ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
Oct # TME square

ETNtv

Watch ECF videos

 
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

 2022  # square  (4)
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Tweet

TECHNICAL ARTICLES

Työkalut vaihtuvat tietokoneisiin auton huollossa

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 28.08.2023
  • Devices
  • Embedded

Mene mihin tahansa ajoneuvohuoltoon ja näet todennäköisesti paljon työkaluja, joita olet aina yhdistänyt mekaanisten ongelmien korjaamiseen. Mutta tämä tulee muuttumaan merkittävästi tulevina vuosina. Sähköajoneuvojen kasvun myötä kiintoavaimet tulevat vaihtumaan tietokoneisiin.

Artikkelin on kirjoittanut Kioxian Europe GmbH:n varatoimitusjohtaja Axel Störmann. Hän työskenteli yli 20 vuotta Toshiba Electronics Europella ennen kuin sen flash-liiketoiminta siirrettiin Kioxian nimen alle. 

Kun hallitukset haluavat vähentää hiilidioksidipäästöjä, tarvitaan autohuolloissa todennäköisemmin kannettavaa tietokonetta kuin jakoavainta. Vaikka voimansiirron siirtäminen fossiilisista polttoaineista sähköön on ehkä ilmeisin näkyvä muutos ja sisätilat alkavat muistuttaa yhä enemmän älypuhelimen käyttöliittymää, merkittävin mullistus tapahtuu auton sisällä piilevässä elektroniikassa.

Kun elektroniikka korvasi autoissa mekaaniset toiminnot, tyypillinen lähestymistapa oli kehittää oma elektroninen ohjausyksikkö (ECU). Ajan myötä ne verkotettiin käyttämällä teknologioita, kuten CAN, LIN ja FlexRay, tarkoituksena optimoida toimintoja, helpottaa ohjelmointia ja tarjota väylä diagnostiikkaa. Mutta tämä kehitys on johtanut ajoneuvojen alustojen monimutkaisuuteen ja joustavuuden puutteeseen. Ja sukupolvella, joka kasvoi Internetin ja älypuhelimien kanssa, jotka ovat nyt tarpeeksi vanhoja ajoneuvojen omistajiksi, tämä jäykkä lähestymistapa on täysin erilainen kuin mihin he ovat tottuneet. He ovat tottuneet siihen, että käyttäjä voi valita toimintoja.

Autoteollisuuden painolastina on vuosikymmeniä vanhoja sähkö- ja elektroniikka-arkkitehtuureja, mikä tekee siirtymisestä joustavampaan, ohjelmistopohjaiseen lähestymistapaan haastavaa. Jokainen toiminto on huolellisesti määritelty, rakennettu ja hyväksytty käytettäväksi, eikä niitä voida vaihtaa vaihtoehtoiseen tai päivittää sen ominaisuuksia käyttöiän aikana. ECU-yksiköt on tyypillisesti suunniteltu käytettäväksi tietyllä alueella, kuten voimansiirrossa, viihdejärjestelmässä, korissa ja mukavuudessa tai edistyneissä kuljettajan avustus- eli ADAS-järjestelmissä.

Siirtyminen domain-, vyöhyke- tai keskitettyyn arkkitehtuuriin

Jotta valmistajat voivat tarjota ajoneuvojen omistajille uusia ominaisuuksia, on suurin osa älykkyydestä otettava käyttöön ohjelmistossa. Tämä siirtää autoteollisuuden suunnittelua älypuhelimien suuntaan ja tarjoaa laitteiston, joka voi vastaanottaa säännöllisiä ohjelmistopäivityksiä ja uusia ohjelmisto-ominaisuuksia. Valtava haaste on kuitenkin myös siinä, että tämän ohjelmistopohjaisen ajoneuvolähestymistavan luotettavuus on säilytettävä entisellä tasollaan erityisesti toiminnallisen turvallisuuden osalta.

Tällä hetkellä kehitteillä on kolme erilaista arkkitehtuuria. Toimialuearkkitehtuurin valitsijat pitävät yhdessä tiettyyn toimialueeseen kuuluvat toiminnot, kuten korin ja mukavuuden. Useat ECU-yksiköt on mahdollisuuksien mukaan pelkistetty yhdeksi, suureksi ja tehokkaaksi ECU-yksiköksi, jossa toiminnot toteutetaan ohjelmistolla. Ne on verkotettu yhdyskäytävä-ECU:lla, joka tarjoaa Internet-yhteyden OTA-päivitysten tukemiseksi (kuva 1).

Kuva 1. Domain-arkkitehtuuri tuo klassiset eri domaineihin kuuluvat toiminnot yhteen tehokkaissa ECU-yksiköissä.

Toinen lähestymistapa eli vyöhykearkkitehtuuri on monella tapaa pragmaattisempi. Suuret, tehokkaat ECU:t on sijoitettu ajoneuvon jokaiseen neljännekseen, lähellä paikkaa, jossa toimintoja tarvitaan. Esimerkiksi auton takaosassa toimialueen ohjain voisi olla vastuussa valoryhmästä, taaksepäin suunnatuista kameroista, pysäköintiantureista ja takaluukun sähkökäytöstä. Jokaisessa ohjaimessa on useita ohjelmistoon toteutettuja toimintoja (valaistus, ovenavaaja), jotka on linkitetty autojen ethernetillä. Yleisen ohjauksen tarjoaa keskitetty korkean suorituskyvyn tietokone (HPC), joka on liitetty yhdyskäytävään (kuva 2).

Kuva 2: Vyöhykearkkitehtuurissa eri domainien toiminnot on asetettu alueellisiin ohjaimiin lähelle toimintoja (esimerkiksi taakse takakameran osalta).

Lopuksi on tietenkin keskitetty arkkitehtuuri, jota käyttävät ne autonvalmistajat, jotka pyrkivät kovasti toimittamaan täysin autonomisia ajoneuvoja. HPC:t ovat keskeisiä tällä tiellä, ja ilman niitä jarruttavia vanhoja järjestelmiä se tarjoaa täydellisen ohjelmistojoustavuuden.

Flash-tallennuksen haasteita

Riippumatta käytetystä arkkitehtuurista koodiin, diagnostiikkaan ja muuhun dataan käytettävän flash-muistin on oltava sovelluksen ja sen käyttöiän mukaisia ajoneuvossa. Nykyään kehitteillä olevan domain-arkkitehtuurin komponenttien pitäisi tulla markkinoille vuonna 2025. Laitteistopäätökset näihin alustoihin tehtiin kuitenkin useita vuosia sitten, mikä heijastuu käytettyyn teknologiaan.

Vaikka älypuhelinteollisuus on suurelta osin siirtynyt UFS-piireihin, autoteollisuudessa on vasta käynnissä siirtymä e-MMC-piireihin. Telematiikan ja ADA-järjestelmien osalta valmistajat käyttävät jo suurinta saatavilla olevaa kapasiteettia, kuten 128 gigatavun THGAMVT0T43BAB8-muistia, joka perustuu Kioxian BiCS FLASH 3D -muistitekniikkaan. Näiden järjestelmien ennustetaan kuitenkin vaativan jopa 1 teratavun verran tallennustilaa seuraavan sukupolven ajoneuvoissa.

On kyseenalaista, kehitetäänkö JEDECissä e-MMC-standardia enää pidemmälle. Tämä jättäisi sen maksimisiirtonopeudeksi 400 MB/s, kun UFS 3.1 -muisteissa päästään 2320 megatavuun sekunnissa (kuva 3). UFS 3.1:n ja myöhempien versioiden, kuten UFS 4.0:n, myötä siirrytään myös autoissa nykyisistä 2D-siruista 3D-piireihin. Kioxia on tämän tekniikan edelläkävijä JEDEC-tiimin avainjäsenenä, joka määrittelee standardin ja edistää sitä.

Lisäksi kehittämällä omaa ohjainlaitteistoa ja laiteohjelmistoa flashin rinnalle on mahdollista lisätä ominaisuuksia, jotka parantavat kirjoituksen suorituskykyä (WriteBooster) ja satunnaisia lukuoikeuksia (Host Performance Booster). Koska autoteollisuus vaatii enemmän flash-muistilta ja koska tiheys ja suorituskyky ovat niin tiukasti liittyneet toisiinsa, ratkaisu löytyy siirtymisestä UFS-piireihin.

Kuva 3: UFS tuo merkittävästi nopeammat datansiirrot kuin e-MMC-piirit, mikä nopeuttaa käynnistys- eli boot-aikoja ja tekee sulautetusta järjestelmästä nopeammin reagoivan (Lähde: https://europe.kioxia.com/en-europe/business/memory/automotive.html).

On olemassa ehdotuksia, joissa haluttaisiin hyödyntää pilven tehoa ajoneuvojen tukemiseksi joidenkin ehdotettujen uusien innovaatioiden kanssa. Tämä ja muut turvaominaisuudet riippuvat kuitenkin matkapuhelinverkoista, kuten ajoneuvojen välisistä V2V- ja ajoneuvojen ja muiden laitteiden V2X-yhteyksistä. Huolimatta langattoman Internet-yhteyden yleistymisestä uusissa ajoneuvoissa suuri osa tulevaisuuden toiminnoista edellyttää laajaa pääsyä 5G-verkkoihin, joita ei ole vielä täysimittaisesti otettu käyttöön. Tämä tarkoittaa, että suuri osa ajoneuvon turvallisuutta ja autonomisia ominaisuuksia tukevasta tekniikasta on prosessoitava ECU-yksikössä verkon reunalla.

Jotta algoritmit voidaan suorittaa nopeasti ja tulokset tallentaa tarvitaan nopeaa muistia. UFS-flashin tarjoama lisäkaistanleveys on kriittinen näille sovelluksille. Lisäksi e-MMC-muistit eivät yllä UFS-piirien kapasiteettiin. UFS on tekniikka, joka kehittyy ja jota kehitetään edelleen, samoin kuin sitä hyödyntäviä tallennusratkaisuja. Vaikka e-MMC ei olekaan hävinnyt markkinoilta, sen käyttökelpoisuus heikkenee ajan myötä, kuten minkä tahansa puolijohdetekniikan. Autoteollisuudessa, jossa komponenttien tarjonnan pitkäikäisyys on ratkaiseva vaatimus, tämä on iso haaste, mikäli ei siirrytä UFS-muisteihin (kuva 4).

Kuva 4: Autoteollisuus on siirtymässä e-MMC:stä UFS:ään kuluttajalaitteiden kuten älypuhelimien vanavedessä (Lähde: https://europe.kioxia.com/en-europe/business/memory/automotive.html).

Flash-muistin valinta on edelleen kriittinen suunnittelupäätös

Automaailma muuttuu, ja muutos on nopeaa, kun ajoneuvojen omistajat etsivät lähempänä älypuhelinta olevaa käyttökokemusta. Autoteollisuuden kannalta on selvää, että menneisyyden arkkitehtuurit eivät tue tätä vaatimusta. Itse asiassa he hyötyisivät suuresti siirtymällä laitteistoihin, jotka pysyvät suurelta osin muuttumattomina useiden vuosien ajan ja joita voidaan käyttää useissa eri ajoneuvoissa, ohjelmistojen määrittäessä toiminnot.

Kun domain-, vyöhyke- ja keskusarkkitehtuurit ovat kehitteillä, flash-muistin valinta on kriittinen osa palapeliä kohti ohjelmiston määrittämää ajoneuvoa. Puolijohdeteollisuuden toimijat, kuten Kioxia kehittävät jatkuvasti yhä suorituskykyisempiä ratkaisuja tarjotakseen valmistajille tällaisten sovellusten vaatimaa suurempia kapasiteettia ja suorituskykyä. Tulevaisuudessa autoteollisuus jatkaa e-MMC:n korvaamista UFS:llä, joka tarjoaa viisi kertaa suuremman suorituskyvyn, yli teratavun meneviä kapasiteetteja. Tämä vie lopulta kohti 3D-flashien käyttöä ajoneuvoissa.

 

back to top
MORE NEWS

Sotilaskäyttöön kehitetty läppäri kestää ”vähän enemmän”

Panasonic Mobile Solutions on esitellyt kovien olosuhteiden Toughbook-läppäristään 40 Military -version, joka on kehitetty erityisesti sotilasajoneuvoissa käytettäväksi. Laite on kehitetty yhdessä roda computer GmbH:n kanssa, joka on jo pitkään konfiguroinut ja mukauttanut Panasonicin laitteita erilaisiin sotilassovelluksiin.

Alihankinta keräsi hyvin väkeä

Tampereen Alihankinta-messut täytti tällä viikolla jo 35 vuotta. Kolmipäiväinen tapahtuma keräsi hyvin väkeä, kaikkiaan 16 925 kävijää. Luku ei ole aivan ennätysvuoden 2016 tasolla, mutta selkeä parannus vaisuun viime vuoteen.

Zuken tuo tekoälyn piirikortin reititykseen

Japanilainen Zuken tunnetaan piirilevyjen suunnittelun työkaluistaan. Nyt yritys on tuomassa tekoälyn asiakkaidensa käyttöön. Tämä tapahtuu kolmessa vaiheessa Zukenin CR-8000-työkaluissa.

Raspberry Pi saa odotetun 5-version

Raspberry Pi on suosituin kehittäjien yhden kortin tietokone, mutta nykyinen 4-sukupolvi on jo neljän vuoden ikäinen. Tämä ongelma poistuu lokakuussa. Raspberry Pi 5 saa jopa 2-3 kertaa enemmän suorituskykyä, kun prosessoriksi vaihtuu Broadcomin BCM2712.

Voiko johtava muovi tuoda riittävän EMI-suojauksen 5G-sovellukseen?

On monia esteitä, jotka on voitettava, jotta 5G tuo lupaamansa paremman suorituskyvyn ja tehokkuuden, antaa uusia käyttökokemuksia ja yhdistää uusia toimialoja. Yksi avain näiden lupausten täyttämiselle on ainutlaatuisten EMI-suojausmateriaalien ja -tekniikoiden kehittäminen, jotka mahdollistavat sähkömagneettisten häiriöiden onnistuneen hallinnan ja parantavat sähkömagneettista yhteensopivuutta.

16-bittisellä lisää tehoa moottorinohjaukseen

Renesas Electronics on julkistanut uuden jäseniä suosittuun RL78-mikro-ohjainten perheeseensä. 16-bittinen RL78/G24 tuo tähän asti suurimman suorituskyvyn RL78-perheen ohjaimiin.

Telia testaa jo uusinta RedCap-tekniikkaa

Telia on tehnyt Nokian ja MediaTekin kanssa kenttätestejä Suomessa 5G Reduced Capability -teknologialla eli RedCapilla. RedCap on IoT:n eli esineiden internetin uusin 5G-tekniikka, joka auttaa Telian asiakkaita hyödyntämään IoT:t entistä paremmin.

Nokia yllättää: tuo 5G-päätelaitteet teollisuuskäyttöön

Vuosituhannen alussa Nokia valmisti suuria määriä Tetra-viranomaispuhelimia, mutta tämä liiketoiminta myytiin vuonna 2005 ranskalaiselle EADS:lle. Nyt yhtiö yllättää tuomalla kovaa käyttöä kestävät 5G-päätelaitteet langattomiin verkkoihin teollisissa ympäristöissä, kuten satamissa, kaivoksissa, kemianlaitoksissa ja öljynporauslautoilla.

Tamperelainen Radientum Nordicin eliittikumppaniksi

Tamperelainen Radientum tunnetaan antennien ja RF-suunnittelun työkaluistaan. Nyt yhtiö on päässyt mukaan Nordic Semiconductorin eliittikumppaniksi eli Elite Desing Partners -listalle.

Laser nostaa prosessorin datalinkin viisinkertaiseksi

Kupari on jo kauan sitten korvattu kuidulla verkkoyhteyksissä. Nyt ruotsalaisen Svers Semiconductorsin tytäryhtiö Sivers Photonics aikoo esitellä ECOC-messuilla Glasgow´ssa optista piiriä, joka yltää 4 terabitin datanopeuteen 8 eri aallonpituudella.

Microchip toi I3C-väylän pienelle ohjaimelle

Jo iäkkäät I2C- ja SPI-väylät ovat korvautumassa nopeammalla I3C-anturiväylällä monissa pienissä laitteissa. Microchip on nyt kehittänyt markkinoiden ensimmäisen pienen nastamäärän ohjainpiirin, joka tukee I3C-väylää.

Simulink osaa nyt analysoida bugeja lennossa

MathWorks on julkistanut vuoden toiset päivitykset sekä Matlabiin että Simulinkiin. Uusi 2023b-julkaisu esittelee kaksi tuotetta ja useita merkittäviä päivityksiä, joilla suunnittelijoiden työtä voidaan tehostaa ja virtaviivaistaa.

Demo osoittaa: universaaliprosessori on askeleen lähempänä

Tachyum on yritys, joka kehittää universaaliprosessoria. Siis suoritinta, joka kykenee ajamaan kaikkia eri käskykantoja samalla raudalla. Prodigy-prosessorin pitäisi tulla markkinoille ensi vuonna.

Renesas yhdistää AI- ja mikro-ohjainkehityksen

Mikro-ohjainmarkkinoiden kärkeen kuuluva Renesas aikoo mahdollistaa sen, että mikro-ohjainten kehittäjät pääsevät samoilla työkaluilla kiinni myös tekoälytoimintojen kehittämiseen. Yhti sanoo luoneensa rajapinnat Reality AI Tools -työkalujen ja e2 studio -kehitysympäristönsä välille.

Ericsson: mobiiliverkkoja ajetaan pian pilvessä

Mobiiliverkot eivät ole entisen kaltaisia. Aiemmin kyse oli valmistajakohtaisista suljetuista ratkaisuista, nyt verkkoja halutaan toteuttaa eri valmistajien komponenteilla ja ohjelmistoilla. Ericsson sanoo saavuttaneensa tärkeän virstanpylvään tulevaisuuden avoimissa verkoissa.

Nokia tarjoaa ”verkkoa koodina” – siis mitä?

Nokia on julkistanut uuden alustan, jolle on annettu nimeksi Networks as Code. Alustan tavoitteena on nopeuttaa sitä, miten operaattorit voivat muuttaa verkon ominaisuuksia liikevaihtoa kerryttäviksi tuotteiksi. Mistä siis on kyse?

UWB:llä voi paikantaa 1,4 millimetrin tarkkuudella

Monissa sovelluksissa olisi käyttöä äärimmäisen tarkalle paikannukselle. Toinen tärkeä ominaisuus olisi erittäin pieni virrankulutus. Belgialainen mikroelektroniikan tutkimuskeskus IMEC esitteli VLSI Technology Symposiumissa impulssiradion, joka vastaa molempiin vaatimuksiin komeasti.

Auton moottorinohjaus yhdellä kortilla

Saksalaisen Rutronikin System Solutions -suunnitteluyksikkö on esitellyt uuden kehityskortin autojen pienikokoisille moottorin ohjausyksiköille. RDK4-kortti on odotettu laajennus yhtiön kanta- ja sovitinkorttivalikoimaan.

Aurinkosähkön ja akkujen hinta on romahtanut 10 vuodessa

Berliinissä sijaitseva tieteellinen ajatushautomo Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) on julkaissut Energy Research & Social Science -lehdessä tutkimuksen, jonka perusteella aurinkosähkön hinta on laskenut 87 prosenttia ja akustojen 85 prosenttia viimeisen vuosikymmenen aikana.

Innokas Medical on nyt vain Innokas

Lääketieteen laite- ja sovelluskehityksen palveluita tarjoavat 200 kehittäjän Innokas Medical haluaa laajentua myös muille sulautetun kehityksen alueille. Tätä varten yhtiö uudelleenbrändää itsensä ytimekkäällä nimellä Innokas.

37 38 39 40  # pc-box
2023 # 50 år pc-box
 2022  # mobilbox
22/8 34 35 36 37 38 39 # pcbway klar
37 38 39 40 # mobilbox
2023 # 50 år mobilbox
Oct # mobilbox
TMSNet  advertisement
ALWAYS # ETNdigi nysbrev

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Voiko johtava muovi tuoda riittävän EMI-suojauksen 5G-sovellukseen?

On monia esteitä, jotka on voitettava, jotta 5G tuo lupaamansa paremman suorituskyvyn ja tehokkuuden, antaa uusia käyttökokemuksia ja yhdistää uusia toimialoja. Yksi avain näiden lupausten täyttämiselle on ainutlaatuisten EMI-suojausmateriaalien ja -tekniikoiden kehittäminen, jotka mahdollistavat sähkömagneettisten häiriöiden onnistuneen hallinnan ja parantavat sähkömagneettista yhteensopivuutta.

Lue lisää...

OPINION

Kolme tapaa pidentää tietokoneiden käyttöikää

Ilmastokriisin ratkaiseminen edellyttää teknologian käyttöiän pidentämistä ja laitteiden kierrättämistä jatkuvan uusien laitteiden ostelun ja pois heittämisen sijaan, kirjoittaa Panasonic TOUGHBOOKin Pohjoismaiden maajohtaja Stefan Lindau.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • GOODRAM-keskusmuistit teollisuudelle
  • Sotilaskäyttöön kehitetty läppäri kestää ”vähän enemmän”
  • Alihankinta keräsi hyvin väkeä
  • Zuken tuo tekoälyn piirikortin reititykseen
  • Raspberry Pi saa odotetun 5-version

NEW PRODUCTS

  • Sotilaskäyttöön kehitetty läppäri kestää ”vähän enemmän”
  • USB ja Bluetooth samassa pienessä paketissa
  • 65 wattia tehoa useammasta USB-portista
  • Markkinoiden suosituin korttitietokone nyt Mouserilta
  • Tähän asti tarkin anturi sähköautojen akustoihin
 

NEWSFLASH

Tweets by ETN_fi
 

Section Tapet