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...

Globaalin sulkimen CMOS-kuva-anturit ovat konenäössä hallitsevassa asemassa hyvästä syystä: niiden optinen suorituskyky vastaa CCD-kennojen ja rullasulkimien suorituskykyä ja lisäksi niillä on puolellaan monia etuja.

Artikkelin on kirjoittanut ams:n sovellusinsinööri Pieterjan Daelemans. Hän on vastannut yrityksessä globaalin sulkijan kuva-antureista kuuden vuoden ajan.

CCD-kennojen ja rullasuljinanturien korvaaminen globaalilla tai täsmäsulkimella yleistyy monilla alueilla, myös alhaisemman resoluution markkinoilla. Erittäin suurissa resoluutioissa CCD-kennot ovat yhä hallitsevassa asemassa, mutta alhaisemman resoluution kameroissa on käynnissä selvä siirtymä CMOS-kennoihin, mikä johtaa yksinkertaisempiin kamerasuunnitteluihin ja niiden toimintaan samalla, kun kehys- tai ruutunopeus kasvaa. Samalla siirrytään globaaliin sulkimeen.

Kuva 1. CMV50000-kenno edestä.

Yksi esimerkki kehityksestä on ams:n CMV-tuoteperhe, joka käyttää patentoitua 8T-pikselirakennetta (8 transistoria/pikseli) todellisella CDS-tekniikalla (Correlated Double Sampling) ja liukuhihnoitetulla globaalilla sulkimella. Tämän kaltaiset globaalin sulkimen ratkaisut tarjoavat laajan valikoiman resoluutioita. CMV-perheen tapauksessa resoluutiot yltävät VGA:sta aina 20 megapikseliin. Perheen uusin jäsen on CMV50000, 47,5 miljoonan pikselin kuva-anturi, joka kykenee toimimaan jopa 30 ruudun nopeudella täydellä resoluutiolla 35 millin optisessa formaatissa (36,43 × 27,62 mm).

Käyttämällä 7920 × 6004 pikselin matriisia 4,6 mikrometrin 8T-pikselikoossa CDS-näytteistyksellä nämä uudet anturit tuovat kameroihin lisää suorituskykyä ja toiminnallisuutta. Jopa pienemmällä pikselikoolla päästään samanlaiseen ja jopa parempaa suorituskykyyn. Anturi on varustettu 12-bittisellä AD-muuntimella, sen kohinataso on hyvin alhainen (8,8e) ja yksittäisen pikselin korkea lineaarinen varaustaso (14500e) johtaa 64 desibelin dynaamiseen alaan. Pimeä virta (dark current) on alhainen (66e/s 60°C:ssa), millä yhdessä piirille integroidun mustan värin optisen lukituksen (clamp) ansiosta päästään pitkiin, joka useiden sekuntien valotusaikoihin, jopa ilman jäähdytystä.

Kennollaan ams tarjoaa suunnittelijalle piirille integroidun rivinkorjauksen, joka tuottaa puhtaan kuvan suoraan anturista. Pikseleitä yhdistämällä (binning) voidaan kasvattaa täyttä varaustasoa noin 58 tuhanteen elektroniin, jolloin signaali-kohina-suhde kaksinkertaistuu ja kirkkaissa kuvissa nähdään enemmän yksityiskohtia. ams:n anturi tarjoaa myös limitettyä (interleaved) HDR-valotusmoodia jopa 10 mittauspisteellä, tarkan piirille integroidun lämpötila-anturin, useita laukaisinmoodeja ja jopa nelinkertaisen analogisen vahvistuksen, joita kaikkia voidaan ohjata yksinkertaisilla SPI-rekistereillä. Tähän se yltää 30 ruudun nopeudella täydellä resoluutiolla, tai jopa nopeammin pienemmällä ruudulla.

35 millin optisen formaatin takia käyttäjät voivat hyödyntää standardeja objektiiveja, mikä yksinkertaistaa järjestelmän suunnittelua.

Kuva 2: CMV50000-lohkokaavio.

Sovellukset

Näiden seuraavan sukupolven CMOS-kuva-anturien suuri resoluutio, nopeus ja suorituskyky tekevät niistä ihanteellisia korkealaatuisiin konenäkösovelluksiin, litteiden näyttöjen tarkastukseen, turvasovelluksiin, ilmailusovelluksiin, älykkäisiin liikennejärjestelmiin ja vastaaviin.

Konenäkö

Globaalin sulkimen CMOS-anturin tekee ihanteellisiksi konenäkösovelluksiin suuri tarkkuus, globaali suljintekniikka ja nopeat kehysajat. Suuri resoluutio tarkoittaa, että käyttäjät voivat joko kasvattaa tarkistusaluetta tai saada enemmän yksityiskohtia näkyviin. Aiempiin antureihin verrattuna uudet versiot voivat parantaa joko aluetta tai yksityiskohtien näkemistä jopa 12-kertaiseksi.

Kun uusissa antureissa kohina on alhainen ja analoginen vahvistus 4-kertainen, pienet yksityiskohdat näkyvät jopa hankalissa valaistusoloissa. 35 millin optisen formaatin ansiosta kameroissa voidaan lisäksi käyttää standardia optiikkaa.

Litteiden näyttöjen tarkistus

Kun litteiden näyttöjen tarkistus tulee yhä automatisoidummaksi, tarvitaan prosessissa yhä enemmän suorituskykyisiä kuva-antureita. Televisioiden, älypuhelimien ja muiden laitteiden näyttöjen fyysinen koko kasvaa ja samoin resoluutio (eli 4K- ja 8K-tasoon) ja lisäksi pikselitiheys kasvaa, minkä takia tarve suuren resoluution tarkistusjärjestelmille kasvaa nopeasti.

Suurten näyttöjen lisäksi myös mikronäytöillä varustettujen laitteiden (älykellot, AR-lasit, IoT-laitteet) määrä on kasvamassa. Näissä pienissä näytöissä ei saa olla virheitä, sillä loppukäyttäjä huomaisi ne välittömästi. Lisäksi nykyaikaiset tekniikat (OLED, kvanttipistenäytöt, miniledit) ovat yleistymässä ja ne vaativat yhä enemmän suorituskykyä tarkistusjärjestelmältä.

Suuren resoluution CMOS-ratkaisut mahdollistavat yhä suurempien ja resoluutioltaan tarkempien näyttöjen tarkistamisen tai useiden pienten näyttöjen testaamisen samalla kertaa, mikä lyhentää testaukseen kuluvaa aikaa. Käyttäjät voivat testata kokonaiset 8K-näytön 1:1-suhteessa valon tasaisuuden osalta, ja testata kokonaisia 4K- tai 2K-näyttöjä 4:1- tai 16:1-näytteistyssuhteella tarkistaakseen yksittäisten pikselien toiminnan.

Verrattuna muihin saman resoluution kuva-antureihin ams:n CMV50000-piirin kehysnopeus on 30 ruutua sekunnissa (fps), mikä auttaa lyhentämään testausaikaa. Useampi alhaisemman resoluution kamera optiikoineen voidaan nyt korvata yhdellä suuriresoluutioisella kameralla, mikä alentaa järjestelmäkustannuksia.

Uusien kuva-anturien alhainen kohina, erinomainen dynaaminen ala ja korkea signaali-kohinasuhde tekevät niistä ihanteellisia valon tasaisuuden testaamisessa, jossa varjostumat ovat pienikonstrastisia ja esiintyvät asteittain koko näytöllä. Samoin OLED-pikselien valovoiman testaamiseen, jossa emittoitu valo vaihtelee pikselistä toiseen, uudet anturit sopivat hyvin.

Erinomainen kuvanlaatu erittäin alhaisella pimeällä virralla ja mustan lukituksella tekee pitkistä valotusajoista mahdollisia ja tämä yhdessä 4-kertaisen analogisen vahvistuksen kera tuo esiin jopa hienoimmatkin valon vuotamiset näytöstä. Pikseleitä yhdistämällä (tämä on optiona) CMV50000-anturi kaksinkertaistaa signaali-kohinasuhteen, mikä tekee vieläkin enemmän kirkkaiden kuvien variaatioista näkyviksi.

Ilmakuvaus

Toinen sovellusalue, missä nämä uuden globaalin sulkimen CMOS-kuva-anturit tulevat loistamaan, on ilmakuvaus. Suuren 35 millin formaatin ja suuren resoluution ansiosta antureilla päästään joko tarkempaan kuvaan (GSD eli Ground Sample Distance) tai korkeammalla lentävään droneen.

Rullasulkimen käyttö drone-lennokeissa aiheuttaa ns. hyllyvän videokuvan, koska suljin siirtyy valotusajan aikana ja saa kuvan vääristymään. Tämä häiriö vaikuttaa kuvan tarkkuuteen ja se pitää myöhemmin poistaa (tai korvata mekaanisella sulkimella). Globaali suljin, joka aloittaa ja lopettaa joaisen pikselin valottamisen samanaikaisesti, poistaa tämän ongelman kokonaan. Tämän ansiosta drone voi lentää nopeammin ja liikkua vapaammin ja silti tuottaa häiriöttömiä kuvia.

Tämänkaltaisissa CMOS-antureissa voidaan helposti hidastaa kehysnopeutta tehonkulutuksen, kaistanleveyden, tallennustilan ja kameran monimutkaisuuden vähentämiseksi, mikäli täyttä 30fps-tallennusta ei tarvita.

Anturin toimintalämpötila on -40°…+70°C, joten niitä voidaan käyttää ilmakuvauksen usein vaatimissa vaikeissa olosuhteissa.

Video/televisiolähetykset

Koska CMOS-kuva-antureissa on sekä harmaasävy- että RGB-vaihtoehtoja, yhdessä 35 millin formaatin ja suuren resoluution (> 8K UHD) kanssa ne ovat ihanteellisia video- ja yleisradiosovelluksiin. Esimerkiksi ans:n CMV50000 voi toimia 40 kehyksen sekuntinopeudella 8K-resoluutiolla (7680 × 4320).

Suuren resoluution ansiosta käyttäjät voivat joko skaalata 4H- (tai HD) -resoluution ja parantaa kuvan laatua lisää tai valita yhden tai useamman 4K-tai HD-rajauksen tuottaakseen kuvaan rajatun toiminta-alueen terävällä 4K- tai HD-tarkkuudella (digitaalisella suurennoksella).

Alhainen kohina, laaja dynamiikka-alue ja piirille integroidut korjaustekniikka tuotavat korkealaatuista kuvaa suoraan anturista samalla, kun globaali sulin varmistaa, että nopea liike kuvassa tallennetaan ilman häiriötä.

Evaluointipaketti

CMV50000-anturille on olemassa arviointipaketti. Sen avulla voidaan vangita ja tallentaa täyden resoluution kuvia täydellä nopeudella nopean kortille integroidun muistin ansiosta. Nämä raakakuvat voidaan siirtää PC:lle myöhempää tarkastelua varten. Evaluointikortti käyttää USB 3.0 -yhteyttä ja yhteensopiva USB3Vision-standardardin kanssa. Sen mukana tulee helppokäyttöinen ohjelmisto (joka pohjaa NI MAX -ohjelmistoon) ja se on helppo integroida testausjärjestelmään kuva-anturin lopullista arviointia varten.

Kuva 3. CMV50000 EVK -anturikortti.

Tulevat sukupolvet

Suurempien resoluutioiden vaatimus kasvaa koko ajan, samoin yhä pienempien ja kevyempien kameroiden tarve. Näihin vaatimuksiin voidaan päästä vain pienentämällä pikselikokoa. Pienemmän pikselikoon uskotaan kuitenkin pienentävän suorituskykyä. ams:llä me työskentelemme kutistaaksemme pikselikokoa samalla, kun pidämme suorituskyvyn korkeana. Tämä polku vie kohti suorituskykyisiä ja suuriresoluutioisia kameroita, jotka silti ovat pieniä ja kevyitä, eivät tarvitse suurta, kallista optiikkaa ja jotka voidaan asentaa yhä pienempiin tiloihin.

MORE NEWS

Anthropicin uudet mallit tuovat tehokkaamman koodaamisen AWS:lle

Anthropic on julkaissut uudet Claude 4 -sukupolven mallit ja ne ovat nyt saatavilla Amazon Bedrockissa. Claude Opus 4 ja Claude Sonnet 4 -mallien painopiste on erityisesti ohjelmoinnissa, pitkäjänteisessä päättelyssä ja tekoälyagenttien tukemisessa – ja niiden suorituskyky koodauksen tehtävissä on tällä hetkellä markkinoiden kärkeä.

Samsungin Edge näyttää tietä tulevaan

Samsungin uusi Galaxy S25 Edge rikkoo muotoilun rajoja, mutta ohuus tuo mukanaan myös merkittäviä kompromisseja. S-sarjan ohuin laite on vain 5,8 mm paksu ja painaa vain 163 grammaa, kaikkea ei voi saada samaan pakettiin.

Tamperelainen VLSI Solution yhdisti Linuxin ja RISC-V:n audioprosessorissa

Tampereella toimiva VLSI Solution on julkistanut uuden piirisarjan, joka yhdistää Linux-käyttöjärjestelmän, avoimen RISC-V-suorittimen ja reaaliaikaisen DSP-prosessorin samaan siruun. Uusi VSRVES01-piiri on suunniteltu erityisesti verkkoäänisovelluksiin ja IoT-laitteisiin, joissa tarvitaan sekä tehokasta signaalinkäsittelyä että joustavaa ohjelmistoalustaa.

Nokia kiihdyttää kotien Wi-Fi-verkot 9,4 gigabittiin

Nokia tuo markkinoille kaksi uutta Wi-Fi 7 -reititintä, jotka lupaavat ennennäkemätöntä nopeutta ja kattavuutta kotiverkkoihin. Malliston lippulaiva, Beacon 9, yltää jopa 9,4 gigabitin sekuntinopeuksiin.

Infineon vie galliumnitridin avaruuteen

Infineon Technologies on julkaissut uuden sukupolven säteilyä kestävät GaN- eli galliumnitridi-transistorit, jotka on valmistettu yhtiön omalla tehtaalla CoolGan-teknologiaan pohjautuen. Uutuustuotteet on suunniteltu kestämään avaruuden vaativia olosuhteita, ja yksi niistä on ensimmäinen täysin sisäisesti valmistettu GaN-laite, joka on saavuttanut Yhdysvaltain puolustuslogistiikkaviraston (DLA) myöntämän JANS.

Modeemeissa on eroja

Apple on ottanut ison askeleen irtautuessaan Qualcommin modeemeista ja julkaissut ensimmäisen oman 5G-modeeminsa, C1:n, iPhone 16e -mallin yhteydessä. Vaikka siirtymä tuo Applen laite- ja ohjelmistosuunnittelun entistä tiiviimmin yhteen, tuoreiden testien valossa Qualcommin modeemit tarjoavat edelleen parempaa suorituskykyä erityisesti nopeuden osalta.

Yokogawa istutti datankeruunsa PC:n kylkeen

Mittaus- ja testausyritys Yokogawa Test & Measurement on julkaissut uuden SL2000 High-Speed Data Acquisition Unit -laitteen, joka tuo perinteisen ScopeCorderin tehon suoraan PC:n ohjaukseen. Käytännössä kyse on siitä, että aiemman DL950:n ydin on siirretty PC-pohjaiseen järjestelmään, ilman omaa näyttöä, mutta varustettuna tehokkaalla datansiirrolla ja kehittyneillä ohjelmistoilla.

Oikein tehtynä jokainen NFC-liitos on erittäin turvallinen

NFC-teknologia (Near Field Communication) on jo pitkään mahdollistanut langattoman, nopean ja helppokäyttöisen yhteyden esimerkiksi maksutilanteissa, älylaitteiden yhdistämisessä ja tuotteiden tunnistamisessa. Viime vuosina turvallisuusnäkökulma on noussut keskiöön, ja oikein toteutettuna NFC-yhteydestä voi tulla paitsi vaivaton myös erittäin turvallinen.

Läpimurto akkuteknologiassa – litiumionien liike paranee 30 prosenttia

Tutkijat Münchenin teknillisestä yliopistosta (TUM) ovat kehittäneet uuden materiaalin, joka mahdollistaa litiumionien liikkeen yli 30 prosenttia aiempaa nopeammin. Kyseessä on maailmanennätys ionien johtavuudessa ja samalla merkittävä askel kohti tehokkaampia ja turvallisempia kiinteäakkuja.

OnePlus ottaa tietoisen riskin: tilakytkin vaihtuu monitoiminappiin

OnePlus on päättänyt luopua yhdestä tunnistettavimmista ominaisuuksistaan eli fyysisestä Alert Slider -tilakytkimestä ja korvata sen uudella ohjelmoitavalla Plus Key -painikkeella. Muutos on osa yhtiön uutta tekoälystrategiaa, jonka keskiössä on ”käyttäjäkohtaisesti mukautuva älykkyys”.

Nokia tappaa kuparin kuluttajien yhteyksistä

Nokian eilen julkistaman uuden 25G PON -linjakortin voi sanoa merkitsevän kuparikaapelointiin perustuvien kuluttajalaajakaistojen lopun alkua. Yhtiön mukaan uutuus tuo todelliset 10 gigabitin yhteydet koteihin kustannustehokkaasti. Tämä tekee kupariyhteyksistä teknisesti ja taloudellisesti vanhentuneita.

Xiphera palkittiin laitepohjaisesta salauksestaan

Suomalainen Xiphera on voittanut arvostetun ECSO STARtup Award 2025 -palkinnon Euroopan kyberturvallisuusjärjestön järjestämässä kilpailussa Haagissa. Palkinto myönnettiin yrityksen huippuluokan laitteistopohjaisista kryptografiaratkaisuista, jotka tarjoavat korkean turvallisuustason kriittisille toimialoille, kuten energia-, puolustus- ja tietoliikennesektorille.

Jokainen pörssiasiakas on 65,1 metrin kuituyhteyden päässä

Pörssikauppa Pohjoismaissa toimii yhä tarkasti säädellyissä olosuhteissa, vaikka teknologia loikkaa pilveen. Nasdaqin ja AWS:n huhtikuussa julkistama yhteistyö vie markkinainfrastruktuurin uudelle aikakaudelle, mutta yksi asia pysyy: jokaisella kaupankäyntiosapuolella on edelleen yhtä pitkä matka pörssijärjestelmään – kirjaimellisesti.

Siirtyminen 22 nanometriin on Silicon Labsille iso askel

Silicon Labs on julkistanut uuden sukupolven järjestelmäpiirit (SoC), jotka merkitsevät merkittävää teknologista harppausta yhtiön historiassa. Uudet Series 3 -piirit, SiXG301 ja SiXG302, valmistetaan edistyksellisellä 22 nanometrin valmistustekniikalla, mikä parantaa huomattavasti suorituskykyä, energiatehokkuutta ja integroitavuutta aiempiin sukupolviin verrattuna.

Arm-pohjainen prosessori pidentää selvästi läppärin käyttöikää

Uuden sukupolven kannettavat tietokoneet hyötyvät nyt merkittävästi Arm-pohjaisten prosessoreiden energiatehokkuudesta. HP:n uusimmat OmniBook 5 -sarjan mallit osoittavat, että kannettavan akunkesto voi yltää jopa 34 tuntiin. Tämä tarkoittaa useita päiviä tavallisessa käytössä ilman lataustarvetta.

Tekoäly tekee kyberhyökkäyksistä automatisoituja

Kyberhyökkäysten tahti kiihtyy globaalisti tekoälyn ja automaation myötä. Fortinetin kyberturvatutkimusyksikkö FortiGuard Labsin tuoreen Global Threat Landscape 2025 -raportin mukaan rikolliset hyödyntävät yhä enemmän automatisoituja työkaluja haavoittuvuuksien etsimiseen ja hyödyntämiseen, mikä lyhentää merkittävästi aikaa ensimmäisestä skannauksesta varsinaiseen hyökkäykseen.

Rustin rooli Linuxissa kasvaa

Uusimman Linux-ytimen version 6.15 myötä Rust-ohjelmointikielen tuki ottaa seuraavan askeleen ytimeen integroinnissa. Vaikka Rustin osuus on edelleen pieni, sen laajentaminen esimerkiksi ajastinjärjestelmään (hrtimer) ja ARMv7-arkkitehtuurin tuonti mukaan kertoo, että Rustille on löytymässä todellista käyttöä maailman tärkeimmässä avoimen lähdekoodin ohjelmistoprojektissa.

Mobiilinetti on kaupungeissa selvästi parempi

Liikenne- ja viestintävirasto Traficomin mukaan mobiiliverkon laatu vaihtelee Suomessa huomattavasti alueittain. Bittimittari.fi-palvelun mittausten perusteella suurimmat erot näkyvät yhteysnopeuksissa kaupunkien ja maaseudun välillä.

Telian datakeskus lämmittää 14 000 kerrostalokaksiota

Telian Helsinki Data Center pystyy nyt lämmittämään jopa 14 000 kerrostalokaksiota. Tämä on mahdollista, kun datakeskuksen hukkalämmön talteenoton kapasiteetti nostettiin keväällä 2025 peräti 90 prosenttiin aiemmasta 60 prosentista.

Tekoäly pysäyttää junan vaaratilanteissa

VTT ja teknologiayhtiö ToolTech ovat kehittäneet tekoälypohjaisen sensorijärjestelmän, joka parantaa turvallisuutta ja tuottavuutta haastavissa ympäristöissä – aina sumuisista rautateistä pölyisiin kaivoksiin. Uusi järjestelmä kykenee havaitsemaan esteet, kuten ihmiset ja eläimet, jopa 200 metrin etäisyydeltä ja ilmoittamaan niistä ajoneuvon kuljettajalle reaaliajassa.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Lue lisää...

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
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