__MAIN_TEXT__

Page 1

NR 1 JANUARI 2021

ELEKTRONIK TIDNINGEN

TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

HAN TAR IDÉ TILL FRAMGÅNG Mats Andersson har succéer från Ericsson, Huawei och Bluetest på sitt cv. Nu engagerar svenska satellitterminaler honom. /8–10

Open RAN:

VÄRLDSREKORD:

Öppnar upp gränssnitt i mobilnäten

Icomera ger tågresenärer snabbast wifi

/12–14

/16–17

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS


INNEHÅLL: ETN 1/21

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 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

24 22

30

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

20 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 2021 upplaga: 12 500 ex (exkl. emagasin) Allt material lagras elektroniskt. issn 1102-7495 Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingen­jörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper av Stibo Complete. omslagsbilden: Antennspecialisten Mats Andersson. foto: Ingrid Zachrisson



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

11 20

300 miljoner européer surfar med Huawei 44 procent av LTE-trafiken i Europa går i nät som levererats av Huawei medan ZTE svarar för 4 procent. Siffrorna kommer från det danska analyshuset Strand Consult.

24

EXPERT: Äldre mobilnät stängs ned – så påverkas uppkopplade saker Utbyggnaden av 5G kommer att leda till att äldre mobilnät stängs ned vilket gör att hela landskapet för mobila uppkopplingar förändras, skriver Rolf Horn på Digi-Key.

Svenska Aloha är ett Zoom för musiker Musiker i Stockholm och Milano kan snart spela tillsammans över ­Internet i realtid. Ett svenskt operativsystem kapar ner på de fördröjningar som får musikerna att tappa takten i de vanliga konferenssystemen.

EXPERT: Optiskt Ethernet ger bilen 50 Gbit/s Gary Bocock på XP Power berättar om säkerhetskrav på strömförsörjningen hos ­instrument med så kallade applicerade delar.

EXPERT: Raspberry Pi-antennen från Umeå En antenndesign för långsidan av kretskortet – den heter Niche och är konstruerad av Proant i Umeå. Vd Tomas Rutfors berättar.

Smörgåsbord på Risc V Det händer så mycket på Risc V-­ fronten att denna gratis-arkitektur i detta nummer får sin egen avdelning bland ­produktnyheterna.

22

27 30

3


STARTBLOCKET

Framtidens AI och mobilnät kan byggas i symbios Mobilnäten har börjat dra nytta av AI – och tvärtom. Men för att förverkliga den fulla potentialen kan det krävas en omstart. Vi möter KTHprofessor Carlo Fischione, som är centralt placerad i ett hett forskningsprogram.

K

an artificiell intelligens övervinna ljushastigheten och skicka data över nätet på nolltid? Jo, i viss mening. Till och med bakåt i tiden, faktiskt. Det här är en av många idéer som Carlo Fischione umgås med i sin forskning. Vi kommer att återkomma med en förklaring till det märkliga påståendet senare i artikeln. IoT-professorn Carlo Fischione har just nu många projekt i luften inom ett specifikt område: samspelet mellan AI och datakommunikation – hur den ena kan dra nytta av den andra och tvärtom. Han är en av de ledande inom området. Ingenjörsorganisationen IEEE bildade just en arbetsgrupp på temat och han blev dess ordförande. Och tillsammans med Ericsson har KTH tagit fram en uppdragsutbildning som Carlo Fischione leder. – Det här är ett spännande nytt forskningsfält som bland annat vi på KTH är med och skapar, med andra kollegor.

A I H A R P OT E N T I A L E N att göra en lika stor skillnad inom telekomvärlden som den redan gjort inom bland annat robotik, dator­ seende, mönsterigenkänning och taligenkänning. Dock är AI inte riktigt mogen för uppdraget ännu. Det saknas teorier och metoder. – AI inom telekomvärlden ligger efter. Maskininlärning utnyttjas redan av Ericsson både för design och drift i en tjänst kallad Operations Engine. Bland annat trimmar den effektiviteten i näten genom att förutspå trafikmönster. – Det är en bra start, men det finns enormt mycket möjligheter kvar. Detta kan fungera för 4G

4

men för framtiden och 6G kommer det inte att vara tillräckligt. Man kan säga att Carlo Fischiones uppdrag är att se till att Ericssons nuvarande AI-lösning blir föråldrad. Den arbetar nämligen med dagens AI och dagens protokoll. Och dem vill han riva ut. Han och kollegorna vill göra en omstart och utveckla nya protokoll och nya AI-metoder parallellt, ömsesidigt optimerade för varandra. C A R LO F I S C H I O N E ser tre huvud­ spår: att använda ML för att trimma protokoll av diverse slag, att skapa protokoll som passar bättre för ML och att utveckla ML-algoritmer som är bättre anpassade för data distribuerade över nät. Han är främst intresserad av trådlös kommunikation som typiskt har tuffare bivillkor för bandbredd, strömförbrukning och prestanda. När det handlar om att trimma protokoll verkar det bland annat som att AI kan effektivisera protokoll för överföring av data som ljud eller video. – Det är tjänster vi använder idag, men AI kan hjälpa dem att bli bättre, mindre energikrävande, mer hållbara, lättare att implementera, säkrare och så vidare. Ett exempel är den AI-baserade videokodaren MPAI. Ett annat är Nvidia-videotjänsten Maxine som AI-analyserar deltagarnas ansiktsuttryck i realtid. E T T A N N AT U P P S L AG är att använda AI för att lösa problem med V2V-kommunikation – att bilarna snabbt rör sig relativt varandra skapar robusthetsproblem som AI kanske kan lösa. Det här är exempel på hur AI hjälper befintliga protokoll att arbeta effektivare. Men utbytet mellan AI och telekom kan gå åt båda hållen. Carlo Fischione är lika intresserad av hur nätet eventuellt kan trimmas för att få AI att fungera bättre. Liksom vissa protokoll är bra på strömmande video och andra

på röstkommunikation, kommer vi att vilja ha protokoll som är optimerade för maskininlärning och AI. De kanske borde få sin egen slice i 5G-näten? Hundra miljarder uppkopplade prylar i allt från människokroppar till självkörande bilar kommer om tio år att generera gigantiska volymer data. Mycket av den datan kommer att vara avläsningar som är på väg till artificiella neuronnät i tungt utrustade datacentraler. Det kan bli trångt i nätet. Många noder kommer att vara trådlöst uppkopplade via smalbandiga strömsnåla protokoll. Och de kommer att vara batteridrivna noder med klena beräkningsresurser. E T T S ÄT T att minska datatrafiken är att noderna filtrerar och bara sänder träningsdata som är extra intressanta. Här är en annan idé – en snål lösning för rapportering som ger sig ända ner i det fysiska nätverksskiktet för att minska trafiken. Ett gäng noder i ett trådlöst sensornät skickar sina mätvärden exakt samtidigt på samma frekvens. Beroende på hur det ordnas ser mottagaren omedelart medelvärdet, en linjärkombination, max eller någon annan funktion av värdena. Det kallas CoMAC (Computation over Multiple-Access Channels). För träning av artificiella neuronnät är det typiskt summan som är intressant. En annan idé är att helt delegera maskininlärningen till de enskilda noderna. – Då kan vi behålla data distribuerade. Det kallas federerad ­inlärning och kan göras på olika sätt. Noderna kan dela upp data mellan sig. Eller träna olika delar av samma nät. Eller träna på olika kännetecken (features) av samma objekt. En annan idé, denna för användning vid klassificering, är att varje nod lagrar de första lagren i neuronnätsklassificeraren och sänder sin output från sitt sista lager istället för rådata. Därmed

görs komprimering och beräkning i en smäll. Kanske passeras hierarkiskt ytterligare noder på vägen och applicerar ytterligare neuronnätsskikt. Det pågår forskning inom alla dessa områden och för konkreta fall kan det finns magnituder att spara i energi, bandbredd och latens. Ytterligare ett viktigt bivillkor blir att upprätthålla dataintegritet för säkerhet och sekretess. Data kan vara säkerhetskritiska. Eller personliga, som när kameror filmar trafik. Carlo Fischione är medgrundare av bolaget Elk som du kan läsa om på sidorna 20–21 i detta nummer. E L K BYG G E R E T T ZO O M för musiker kallat Aloha som har så låg latens att musiker på skilda orter kan spela tillsammans i takt. Det här är en kommunikationstillämpning och Carlo Fischione har förstås idéer om hur AI skulle kunna användas i Aloha. Den kanske kan analysera musiken och hoppa in som extra medlem eller ackompanjera. Eller så kan AI ta ner latensen till noll. – Vi kan klå ­ljushastigheten – kan man säga, i någon mening. För vissa beteenden kan förutspås. I förstone låter det som nonsens. Men tänk efter. Ditt tangentbord på mobilen föregriper redan vad dina fingrar kommer att skicka. Alltså är det faktiskt möjligt för AI att korrekt förutsäga framtiden. Därmed är det möjligt för information att så att säga komma fram redan innan den skickats. Och den idén borde kunna användas även för kommunikation.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


TEKNIK SOM RÄDDAR LIV Driftsäker anslutning Autoklaverbar Icke-magnetisk Tillförlitligt beröringsskydd Mycket hög kontaktbeständighet

FÖRSTKLASSIGA ANSLUTNINGAR FÖR MEDICINSKA TILLÄMPNINGAR För medicinska tillämpningar är tillförlitlighet och driftsäkerhet bokstavligt talat livsviktiga. ODU tillhandahåller de rätta anslutningarna som lever upp till medicinteknikens höga krav – bland annat för system såsom hjärtlungmaskiner, mobila EKG-enheter, operationsbordssystem och MRT- enheter. ODU erbjuder även omfattande service för hela sortimentet – allt på samma ställe.

www.odu.se


STARTBLOCKET

Vilka två västsvenska elektronikföretag vill du prisa? Nu är det dags att ­nominera 2021 års ­elektronikföretag och 2021 år unga elektro­ nik­­företag i Västsverige. Elektronikindustri­ för­eningen i Göteborg, EIG, vill ha dina förslag senast fredag den 26 februari.

Brinja, Bluetest, HMS ­Indu­st­rial Networks, Elektron Music Machines och Arcam har alla blivit Årets Elektronikföretag i Västsverige medan Mevia, Aqua Robur, Parakey och Monivent kammat hem priset som Årets Unga Elektronikföretag i Västsverige. Som Västsverige definieras triangeln Karlstad – Halmstad – Jönköping. Priset instiftades 2013 med syfte att stärka elektronikföre­ tagens roll för en smart och hållbar samhällsutveckling. Vem som helst kan nominera.

Du behöver inte vara medlem i EIG. Detsamma gäller företagen du nominerar. F Ö R Å R E T S U N G A Elektronik­ företag gäller att vd eller ägare får vara högst 35 år. Dessutom måste företaget ha sitt säte i Västsverige. Det senare kriteriet gäller även priset till Årets företag, som ska ha utmärkt sig genom att exempelvis ha lanserat en ny produkt eller ökat omsättningen kraftigt.

PER HENRICSSON per@etn.se

Foxconn bygger bilar med Geely Den taiwanesiska kontraktstillverkaren Foxconn bildar ett gemensamt bolag med kinesiska Geely för att bygga elbilar åt andra men också för att erbjuda konsulttjänster.

Foxconn är världens största kontraktstillverkare av elektronik med många av de globala konsumentelektronikjättarna på kundlistan. Planen är att ta konceptet till bilindustrin där företagen normalt har egna fabriker för tillverkningen. i höstas med målet att erbjuda komponenter och tjänster till 10 procent av världens elbilar år 2025–2027. Foxconn har bland annat Apple som kund och nyheten satte fart på spekulationerna om TA N K A R N A P R E S E N T E R A D E S

6

Pat Gelsinger efter Bob Swan på Intel Det blir den tidigare teknikchefen Pat Gelsinger som tar över vd-stolen på Intel efter Bob Swan. Han tillträder redan 15 februari och kommer bland annat att få ta beslut om chipjätten ska fortsätta utveckla egna halvledar­ processer.

problem med halvledarprocesserna. Först blev 10 nm-processen runt tre år fördröjd och nu är även 7 nm-processen försenad minst ett halvår samtidigt som TSMC och Samsung fortsatt att ånga på med nya processgenerationer.

I N T E L H A R E N A F FÄ R S M O D E L L som baserats på att de egna fabriker­ Gelsinger arbetade 30 år på Intel na kan tillverka med den senaste där han bland annat var arkitekprocessgenerationen, som ten bakom 486-processorn. Han dess­utom legat före det som kon­ avancerade till teknikchef innan kur­renterna haft tillgång till via han för åtta år sedan rekrytefoundryn. rades av mjukvaruföretaget Även om företaget gått VMware som vd. bra ekonomiskt har speGelsinger tar över efter kulationerna på senare Bob Swan som var ekonotid gått allt varmare att michef när han utsågs till Intel självt kommer att tillförordnad vd efter det tvingas anlita TSMC och att Brian Krzanich hastigt kanske också Samsung fick lämna företaget i juni för mer avancerade 2018 då det blev känt att Pat Gelsinger produkter. Intel har tidihan haft en affär med en gare nyttjat foundryn i mindre kollega. Swan blev så småningutsträckning för produkter som om ordinare vd och den första icke-teknikern att inneha posten. tillverkats i lite äldre processer. En surdeg som landar på Pat PER HENRICSSON per@etn.se Gelsingers bord är företagets

Tre år till för Smartare Elektroniksystem

att Apple håller på att utveckla en elbil. Det nya bolaget ska ägas till hälften av Geely och till hälften av Foxconn. Styrelsen på fem personer får en majoritet från Foxconn genom att elektroniktillverkaren utser tre personer inklusive ordföranden. I P R E S S M E D D E L A N D E T sägs inget om hur mycket pengar och resurser de båda bolagen stoppar in i det gemensamma bolaget. Geely har enligt mediauppgifter gott om outnyttjad tillverknings­ kapacitet i sina kinesiska bil­ fabriker. Företaget äger bland annat Volvo och har ett stort kunnande inom elektrifiering, förarstöd och självkörning.

PER HENRICSSON per@etn.se

Under hösten har innova­ tions­programmet Smartare Elektroniksystem utvärderats. Resultatet presenteras den 17 december, men redan nu står det klart att programmet får tre år till.

Smartare Elektroniksystem har avverkat de första sex åren och planen från Vinnova är att lyckade program ska löpa över 12 år. Även om programmet nu får förlängning kommer Vinnova med rekommendationer på förbättringar.

P R O G R A M M E T har finansiering till halvårsskiftet och ska senast den 31 mars lämna in en ansöka om ytterligare tre år. I den ska programmet bland annat förklara hur det ska hantera rekommendationerna. För tre år sedan handlade det om att anställa ytterligare en person till kansliet för att skapa fler internationella kontakter för svenska företag. Thorbjörn Ebefors städslades för uppgiften. E N A N N A N ­R E KO M M E N D AT I O N

var att programmet skulle synliggöra och ­kommunicera resultaten på ett bättre sätt. Resultatet blev bland annat mer och utförligare information på hemsidan. PER HENRICSSON

per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


DC 05-20.000.L1

Ethernet når äntligen hela vägen Kontakter för Single Pair Ethernet Phoenix Contact har lanserat kompakta patchkablage och kontakter för Single Pair Ethernet-standarden. Den standardiserade SPE-kontakten är idealisk för effektiv dataöverföring i industriell miljö. Den applikationsspecifika och optimerade kabeldragningen är därmed basen för en framtidsäker Ethernetkommunikation från givaren till molnet. För mer information, besök phoenixcontact.com/spe


nM A Föd TS AN d: 1 D Exa 956 ERSS ON lice men: . fil.k ntiate Civ.in a x g Fam nd i en amen i teknis g k a i Bor lj: Fru elsk lit strono fysik, tera mi och : Va , rbe t två Yrk bar ur. upp e (ida rg. n. g s t ) kom arts : Bo mu före llpla Tid nik tag nk Eric igare ation. inom till s tråd s Blu on, arbet lös et Sa s Hob est oc ab Eri givare ratu by: S h Hua csson : wei Sp hal r på u tude ace . , läsa vtid oc niver rar rysk rysk h pl sitet litte e a a til ne t på ­ l hö rar a sten tt b örja .

INGRID ZACHRISSON

Eldsjälen som 8

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

B

redband till alla är en stark drivkraft för Mats Andersson sedan mer än 20 år. – Den visionen har jag haft sedan jag jobbade i Bill Gates projekt Teledesic. Ambitionen inom Teledesic var att få ut bredband till de fyra miljarder människor som ännu inte hade det. Fast under mitten av 1990-talet var bredband bara någon megabit. Idag är det klart mer. – Det betyder att det fortfarande är fyra miljarder som inte har bredband och att klyftan mellan fattiga och rika bara ökar eftersom internet är ett av de mest effektiva sätt att skapa välstånd, konstaterar Mats Andersson. Teledesic kan ses som en föregångare till dagens satellitsystem Starlink, Kuiper och Oneweb. Bakom företaget – som planerade att bygga över 800 lågflygande satelliter i liknande banor som Elon Musk (Starlink) och Jeff Bezos (Kuiper) pratar om idag – låg förutom nämnda Bill Gates även Boeing, entreprenören Craig McCaw och en saudiarabisk prins. – Det fanns ett 30-tal bolag som ville bygga terminalerna till detta, och jag ledde ett team på Ericsson som blev utvalt att göra det tillsammans med NEC.

Hybridteknik kan vara lösningen För sju år sedan närmade sig Mats lösningen på utmaningen – då klev han in på Almi ­Invest och frågade var han kan göra mest nytta. Han hade precis blivit ekonomisk oberoende efter att ha lyckats väl under sin tid på Göteborgsföretaget Bluetest, som testar antenn- och radioprestanda. – Almi föreslog Forsway, så jag kom in där som styrelseordförande år 2014. Företagets hade lösningen på det jag upptäckt var problemet när jag jobbade med Teledesic – att göra billiga satellitterminaler. Skövdeföretaget Forsway gör i dag världens billigaste satellitterminaler för GEOsatelliter. Hemligheten är hybridteknik. Det betyder att nedlänken går via satellit, medan upplänken använder ett enkelt modem via 2G, 3G eller ADSL.

Förra året gjorde Forsway fälttester i bland annat Arizona. I USA finns 5–10 miljoner ADSL-användare som enbart har en Mbit i upp- och i nedlänk. Med Forsways system fick de utan problem 25 Mbit i nedlänken, medan ADSL användes för returlänken. Testpersonerna serverades omedelbart både video och bra anslutning till webbsidor. Just nu har Forsway kommersiell utrullning av sina modem på Filippinerna, Indonesien och flera länder i Afrika. Företaget har även ansökt om patent på hybridteknik för LEO-system. Hittills har det fått godkänt i ­Israel, medan det är under behandling i Europa och USA. – På sikt tror jag att hybridtekniken kan bana väg för GEO-terminaler under 50 dollar och LEO-terminaler under 200 dollar. Fast vi får väl se om det går att få en bra relation med något av bolagen som gör LEO-system. Det tycks jobba helt och hållet internt med egna terminaler, vilket känns ålderdomligt. – Istället borde de skapa en standard, precis som inom mobiltelefoni. Först då går det att få ner kostnaden på terminalerna. Bluetest är roligaste minnet Om visionen att koppla upp alla som inte har internet är det Mats Andersson brinner allra mest för just nu, så är ändå Bluetest det roligaste minnet i hans mångsidiga karriär. – Ja, det får jag säga. Även om Ericsson varit ett fantastiskt bra bolag att jobba i, och en bra skola inför att börja på ett uppstartsbolag som Bluetest med bara två anställda. Bluetest-epoken började år 2006 när Ericsson ville föryngra och dra ner. Då hade Mats Andersson arbetat där i 20 år med allt från att designa antennerna till en fransk rymdfärja, utvecklat Ericssons första HLR (Home Location Register) som höll reda på alla mobiler och tjänster, sälja in svenskutvecklade antenn­element till Hughes Aircraft som var ett ledande amerikanskt företag inom rymdoch försvarsindustrin, till att utveckla antenn­ element till satellitsystemet Global Star. Likaså hade han hunnit med att bygga ut bredband på landsbygden i Sverige och andra delar av Europa. Och strax innan Ericsson erbjöd 18 månaders lön till alla som slutade självmant befann han sig återigen vid antennavdelningen på Ericsson Research för att börja titta på multipla antenner (MIMO)

tar idé till resultat INTERVJU Halva jordens befolkning har inte bredband på 10 Mbit/s eller mer. Det vill Mats Andersson ändra på – och han är övertygad om att lösningen är satellitkommunikation där terminalen på marken är den stora utmaningen. Samtidigt bjuder han på ett fascinerande arbetsliv, som pendlat mellan satellit- och mobilkommunikation, chefs- och konstruktörsjobb liksom stora och små företag. 

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

9

▲ ▲

Dyra terminaler stjälpte Teledesic Redan från start såg Mats problemet. För att kunna följa satelliter som går från horisont till horisont på 15 till 20 minuter måste terminalantennerna vara mekaniskt eller elektriskt styrda, och då blir terminalerna alldeles för dyra. – Ingen trodde på det. De trodde att det skulle gå att komma ner till 500 dollar per terminal i stor volym. Då fick jag förklara att ­Ericsson redan byggde punkt-till-punkt-länkar som var mycket enklare, och att de såldes för 3 000 till 4 000 dollar styck i samma volymer. – Det visade sig att just detta gjorde att projektet lades ner några år senare. Fortfarande har Mats samma farhågor när det gäller terminalerna till de nyss nämnda LEO-systemen, såsom Starlink, Kuiper och Oneweb. Det handlar om satelliter som rör sig i förhållande till jorden på cirka 1 000 kilometers avstånd istället för de geostationära satelliterna (GEO) som ligger fast på runt 36 000 kilometers höjd.

– Många tror att problemet är att få upp satelliterna, och bygga dem billigt. Jag tror att utmaningen är att bygga tillräckligt billiga terminaler för de fyra miljarder som inte har bredband, säger han och adderar: – Visserligen läste jag häromdagen att det går att köpa Starlink-terminaler för 500 dollar, men jag undrar hur mycket de är subventionerade. Dessutom är det fortfarande mycket pengar för någon på landsbygden i Afrika eller Asien. Samtidigt är han helt övertygad om att satellitkommunikationen idag står inför samma expansion som mobiltelefonin stod inför för 30 år sedan. – När jag bytte jobb på Ericsson 1990 började jag på ”Avdelningen för mobiltelefoni” i Stockholm. Det fanns alltså en avdelning i Kista som hette så. Då pratades det om att mobiltelefoner kanske kan bli något någon gång, men att det stora för Ericsson är telefonväxlar och de fasta kopparnäten, skrattar han. Sedan dess har mobilkommunikation haft en exponentiell tillväxt. – Jag tror att den är på väg att plana ut. Det är ju någon slags matematisk säkerhet i att ­exponentiella kurvor planar ut. Oavhängigt är det för dyrt att bygga ut mobilnätet till hela jordens befolkning – ­ hade det gått, hade det varit gjort, resonerar Mats. En satellit har ett helt annat täcknings­ område.


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

”Jag ville göra något liknande och få åtmin­stone tio gånger mer kapacitet i mobilnätet och samtidigt dra ner uteffekten” för 4G-basstationer. Det var 5–6 år innan 4G slog igenom. – Men jag nappade på Ericssons erbjudande. Jag hade precis fyllt 50 och tyckte jag att det kunde vara kul att prova nåt nytt. Jag tänkte börja med att renovera huset, skrattar han. – Fast jag hann inte ens lämna Ericsson, innan professor Per-Simon Kildal på Chalmers ringde. Han hade hört ryktet och behövde en vd till sitt Bluetest som han hade drivit i sex år med en miljon i förlust per år. Anställningsintervjun var att följa med på en antennkonferens i New Mexico, USA, för att se intresset för Bluetests produkt hos potentiella kunder. – Det kom folk från Motorola och Nokia. Då insåg jag att fanns möjlighet att sälja så jag tog jobbet. Tog fart med NTT Docomo Starten blev trög. Bluetestkammaren mäter nämligen inte antenndiagram, däremot mäter den antenneffektiviteten extremt snabbt. Visserligen är inte antenndiagram så viktigt för små antenner som oftast är rundstrålande, men det fanns en konservativ syn hos antenningenjörer att det behövs antenndiagram. – Det var jättesvårt att övertyga företagen att produkten fungerar. Men så träffade jag en nyfiken person på NTT Docomo, som är Japans största mobiloperatör. Mötet ledde till att NTT Docomo skickade ett antal mobiler till Bluetest utan att avslöja resultatet det fått i sina ekofria kammare där det mätte upp antenndiagram för att sedan räkna ut antenneffektiviteten. Bluetest mätte

och skickade tillbaka resultatet. Nya telefoner kom, och efter ett år fram och tillbaka kom en första beställning. – Då fick vi ett genombrott i Japan och efter ytterligare ett år sa NTT Docomo till sina leverantörer av mobiltelefoner att de ska använda våra testkammare. Då tog det fart. Samtidigt insåg Mats att företagets testkammare hade repeterbara reflexer med otroligt hög noggrannhet, vilket öppnade för att utvärdera produkter med flera antenner. Genom att placera antennerna på olika sätt i kammaren, och sedan testa, gick det att optimera placeringen av antennerna. – Tidigare tvingades man mäta antenn för antenn i ekofria kammare. Det kunde ta en timme per antenn. Sen räknade man ut vad det skulle bli, och det blev inte så bra. Det tog minst en halvdag att uppskatta MIMOkapaciteten för en router. Vi gjorde det på en minut. Bluetest blev först i världen att kunna göra repeterbara 4G-mätningar. Det ledde till att alla som utvecklade 4G-mobiler behövde en Bluetestkammare. Idag har Bluetest 60 anställda och Mats är fortfarande delägare. Däremot lämnade han vd-posten för tio år sedan, då tillväxten var stadigt på väg upp. – Jag såg en annons i Göteborgsposten att Huawei sökte en chef för sitt Göteborgskontor, så jag sökte. Kineserna gillade att Mats var 55 år och hade lång erfarenhet. Han fick jobbet och ganska fria händer – uppgiften var att leverera idéer på hur nästa generations basstation ska se ut.

– Då tänkte jag tillbaka på satellitantennen som jag jobbade med under 90-talet, med 127 antennelement som gav 30–40 gånger mer kapacitet än en enstaka antenn. Jag ville göra något liknande och få åtminstone tio gånger mer kapacitet i mobilnätet och samtidigt dra ner uteffekten. På den tiden hade en basstation som mest fyra antenner. Mats föreslog 48. Fick förtroende hos Huawei Idén föll inte i god jord. Kineserna var skeptiska och tyckte det var för komplext och riskabelt. Men Björn Sihlbom på Huawei i Göteborg tyckte att tanken var intressant. Till slut fick Mats loss en liten budget och ett år på sig att tillsammans med ett litet team i Göteborg visa att idén höll. – När vi började projektet hade vi inte hört talas om Massiv MIMO, vilket vi lite senare insåg att det kallades i akademiska artiklar. Utvecklingen i Göteborg ledde till att Hua­ wei blev först i världen att ta fram basstationer med Massiv MIMO. Den första levererades till China Mobile år 2015, året efter det att Mats lämnat företaget. – Per-Simon Kildal plockade ut en hel del pengar ur Bluetest år 2014, och även jag fick en del. Då insåg jag att jag inte behövde ett heltidsjobb längre, så jag slutade på Huawei. Istället klev Mats år 2014 in på Almi Invest, som fem år tidigare faktiskt gjort sin allra första investering i just Bluetest. Där erbjöd han – som nämnts – sin kompetens som mentor, och numera är han bland annat engagerad i uppstartsföretagen Forsway, Satcube och Brinja. Göteborgsföretaget Satcube gör världens mest portabla satellitterminaler, medan Brinja utvecklar IoT-system för byggarbetsplatser. – Nu vill jag ägna mig åt mina uppstarts­ företag. Sen så läser jag också rysk litteratur på deltid på universitetet, och jag funderar på att börja läsa ryska till hösten som hobby, ­säger han, nöjt. ANNA WENNBERG anna@etn.se

Han ville förstå universum Mats Anderssons intresse för rymden började i femårsåldern, mitt under rymdkapplöpningen mellan dåvarande Sovjetunionen och USA. Ett rymdrace som inletts på allvar redan fyra år tidigare – den 4 oktober 1957 – då den sovjetiska satelliten Sputnik sköts upp i omloppsbana runt jorden.

– Jag ville bli astronom, min mamma berättade mycket om stjärnhimlen. De flesta trodde att jag ville bli astronaut, för

10

det talade alla om, men jag ville studera stjärnhimlen, inte åka upp i rymden. Intresset för rymden höll i sig under hela skoltiden. Men när det väl var dags att välja universitetsstudier föll valet på civilingenjör i teknisk fysik vid Chalmers, arbetsmarknaden för astronomer var inte den bästa. – Under mitt sista år på Chalmers handlade nog ändå hälften av ämnena om astronomi eller kvantfysik, för jag hade inte givit upp tanken på att bli astronom.

Nästa steg i karriären var Onsala rymdobservatorium, där han fått en doktorandtjänst. – Jag kunde inte börja direkt. Istället ordnande professorn som skulle bli min handledare ett jobb till mig på Ericssons antennavdelning i Mölndal. Där fick jag vara med och designa reflektorantennerna som skulle sitta på Tele-X-satelliten. Tele-X var den första teleoch datakomsatelliten för de nordiska länderna. Sex månader senare fick Mats – som fortfarande var helt

inställd på att bli astronom – sin doktorandtjänst. Han tog sig till Onsala, för att 2,5 år senare ta en licentiatexamen. – Då hade jag börjat bli lite desillusionerad vad gäller forskning. Det var ensamt och jag gillade att jobba i stora team, som på Ericsson. – Så 1986 bestämde jag mig för att en akademisk karriär nog inte är för mig. Jag ringde Ericsson och bad om jobb, vilket jag fick. ANNA WENNBERG anna@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

300 miljoner européer surfar med Huawei

I

takt med att allt fler länder i Europa portar Huawei och ZTE från att delta i utbyggnaden av 5G-näten har frågan om vad besluten kostar operatörerna blivit en het potatis. Särskilt som många länder även kräver att existerande utrustning från de kinesiska leverantörerna ska bytas ut. Huawei lät Oxford Economics räkna på konsekvenserna och siffrorna som blev klara i juni 2020 var höga eller mycket höga beroende på vilka förutsättningar man valde. För Sveriges del skulle notan landa på 3,5 miljarder till 35 miljarder kronor de kommande tio åren. Oxford Economics har tagit med allt från uppskattat högre kostnader att bygga näten när kinesiska leverantörer inte får vara med och offerera, till BNP-tapp på grund av att utbyggnaden försenas. Dock har kostnaden för att byta ut befintlig utrustning från de kinesiska leverantörerna inte tagits med, och kanske utgör det ingen större kostnad. En som är inne på det spåret är John Strand på Strand Consult, ett danskt analyshus grundat 1995 och med åtta anställda runt om i världen. – Vår målsättning är att skapa transparens, att berätta hur världen ser ut, säger John Strand om en rapport som företaget publicerade i oktober förra året. Där konstaterar Strand Consult att det finns 102 operatörer i



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

STRAND CONSULT

44 procent av LTE-trafiken i Europa går i nät som levererats av Huawei. Konkurrenten ZTE ­svarar för 4 procent. 325 ­miljoner av Europas totalt 673 m ­ iljoner abonnenter surfar och ringer därmed via kinesiska nätverksprodukter. Siffrorna kommer från det danska analyshuset Strand Consult.

Andelen abonnenter i LTE-näten som ringer och surfar via kinesiskt RAN. Notera att Huawei och ZTE inte får vara med och bygga 5G-näten i Belgien.

Europa med LTE-nät och är mogen att bytas ut att 40 procent av trafiken och att det måste göras går i radionät, ofta kal�oberoende av vem som lat RAN (Radio Access levererat den. Network) från Huawei. Resterande delar av Radiodelen av näten radionätet, de 20 till 30 utgör allt från ­antenner procent som installerats John Strand till basband. Bakom de senaste åren, kan radionätet finns transportnätet i många fall uppgraderas till (backhaul) som förbinder det 5G med ny mjukvara så länge med core-nätet. frekvensbanden är desamma. Enligt rapporten har de europeiska operatörerna investerat D E T S E N A R E A N VÄ N D S bland annat i radioutrustning för 8,75 milför att styra näten och trafiken jarder dollar de senaste tre åren men också för att hantera tjänsvarav ungefär 40 procent är från ter och fakturering. Den delen Huawei och ZTE. Om den skulle av mobilnäten är dock betydligt bytas ut i förtid innebär det en mindre, radiodelen av nätet utextra kostnad på cirka 3,5 miljargör normalt ungefär 80 procent der dollar. Det är samma summa av investeringskostnaden. som de europeiska operatörerna Huawei har växt från i princip normalt investerar under 14 noll marknadsandel år 2000 till månader i sina radionät. 44 procent i takt med att operatörerna uppgraderat från GSM via 3G till LTE. T I L L ÄG G A S K A N att även många – Olika delar i nätverket har core-nät kommer att behöva byolika livstid men mycket ligger tas för att 5G-näten ska kunna ta på fem till åtta år. Sen uppgradeandra steget till 5G Stand Alone ras mjukvaran löpande och man som bland annat ger kortare gör även viss uppgradering av svarstider (latens). hårdvaran, säger han till ElektroAtt det inte behöver vara alltniktidningen. för smärtsamt att byta befintlig Betänker man då att det gått utrustning visar danska TDC tio år sedan de första LTE-näten och nederländska KPN. Opelanserades ligger slutsatsen inte ratören i vårt södra grannland allt för långt borta att mellan 70 ersätter Huawei med Ericsson och 80 procent av utrustningen medan KPA gör precis tvärt

om. Båda avtalen skrevs år 2019 innan de europeiska länderna fattade beslut om villkoren för 5G-licenserna och de två operatörerna byter 100 procent av sina radionät. Y T T E R L I G A R E E X E M P E L på en helomvändning är Belgien där både EU och Nato har sina ­högkvarter. Idag är näten 100 procent kinesiska. – Operatörerna har valt Ericsson och Nokia för 5G efter politisk press. Även Luxemburg med många banker går samma väg, säger John Strand. Hur det blir i Sverige är i skrivande stund inte avgjort. Huawei och PTS strider i rätten om villkoren för 5G-auktionen där Huawei och ZTE uteslöts på inrådan av Säkerhetspolisen och Försvarsmakten. Av de fyra operatörer som fått tillstånd att delta är det bara Telia som inte har LTE-nät från Huawei eller ZTE.

PER HENRICSSON per@etn.se

RAPPORTEN Understanding the Market for 4G RAN in Europe: Share of Chinese and Non-Chinese Vendors in 102 Mobile Networks går att beställa kostnadsfritt från Strand Consults hemsida.

11


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

Open RAN låser upp mobilnäten När det bara finns två eller tre leverantörer kvar är det inte ovanligt att staten går in och bryter upp oligopolet. Den lösningen är inte möjlig när det handlar om mobilnäten. Här stavas framtiden Open RAN, att öppna upp ett antal gränssnitt i mobilnäten så att fler företag kan vara med och konkurrera. Förespråkarna menar också att öppna gränssnitt medför att innovationstakten ökar när det blir enklare för fler företag att få in produkter i mobilnäten. I fjol slog Open RAN igenom som begrepp och i år kommer vi att se många fältförsök men också en del kommersiella implementationer. Det dröjer dock till 2022 eller 2023 innan tekniken börjar användas i större skala. Om det också innebär att oligopolet bryts upp är för tidigt att säga.

Kärt barn med många namn – O-RAN har nio olika produkter för större eller men rötterna går tillbaka arbetsgrupper som alla har sina mindre delar av näten. 2005. egna planer. Grupperna har lite I och med att 3GPP Även om det finns flera olika behov men man håller på normalt släpper en ny initiativ spelar O-RAN att skruva åt det och det ska bli uppdatering per år, en så Alliance en viktig roll för två releaser per år, säger Matteo kallad Release, kan även tekniken. Organisationen specifikationerna från O- Fiorani på Ericsson i Kista. grundades så sent som i En annan sak som också slutet av 2018 på initiativ Sandro Tavares RAN behöva uppdateras. – Status nu är att en del behöver mer arbete är hur man av operatörerna för att ordnar bakåtkompatibilitet. gränssnitt är definierade medan samla olika projekt som pågick Frågan blir viktigare för varje ny andra har en del arbete kvar, kring öppna mobilnät under en version som släpps. säger Sandro Tavares på Nokias hatt. Organisationen liknar till – Man kan se Open RAN som För att komplicera bilden kontor i Dallas. viss del branschorganisationen ett nytt sätt att tänka där flera ytterligare finns fler initiativ för Det finns exempelvis både 3GPP – som utvecklat mobilaktörer samarbetar i ett och att öppna mobilnäten, som TIP, obligatoriska och valfria parastandarderna sedan samma radionätsystem, Telecom Infra Project, Small GSM-tiden – men skapar metrar som kan specificeras för säger Marko Babovic på Cell Forum och Open Network sina standarder utgående gränssnitten. Mavenirs svenska kontor Forum. – Vilka valfria parametrar från 3GPP:s standarder. och fortsätter: Även om verksamheten inom som kommer att användas tror Det finns ingen konkur– Man skulle å andra TIP framförallt är fokuserad vi kommer att konvergera på rens mellan dem och det sidan också kunna prata på tidiga tester så finns ett visst ett naturligt sätt. Om ett par år är i princip samma föreom Closed RAN som en kommer det att finns en tämligen överlapp med O-RAN ­Alliance tag som är med i bägge. gammal modell där Marko Babovic när det gäller specifika­ komplett specifikation. Medan 3GPP i första ledande företag försvarar tioner. De två har närmat Det inkluderar även svåsin position genom att inte tillåta hand standardiserar på en sig varandra under rare uppgifter som massiv övergripande nivå tar O-RAN andras idéer och bidrag. fjolåret för att det inte mimo och carrier aggre­ Alliance fram standarder för Amerikanska Mavenir är en ska uppstå parallella olika gränssnitt i radiodel av mo- gation för att nyttja hela av de starkaste rösterna när det standarder. 5G-spektrum med låga bilnäten, gränssnitt som tidigare handlar om Open RAN. I den frekvenser, mellanfrekvenvarit proprietära vilket gjort det nuvarande formen startade PER HENRICSSON per@etn.se ser och millimetervåg. Matteo Fiorani bolaget så sent som februari 2017 svårt för nya företag att utveckla Open RAN och O-RAN används ofta synonymt men Open RAN är egentligen ett samlingsbegrepp för alla initiativ som syftar till att öppna upp mobilnäten för fler leverantörer medan O-RAN, eller egent­ ligen O-RAN Alliance, spelar en viktig roll när det kommer till standardiseringen.

12

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION – Ur RAN-perspektiv är 5G snarast en evolution av 4G med förbättrad flexibilitet och prestanda. Så har det inte varit vid tidigare generationsskiften. Det gör att man inte behöver 20 års erfarenhet av forskning och utveckling för att utveckla 5G-produkter, säger han och fortsätter: – Man kan välja att börja från tillgängliga 4G-lösningar och tekniker, eller att börja från grunden med kommersiella startpaket för 5G som FlexRAN från Intel, men också köpa in eller outsourca delar av utvecklingen.

Arkitekturen i O-RAN

TELE2

NOKIA

T E S E N S TÖ D S AV E N S T R I D F LO D av press­ meddelanden det senaste halvåret från halvledarbolagen som på egen hand eller i olika konstellationer tagit fram ­plattformar med både mjukvara och hårdvara för ­O-RAN-tillämpningar. Förutom Intel har abdra tungviktare som Xilinx, Analog ­Devices, Qualcomm och Marvell släptt produkter. En analytiker som Elektroniktidningen talat med, men som inte får citeras med namn, är dock inte övertygad om att öppna gränssnitt kommer att resultera i fler spelare. Personen jämför med core-nätet där molntrenden startade för tio år sedan. Idag körs många core-nät med hjälp av containerteknik på standardiserade servrar från IT-jättar som HP.

Varför händer det nu? Konsolideringen bland leverantörerna har gjort att det bara finns tre globala företag kvar: Ericsson, Nokia och Huawei. Sen finns ett antal mindre leverantörer som är aktiva i vissa regioner, exempelvis ZTE och Samsung. I länder som stänger ute kinesiska företag kan det koka ner till bara två.

Det här skrämmer många operatörer som vill ha fler valmöjligheter. Även myndigheter i olika länder upplever ett problem med att det finns så få leverantörer samtidigt som de ser chansen att gynna lokala företag. Det gäller exempelvis i USA, Japan och Brasilien medan myndigheterna Europa förhållit sig mer avvaktande. Däremot har europeiska operatörer som Vodafone, Deutsche Telekom och Telefonica varit pådrivande, bland annat med olika fältförsök.



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

I P R A K T I K E N H A N D L A R det om att ­radionätens mjukvara inte längre behöver köras på telekomföretagens hårdvaruprodukter ute i näten utan kan flyttas över till lokala datacenter med generella processorkort och lämpliga acceleratorer. Ett bivillkor är att det finns snabb kommunikation via fiber mellan de två delarna, även kallat front-haul, där kommunikationen är standardiserad. – Det är av central betydelse för Open RAN och de stora leverantörerna har skyddat det på olika sätt under många decennier, säger Marko Babovic på Mavenir. – Även mjukvara för att styra och orkestrera näten har mognat. Det är nödvändigt att den kan fatta intelligenta beslut för att kunna separera hård- och mjukvara, för icke-realtids Ran Intelligent Controllern och dessutom för att integrera komponenter från tredjepartsleverantörer, säger Matteo Fiorani. Marko Babovic bidrar med ytterligare en pusselbit:

O M D E T I N N E B Ä R att företaget kommer att släppa rena O-RAN-produkter eller om det blir som med core-nät, att operatörerna lyckas pressa priserna ännu mer, återstår att se.

PER HENRICSSON per@etn.se

Läs mer om Open RAN på nästa sida!

13

▲ ▲

G Å R M A N T I L L K I N A har China Mobile varit mycket aktivt i O-RAN Alliance och det finns många mindre kinesiska företag som är medlemmar i organisationen. Ett antal av organisationens arbetsgrupper leds av personer från kinesiska företag men däremot har det hittills inte kommit några officiella planer från de stora kinesiska operatörerna att använda tekniken i sina nät.

Matteo Fiorani på Ericsson bidrar med ytterliga en pusselbit till varför Open RAN händer nu. – Molntekniken har mognat vilket gjort det möjligt att separera hårdvara och mjukvara.

D E T H A R I N T E F Ö R Ä N D R AT spelplanen nämnvärt. Det är fortfarande Huawei, Nokia, Ericsson och Cisco som dominerar, övriga leverantörer av core-nät har låga ensiffriga marknadsandelar. – Men operatörerna nådde sitt mål även om det inte blev en uppbruten värdekedja på varje nivå. De har fått en radikal prissänkning och idag är inte core-nätsaffärer lönsamt utan något man håller på med för att få sälja basstationer, säger analytikern. När Ericssons vd Börje Ekholm i samband med rapporten för tredje kvartalet 2020 fick frågan hur Open RAN kommer att påverka företaget svarade han: – Jag ser inte att O-RAN kommer att ha någon större inverkan under 2021 och 2022 men därefter tror jag det kommer att börja påverka vår omsättning – det kommer att ha betydelse för hur affärsmodellerna utvecklas framöver. Man ska se det här som en möjlighet där vi kommer att positionera oss på ett bra sätt. Det är inte annorlunda än andra teknikskiften som skett i industrin – det handlar om att leda utvecklingen och vara ledande, då har vi en mycket bra möjlighet.


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

Allt blir Open RAN Var Open RAN slår igenom först beror på vem man frågar och hur förutsättningarna ser ut. Få verkar dock tro att befintliga nät kommer att påverkas inom de närmaste åren, de är för komplexa och det finns för små vinster att hämta för operatörerna.

Framförallt är det helt nya nät och nischtillämpningar som står först i ledet. Japanska Rakuten är paradexemplet på det förstnämnda som alla lyfter fram men även amerikanska Dish. Bägge bygger 5G-nät från grunden. Rakuten har dessutom ett stort antal anställda som tar hand om integrationsarbetet vilket är tämligen unikt bland operatörerna. Normalt sköter den som levererar näten integrationen och ser till att nätet fungerar optimalt. De bästa chanserna för Open RAN på kort sikt ser annars ut att finnas i glesbefolkade områden där näten är enklare, kanske även när man förtätar näten i ett affärscentrum eller en arena liksom för privata nät för att exempelvis koppla upp en fabrik. – En sak är dock säker för företagsnäten, de här kunderna köper lösningar, de vill inte plocka godbitar, säger Sandro Tavares på Nokia. E N AV TA N K A R N A med Open RAN är annars att det ska gå att bygga mobilnät på samma sätt som ett wifi-nät där alla produkter följer en standard och därmed är utbytbara, det ska vara som att plocka lösgodis.

Ingen verkar tro att det ska bli möjlig i närtid. Mobilnäten är helt enkelt för komplexa med bland annat carrier aggregation över många frekvensband och massiv mimo för att det ska fungera från start. Dessutom har få operatörer resurser för att göra integrationen på egen hand. Rimligt att anta är att den uppgiften kommer att axlas av systemintegratörer som tar helhetsansvaret på samma sätt som Ericsson, Nokia och Huawei gör det idag. Det kan fortfarande vara någon av de tre men också uppstickare som Mavenir eller företag som specialiserar sig på att bygga- och driva nätverk. – När vi kommer till en kund förväntar de sig att vi kan hantera allt. Vi erbjuder fullständig systemintegration och oavsett vilka delar vi levererat är vi fullt ansvariga för helheten, säger Marko Babovic på Mavenir.

– Vi har sagt att vi ska snabba upp utvecklingen och bredda portföljen med produkter för Open RAN. Vi kommer att leverera de första kommersiella produkter i år, säger Sandro Tavares. Det handlar om både basband och radioprodukter. – Målet är att hela portföljen ska stödja öppna gränssnitt. En intressant produkt som ska komma i år är en intelligent RAN-controller med öppna API:er som gör det möjligt för andra leverantörer att plugga in sina produkter och låta dem styras av Nokias mjukvara. – På lång sikt ser vi två huvudsakliga segment, ett som fokuserar på end-to-end-nät med hög prestanda, hög kapacitet och energieffektivitet. Det kommer att vara den största marknaden och fokus för Ericsson, säger Matteo Fiorani.

– Sen finns det mindre krävande användarfall som företagsmarknaden och helt nya mobilnät som man kan bygga med öppna gränssnitt och många leverantörer. Matteo Fiorani anser också att förtätning av mobilnäten är en uppgift som är svår för nya företag i och med att den är så beroende av samspelet med det befintliga nätet för att lyfta prestanda. E R I C S S O N H A R NYL I G E N lanserat en Cloud RAN-portfölj för att ge operatörerna större flexibilitet och är ett första steg mot öppenhet. En sak som Open RAN adderat, som inte finns i mobilvärlden, är så kallade plug-fester där leverantörerna träffas och testar att produkterna fungerar ihop.

PER HENRICSSON per@etn.se

Öppenhet ger säkerhet I en uppmärksammad artikel i höstas lyfte Ericsson frågan om säkerhet. Artikeln kunde uppfattas som ett försök att bromsa utvecklingen men oberoende av avsikten hamnade frågan i fokus och O-RAN Alliance intensifierade arbetet.

– Säkerheten är högst på dagordningen hos alla, vi konstruerar för säkerhet och nätet blir aldrig säkrare än de produkter och leverantörer som finns där. Det är

viktigt att varje del är säger, säger Sandro Tavares på Nokia. Han påpekar att tongångarna var desamma när core-nätet började flytta upp i molnet, en process som pågått i många år. – Normalt är det en integratör som är ansvarig för prestanda och säkerhet, vi räknar med att det bli på motsvarande sätt med Open RAN. – Öppna gränssnitt möjliggör bättre säkerhet. När lösningarna är öppna minimeras risken för

felaktigt beteende och med hjälp av en molnbaserad arkitektur kan ett antal kända tillgängliga lösningar kring välkända säkerhetsutmaningar tillämpas även på radionätet, säger Marko Babovic på Mavenir. Han påpekar dessutom att flera arbetsgrupper inom Open RAN arbetar intensivt med frågan. – Det finns rekommenderade end-to-end-löningar, så ingen får gå bort sig. PH

Vill du bli en av oss? Drivs du av att utveckla smarta lösningar i framkant inom elektronik och inbyggda system? Vill du vara med och påverka framtidens jordbruks och transportsystem? Trivs du i en bred och omväxlande roll med korta beslutsvägar och samtidigt en global spelplan? Läs vidare och ta chansen att vara med på en spännande och utvecklande resa! Om Ålö Ålö, ett världsledande företag grundat 1949 med bl.a. varumärket Quicke, utvecklar och tillverkar system för materialhantering med fokus på jordbruk. Våra frontlastare, grävaggregat, styrsystem, digitala tjänster samt redskap håller högsta kvalitet och bygger på ledande teknik. Vi drivs av att skapa innovativa lösningar och produkter som ger våra kunder högre effektivitet och hållbara resultat. Företaget är en del av JOST, en ledande global producent och leverantör av säkerhetskritiska system till kommersiella fordonsindustrin med märken som JOST, ROCKINGER, TRIDEC, Edbro och Quicke. JOST sysselsätter mer än 3 500 anställda över hela världen och ett globalt samarbete är därmed en del av vår vardag. Hos oss får du möjligheten att utvecklas i ett internationellt bolag med lokala rötter. Att arbeta för Ålö innebär att vara en del av ett team med stark framåtanda, drivkraft och ambition – alltid med kundens bästa i fokus.

Vi söker just nu:

Elektronikkonstruktör

Konstruktör - Mekatronik

Verkar detta intressant? Läs mer om tjänsterna och ansök på https://alo.teamtailor.com/jobs

www.quicke.se- MEMBER OF JOST WORLD

14

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


Tipsa din kollega eller kompis i elektronikbranschen om att teckna en kostnadsfri prenumeration på Elektroniktidningen! Elektroniktidningen vill hela tiden bli större för att kunna göra en bättre tidning och nå fler. Vi tror att du har många vänner som ännu inte tecknat en prenumeration på tidningen. Stämmer det? I sådant fall vill vi gärna att du blir värvare åt oss! Vi delar ut fyra startpaket med Raspberry Pi från m.nu till dig som tipsar, förutsatt att din kompis eller kollega tecknar en prenumeration och arbetar i elektronikbranschen. m.nu sponsrar kampanjen som pågår till midnatt den 28 februari.

Detta exklusiva startpaket med Raspberry Pi 4 innehåller allt du behöver för att komma igång (tro oss, det stämmer faktiskt) med ditt hobbyprojekt! Paketet innehåller alltså den senaste versionen av Raspberry Pi 4 och är perfekt för alla som är intresserade av att komma igång med elektronikprojekt eller bara ha en smidig extradator hemma! Du kan läsa mer om produkten från svenska m.nu här på www.m.nu

MÅNADSMAGASINET FÖR ELEKTRONIKPROFFS

Gå in på etn.se/prenumerera och fyll i dina uppgifter!


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

Icomera vässar tågets wifi med 5G-modem Strax innan jul stack Göteborgsföretaget Icomera ut hakan med ett världsrekord på ett X2000-tåg mellan Stockholm och Göteborg. Tillsammans med forskare på KTH testade företaget sin nya router med inbyggda 5Gmodem som levererade gigabithastighet till ­passagerarna att dela på under färden.

D

et är lika bra att direkt bena upp vad rekordet handlar om. I pressmeddelandet gick det att läsa att passagerarna kunde dela på 1,267 Gbit/s under sin färd med ett X2000-tåg mellan de två svenska storstäderna. Ett rekord fastslogs, men var det uppnåtts var inte klart. Som de flesta vet har Sverige inte ett utbyggt 5G-nät ännu. Samtidigt finns det bara 5Gtäckning i kommersiell drift på 3,5 GHz på några få platser i världen – ett är Tele2:s 5G-nät i Stockholm. Där testade Icomera sin utrustning, men också på sträckan ner till Göteborg. – Tele2 har en 80 MHz-kanal som går ut på 3,5 GHz-bandet i centrala Stockholm. När vi testade där var vi uppe i över 1,4 Gbit/s när vi utnyttjade LTE och 5G tillsammans, säger Mats Karlsson, teknikchef på Icomera. På övriga sträckan mot Göteborg finns inte 5G idag. Det

16

betyder inte att passagerarna märkte av en nämnvärt sämre internetuppkoppling under resten av färden. – Genom att limma ihop kapacitet från de tre operatörerna Tele2, Tre och Telia kom vi upp i 1,2 Gbit/s med enbart 4G på flera ställen mellan städerna, säger Mats Karlsson. På frågan om inte tågets hastighet också inverkar starkt på uppkopplingen svarar han: – I ett 3G-nät är det ganska seg hand-over, men i LTE flyter det på bra och i 5G kommer det ga-

ranterat att flyta på ännu bättre. Det kommer i stort att fungera som en homogen täckning när du kör och då kan du dundra på i över 200 km/h utan problem. S A M T I D I G T Ä R D E T oerhört viktigt med en bra antenninstallation som kan kompensera för exempelvis fädning, som är den största utmaningen i höga hastigheter. Fädning innebär att radiosignalerna stiger och försvinner snabbt på grund av reflektioner och utsläckningsfenomen. – Om du till varje modem har

1 Antennmatris med upp till 16 antenner

2 Routern X5

fyra antenner som sitter med 1,5 meters mellanrum drabbas du inte av fädningsfeomenen i någon större utsträckning, konstaterar Mats Karlsson, och förtydligar: – Dopplereffekten har där­ emot ingen inverkan vid dessa hastigheter. Det lyckade tågtestet startade i oktober förra året. Det utfördes med KTH – som företaget samarbetat sedan 2008 – och SJ, som är kund sedan länge. Kärnan i testet är Icomeras router X5 med fyra 5G-modem.

3 Accesspunkt med tre radioenheter

4 PoE-switch

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION för 2,4 GHz som ger upp till 1,1 Gbit/s, två på 5 GHz och en på 6 GHz som stöder 802.11 ax. De tre sistnämnda kan leverera upp till 4,8 Gbit/s. Prototyper finns framme, och Icomera planerar att börja certifierings­ arbetet under året. En intressant detalj är att företaget bygger stora delar av hårdvaran självt. X5:an tillverkas och monteras exempelvis VA R J E 5 G - M O D E M kan samtidigt köra 5G och LTE upp till kategori i Borås, medan chassit gjuts i Småland. 20. Radiomottagaren hanterar Inuti X5:an sitter en Intel alltså 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2600 MHz och Xeon-processor. Den största routern som säljs för tillfället 3,5 GHz samtidigt. har 32 Gbyte RAM och 2 Tbyte En router som denna – med lagringsutrymme. fyra modem – kan därmed han– Vi har även en mjukvara för tera fyra operatörer samtidigt. CCTV-system i routern. Om – Det betyder att ett modem kunden önskar har vi tar mer eller mindre all även infotainment-löstillgänglig kapacitet från ningar med filmer lagrat en operatör i ett område, på routern, likt det som medan nästa modem gör finns på flygplan. samma för en annan opeI höstas köpte Icomera ratör. Så vi kan suga upp dessutom brittiska Goall tillgänglig bandbredd, Mats Karlsson Media, med 28 anställda i aggregera ihop den och London och känt för att leverera leverera den via wifi på tåget. Systemet stjäl dock inte kapacitet infotainment- och informationssystem för passagerare till tåg-, från andra användare av samma buss- och flygindustrin. De två basstation. företagen har tidigare samarEn typisk installation har en betat. router per tåg, upp till 16 anten– Vi bygger även egna basstaner på utsidan av tåget och ett Ethernetnät med en accesspunkt tioner som man kan sätta längs med spåret eller i tunnlar, och vi i varje vagn. I Tyskland, där utvecklar all mjukvara som agtågen är längre, har det blivit allt gregerar protokollet. Likaså har vanligare att sätta två routrar vi en gateway som placeras i ett på ett tåg, en i varje ände, som av våra många datacenter, som vi kopplas ihop i ett gemensamt utvecklar mjukvaran till. nätverk ombord. Idag är standard 1 Gbit/s, men under detta år blir det 10 Gbit/s. T I L L D E T TA KO M M E R ett egenutDen egenutvecklade accessvecklat övervakningsverktyg punkten, kallad SynAPse, har som bygger på maskininlärning. tre radioenheter; två på 5 GHz Genom det har Icomera full som båda levererar upp till 1,7 kontroll på alla sina komponenGbit/s och en på 2,4 GHz som ter ombord på tågen, om något ger upp till 600 Mbit/s. Den går fel går ett larm. Därefter görs stöder 802.11ac Wave 2 med 4×4 en automatisk felsökning, och Mu-Mimo. enheten som fallerat identifieras, Samtidigt är en andra generaoch orsaken pekas ut. tion redan på gång. Den har – Fast innan det blir ett stort fyra inbyggda radioenheter – en problem för kunden kan vi se trender och att något är på väg att hända, påpekar Mats Karlsson och adderar. – Framåt jobbar vi med att ta ytterligare steg inom övervakning. Tanken är att vi ska stödja övervakning av tredjepartsfunktioner, till exempel om hjulen på tåget vibrerar, hur pantografen mår ­eller hur ventilationen fungerar.

Visserligen lanserades X5 för mer än ett år sedan, fast då med 4G-modem eftersom ingen 5Ghårdvara fanns tillgängligt. – Fortfarande finns 5G-modemen inte i industriell skala, men jag tror att modemtillverkarna kommer igång med volymer i februari och då är vi redo att rampa upp produktionen.

Icomeras router X5 har fyra inbyggda 5G-modem.



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21



ANNA WENNBERG anna@etn.se

Från UAV:er till tåg Göteborgsbaserade Icomera utvecklar wifi-lösningar till tåg och bussar. Resan dit har inte varit spikrak, även om grundidén hållit hela vägen: att aggregera olika länkar för att skapa bättre täckning och effektivitet.

Icomera har sina rötter i forskning på Chalmers. Idén att aggregera olika länkar kom när diskussionen att gå från kretskopplad till paketbaserad teknik tog fart på 1990-talet. – Min idé var att om du ska dela på resurserna för att få ett bättre resursutnyttjande, för det är otroligt stor skillnad i resursutnyttjandet när man gör paketförmedlat istället för kretskopplat, då kommer prestanda att variera och då blir det väldigt svårt att debitera per minut, säger Mats Karlsson, teknikchef på Icomera. Från start var Mats Karlsson övertygad om att volymbaserad betalning skulle bli det vinnande framtidsalternativet. – Jag gjorde ett arbete på Chalmers och designade ett kommunikationssystem för UAV:er som bestod av multipla mobillänkar. På så sätt kunde jag öka tillförlitligheten på kommunikationen, utan att öka kostnaden för den överförda datamängden. Tillsammans med en kompis deltog han i den allra första upplagan av affärsplanstävlingen Venture Cup med UAVspåret. – Vi gjorde en affärsplan, men insåg snabbt att det inte var mycket att komma med ens med hela världsmarknaden inom UAV:er. Då tänkte vi om. PÅ D E N T I D E N – strax innan millennieskiftet – kom GPRS. Även Bluetooth och wlan var nytt. Likaså hade Windows CE nyligen lanserats, och handdatorer (PDA:er) ansågs coolt. – Vi byggde ett system så att du kunde gå mellan GPRS och wlan utan att tappa kopplingen. Det var Icomeras första projekt efter att bolaget grundats av Mats Karlsson och ytterligare tre personer år 1999. Idag är han ensam grundare kvar.

– Microsoft och Intel höjde oss till skyarna när vi knöt ihop mobiliteten. Då gjorde Fujitsu-Siemens den mest kraftfulla PDA:n, och vi skrev ett ramavtal om att vår teknik skulle inkluderas i deras nya PDA:er, säger Mats Karlsson, och adderar: – Alla var övertygade om att något stort var på G, men Fujitsu-Siemens lyckades inte med sin handdatorsatsning. Istället dog allt ut. Återigen var det dags att fundera på alternativa til�lämpningar. Då kom idén att koppla upp tåg. Tanken var att aggregera ihop alla mobiloperatörer, och annan teknik, och leverera den med wlan ombord på tåget. – Jag drog gång ett eget projekt inom bolaget. I D AG Ä R I CO M E R A störst i världen i sin nisch – att koppla upp tåg och bussar, där tågen än så länge står för 85 till 90 procent av försäljningen. Till en början använde företaget satellitantenner på tågen, men år 2006 gick det över till enbart mobildata. – Då hade priserna på mobil­ data gått ner och prestanda gått upp med i samband med HSPA-modemen, förklarar Mats Karlsson. Idag är så gott som alla tåg i Storbritannien ­uppkopplade med det svenska företagets routrar. Likaså är företaget stort i Tyskland, där Deutsche Bahn är kund, och det finns i bland annat Italien och Frankrike. – Vi växer i Nordamerika. Vi har Amtrak i USA och vi har kopplat upp en stor del av lokaltrafiken i Toronto. Än så länge är Europa vår största marknad, men om tillväxten i Nordamerika fortsätter som nu blir den störst inom två år. Icomera har huvudkontor i Göteborg, ytterligare en lokal i staden med lager, logistik och tillverkning och ett litet kontor i Stockholm. Till det kommer ett antal kontor i Europa och Nordamerika. Företaget har över 300 anställda och omsätter runt en miljard kronor. Sedan 2017 är Icomera ägt av franska Engie Solutions. AW

17


Think Custom SoC. Think Socionext. 40 års erfarenhet från början till slut – du kan lita på oss

Socionext är en ledande global leverantör av systemchipslösningar med över 40 års erfarenhet. Faktiskt så är vårt namn SOCIONEXT en återspegling av vårt fokus på specialanpassade systemchip för vår tids modernaste och dynamiska tillämpningar inom bilindustrin samt tillverknings- och nätverksmiljöer. Vårt fokus är att tillhandahålla innovativa produkter och lösningar för situationer som kräver avancerade processteknologier med utmanande komplexitet och som har krävande prestandakrav. Dessa utmanande och komplexa tilllämpningar behöver specialanpassade systemchip. Varför? Många företag som designar produkter har inte lyxen att kunna ha en intern designavdelning för tillämpningsspecifika chip. Men när det inte går att få tag i rätt standardkomponenter så är lösningen ett specialanpassat chip.

www.eu.socionext.com

Så vad är skillnaden mellan tillämpningsspecifika integrerade kretsar och specialanpassade systemchip? Konstruktionsspecifikationerna, chipinnehåll samt gränssnitt och designansvar mellan kunden och chipleverantören är de viktigaste faktorerna att ta med i beräkningen. Med traditionella ASIC (tillämpningsspecifika integrerade kretsar) så ansvarar kunden för chipdesignen, baserat på teknologiska resurser som tillhandahålls av chipleverantören. Designen levereras till leverantören i form av en specifik teknologisk beskrivning på styrnivå (nätlista) eller som upphöjd beskrivning på mjukvarunivå. Chipleverantören tar sedan hand om att göra om kundens design till ett fysiskt chip, inklusive förpackning och kontroll av slutprodukten. Varje part måste ta ansvar för sin del i den övergripande konstruktionen. En ASIC innehåller ofta flera olika makro-block av immateriella rättigheter (IP-block) som tillhandahålls av chipsäljaren, men inkluderar inte nödvändigtvis någon särskild CPU-funktionalitet. En systemchipslösning (som namnet avslöjar) är baserat runt en CPU eller flera CPU-delsystem och agerar som det centrala styrelementet i det slutgiltiga systemet. Förutom att agera som CPU eller CPU:er så kommer systemchipet också att innehålla en mängd olika behandlingsenheter så som ISP, DSP eller GPU, samt andra särskilda

ASIC

Custom

SoC

ASIC or Custom SoC – What’s the difference? Think Custom SoC. Think Socionext. IP-block för funktioner så som externa höghastighetsgränssnitt. För att designa en ASIC så måste kunderna antingen ha ett särskilt internt chipdesignteam eller åtminstone interna experter som kan samarbeta med en extern designpartner. Detta kan vara svårt att motivera då den mängd av specialanpassade designer som krävs är begränsad. Som jämförelse så tillhandahåller metoden med specialanpassade systemchip ytterligare alternativ, genom att chipleverantören axlar en större del av designansvaret. Detta kan variera från en plattformsbaserad metod (där leverantören erbjuder förhandskontrollerade delsystem) till en metod där leverantören tar fullt ansvar för hela designprocessen. Våra fokuserade tillämpningar är särskilt relevanta för specialanpassade systemchip.


Specialanpassade systemchip för bilindustrin Bilindustrin håller på att röra sig mot självkörande fordon och en stor förändring när det gäller deras design. Infotainmentsystem i fordonet och avancerade förarstödsystem slås ihop för att förbättra körupplevelsen samtidigt som säkerheten höjs. Framtidens bil kommer att förena en mängd olika sensorteknologier så som kameror, radar, LiDAR och ultraljud vilket kommer

att kräva att en enorm mängd data genereras. Att uppnå dessa höga nivåer av prestanda och integration samtidigt som man minimerar chipstorlek, kostnad och strömförbrukning kommer att öppna upp nya möjligheter till anpassning vilket i sin tur kan vara det enda alternativet för att kunna uppnå kraven för dessa designmål.

Building Complex Automotive Systems? Think Custom SoC. Think Socionext.

Specialanpassade systemchip för sakernas internet och industri 4.0 Utmaningar från nätverksarbete och databehandling till maskinseende är bara några av de komplexa tillämpningar som behöver hanteras inom industrimiljön, speciellt med tanke på den stora mängd av olika kommunikationsstandarder som har antagits. Förmågan att kunna hantera stora mängder data när man är i framkant av utvecklingen blir

allt viktigare då kravet på nätverk och databehandling för dataseende och bildigenkänning utan något mänskligt ingripande växer. Här så har Socionext utvecklat en mängd olika lösningar vilka förenklar utvecklingen av industri 4.0-utrustning så som skydd av immateriella rättigheter, funktionell säkerhet och livscykelförvaltning

Industry 4.0 Application? Think Custom SoC. Think Socionext.

Specialanpassade systemchip för nätverk Socionext har en mångårig erfarenhet av toppmoderna specialanpassade systemchip för tillämpningar inom optisk nätverkstransport, och tillhandahöll marknaden med världens första 100G-, 200G- och 400G-chipssatser, vilka revolutionerade telekommunikationen. Med införandet av 5G så kan den breda kompetensen användas för nya förbättringar vilket ger bättre lösningar och att man kan övervinna nuvarande begränsningar och driva framåt gränserna för 5G för nya, bredare nätverkssystem. De krav som 5G ställer på höga datahastigheter med låg latens samt

nya funktionsuppsättningar har inneburit att överföring av data med hjälp av små enheter och moduler i konventionella lösningar med systemchip som inte är specialanpassade ofrånkomligen har lett till en dramatisk ökning av strömförbrukningen. Med hjälp av Socionexts intelligens så kan dock användningen av specialanpassade systemchip erbjuda enorma fördelar till systemlösningar då det möjliggör optimerade, komplexa konstruktioner med hög prestanda samtidigt som de har låg strömförbrukning och inte tar mycket plats.

Fördelarna med specialanpassade systemchip Specialanpassade systemchip ger kunderna möjligheten att få tillgång till deras egna specialdesignade chip med en minimal designinsats och minimala resurser från deras sida, till och med utan intern expertis. Socionext är världens näst största fabless-leverantör av specialanpassade

systemchip, och kan därför ta itu med de allra mest komplexa designutmaningarna för specialanpassade systemchip, baserat på den absolut senaste halvledarteknologin. Med 40 års erfarenhet och innovation från början till slut så kan du garanterat lita på oss.

Designing a 5G Network? Think Custom SoC. Think Socionext.

Socionext´s Custom SoCs

The Benefits Think Custom SoC. Think Socionext.


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

SPELA TILLSAMMANS Stoppet för konserter under pandemin saboterade för musikindustrin, inklusive stockholmsbolaget Elk och dess ljudmjukvara. Lyckligtvis hade bolaget en fullt corona­ kompatibel produktidé i skrivbordslådan: ett Zoom för nätmusikanter.

A

loha heter den nya produkten, som är en webbtjänst med stöd i egen hårdvara. Elk styrde om alla sina resurser till att utveckla Aloha och den ska förhoppningsvis kunna lanseras i år. Aloha är en social plattform som låter musiker spela tillsammans över Internet. Kärnan är ett eget realtidsoperativsystem som kapar de flesta av de milli­ sekunder av fördröjningar som introduceras av vanliga skrivbordsoperativsystem. – Videos som du ser av musiker som tycks spela tillsammans över nätet är typiskt inte på riktigt, berättar Stefano Zambon, som är teknikchef på Elk. – Först spelas trummorna in, sedan bas, gitarr och sång – som i en studio.

direktsändning via Amazons moln. Latensen, tidsfördröjningen, är den stora utmaningen. Stefano Zambon och Elektroniktidningen testar att försöka klappa händerna tillsammans över Zoom. Fördröjningarna knuffar oss hela tiden ur takt. Beroende på musikstil, tempo, och annat krävs en total latens på maximalt 20–30 millisekunder för att musikerna ska kunna hålla sig i takt.

F Ö R D R Ö J N I N G E N I N ÄT V E R K E T är inget som Elk kan göra något åt. Det sätter till slut en gräns för vilka avstånd som är möjliga. Det som Elk kan trimma är den lokala elektroniken och mjukvaran. Elk trollar bort 10–20 millisekunder av latensen som finns i konkurrerande lösningar på skrivbordsoperativsystem. E L K S O P E R AT I V S YS T E M Elk Audio Varje vunnen millisekund OS körs på en Raspberry Pi i ut­ökar den användbara räcknuvarande prototyp. När Alohavidden. Var de exakta appen är klar ska den se avståndsgränserna går ut som vilken Skype eller beror i praktiken av Discord som helst, med många faktorer i nätverkontaktlista och chatt. ket – Stefano Zambon Men dessutom alltså och forskarkollegor hålmed en extra knapp för ler på att skriva en artiatt starta en jamsession. kel i ämnet. Men Elk har Ytterligare ett knapptryck startar en global Stefano Zambon i alla fall demonstrerat

att stockholmare och skåningar utan problem kan spela snabb jazz tillsammans över Internet. Fördröjningen är då under tio millisekunder. Det motsvarar att stå 2–3 meter från varandra i samma rum. I E N A N N A N D E M O spelar en trumslagare i Stockholm tillsammans med en gitarrist i Madrid över Internet. Fram till i fjol var det faktiskt Elk Audio OS som var Elks huvudprodukt. Det licensieras till tillverkare av instrument, mixrar,

ljudeffekter och annan ljudelektronik. Men åtgärderna mot Covid-19 gjorde att flera projekt sköts på framtiden. – Allt ändrades av Covid 19. Levande musik har stoppats runt hela världen. Musiker slutade köpa utrustning, säger Stefano Zambon. Kunder sköt fram sina produktreleaser. – Nu har det äntligen börjat återhämta sig för oss igen. Men pandemin fick oss att skynda på Aloha så mycket vi kunde. Egentligen var den planerad för 2022.

Blev Matt Bellamys gitarrhjälte

Elks första produkt var en smart gitarr. Men branschen var mer intresserad av ­gitarrens innehåll.

20

Du kan ha hört talas om gitarren – Sensus. Dess demos väckte stor uppmärksamhet. Sensus är fylld av sensorer och gränssnitt. Musikern vrider på gitarren, stryker med ­fingrarna längs kroppen och viftar med handen för att skapa ljud. Dessutom har Sensus inbyggd sequencer, inspelningsfunktion,

med mera. Den har hittills inte blivit mer än en prototyp. – Vi hade planer för att industrialisera och producera den. Men efter vi gjort vårt första besök på musikmässan Namm och pratat med musikinstrumenttillverkarna insåg vi att det fanns ett mycket större intresse för vår

teknikplattform i sig, snarare än produkten. – Det var då vi bestämde oss för att fokusera på Elk Audio OS. Något annat spännande hände på samma Namm: Elk löste ett gitarrproblem åt ingen mindre än Matt Bellamy, musiksnillet bakom brittiska bandet Muse. Han ville styra en mjuk

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

ÖVER NÄTET Så bekämpas latensen Att musicera över Internet via vanliga skrivbordsoperativsystem är dödsdömt. De är inte konstruerade för realtid. Elk använder ett egenutvecklat operativsystem, Elk Audio OS, optimerat för audio och realtid.

Så istället för att licensiera Elk Audio OS som B2B-produkt fokuserar nu Elk på att utveckla en konsumentprodukt, Aloha, på sin egen plattform. U TÖ V E R A LO H A över I ­ nternet finns planer på ett Aloha över 5G, efter samarbete med ­Ericsson. Elk var år 2018 först i världen att demonstrera realtidsljud över 5G. Andra delar av färdplanen talar om instrument med Alohahårdvaran integrerad. Den stora drömmen på sikt är att Aloha

synthesizer på en laptop från sin elgitarr via Bluetooth. Men varken laptop eller Bluetooth är bra scenteknik, bland annat på grund av störningar från publikens mobiler. Bellamys tekniker berättade om problemen i Elks bås på Namm och Elk åtog sig till teknikerns stora förvåning att stoppa in mjukvarusynten i gitarren. Dock inte genom att silvertejpa en laptop. Tillsammans med



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

etableras som de facto-standard för realtidsljud. D E T F I N N S O C K S Å tänkbara til�lämpningar utanför musik inom allt som vill ha bättre realtidsljud. Ett exempel är vanliga audiokonferenser. Med kortare latenser och cd-ljud blir interaktionen rikare och tar ett steg närmare ett vanligt möte IRL. Ytterligare en idé är ljudprocessning i realtid som molntjänst.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

en mikrofontillverkare utvecklades en mjukvarusynt på ett litet datorkort som integrerades på undersidan av gitarrkroppen. Ljudet strömmades därefter via ett robustare trådlöst protokoll direkt till mixerbordet. Lösningen togs fram på 18 dagar och fungerade omedelbart, vittnar teknikern. Den användes på den förestående världsturnén.

Elk Audio OS kör Linux sida vid sida med en realtidskärna på den öppna plattformen Xenomai. Det stöder ett drygt tiotal inbyggnadskort på x86 och Arm, bland dem Raspberry Pi vilket prototypen av Alohaboxen använder just nu. Musikern ansluter boxen till sitt instrument och till Ethernet. Som riktad mot konsument är den designad att vara lättanvänd och robust. Även om boxen stängs av mitt under en programuppdatering ska den direkt vara färdig att använda när den startas igen. I realtidskärnan i Elk ­Audio OS finns för det första en egenutvecklad drivrutin för audio. För det andra kommer realtids­kärnan undan det overhead som finns i Linux i form av bland annat schemaläggning och interrupt. Lösningen sänker inte bara latensen för realtid utan höjer också prestandan – det blir fler

cpu-cykler över till att integrera exempelvis virtuella instrument eller ljudeffekter. Det finns i ljudbranschen ett antal standardiserade protokoll och gränssnitt kring ljudprocessning, och den som har sådan mjukvara kan integrera den med Elk Audio OS med bara en kompilering. Protokollen har namn som Midi, VST, Ableton Link, Juce, Hise, CS, Faust, Max/MSP, Soundfont och LV2. Licenstagare kan på så vis skräddarsy sina egna produkter. Elk Audio OS finns som öppen källkod för Raspberry Pi men är också möjlig att licensiera för kommersiella kunder som vill behålla sin utveckling för sig själv. Designfilosofin var att undvika att uppfinna hjulet på nytt. – Hellre tar vi existerande standarder och jobbar med dem. Där det behövs gör bolaget egen utveckling för att korta ner latenser eller öka ljudkvaliteten, som är på cd-nivå. Exempelvis är beteendet vid paketförluster viktigt. Vanlig röstkomprimering kan skapa märkliga ringande artefakter i ljudet. Elk kan offra några cpu-cykler på en mer musikalisk algoritm. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Elks logotyp på täckplattan över elektroniken i Matt Bellamys gitarr.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

21


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

Nicheantenner placeras längs långsidan.

Det här är den svenska Tomas Rutfors, grundare och vd för Proant AB och Proant Asia Ltd.

En annan viktig parameter är att antennen inte ska gå in för djupt in i mönsterkortet utan bara an­ vända yta längs ytterkanten på mönsterkortet.

EX

Tomas är civilingenjör inom Elektroteknik från Luleå tekniska universitet. Han har bland annat jobbat med antennutveckling till mobiltelefoner vid Allgon Mobile Communications AB innan han startade Proant AB år 2005.

PE R

och WiFi, till exempel mobildata för 2G-, 3G-, LTE-, NB-IoT- och 5Gprotokollen, liksom UHF-banden 868 och 915 MHz som bland an­ nat LoRa använder. Även positio­ neringssystem som GPS, Glonass, Galileo och Beidou kan använda Nichekonceptet. Antennstrukturen för lägre frekvenser blir större. Den blir också större om bandbredd behöver utökas. För 2G, 3G och LTE är storle­ ken cirka 14 × 24 mm. För applikationer som kräver mindre bandbredd som LoRa räcker det med en storlek om 8 × 16 mm. För Blue­ tooth är storleken 4 × 8 mm. Antenntekniken kan nog bäst beskrivas som en hybrid mellan notch- och loop-an­ tenn. Den har främst magnetisk excitering av EM-fälten vilket ger den fina egenskapen

R TA T

22

Av Tomas Rutfors, Proant

IKEL

P

å Proant i Umeå har vi haft stora framgångar med ett egendesignat antennkoncept vi kallar Niche. I den här artikeln berättat vi om prin­ ciperna för designen och hur den kan an­ vändas i praktiska tillämpningar. Niche har främst använts för Bluetooth och WiFi men vi ser även stor potential för andra applikatio­ ner som LTE/NB-IoT/5G, positionering och sub-GHz som 868 MHz och LoRa. Antenner finns i en mängd utformningar beroende av applikation och vilken typ av egenskap på utstrålning som behövs. För produkter som säljs i stora kvantiteter är kostnaden också viktig och då är det van­ ligt att integrera ett antennmönster i pro­ duktens mönsterkort. I allmänhet behöver de placeras på produktens kortsida eller ett hörn och därigenom blir produkten längre för att avsätta plats för antennen. För att undvika att förstora produkten kan man istället placera antennen i mitten av en sida, ofta en långsida. Men det går inte att bara flytta antennmönstret från kortsidan och placera det i ett urtag på långsidan då dessa antenner inte fungerar med denna placering. Det var därför önskvärt att skapa en liten men väl fungerande antennstruktur som kan placeras längs långsidan på pro­ dukter.

D E T TA VA R U TG Å N G S P U N K T E R N A när Pro­ ant tog fram Niche-konceptet. Utfallet var en antenn som klarade ett frekvensband för 2,4 GHz. Den plockades snabbt upp av Rasp­ berry Pi till deras Zero W-modul. När det där­ efter fanns behov av antenn för två separata frekvensområden utvecklades konceptet vidare för att klara både 2,4 och 5 GHz-om­ rådena för WiFi. Det används idag bland an­ nat på Raspberry Pis nyare moduler, som Pi 3 Model B+ och Pi 4 Model B, se bild 1. Niche kan även användas för andra frek­ vensband och protokoll utöver Bluetooth

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

Proant hjälper kunden optimera antennen.

Flera generationer av Raspberry Pi har valt Umeåantennen.

antennen i Raspberry Pi sig frekvensstabil för de flesta implementa­ tioner i kunders produkter. Det har vi bland annat sett från de u-blox-moduler som inne­ håller Niche-teknologin.

Figur 1. Switchning där olika kapacitanser ger olika resonansfrekvenser.

Figur 2. Antennens Return loss med olika kapacitanser valda av switch.

att den är okänslig för dielektrisk belastning. Med andra ord kan den gjutas in i silikon eller liknande gjutmassa utan att dess resonans­ frekvens nämnvärt ändras. Även prestanda håller sig nästan intakt. Detta gör att tekni­ ken är väl lämpad för moduler, då den håller



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

V I H A R ÄV E N U T F O R S K AT möjligheten att frekvensjustera antennens frekvensområde. Det kan vara lämpligt när man behöver täcka ett brett frekvensområde, exempelvis för global LTE- eller NB-IoT-användning. Med en väldigt enkel växlingsmekanism kan man flytta antennens frekvensområde så att det är möjligt att med bra prestanda täcka 699–960 MHz och 1 710–2 170 MHz även för små applikationer. I detta exempel placerar vi antennen på ett 80 × 40 mm stort mönsterkort, vilket är en förhållandevis liten applikation. Med hjälp av växling med en SP4T-switch och 4 kapacitanser kan anten­ nen ändå täcka hela frekvensområdet, se fi­ gur 1 och 2. Kapacitanserna är placerade över anten­ nens öppning i jordplanet (se även www. proant.se/technology för utförligare beskriv­ ning). Det går även att klara dessa band utan växling om man får tillgång till större yta för antennen och om applikationskortet är stör­ re. Med ett 140 × 60 mm stort mönsterkort och en antennstorlek på 20 × 40 mm täcker

man alla LTE-band från 699 MHz upp till 2 700 MHz utan att behöva frekvensjustera antennen. Då denna teknologi är patenterad inom EU och patentförfarande är på gång i flera andra länder som USA, Kina, Japan, Sydko­ rea, får kunder betala en licensavgift för att använda tekniken. Hittills har vi sett att kost­ naden inte avskräcker när årlig kvantitet är större än 100 000 stycken. Vi har ett partnerprogram till produktut­ vecklande konsulter där de får del av licens­ avgiften för sina kunders produkter. Vi stöd­ jer också kunder i införandet av tekniken, vilket uppskattas av de flesta kunder då det krävs lite speciell teknik för att optimera an­ tennen i designstadiet.  n PROANT I UMEÅ Proant utvecklar, tillverkar och säljer ­antenner. Vi har huvudkontor och utveckling i Umeå och ett dotterbolag i Hong Kong som säljer och levererar produkter till kunder över hela världen. Målet är att erbjuda antenner, främst inbyggda, som uppfyller kunders krav på säker kommunikation. Sortimentet täcker de flesta behov kunder har och vi ­utvecklar hela tiden nya koncept för kommande standarder.

23


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

PE R

R TA T

EX

Äldre mobilnät stängs ned IKEL

– så påverkas dina uppkopplade apparater

Men även innan dessa 2G-nät är helt tagna ur drift kommer 2G-enheter att sluta fungera optimalt. Här är vad som är att förvänta:

24

Rolf Horn är applikationsingenjör på Digi-Key.

Han har arbetat i gruppen med ansvar för Europa sedan 2014. Dessutom skriver och ­redigerar han artiklar för företagets ­tyskspråkiga forum. Innan han började på Digi-Key arbetade han på olika halv­ ledarföretag med FPGA:er och processorer för industriella- och fordonstillämpningar.

2G-produkter kan fortfarande ansluta till nätet, men det är inte möjligt att aktivera nya produkter. Dessa produkter kommer sannolikt inte att fungera lika bra som tidigare, eftersom operatörerna kommer att återanvända spek­ trum för att göra plats för att bygga nya nät.

I Europa kommer 2G ha en längre livslängd. Vodafone avser att bibehålla 2G-täckning fram till minst 2025. Observera dock att de sannolikt kommer att börja återanvända spektrum redan före dess. Utfasningen av 3G Liksom 2G-näten använder 3G-nät spekt­ rum som i slutändan kommer att behövas för att stödja LTE, vilket innebär att operatö­ rerna planerar avvecklingar. Dessutom har 3G-produkter hastighetsbegränsningar och

På andra håll i världen: • Bell Canada stängde ner 2G-näten 2018 • Andra operatörer i Kanada, som Telus och Rogers, har båda slutat stödja 2G.

Alla större nordamerikanska operatörer kommer att ha fasat ut 2G i slutet av 2021.

BILDKÄLLA: DIGI

Utfasningen av 2G I USA håller stora operatörer redan på att stänga ned 2G-näten: • AT&T slutade driva 2G-nät redan 2016 • T-Mobile började rulla tillbaka 2G i december 2020 • Verizon började fasa ut sitt 2G CDMA-nät i slutet av 2020 • Sprint stänger av sitt 2G CDMA-nätverk i december 2021

Av Rolf Horn, Digi-Key

BILDKÄLLA: DIGI

U

tbyggnaden av 5G kommer att leda till att äldre nät med 2G, 3G och 4G stängs ned vilket gör att hela landskapet för mobila upp­ kopplingar förändras. För aktörer som har sålt produkter för äldre nät är frågan hur länge dessa kommer att fungera och om 5G kommer vara tillräckligt moget för deras be­ hov. Att operatörerna stänger ned äldre beror på att de vill återanvända spektrum för att bygga upp nya nätverk och tillhandahålla snabbare, mer responsiv teknik för sina kun­ der. Gammal 2G/3G-infrastruktur måste ge plats åt nya nät, och detta innebär att äldre mobilprodukter inte längre kommer fungera och därför måste fasas ut. Den goda nyheten är att 4G/LTE kommer att finnas tillgängligt i minst ett decennium framöver och kommer att existera tillsam­ mans med 5G.

De största nordamerikanska operatörerna ­planerar att fasa ut 3G till slutet av 2022.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION BILDKÄLLA: DIGI

uppnår maximalt 3 Mbit/s. LTE är både snab­ bare och använder spektrum effektivare vil­ ket innebär att fler enheter kan dela på till­ gängligt spektrum. Aktuella planer från större operatörer ser ut som följande: • Verizon stängde av sitt CDMA-nätverk i slutet av 2020 • AT&T planerar att stänga av sitt 3G-nät i februari 2022 och 3G-telefoner kan då inte längre aktiveras • T-Mobile förväntas lägga ned sina 3G-nät i slutet av 2021 • Sprints 3G-nät stängs av i december 2022 och 3G-enheter kan då inte längre aktiveras Nu är ett mycket bra tillfälle att utvärdera ut­ rullningen av LTE-produkter, vilket tas upp nedan. Utsikterna för 4G LTE-nätverk Även G LTE så småningom kommer att bli föråldrat, behöver ingen hålla andan tills det stängs ner, vilket ligger ett decennium eller mer in i framtiden. Företag som planerar för IoT-utrullningar idag kan känna sig trygga med LTE-nätens långsiktiga funktion. Faktum är att det inte bara kommer att dröja minst ett decennium eller mer innan 5G helt övertar LTE, utan LTE tillhandahåller faktiskt all den bandbredd som de flesta pro­ dukter idag behöver och är ett mycket mer kostnadseffektivt val. LTE, som står för Long Term Evolution, kommer mycket effektivt att dela spektrum med 5G-näten när dessa växer, och många produkter kommer med tiden att utvecklas med både 4G- och 5Gfunktionalitet. Idag används 5G främst av entusiaster som är villiga att betala en premie – antingen för nymodigheten i sig eller för att ta del av en tidig, begränsad funktionalitet. Som med all ny teknik behövs viktig stegvis utveckling för att möjliggöra en bred användning.



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

Precis som LTE handlar 5G om att ha en långsiktig utvecklingsstrategi och erbjuda stegvis funktionalitet längs vägen. Detta kan bäst ses i specifikationerna bakom tekniken, vilka är sammanfattade i årliga revisoner från branschorganisationen 3GPP: Release 15 från 3GPP var den första 5Gutgåvan och kom i december 2018. Denna hade fokus på grunderna och det som kallas ”Enhanced Mobile Broadband” (i praktiken bättre datatakter för konsumenterna). Utgåva 16 (ibland kallat 5G fas 2) kom i juli 2020. Den fokuserade på uppdragskritisk funktionalitet, men vidareutvecklade också Enhanced Mobile Broadband. Utgåva 17 är planerad till slutet av 2021 el­ ler början av 2022 och kommer att fokusera på sakernas internet och även utveckla de andra två områdena, genom lägre latens och till och med 5G via satellit. Hur LTE och 5G kommer att samsas om utrymmet Operatörerna var tvungna att stänga av FAKTA

Två centrala mått Spektralverkningsgrad mätt i bitar/sekund/ Hertz (Hz). Detta är en indikator på hur effek­ tivt data överförs per tillgänglig bandbredd. Modulation, kodningsmetoder och felkorri­ gering spelar en central roll här. Modulations­ scheman med högre ordningar som 64-QAM och 256-QAM, som vanligtvis används i LTE, gör att data kan överföras med upp till åtta gånger fler bitar/Hz jämfört med 2G eller 3G. Latens är fördröjningen från förfrågan till svar och är en indikator på hur responsivt ett mo­ bilnätverk är. Genom uppgraderingar av mo­ bilnäten har latensen minskat från sekunder under 2G-nätets tidiga dagar och tresiffrigt antal millisekunder under 3G, till tvåsiffrigt antal millisekunder i LTE-nät, till ett förväntat ensiffrigt antal millisekunder i framtidens nät med 5G Stand-Alone.

2G- och 3G-näten för att få plats med LTE, men detta är inte fallet med 4G och 5G. 5G använder nytt spektrum, exempelvis högre upp i frekvensområdet (millimetervåg), och fungerar tillsammans med det befintliga 4Gspektrat. Detta beror på Dynamic Spectrum Sharing (DSS). DSS är en teknik som möjliggör produkter för både LTE och 5G i samma frekvensband. Mobilnätet fördelar dynamiskt spektrumre­ surserna mellan de två teknikerna, baserat på användarbehoven. Utan DSS skulle en operatör med 20 MHz LTE-spektrum tillgängligt behöva dela på det, vilket innebär att de måste allokera 10 MHz spektrum till LTE och klämma in alla LTE-användare i det 10 MHz-spektrat. Sedan kan det återstående 10 MHz-spektrat använ­ das för 5G, även om det initialt bara kommer att vara ett minimalt antal 5G-användare. Med DSS behöver en operatör inte dela sitt spektrum eller ha ett dedikerat spektrum för antingen LTE eller 5G. Istället kan opera­ törern dynamiskt dela upp 20 MHz-spektrat mellan de två teknikerna. Inledningsvis kommer spektrat mest att användas för LTE, men när antalet 5G-enheter växer, kommer mer och mer spektrum att användas för 5G. Så småningom, om uppskattningsvis 15 till 20 år när det finns få LTE-enheter i bruk, kom­ mer det mesta om inte hela spektrat att an­ vändas för 5G. För att använda en trafikanalogi: istället för att bygga separata vägar för bussar och bilar, är DSS som att ha en stor motorväg med separata körfält för olika fordonstyper. Från 5G non-standalone till 5G standalone Många 5G-enheter, exempelvis mobil­ routrar, kommer att byggas med både 4Goch 5G-sändtagare så att de kan ansluta till vilket som helst av näten. I början av 5G mås­ te de ansluta till LTE först och sedan ansluta till ett 5G-nät när detta finns tillgängligt. Detta kallas också 5G non-standalone (NSA).

25

▲ ▲

Viktiga överväganden för att använda 5G Här är några viktiga faktorer som kan under­ lätta migrationsplanering av nuvarande system: • 5G-näten är banbrytande, men täckningen är begränsad idag och nätinfrastrukturen måste utvecklas för att leverera 5G-visionen om ”ett nätverk överallt för alla använd­ ningsområden”. • Teknik som 5G på millimetervågsområdet (mmWave) är inte idealisk i områden med hinder, såsom byggnader eller täta lövverk, eller platser som utsätts för mycket neder­ börd eller snö. Även tvåglasfönster kan blockera en millimetervågssignalerna. • Till följd av behovet av utveckling och test­ ning för att säkerställa signalens räckvidd, samt tätt liggande noder, kommer hela 5G-utrullningen att ske under de närmaste tre till fem åren och därefter, beroende på geografiskt område.

Även om 2G och 3G kommer att fasas ut snart, finns inga planer på att fasa ut 4G inom en snar framtid.


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

1. Identifiera 5G-tillämpningar Identifiera tillämpningar där mycket högre hastighet och lägre latens skulle förbättra funktionen. Ett utmärkt exempel är tillämp­ ningar som utnyttjar edge computing för maskininlärning och prediktivt underhåll. Kommer funktionsbehoven förändras under de närmaste fem åren avseende data­ volymer, latens och prestandabehov? Exem­ pelvis möjliggör LTE-M och NB-IoT nya batte­ ridrivna enheter och nya affärsmodeller som tidigare inte var möjliga med 2G/3G. Fler angelägna frågor: Vilken typ av 5G behövs? Behövs en 5G sub-6 (som använder frekvenser under 6 GHz) – med dess stora täckning – men med liknande prestanda som LTE idag, eller behövs den höga has­ tigheten som går att få med 5G på millime­ tervågsorådet, som oftast finns i tätbefol­ kade stadsmiljöer? Detta är en viktig faktor, för som tidigare nämnts kommer inte alla spektra att finnas tillgängliga överallt och spektrumtillgängligheten kommer att varie­ ra med tiden. Finns en önskan att 5G-aktive­ ra eller byta ut befintlig utrustning? 2. Inventering av existerande produkter Att förstå hur vägen går från 4G till 5G under­

26

PE R

EX

lättar planeringen inför framtiden. Kanske 2G- eller 3G-enheter fort­ farande används eller så är beho­ vet att använda 4G-produkter av första generationen som kan dra nytta av en uppgradering till nyare 4G LTE-enheter med snabbare processorer och 4G Gigabit LTE-näthastigheter. Om detta är fallet kan man hålla utkik efter modulära enheter eller produkter som är ”5G Ready”, vilket vanligtvis innebär att de har prestanda och gränssnitt för att stödja 5G via en radio­ uppgradering.

LTE/5G-förberedd produkt idag som också erbjuder en väg för uppgraderingar när 5G blir till­ gängligt, så kanske affärscaset mo­ tiverar en migrering till 5G. Arbeta med partners bland pro­ dukttillverkare och nätoperatörer för att komma överens om tidsramar för produk­ ternas och nätens tillgänglighet. Tänk på installationskostnaderna för till exempel 5G mmWave-utrustning utomhus.

R TA T

Fyra sätt att förbereda sig för 5G idag Vad kan man göra idag för att förbereda sig för 5G? Ska man överväga att uppgradera el­ ler vänta? Behövs 5G verkligen idag?

5G möjliggör snabbare datahastigheter, större täthet mellan mobilenheter och lägre latens.

IKEL

Hur passar LTE-M och NB-IoT in i 5G? Anta att det behövs en större utrullning av LTE-M- eller NB-IoT-enheter inom en snar framtid. Kommer dessa att vara föråldrade när 5G blir tillgängligt? Borde det finnas en fördröjning i utrullningen i väntan på 5G? Svaret är att LTE-M eller NB-IoT var ett ut­ märkt teknikval, för även om dessa är LTE-tek­ niker, utvecklades de som en del av LTE:s lång­ siktiga utvecklingsparadigm med 5G i åtanke. När LTE-M och NB-IoT ursprungligen ut­ vecklades, ägnades särskild uppmärksam­ het åt utvecklingen av 5G för att säkerställa att vissa LTE-M- och NB-IoT-nät kan fungera eller samexistera i samma band som 5Gsystem. Detta ger en framåtkompatibel väg långt in i 5G-framtiden, efter att LTE kanske inte är tillgängligt längre. Som nämnts tidigare kommer Release 17, planerad till kring årsskiftet 2021–2022, att vara den första versionen med fokus på ett massivt sakernas internet, vilket innebär att kretsar och produkter kommer att följa, med de första tillgängliga kring 2022/2023.

BILDKÄLLA: DIGI

Först kommer den mesta datan att överfö­ ras via LTE. Men med tiden när 5G-täckning­ en växer och mobilinfrastrukturen flyttas till 5G Stand-alone, kommer mer och mer data att överföras via 5G och mobila enheter kan ansluta till 5G-nätet direkt, utan omväg via LTE. För att fortsätta med trafikanalogin, kommer 5G så småningom att passera 4G som det största körfältet på vägen.

3. Uppskatta kostnaderna – eller riskerna – för att behålla de nuvarande produkterna på fältet Om 2G- eller 3G-enheter fortfarande an­ vänds, finns risk för förlorade uppkopplingar till följd av nedstängda nät. Om LTE-enheter används, anses dessa i allmänhet vara bra, men tänk på enhetens ålder och avgör om det är önskvärt att byta ut var för sig eller uppgradera till en nyare enhet. Enhetssäker­ het och firmwareuppdateringar är viktiga faktorer att tänka på. 4. Skapa ett affärscase för att migrera Gör en kostnads-/nyttoanalys som visar när och om det är lönsamt att gå över till 5G. Titta på meningsfulla mellanliggande tek­ niksteg som en del av en större migration. Tänk exempelvis på en modulär, avancerad

Planera för förändring Idag, särskilt i utvecklade länder, är LTE ett utmärkt val för de som förbereder sig för produktlanseringar, då detta har hög has­ tighet och rimligt låg latens för de flesta til�­ lämpningar. I mindre utvecklade länder kommer LTE sannolikt att förbli standard i flera decennier framöver. Samtidigt kommer täckningen för 5Gnäten att växa, och tekniken kommer i slut­ ändan att leverera den extremt snabba has­ tigheten och den låga latens som förväntas förändra spelplanen för avancerade tekno­ logier som autonoma fordon. När det gäller 2G/3G-enheter är dagarna räknade, och det är dags att planera genom att påbörja eller fortsätta 4G-utrullning med tillförsikt. Att tidigt börja nyttja 5G inom det kommersiella eller industriella gebitet inne­ bär att vara en pionjär.  n

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


LJUSKÄLLAN

ÄR

EN

NYC K E L KO M P O N E N T.

Här passar en ytemitterande laser, så kallad VCSEL, bäst. Den klarar höga datatakter och har ett lågt pris. Tekniken bakom ytemitte­ rande lasrar är välkänd, mogen och används i två vanliga tillämpningar: optiska sensorer i mobiltelefoner och kommunikation i data­ center. Den senare typen av lasrar kan även användas i fordon som drar nytta av dess re­ dan låga pris och höga prestanda. De ytemitterande lasrar som används i data­center lever ett betydligt bekvämare liv än de kommer att få i ett fordon. Arbetstem­ peraturer från 0 °C till 70 °C stöds normal, vil­ ket räcker för många tillämpningar eftersom de ofta sitter i utrymmen med luftkonditio­ nering. Fordonsindustrin kan inte erbjuda Figur 1. KDPOF:s demonstration på Automotive Ethernet Congress i München, februari 2020.

IKEL

M

ed allt fler avancerade förar­ assistanssystem (ADAS) och på sikt även självkörning ökar behovet av snabba databus­ sar i bilarna. Optiska fibrer har en klar fördel som bärare av data, bland annat slipper man EMC-problemen. Fördelen blir ännu större när fordonen elektrifieras, vilket adderar kraftelektronik med höga effekter. Ethernet är utan tvekan det protokoll som kommer att användas och IEEE:s arbets­ grupp 802.3 håller på att bereda vägen för gigabithastigheter. Det finns redan en ar­ betsgrupp för 802.3cz. KDPOF är ett av de företag som driver ar­ betet framåt och vi har visat att det går att implementera ett fordonsnät med 50 Gbit/s baserat på komponenter som normalt an­ vänds i vanliga datanät.

PE R

R TA T

Optiskt Ethernet ger bilen 50 Gbit/s

EX

TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

Av César Esteban, KDPOF César Esteban är Applications & Support Manager på KDPOF.

Han har över femton års erfarenhet av hårdvarukonstruktion och har arbetat tio år som FAE.

den komforten. Där gäller allt från isande kyla till en stekhet sommardag. I praktiken innebär det –40 °C till +105 °C vilket motsva­ rar nivå 2 i AEC-Q100-standarden som an­ vänds av fordonsindustrin. Men det kommer att leda till problem att köra en ytemitterande laser vid en omgiv­ ningstemperatur på +105 °C eftersom pre­ standa degraderas. Systemet måste därför designas för att hantera detta, särskilt som laserns substrat kommer att känna av en temperatur som är ändå högre. Därför måste man ha en marginal som gör att substratet håller sig inom –40 °C till +125 °C. KDPOF:s lösning klarar det även med hänsyn tagen till processvariationer hos de olika ytemitte­ rande lasrarna. Lasrarna måste inte bara klara en t­uffare miljö, de måste också leva längre. Fiber­ optiska transceivrar i datacenter kan gå sönder efter några år och byts då ut vid det regelbunda underhållet. Metoden fungerar eftersom det finns redundanta kommuni­ kationskanaler. Den här typen av lösningar är inte acceptabla i fordonsindustrin. Den har mycket höga krav på tillförlitligheten hos elektroniken, och den kan sammanfat­ tas som 10 FIT (Failures In Time). Det bety­

der att den förväntade felfrekvensen hos en komponent som mest är tio efter en miljard timmars driftstid. Ett annat sätt att uttrycka det är att färre än tio av tusen produkter får fallera efter en miljon timmars användning. F Ö R AT T K U N N A G A R A N T E R A D E T måste de ytemitterande lasrarna vara i en miljö som är mindre stressande. Vi kan inte göra något åt temperaturområdet men vi kan åtminstone se till så att lasern påverkas mindre av den lägre strömdensiteten. Samtidigt leder lägre strömdensitet till att laserns livslängd ökar. Strömdensiteten definieras av arbetsström­ men och den aktiva ytan. Därför måste vi driva lasern med minsta möjliga ström. Pro­ blemet är att ljuset från lasern är proportio­ nellt mot strömmen så när vi minskar ström­ men kommer mindre ljus att nå mottagaren. Till detta kan läggas att lägre strömdensitet resulterar i lägre bandbredd hos lasern och högre relativt brus (RIN). Vi behöver ett kommunikationssystem som är designat för att fungera med den här lägre strömmen; ett system som fung­ erar perfekt i svårare förhållanden än de som finns på kontor och i serverhallar. KDPOF:s system klarar det och ger felfri kommunikation med låga strömdensiteter i VCSEL:n. Funktionen hos lasern verfieras ge­ nom att använda den som ljuskälla i en data­ länk och samtidigt mäta bitfel. Testsignalen kommer från en vågforms­ generator (AWG) och bitfelen mäts med pro­ gramvara på en kommunikationsanalysator (DCA oscilloskop). • AWG: Keysight M8194A 120 GSa/s vågforms­generator • DCA: Keysight N1092C DCA-M oscilloskop



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

27

▲ ▲

KO M M U N I K AT I O N E N S K E R med 50 Gbit/s. På mottagarsidan behövs speciell hårdvara som i framtiden kommer att vara implemen­ terad i en kiselkrets men för den här demon­ strationen användes algoritmer som laddas in i kommunikationsanalysatorn. Algorit­ merna klarar inte realtidskommunikation


PE R

R TA T

Figur 2. Uppställningen som användes för demonstrationen.

EX

TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION

IKEL utan instrumentet processar data som lag­ rats i minnet. Småsignalen från kanal två på vågformsge­ neratorn går tillsammans med en offsetström (bias) till lasern via en koaxialkabel. Offset­ strömmen skapas av ett noggrant ström- och mätinstrument (SMU), Keysight B2901A. Inkopplingen sker via ett bias-t (Marki Micro­ wave BTN-0040, 40 kHz till 40 GHz). SMU:n levererar en noggrant styrd ström till lasern på samma sätt som en integrerad krets kom­ mer att göra i framtiden. Samma anslutning som levererar strömmen används för att mäta spänningsfallet över lasern. Lasern är karakteriserad och förhållandet mellan framspänningsfallet och temperatur vid en given ström är känt. Genom att mäta framspänningsfallet med SMU:n går det att få realtidsdata om temperaturen i laserns substrat. Temperaturen i övergången (junc­ tion) kan också beräknas med hjälp av den termiska resistansen mellan substratet och övergången i kombination med de faktiska likströmsförhållandena. L J U S E T F R Å N L A S E R N kopplas till fibern med en FC-kontakt via optisk upplinjering. Det här steget behövs eftersom den ytemitte­ rande lasern som används kommer i form av en okapslad halvledare som trådbondats till substratet. Den andra änden av den 40 meter långa fibern ansluts till den optiska ingången på kommunikationsanalysatorn. En nyckelkomponent i den här implemen­ tationen är klockåtervinningen som görs ge­ nom att klockans fas laddas in i instrumentet som en del av mottagaralgoritmen. Den här lösningen fungerar inte för frekvensåtervin­ ning även om den kommer att användas i den integrerade kisellösningen eftersom

28

den måste göras i realtid. Därför är det nöd­ vändigt att mata instrumentet med en klock­ referens som har exakt rätt frekvens. Det sker genom att generera en fyrkantsvåg på kanal ett i vågformsgeneratorn och ansluta den till triggeringången (Clock in). Frekvensen på referensklockan som används är den samma som datatakten, 26,88 GHz. F Ö R AT T S T YR A T E M P E R AT U R E N hos VCSEL:n används ett Peltierelement som har fysisk kontakt med kortet den är monterad på. En kylfläns med en fläkt sitter på andra sidan av Peltierlementet och bidrar till att få bort värmen. Lasern är innesluten i ett hölje av genomskinligt metakrylat som både skyd­ dar den och ser till att temperaturen är stabil. Peltierlementet styrs av en temperatur­ kontroller som är programmerad att ge en högre temperatur än vad man vill ha i lasern. Orsaken är den termiska resistansen mellan Peltier­ elementet och laserns substrat. Det ­behövs en temperatur på närmare 145 °C för att nå 125 °C i lasern. Temperaturen mäts, som

Figur 3. Ögondiagram: Rådata (överst) och bearbetat data (nederst).

tidigare beskrivet, via framspänningsfallet. En dator i chassit till vågformsgeneratorn styr större delen av uppställningen medan själva vågformsgeneratorn styrs via PCIe, och därmed även vilket testmönster som skickas ut, modulationen och datatakten. Vågformsgeneratorn är kopplad till kanal­ analysatorn via en USB-kanel och kan styra bearbetningen av mottaget data liksom ­verifiera att det kommit fram korrekt. SMU:n som mäter spänningsfallet över ­lasern är ansluten med Ethernetkabel. En liknande uppställning som den här an­ vändes för en presentation för gruppen som arbetar med IEEE 802.3cz Study Group. Komponenter som användes En sak som är värd att lyfta fram är att den här demonstrationen inte använder en specialtillverkad VCSEL utan en modell för datacenter. Det är ULM850-25-TT-V03 från Trumpf som ger 25 Gbit/s. Två varianter av multimodfiber av glas användes, OFS:s HCU-MF050T 50/200/230 GiHCS och ClearCurve Mid-Temperature Spe­ cialty Optical Fiber for Harsh Environments MM50BI-XMT-H från Corning. De har i prin­ cip samma optiska egenskaper som de fibrer som används i datacenter men med en speci­ ell ytbehandling som skyddar mot höga tem­ peraturer och mekaniska påfrestningar. Utsänd signal och test av mottagningen Vågformsgeneratorn ger en elektrisk ­signal med slumptalsdata som modulerar ­enligt PAM4 med en datatakt på 26,88 Gbit/s. ­Denna signal driver lasern efter det att en offsetspänning adderats. Den resulterande signalen i den optiska fibern tas emot på kanalanalysatorns optiska ingång. Efter sampling visar instrumentet

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


TEMA: MOBIL- & DATAKOMMUNIKATION två olika ögondiagram. Det första representerar den signal som instrumentet ser på ingången. På grund av den höga datatakten – och den låga op­ tiska effekten när den ytemitterande lasern tvingas arbeta vid hög temperatur och med låg ström – kan man notera att den mot­ tagna signalen inte har ett ”öppet öga”, det är omöjligt att skilja mellan de fyra olika nivåer­ na i PAM4-modulationen. Mjukvaran i instru­ mentet gör det möjligt att bearbeta insamlat data med en modell av KDPOF:s referens­ mottagare. På samma sätt som den framtida kiselkretsen utför mottagaren i kanalana­ lysatorn de steg i signalbehandlingen som behövs för att tolka signalen. Bland annat ingår återvinning av klockfasen och kanalut­ jämning liksom hantering av fel som följer av den begränsade bandbredden, höga distor­ sionen och bruset från lasern när den drivs med låg ström vid en hög temperatur. Resultatet syns i det andra diagrammet som har ett öppet öga. Nu är det möjligt att skilja på de fyra nivåerna i PAM4-modulationen. ingår också felkor­ rigering (FEC). Denna är implementerad i modellen av mottagaren så bitfelet efter felkorrigering kan mätas. I figur 4 finns ett exempel med ett ögondiagram och annan intressant information från mottagaren. Det I SIGNALBEHANDLINGEN

Figur 4. Skärmen på kanalanalysatorn med ögondiagram, samplade symboler före och efter utjämning, modulationsfel och bitfel efter felkorrigering liksom temperatur.

är histogram före utjämning, histogram över felfrekvensen i modulationen (MER) och bit­ felen efter felkorrigering. Dessutom visas temperaturen i laserns substrat och i det aktiva området tillsammans med den upp­ mätta framspänningen och offsetströmmen med tillhörande strömdensitet.  n

MER INFORMATION: Standarden Multi Gigabit Automotive Optical PHY är under utveckling. Mer information finns hos IEEE 802.3 Study Group.

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

Produktion

SMD Hålmontering Slutmontering

EMC

Ackrediterat lab Filter design Filterproduktion

Test

Klimat Mekanisk

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



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

29


NYA PRODUKTER

Allt han

JANNE TÅNGRING:

Risc V-nyheterna duggar tätt Den öppna arkitekturen Risc  V (RISC-V) får ett alldeles eget uppslag på produktsidorna i detta nummer av Elektronik­ tidningen. En konferens i december fick inboxen att svämma över och nya notiser har fortsatt att ploppa in sedan dess. När Elektroniktidningen skrev om min, din och allas cpuarkitektur Risc V första gången i oktober 2014 hade majoriteten av de cpu-experter vi kontak­ tade inte hört talas om den än. Det kändes ändå direkt att den träffat exakt rätt. Bakgrunden på Berkeleyuniversitetet – där Riscarkitekturen en gång ska­ pades – och intresset från stora kommersiella aktörer skapade höga förvändningar. Som infriats, får man väl säga. Risc V-kärnor finns i allt fler sys­ temkretsar. Den får allt starkare verktygsstöd och ett allt större urval av implementeringar. Var­ för ska du betala för att använda någon annans arkitektur när du har en egen som är lika bra? Risc V föddes som en under­ visnings-cpu. Första manualen publicerades 2011. År 2014 bestämde sig upphovsmakarna för att kommersialisera den. Arkitekturen formas fortfa­ rande. Elektroniktidningen kän­ ner inte till att någon har hoppat av och klonat upp en egen alternativversion. Som med Li­ nux är det fullt tillåtet och det är något som olyckskorpar kraxat om. Men Berkeleyprofessorerna har tydligen kunnat fortsätta motivera sina designval på ett övertygande sätt. Risc V är en efterfrågad omstart av den designidé som kallas risc (reduced instruction set computing) och som inne­ bär att komplexa instruktioner förbjuds. Risc V-kod byggs så att säga av atomer och inte av molekyler. I omstarten – den femte generationens risc – vill profes­ sorerna undvika vad de ser som misstag i de första fyra genera­ tionerna av risc. En aktuell diskussion handlar om valet av vektorinstruktioner – som i klassiska superdatorer som Cray – istället för de simdinstruktioner som finns i risc­ arkitekturerna Arm och Mips. Professorerna David Patterson och Andrew Waterman förklarar i en artikel hur simdkonceptet gett upphov till hundratals nya allt komplexare instruktioner och ökande kodstorlek alltef­ tersom ordlängden vuxit och bakkompatibiliteten bevarats.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

30

Tre för Linux För skolbarn på tema Dr Who n LÄROMEDEL Amerikanska kodarskolan Tynker har tagit fram en elektronikexperimentsats i samarbete med brittiska utbildningsradion BBC Learning på tema från en klassisk science fictionserie. Amerikanska Risc V-tillverkaren Sifive gav dem en hand.

Satsen heter ”BBC Doctor Who Hifive Inventor”. Det är en vidareutveckling av Risc V-kortet Hifive Inventor som Sifive utvecklade i fjol. Processorn är en Sifive FE310-G003 på 150 MHz. Att satsen använder en Risc V-processor får som konsekvens att … hmm … ingen konsekvens alls, egentligen. Utom att det är ytterligare en fjäder i hatten för Risc V – och huvudskälet till att vi valde att skriva en notis om produkten. Den licensfria cpuarkitekturen Risc V får in foten på allt fler områden. Eller i detta

fall handen – Hifive-kortet är uformat som en hand som gör en high-five. För alla utom Elektroniktidningen är det som sticker ut med produkten något helt annat, nämligen att den använder den brittiska science fiction-serien Dr Who som tema. Den har gått sedan 1963 och den trettonde huvudrollsinnehavaren, Jodie Whittaker, lånar ut sin röst till experiment kring robotar och rymdskepp under en intergalaktisk resa. Barnen programmerar kortet i ett grafiskt blockspråk eller i Micropython. Bland kortets funktioner märks Wifi, Bluetooth, sensorer, matrisskärm på 6 × 8 dioder och en högtalare på en watt. Av de 25 terminalerna kan fem anslutas med krokodilklämmor. Tynker har under sina åtta år enrollerat 60 miljoner elever till sina nätkurser.

Svensk får tysk hypervisor n MJUKVARA Tyska hypervisorn Pike OS porteras till två svenska processorkärnor från göteborgska Cobham Gaisler. Det är Risc V-processorn Noel V and SPARC-v8-processorn Leon som kommer att kunna köra Sysgos hypervisor Pike OS.

Båda är sedan tidigare medlemmar i Risc V-organisationen – så nyheten kommer inte som en blixt från klar himmel. Cobham Gaislers Leon är kanske mest känd för sina rymdresor – vilket är vad Sysgo erkänner sig vara mest intresserad av – men kunder finns också

inom järnväg, fordon, industriell IoT och medicin. Utvecklare kommer att kunna använd Cobham Gaislers debugger Grmon vilket betyder att de kommer att kunna bygga och avlusa tillämpningsprogram på fysisk hårdvara. Pike OS kommer att stödja många generationer av Leon – Leon2, Leon3, Leon4, Leon5, samt Risc V-processorn Noel V. Pike OS är säkerhetscertifierad till nivån EAL 3+. Cobham Gaisler påpekar att PikeOS inte lyder under exportrestriktioner eftersom den är europeisk – och därför är extra lämplig för företag med internationella kunder.

n LINUX Tjeckiska Codasip meddelar att det konstruerat ytterligare tre stycken Risc V-kärnor som kör Linux: A70XP, A70X MP och A70XP MP. Samtliga är 64-bitare.

Alla tre ska finnas för licensering under första kvartalet i år. De kan köra Linux eftersom de har minneshanteringsenhet, MMU. En sådan ordnar så att flera program störningsfritt och osynligt för varandra samtidigt kan använda samma primärminne. P R E C I S S O M A R M och Andes kallar Codasip sina ­Linuxprocessorer för A som i ”application” – til�lämpning. Alla tre har en gemensam grundläggande in-order-mikroarkitektur kallad BK7 med en rörledning på sju steg. De stöder flyttal och har atomära instruktioner. De som heter MP kan konfigureras till symmetriska fyrkärnor. De som heter XP stöder packade SIMD-instruktioner, som exekveras i en rörledning som expedierar en instruktion per klockcykel. Här är några idéer från Codasip om var SIMDinstruktionerna kan komma till nytta: ljudkodning, sensorfusion, datorseende och edge-AI. CO D A S I P H A R Y T T E R L I G A R E tre Risc V-familjer kallade BK1, BK3 och BK5. De är MMU-lösa. Är du inte riktigt nöjd med någon av dem kan du skräddarsy en egen kärna i Codasips verktyg Studio 8.4. Tjeckiska Codasip var i slutet av år 2016 först med att lansera en kommersiell Risc V-kärna.

En fyrkärnig A70XP MP-cpu.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


ndlar om Risc V För satellitnavigering Seggers länkare krymper koden

n VERKTYG Risc V-program kan ta upp till 15 procent mindre minnes­ utrymme om de är länkade med Seggers verktyg istället för Gnu-gratisverktygen.

I tyska Seggers utvecklingsmiljö för Risc V ingår från och med nu Seggers egen länkare vid sidan av Gnu-gratislänkaren.

D ATA K A N E X E M P E LV I S placeras i snabbt minne. Ett annat knep är att placera kod och data så att korta adresser kan användas. I detta kan ingå att ersätta kod med i sammanhanget mer effektiv kod – exempelvis att byta ett antal långa hopp mot korta hopp till en instruktion som i sin tur hoppar till den avlägsna adressen. En sådan instruktion kallas för en springboard, Rolf Segger språngbräda. Seggers grundare Rolf Segger uttalar sig i Seggers pressrelease: – Genom att omlänka ditt program med Segger Linker kan du reducera kodstorleken.

Noel V är egentligen en kommersiell kärna, men Cobham Gaisler gör ett undantag och låter Daiteq leka fritt med den, eftersom syftet är forskning. Den ska bli en mjuk cpu-kärna i Nano Xplore Brave, som är en FPGA i 65 nm avsedd för rymdbruk. Forskningsundantaget är en nyhet som gäller projekt för ESA (European Space Agency). Daiteq är det första företag som utnyttjar möjligheten. Syftet är att underlätta forskning och kommersialisering. Och att marknadsföra Risc V och Noel V. Det speciella med aritmetikinstruktionerna är att de anpassat

precisionen för att kunna göra effektivare navigeringsberäkningar. Daiteq har redan tidigare gjort exakt samma modifiering av en Leonkärna, LEON2-FT – med föredömligt resultat, enligt Cobham Gaisler. Daiteq grundades 2013 och utvecklar avancerade beräkningsarkitekturer och -algorit­ mer i hårdvara för inbyggda system i FPGA:er och asic:ar. Företaget har utvecklat lösningar för audio, video, GNSS och avancerad styrning. Cobham Gaisler i Göteborg är sedan länge känt för sin rymdanpassade Sparc-cpu-familj Leon. Företaget blev tidigt intresserat av den nya öppna arkitekturen Risc V och tog snabbt fram en egen implementering, Noel V, genom att skruva på en Leonkärna och vända på namnet till Noel.

Svenskt stöd för stora kodbyggen n VERKTYG Uppsalabolaget IAR:s utvecklingsverktyg för Linux på Risc V stöder nu IAR:s byggverktyg. Den effektiviserar så kal�lad kontinuerlig integrering.

Continuous Integration (CI) är att regelbundet kompilera och testa all kod i större projekt, för varje ändring som görs i någon kod. Syftet är att se till att alla komponenter fortsätter fungera tillsammans. IAR Systems byggverktyg för Linux har kodutvecklare, även när de arbetar oberoende, alltid tillgång till aktuella, ­testade versioner av koden. Effekten blir enligt IAR att Anders Holmberg organisationer M E D H J Ä L P AV

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

optimerar tiden som utvecklarna lägger på sina projekt. De får också hjälp att hantera och använda licenser och servrar på bästa möjliga sätt. – Vi har haft en mycket stor efterfrågan på de byggverktyg för Linux som vi nyligen släppt för andra arkitekturer, vilket gör att vi nu tar det erbjudandet även till Risc V-arkitekturen, säger Anders Holmberg chef över IAR:s inbyggnadsverktyg. B L A N D BYG G V E R K T YG E N finns kodanalysverktyget C-STAT. Uppsalabolaget IAR har försett inbyggnadsvärlden med utvecklingsverktyg sedan 1983 och betraktas som ett av de världsledande. Användare finns inom allt från fordon och industriautomation till medicinteknik, konsumentelektronik och IoT.

31

▲ ▲

E N L Ä N K A R E sätter samman kompilerade kodmoduler till ett program som kan laddas i datorns minne. Länkaren byter ut symboliska referenser mot konkreta minnesadresser så att modulerna kan hitta varandras kod och data. Den identifierar även vilken kod som faktiskt refereras till, så att endast den behöver laddas. Risc V-länkaren är en modifierad version av Seggers existerande länkare för Arm. Den kan

automatiskt stycka upp kod och data i bitar och placera dem i olika delar av minnet enligt olika strategier.

n RYMD Tjeckiska Daiteq adderar ­specialsydda aritmetiska instruktioner för satellitnavigation till svenska Cobham Gaislers Risc V-kärna Noel V.


NYA PRODUKTER

Militär säkerhet på Risc V n FPGA Brittiska Sundance släpper en systemmodul på Polarfire, Microchips strömsnåla krets som kombinerar en FPGA med en fyrkärnig hård Linuxkapabel 64-bitars Risc V.

Modulen heter Polarberry och ger enligt Sundance dels säkerhet på militär nivå och dels bra beräkningsprestanda. Det som utmanas är motsvarande lösningar på Arm-plattformar – det finns ingen annan med denna lösning på Risc V. Bland säkerhetsfunktionerna finns kloningsskydd, skydd mot fysisk manipulering, skydd av

bitströmmen, säker boot, fysiskt skydd av minnet och kryptonyckelhantering, Modulen mäter 55 × 85 mm och ger dig 250 000 logikelement och fyra transceivrar som arbetar mellan 250 Mbps och 12,7 Gbps. Här finns upp till 4 Gbyte DDR4, 128 Mbyte SPI-flash och 4GB eMMC. en fyrkärnig Risc V-cpu som kan köra ett Linux där kärnorna hålls cachekoherenta. Tanken är att de ska arbeta deterministiskt med realtidstillämpningar inom rymd och flyg, försvar, AI, maskininlärning, fordon och POLARFIRE INNEHÅLLER

IoT. En femte Risc V-enkelkärna kan användas för att monitorera systemet. Namnet Polarberry kan tänkas vara en kombination av ”Polar­ fire” och ”Raspberry” – den har den senares 40-stiftkontakt. Dessutom har den Can 2.0 och Gigabit Ethernet. Du kan plugga

in den i Sundance eget PCI Expressbärarkort för ännu fler gränssnitt. Modulen drar upp till 16 watt och den arbetar i temperaturer från noll till 70°C. Prislappen ligger på 995 dollar och de första exemplaren levereras under januari.

Superskalär Risc V blir multikärna n IP Taiwanesiska Andes uppdaterar sin cpu-familj Andescore 45 till att stödja dubbel- och fyrkärnor.

Nu kan du bygga dubbelkärnor och fyrkärnor med koherent nivå 2-cache av Andes superskalära cpu-familj Andescore 45. Företaget hoppas på kunder inom beräkningstunga områden som AR/VR, 5G, ADAS, audio/ video och snabba datalager. Andescore 45-kärnor har en rörledning på åtta steg som kan släppa två instruktioner parallellt (dual issue). Därutöver väljer du mellan en mängd konfigurationer. För det första om du vill ha en 32-bitare eller en 64-bitare.

Powerbrake, Quicknap och WFI. De varnar om du försöker poppa en tom stack eller pusha en full. Dessutom gör de något de ­kallar Codense (CoDense) för att komprimera kod.

DSP-instruktioner är tillval, i enkel eller dubbel precision. Ett annat tillval är minneshanteringsenhet (MMU), som gör att den kan köra operativsystem med parallella processer som delar minne, som Linux. även cachekoherenta multikärnor som tillval. Andes har sedan tidigare kunder både för 32-bitarna och 64-bitarna. I 12 nm kan de klockas till 2,4 GHz. Också den enklare Andescore 27-familjen, som är single-issue, får en uppdatering. De två färska medlemmarna A27L2 och AX27L2 (32- respektive 64-bitare) kan göra prefetch av instruktioner och data. Tillvalet O C H N U F I N N S A L LT S Å

Är du medlem i

heter Memboost och dubblerar bandbredden till nivå 2-cache och sänker latensen med 70 procent. Både 27- och 45 familjerna stöder energisparfunktionerna

TA I WA N E S I S K A A N D E S brukade vara framgångsrikt i Asien med en egen cpu-arkitektur kallad Andestar som konkurrerade med Arms styrkärnor – Elektroniktidningen porträtterade dem våren 2015. När Risc V dök upp fattade Andes genast galoppen, bytte häst och blev det stora asiatiska namnet inom Risc V för styrkretsar. Närmare bestämt sitter Andes kvar på båda hästarna och håller sig kompatibel både med Andestar och Risc V.

?

SER, Sveriges Elektro- och Data- och IT-ingenjörer, är intresseförening för yrkesverksamma. SER arrangerar föredrag, studiebesök och seminarier, bygger kontaktnät mellan medlemmar och intressanta företag. I medlemskapet ingår Elektroniktidningen samt medlemstidningen Elteknik. • Energiseminarium på RISE i Mölndal, den 20 augusti 2020. • SER 2020 samarbetar med SWEDSOFT, en förening för företag och organisationer verksamma inom programvaruutveckling. • SER 2020 är medlem i EUREL, Convention of National Associations of Electrical Engineers of Europe. Läs mer på www.ser.se eller mejla oss på ser@ser.se

32

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


NYA PRODUKTER

Tio gånger noggrannare EMI-skanning

En japansk IMU för fordon n FORDONSELEKTRONIK Japanska TDK har släppt en avancerad 6-axlig tröghetsnavigator för icke-kritiska fordonstillämpningar. Den passar väl i positionerings-, telematik- och visionsystem, hävdar företaget.

n UTVECKLINGSHJÄLP Ungefär samma pris men tio gånger ­bättre. Så beskiver Pendulum Instruments den nya familjen EMC-skannrar som utvecklats av dotterbolaget Detectus.

Principen är densamma som när Detectus startade i Malung 1994. Proben sitter på en arm som flyttas i små steg ovanför kortet eller den produkt som ska undersökas. Instrumentet används för att bygga upp en bild över elektriska eller magnetiska fält liksom yttemperaturen. Tekniken används under utvecklingsarbetet för att få en snabb uppfattning om var det finnas EMI-problem på ett kretskort, modul eller komplett produkt. Det nya instrumentet SCN-500 kommer i fyra modeller som kan flytta proben i steg ner

till 0,1 mm, det är tio gånger bättre än dagens RSE-familj. Det går att mäta i 2D och 4D där det senare läget innebär att man förutom att mäta i tre dimensioner även roterar proben under mätningen. Höjdinställningen görs med hjälp av en laser. Frekvensomfånget är upp till 10 GHz och mätbordet börjar på 200 × 100 mm, medan 4Dmodellan klarar upp till 600 × 400 × 300 mm. Priset för den enklaste modellen startar på runt 100 000 kronor. PER HENRICSSON

per@etn.se

Infineon lovar mindre mikrofon med bättre ljud n LJUDKVALITET En analog mems-mikrofon som påstås vara bättre än alla jämförbara alternativ har ­Infineon lanserat. Tidigare har konstruktörer ofta tvingats avstå memskonstruktioner för att nå riktigt bra prestanda på sin mikro­fon – den tiden är förbi, hävdar den tyska halv­ ledartillverkaren.

Infineon – som är marknadsledande inom memsmikrofoner – kommer med den nya mems-­ mikrofonen IM73A135, som ska finnas tillgänglig hos de egna distributörerna från mars i år. Nykomlingen har ett signal-brus-förhållande (SNR) på 73 dB och en hög så kallad akustisk överbelastningspunkt (135 dB SPL). Tillsammans ger det en mikrofon med mycket högt dynamiskt omfång samtidigt som den är liten. Den upptar enbart 4 × 3 × 1,2 mm. Mikrofon matchar även frekvenskurvan tajt,

vilket Infineon menar gör ljudbearbetningen effektivare. Samtidigt har den en strömförbrukning på bara 170 μA, vilket företaget hävdar är industrins lägsta. Resultatet är – enligt Infineon – en memskonstruktion med en ljudprestanda som tidigare varit begränsad till elektretmikrofoner (ECM, Electret Condenser Microphones), som är en typ av elektrostatisk kondensatormikrofon. Den passar således väl i tillämpningar där det är höga krav på god ljudkvalitet, exempelvis i konferenssystem, kameror eller olika ljudinspelare. ANNA WENNBERG

anna@etn.se

Ett litet kraftpaket från ST n POWER ST Microelectronics har släppt en krets som integrerar två asymmetriska GaN-transistorer med var sin optimerad drivare. Den passar väl i USB-PD-adaptrar eller mobilladdare där den enligt ST erbjuder lösningar som är upp till 80 procent mindre, 70 procent lättare och samtidigt laddar tre gånger snabbare än dagens kiselalternativ. MasterGaN2 är namnet. Här samsas två ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21

650 V GaN-transistorer med RDS (on) på 150 mohm respektive 225 mohm. De är ”normallyoff ” och parade med optimerade gate-drivare. Allt ryms i en 9 × 9 × 1 mm GQFN. Enligt ST är det enkelt att kombinera nykomlingen med exempelvis Hall-sensorer, DSP:er, FPGA:er och olika styrkretsar. Ingångarna hanterar logiksignaler från 3,3 V till 15 V. MasterGaN2 är först i en ny familj och finns i volym. AW

Det handlar om en IMU (Inertial Measurement Unit) med rötter i teknik från Invensense – en amerikansk memstillverkare som TDK köpte för fyra år sedan. Företaget presenterar nyheten som en sensorplattform bestående av en sensor och ett utvecklingspaket. Plattformen och sensorn har samma namn, IAM-2068HP, medan utvecklingspaketet fått namnet DK-2068HP. M E M S - S E N S O R N kombinerar ett 3-axligt gyro med en 3-axlig accelerometer. Gyrot kan programmeras inom intervallet ±250 dps till ±2000 dps (degress per second), medan accelerometern kan programmeras inom intervallet ±2g till ±16g. En 16-bitars AD-omvandlar, programmerbara digitala filter och temperatursensor är exempel på annat inbyggt. Allt ryms i en LGA som är 3 × 3 × 0,75 mm. L I K A S Å H A R S E N S O R N ett utökat FIFO – upp till 4096 byte – som kan dra ner trafiken på det seriella gränssnittet. På så sätt minskas effektförbrukningen genom att processorn kan ösa ut (burst) avläst sensordata för att sedan gå till låg­ effektsläge. Sensorn har I2C- samt SPIgränssnitt. Den är kvalificerad enligt AEC-Q100 Grade-2 samt ben- och register-kompatibel med tidigare sortiment av kretsar för icke-kritiska fordons­tillämpningar från Invensense. Plattformen leverera enligt TDK noggranna och tillförlitliga tröghetsdata upp till 105 °C. Företaget hävdar även att den har extremt goda brusegenskaper.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

33


NYA PRODUKTER

Tekdrive låter dig dela dina data n MOLNTJÄNST Att dela mätdata från ett oscilloskop med andra personer är ofta knöligt och dessutom sällan säkert. Tektronix vill förändra det med Tekdrive, en molntjänst som ger obegränsad tillgång till oscilloskopdata.

70 procent av alla oscillo­ skopanvändare behöver dela sina mätdata med andra personer. Idag används allt från USB-stickor och skärmdumpar till olika former av molnlösningar, de flesta hemsnickrade. T E K D R I V E S K A G Ö R A det enkelt för alla som jobbar i samma projekt att komma åt mätvärdena och dessutom analysera dem vare sig de sitter framför en dator eller använder en surfplatta eller mobil. Dessutom gör Tekdrive det möjligt att analysera data på samma sätt som om man sitter framför oscilloskopet. Tjänsten rullas nu ut runt om i världen och kostar från 50 dollar per månad. Den som är nyfiken kan testa kostnadsfritt i två veckor.

PER HENRICSSON per@etn.se

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

www.blomdahls.com

34

Maxim ger bärbart liv i solen n SKÖRDARE Maxim Integrated påstår sig ha släppt industrins minsta lösning baserad på solenergi­ skördning. Dess uppgift är att förlänga drifttiden hos tillämpningar där utrymme är en bristvara, såsom hos wearables och i framtida IoTlösningar.

Nykomlingen – MAX20361 – är en integrerad laddlösning som skördar energi från solceller. Här ingår bland annat en boost-omvandlare som klarar att starta vid inspänningar på bara 225 mV

samtidigt som den har mycket låg viloström, enbart 360 nA. För att maximera effekten som kan utvinnas från en energikälla har MAX20361 en proprietär så kallad maximum power point tracking (MPPT). Därmed kan den skörda energi effektivt över ett mycket brett område – från 15 μW till över 300 mW. Lösningen inkluderar även en laddnings- och skyddskrets som visserligen är optimerad för litiumjonbatterier, men också kan användas för att ladda superkondensatorer, tunnfilmsbatterier eller traditionella kondensatorer.

Maxim hävdar att nykomlingen är mindre än alla alternativ samtidigt som den kräver färre kringkomponenter. Det bäddar för industrins minsta solenergi­ skördlösning – åtminstone 50 procent mindre i storlek än dagens bästa alternativ, menar företaget. MAX20361 kommer i en WLP som är 1,63 × 1,23 mm, har 12 lödkulor och kostar 2,64 dollar styck vid köp om 1 000 enheter. Likaså finns ett utvecklingspaket, MAX20361EVKIT#, för 57 dollar. ANNA WENNBERG

6 GHz. Det finns fyra oberoende radiomottagare med 80 MHz bandbredd vardera. Vidare finns 256 individuellt konfigurerbara digitala nedkonverterare som kan demodulera AM, FM, SSB och CW. Som tillval kan antalet dubbleras till 512 stycken som då levererar IQ-data. Det går att ställa in bland annat centerfrekvens, samplingshastighet, förstärkning, filter­ koefficienter liksom om man vill ha IQ-data eller en demodulerad signal.

Hugin 200 går att använda som fristående mottagare men kan också kopplas upp och fungerar då i en client/serverarkitektur där data strömmas till en eller flera mottagare. Tilläggas kan att Novator är så kallad guldpartner till NI (National Instruments) och Hugin 200 baseras på USRP2955, en modulär radioplattform från NI:s dotterbolag Ettus Research.

anna@etn.se

Ersätter hundratals radiomottagare n MOTTAGARE För den som ska hämta mätdata från sensorer som sitter på roterande objekt är trådlös kommunikation ofta den bästa lösningen. Med den här typen av tillämpningar i åtanke har svenska Novator Solutions utvecklat Hugin 200 som kan ta emot hundratals smal­bandiga radiokanaler.

– Att kunna erbjuda 512 kanaler med ett pris under 60 euro per kanal och hyfsad analog prestanda har varit en verklig utmaning, säger företagets vd Henrik Ulfhiem i ett pressmeddelande. Förutom att användas som mottagare i kommunikations­ länkar kan Hugin 200 också användas för att övervaka spektrum mellan 10 MHz och

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/21


Svensk Elektronik – först in i framtiden.

Se till att bli medlem och ta del av våra förmåner, tillsammans skapar vi förutsättningar!

Kurser i Smartare elektronikhandboken 2.0 (gör rätt och spara pengar) Vi planerar nu framtida kurstillfällen riktade mot ett antal regioner i Sverige. Initialt siktar vi på att under våren genomföra dem digitalt. Se kalendarium för tider. Vem har nytta av denna kurs? Denna kurs passar dig som oa kommer i kontakt med elektronik, t.ex. i roller som; utvecklare, tillverkare, kvalitetsansvarig, inköpare, produktledning etc. Både du som har lång erfarenhet av branschen samt du som är lite nyare har mycket att hämta här. På kursen går vi igenom Elektronikhandboken 2.0 med sina mallar, checklistor och bilagor. Kurstillfället leds av Mats Andersson och Maria Månsson, Svensk Elektronik och är kostnadsfri för föreningens medlemmar. Anmälan görs på vår hemsida: www.svenskelektronik.se

Svenska INTELECföreningen bildar ny sektion inom Svensk Elektronik Den nya sektionen riktar sig mot företag som utvecklar, säljer eller använder produkter avsedda att generera, omvandla, lagra, distribuera och övervaka energi till system för informationshantering och kommunikation (ICT system). Samtidigt som Svenska INTELEC kommer kvarstå som förening innebär detta att Svensk Elektronik breddar sitt fält och kommer stärka sin kunskap och resurser inom system för kraelektronik.

Svenska INTELEC-föreningen bildades 1985 och har till uppgi att främja utvecklingen inom området kra- och energisystem för informations- och kommunikationstekniska system och närliggande områden bl.a. genom att anordna symposier och aktiv informationsinhämtning från internationella konferenser. svenskaintelec.org.se

KALENDARIUM SCIP-databasen (nytt utbildningstillfälle inom kort) Den 5 januari 2021 infördes nya regler och krav angående Substances of Concern In articles as such or in complex objects (Products) (SCIP). Den 8 december 2020 genomfördes därför en mycket uppskattad utbildning i SCIPdatabasen i samarbete med Teknikföretagens Branschgrupper och Rambergs advokater. Närmare 300 deltagare deltog och p.g.a. det stora intresset planerar vi ytterligare tillfälle inom kort, så håll utkik på vår hemsida; www.svenskelektronik.se

Nu öppnar det Strategiska Innovationsprogrammet sin utlysning ”Forsknings- och Innovationsprojekt 2021” Utnyttja möjligheterna att få hjälp med dina mer riskfyllda utvecklingsprojekt. Smartare elektroniksystems utlysning för innovations- och utvecklingsprojekt är öppen. Ansökan lämnas in på www.vinnova.se Utlysningen siktar mot: Lågenergiförbrukande, energioptimerande eller självförsörjande elektroniksystem, inbyggda system med inbyggd intelligens eller tillförlitlig robust elektronik. Projekten ska ha minst två deltagare, varav minst ett företag. Universitet, högskolor och forskningsinstitut kan också delta. 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

18 februari Kurs i Smartare Elektronikhandboken 2.0 – riktar sig främst till företagen i Dalarna/Gävleborg. 11 mars Smartare Elektroniksystems utlysning ”Forsknings- och Innovationsprojekt 2021” stänger. 25 mars Kurs i Smartare Elektronikhandboken 2.0 – riktar sig främst till företagen i Mälardalen. 22 april Kurs i Smartare Elektronikhandboken 2.0 – riktar sig främst till företagen i Norrbotten. 27 maj Kurs i Smartare Elektronikhandboken 2.0 – riktar sig främst till företagen i Västerbottens/Västernorrlands/ Jämtlands län. svenskelektronik.se/ kalendarium

Vi på Svensk Elektronik önskar er alla ett riktigt gott och utvecklande 2021!

Peter Björkholm Svensk Elektronik


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

R&S®SMM100A Vector Signal Generator

REDEFINING MIDRANGE The only VSG with mmWave testing capabilities in its class. www.rohde-schwarz.com

Profile for ETNdigi

Elektroniktidningen januari 2021  

Elektroniktidningen januari 2021  

Profile for etndigi