ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT

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...

ETNtv

 
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
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

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
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Älyä ohjaukseen

Tietoja
Kirjoittanut Joseph Julicher, Microchip
Julkaistu: 13.10.2014
  • Suunnittelu & ohjelmointi

Energiatehokkuus on nykyään helppoa toteuttaa. Älyä saadaan teholähteen ohjaukseen monella tavalla. Uusimmissa tekniikoissa teholähdettä ohjataan kokonaan mikro-ohjaimella.

Artikkelin kirjoittaja Joseph Julicher toimii suunnittelupäällikkönä Microchip Technologyllä. Hän vetää tällä hetkellä 8-bittisten mikro-ohjainten kustannustehokkuuden parantamiseen keskittyvää kehitystiimiä. Viimeisen vuoden ajan hänen ryhmänsä on valmistellut MPLAB Code Configurator -työkalun lanseeraamista. Josephilla on laaja kokemus esimerkiksi PC-, MacIntosh-, linux- ja iOS-ohjelmoinnista.

On hyvin vähän integroitua elektroniikkaa, joka ei vaatisi jonkinlaista tehonsäätelyä. Oli kyse sitten yksinkertaisesta virta/jännitelähteestä tai edistyneemmästä, optimoidusta ratkaisusta. Kun tehokkuutta halutaan koko ajan parantaa, on tullut yleiseksi lisätä jonkinlaista älykkyyttä yksinkertaisimpaankin laitteeseen. Jopa suhteellisen karkea ohjausalgoritmi voi vähentää tehonkulutusta. Hieman suuremmalla vaivannäöllä mihin tahansa laitteeseen voidaan tuoda edistyneitä ominaisuuksia kuten maksimitehon seurannan, edistynyt akun lataaminen, ympäristötietoiset asetukset ja parantunut vikasietoisuus.

Tämä sopii täydellisesti edullisiin mikro-ohjaimiin. Jopa pienin piiri on nyt riittävän tehokas ajamaan monimutkaisia algoritmeja esimerkiksi kone- ja käyttöliittymissä. Kyky tukea jotain standardisoitua tietoliikenneliitäntää, kuten Smbus-, LIN- tai ethernet-väylää tuo yhden askeleen lisää käyttöarvoa.

Riski & Palkinto

Alhaisen riskin metodi tehon älykkäämmäksi tekemiseksi on yksinkertaisesti monitoroida teholähdettä mikro-ohjaimella ja tuoda sen mittaamat parametrit takaisin järjestelmään jollakin tietoliikenneväylällä. Tämä lähestymistapa vaatii minimaalisen vähän lisäkomponentteja ja -suunnittelua. Tyypillisesti jokin jännitteen, virran ja ehkä lämpötilan valvontametodin lisääminen riittää. Muiden parametrien kuten kuormajakson tai tehon syöttötaajuuden monitorointi mahdollistaa tehoon liittyvien ominaisuuksien kuten jännitetasojen edistyneemmän kontrollin.

Moni hakkuriteholähteiden kytkinpiirejä toimittava yritys tarjoaa metodeja muokata piirien toimintoja kriittisten parametrien mittaustulosten perusteella. Tämä on yksinkertainen keino parantaa tehokkuutta ja se voidaan tehdä laajalla valikoimalla mikro-ohjaimia. Sarjaliitäntöjen kautta ohjain pystyy muuttamaan teholähteen toiminnallisuutta monitoroitujen parametrien perusteella.

Tämän lähestymistavan lisäetuna itse teholähde pysyy teholähdepiirin hallinnassa, mikä tarkoittaa ettei suunnittelutiimillä tarvitse olla mitään erityistä teholähteiden suunnittelutietämystä. Riittää, että ymmärtää parametrit, joilla teholähteen toimintoja voidaan muuttaa, ja niiden vaikutukset. Päähallinta pysyy teholähdepiirin suunnittelijan käsissä.

Seuraava vaihe toteutuksessa - joka muuten tuo potentiaalisesti merkittäviä kustannussäästöjä - on integroida teholähdepiirin ja mikro-ohjaimen toiminnallisuus yhdelle sirulle. Yhä useammin tämä on mahdollista tehdä suorituskykyisellä mikro-ohjaimella, joka on tiiviisti liitetty nopeasti näytteistävään AD-muuntimeen. Tämä lähestymistapa tuottaa täysin digitaalisen ohjelmistopohjaisen toteutuksen. Luonnollisesti tämä lähestymistapa vaatii enemmän teholähdepiirin suunnitteluosaamista ja suorituskyky riippuu aina siitä, kuinka paljon laskentatehoa mikro-ohjaimesta saadaan irti. Tätä puolestaan usein rajoittaa järjestelmätason tehovaatimukset.

Hybridilähestymistapa

Kahden edellä kuvatun lähestymistavan väliin jää ratkaisu, jota jotkut kutsuvat hybridilähestymistavaksi. Tässä tapauksessa sekasignaaliohjaimelle on integroitu tarvittavat analogiaoheislaitteet. Yksi tällainen piiri on PIC16F753. Tällä sirulla on esimerkiksi operaatiovahvistin, DA-muunnin, komparaattorit ja PWM-ohjain yhdessä 14-nastaisessa ohjainpiirissä.

Jokainen oheislaite on ohjelmoitavissa, joten niitä voidaan yhdistää monin eri tavoin erilaisiksi virtaohjatuiksi teholähteiksi. Ohjelmallisesti ohjattavina niiden konfigurointi on dynaamista, eli ne voidaan sovittaa muuttuviin teholähdeolosuhteisiin. Laite voidaan esimerkiksi konfiguroida toimimaan valmiustilassa yksinkertaisena firmware-ohjelmistolla toimivana syöttöregulaattorina. Teholähde voidaan kuitenkin nopeasti uudelleenkonfiguroida jatkuvalähtöiseen tilaan eri toimintataajuudella, kun sovellus vaatii lisää tehoa.

Koska teholähteen ohjaaminen tapahtuu kokonaan mikro-ohjaimella, suunnitteluun ei tarvitse myöhemmässä vaiheessa lisätä ulkoisia komponentteja. Tämä sekä yksinkertaistaa suunnittelua että vähentää komponenttien määrää. Täysin integroituna ratkaisuna firmware-ohjelmistolla on täysi näkyvyys teholähteen parametreihin ilman, että suunnitteluprosessi juurikaan muuttuu. Samalla teholähteen suunnittelutiimi voi kehittää ja verifioida suunnittelun tietoliikenne- ja älyliitännät.

Kuva 1. Tyypillinen PIC16F753-piiriin pohjaava teholähde.

Tyypillinen PIC16F753-piiriin pohjaava teholähde on esitetty kuvassa 1. Useimmat toteutukset ovat pieniä variaatioita yleisestä hakkuriteholähdemallista. COG-generaattori (Complementary Output Generator) tuottaa lähdön, jonka kuollut alue on ohjelmoitavissa nousevasta ja putoavasta tulosta. Komparaattori C1 tuottaa putoavan reunan, kun virta ylittää kompensaattorin lähtöarvon. CCP ja C1 voidaan yhdistää tuottamaan maksimikuormajakso, jota tarvitaan joissakin topologioissa (boost, flyback ja SEPIC). Operaatiovahvistin tuottaa palautteen ja kompensaation, DA-muunninta käytetään tuottamaan operaatiovahvistimen referenssijännite (vaikka myös kiinteätä referenssijännitettä FVR voidaan käyttää, mikäli ohjelmoitavia tasoja ei vaadita). Kompensaattori voidaan resetoida komparaattoreilla tai COG-moduulilla.

Tällaiseen suhteellisen yksinkertaiseen konfiguraatioon voidaan lisätä älyä, jonka myötä se taipuu laajaan valikoimaan sovelluksia.

Lopuksi

Älyn lisäämisellä teholähteeseen on pitkälle meneviä hyötyjä. Se voidaan saavuttaa yksinkertaisesti lisäämällä suunnitteluun mikro-ohjain tai perusteellisemmin käyttämällä suorituskykyisempää täysin integroitua ratkaisua. Sellainen on esimerkiksi tehokas dsPIC- tai sekasignaaliohjain, jolle on integroitu kaikki tarvittavat oheislaitteet yhden sirun hakkuriteholähteen kytkinpiirin toteuttamiseksi.

Toteutustavasta riippumatta älykäs tehonsyöttö voi vaikuttaa merkittävästi sähkölaitteen toimintaan ja - mikä on vielä tärkeämpää - sen tehokkuuteen. Tämän päivän suorituskykyisillä, kustannustehokkailla ja täysin integroiduilla ratkaisulla älyn lisääminen on järkevämpää kuin koskaan aiemmin.

MORE NEWS

Qt:n havittelema IAR tukee avointa Zephyriä

Suomalaisen Qt Groupin ostokohteena oleva ruotsalainen IAR laajentaa työkalutukeaan sulautettujen järjestelmien kehittäjille. Yhtiö ilmoitti tiistaina tarjoavansa täyden tuotantovalmiin tuen avoimen lähdekoodin Zephyr RTOS -käyttöjärjestelmälle osana IAR:n Arm-työkalupaketin versiota 9.70.

VTT vetämään EU:n kvanttiprosessorien valmistushanketta

Euroopan unioni on valinnut VTT:n koordinoimaan laajaa eurooppalaista hanketta, jonka tavoitteena on kehittää suprajohtavien kvanttiprosessorien valmistusteknologioita. SUPREME-pilottilinjaksi nimetty hanke tuo yhteen 23 huipputoimijaa kahdeksasta EU-maasta, ja sen on määrä käynnistyä vuoden 2026 alussa.

OnePlus Nord 5 on tehokas paluu juurille

OnePlussan Nord-mallisto on ollut alusta lähtien yrityksen vastaus niille käyttäjille, jotka kaipaavat huippuluokan ominaisuuksia, mutta ilman lippulaivahintaa. Uusi OnePlus Nord 5 jatkaa tätä perinnettä vakuuttavasti, ja tekee sen paikoin paremmin kuin kalliimmat kilpailijansa.

Älykäs sähköverkko vaatii äärimmäisen tarkkaa ajastusta

ETN - Technical articleÄärimmäiset sääilmiöt, uusiutuvan energian vaihteleva tuotanto ja kasvava energiankysyntä haastavat perinteiset sähköverkot ennennäkemättömällä tavalla. Vastaus tähän haasteeseen on älykäs sähköverkko – ja sen toimintavarmuuden ytimessä ovat SiTimen edistyneet MEMS-ajoitusratkaisut. Tässä artikkelissa pureudutaan siihen, miksi tarkka ajoitus on elintärkeää modernissa sähköinfrastruktuurissa.

Renesas tuo tekoälykiihdytyksen mikro-ohjaimiin

Renesas on esitellyt uuden RA8P1-mikro-ohjainperheen, joka määrittää uudelleen suorituskyvyn rajat mikro-ohjaimille. Uudet piirit yhdistävät 1 GHz:n Arm Cortex-M85 -prosessorin, 250 MHz:n Cortex-M33 -ytimen ja Arm Ethos-U55 -tekoälykiihdyttimen, mahdollistaen jopa 256 GOPS:n AI-suorituskyvyn – ensimmäistä kertaa MCU-luokassa.

Suunnittelijoille ohjeet uusien SMARC-korttien kehitykseen

Sulautettujen järjestelmien standardointiryhmä SGET on julkaissut uuden SMARC Design Guide v2.2 -suunnitteluoppaan, joka tarjoaa ajantasaiset ohjeet kehittäjille ja laitearkkitehdeille SMARC 2.2 -moduulien toteuttamiseen. Dokumentti täydentää elokuussa 2024 julkaistua SMARC 2.2 -standardia, jonka mukaisia korttimoduuleja on jo laajasti tarjolla eri valmistajilta.

Radiolaitedirektiivi uudistuu jo ensi kuussa – reitittimiin voi tulla päivityksiä

EU:n radiolaitedirektiivin (RED) uudet tietoturvavaatimukset astuvat voimaan elokuun alussa. Kyseessä on merkittävä muutos, joka vaikuttaa paitsi laitevalmistajiin myös teleoperaattoreihin ja jälleenmyyjiin. Uudet vaatimukset koskevat langattomia laitteita, jotka pystyvät yhdistymään internetiin, ja tavoitteena on parantaa verkkoturvallisuutta, suojata käyttäjän yksityisyyttä ja torjua petoksia.

Qt ostamassa ruotsalaisen IAR:n – merkittävä laajennus kehitystyökaluissa

Suomalainen ohjelmistotalo Qt Group on tehnyt julkisen ostotarjouksen ruotsalaisesta I.A.R. Systems Group AB:stä. Yrityskauppa on arvoltaan noin 2,3 miljardia Ruotsin kruunua ja vahvistaisi merkittävästi Qt:n asemaa sulautettujen järjestelmien kehitystyökalujen markkinoilla.

DisplayPort yrittää pitää kiinni PC-näytöistä

DisplayPort-standardi pyrkii säilyttämään asemansa PC- ja ammattinäyttömarkkinoilla, vaikka kuluttajapuolella HDMI jatkaa dominoivaa asemaansa. Viimeisin merkki tästä kamppailusta nähtiin, kun japanilainen mittauslaitevalmistaja Anritsu kertoi, että sen testausratkaisu DisplayPort 2.1 -laitteille on saanut VESA-sertifikaatin.

Tutkimus: sähköautolla kannattaa välillä kiihdyttää kunnolla

Uusi Stanfordin yliopiston tutkimus haastaa perinteisen käsityksen siitä, että sähköauton akun kestävyys olisi parhaimmillaan tasaisella, rauhallisella ajolla. Tulosten mukaan vaihteleva ajotyyli, johon sisältyy myös satunnaisia ripeitä kiihdytyksiä, voi pidentää akun käyttöikää jopa 38 prosentilla.

Ensi vuonna uusia älypuhelimia ostetaan 503 miljardilla dollarilla

Maailmanlaajuinen älypuhelinmyynti on nousemassa uuteen ennätykseen. Vuonna 2026 älypuhelimiin käytetään ensi kertaa yli 500 miljardia dollaria, mikä vastaa noin biljoonaa Yhdysvaltain dollaria, kertoo Betideas. Summa on suurempi kuin monen keskisuuren valtion bruttokansantuote.

Sinkkiakku on enää askeleen päässä kaupallistamisesta

Adelaiden yliopiston tutkijat ovat onnistuneet valmistamaan kuivamenetelmällä paksuja, itseään kannattelevia elektrodeja, jotka mahdollistavat jopa kaksinkertaisen suorituskyvyn verrattuna aiempiin sinkki- tai litiumioniakkujen jodikatodeihin. Lisäksi tutkijat lisäsivät elektrolyyttiin 1,3,5-trioksaania, joka muodostaa sinkin pinnalle suojaavan kalvon estäen dendriittien eli neulamaisen rakenteen muodostumisen.

Parempi koodi pitää palvelimet ja 5G-verkon tarkemmin ajassa

MEMS-pohjaisiin ajastinpiireihin erikoistunut SiTime on julkaissut uuden TimeFabric-ohjelmistopaketin, joka tuo jopa yhdeksänkertaisen parannuksen aikasykronointiin verrattuna perinteisiin kvartsikidepohjaisiin ratkaisuihin. Uusi ohjelmisto parantaa erityisesti tekoälyä hyödyntävien datakeskusten ja 5G-verkon suorituskykyä ja luotettavuutta.

Kontronin ja congatecin lähentyminen yllättää sulautetuissa

Sulautetun tekniikan kentällä tapahtuu merkittävä muutos, kun pitkään toistensa kilpailijoina tunnetut Kontron ja congatec syventävät yhteistyötään ennennäkemättömällä tavalla. Toukokuussa julkistettu valmistussopimus, jossa Kontron alkaa tuottaa congatecin suunnittelemia Computer-on-Module (COM) -ratkaisuja, sai jatkoa heinäkuun alussa, kun congatec ilmoitti ostavansa enemmistön Kontronin moduuliliiketoiminnasta – mukaan lukien COM-pioneeri JUMPtec GmbH.

25 biljoonaa AI-operaatiota sekunnissa vain 5 watilla

Ruotsalainen Virtium Embedded Artists on julkaissut maailman ensimmäisen SOM-järjestelmämoduulin, jossa on suoraan integroituna tehokas tekoälykiihdytin. Uusi iMX8M Mini DX-M1 -moduuli yhdistää NXP:n i.MX 8M Mini -sovellusprosessorin ja DEEPX DX-M1 -tekoälykiihdyttimen, joka tarjoaa jopa 25 TOPS laskentatehoa vain 5 watin tehonkulutuksella.

Nyt herätys! EU:n tietoturvasäädökset muuttuvat radikaalisti

Yrityksillä on kiire reagoida. EU:n kyberturvallisuuslainsäädäntö on murroksessa, ja vaikutukset ulottuvat kaikkiin organisaatioihin, jotka valmistavat, maahantuovat tai jakelevat digitaalisia tuotteita Euroopassa. Lähikuukausina voimaan astuvat säädökset mullistavat erityisesti radiolaitteita ja ohjelmistoja koskevat vaatimukset.

Haittaohjelma yritti ensimmäistä kertaa manipuloida tekoälyä

Tietoturvayhtiö Check Point Research on paljastanut ensimmäisen dokumentoidun tapauksen, jossa haittaohjelma yritti harhauttaa tekoälyyn perustuvaa haittaohjelmatunnistusta käyttämällä niin sanottua prompt injection -tekniikkaa. Kyseessä on merkittävä käänne kyberuhkien kehityksessä: tekoäly ei ollut vain väline, vaan itse hyökkäyksen kohde.

Bosch kehitti maailman pienimmän hiukkasanturin

Bosch Sensortec on esitellyt maailman pienimmän hiukkasanturin, BMV080:n, joka mullistaa ilmanlaadun mittaamisen erityisesti kannettavissa ja IoT-laitteissa. Uutuusanturi tunnistaa tehokkaasti ilmassa leijuvia hiukkasia (PM2.5) ja mahdollistaa tarkan mittauksen aiempaa pienemmässä koossa ja alhaisemmalla energiankulutuksella.

VTT mukana kehittämässä Euroopan fotoniikkapiirejä

VTT on liittynyt mukaan eurooppalaiseen integroitujen fotoniikkapiirien PIXEurope-pilottilinjahankkeeseen, tuoden siihen oman vahvan osaamisensa paksun SOI-teknologian (silicon-on-insulator) saralla. EU:n Chips Act -sääntelyn tukema hanke investoi 400 miljoonaa euroa huipputeknologian kehitykseen, jolla rakennetaan pohjaa 6G:lle, tekoälylle, liikkumiseen, kuvantamiseen, anturiteknologiaan ja muihin vaativiin sovelluksiin.

Muisteista kasvaa 300 miljardin dollarin jättibisnes

Muistiteollisuus elää ennennäkemätöntä nousukautta. Vuonna 2024 alan globaalit tuotot nousivat jo 170 miljardiin dollariin, ja vuoden 2025 odotetaan rikkovan 200 miljardin rajan. Tavoite: 300 miljardia ennen vuosikymmenen loppua.

ETNdigi 1/2025 is out
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Älykäs sähköverkko vaatii äärimmäisen tarkkaa ajastusta

ETN - Technical articleÄärimmäiset sääilmiöt, uusiutuvan energian vaihteleva tuotanto ja kasvava energiankysyntä haastavat perinteiset sähköverkot ennennäkemättömällä tavalla. Vastaus tähän haasteeseen on älykäs sähköverkko – ja sen toimintavarmuuden ytimessä ovat SiTimen edistyneet MEMS-ajoitusratkaisut. Tässä artikkelissa pureudutaan siihen, miksi tarkka ajoitus on elintärkeää modernissa sähköinfrastruktuurissa.

Lue lisää...

OPINION

Onko tekoäly nyt uusin uhka tietoturvalle?

Tekoäly on tullut jäädäkseen – siitä ei ole epäilystäkään. Mutta mitä tapahtuu, kun siitä tulee myös kyberturvallisuuden suurin uhka?

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Qt:n havittelema IAR tukee avointa Zephyriä
  • VTT vetämään EU:n kvanttiprosessorien valmistushanketta
  • OnePlus Nord 5 on tehokas paluu juurille
  • Älykäs sähköverkko vaatii äärimmäisen tarkkaa ajastusta
  • Renesas tuo tekoälykiihdytyksen mikro-ohjaimiin

NEW PRODUCTS

  • Maailman ensimmäinen lisälaitesovitin, joka säilyttää IP65-luokituksen
  • Uudenlainen termistori on iso askel sähköautoille
  • 10 wattia sokeripalan kokoisesta teholähteestä raiteille
  • Bluetoothin uudet ominaisuudet käyttöön pienellä USB-tikulla
  • Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa
 
 

Section Tapet