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...

Olipa kyse sitten ajoneuvon viihdejärjestelmät, puettavat laitteet, älykäs koti tai älykkäät tehdassovellukset, niiden kaikkien on oltava skaalautuvia käyttökokemusten ja toimintojen varmistamiseksi. Tämä edellyttää suorituskykyisempiä ja energiatehokkaampia ohjaimia, mikä nähdään usein rajoituksiksi käytettävälle muistille. Nyt rajoitukset voidaan ylittää uuden tekniikan ansiosta.

Artikkelin ovat kirjoittaneet Rutronikin Chen Wang ja Alex de la Bastie. Wang toimii digitaalisten tuotteiden johtajana, de la Bastien vastuulla on muistitekniikoiden liiketoiminnan kehitys.

Useimmat mikro-ohjaimet ja FPGA-piirit on varustettu sisäisellä muistilla, joka on optimoitu muutamalle sovellukselle. Tämä pätee erityisesti sovelluksiin, jotka vaativat suurta muistikapasiteettia ja suurta kaistanleveyttä toimintojen suorittamiseen. Näitä ovat kuvan ja äänen puskurointi tai koneoppiminen (ML), jotka vaativat laajan hermoverkon.

Perinteiset ulkoiset muistit

Tyypillisesti ulkoinen muisti on toimivin ja helposti skaalautuva menetelmä näihin sovelluksiin. Kohdesovelluksen tiheys- ja suorituskykyvaatimuksista riippuen käyttäjien saatavilla on perinteiset SRAM (staattinen käyttömuisti) ja SDR/DDR DRAM (dynaaminen käyttömuisti) -vaihtoehdot. Erilaisten teknologioidensa ja arkkitehtuuriensa vuoksi niillä on erilaiset tiheys- ja suorituskykyvaatimukset. Kumpikaan eivät kuitenkaan yleensä sovellu innovatiivisiin IoT-sovelluksiin, koska seuraavan sukupolven IoT-sovellukset vaativat laajemman valikoiman toimintoja kompaktilla suunnittelulla ja korkealla energiatehokkuudella.

Esimerkiksi kuuden transistorin SRAM-sirun tavallinen asettelutopologia ei ole kutistunut samalla nopeudella kuin valmistuksen viivanleveys. Tämä tarkoittaa, että muisti ei tue suurempaa tiheyttä ja on suhteellisen kallis. Siksi on yhä epätaloudellisempaa käyttää SRAM-muistia uusimpien, suurta muistikapasiteettia vaativien IoT-sovellusten vaatimuksiin.

Vaikka DRAM tarjoaa kustannusetuja SRAMiin verrattuna, koska se koostuu vain yhdestä transistorista ja kondensaattorista, sillä on myös joitain puutteita. Suurimmat niistä ovat suuri nastaluku, korkea virrankulutus ja monimutkainen integrointi. Sovelluksissa, joissa ei ole rajoituksia tässä suhteessa, vanha SDR DRAM on edelleen mahdollinen vaihtoehto olemassa oleville järjestelmille. Ne eivät kuitenkaan sovellu moniin huippuluokan, kompakteihin IoT-järjestelmiin.

Kuvassa 1 on esitetty käytettävissä olevat ulkoisen muistin vaihtoehdot parametrien kanssa, jotka suunnittelijan on otettava huomioon muista valittaessa. Vertailu osoittaa selvästi, että sulautettu SRAM on paras muistitekniikka SoC-sovelluksiin. Sillä on kuitenkin rajoituksensa: Sirun koosta ja logiikkaprosessiin integroinnin kustannuksista johtuen sulautetun SRAM:n tiheys on rajoitettu. Lisäksi mikro-ohjainten kehittyessä ja siirtyessä nykyaikaisiin IoT-sovellusprosesseihin sulautettu SRAM menettää etunsa valmiustilassa.

Kuva 1: Ulkoisten muistiteknologioiden vertailu.

Toisaalta, vaikka DRAM sopii huippuluokan sovelluksiin, se on usein liikaa monille muille IoT-sovelluksille. Syynä tähän on se, että nastojen määrä, nopeus ja tehonkulutus ovat aivan liian korkeat.

Vaihtoehtoinen muistitekniikka on PSRAM (pseudo SRAM). Tässä tehonkulutus ja porttien määrä ovat ihanteellisesti tasapainossa, ja sen tehovaatimukset ovat pienet.

IoT RAM täyttää aukon DRAM- ja SRAM-muistien välillä

IoT RAM perustuu PSRAM-tekniikkaan, joka yhdistää sen ominaisuudet suhteellisen yksinkertaiseen SRAM-liitäntään tuotteen suunnittelun helpottamiseksi. Lisäliitäntävaihtoehdoilla kuten NOR flash SPI -liitännöillä, joilla on alhainen useimpien mikro-ohjainten käyttämä nastaluku, IoT RAM on toimiva vaihtoehto aina, kun SoC:t tarvitsevat enemmän muistia kuin sisäinen SRAM pystyy tarjoamaan.

Kuva 2. IoT RAM tarjoaa suuremman datakaistanleveyden kuin SRAM paljon pienemmällä nastamäärällä.

Jos verrataan kustannuksia, IoT RAM on jopa kymmenen kertaa SRMAia edullisempi. Samaan aikaan IoT RAM:lla on viidestä kymmeneen kertaa suurempi muistitiheys, koska se käyttää DRAM-muistisolutekniikkaa, jossa on vain yksi transistori ja yksi kondensaattori solua kohti.

Alhainen nastamäärä

SRAMiin verrattuna IoT RAM tarjoaa suuremman datakaistanleveyden ja on verrattavissa tavanomaiseen SDRAM-muistiin, mutta siinä on paljon pienempi nastaluku (kuva 2). IoT RAM -muistin avulla IO-kokoonpano voi tukea 1-bittistä, 4-bittistä, 8-bittistä ja 16-bittistä dataväylää.

IoT RAM vähentää siten merkittävästi nykyaikaisten IoT-sovellusten kaistanleveyden edellyttämien nastojen määrää (kuva 3). Lisäksi järjestelmän suunnittelu on yksinkertaistettu ja SoC-nastoja voidaan käyttää muihin tarkoituksiin.

 

Kuva 3. IoT-RAM- ja SDRAM-muistin nastamäärän vertailu.

IoT-RAM-muistilla on myös merkittävä etu DRAMiin verrattuna nastojen lukumäärän suhteen: x16 IoT RAM vaatii kolme kertaa vähemmän nastoja kuin x32 SDRAM, jonka tiedonsiirtonopeus on samaa tasoa. Tämä johtaa sirun koon pienenemiseen ja siten piipinta-alan, kustannusten ja piirilevyn koon pienenemiseen. Verrattuna SDRAM x32 BGA90:een BGA24-koteloitu IoT RAM on jopa kolme kertaa pienempi ja sopii siten erittäin ahtaisiin tiloihin. Lisäksi MCU-nastat vapautetaan muihin tarkoituksiin ja muisti on myös optimoitu purskemuistin käyttöä varten.

Alhainen tehonkulutus

IoT RAM vaatii noin neljä kertaa vähemmän energiaa (pJ/bit eli pijojoulea bittiä kohti) kuin perinteinen DRAM (kuva 4). IoT-muistin lyhyt latenssi mahdollistaa nopeat käynnistysajat ja erittäin nopean heräämisen virransäästötiloista ja valmiustilasta. Lisäksi IoT RAM tarjoaa täyden tietojen säilyttämisen erittäin alhaisella valmiustilan virrankulutuksella – tyypillisesti 0,1–0,3 µA/Mbit tiheydestä riippuen – sekä syvän virrankatkaisutilan alle 8 µA kaikilla OPI-tiheyksillä.

Kuva 4. Erityyppisten muistien kaistanleveys ja virrankulutus.

IoT RAM kehyspuskurointiin mikro-ohjaimen kanssa

AP Memoryn IoT RAM -muistit perustuvat PSRAM-tekniikkaan ja toimivat jo monien IoT:ssä ja sulautetuissa laitteissa laajalti käytettyjen mikro-ohjainten, järjestelmäpiirien ja FPGA-piirien kanssa.

Esimerkiksi älyrannekkeessa vaadittava tiedonsiirtonopeus on noin 5 megatavua sekunnissa (71 392 × 3 tavua × 30 fps). Kun otetaan huomioon SoC-väylän lisälatenssi ja alle 100 MHz:n muistiväylän taajuuden valinta monissa tämän luokan SoC-piireissä, IoT RAM QSPI SDR -muisti on riittävä vaaditun datanopeuden saavuttamiseen.

Sen sijaan yksinkertaisella älykellolla vaadittu tiedonsiirtonopeus on noin 25 megatavua sekunnissa (135 424 × 3 tavua × 60 fps) on reilusti tätä suurempi ja voi olla jopa suurempikin suunnittelusta riippuen. Tässä tapauksessa IoT RAM saavuttaa tarvittavan datanopeuden paremmin. Suuren volyymin ja kilpailukykyisille puetettaville laitteille suositellaan WLCSP-pake OPI tai HPI-versiona. Suuren volyymin puetettaville laitteille suositellaan WLCSP-kotelovaihtoehtoja.

Taulukko 1. Esimerkkejä tallennusvaatimuksista eri sovelluksissa.

IoT-RAM-muistia, jossa on laaja valikoima kaistanleveyksiä, on saatavilla myös älykoti- ja teollisuusmarkkinoille. Esimerkiksi 16 megatavun QSPI SDR-SOP8 -koteloitu IoT RAM sopii yksinkertaiseen termostaattinäyttöön, joka vaatii datakaistaksi noin 10 megatavua sekunnissa. HD 720p -näytön korkeat vaatimukset sen sijaan voidaan täyttää 256 megatavun OPI- tai HPI IoT -muistilla BGA24-kotelossa.

IoT RAM on käännekohta monille MCU-pohjaisille sovelluksille

Nämä ominaisuudet ovat tehneet IoT RAM -muistista puettavien laitteiden keskeisen muistin viime vuosina. Monet markkinoiden johtavien valmistajien uusimmat ohjainpiirit, langattomat SoC-piirit ja FPGA:t pitävät tätä muistia ihanteellisena valintana kaikkiin IoT- ja teollisuussovelluksiin, sekä tekoälylaitteisiin verkon reunalla.

Käyttämällä SoC-kumppaneiden ja Rutronikin referenssisuunnitteluja laitevalmistajat voivat varmistaa kehittäjäresurssiensa tehokkaan käytön ja lyhyen markkinoilletuloajan projekteilleen. Esimerkiksi Infineonin PSoC 62 -järjestelmäpiiriin perustuva Rutronikin RDK2-alusta tarjoaa yhdessä ulkoisen PSRAM:n (64 Mbit QSPI) kanssa modernin ja helppokäyttöisen laitteistoalustan useiden sovellusten, erityisesti puettavien laitteiden ja antureiden, kehittämiseen.

Kuva 5. Ulkoista IoT-muistia käyttävä RDK2 on moderni ja helppokäyttöinen laitteistoalusta, joka on tarkoitettu erityisesti puettavien laitteiden ja antureiden kehittämiseen.

Alhainen nastamäärä, alhainen virrankulutus, laaja kotelovalikoima sekä suunnittelun kilpailukyky ja yksinkertaisuus tekevät IoT-RAMista modernin vaihtoehdon perinteisiin SDRAM-lähestymistapoihin verrattuna.

 

MORE NEWS

Trumpin tullit iskevät rankasti suuriin amerikkalaisiin autonvalmistajiin

Yhdysvallat asetti viime viikolla 25 prosentin tuontitullit useista maista tuotaville autoille ja varaosille. Presidentti Trumpin hallinnon ilmoittamat laajat tuontitullit ovat tuomassa autoalalle uudenlaisia haasteita. Vaikka toimenpiteet on nimellisesti suunnattu vahvistamaan kotimaista teollisuutta, tuoreen analyysin mukaan myös Yhdysvaltain omat jättivalmistajat – General Motors, Ford ja Stellantis – ovat merkittävästi alttiita tullien vaikutuksille.

Nokian ja Telian 5G-viipale kattoi kolme maata

Nokia, Telia ja Puolustusvoimat ovat saavuttaneet maailmanlaajuisesti merkittävän teknologisen virstanpylvään toteuttamalla ensimmäisen saumattoman 5G Standalone -verkkoviipaleen (slice) siirron kolmen eri maan välillä toimivassa verkossa. Kokeilu osoittaa, kuinka 5G-teknologiaa voidaan hyödyntää viranomaisviestinnässä myös kansainvälisesti.

Optinen liitäntä tuotiin ensimmäistä kertaa SSD-levylle

Tallennustekniikan kehityksessä saavutettiin merkittävä virstanpylväs, kun KIOXIA, AIO Core ja Kyocera julkistivat ensimmäisen toimivan SSD-levyn, jossa käytetään optista liitäntää. Uusi prototyyppi yhdistää PCIe 5.0 -väylän ja valoon perstuvan optisen tiedonsiirron, mikä tekee siitä maailman ensimmäisen laatuaan.

Joskus yksittäinen komponentti voi olla vaarallinen takaovi

Yritykset investoivat valtavasti kyberturvallisuuteen suojatakseen verkkojaan ja sovelluksiaan. Silti, kaikista suojaustoimista huolimatta, verkkorikolliset onnistuvat vuosi vuodelta entistä paremmin. Miten tämä on mahdollista, kysyy Lenovon tietoturva-asiantuntija Steven Antoniou?

Trump haluaa nopeuttaa miljardi-investointeja Yhdysvaltain puolijohdeteollisuuteen

Yhdysvaltain presidentti Donald Trump on antanut uuden presidentin asetuksen, jolla perustetaan United States Investment Accelerator -niminen virasto vauhdittamaan miljardiluokan investointeja maahan. Tavoitteena on houkutella sekä kotimaisia että ulkomaisia yrityksiä sijoittamaan erityisesti strategisesti tärkeisiin aloihin, kuten puolijohdeteollisuuteen.

Ethernet aikoo vallata autot

CAN-väylä on hallinnut autoja pitkään, mutta moni uskoo kaistatarpeen vaativan jatkossa Ethernetiä. Tätä silmällä pitäen Infineon on ostanut Marvellin aujoneuvojen Ethernet-liiketoiminnan 2,5 miljardilla dollarilla. Kauppa kattaa Marvellin Brightlane-tuotesarjan ja siihen liittyvät varat, ja sen odotetaan toteutuvan vuoden 2025 aikana.

STMicroelectronics julkisti kevyemmän version MP25-prosessorista

STMicroelectronics on tuonut markkinoille uuden STM32MP23-mikroprosessorisarjan, joka täydentää viime vuonna julkaistua MP25-sarjaa. Uutuusprosessori tarjoaa tehokkaan ja taloudellisen vaihtoehdon teollisuuden ja esineiden internetin (IoT) älykkäisiin reunalaitteisiin, koneoppimiseen ja kehittyneisiin käyttöliittymäratkaisuihin.

Androidin avustin voi muuttua vaaralliseksi takaoveksi

Androidin esteettömyyspalvelu – jonka tarkoitus on auttaa käyttäjiä käyttämään puhelinta paremmin esimerkiksi näkö- tai liikuntarajoitteiden kanssa – voi muuttua tietoturvariskiksi. Tuore Georgia Techin tutkimus esittelee uuden analyysityökalun, DVa:n, joka paljastaa, kuinka haittaohjelmat hyödyntävät tätä avustinta päästäkseen käsiksi käyttäjän tietoihin ja sovelluksiin.

Ruotsalaisinnovaatio mahdollistaa kiinteät litiumakut

Ruotsissa on otettu merkittävä askel kohti turvallisempia ja kestävämpiä akkuja. Luleån teknillisen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen materiaalin, joka voi mahdollistaa kiinteiden litiumakkujen eli ns. solid-state-akkujen laajemman käytön esimerkiksi sähköautoissa ja energian varastoinnissa.

Suomalaiset startupit keräsivät 1,4 miljardia euroa

Suomen startup-yritykset keräsivät vuonna 2024 yhteensä 1,4 miljardia euroa sijoituksia, mikä on 56 prosenttia enemmän kuin edellisvuonna, selviää Pääomasijoittajat ry:n tuoreista tilastoista. Kasvua vauhdittivat erityisesti loppuvuoden muutamat suuremmat rahoituskierrokset.

Murtamaton kvanttisalaus ja 33 terabitin linkki samaan kuituun

KDDI Research ja Toshiba Digital Solutions ovat tehneet merkittävän edistysaskeleen kvanttitietoturvan ja korkean kapasiteetin tiedonsiirron yhdistämisessä. Yritykset onnistuivat siirtämään 33,4 terabittiä dataa sekunnissa ja kvanttisalausavaimia yhtä aikaa yhdessä optisessa kuituyhteydessä.

GPS:lle korvaaja: Bosch haluaa kaupallistaa kvanttianturit

Bosch syventää panostustaan kvanttiteknologiaan ja tähtää nyt kvanttianturien kaupalliseen läpimurtoon. Yhtiö perustaa yhdessä synteettisiä timantteja valmistavan Element Sixin kanssa yhteisyrityksen, jonka tavoitteena on tuoda kvanttianturit teolliseen tuotantoon ja käytännön sovelluksiin.

Tuxera tähtää 100 miljoonan euron liikevaihtoon

Suuri yleisö ei tunne suomalaista Tuxeraa, jonka asiakaskunta on varsin nimekäs: joukossa ovat esimerkiksi ABB, LG, NASA, Rockwell, Siemens ja Weka. Uuden toimitusjohta Stefan Schumacherin johdolla viime vuonna 24 miljoonan euron liikevaihdon tehnyt yritys pyrkii kasvamaan sadan miljoonan euron taloksi viiden vuoden kuluessa.

Generatiiviseen tekoälyyn investoidaan 644 miljardia dollaria tänä vuonna

Gartnerin tuoreen ennusteen mukaan maailmanlaajuiset generatiivisen tekoälyn (GenAI) investoinnit nousevat 644 miljardiin Yhdysvaltain dollariin vuonna 2025. Tämä merkitsee 76,4 prosentin kasvua vuoteen 2024 verrattuna.

Vanhoista Windows-koneista tulee romurautaa? Iso mahdollisuus Linuxille

Microsoft muistuttaa käyttäjiä Windows 10 -käyttöjärjestelmän tuen päättymisestä 14. lokakuuta 2025. Tämän jälkeen yli 240 miljoonaa tietokonetta jää ilman tietoturvapäivityksiä, mikä tekee niistä yhtiön mukaan vakavan kyberturvariskin. Microsoftin blogin mukaan jatkaminen vanhentuneella käyttöjärjestelmällä on kuin "jättäisi ulko-oven auki tuntemattomille". Käytännössä koneista tulee lokakuussa romurautaa, jos niille ei tee mitään, Microsoft katsoo.

Kiinassa kehitettiin HDMI:n tappaja

Kiinassa on esitelty uusi monikäyttöinen kaapelistandardi, joka saattaa horjuttaa HDMI:n, DisplayPortin ja Thunderboltin asemaa. Yli 50 kiinalaisen teknologiajätin muodostama Shenzhen 8K UHD Video Industry Cooperation Alliance on kehittänyt General Purpose Media Interface -standardin (GPMI), jonka tekniset ominaisuudet tekevät siitä varteenotettavan kilpailijan nykypäivän yleisimmille liitännöille.

Xiaomin uusin on erinomainen kuvaajan laite

Xiaomi hehkuttaa uutta 15 Ultra -lippulaivaansa kuvaajien älypuhelimena, joten väite piti laittaa testiin. Leican optiikkaan perustuva neljän kennon yhdistelmä onnistuukin vakuuttamaan. Myös Xiaomin kameraohjelmisto ansaitsee kiitokset.

Galvaaninen erotus on yhä tärkeämmässä roolissa

Teollisuus- ja ajoneuvosovelluksissa siirtyminen kohti kestävämpiä energiaratkaisuja ja tehokkaampia moottoreita tuo mukanaan uudenlaisia vaatimuksia elektroniikkasuunnittelulle. Järjestelmät yhdistävät yhä useammin laajan kaistaeron komponentteihin perustuvat suurjännitealijärjestelmät ja herkät pienjännitepiirit, kuten mikro-ohjaimet. Näiden yhdistäminen samassa kokonaisuudessa lisää sekä suorituskykyä että riskejä – galvaaninen erotus ja häiriösuojaus ovatkin nyt tärkeämpiä kuin koskaan, sanoo Toshiba Electronics Europe.

PDF:stä tuli suosittu tapa hyökätä sähköpostiin

Kyberrikolliset ovat löytäneet uuden, tehokkaan keinon kiertää tietoturvasuojaukset: PDF-tiedostot. Check Point Researchin tuoreen tutkimuksen mukaan jo 22 % haitallisista sähköpostiliitteistä on PDF-muodossa. Samalla 68 % kyberhyökkäyksistä alkaa edelleen sähköpostista, mikä tekee PDF:stä entistä houkuttelevamman hyökkäysvälineen.

Uuden sirun avulla kännykkä voi tietää sijaintinsa sentin tarkkuudella

Nykyisten GPS-järjestelmien tarkkuus on vain muutamia metrejä, mutta uusi teknologia voi viedä paikannuksen tarkkuuden senttimetriluokkaan. Purdue Universityn ja Chalmersin teknillisen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet sirupohjaisen aaltokampatekniikan, joka voi mullistaa navigoinnin, autonomiset ajoneuvot ja tarkat mittausjärjestelmät.

Galvaaninen erotus on yhä tärkeämmässä roolissa

Teollisuus- ja ajoneuvosovelluksissa siirtyminen kohti kestävämpiä energiaratkaisuja ja tehokkaampia moottoreita tuo mukanaan uudenlaisia vaatimuksia elektroniikkasuunnittelulle. Järjestelmät yhdistävät yhä useammin laajan kaistaeron komponentteihin perustuvat suurjännitealijärjestelmät ja herkät pienjännitepiirit, kuten mikro-ohjaimet. Näiden yhdistäminen samassa kokonaisuudessa lisää sekä suorituskykyä että riskejä – galvaaninen erotus ja häiriösuojaus ovatkin nyt tärkeämpiä kuin koskaan, sanoo Toshiba Electronics Europe.

Lue lisää...

Joskus yksittäinen komponentti voi olla vaarallinen takaovi

Yritykset investoivat valtavasti kyberturvallisuuteen suojatakseen verkkojaan ja sovelluksiaan. Silti, kaikista suojaustoimista huolimatta, verkkorikolliset onnistuvat vuosi vuodelta entistä paremmin. Miten tämä on mahdollista, kysyy Lenovon tietoturva-asiantuntija Steven Antoniou?

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
 R&S -seminaari: 5G Advanced & Beyond
Oulussa 13.5.2025
Espoossa 14.5.2025
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025

Seminaareihin ilmoittautuminen ja tiedustelut:
asiakaspalvelu@rohde&schwarz
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 

ETNinsta

THIS SPACE TEMPORARILY LEFT BLANK
 
article