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...

Tulevaisuuden ajoneuvot toimivat ohjelmistopohjaisesti. Tämä kehitys asettaa kuitenkin autoteollisuudelle kovia haasteita. Koko teollisuusalan yhteistyö on menestyksen kannalta ratkaisevan tärkeä tekijä. Siinä tulisi hyödyntää avoimia standardeja sekä jakaa parhaita käytäntöjä ja tuloksia kaikkien kesken.

Artikkelin kirjoittaja Brian Carlson johtaa NXP Semiconductorsin tuotteiden ja ratkaisujen maailmanlaajuista markkinointia. 

Autoteollisuudessa on meneillään valtava muutos usealla rintamalla, kun autonvalmistajat investoivat nettiin kytkettyihin sähköajoneuvoihin (EV), jotka kehittyvät yhä autonomisemmiksi ja jotka päivittävät eri järjestelmiään OTA-yhteyksin (over the air) koko elinkaarensa ajan. Ohjelmistot, jotka toimivat uusilla sähköisillä/elektronisilla (E/E) arkkitehtuureilla, on suunniteltava innovatiivisilla tavoilla tukemaan kaikkia näitä tärkeitä investointeja. Tämä johtaa merkittävään siirtymiseen autojen laitteistokeskeisestä toiminnasta ohjelmistopohjaiseen SDV-lähestymistapaan (software-defined vehicle).

Seuraavassa tarkastellaan, kuinka tämä monitahoinen muutos vaikuttaa autojen kehitykseen useilla eri tasoilla. Tähän kuuluvat laitteistojen, verkkojen ja ohjelmistojen kehitystyöt sekä mahdollisuus hyödyntää pilvipalveluja ajoneuvojen kehitystyön aikana ja tarjota niille tukea koko elinkaaren ajan. Kurkistetaanpa siis konepellin alle.

Valtava muutos autoteollisuudelle

Autoteollisuudessa eletään vallankumousta, joka muuttaa dramaattisesti kaikkia tulevaisuuden ajoneuvoja. Autonvalmistajat ovat nopeasti ymmärtäneet, että perinteiset laakeat E/E-arkkitehtuurit eivät kykene skaalautumaan yhä lisääntyvien ECU-ohjausyksiköiden (electronic control unit) pohjalta, eivätkä ne pysty täyttämään nettiin kytkettyjen, autonomisten ja jaettujen sähköajoneuvojen (CASE) liikkuvuuden vaatimia datankäsittelyn ja kaistanleveyden tarpeita.

Turvallisuus on myös ollut suuri huolenaihe, sillä mikä tahansa haitallinen hakkerointi johonkin ohjausyksikköön voi johtaa vakaviin turvallisuusongelmiin. Alan eteenpäin viemiseksi OEM-valmistajat ovat siksi omaksuneet dynaamisemman ja ohjelmistopohjaisemman lähestymistavan, jota hyödynnetään jo monissa jokapäiväisissä tuotteissa kuten älypuhelimissa.

Tällä hetkellä OEM-valmistajan ensimmäinen askel kohti SDV-ajoneuvoja on ryhmitellä ajoneuvon toiminnot toisistaan eristettyihin lohkoihin. Tämä arkkitehtuurissa tehty eristäminen toimialueisiin tarjoaa ylimääräisen suojaustason, jossa keskitetty yhdyskäytävä ohjaa dataliikennettä ohjausyksiköiden kanssa. Näin yhdistetään loogisesti eri toiminnot kuten tiedonsiirto, runkotoiminnot, mukavuustoiminnot, ADAS-järjestelmät (advanced driver assistance system) ja AD-toiminnot (autonomous driving) sekä hoidetaan kaikkien niiden kytkeytyminen pilveen.

 

Kuva 1. Ajoneuvojen E/E-arkkitehtuurien yhdistäminen tarjoaa OEM-valmistajille paljon etuja.

Eteenpäin siirryttäessä uudet arkkitehtuurimallit, jotka on suunnattu vuosimalleille 2025+, ovat jo keskittyneet enemmän vyöhykeajatteluun. Tasomaisen lähestymistavan toimintojen loogisen osioinnin sijaan uutena lähestymistapana on arkkitehtuurin fyysinen jakaminen eri vyöhykkeisiin. Toinen OEM-valmistajille tarjottava keskeinen etu siirryttäessä tasoarkkitehtuurista toimialue- tai vyöhykearkkitehtuuriin on monimutkaisten johtosarjojen yksinkertaistuminen. Niiden kokoa, painoa ja kustannuksia voidaan kutistaa merkittävästi.

Siirtämällä ECU-yksiköiden toiminnot yhtenäisen arkkitehtuurin omaaviin ohjelmistomoduuleihin voidaan kattaa toiminnalliset alueet vyöhyketason yhdyskäytävissä. Kutakin laitelohkoa varten tehtävien lukuisten investointien sijaan OEM-valmistajat voivat hyödyntää investointeja eri toimialueiden ohjelmistoihin. Tämä vyöhyketason fokusointi helpottaa huomattavasti laitteisto- ja ohjelmistopäivityksiä.

Koska kaikki ajoneuvossa määritetään ohjelmallisesti, aina kuljettajan käyttökokemuksesta ajoneuvon suorituskykyyn asti, parannukset ovat ajan kuluessa mahdollisia OTA-päivitysten avulla. Päivitys itseohjautuvaksi tai suorituskyvyn lisäämiseksi voisi näin jopa kohottaa ajoneuvon arvoa.

Haasteita edessä

Täydellinen rynnäkkö erilaisia tekniikoita on kehitteillä SDV-konseptin mahdollistamiseksi. Ensinnäkin jo nyt on tarjolla autoihin soveltuvia tehokkaita suorittimia ja järjestelmäpiirejä (SoC), joiden avulla voidaan liittää yhteen tusinoittain eri prosessoreita ja toimintoja. Tyypillisesti OEM-valmistajilla on ollut palveluksessaan voimansiirtoon, korirakenteisiin, mukavuustoimintoihin ja viihde/infolaitteisiin erikoistuneita suunnittelijoita, jotka ovat tehneet työtä omissa ’siiloissaan’, mutta nyt osa kehitettävistä toiminnoista voidaan toteuttaa samalla prosessorilla.

Mukaan tulevat myös nopeat verkkoyhteydet sekä langattomat yhteydet 5G-verkkoihin ja Wi-Fi 6 -verkkoihin. Tärkeää on myös pilvipalvelujen tarjoajien kanssa tehtävä yhteistyö, jossa pilvi-infran kypsyys ja pilvipohjaiset ohjelmistot työkaluineen ovat todella tärkeitä SDV-konseptin toteuttamiseksi.

Merkittävää edistystä on tapahtunut ajoneuvoihin suunnatun Ethernet-väylän tekniikassa. Hyvin nopeasti on siirrytty 100 megabitin sekuntinopeuksista 2,5 gigabitin ja pian jo 10 gigabitin sekuntinopeuksiin. Tällainen TSN-yhteyksiä (time-sensitive networking) tukeva usean gigabitin Ethernet voi varmistaa laadukkaan palvelutason (QoS) ja antaa mahdollisuuden jakaa nopeasti tietoa ajoneuvon eri osien välillä.

Lisäksi ajoneuvoihin on tulossa koneoppimisen (ML) tarjoama uusi näkökulma, joka sekin vaatii pilven hyödyntämistä. Jatkuva reaaliaikainen datasykli parantaa ajoneuvossa hyödynnettäviä malleja koko elinkaaren ajan ja antaa mahdollisuuden ottaa käyttöön uusia algoritmeja. Hieman suolaa haavoihin tuovat kuitenkin uudet kyberturvallisuuden määräykset ja standardit, jotka liittyvät järjestelmän langattomaan OTA-hallintaan sekä mahdollisen tunkeutumisen havaitsemiseen ja kirjaamiseen.

Näiden uusien tekniikoiden tulva on suuri haaste OEM-valmistajille, jotka tekevät valtavia investointeja ja palkkaavat tuhansia suunnittelijoita SDV-laitteiden ohjelmistonkehitykseen. Lisäksi alalla ollaan siirtymässä uudenlaisiin kehitysmenetelmiin sekä jatkuvaan integrointiin ja toimitukseen (CI/CD), jolloin ollaan entistä enemmän riippuvaisia pilvestä ja laajojen ohjelmistojen integroinnista.

Haasteita on runsaasti aina viestintäsiiloja purkavan uudelleenorganisoinnin tuomista muutoksista uusien kokonaisvaltaisten IT-järjestelmien kehittämiseen asti. Tätä varten on löydettävä uusia osaajia, koska lukuisia toimintoja yhdistetään läpi koko ajoneuvon.

Mutta toiveikkuus elää. Vaikka SDV-konseptiin on tarjolla useita eri lähestymistapoja, taustalla on yhteinen tarve lisätä koko toimialan yhdenmukaistumista ja löytää tapoja edistää monialustaisia palveluja. Ei siis kannata yrittää keksiä pyörää uudelleen, koska se olisi erittäin kallista ja voisi johtaa tilanteeseen, jossa koko teollisuusalan SDV-kehitys saattaisi hiipua.

Yhteistyö kaiken avaimena

Koko teollisuusalan viemiseksi eteenpäin yhteistyö on ratkaisevan tärkeää SDV:n menestyksen kannalta. Siksi tulisi hyödyntää avoimia standardeja ja jakaa parhaita käytäntöjä sekä lisätä yhdenmukaistamista ja käyttää tuloksia uudelleen niin paljon kuin mahdollista.

Tärkeää on, että avoimesta lähdekoodista tulee avaintekijä yhdenmukaistamisessa. Se eliminoi tarpeettomat ja yksinoikeuksiin nojaavat lähestymistavat koko toimialalla. Aidatuissa puutarhoissa työskentelyn sijaan on luotava johdonmukaisia mekanismeja ja sovellusohjelmoinnin rajapintoja (API), jotka tarjoavat investointialustan ekosysteemille.

Alalla on viime aikoina nähty paljon liikehdintää SDV-laitteiden eri näkökohtia käsittelevien liittoutumien ympärillä. SOAFEE (Scalable Open Architecture For Embedded Edge) pyrkii tarjoamaan pilvipohjaisen arkkitehtuurin, jota on paranneltu ajoneuvojen sekakriittisiin sovelluksiin. Tällainen sovellusasetelma on esimerkiksi reaaliaikaisuus vs. sovellusprosessointi. Yhteisö tarjoaa myös tähän arkkitehtuuriin nojaavia avoimen lähdekoodin referenssitoteutuksia, jotka antavat avoimille standardeille lisää vipuvoimaa tukemaan ja nopeuttamaan SDV-kehitystä.

COVESA-yhteisö (Connected Vehicle Systems Alliance) puolestaan keskittyy enemmän kehittämään autoalan standardien mukaista datamallia VSS-määritysten (Vehicle Signal Specification) pohjalta. Sitä on nyt tarkoitus viedä aivan uudelle tasolle kehittämällä SDV-telemetriaa ajoneuvon käyttökokemuksen parantamiseksi. Tavoitteena on luoda käytäntöjä ohjelmistonkehityksen liittämiseksi IT-toimintoihin (DevOps) parantamaan suorituskykyä ja muita SDV-konseptin datapohjaisia näkökohtia.

Lisäksi Eclipse Foundation on perustanut SDV-työryhmän, jonka tehtävänä on koota yhteen avoin teknologia-alusta SDV-konseptille autoteollisuuden hyödyntämien ohjelmistopinojen innovoinnin nopeuttamiseksi. Tavoitteena on kannustaa koko toimialaa yhdistämään voimansa ohjelmistopohjaisten ajoneuvojen tarvitseman yhtenäisen infrastruktuurin luomiseksi.

Tie menestykseen avautuu

Ajoneuvojen perinteiset E/E-arkkitehtuurit eivät voi skaalautua jatkuvasti lisääntyvien ECU-yksiköiden kautta ja täyttää CASE-tyyppisten ajoneuvojen datankäsittelyn ja tiedonsiirron kaistanleveysvaatimuksia. Lopullisena tavoitteena on vähentää laitteiston monimutkaisuutta tekemällä ajoneuvon toiminnoista entistä enemmän ohjelmallisesti määriteltyä.

Tämä taas auttaa virtaviivaistamaan ajoneuvojen valmistusta, tukee ohjelmistojen päivitettävyyttä, mahdollistaa entistä nopeammat toiminnot ja innovaatiot sekä tarjoaa uusia tulolähteitä OTA-palvelujen muodossa.

Yhdessä mainitut kolme liittoumaa voivat todella auttaa vastaamaan tähän kehityksen viimeiseen haasteeseen. Kun OEM-valmistajat vastaavat kaikkiin muihin haasteisiin uusilla järjestelyillä sekä tuomalla uusia kykyjä Piilaaksosta ja muista vastaavista paikosta, SDV-konseptille avautuu tie menestykseen.

MORE NEWS

Mullistavaa 5G-verkkojen PAAM-antennia demotaan Barcelonan mobiilimessuilla

Kyocera ja Rohde & Schwarz esittelevät uraauurtavan millimetriaaltotaajuuksia (mmWave) hyödyntävän vaiheistetun antennimoduulin (PAAM) Mobile World Congress 2025 -tapahtumassa Barcelonassa. Innovatiivinen teknologia mahdollistaa useiden erisuuntaisten ja eri taajuuksilla toimivien säteiden samanaikaisen luomisen, mikä mullistaa 5G FR2 -verkkoinfrastruktuurin tehokkuuden ja skaalautuvuuden.

Suomalaismalli osaa arvioida GenAI-mallien tuotoksia tehokkaasti

Suomalainen tekoälyteknologia ottaa harppauksen eteenpäin, kun Root Signals -yritys julkaisee uuden Root Judge -mallin, joka on suunniteltu arvioimaan suurten kielimallien (LLM) luotettavuutta ja laatua. Tämä avoimen lähdekoodin malli tuo tarkkuutta ja läpinäkyvyyttä generatiivisten AI-järjestelmien arviointiin ja optimointiin.

ST kiihdyttää optisia yhteyksiä datakeskuksiin

STMicroelectronics (ST) on julkistanut uuden sukupolven piifotoniikka- ja BiCMOS-teknologioita, jotka mahdollistavat entistä nopeammat ja energiatehokkaammat optiset yhteydet datakeskuksissa ja tekoälyklustereissa. Uudet ratkaisut tukevat 800 Gb/s ja 1,6 Tb/s siirtonopeuksia, joita ollaan tuomassa laajamittaiseen tuotantoon vuoden 2025 toisella puoliskolla.

Litium-nikkeliakkujen hajoamisen syy löytyi

Dallasin Texasin yliopiston (UTD) tutkijat ovat löytäneet syyn, miksi litium-nikkelioksidi (LiNiO₂) -akut menettävät kestävyyttään ja rappeutuvat toistuvien lataussyklien aikana. Löydös voi avata tietä pitkäikäisemmille ja tehokkaammille akuille, jotka voisivat parantaa esimerkiksi sähköautojen ja älylaitteiden suorituskykyä.

NAND-flashin nopeus kasvaa

KIOXIA ja Sandisk ovat julkistaneet uuden sukupolven 3D-flash-muistiteknologian, jossa NAND-liitäntänopeus nousee ennätykselliseen 4,8 gigabittiin sekunnissa (Gb/s). Tämä tarkoittaa 33 prosentin parannusta edelliseen, 8. sukupolven versioon verrattuna.

Microchip toi tekoälyassistentin mikro-ohjainkehitykseen

Microchip Technology on ottanut tekoälyn hyötykäyttöön auttaakseen ohjelmistokehittäjiä ja sulautettujen järjestelmien insinöörejä koodin kirjoittamisessa ja virheiden korjaamisessa. Yhtiö on julkaissut uuden MPLAB AI Coding Assistant -työkalun, joka on ilmainen Microsoft Visual Studio Code -laajennus.

RISC-V-läppärit tulevat tänä vuonna

Vuosi 2025 tuo mukanaan merkittävän muutoksen kannettavien tietokoneiden markkinoille: avoimen arkkitehtuurin RISC-V-läppärit saapuvat kuluttajille. RISC-V on avoimen lähdekoodin käskykanta-arkkitehtuuri, joka tarjoaa vaihtoehdon perinteisille x86- ja Arm-pohjaisille prosessoreille, mahdollistaen laitteistojen entistä suuremman räätälöinnin ja vapauden.

Edullisempaa datankeruuta ethernetin yli

Vanhan NI-tuotemerkin nykyään omistava Emerson on esitellyt uudet NI CompactDAQ -tuoteperheen laitteet, jotka tarjoavat aiempaa edullisemman ja joustavamman ratkaisun datankeruuseen ethernetin yli. CDAQ-9187- ja cDAQ-9183-laitteet sekä NI-9204-syöttömoduuli mahdollistavat kustannustehokkaan testauksen ilman, että suorituskyvystä joudutaan tinkimään.

Kosketusta ja tietoturvaa ultrapienellä virralla

Sulautettujen järjestelmien ja IoT-ratkaisujen kehittäjät vaativat yhä energiatehokkaampia ja turvallisempia ratkaisuja. Renesas Electronics vastaa tähän tarpeeseen tuomalla markkinoille uuden RA4L1-mikro-ohjainperheen, joka yhdistää ultra-alhaisen virrankulutuksen, kapasitiivisen kosketustuen ja vahvan tietoturvan. 

Maailman ohuin superkondensaattori

Sveitsiläinen teknologiayritys Schurter on julkaissut uuden sarjan prismoitettuja superkondensaattoreita. SCPA-malli on maailman ohuin superkondensaattori vain 0,4 mm paksuudellaan. Tämä tekee siitä ihanteellisen komponentin mobiililaitteisiin, puettaviin teknologioihin, IoT-antureihin ja keskeytymättömiin virtalähteisiin.

Tekoäly on riski radioverkkojen protokollille

Ruotsin puolustusvoimien tutkimuslaitos FOI on julkaissut raportin, joka paljastaa tekoälyn ja koneoppimisen (ML) tuomat uhat langattomille verkoille. Tutkimuksen mukaan tekoäly voi optimoida langattoman viestinnän tehokkuutta, mutta samalla se avaa uusia mahdollisuuksia vihamielisille hyökkäyksille, joita perinteiset kyberturvallisuuskeinot eivät välttämättä tunnista.

FakeUpdates jatkaa kyberuhkien kärjessä

Tietoturvayritys Check tammikuun haittaohjelmakatsauksen perusteella FakeUpdates on yhä merkittävä kyberuhka ja keskeinen väline kiristyshaittaohjelmahyökkäyksissä. Suomessa uhkalistan kärjessä on Windows-käyttöjärjestelmään kohdistuva infostealer eli tietovaras Formbook .

VTT sai rahaa sirukoteloiden kehittämiseen

Euroopan sirusäädöstä (European Chips Act) ohjaava Chips Joint Undertaking on myöntänyt rahoitusta APECS-pilottilinjahankkeelle, joka keskittyy uusien paketointi- ja integraatioratkaisujen kehittämiseen. APECS-pilottilinjalle EU ja Suomen hallitus ovat myöntäneet 29 miljoonan euron rahoituksen, joka kohdistetaan VTT:n yhteiskäyttöisten puhdastilojen ja puolijohdevalmistusprosessien kehittämiseen.

OnePlus Watch 3: paremmat mittaukset ja pidempi akunkesto

OnePlus esitteli eilen uuden Watch 3 -älykellonsa. Kellossa on Googlen uusi Wear OS 5 -käyttöjärjestelmä ja se tarjoaa yhden Android Wear -älykellojen pisimmistä akunkestoista: jopa 16 päivän akunkeston virransäästötilassa ja viiden päivän akunkeston normaalissa älytilassa.

IoT-anturien tehonsyöttö edullisesti hallintaan

Uudenlainen primääriakun, superkondensaattorin ja tehonhallinnan yhdistelmä parantaa älykkäiden IoT-anturiverkkojen luotettavuutta sekä pidentää akkujen vaihtoväliä. Tämä puolestaan vähentää laitetoimittajien ja operaattorien kustannuksia. Microchipin ratkaisu tarjoaa parhaan kompromissin kustannusten, koon ja suorituskyvyn välillä.

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.

IoT-anturien tehonsyöttö edullisesti hallintaan

Uudenlainen primääriakun, superkondensaattorin ja tehonhallinnan yhdistelmä parantaa älykkäiden IoT-anturiverkkojen luotettavuutta sekä pidentää akkujen vaihtoväliä. Tämä puolestaan vähentää laitetoimittajien ja operaattorien kustannuksia. Microchipin ratkaisu tarjoaa parhaan kompromissin kustannusten, koon ja suorituskyvyn välillä.

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