererar ett hårdvaruundantag (hard-fault exception) som stoppar åtkomsten och dessutom kan utlösa en omstart. Detsamma händer om kod exekveras när systemet befinner sig i ett tillstånd som inte ska tillåta detta. Skyddet upprätthålls även under avbrottshantering och debugging. Implementeringen av Arm TrustZonetekniken använder bland annat dubbla stackpekare som skiljer mellan säkrad och icke-säkrad exekvering och förhindrar en typ av kompromettering av data på stacken som skulle kunna utföras i en avbrottsrutin utformad för ändamålet. U N D E R F E L S Ö K N I N G hanteras säkrad och icke­säkrad kod på olika på olika sätt med hjälp av ett primitiv kallat Debug Access Levels. En utvecklare som arbetar i ickesäkrade sektioner kan inte modifiera säkrad kod och saknar direkt access till dess felsökningsinformation. Det ger en ren modell för separation av ansvar så att endast utvecklare med rätt behörighet kan arbeta med skyddad kod. Den typiska rollfördelningen är att låta en viss utvecklare ansvara för säkrade applikationer och utveckla biblioteksrutiner med header-filer så att icke-säkrad kod kan



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

anropa rutinerna, som exempelvis kan vara funktioner för kryptering av nätverkspaket som ska skickas över internet. Den säkrade tillämpningen laddas där­ efter i ett skyddat minnesområde. Utvecklare utan säkerhetsgodkännande kan utveckla nätverkskod, men endast via biblioteket och länkfilerna och bara via dess programgränssnitt (API). Den säkra koden och dess data utgör en svart låda. Eventuella försök att ändra säkrad kod stoppas redan vid uppstart eftersom ändringen får hashkoden att sluta att matcha. Allt detta är möjligt via de konsistenskontroller som görs av den ej modifierbara säkrade kod som SAM L11 kör vid uppstart. Om till exempel en pekare ändras så den pekar till ett otillåtet segment, så triggas en undantagssignal. Även kringutrustning kan designeras som säkrad och ickesäkrad i meningen att endast auktoriserad programvara kan använda eller styra den. Vad gäller kringutrustning som måste tillhandahålla tjänster till både säkrade och osäkrade regioner, skyddas åtkomsten på motsvarande sätt som funktionsanrop säkras. Icke-säkrad kod begär åtkomst via ett API som skapas av den som utvecklar de säkrade koden. Detta säkerställer att all di-

rekt styrning av kringutrustningen hanteras av autentiserad kod, som kan kontrollera försök till skadlig användning. Till exempel kan icke­säkrad kod tillåtas läsa en timer men hind­ras från att nollställa den. E X T E R N A E N H E T E R och delsystem kan endast göra förfrågningar till en mikrokontroller som bifogar ett hashvärde som överensstämmer med kombinationen av förfrågan och ett digitalt certifikat som ligger säkert lagrat on-chip. Detta förhindrar försök från angripare att använda komprometterad kringutrustning för att undergräva systemsäkerheten. Samma teknik används av tillverkare för att hindra att deras enhet används med piratkopierade delsystem. Även om angriparen skulle lyckas hitta och ändra de 256 byte RAM som lagrar nycklar, finns mekanismer i SAM L11 som nollställer nycklar och data när den upptäcker den typen av aktivitet. Säkerhetsmekanismerna på SAM L11 är sammanlänkade och omfattar såväl fysiskt skydd av minne som separering med hjälp av Arm TrustZone. Detta ger OEM:er möjlighet att utveckla inbyggda system som är säkrade i sin helhet. Därmed förhindras att OEM:ernas applikationer blir den svaga länken för säkerheten i ett IoT-system.  n

27


Ä

rligt talat kan vi aldrig påstå att någon programvara är helt felfri. Statistiken säger att utvecklare producerar ungefär 120 defekter per 1 000 rader programkod, och att omkring 5 procent –sex defekter per 1 000 kodrader – inte upptäcks under verifieringen och följaktligen finns kvar i den färdiga produkten som levereras till kunderna. Det exakta antalet defekter må variera från projekt till projekt, men det underliggande problemet är välkänt sedan datoriseringens begynnelse. Och varför är det fortfarande ett problem, trots 50 år av förbättrade verktyg, programspråk och processer? Det finns flera anledningar men en av de viktigaste är att de system vi utvecklar blir allt mer komplexa, och att graden av komplexitet växer snabbare än vår förmåga att verifiera komplexa system. Därför blir det allt svårare att garantera kvaliteten på programvara. I de flesta fall är det i praktiken omöjligt att testa alla möjliga användningsfall och vägar genom programkoden – det finns alldeles för många möjligheter. Det går alltid att spendera mer tid och pengar på verifiering men i slutänden kan du ändå inte veta att du har hittat alla defekter. Och de flesta utvecklingsprojekt har både en deadline och en begränsad budget. Nåväl, din produkt är nu klar och du har testat koden efter bästa förmåga och i enlighet med de rutiner och processer som organisationen använder. Då börjar det verkliga testet: tusentals användare som börjar använda produkten, många gånger på sätt som utvecklingsteamet aldrig har tänkt på och ännu mindre testat. Ju fler användare och ju större programkod, desto mer sannolikt att kvarvarande defekter faktiskt orsakar problem. I bästa fall kommer dessa användare kontakta dig, och förse dig med tillräcklig information för att du ska kunna reproducera och fixa felet. Men det troligaste är att de bara startar om enheten och fortsätter använda den, i synnerhet om det handlar om en konsumentprodukt. Om felet är allvarligt, eller om det upprepas gång på gång, är det risk att de skriver negativa recensioner och undviker dina produkter framöver.

28

IKEL

IoT-utvecklare behöver få återkoppling från fältet

PE R

R TA T

Felfri kod finns inte

EX

TEMA: IoT & SENSORER

Av Johan Kraft, Percepio Dr. Johan Kraft är VD för Percepio, som han grundade 2009. Han har doktorerat i datavetenskap och själv utvecklat den ursprungliga versionen av Tracealyzer, Percepios verktyg för visuell mjukvarudiagnostik. Hans bakgrund är inom tillämpad forskning på inbyggd programvara, utförd i nära samarbete med lokal industri. Innan doktorandstudierna arbetade han med utveckling av inbyggd programvara på ABB Robotics.

Marknadsundersökningsföretaget VDC Research frågade häromåret ut ett antal företag som lanserat större inbyggda system, och enligt deras enkät behövde ett genomsnittligt system inte mindre än 79 uppdateringar under det första året i drift. Många av dem var sannolikt defekter som behövde rättas till. VDC konstaterar också att varje rättelse kostade i genomsnitt över 50 000 kronor (5 000 USD); totalt handlar det alltså om underhållskostnader på åtskilliga miljoner per projekt bara under det första året. Övervakning för driftsatta IoT-enheter IoT-enheter, som ju per definition är uppkopplade, gör det möjligt för oss att bedriva utveckling av inbyggda system på ett nytt sätt. Den traditionella cykeln koda – testa – felsöka är fortfarande central, men eftersom vi vet att åtminstone några defekter kommer att finnas kvar i den färdiga produkten kan vi redan från början planera för att använda uppkopplingen för felrapportering. Så snart ett fel upptäcks i enhetens programvara kan nätverksuppkopplingen användas till att automatiskt meddela utvecklarna, och tillsammans med meddelandet kan man skicka med diagnostisk informa-

tion som underlättar felsökningen. Det kan förstås vara en felkod, men det går också att bifoga mycket mer, till exempel spårningsinformation och loggfiler som visar vad som hände i systemet just innan felet uppträdde. Du kan sedan analysera den informationen i ett lämpligt verktyg för visuell mjukvaru­ diagnostik som Percepio Tracealyzer. Och när felet är diagnosticerat och rättat kan uppdaterad programvara skickas ut till de kunder som berörs som en over-the-airuppdatering, vilket är både snabbare och säkrare än att uppmana kunderna att själva uppdatera sina enheter. På det här sättet bygger man en återkoppling mellan utvecklarna och den kod som körs ute hos kunderna, och möjliggör ett mer agilt, DevOps-inspirerat arbetssätt med snabba uppdateringar. De som utvecklar mobil- och molnapplikationer har länge arbetat på det sättet och nått goda resultat, och tack vare säkra molntjänster som AWS IoT Core och Microsoft Azure IoT kan även IoT-utvecklare göra det nu. Den affärsmässiga fördelen med omedelbara felrapporter och detaljerad diagnostik är att defekter i programvaran kan lösas betydligt tidigare och till lägre kostnad. Det

Det är värt att notera att insamling av diagnostiska data typiskt inte faller under dataskyddslagstift­ ning som GDPR. Det är först när informationen kan knytas till en enskild person, via e-postadress eller IP-adress eller liknande, som lagarna börjar gälla. DevAlert har utformats med tanke på detta, och den information som skickas till DevAlerts molntjänst är helt anonymiserad.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


TEMA: IoT & SENSORER

innebär i sin tur att färre användare kommer påverkas av varje fel, vilket direkt kan översättas till fler nöjda kunder. Varför blir det så? Jo, därför att fel som missats under testfasen typiskt bara uppträder under vissa speciella omständigheter – det var därför de inte hittades under testningen – och därför kommer de sannolikt bara drabba enstaka kunder till att börja med. En reparationstid som mäts i dagar eller till och med timmar, istället för som tidigare veckor och månader, blir då en konkurrensfördel. Notera dock att återkopplingen kan resultera i mer jobb med felrättelser initialt efter lansering, eftersom fel som annars hade förblivit okända nu rapporteras in omgående. På längre sikt bör dock underhållsarbetet minska betydligt och inte minst kommer slutanvändarna vara betydligt mer nöjda med produkten. Inte bara programfel Det arbetssätt som presenterats ovan kan användas för att rapportera alla slags problem som kan upptäckas i programvara. Det kan vara programfel (felkontroller, krascher osv), problem med användbarheten (en konfigurationsguide som avbryts eller liknande), eller hårdvarufel som till exempel en givare som rapporterar in mätvärden utanför det tillåtna intervallet. Vidare är det också möjligt att implementera tidsbaserad rapportering, som till exempel att dagligen samla in statistik om hur enheten används och mäta parametrar som batteristatus, minnesförbrukning och liknande. När det gäller hårdvaruproblem kan den omedelbara rapporteringen leda till en korrigering i produktionen så att antalet levererade felaktiga enheter minimeras. Diagnostiken kan avslöja om felet eventuellt ligger i en extern komponent, och i så fall utgöra ett bra underlag för diskussioner med den som levererat komponenten. Vad som behövs En förutsättning för att implementera det föreslagna arbetssättet är att kommunikationen mellan utvecklare och enhet(er) är säker. Det är erkänt svårt att få säkerhet rätt, men lyckligtvis erbjuder molnplattformarna



ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

för IoT – AWS IoT Core, Azure IoT, med flera – säker tvåvägskommunikation med hjälp av etablerade standardverktyg som TLS och X.509-certifikat. Genom att utnyttja dessa funktioner kan du implementera en återkoppling utan att samtidigt riskera att introducera nya säkerhetshål. Fel kan detekteras exempelvis via explicita felkontroller eller undantagshanterare. Med största sannolikhet finns det redan feldetekterande kod på dessa platser, för att underlätta avlusningen, och den koden kan lätt utvidgas till att rapportera fel under drift, via molntjänsten, med hjälp av ett lämpligt kodbibliotek. Den diagnostiska information som skickas tillsammans med felrapporten kan vara av endera av två slag: l Direkta symptom, som felkoder och -meddelanden. Det kan också vara annan tillståndsinformation, som till exempel globala variabler eller olika räknare, allt efter vad ni som utvecklare anser att ni behöver. l  Spårningsinformation och loggar som visar händelser i systemet omedelbart innan felet uppträdde. Det ger ett sammanhang som underlättar förståelsen och även gör det lättare att reproducera felet vid behov. Förutsättningen för att den här informationen ska finnas är dock att relevanta händelser kontinuerligt spelas in medan systemet är i drift. S PÅ R N I N G E N B Ö R S E S som en permanent del av systemet och vara aktiverad åtminstone från testfasen och framåt. Den innebär en viss overhead, typiskt några få procent CPU-tid och ett par Kbyte RAM och ROM, men i gengäld är felrapporteringen alltid tillgänglig. Det som också behövs är en tjänst som tar emot, sparar och organiserar felrapporterna, samt hanterar att meddela utvecklarna. Tjänsten bör vara smart nog att kunna skilja på genuint nya felrapporter och sådana som huvudsakligen är dubbletter på tidigare fel; endast nya fel ska flaggas för utvecklarna, annars riskerar ni att översvämmas av meddelanden om många enheter skulle råka ut för samma fel. Denna tjänst måste vara pålitlig, säker, och möjlig att skala upp till att hantera stora mängder driftsatta enheter, så även om den går att köra på en lokal server är det mycket som talar för en molnplattform i praktiken fungerar bättre.

Percepio DevAlert Den tjänst som beskrivits ovan har nyligen lanserats kommersiellt som Percepio Dev­ Alert. DevAlert är en molntjänst för insamling och hantering av felrapporter (”alerts”) från DevAlert Target Agent, ett kodbibliotek som du som utvecklare integrerar i enhetens programvara. I DevAlert ingår också Percepio Trace­ alyzer, ett avancerat verktyg för visuell mjukvarudiagnostik för realtidssystem som har funnits på marknaden i snart tio år. Trace­ alyzer översätter spårningsinformationen till en grafisk tidslinje som visar alla programvaruhändelser i det spårade systemet – man kan likna det vid en övervakningsfilm över systemets inre tillstånd där du kan zooma in på ”misstänkta” händelser för att se vad som hände i detalj. När Tracealyzer används inom DevAlert visas de inspelade händelser som ledde fram till det rapporterade felet, vilket gör det mycket enklare att hitta och rätta den underliggande defekten. Alla inkommande felrapporter i DevAlert sparas i molntjänsten tillsammans med bifogade symptom och metadata som datum, version av systemet och så vidare. Informationen kan senare plockas fram för att generera olika statistikrapporter. Molntjänstens andra huvuduppgift är klassificering, att gruppera rapporter med samma symptom som ett och samma problem; endast den första förekomsten av ett problem ska normalt signaleras till utvecklarna. Utan den funktionen skulle det vara svårt att skala upp Dev­Alert till att hantera stora grupper av enheter. En fungerande återkoppling Mötet mellan inbyggd programvara och internet har skapat en marknad för Sakernas internet (IoT) som lockar med enorma möjligheter för hela industrin. IoT-plattformar som Microsoft Azure IoT och AWS IoT Core underlättar driftsättning och hantering av enheterna samtidigt som de erbjuder säkerhet och skalbarhet. Förmågan att övervaka driftsatta applikationer är fundamental för den DevOpsfilosofi som har blivit så framgångsrik för utveckling av mobila och molnbaserade applikationer. Tyvärr har det saknats lättanvända lösningar för att tillämpa samma filosofi vid utveckling av inbyggda applikationer.  n

Percepio DevAlert har tagits fram för fylla det behovet, erbjuda återkoppling och tillåta IoT-utvecklare att dra nytta av DevOps-tänkandet. DevAlert är nu tillgänglig för AWS IoT Core och enheter som kör FreeRTOS eller ThreadX – välkommen att kontakta Percepio för att få hjälp med att komma igång.

29


NYA PRODUKTER

Infineon gasar med ännu fler SiC-transistorer n KRAFTTRANSISTORER Infineon utökar sin SiCportfölj med mosfetar på 650 V. Företaget försäkrar att nykomlingarna har sin givna plats bredvid de egna kiseloch GaN-alternativen i samma spänningsområde.

Det tog tid tills Infineon serve­ ra­de sina första mosfetar i kisel­karbid. Men när företaget väl börjat, kommer kretsar i en strid ström. De första var på 1 200 V, nu är det alltså dags för 650 Vversioner. Det som skiljer Infineons lanseringsstrategi från de flesta andra halvledarföretag är att företaget helt valt bort att släppa SiC-mosfet:ar i planar arkitektur. Företaget är helt övertygat om att trenchteknik framtiden. – Trench-tekniken är mer komplex att utveckla än den planara. Det gäller både för kisel och kiselkarbid, säger Steffen

Metzger, ansvarig på Infineon, och adderar: – Men trenchbaserade SiCkretsar blir mer robusta. Den gör också att det är lättare att nå en hög tröskelspänning, vilket gör det lättare få hög verkningsgrad. De nya 650V-kretsarna inlemmas i företagets varumärke CoolSiC MOSFET. De ­kommer i fyra versioner med typiskt Rds(on) från 27 mΩ till 107 mΩ. Alla versioner går att få i den välkänd standardkapseln TO247 med tre anslutningar och i den mer optimerade TO247 med fyra anslutningar. S TA N D A R D K A P S E L N är lätt att använda och ger ett tillräckligt lyft för att vara intressant, resonerar Infineon. Den andra TO247:n har en extra förbindning till transistorns source som hanterar parasitinduktansen som kapselns långa benen ger. Det fjärde benet förbättrar switchförlusterna radikalt, hävdar Infineon.

På frågan om de nya kretsarna kan byta plats med dagens kiseltransistorer utan krav på omkonstruktion svarar Steffen Metzger: – Ja, det går, men för att få bästa prestanda rekomenderar vi att man använder gate-drivare som är speciellt utvecklade för SiC-mosfetarna. M ED D ET NYA S L ÄPPET har Infineon mutat in 650 V-området ordent­ ligt med transistorer i kisel, kiselkarbid och galliumnitrid. – Alla tre tekniker passar väl för 650 V. De har lite olika egenskaper och kunderna väljer vad de vill ha, medan vi hjälper till att

ge dem vad de behöver, påpekar Steffen Metzger. Serverhallar, telekom och industriell SMPS (Switch Mode Power Supply), solenergi-, batteri och UPS-system, energilagring, motorer och EV-laddning är några områden som Infineon pekar ut som passande för de nya SiC-transistorerna. Som nämnts har Infineon redan 1 200 V-versioner i sin SiC-portfölj. Än så länge finns de i samma kapsalingsalternativ som de nya 650 V-transistorerna, men inom kort kommer 1 200 V även i TO263-7-kapslar med 30 mΩ till 350 mΩ. Framåt lovar företaget dessutom än högre spänningar – nästa mål är ställt på 1 700 V och sedan ännu högre. Likaså kommer företaget att expandera SiC-portföljen med ytmonterat, moduler samt enheter som specifikt siktar på fordonsområdet. ANNA WENNBERG anna@etn.se

att få maximal effekt. På alla de punkterna överträffas Qi av NFC-laddning – allt enligt Panthronics. Tekniken är sinusbaserad, beskriver Panthronics och förklarar att konventionella NFC-kretsar generar fyrkantvåg som de applicerar ett EMC-filter på. Panthronics slipper EMCfiltret vilket får som effekt att den antennimpedans som ska matchas bli hälften så stor, varvid PTX100W kan driva mer ström.

Harmonisk bordsladdare från Österrike n LADDARE En krets för trådlös NFCladdning kallad PTX100W levererar dubbelt så mycket effekt som konkurrenterna med minimala förluster, enligt tillverkaren, österrikiska Panthronics. Den använder en patenterad arkitektur byggd på sinusvågor.

30

Laddarkretsen använder de kommunikationsprotokoll som NFC Forum specificerar. Uteffekten är minst 2,5W vid sändarantennen vilket är mer än dubbel så mycket som närmaste konkurrent, enligt Panthronics. Tillämpningar är öronlurar, träningsarmband och andra mindre enheter som kanske bara

vill ge plats för en liten antenn – nu kan de laddas på kortare tid. Närmare bestämt passar tekniken bra för allt som har ett batteri som är mindre än 500 mAh. Q I - L A D D A R E F U N G E R A R inte bra för små prylar eftersom Qi kräver stora antenner, kostsamma kretsar och exakt passning för

PA N T H R O N I C S H A R TAG I T fram en demonstrator baserad på sin laddarkrets och på en Renesas Synergy S128 styrkrets. Renesas vd Roger Wendelken beskriver Panthronics teknik som ett efterlängtat teknikgenombrott för trådlös laddning. – Den blir äntligen kompatibel med nutidsmänniskans snabba livsstil, säger han. NFC-laddaren finns i proto­ typexemplar om någon är intresserad. Panthronics grundades 2014 och har över 40 anställda med huvudkontor i Graz, Österrike.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


NYA PRODUKTER

Isolerad kraft i miniformat n STRÖMFÖRSÖRJNING En isolerad 500 mW DC/ DC-omvandlare med indu­ strins lägsta EMI är vad Texas Instruments påstår sig komma med. Enligt företaget är den dessutom betydligt mindre än alla alternativ, utan att göra avkall på effektivitet.

Tre kraftomvandlare för industrin n STRÖMFÖRSÖRJNING Flex Power Modules, med konstruktion i Kalmar, ­kommer med en familj små DC/DC-omvandlare med sikte på industrin. De levererar upp till 1 W och har en isolations­ spänning på upp till 6000 V.

Totalt lanseras tre familjemedlemmar: PUA-A, PUA-B och PUA-M. De har en typisk verkningsgrad på 84 procent (PUA-A), 80 procent (PUC-B) och 81 procent (PUB-M) vid full belastning. Alla tre är isolerade. Isolationen mellan in- och utgång är 2 000 V för PUA-A, 6 000 V för PUC-B och 3 000 V för PUB-M. De levererar 1 W utan krav på minimibelastning. De är konstruerade för att klara tuffa industrimiljöer och

de har enligt företaget ett MTBF (mean-time-before-failure) på motsvarande 17,9 miljoner timmar för PUB-M, 15 miljoner timmar för PUC-B och 13,1 miljoner timmar för PUA-A. PUA-A kommer kapslad i en SIP4 som är 11,5 × 6 × 10 mm, medan PUC-B kommer i en SIP7 som är 19,7 × 7,1 × 11,5 mm. Båda har ett temperaturområde från −40 °C till 100 °C. P U B - M Y T M O N T E R A S . Enkel­ spänningsversionen har måttet 12,75 × 11,2 × 6,6 mm, medan varianten med dubbla utspänningar är 15,25 × 11,2 × 6,6 mm för. Temperaturområdet sträcker sig dessutom upp till 110 °C. Alla familjemedlemmar klarar säkerhetskraven enligt IEC/EN/ UL 62368-1. ANNA WENNBERG

anna@etn.se

TI hävdar att omvandlaren är den första i sitt slag. Med det menar företaget att enheten är den första att integrera en egen nyutvecklad transformator­teknik som ger isolerad DC/DC-omvandling med hög effekttäthet, samtidigt som EMI hålls lågt. Omvandlaren – UCC12050 – har 5 000 Vrms så kallad reinforced isolation och skyddar mot spänningsspikar på 1 000 Vrms i system. Reinforced isolation är ett isoleringssystem som ger samma skydd som dubbel isolering. Samtidigt är omvandlaren liten. Den ryms i en SOIC med 16 anslutningar som mäter 10,3 × 10,3 × 2,65 mm. Det betyder, enligt TI, att den kan minska storleken på en konstruktion med upp till 80 procent jämfört med om en diskret lösning används och 60 procent jämfört med om en kraftmodul används – utan att göra avkall på prestanda.

Den egenutvecklade transformatorn har en mycket låg primär-till-sekundär kapacitans som är optimerad för lågt EMI. Det betydera att en konstruktör inte behöver använda externa filterkomponenter, om LDOregulator och ferritpärlor, för att uppfylla de EMI-krav som finns. O M VA N D L A R E N accepterar in­ spänningar mellan 4,5 V och 5,5 V och levererar 5,0 eller 3,3 V på utgången. Den har ett utökat temperaturområde, från –40 °C till 125 °C. Samtidigt med UCC12050 släpps UCC12040 som har 3 000 Vrms reinforced isolation men i övrigt samma egenskaper. Enheterna kostar från 3,90 dollar styck (UCC12040/3,15 dollar) vid köp av 1 000 stycken. Likaså finns en utvärderingsmodul – UCC12050EVM-022 – att köpa för 99 dollar. ANNA WENNBERG

anna@etn.se

Mångkanaligt oscilloskop med FlexRes n TEST & MÄT Åtta analoga kanaler och 16 digitala. Picoscope 6000E är tänkt att avlusa lite mer avancerade IoT-system och andra produkter med både analoga och digitala signaler.

Toppmodellen i den nya familjen, 6824E, har två ADomvandlare på 5 GSa/s med åtta bitars upplösning. Sänker man samplingshastigheten till 1,25 GSa/s får man istället 12 bitar. Dessutom finns ett mellanläge som ger 10 bitar. Picoscope kal�lar tekniken för FlexRes. Minnet är på 4 GSa som standard och går att segmentera i upp till 10 000 intervall. Oscilloskopet fungerar tillsammans med programvaran Pico­ Scope 6 som körs på en dator och ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

används för att styra instrumentet men också för att analysera och visa signalerna i tids-, frekvensoch digitaldomän. Vidare går det att ställa in olika typer av masker liksom larmnivåer. Det finns avkodning för 21 kommunikationsprotokoll inklusive BroadR-Reach (100BASET1) Automotive Ethernet, Manchester och Dali. Det sistnämnda används för ljusstyrning. För den som vill generera testsignaler finns en inbyggd vågformsgenerator på 200 MSa/s och en funktionsgenerator på 50 MHz som bland annat ger sinusvågor, fyrkants- och sågtandssignaler, likspänning och ramper. Priset för 6000E-familjen börjar på 11 395 dollar. PER HENRICSSON per@etn.se

31


NYA PRODUKTER

Xmos adderar AI n SYSTEMKRETS Processorkärna, DSP-block, massvis med in- och utgångar och nu även en AI-kärna. Brit­ tiska Xmos nya systemkrets kostar bara en tia och är duk­ tig på att förstå vad du säger.

– Prismässigt kostar den som en styrkrets men prestandamässigt är den flera storleksordningar bättre, som en approcessor, säger Mark Lippett som är vd på Xmos och fortsätter: – Dessutom måste den ständigt vara redo att hugga in, så den är energieffektiv i vänteläge. Däremot är det inte lika viktigt att den är energisnål när den arbetar. för Xcore.ai, som nykomlingen döpts till, kan var allt från batteridrivna verktyg till smarta lås. Det handlar om produkter där besluten behöver fattas lokalt både för att få korta TILLÄMPNINGARNA

kommer att ta avstamp. Kretsen presterar upp till 3200 Mips, 51,2 GMacs och 1600 Mflops. Den har 1 Mbyte SRAM men den som behöver mer kan ansluta ett DDR-minne.

svarstider men också för att skydda den personliga integriteten. – Vi har fokuserat mycket på smarta hem med produkter som smarta tv-apparater och smarta högtalare. Framöver siktar vi

J Ä M F Ö R M A N Xcore.ai med en Cortex-M7 har den 32 gånger bättre AI-prestanda och 15 gånger bättre DSP-prestanda trots att priset är jämförbart. Allt enligt Xcore. Programmeringen görs precis som tidigare med C men det har tillkommit stöd för Tensorflow för att kunna lyfta in neuronnät. De första exemplaren kommer i april och kretsen blir allmänt tillgänglig i juni.

bland annat på smart belysning, säkerhet och hälsotillämpningar. Det kan handla om att exempelvis larma om en äldre person som bor ensam hemma har ramlat. Men det är i röststyrning, som PER HENRICSSON smarta högtalare, som Xmos.ai R836_D-VBAT.qxp_Mise en page 1 20/01/2020 09:36 Pageper@etn.se 1

Saft batteries The solution you need. The performance you demand.

infosweden@saftbatteries.com

www.saftbatteries.com

32

© Saft – © Photo : Saft – R836/D

Whether in industrial, commercial or residential applications, Saft’s standard and made-to-measure lithium-based batteries offer the performance, quality, longevity and autonomous operation required of any type of application, even in the most demanding environmental and usage conditions. We energize the world, on land, at sea, in the air and in space.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


NYA PRODUKTER

Fyra oberoende matningar n TEST & MÄT Upp till fyra oberoende ut­ gångar och en maximal effekt på 800 W. Det är två av argu­ menten som Rohde & Schwarz lyfter fram för de nya labbag­ gregaten i NGP800-familjen.

Labbaggregaten finns i fem modeller med två eller fyra utgångar. De kan leverera likspänning och likström upp till 32V/20A eller 64/10A beroende på modell och den maximala uteffekten är 400 W eller 800 W. Utgångarna är oberoende vilket kan användas till att generera olika matningar, men det går också att seriekoppla dem om man behöver högre spänningar

eller strömmar. Max är 25 V eller 80 A. Det går att styra flera utgångar simultant med ett enda kommando. Likaså går det att lägga in en fördröjning på en utgång för att studera vad som händer med testobjektet. Vidare går det att ställa in tiden det tar att rampa upp utspänningen från 10 ms till en minut. Det finns också möjlighet att logga spänning, ström och effekt på alla utgångar. Pekskärmen är fem tum. Den visar inställda värden, men kan också användas för att göra inställningar. PER HENRICSSON

per@etn.se

X-kodad M16 klarar 10 Gbit/s n FÖRBINDNING Upp till 10 Gbit/s. Det klarar tyska Binders nya serie X-ko­ dade M16-kontakter. Därmed passar de enligt företaget väl att användas med sensorer i automa­tiserade produktions­ anläggningar.

De är robusta och tål tuffa miljöer. Därför passar de att användas både inom- och utomhus där det behövs fler anslutningar än vad M8- och M12-don erbjuder.

Kontaktdonsserien, ­kallad 415, består av en hon- och hankontakt för kabel tillsammans med en panelmonterad honkontakt som ska fästas framtill. Ihopkopplade är de IP67-märkta. 415-serien har åtta guld­ pläterade kontakter som klarar 0,5 A vid 50 Vac/60 Vdc. De kan användas med kablar som har en diameter mellan 5,5 och 9 mm. ANNA WENNBERG anna@etn.se

Tillfälliga EMC-problem?

Hyr vår EMC-scanner och hitta störningskällan.

See it before you

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20

it!

q +46 280 41122

9

info@detectus.com www.detectus.com

Moravägen 1 782 31 Malung

33


NYA PRODUKTER

Vågformsgenerator med stort signalsving n TEST Spectrums LXI-baserade ­vågformsgeneratorer i GeneratorNetbox-familjen kommer i fyra modeller med fyra eller åtta kanaler och ett signalsving på 24V.

Det tyska företaget, som har gjort sig ett namn inom PCI- och PXI-baserade datainsamlingsoch vågformskort, firade 30 årsjubileum i december. För den som fördrar ett färdigt instrument framför lösa kort finns Netbox-familjen, ett chassi med Ethernetanslutning som stödjer LXI-standarden. N U S L Ä P P E R F Ö R E TAG E T fyra modeller kallade GeneratorNetbox baserade på företagets vågformskort. De har 16-bitars DA-omvandlare där DN2.657 ger vågformer upp till 125 MSa/s medan DN2.654 ger 40 MSa/s. Bägge varianterna finns med fyra eller åtta kanaler. Utgångarna delar en gemensam klocka

n UPPKOPPLAT Trådlöst uppkopplade IoTnoder som drivs med energi­ skördning eller små batterier. Där har du tillämpningen för Silicon Labs senaste medlem i EFR32-familjen.

och trigger för att garantera full synkronisering plus att utgångsstegen inkluderar fyra ­utbytbara filtervägar för att optimera signalkvaliteten. Samtliga modeller ger vågformer på ±12 V med laster på 1 MΩ eller ±6 V med 50 Ω. Instrumenten kan kopplas direkt till en dator via Ethernet­ porten med stödjer också LXI-protokollet vilket gör att de kan fjärrstyras över Internet. Det förutsätter dock tillvalet DN2. xxx-Emb som är en inbyggd

server med flashdisk och mer minne. Förutom att hantera LXIprotokollet kan servern köra egenutvecklade program. V I K T E N Ä R 6 , 3 K I LO och instrumentet kommer med företagets programvara SBench 6 Professional, men det finns också drivrutiner för programmeringsspråk som C++, VB.NET, C#, J#, Delphi, Java och Python liksom LabView och Matlab.

PER HENRICSSON per@etn.se

15 gånger snabbare AI i styrkretskärna n AI-KÄRNA Arm släpper Cortex M-­ kärnan M55 som med hjälp av vektor­instruktioner har 15 gånger högre prestanda för maskin­inlärning än någon tidigare Cortex Mkärna. Dessutom kan den kopplas till neuronkärnan U55 för upp till 480 gånger högre ML-prestanda.

Arm licenserar kretsblock för integrering i systemkretsar. Nu släpper företaget sin första Cortex M-cpu med rejält stöd för beräkningar i neuronnät. Det sker med hjälp av vektorinstruktioner som höjer prestanda för neuronnätsinferenser femton gånger och DSP-prestanda fem gånger. S E D A N T R E Å R licenserar Arm även kretsblock med renodlade neuronnätsacceleratorer. En ny sådan heter Ethos U55 och passar som namnet antyder

34

En systemkrets för hyllkanten

som hand i handske med M55. Den kombinationen skulle ge en Cortex M-krets med upp till 480 gånger högre inferensprestanda än någon tidigare ensam Cortex M-kärna. M E D D E N KO M B I N AT I O N E N kan du exempelvis bygga in röststyrning i enkla batteridrivna enheter, föreslår Arm. B E H Ö V E R D U H J Ä L P att integrera de två, så finns hjälp att få i en färdig referenskonstruktion kallad Corstone 300. U 55 Ä R ÄV E N kompatibel med Cortex M33, M7 och M4. Den är Arms hittills minsta neuronkärna. De tidigare NPU:erna har snarare varit avsedda för integrering med app-cpu-familjen Cortex A. Arm kallar U55 för en ”mikroNPU”. Prestandan är skalbar – den kan utrustas med mellan 32 och 256 MAC-enheter.

T I D I G A R E A R M - N P U : E R har haft en topprestanda ­mellan 1 och 5 Tops, medan U55 kommer att kunna gå upp till en halv Tops i 1 GHz i en 7/5 nm-process med alla 256 MAC-enheterna på plats, eller ända ner 6,4 Gops med 32 MAC-enheter i 100 MHz i en 55/40 nm-process – som synes är matematiken helt linjär med prestandan proportionell mot anatalet MAC gånger klockfrekvensen.

Hyllkantsetiketter, uppkopplade strömbrytare och fastighetsautomation. Det är några tänkbara tillämpningar för systemkretsen EFR32FG22 som kommunicerar med omvärlden via 2,4 GHz och proprietära protokoll. Kretsen har en Arm CortexM33 som kan klockas upp till 38,4 MHz plus Arms säkerhetslösning Trust­Zone och en radio på 2,4 GHz med en mottagarkänslighet på –106,4 dBm. Vid sändning med en uteffekt på +6 dBm drar kretsen 8,2 mA och vid mottagning 3,6 mA. Det finns ett sovläge som sänker strömförbrukningen till 1,2 µA. En annan funktion för att hålla nere strömförbrukningen är RFSense som väcker kretsen när den upptäcker rf-energi. EFR32FG22 börjar säljas i mars och kommer i två kapslingar, QFN40 som är 5x5 mm och QFN32 på 4x4 mm. För den som vill experimentera med kretsen finns ett utvecklingspaket som kostar 99 dollar. 

JAN TÅNGRING jan@etn.se

M 5 5 B J U D E R PÅ en färsk frihet från Arm – Custom Instructions – att addera egna extra­ instruktioner till processorn. M 5 5 A N VÄ N D E R instruktionsuppsättningen Armv8.1-M som stöder Helium – 150 nya operationer på vektorer och skalärer.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 3/20


Svensk Elektronik – först in i framtiden.

PÅ GÅNG I SVENSK ELEKTRONIK

Se till att bli medlem och ta del av våra förmåner!

Kurser i Smartare elektronikhandboken 2.0 Svensk Elektronik planerar nu två nya kurstillfällen i det uppskattade kurspaketet för en bättre kretskortskvalitet längs hela konstruktionskedjan. Den första möjligheten äger rum i Lund 25 mars och nästa i Göteborg 22 april. På kursen går vi igenom Elektronikhandboken 2.0 med sina mallar, checklistor och bilagor. Kurstillfället leds av Mats Andersson och Maria Månsson, Svensk Elektronik. Håll utkik på www.svenskelektronik.se för anmälan.

Inspirationsdag i Östersund

Tisdag 24 mars arrangerar Svensk Elektronik tillsammans med innovationsprogrammet Smartare Elektroniksystem och PhotonicSweden en inspirationsdag i Östersund. Här får du tillfälle att träffa experter, kollegor och knyta nya affärskontakter. Du får också veta mer om Smartare Elektroniksystem som är ett strategiskt innovationsprogram. Välkom-

KALENDARIUM 24 mars Inspirationsdag, Östersund. 25 mars Kurspaket Elektronikhandboken 2.0, Lund. Pris: 2 700 kr per deltagare, kostnadsfritt för medlemmar i Svensk Elektronik. men till en branschdag som visar vägen till svenska spetsområden inom elektronik.

Statistik från IDEA Q4

Som medlem i Svensk Elektronik har du tillgång till IDEA statistik för den europeiska komponentmarknaden. Den internationella organisationen IDEA – International Distribution of Electronics Association.

Scandinavian Electronics Event – S.E.E. 2020 Följ med in i framtiden – produktion, utveckling och digitalisering möts på S.E.E. den 5–7 maj, Kistamässan.

Du som är medlem i Svensk Elektronik erhåller 13% rabatt. Boka din monterplats redan nu!

23 april Kurspaket Elektronikhandboken 2.0, Göteborg. 5–7 maj S.E.E. Scandinavian Electronics Event. 26 maj Årsmöte. 4–5 november Embedded Conference Scandinavia 2020. 26 november Höstmöte. svenskelektronik.se/ kalendarium

Tycker du att det vi gör är bra och värdefullt, hoppas jag att ditt företag ser till att vara medlem i Svensk Elektronik så vi tillsammans kan göra än mer för ditt företag och branschens konkurrenskra†! 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

Peter Björkholm Svensk Elektronik


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

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

WITH HIGHEST PRECISION. HIDDEN TRUTHS BROUGHT TO LIGHT. THE NEW R&S®ZNA VECTOR NETWORK ANALYZER.

Profile for ETNdigi

Elektroniktidningen mars 2020  

Elektroniktidningen mars 2020  

Profile for etndigi