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...

Epävarmoista taloudellisista ja geopoliittisista näkymistä huolimatta vuosi 2022 osoittautui erinomaiseksi elektroniikka-alan innovointitoiminnan osalta ja sama trendi tuntuu jatkuvan myös kuluvana vuonna IC- ja elektroniikkajärjestelmien suunnittelussa. Tässä artikkelissa nostetaan esiin joitakin alan megatrendejä, joita on syytä tarkastella lähemmin.

Kirjoittaja Joe Sawicki toimii Siemens Siemens Digital Industries Softwarella piirien suunnittelun eli IC EDA:n toimitusjohtajana.

Megatrendi 1 – Järjestelmätoimittajien vertikaalinen integroituminen IC-suunnittelussa

Kymmenen vuotta sitten järjestelmätoimittajat käyttivät IC-piirien tilausvalmistajien kapasiteetista karkeasti arvioiden yhden prosentin verran. Tänä päivänä tuo osuus on noussut jo yli 20 prosenttiin. Yhä useampi järjestelmätoimittaja yhä useammilla teollisuusaloilla kehittää itse käyttämänsä IC-piirit. Miksi?

Järjestelmätoimittajien omaa IC-suunnittelua tukevia megatrendejä on etupäässä kaksi. Ensiksi perustasolla vaikuttavat taloudelliset seikat. Järjestelmän arvosta yhä suuremman osan määrittää puolijohteet, joten on luonnollista, että järjestelmätoimittajien intressissä on lisätä tämän osuuden arvoa omissa IC-suunnitteluissaan.

Toiseksi ja ehkä vielä edellistä tärkeämpänä syynä on mahdollisuus talon sisällä tapahtuvalla IC-suunnittelulla saada aikaan järjestelmiin innovatiivisuuden ja eriytymisen tuomaa lisäarvoa. Kaikki nykyiset kehittyneet elektroniikkajärjestelmät ovat niin sanotusti älykkäitä. Mutta miten sulauttamalla älykkyyttä ja optimoimalla laitteiden suorituskykyä saadaan käytännössä toteutettua laitteisiin älykkyyttä, joka on avaintekijä niin tuotteen erilaistumisessa kuin tuotteen kannattavuusasteen lisäämisessä. Tärkeimpiä esimerkkejä IC-suunnittelua hyödyntämällä saadusta paremmasta järjestelmän arvosta on Apple. Vuosia sitten yhtiö teki päätöksen siirtyä 64-bittiseen tietojenkäsittelyyn ennen kaikkia muita sovellustoimittajia. Syynä siirtymiseen ei ollut pelkästään 64-bittisyyden tuoma lisäys osoiteavaruuteen, vaan saada aikaan entistä tehokkaampi ja vähemmän tehoa kuluttava muistiinosoitus. Toisin sanoen tuli mahdolliseksi toteuttaa matkapuhelimia, jotka toimivat nopeammin ja pidempään kuin kilpailijoiden laitteet. Kilpailijat seurasivat perässä.

Suuri joukko yhtiöitä on siirtymässä tekoälyn ja koneoppimisen käyttöönottoon kaikilla järjestelmäsuunnittelun tasoilla lisätäkseen järjestelmien erilaistumisen astetta ja tehdäkseen järjestelmistään lopulta älykkäämpiä kuin kilpailijoiden tuotteet. Mitä enemmän tekoälystä on tulossa osa edge-pohjaisissa järjestelmissä, sitä selvemmin on nähtävissä, että tämän alueen johtavat yritykset ovat pystyneet entistä paremmin erottautumaan tuotteillaan kehittämällä itse käyttämänsä optimoidut tekoälykiihdyttimet sen sijaan, että olisivat käyttäneet kaupallisia tekoälykiihdytin-IP:itä. Tällä tavoin yritykset voivat optimoida järjestelmänsä toimimaan kokonaisuutena parhaimmalla tavalla tehonkulutuksen ja suorituskyvyn suhteen, ja samalla kilpailijoille tulee entistä vaikeampaa seurata nopeasti perässä.

Megatrendi 2 – Holistinen järjestelmäsuunnittelu (elektroniikan konvergenssi, mekaniikan ja ohjelmoinnin maailmat monipuolisina digitaalisina kaksosina)

Edellä mainittuja älykkäämpiä elektroniikkajärjestelmiä kehitetään yhä useammin reaalimaailman järjestelmäympäristöissä. Ovatpa kysymyksessä sellaiset sovellukset kuin autonominen ajaminen, 5G-verkot tai chip-to-cityn tyyppiset aloitteet, joissa tiedetään etukäteen, miten järjestelmä käyttäytyy (suhteessa odotuksiin), saadaan tuotteisiin lisää eroja hyödyntämällä reaalimaailmasta tulevia ja reaalimaailmaan lähteviä syötteitä. Kaksi suurinta IC-alan haastetta täydellisen autonomisen ajamisen toteuttamiseksi ovat tehonkulutuksen hallinta ja tarvittavan prosessointitehon määrän määrittäminen, kun järjestelmä liikkuu monimutkaisessa reaalimaailmassa.

Toisaalta nämä haasteet voimistavat tarvetta soveltaa monipuolisia digitaalisia kaksosia, joilla pystytään mallintamaan monimutkaisten sähkömekaanisten järjestelmien toimintaa monimutkaisissa reaalimaailman mukaisissa ympäristöissä. Täysin autonomisessa ympäristössä tämän monimutkaisen ohjelmistoilla ohjattavan sähkömekaanisen järjestelmän on toimittava muiden järjestelmien muodostamassa suuremmassa verkossa – osana monimutkaista ekosysteemiä. Se on perusteellisesti testattava virtuaalimaailmassa ennen kuin sitä testataan reaalimaailmassa ja otetaan kaupallisesti käyttöön. Tällä saralla on tulossa fokusta ja saavutuksia koskevia uutisia lähimmän vuoden aikana.

Megatrendi 3 – 3D IC:stä tulossa valtavirtaa ja chipletit kiinnostuksen kohteena

3D IC -suunnittelu etenee monilla tasoilla. IC-tasolla sen avulla piirivalmistajat voivat kehittää yhä pienempiä sirukokoja niin, että piirien saanto samalla paranee puolijohdekiekkoa kohti, koska satunnaisten vikojen haitallisten vaikutusten osuus piireihin pienenee. Järjestelmätasolla 3D IC mahdollistaa piirivalmistajille hyödyntää minityriasointia monipuolisesti ja vähentää materiaalikustannuksia. Mutta mikä vielä tärkeämpää, 3D IC mahdollistaa suunnittelussa sijoittaa tai koota eri tyyppisiä IC-piirejä ja SoC-piirejä, analogisia IC-piirejä ja muistipiirejä (toteutettuna niiden prosessisolmulle sopivimmalla tavalla) siten, että saadaan järjestelmätasolla parempi suorituskyky ja toiminnallisuus kuin mitä on mahdollista saavuttaa perinteisillä PCB- ja SoC-kokoonpanoilla.

Suunnittelijat ovat havahtumassa siihen, että 3D IC antaa ratkaisuja järjestelmäarkkitehtuurin asettamiin haasteisiin. Tällöin tarvitaan järjestelmätason suunnittelua useille erilaisille substraateille ja integroituja suunnitteluratkaisuja, joissa on IC-, kotelo- ja PCB-tason suunnittelua, analyysiä ja testausta – ei pelkästään kullakin tasolla (IC, välitysalusta, kotelo ja PCB) erikseen, vaan myös kaikkien tasojen yhdistelmänä holistisesti kokonaisuus huomioon ottaen.

Tarvetta on myös ratkaisulle, jossa otetaan huomioon mekaanista kestävyyttä, toimitusketjuja ja jäljitystä koskeva data ja sen keskitetty hallinta. Onkin syytä huolellisesti tutkia markkinoiden tarjontaa, jotta saa käsityksen, mitkä toimittajat tarjoavat edistyneimmän holistisen 3D IC -ratkaisun, tarvittavine siruineen, välitysalustoineen, kotelosta PCB:lle -suunnitteluineen, analyyseineen ja testeineen sekä mekaanisine, toimittajakohtaisine ja yrityskohtaisine elementteineen.

Samalla kun 3D-piireistä on tulossa valtavirtaa, alan toimijoiden keskuudessa on laaja yhteisymmärrys aikaan saada uusi teollisuusstandardi chiplet-siruille – pienille IC-piireille, jotka on helposti liitettävissä 2,5D IC -suunnittelujen välitysalustoille tai kasata toistensa päälle 3D-kokoonpanoiksi (eräänlaisiksi puolijohteista koostuviksi legopalikoiksi). Standardityöryhmiä kuten UCIe on perustettu vuonna 2022 kehittämään ekosysteemejä, joiden tavoitteena on tehdä chiplet-siruista täysin kytke ja käytä (plug and play) -yhteensopivia. EDA-toimittajille on välttämätöntä olla aktiivisesti mukana näissä kehitysponnisteluissa, jotta voidaan taata, että IC-työkalut tukevat standardinmukaisten, liitäntävalmiiden chipletien ja myös niistä koostuvien laajempien 3D IC -ratkaisujen suunnittelua. Suunnittelualalla on edessään paljon haasteita ja toivottavasti IP-alan muodostumisen alkuvaiheen vastoinkäymisistä 1990-luvun lopulla viisastuneena nyt päästään nopeasti määrittämään chiplettejä koskevat muodolliset standardit, jotka edesauttavat alan eteenpäinmenoa ja synnyttävät 3D IC -integraation puskemana uusia järjestelmäinnovaatioita.

Megatrendi 4 – Tekoäly ja koneoppiminen nyt kaikissa EDA-työkaluissa ja uusia EDA-innovaatioita tulossa

Nyt on selvää, että tekoälystä ja koneoppimisesta on tullut merkittäviä algoritmisia työkaluja, joita EDA-toimittajat hyödyntävät ratkaistessaan asiakkaiden ongelmia. Näkökulmat vaihtelevat todellisesta innovaatiotoiminnasta – kehittämällä tuotteita, joita ei aikaisemmin ole voitu toteuttaa – pienempiin kehitysaskeleisiin, joissa tekoälyn ansiosta saadaan ratkaistua aiemmin esteenä olleita ongelmia.

Esimerkkinä jälkimmäisestä voidaan mainita se, että EDA-toimittajat käyttävät tekoälyä ja koneoppimista korjaamaan työkaluissaan olevia puutteita siinä tapauksessa, kun työkalut eivät ole luonnostaan tietyn piirivalimon prosessisääntöjen mukaisia. On odotettavissa, että tämän kaltainen tekoälyn ja koneoppimisen käyttö jatkuu ja että siitä on tulossa normaali osa suunnittelutyökalujen kokonaisuutta.

On mielenkiintoista nähdä, aletaanko tekoäly ja koneoppiminen nähdä osana yhä yleistyvää ajattelutapaa, jossa tavoitteena ei ole ainoastaan tehokkaasti suoritettu nopea analyysi eikä nopeasti suoritettu suunnittelun alan tutkimus, vaan tavoitteena on työkalu, joka mahdollistaa todellisten suunnittelujen tekemisen, kuten generatiivisen mekaniikkasuunnittelun. Vielä ollaan aikaisessa vaiheessa, mutta jotain on luvassa jo tänä vuonna.

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