logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

Jos ohjelmoitava piiri sisältää mikroprosessorin, softaa ja rautaa pitäisi pystyä suunnittelemaan käytännössä yhtäaikaisesti. Se onnistuu, kunhan käytössä ovat oikeat työkalut.

Artikkelin kirjoittaja Mark Saunders työskentelee Cypress Semiconductorilla vanhempana tuotemarkkinointipäällikkönä. Hänellä on tutkinto Leedsin yliopistosta Englannista ja yli 20 vuoden kokemus sulautetuista ohjelmistoista ja IP:stä. Mark on erikoistunut sulautettujen ohjelmistotyökalujen, reaaliaikakäyttöjärjestelmien, protokollapinojen ja middleware-ohjelmistojen kehitykseen, tukeen ja markkinointiin.

Sulautetun mikroprosessorin sisältävät ohjelmoitavat piirit ovat tehokas keino vastata moniin suunnittelun haasteisiin, joita on vaikeaa tai kallista ratkaista vain laitteistolla tai ohjelmistolla. Nämä piirit yhdistävät digitaalisia ja analogsiia osia, joita voidaan uudelleen ohjelmoida toteuttamaan juuri haluttu toiminnallisuus. Lisäksi suunnittelutyökaluilla vältetään iso osa siitä monimutkaisuudesta, joka ohjelmoitavaan logiikkaan yleensä liitetään.

Esimerkiksi Cypress Semiconductorin PSoC Creator suunniteltiin erityisesti helpottamaan tätä tehtävää. Sen sijaan, että suunnittelija joutuisi tuottamaan sähköisesti täydellisiä piirejä, PSoC Creator antaa mahdollisuuden suunnitella vain suunnittelun relevantein osa - hieman kuin piirtäisi liitutaululle. Sen jälkeen työkalu päättelee oheislaitelohkojen (joita kutsutaan komponenteiksi) parhaan mahdollisen sijoittelun ja reitityksen, asettaa vaadittavan ajoituksen ja tehokonfiguroinnin, ja optimoi suunnittelun suunnittelijan puolesta.

Sekasignaalipiirinä PSoC-järjestelmäpiiri sisältää integroidut DA-muuntimet, joilla voidaan tuottaa haluttu jännite (tai virta) nastaan tai jonnekin muualle sirulla. DA-muunnin voidaan liittää pinniin vetämällä ja pudottamalla kaksi komponenttia piirikaaviopohjalle ja johdottamalla ne yhteen. Komponenttien paikantaminen ja kopioiminen kaavioon vie vain muutaman sekunnin aikaa.

Kuva 1. DA-muuntimen lähdön liittäminen analogiapinniin PSoC Creatorilla.

Huomaa, ettei DA-muuntimeen ole tuloja - ei virtaa, ei referenssijännitetuloa (Vref), ei hankalia väyläliitäntöjä - vain yksi jännitelähde joka yhdistetään pinniin. Ja pinni on yhtä yksinkertainen. Todellisuudessa PSoC-nastat voivat tukea laajaa valikoimaa GPIO-, SIO- ja analogiatoimintoja erilaisilla virtamoodeilla, sekä enable- (ota käyttöön) ja synkronisointi-toiminnoilla. Tässä käyttämämme analogiapinni on jo konfiguroinut fyysisen nastan juuri vaaditulla tavalla, joten suunnittelijan ei tarvitse välittää siitä miten eri toimintoja otetaan pois käytöstä niin, ettei DA-muuntimelta tulevaan signaalin vaikuteta.

Valmiita korkean tason komponentteja

PSoC Creator -työkalu toimitetaan lähes 200 valmiin, täysin validoidun komponenttikirjaston kera, joihin kuuluu AD- ja DA-muuntimia ja vahvistimia, UART- ja I2C-väyliä, PWM-modulaattoreita ja ajastimia. Näiden käyttö on huomattavasti helpompaa kuin perinteisistä piirikaaviotyökaluista löytyvien tyhjien IP-lohkojen käyttäminen. Komponenteissa toteutuksen yksityiskohdat on abstrahoitu pois ja suunnittelusta tulee virheetöntä jo ensimmäisellä kerralla. Käyttäjät voivat valita toimintoja parametrieditorissa, jota kutsutaan kustomointi-ikkunaksi. Työkalu määrittelee itse vaatimusten saavuttamiseksi tarvittavat konfiguroinnit piirille. Komponentti vain pudotetaan sivupohjalle ja sitä tuplaklikkaamalla päästään valitsemaan parametreja editorissa.

Ajatellaan vaikkapa UART-liitäntää. Tämä on tyypillisesti firmware-pohjainen komponentti, joten kustomointityökalu esittää konfiguroinnin asetusvaihtoehdot suunnittelijan kannalta luonnollisella tavalla. Kellosignaalin tulolle tai ylinäytteistyksen tahdille ei anneta optiota. Suunnittelijan pitää vain syöttää haluttu datanopeus (baud rate), jonka perusteella työkalu luo automaattisesti kellosignaalilähteen, joka syöttää komponentilla oikeaa taajuutta.

Kuva 2. UART-komponentin asettaminen. Huomaa, että vaihtoehdot liittyvät toimintoon, eivät oheislaitteen toteutukseen.

Integroituja prosessoreja sisältävät ohjelmoitavat piirit tarvitsevat työkaluja , jotka myös yhdistävät laitteiston ja ohjelmiston kehitystehtäviä. Piikeskeisissä työkaluissa yksi ongelma on, että ohjelmistosuunnittelijat joutuvat yleensä käyttämään työkaluja, joista he eivät erityisesti pidä esimerkiksi joutuessaan käsittelemään muisti- ja rekisteritason liitäntöjä oheislaitteisiin. Ilman oikeita ohjelmistotyökaluja ohjemoitava SoC-piiri nostaa laitesuunnittelijan erikoisasemaan, mikä haittaa koko ohjelmistotiimiä. Laitesuunnittelun aikataulu kyllä nopeutuu merkittävästi ja sen riskit kutistuvat erityisesti ASIC-tyyppiseen suunnitteluvuohon verrattuna. Samalla kuitenkin vastuu kaiken saamisesta toimimaan työnnetään ohjelmistonkehitystiimille.

PSoC Creator poistaa suunnittelijoilta tarpeen kehittää omat liitäntänsä SoC-toiminnallisuuteen ja antaa heille mahdollisuuden valita oma IDE-kehitysympäristö (integrated development environments) sovelluskehitykseen. Useimmilla komponenteilla on ohjelmistoliitäntä (poikkeuksia ovat matalan tason komponentit kuten LUT-hakutaulukot, logiikkaportit ja multiplexer-kertojat), joiden avulla oheislaitteita on helppo ajaa C-koodista. Sen sijaan, että joutuisi esittämään joukon muistin asetusrekistereitä (memory mapping) esoteerisilla bittiarvoilla ja (usein) dokumentoimattomilla sivuvaikutuksilla, komponentit sitovat tyypilliset toiminnallisuudet C-kielen API-kutsuiksi.

Kuva 3. PSoC Creatorin käyttöliittymässä näkyy tiedostonhallinta vasemmalla, piirikaavioeditori keskellä ja komponenttiluettelo oikealla.

Ajastimen käynnistämiseksi kutsutaan rajapintaa kuten Timer_1_Start(). (Et ikinä arvaa, miten se pysäytetään.) Ajastimen arvon lukeminen tapahtuu käyttämällä paluuarvoa Timer_1_ReadCounter(). Sen jälkeen kun API-rajapintojen tyyliin tottuu, API-nimen voi usein arvata komponentilla jota ei ole koskaan aikaisemmin käyttänyt. Ja jos et arvaa oikein, kustomointi-ikkunasta pääsee aina käsiksi täydelliseen datalehteen vain tuplaklikkaamalla komponenttia.

Kun laitesuunnittelu on valmis, sisäänrakennettu debugger-virheenkorjaus tukee firmware-ohjelmiston suunnittelua. Isäntälaitteeseen liittytään tyypilliseen tapaan JTAG- tai SWD-liitännän kautta. Cypressin kehitysalustoissa piirikortille on integroitu debuggauspiiri - joka on tietysti itsekin PSoC-piiri -joka korvaa perinteisen virheentarkistusmittapään. Laite vain liitetään USB-kaapelilla ja virheenkorjaus voi alkaa. Omaa laitteistoa varten voi debuggaukseen ostaa edullisen MiniProg3 -mittapään.

Kuva 4. PsoC-projektin virheentarkistusta ARM µVision-ympäristössä.

Dokumentaatio on menestyksen avain

Kaikkien komponenttien API-rajapinnat toimitetaan lähdekoodina, joten ohjelmiston ja laitteiston yhteentoiminnan virheentakristus on hyvin yksinkertaista. Mitään erillisiä kirjastoja ei tarvita, eikä suunnittelijan tarvitse metsästää webistä laiteajureita (jotka aina tuntuvat olevan jonkun toisen laitteen ajureita kuitenkin). Pysäytyskohtien asettamiselle ei ole rajoituksia, eikä sille mitä koodia voidaan käydä läpi virheentarkistuksessa. Assembler-näkymään tarvitsee vaihtaa vain hyvin harvoin, kun etsitään ratkaisua komponentin käyttäytymisen ongelmaan.

Nykyään kehitys on usein jaettu rauta- ja softatiimien kesken, eivätkä tiimit aina ole edes samassa rakennuksessa tai maassa. Tämä voisi olla ongelma, kun valitaan projektityökaluja, debuggausratkaisuja, ylläpitosopimuksia ja niin edelleen. Vaihtaminen täysin uuteen ohjelmistonkehitysympäristöön on usein epäkäytännöllistä, koska se on yleensä hyvin vakiintunut osa tuotekehityksen vuota ja tiukasti integroitu osaksi yrityksen järjestelmiä esimerkiksi lähdekontrollin ja dokumenttien hallinnan osalta.

Parempi lähestymistapa näissä ympäristöissä on harkita PSoC Creatoria “piirin konfiguroinnin” työkaluksi, eikä niinkään IDE-kehitysympäristön korvaajaksi. Laitesuunnittelijat voivat käyttää työkalua suunnittelun generointiin ja kaiken konfigurointidatan ja API-rajapintojen luomiseen. Softatiimin tarvitsee vain integroida nämä tiedostot valitsemaansa IDE-ympäristöön ja seurata omaa tuttua editoi-rakenna-tarkista -prosessiaan (edit-build-debug). Laitetiimi voi käyttää PSoC Creatoria vapaasti suunnittelujensa testipenkkien kehittämiseen ja testeissä käytettävien korttien rakentamiseen. On jopa mahdollista kehittää BSP-paketteja (board support package) tai laitteiston abstraktiokerroksia (HAL, hardware abstraction layers) jaettavaksi ohjelmistotiimin kanssa, mikä tekee laitteen käsittelystä mahdollisimman helppoa ja virheetöntä.

Uuden piirikortin siirtäminen ohjelmistosuunnittelijoille on valitettavan ongelmallinen prosessi. Tämän ongelman ratkaisemiseksi PSoC Creatorissa on toiminto, joka generoi PSoC-suunnittelusta datalehden. Yhteen ainoaan datalehtitiedostoon voidaan suoraan työkalusta koota laitekonfiguraation informaatio, kellopuun asetukset, pinnivalinnat ja kuvaukset kaikista generoiduista komponenttien API-rajapinnoista. Tällöin ei ole olemassa riskiä, että informaatiota kopioidaan väärin tai osa siitä unohdetaan, koska dokumentti on työkalun generoima.

Uudenlaisten mikropiirien, kuten Cypressin PSoC-piirien, myötä markkinoille on tulossa ratkaisuja, jotka näyttävät yhdistävän eri lähestymistapojen parhaat puolet. Nämä ohjelmoitavat ARM Cortex-M -pohjaiset piirit tarjoavata laajan valikoiman ohjainvaihtoehtoja, nopeuksia ja toimintoja ilman, että suunnittelijan tarvitsee integroida mukaan IP:tä, välittää väyläliitännöistä tai kehittää käynnistyskoodia. Lisäksi laitteisto on täysin ohjelmoitavissa, joten suunnittelija saa käyttöönsä ASIC-tyyppisen suorituskyvyn ja pienen tehonkulutuksen, hyvin kilpailukykyiset kustannukset ja pääsyn välittömästi tuotantovalmiisiin piireihin, jotka voidaan modifioida (uudelleenohjelmoida) aina siihen asti kun tuote on valmis toimituksiin. Ja mikä parasta, siruilla on suorituskykyisiä analogiatoimintoja kuten AD-muuntimia, komparaattoreiat ja vahvistimia, jotka perinteisistä FPGA-piireistä puuttuivat. Mikä siis estää luopumisen räätälöidystä IC-suunnittelusta ja tehosyöpöistä FPGA-piireistä?

Vastaus on yksinkertainen: kyse on ohjelmistosta. Jotta saisi kaiken irti näistä uusista piireistä, suunnittelijat tarvitsevat ohjelmistotyökaluja, jotka yhdistävät laite- ja ohjelmistokokemuksen rajoittamatta jokaista projektiin osallistuvaa yhteen yhtenäiseen IDE-kehitysympäristöön.

MORE NEWS

Pii on edelleen voimissaan sähköautoissa

Sähköautojen yleistyminen kiihtyy kovaa vauhtia, ja samalla kasvaa tarve tehokkaille ja luotettaville tehoelektroniikkaratkaisuille. Vaikka markkinoilla on viime vuosina puhuttu paljon piikarbidin (SiC) ja galliumnitridin (GaN) kaltaisista uusista puolijohdemateriaaleista, Infineon Technologies osoittaa, että myös perinteisellä piillä on edelleen merkittävä rooli sähköajoneuvojen voimansiirroissa.

Canatu haluaa kalvonsa laajemmille markkinoille

Canatu haluaa viedä läpinäkyvät, johtavat kalvonsa uusille markkina-alueille. Toimitusjohtaja Juha Kokkosen mukaan yhtiön tavoitteena on laajentaa hiilinanoputkikalvojen käyttöä ADAS-sovellusten ulkopuolelle kohti uusia, korkean lisäarvon markkinoita. - Tämä yhteiskehityshanke DENSOn kanssa on merkittävä askel kohti parempaa suorituskykyä, ja se avaa ovia aivan uudenlaisiin käyttökohteisiin, kuten esimerkiksi aurinkokennoihin, Kokkonen sanoo.

Varo Bluetoothin piilotettuja vaaroja!

Bluetooth on monelle tuttu ja kätevä tapa yhdistää laitteita langattomasti, olipa kyse sitten kuulokkeista, kaiuttimista tai älykodin laitteista. Mutta harva tietää, että tämä arkipäiväinen teknologia voi myös altistaa käyttäjänsä vakaville tietoturvauhkille.

Claude yrittää Google-käyttäjien Copilotiksi

OpenAI:n entisten työntekijöiden perustama Anthropic tuo tekoälyavustajansa syvälle Google Workspace -ympäristöön. Käytännössä Claude-tekoäly pyrkii tarjoamaan saman, mitä Microsoftin Copilot tekee 365-käyttäjille.

6,9 miljardin dollarin kauppa peruuntui

Amerikkalainen puolijohdevalmistaja onsemi on vetäytynyt yritysostoaikeistaan Allegro MicroSystemsin suhteen. Yhtiö ilmoitti tänään, ettei se enää jatka 6,9 miljardin dollarin arvoisen yrityskaupan tavoittelua. Tarjouksen mukaan onsemi olisi maksanut 35,10 dollaria käteisellä jokaisesta Allegron osakkeesta.

Jo 1800 laajennuskorttia mikroBUS-väylään

Sulautettujen ratkaisujen kehittäjä MIKROE on saavuttanut merkittävän virstanpylvään julkistamalla järjestyksessään 1800. Click-laajennuskortin mikroBUS-väylään. Uutuus on Stephano-I Click, ja se tuo WiFi- ja Bluetooth Low Energy -yhteydet helposti liitettäväksi mihin tahansa sulautettuun sovellukseen.

Ledivalojen hallinta täysin yhdelle sirulle

Novosense Microelectronics on julkaissut uuden NSUC1500-Q1 -piirin, joka integroi autojen ledipohjaisten valaistusjärjestelmien hallinnan täysin yhdelle sirulle. Uutuus tuo merkittäviä etuja autonvalmistajille ja moduulikehittäjille, jotka hakevat entistä pienempiä, älykkäämpiä ja energiatehokkaampia ratkaisuja sisä- ja ulkovalaistukseen.

Windows 10 -tuen loppuminen tuo kissanpäivät verkkorikollisille

Microsoftin ilmoitus Windows 10 -käyttöjärjestelmän tuen päättymisestä lokakuussa 2025 merkitsee suurta murroskohtaa tietoturvassa – mutta ei pelkästään käyttäjien näkökulmasta. Verkkorikollisille luvassa on nimittäin todelliset kissanpäivät, mikäli yritykset eivät nopeuta siirtymistä uudempiin järjestelmiin.

Auto tunnistaa digiavaimen pian pidemmän matkan päästä

STMicroelectronics on julkaissut uuden sukupolven NFC-lukijat, jotka mahdollistavat auton oven avaamisen digitaalisella avaimella jopa 70 % pidemmältä etäisyydeltä kuin aiemmat ratkaisut. Uudet ST25R500- ja ST25R501-vastaanottimet ovat suunniteltu erityisesti autoteollisuuteen, ja ne täyttävät Car Connectivity Consortiumin (CCC) Digital Key -standardin tiukat vaatimukset.

Piirisuunnittelun työkalujen myynti kasvoi lähes 5 miljardiin dollariin

Elektroniikkasuunnittelun (Electronic System Design, ESD) työkalujen maailmanlaajuinen myynti nousi ennätykselliseen 4,93 miljardiin dollariin vuoden 2024 viimeisellä neljänneksellä, kertoo SEMI-teknologiayhteisöön kuuluva ESD Alliance tuoreessa EDMD-raportissaan. Kasvua edellisvuoden vastaavaan ajanjaksoon nähden kertyi 11 prosenttia.

Intel myy yli puolet Alterasta, tekee isot tappiot

Intel on ilmoittanut myyvänsä 51 % omistuksestaan FPGA-valmistaja Alterassa pääomasijoitusyhtiö Silver Lakelle. Kaupan arvo perustuu 8,75 miljardin dollarin kokonaisarvostukseen Alteralle. Tämä tarkoittaa, että Intelin osuus myynnistä on noin 4,46 miljardia dollaria – huomattavasti vähemmän kuin yhtiö maksoi koko Alterasta vuonna 2015.

Eurooppalaiset autonvalmistajat lopettivat viennin Yhdysvaltoihin

Yhdysvaltojen autokauppa koki järistyksen, kun useat eurooppalaiset ja japanilaiset autonvalmistajat, kuten Audi, Jaguar Land Rover ja Mitsubishi, ilmoittivat keskeyttävänsä ajoneuvojen viennin Yhdysvaltoihin. Syynä on Trumpin hallinnon 2. huhtikuuta voimaan astunut 25 prosentin tullimaksu tuontiautoille ja osille.

Linux sopii kriittiseen sulautettuun laitteeseen

Yhä tiiviimmin verkottuneessa maailmassa, jossa kyberuhat ovat jatkuvasti läsnä, yritykset kohtaavat yhä enemmän haasteita suojellessaan järjestelmiään ja tietojaan kyberhyökkäyksiltä. KontronOS on IoT-turvallisuuteen kehitetty käyttöjärjestelmä.

FakeUpDates jatkaa riesojen kärjessä

Check Pointin tietoturvatutkijoiden mukaan FakeUpdates ja RansomHub hallitsivat haittaohjelmatilastoja maaliskuussa 2025. Samalla Lumma Stealer levisi ympäri maailmaa PDF-tiedostojen ja väärennettyjen Robloxpelien kautta.

Lisää huonoja uutisia Nokialle: verkkoihin investoidaan entistä vähemmän

Televerkkoinvestoinnit jatkoivat laskuaan vuonna 2024, mikä tuo lisää paineita alan laitevalmistajille – myös suomalaiselle Nokialle. Markkinatutkimusyhtiö Dell’Oro Groupin mukaan maailmanlaajuinen operaattoreiden langattomiin ja kiinteisiin verkkoihin tekemien investointien kokonaismäärä putosi viime vuonna 8 prosenttia. Samalla tietoliikennelaitteiden valmistajien tulot laskivat 11 prosenttia.

Uusi akku taipuu mihin muotoon tahansa

Linköpingin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet pehmeän, venyvän ja muotoiltavan akun, joka toimii jopa nestemäisenä. Akkua voi puristaa, venyttää tai muotoilla haluamaansa muotoon – ja se säilyttää silti toimivuutensa. Uusi materiaali mahdollistaa esimerkiksi sen, että akku voidaan pursottaa ulos 3D-tulostimesta ja valaa suoraan osaksi laitteen muotoilua.

OnePlus toi Watch 3:n “uudelleen”

OnePlus aloitti Watch 3 -älykellonsa virallisen myynnin Suomessa ja muualla Euroopassa viime viikolla, hieman yllättävästi uudelleen. Julkaisun alkuperäinen aikataulu helmikuussa meni uusiksi, kun kellon takakannesta löytynyt kirjoitusvirhe viivästytti toimituksia. Nyt korjattu versio on saapunut jälleenmyyjille.

Ruotsalaisyritys tuo Rust-kielen Volvoon

Ruotsalainen teknologiayritys Grepit on auttanut Volvoa ja Polestaria tuomaan uuden ohjelmointikielen, Rustin, osaksi sähköautojensa sisäisiä järjestelmiä. Kyseessä on maailman ensimmäinen sarjatuotannossa käytettävä ECU (ajoneuvon ohjausyksikkö), joka on ohjelmoitu kokonaan Rustilla.

GaN voittaa taistelun tehomarkkinoista

SiC vai GaN vai MOSFET vai IGBT:t? Jokaisella on oma paikkansa. Power Integrations uskoo galliumnitridiin teknologiana. Lopulta se valtaa markkinat aina satojen kilowattien teholuokkiin asti.

Aurinkosähkö hiipui alkuvuonna

Sähköteknisten tuotteiden tukkumyynnin arvo laski alkuvuonna 1,1 prosenttia verrattuna vuoden takaiseen ajanjaksoon, kertoo Sähköteknisen Kaupan Liitto ry (STK) tuoreessa tilastossaan. Tammi–maaliskuussa 2025 tukkumyynnin arvo oli 255 miljoonaa euroa.

Linux sopii kriittiseen sulautettuun laitteeseen

Yhä tiiviimmin verkottuneessa maailmassa, jossa kyberuhat ovat jatkuvasti läsnä, yritykset kohtaavat yhä enemmän haasteita suojellessaan järjestelmiään ja tietojaan kyberhyökkäyksiltä. KontronOS on IoT-turvallisuuteen kehitetty käyttöjärjestelmä.

Lue lisää...

Joskus yksittäinen komponentti voi olla vaarallinen takaovi

Yritykset investoivat valtavasti kyberturvallisuuteen suojatakseen verkkojaan ja sovelluksiaan. Silti, kaikista suojaustoimista huolimatta, verkkorikolliset onnistuvat vuosi vuodelta entistä paremmin. Miten tämä on mahdollista, kysyy Lenovon tietoturva-asiantuntija Steven Antoniou?

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: 6G
Oulussa 13.5.2025 (rekisteröidy)
Espoossa 14.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article