logotypen
 
 

IN FOCUS

Gallimnitridi tuo laatua, kestävyyttä ja luotettavuutta

Gallium-nitridi (GaN) tarjoaa merkittäviä etuja tehokkuuden ja tehotiheyden lisäämisessä, mikä mahdollistaa suunnittelijoille huomattavasti haastavampien virtalähdemääritysten täyttämisen verrattuna piipohjaisiin MOSFET-komponentteihin. Yksi kohtuullinen huolenaihe minkä tahansa uuden, merkittäviä etuja tarjoavan teknologian suhteen on sen kestävyys ja luotettavuus. Poistaaksemme mahdolliset epäilykset, joita käyttäjillä saattaa olla, tarkastellaan GaN-teknologian kestävyyttä, luotettavuutta ja laatua.

Lue lisää...

Ajoneuvoihin toimitetaan datansiirtoa varten enemmän kaistanleveyttä kuin koskaan aiemmin. USB 3.1 -väylä tarjoaa tähän erittäin nopeat tiedonsiirtoyhteydet, joita tarvitaan viihde- ja infojärjestelmien suoritusnopeuden varmistamiseen.

Artikkelin kirjoittaja Dave Sroka toimii Microchip Technology -yhtiössä markkinointi-insinöörinä.

Ajoneuvoihin sijoitettujen viihde- ja infojärjestelmien ominaisuudet ovat muuttuneet merkittävästi viimeisen 10 vuoden aikana. Kymmenen vuotta sitten autoalan julkaisut sijoittivat sekä ajoneuvoon valmiiksi rakennetut navigointijärjestelmät että DVD-soittimet viiden tärkeimmän ominaisuuden joukkoon. Älypuhelinten nousun myötä valmiiksi asennetut navigointijärjestelmät ovat väistyneet, ja erilaiset kuljettajan mukavuutta lisäävät ominaisuudet ovat nousseet kärkisijoille. Näitä ovat esimerkiksi älypuhelimen liitäntäsovellukset Android Auto ja Apple CarPlay sekä laitteiden nopea lataus USB-väylän kautta.

Näitä ominaisuuksia yhdistää yksi keskeinen tekniikka – USB. Kuluttajien hyvin tuntema tekniikka saa jatkuvasti uusia spesifikaatioita teollisuuspuolen USB-IF-organisaatiosta, ja tämän ansiosta järjestelmien suunnittelijat löytävät yhä uutta lisäarvoa tästä väylätekniikasta. Autoteollisuuden huippuluokan OEM-valmistajien ja ykköstason tavarantoimittajien suunnittelijat ovat integroineet tällaisia mukavuusominaisuuksia tuotteisiinsa jo muutaman vuoden ajan. Tämä suuntaus jatkuu varmasti, kun älypuhelinsovellukset kehittyvät edelleen, ajoneuvoihin tarvitaan yhä enemmän kaistanleveyttä ja kuluttajat haluavat nopeita latausjärjestelmiä elektronisille laitteilleen.

Ajoneuvoon liitetyn älypuhelimen tapauksessa USB-väylää käytetään kuljetuskerroksena puhelimen näyttönäkymän ja datavirran siirtämiseksi järjestelmän pääyksikköön. Nopeaa latausta varten spesifioitu USB PD (Power Delivery) puolestaan määrittää, kuinka tehonsyöttömuodot valitaan ja viimeistellään, ja minkälaisia tehotasoja voidaan syöttää kuluttajien laitteisiin. Vaikka USB-spesifikaatiot, vaatimustenmukaisuuden testaukset ja USB-mikropiirit on suunniteltu hoitamaan suurimman osan raskaasta työstä, kaikkien komponenttien järjestelmäintegraatio on laadittava huolellisesti, mukaan lukien pääyksikön laitteistot ja ohjelmistot sekä mediakeskittimet.

USB 3.1 -suunnittelun avainkohdat

Kun tekniikassa siirrytään seuraavalle tasolle, järjestelmän rakentamiseksi on otettava huomioon monia eri tekijöitä:

  • Kaistanleveystarpeet (USB 2.0 Hi-Speed tai USB 3.1 SuperSpeed)
  • Tarvittavan mobiilisovelluksen tuki (kyky isäntä/laite-vaihtoon tarvitaan)
  • Tarvittavien porttien lukumäärä ja tyyppi (1, 2, 3 tai 4/tyyppi A tai tyyppi C)
  • Laiteliitännän tyyppi (USB-isäntä tai USB-isäntä/laiteportti)
  • USB-latausvirran taso (1,5 A, 2 A, 3 A jne.)

Kuva 1. USB-järjestelmän suunnittelussa huomioon otettavat tekijät.

Tämän vuoksi on tärkeää, että OEM-valmistajat voivat lisätä mukaan ominaisuuksia muuttamatta järjestelmän arkkitehtuuria. Esimerkiksi Microchip on kehittänyt ajoneuvoja varten laajan USB-ratkaisujen valikoiman, joka tukee järjestelmäintegraation yhdenmukaisia teemoja. Näin OEM-valmistajat voivat siirtää kohteisiinsa järjestelmiä säilyttäen samalla niiden arkkitehtuurit.

Jos laitevalmistaja käyttää esimerkiksi USB 2.0 -ratkaisua, joka liitetään ainoastaan pääyksikön USB-isäntäporttiin, on helppo siirtyä USB 3.1 -liitäntään, joka vaatii vain USB-isäntäporttiratkaisun (Host Reflector). Kumpikin ratkaisu käyttää samaa alkuperäistä USB-luokan ohjainta (siirtolaiteluokka, verkonhallintamalli) tukemaan Applen CarPlay-standardia. Siksi USB 2.0 -väylään perustuva ratkaisu voi olla sama molemmille siruille. Tämä koskee myös mobiililiittymän sovellusten käynnistämistä. Microchip tarjoaa tukea myös pääyksikön USB-isäntä/laiteyhteydelle FlexConnect-ominaisuuden avulla. Se kykenee vaihtamaan keskitinportin toimintamuodon laitteesta isännäksi ja takaisin.

Pitämällä kaiken tämän mielessä suunnittelijalla on mahdollisuus käyttää FlexConnect-menettelyä tukeakseen CarPlay-toimintoa suorittavan iPhonen isäntä/laite-vaihtoa tai moni-isäntäistä peilausmenettelyä. Yksi tärkeimmistä eroista menettelyjen välillä on kaistanleveys, joka on käytettävissä CarPlay-sessioon. FlexConnect-toiminnassa iPhone – josta tulee USB-isäntä CarPlay-session ajaksi – saa käyttöönsä koko USB2-väylän kaistanleveyden (480 Mb/s). Moni-isäntäisen peilausmenettelyn tapauksessa iPhone sen sijaan jakaa 480 Mb/s kaistanleveyden päälaitteen USB-isännän kanssa. Järjestelmäarkkitehtien päätettäväksi jää valita menettely, joka parhaiten vastaa kohdejärjestelmän tarpeisiin.

Kummassakaan tapauksessa ei tarvita räätälöityjä ohjaimia. Moni-isäntäinen peilaus ja FlexConnect-ominaisuus ovat käytettävissä sekä ajoneuvoihin tarkoitetuissa USB 2.0- että USB 3.1 -keskittimissä.

Tästä syystä mediakeskittimellä varustetun viihde- ja infojärjestelmän pääyksikkö voidaan sirulohkojen osalta siirtää helposti USB 2.0 Hi-Speed -järjestelmästä USB 3.1 SuperSpeed -pohjaiseen sovellukseen. Ominaisuuksien yhdenmukaiset valikoimat ja USB-luokan ohjaimet tarjoavat identtisen sovellustuen käyttäjille ja vähentävät samalla järjestelmän validointitarvetta ja suunnitteluriskejä sekä nopeuttavat tuotteen markkinoilla saattamista.

Siirtymiseen liittyvät valinnat

Vaikka helppo siirtyminen USB:n kakkosversiosta kolmoseen on mahdollista, joillakin alueilla on suoritettava tarkkaa arviointia, kun harkitaan siirtymistä USB 3.1 SuperSpeed -ratkaisuun. Tärkein ero on 5 Gb/s datavirran tukemisessa verrattuna 480 Mb/s datavirtaan. Piirilevyn suunnittelu, osien sijoittelu, liittimien laatu ja kaapelien pituudet voivat kaikki vaikuttaa signaalien eheyteen.

Alkuvaiheen toteutuksissa on syytä odottaa myös korkeampia komponentti- ja kaapelikustannuksia, kunnes suuren tuotantovolyymin ja mittakaavaetujen tuomia säästöjä voidaan saavuttaa. Paremman kokonaissuorituskyvyn ja kaistanleveyden myötä saavutettu hyöty on siksi arvioitava myös näiden tekijöiden pohjalta.

On erittäin tärkeää tarjota yhdenmukainen arkkitehtuuri ja asianmukaiset ohjaustoiminnot C-tyyppisille liitäntäporteille, jotka täyttävät USB Power Delivery 3.0 -määritykset ja kykenevät syöttämään lataustehoa 100 W porttia kohti. Niiden lämpötilaa on jatkuvasti valvottava asianmukaisen toiminnan ja pitkäaikaisen luotettavuuden varmistamiseksi. Lisäksi on tarjottava järjestelmälle asianmukaiset sulkemismekanismit tarpeen vaatiessa.

Esimerkiksi Microchip on kehittänyt USB 2.0:lle ja USB 3.1:lle yhdenmukaisen toiminnallisen lohkokaavion, joka hyödyntää samaa arkkitehtuuria. Keskittimeen integroitu mikro-ohjain toteuttaa virranjakelupinon ja liitännät porttiohjaimeen sekä hallinnoi mediakeskittimen tehotasoa. Tämä keskitettyyn mikro-ohjaimeen perustuva arkkitehtuuri voi suorittaa useita toimintoja samanaikaisesti: virranjakelupino, tehon reaaliaikainen tasapainotus USB-porttien välillä sekä lämmönhallinta rajoittamalla tehonsyöttöä erillisten vara-akkujen välillä.

 

Kuva 2. Microchipin mediakeskittimen USB7002 lohkokaavio perustuu samaan arkkitehtuuriin kuin USB 2.0 SmartHub, mikä helpottaa järjestelmien siirtämistä.

Sen sijaan porttikohtaisesti suunniteltujen USB Power Delivery -ratkaisujen tulee sisältää erillinen ohjaustoiminto, tyypillisesti tehon tasapainotuksesta ja kytkennästä sekä lämmönhallinnasta vastaava erillinen mikro-ohjain. Tästä syystä Microchipin SmartHub-tuoteperheisiin on aina kuulunut integroitu mikro-ohjain, sillä sen avulla voidaan tukea näitä toimintoja lisäämättä juurikaan järjestelmän materiaalikustannuksia (BOM).

Lisäksi tehonbalansoinnin ja lämmönhallinnan algoritmit voidaan siirtää eri alustojen yli tai virittää kunkin ajoneuvomallin mukaan. Esimerkiksi pakettiautolla voisi olla erilainen tehonbalansoinnin malli kun sedan-tyyppisellä henkilöautolla.

Koska mobiililaitteiden liitäntäsovellusten suosio kasvaa jatkuvasti lisäten kaistanleveyden ja entistä nopeamman latauksen tarvetta, on tärkeää pohtia kaikkia järjestelmään liittyviä valintoja: tarvittavan USB-tekniikan kokonaisnopeus, käytettävissä olevat pääyksikön USB-portit, mobiililaitteiden liitäntäsovelluksiin tarvittava kaistanleveys, tarjottavat virransyöttömahdollisuudet, ylläpidettävä ohjelmisto-/ohjainrakenne sekä järjestelmän kokonaiskustannukset ja markkinoille saattamiseen kuluva aika.

Microchipillä on laaja valikoima ajoneuvoihin tarkoitettuja USB SmartHub -tuotteita, jotka kattavat USB 2.0 Hi-Speed ja USB 3.1 SuperSpeed -sovellukset. Näille siruille on rakennettu yhtenäinen joukko ominaisuuksia. Ne kattavat järjestelmän yleiset toteutustekijät, joiden avulla suunnittelijat voiva räätälöidä sovelluskohteen omien tarpeidensa mukaisesti. Samalla ne tarjoavat järjestelmille turvalliset siirtopolut, jotka minimoivat suunnitteluriskejä ja nopeuttavat kaupallistamista ripeästi edistyvillä ajoneuvojen viihde- ja infojärjestelmien markkinoilla.

MORE NEWS

Neljä anturia valvoo ilmanlaatua yhdessä paketissa

Bosch Sensortec on julkaissut uuden BME690-anturin, joka on alan ensimmäinen 4-in-1 -tyyppinen MEMS-anturijärjestelmä sisäilman laadun valvontaan. Kompaktissa paketissa yhdistyvä anturi mittaa kaasujen pitoisuuksia, kosteutta, lämpötilaa ja ilmanpainetta. Edeltäjiin verrattuna integrointiasteen nostaminen leikkaa tehonkulutuksesta jopa 50 prosenttia.

Instan uusi salain ei vuoda dataa

Teknologiayhtiö Insta on esitellyt uuden korkean turvallisuusluokan salaustuotteen, Insta SafeLink Secret -salaimen, joka on suunniteltu erityisesti turvallisuusluokan II (SALAINEN) tiedonsiirron turvaamiseen. Tämä tekee Instasta ensimmäisen suomalaisen toimijan, joka tuo markkinoille näin korkean turvallisuusluokan salausratkaisun.

Juoksuaan parantava Bittium vaihtaa toimitusjohtajan

Teknologiapalveluita tarjoava Bittium Oyj on vahvassa kasvuvaiheessa ja vaihtaa samalla toimitusjohtajaa. Nykyinen toimitusjohtaja Johan Westermarck on irtisanoutunut tehtävästään, ja hänen seuraajakseen on nimitetty Petri Toljamo, joka aloittaa tehtävässään 1. huhtikuuta 2025.

6G-professori Matti Latva-aholle merkittävä tunnustus

Oulun yliopiston 6G-lippulaivaohjelman johtaja, professori Matti Latva-aho on saanut WWRF:n Fellow -tunnustuksen. Arvonimitys julkistetaan tänään Intian Hyderabadissa Wireless World Research Forum (WWRF) -tapahtumassa, jossa Latva-aho on pääpuhujana.

C++ nousee Javan ohi

Helmikuun ohjelmointiyhteisöindeksi paljastaa kasvavan trendin ohjelmistokehityksen maailmassa: nopeus on valttia. Kun laskentatehon tarve kasvaa ja laitteistokehitys ei pysy vauhdissa, tehokkaat ohjelmointikielet keräävät suosiota. Tämä näkyy myös kielten suosiota mittaavassa TIOBE-indeksissä.

Raspberry Pi matkasi avaruuteen miniatyyrisatelliitissa

Mitä tekisit, jos pitäisi rakentaa satelliitti, joka mahtuu juomatölkin sisään? Tästä lähtökohdasta käynnistyy vuosittainen CanSat-kilpailu, jossa teini-ikäiset opiskelijat suunnittelevat ja rakentavat miniatyyrisatelliitteja. Tänä vuonna mukana oli myös LittleBlueDot-tiimi, jonka suunnittelu pohjasi Raspberry Pi -korttitietokoneeseen.

Tarkempaa ja nopeampaa infrapunan mittausta

Yokogawa Test & Measurement on julkaissut uuden AQ6377E Optical Spectrum Analyzer -laitteen, joka parantaa keski-infrapuna-alueen (MWIR) mittauksia nopeudella, tarkkuudella ja laajemmilla mittausmahdollisuuksilla.

NIS2-direktiivissä on korkeakoulujen kokoinen vuotava aukko

Euroopan unionin uusi NIS2-direktiivi tiukentaa kyberturvallisuusvaatimuksia monilla sektoreilla, mutta jättää korkeakoulutuksen ja tutkimuksen suojauksen huolestuttavan kevyelle tasolle. Tampereen korkeakouluyhteisön CISO-johtaja Juha Malmivaaran mukaan tämä on vakava turvallisuusriski, sillä korkeakoulut ovat jo nyt kansainvälisen tiedustelun ja kyberhyökkäysten kohteena.

Arm julkaisee oman prosessorinsa tänä vuonna?

Jälleen on mediassa noussut esiin huhu, että IP-yritys Arm aikoisi valmistaa omia prosessoreitaan – ja siten kilpailla omien asiakkaidensa kanssa. Tiedon lähteenä on Financial Times -lehti. Se viittaa ”lähteisiin Arm:n lähellä”.

Kiinalaiset tekivät merkittävän läpimurron litium-vetyakuissa

Kiinalaisen tiede- ja teknologiayliopiston (USTC) tutkijat ovat saavuttaneet merkittävän edistysaskeleen ladattavien litium-vetyakkujen kehityksessä. Uusi akku käyttää vetyä anodina, mikä mahdollistaa huomattavasti korkeamman energiatiheyden ja käyttöjännitteen verrattuna perinteisiin vetypohjaisiin akkuihin.

DeepSeek on jo kielletty monessa käytössä

Uusi tekoälysovellus DeepSeek on herättänyt laajaa keskustelua sekä sen tarjoamien mahdollisuuksien että tietoturvaongelmien vuoksi. Maailmanlaajuisesti DeepSeekiin liittyviä Google-hakuja tehdään jo 2,9 miljoonaa kertaa kuukaudessa, mutta samaan aikaan yhä useampi valtio ja organisaatio on päättänyt kieltää sen käytön, kertoo tekoälytyökaluja keihttävä AIRPM .

Ransomwarea neljä kertaa enemmän viime vuonna

Kiristyshaittaohjelmien määrä nelinkertaistui vuonna 2024, kertoo tietoturvayhtiö Barracudan tuore vuosikatsaus. Ransomware-as-a-Service (RaaS) -alustojen yleistyminen on mahdollistanut laajemmat ja kehittyneemmät verkkohyökkäykset, jotka kohdistuvat sekä yrityksiin että yksityishenkilöihin.

Uusi korttityyppi tuo tehoa datakeskuksen tallennukseen

EDSFF (Enterprise and Datacenter Storage Form Factor) on moderni tallennusratkaisu, joka mullistaa datakeskusten ja hyperskaalattavien palvelinjärjestelmien infrastruktuurin. Se tarjoaa paremman suorituskyvyn, energiatehokkuuden ja lämmönhallinnan verrattuna perinteisiin 2,5 tuuman ja M.2-muotoisiin SSD-asemiin.

Voisiko uusi suomalaistekniikka korvata salasanat?

Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen monivaiheisen tunnistautumismenetelmän, joka voi mullistaa digitaalisen tunnistautumisen. SalaLogin-niminen ratkaisu korvaa perinteiset salasanat biometriikan sekä käyttäjän itse luomien vihjeiden ja salaisuuksien avulla, mikä tekee siitä turvallisemman ja helpomman käyttää.

Ruotsalaistutkijat kehittivät täysin kierrätettävän aurinkokennon

Tutkijat Linköpingin yliopistosta ovat kehittäneet uuden menetelmän, jolla perovskiitti-aurinkokennon kaikki osat voidaan kierrättää ilman ympäristölle haitallisia liuottimia. Menetelmä mahdollistaa aurinkokennon purkamisen ja materiaalien uudelleenkäytön ilman, että sen suorituskyky heikkenee.

Merkittävä virstanpylväs: SiC-komponentteja 8-tuumaisilta kiekoilta asiakkaille

Infineon Technologies on ottanut merkittävän askeleen 8-tuumaisten SiC- eli piikarbidikiekkojen kehityksessä. Yhtiö aloittaa ensimmäisten kehittyneellä 200 mm SiC-valmistusteknologialla tuotettujen tuotteiden toimitukset asiakkaille vuoden 2025 ensimmäisellä neljänneksellä.

Web3-sovellukset eivät ole juuri Web2-sovelluksia turvallisempia

Vaikka Web3:n on luvattu tuovan hajautetun ja turvallisemman internetin, todellisuus näyttää toisenlaiselta. Uudet tutkimukset osoittavat, että Web3-sovellukset perivät Web2:n haavoittuvuudet, mikä tekee niistä alttiita yhä kasvaville kyberuhille, kuten haittaohjelmille, tietojenkalastelulle ja palvelunesto- eli DDoS-hyökkäyksille.

Bluetoothia hyvin pienellä virralla

Panasonic Industry on julkistanut uuden, pienen ja kustannustehokkaan PAN B511-1C -Bluetooth-moduulin, joka yhdistää erinomaisen suorituskyvyn ja suuren muistikapasiteetin erittäin alhaiseen virrankulutukseen. Moduuli perustuu Nordic nRF54L15 -piirisarjaan ja on suunniteltu erityisesti energiatehokkaita sovelluksia varten.

6G tulee olemaan verkko, jota tekoäly optimoi kaiken aikaa

Oulun yliopiston 6G-tutkimusohjelma on julkaissut uuden white paper -dokumentin tulevasta 6G-tekniikasta. Dokumentin on päätoimittanut Oulun yliopiston Future Computing Group -tutkimusryhmän johtaja Lauri Lovén. Hänen mukaansa voidaan sanoa, että 5G:n myötä pilvipalvelut ja reunalaskenta integroituivat mobiiliverkkoihin. - 6G:n kohdalla langattomiin verkkoihin yhdistyy tekoäly.

Ruotsalaiset tarjoavat kattavampaa sulautetun koodin analyysiä

Sulautetun ohjelmistokehityksen laadunvarmistus saa uutta vahvistusta, kun Nohau Solutions ja Percepio AB ilmoittavat uudesta jakelukumppanuudesta. Yhteistyön myötä sulautetun ohjelmistokehittäjät saavat entistä paremmat työkalut koodin analysointiin, testaukseen ja diagnostiikkaan.

Uusi korttityyppi tuo tehoa datakeskuksen tallennukseen

EDSFF (Enterprise and Datacenter Storage Form Factor) on moderni tallennusratkaisu, joka mullistaa datakeskusten ja hyperskaalattavien palvelinjärjestelmien infrastruktuurin. Se tarjoaa paremman suorituskyvyn, energiatehokkuuden ja lämmönhallinnan verrattuna perinteisiin 2,5 tuuman ja M.2-muotoisiin SSD-asemiin.

Lue lisää...

Ota nämä seikat huomioon, kun teet räätälöityjä laitteistoja

Markkinoilla on tarjolla suuri määrä valmiita laitteistoratkaisuja ja ohjelmistoalustoja. Kun valmiit ratkaisut eivät suoraan sovellu aiottuun käyttötarkoitukseen, tarvitaan usein asiakaskohtaisten laitteistojen ja ohjelmistojen suunnittelua. Tämä artikkeli käsittelee keskeisiä asioita, jotka on huomioitava tietotekniikkaa sisältävän tuotteen teknisen ratkaisun valinnassa ja suunnittelussa.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
  
R&S -koulutus: RF Mittaustekniikan 2-päiväinen koulutus (huom. maksullinen)
Vantaalla 12.-13.3.2025
Ilmoittautuminen: RF Mittaustekniikka - Rohde & Schwarz Finland Oy
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 

ETNinsta

THIS SPACE TEMPORARILY LEFT BLANK
 
article