logotypen
 
 

IN FOCUS

IP suojaan ulkoiseen muistiin

Monet markkinoilla olevat mikro-ohjaimet tarjoavat tallennuskapasiteettia muutamien megatavujen verran, mikä vaikuttaa merkittävästi tuotteen hintaan. Sopiva vaihtoehtoinen ratkaisu on käyttää ulkoista muistia, jota voidaan hankkia suuremmissa määrissä selvästi edullisempaan hintaan ja useilla eri kapasiteettivaihtoehdoilla – yleensä muutamasta megatavusta satoihin megatavuihin.

Lue lisää...

Tunnelissa ja tiheässä kaupungissa satelliittien signaali katoaa, eikä paikannus enää onnistu. Avuksi on onneksi kehitetty erilaisia tekniikoita.

Artikkelin kirjoittaja Florian Bousquet on u-bloxin tuotemarkkinointipäällikkö. Hän on valmistunut elektroniikan ja tietoliikennetekniikan insinööriksi Nizzan yliopiston Sophia Antipoliksen yksiköstä. Vuonna 2007 hän aloitti uransa ST-Ericsonilla sekasignaalipiirien suunnittelussa. Vuonna 2011 hän siirtyi u-Bloxille sovellusinsinööriksi, josta eteni nykyiseen tehtäväänsä elokuussa 2014.

Yhä tiheämmät kaupunkiympäristöt, katetut pysäköintihallit ja monikerroksiset moottoritiet asettavat suuria ongelmia autojen navigointijärjestelmille. Ongelmien voittamiseksi käytetään kahta tekniikkaa: kuljetun suunnan ja matkan mittaamiseen perustuvaa lokipaikannus (Dead Reckoning) ja karttasovitus (Map Matching). Jälkimmäisen käyttäminen kasvattaa monimutkaisuutta ja tekee navigoinnista riippuvaisen ulkopuolisten tarkasta karttadatasta. Lisäksi karttadata muuttuu jatkuvasti erityisesti tiheissä kaupungeissa.

Vaihtoehtoinen menetelmä on käyttää useampaa sateliittisignaalia hyödyntävää vastaanotinta, joka tuo tarkan paikkatiedon kolmessa ulottuvuudessa ja vähentää riippuvuutta ulkoisesta karttadatasta luotettavan navigoinnin tuottamiseksi. Tässä artikkelissa kuvataan tekniikkaa, jota on menestyksellä demonstroitu vaikeissa olosuhteissa kuten Manhattanilla ja Shanghaissa. Ratkaisu yksinkertaistaa autojen navigointijärjestelmien ohjelmistokehityksen vaatimukset, lyhentää kehitysaikaa ja alentaa sen kustannuksia.

Standardi ADR-ratkaisu (Automotive Dead Reckoning) yleensä hyödyntää fuusioratkaisua, jossa standardista GNSS-vastaanottimesta suodatettu sijainti yhdistetään ulkoiseen gyrosta, kiihtyvyysanturista, ja/tai pyörimisanturista suodatettuun dataan. (Pyörimis- eli Wheel tick -anturit ovat enkoodereita, jotka mittaavat renkaan tarkkaa nopeutta tai etäisyyttä. Enkooderin tyypistä riippuen on mahdollista määritellä myös liikkeen suunta).

Molemmat suotimet ovat Kalman- tai LQE-tyyppisiä (linear quadratic estimation). Ne hyödyntävät aikasarjaa mittaavaa algoritmia satunnaisten variaatioiden kera arvioidakseen tuntemattomia muuttujia. Reaaliaikasuodin ensin arvioi tämänhetkiset muuttujat ja niihin liittyvät epävarmuudet ja sitten käyttävät seuraavaa mittausta päivittääkseen nämä arviot painotettua keskiarvolaskentaa hyödyntäen.

Standardin ADR-järjestelmän rajoituksena on se, että kahden Kalman-suotimen limittäminen tuo väistämättä mukanaan virheiden kertautumisen, mikä heikentää paikannustarkkuutta. Siksi navigointijärjestelmät nojaavat yhä enemmän karttasovitusalgoritmeihin (Map Matching algorithms) voidakseen kompensoida kertautuvia virheitä laskennassa. Tämä tuo mukanaan riippuvuuden ulkoiseen, dynaamisesti muuttuvaan karttadataan, ja ennen kaikkea lisää ohjelmiston kehitystyötä, kun GNSS-vastaanotin pitää liittää ulkoiseen karttapalveluun.

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi u-Blox kehitti tiukasti kytketyn ADR-algoritmin, joka sekoittaa dataa yhteen ainoaan Kalman-suotimeen. Ratkaisu, jota on kehitetty nyt neljän tuotesukupolven ajan, yhdistää satelliittinavigointidatan renkaiden pyörimisnopeuteen sekä gyroskoopin ja kiihtyvyysanturin tuottamaan informaatioon. Tämän integroidun ja yksinkertaistetun tekniikan avulla sijaintipaikka-arvioon liittyvien virheiden määrä putoaa minimiin ja tarkka paikannustieto saadaan riippumatta siitä, missä autoa ajetaan, oli auto sitten tunnelissa Sveitsissä tai Manhattanin pilvenpiirtäjien keskellä. Riippuvuus ulkoisista karttapalveluista vähenee merkittävästi, koska tekniikka pystyy paikantamaan sijainnin tarkasti kaupunkiympäristöissä ilman ulkoisen karttadatan apua.

Tämä tarkoittaa, että navigointisuunnittelijat voivat minimoida karttavastaavuuden käyttämisen ja pienentää sen suunnittelun määrää, jossa lokipaikannus integroidaan navigointijärjestelmään. Tämä tarkoittaa suoraan alhaisempia kehityskustannuksia.

Yksisuotimisen ratkaisun toteuttaminen

Tuottaakseen keskeytymättömän paikkatiedon kaikissa ajo-olosuhteissa u-Bloxin 3D ADR -ratkaisu koostuu kahdesta komponentista: sirulle integroidusta ADR-ydintekniikasta – UBX-M8030, joka on tarjolla kahtena AEC-Q100-sertifioituna versiona – ja kompaktista satelliittipaikannuksen NEO-M8L-moduulista.

Sekä autoihin integroitavien että jälkikäteen myytävien paikannusjärjestelmiin suunnitellut piirit vaativat minimaalisesti tai ei ollenkaan esikonfigurointia. Alustavien asetusten jälkeen ne säilyttävät kalibraation pysyvästi. Toinen keskeinen suunnitteluetu on se, että moduulin sijoitus autoon ei riipu sen suunnasta: tätä voidaan kompensoida tehdaskalibroinnissa tai jopa ajon aikana. Tämä yksisuotiminen 3D ADR -ratkaisu paitsi parantaa paikannustarkkuutta selvästi myöskin lyhentää kehitykseen kuluvaa aikaa ja kustannuksia, ja pienentää järjestelmän kokoa ja vähentää sen monimutkaisuutta.

Itsekalibroituvat ADR-piirit, joiden mitat ovat 5,5 x 5,5 x 0,59 milliä, tukevat erilaisia anturiyhdistelmiä kuten pyörimisantureita, 1- ja 3-akselisia gyroskooppeja ja 1- tai 3-akselisia kiihtyyvysantureita. Kiihtyvyysanturituki lisää tarkkuutta ilman satelliittisignaalia, kun korkeus merenpinnasta puuttuu. Piirit perustuvat 72-kanavaiseen M8-ytimeen, jotka antavat ensimmäisen paikkatiedon vain 26 sekunnin kuluttua ns. kylmäkäynnistyksestä. Päällä ollessaan piiri antaa TTFF:n (time-to-first-fix) yhdessä sekunnissa. Piirit ovat Galileo-valmiita ja päivitettävissä ulkoisen flash-muistin firmware-ohjelmiston kautta.

Kuvassa 1 näkyvä NEOM8L-moduuli on mitoiltaan 12,2 x 16,0 milliä ja ensimmäinen laatuaan, johon on integroitu 3D-kiihtyvyysanturi ja gyroskooppi globaalin paikannuspiirin kera. Sen paikannusherkkyys on alan kärkiluokkaa eli -167 dBm. Moduuli nojaa vain sisäiseen kiihtyvyysanturiin ja gyroon laskiessaan tarkan paikkatiedon ajoneuvolle kaikkialla, sisällä ja ulkona. Pitkälle viety integrointi minimoi ulkoisten komponenttien tarpeen, koko ratkaisun fyysisen koon ja materiaalikustannukset.

Kuva 1. NEO-M8L-moduuli on markkinoiden ensimmäinen ratkaisu, johon on integroitu paikannuspiiri, kiihtyvyysanturi ja gyroskooppi.

NEO-M8L-moduulin lohkokaavio on esitetty kuvassa 2.

Kuva 2. Kaksi RF-etupäätä mahdollistaa samanaikaisen vastaanoton useasta satelliittijärjestelmästä.

NEO-M8-moduulit käyttävät rinnakkaisia vastaanottimia seuratakseen useita paikannusjärjestelmiä, kuten GPS-, GLONASS-, Galileo-, Beidou- ja QZSS-signaaleja. Kaksitaajuuksinen RF-etupääarkkitehtuuri tarkoittaa, että kahta kolmesta signaalista voidaan vastaanottaa ja prosessoida samanaikaisesti. Oletusarvoisesti M8-vastaanotin on konfiguroitu GPS- ja GLONASS-signaalien samanaikaiseen vastaanottoon. Mikäli vastaanottimen pieni tehonkulutus on tärkeää, se pitäisi konfiguroida ottamaan vastaan vain yhtä signaalia kerrallaan.

Venäjän GLONASS-satelliittijärjestelmä on vaihtoehto amerikkalaiselle GPS:lle. Kyky seurata GLONASS L1oF-satelliitteja ja vastaanottaa niiden lähettämää signaalia antaa mahdollisuuden suunnitella GLONASS-vastaanottimia siellä, missä regulointi sitä vaatii. Moduulit vastaanottavat ja seuraavat myös Beidou-järjestelmän lähettämiä B1-signaaleja. Kyky seurata ja vastaanottaa Beidou B1 -satelliittien signaalia GPS:n rinnalla johtaa laajempaan peittoon, parempaa luotettavuuteen ja suurempaan tarkkuuteen. Beidou tarjoaa tällä hetkellä vain alueellista peittoa, mutta globaalin peiton pitäisi tuolla vuonna 2020. Kun Galileo-järjestelmän E1B/C-signaalit tulevat käyttöön, SQI-flash-muistilla varustettu NEO-M8L-moduuli pystyy vastaanottamaan ja prosessoimaan niitäkin firmware-päivityksen jälkeen.

MORE NEWS

Rohde lisäsi tehoa EMC-mittauksiin

Rohde & Schwarz on julkaissut päivitetyn version ELEKTRA-ohjelmistostaan, joka tuo lisää tehoa ja automaatiota EMC-mittauksiin. Uusi ohjelmistoversio tukee kaikkia ajankohtaisia EMC-standardeja eri toimialoilla – mukaan lukien kaupallinen elektroniikka, autoteollisuus, langattomat järjestelmät, puolustus ja ilmailu.

Tekoäly vaikuttaa lähes joka toiseen työpaikkaan

Tekoäly on nopeasti nousemassa maailman talouksien uudeksi moottoriksi – ja murroksen keskiössä ovat työmarkkinat. YK:n kauppa- ja kehitysjärjestön (UNCTAD) tuoreen Technology and Innovation Report 2025 -julkaisun mukaan jopa 40 prosenttia maailman työpaikoista on alttiina tekoälyn vaikutuksille. Se voi tarkoittaa joko työn automatisointia tai sitä, että työtehtävät muuttuvat perustavalla tavalla.

Tamperelaissiru purkaa useampia audiovirtoja kuin mikään muu prosessori

Tamperelainen VLSI Solution on julkaissut uuden sukupolven audioprosessorin, joka asettaa uudet standardit äänenkäsittelylle sulautetuissa järjestelmissä. VS1073-uutuuspiiri pystyy purkamaan ja käsittelemään enemmän äänenpakkausmuotoja kuin mikään muu prosessori markkinoilla – mukaan lukien uudet tuetut formaatit kuten ALAC, DSD, Opus ja AC-3.

Uusi LUMI-supertietokone yllättää: kylkeen tulee kvanttitietokone

Suomeen rakennetaan maailman tehokkainta tekoälysupertietokonetta, ja sen rinnalle kehitetään nyt myös täysin uusi kvanttilaskenta-alusta. LUMI AI Factory -hankkeen johtaja Pekka Manninen vahvistaa, että uusi huippuluokan laskentaympäristö käynnistyy keväällä 2027.

Samsungin uusin tuo tekoälyn jäässä oleville tablettimarkkinoille

Tablettimarkkinat hakevat suuntaa, mutta Samsung uskoo tekoälyyn. Yhtiö julkaisi 2. huhtikuuta uuden Galaxy Tab S10 FE -sarjan, joka tuo älykkäät ominaisuudet yhä useamman käyttäjän ulottuville. Vaikka markkina kokonaisuudessaan junnaa lähes paikallaan, Samsung pyrkii herättelemään sitä AI-pohjaisella tuottavuudella ja kevyellä muotoilulla.

Trumpin tullit aiheuttavat suurta epävarmuutta puolijohdealalla

Yhdysvaltain presidentti Donald Trump on ilmoittanut uusista tullipolitiikoista, jotka uhkaavat horjuttaa puolijohdeteollisuuden globaaleja toimitusketjuja. Trumpin hallinto on määrännyt 10 prosentin perustullin kaikkiin tuontituotteisiin ja jopa 32 prosentin tullit valikoiduille maille, kuten Taiwanille. Vaikka Taiwanin puolijohteet ovat toistaiseksi tullivapaita, alan toimijat elävät epävarmuudessa mahdollisista tulevista muutoksista.

Maailman ensimmäisessä MEMS-kompassissa ei ole liikkuvia osia

Ranskalainen teknologiayritys SBG Systems on esitellyt maailman ensimmäisen MEMS-pohjaisen gyrokompassin, joka kykenee määrittämään suunnan ilman GNSS-apua ja täysin ilman liikkuvia osia. Tämä inertianavigoinnin läpimurto avaa uuden luvun tarkassa ja kompaktissa paikannuksessa, erityisesti merenkulun ja robotiikan sovelluksissa.

Cadence demosi eurooppalaisvoimin kehitettyä ajoneuvojen SoC-piiriä

Euroopassa pitäisi vähentää riippuvuutta sekä kiinalaisesta että amerikkalaisesta tekniikasta. Muutaman viikon takaisilla Nürnbergin Embedded World -messuilla nähtiinkin tähän suuntaan kasvavia versoja. Esimerkiksi Cadence ja saksalainen Dream Chip Technologies esittelivät uuden sukupolven älykkään SoC-järjestelmäpiirin ajoneuvosovelluksiin.

LUMI-tekoälytehdas on yksi ensimmäisiä Euroopassa

LUMI-tekoälytehdas avaa uuden luvun eurooppalaisessa tekoälyn kehityksessä yhdistämällä huipputeknologian, asiantuntijuuden ja yhteistyön ainutlaatuiseksi kokonaisuudeksi. Tekoälyhubin fyysiset tilat sijoittuvat Espoon Otaniemeen Aalto-yliopiston yhteyteen, ja laskennan ydin toimii Kajaanissa, missä nykyinen LUMI-supertietokone tarjoaa maailmanluokan suorituskykyä tekoälykehitykselle.

Jyväskylän ylioppilaskylään maailman nopein opiskelijanetti

Kotimainen valokuituyhtiö Lounea toteutti Jyväskylän yliopiston ylioppilaskunnan Soihtu-asuntoihin huippumodernit nettiyhteydet. Opiskelijakylä nousi kerralla maailman kärkeen tarjoamalla asukkailleen poikkeuksellisen nopeat verkkoyhteydet. 

Painetun elektroniikan tutkija TactoTekin teknologiajohtajaksi

Oululaistaustainen elektroniikkayhtiö TactoTek on nimittänyt tekniikan tohtori Pälvi Apilon uudeksi teknologiajohtajakseen. Apilo on ollut osa TactoTekin asiantuntijatiimiä vuodesta 2018 ja toiminut viimeksi yhtiön ennakoinnin ja tutkimuksen johtajana.

Linuxista tulee parempi pelaajille

Linux-kernelin tuore 6.14-päivitys lupaa merkittäviä suorituskykyparannuksia Windows-pelejä pelaaville Linux-käyttäjille. Ytimeen on tuotu parannettu NTsync-ajuri, jonka ansiosta Wine- ja Proton-yhteensopivuuskerrosten kautta ajettavat pelit voivat hyötyä jopa satojen prosenttien teholisästä tietyissä tilanteissa.

Eficoden aprillijuttu oli hieno

Yli 600 koodaajan ohjelmistotalo Eficode päätti tänä vuonna aprillipäivän kunniaksi viedä kehittäjähuumorin uudelle tasolle julkaisemalla kuvitteellisen SUAMI-järjestelmän – Single Unified AI Metrics Indicator – joka mittaa kehittäjien tuottavuutta sielunmaiseman, eksistentiaalisen ahdistuksen ja astrologian avulla.

Maksupäätteen kosketusnäyttö vaatii vahvan tietoturvan

Kosketusnäyttö on olennainen osa jokaista nykyaikaista maksujärjestelmää ja myyntipisteen POS-päätettä (point of sale terminal). Sen tietoturvaan on kiinnitettävä erityistä huomiota.

Taivuteltavien älypuhelimien markkina kutistuu ensimmäistä kertaa

Taivuteltavien älypuhelimien maailmanlaajuinen markkina kutistuu tänä vuonna ensimmäistä kertaa historiassaan, kertoo Counterpoint Researchin tuore ennuste. Vuonna 2025 odotetaan neljän prosentin laskua, mikä katkaisee segmentin tähän asti kasvaneen trendin.

Tekoäly havaitsee poikkeamat avaruudessa

AMD on julkistanut uuden avaruuskelpoisen järjestelmäpiirin, Versal AI Edge XQRVE2302:n. Se vie tekoälypäättelyn (AI inferencing) avaruuteen. Piiri on nyt saavuttanut Class B -luokituksen, joka perustuu Yhdysvaltain puolustusvoimien MIL-PRF-38535-standardin vaatimuksiin.

Julkinen Wi-Fi altistaa hakkereille – silti miljoonat ottavat riskin

Julkiset Wi-Fi-verkot löytyvät lähes jokaisesta kahvilasta, junasta ja lentokentältä. Ne houkuttelevat nopeaan nettiyhteyteen liikkeellä ollessa, mutta uuden globaalin tutkimuksen mukaan kyseessä on digitaalinen miinakenttä. Kyberturvayhtiö NordVPN:n teettämä kysely paljastaa, että 69 % matkustajista on huolissaan kyberuhkista matkan aikana – ja pelko on perusteltu.

Uudenlainen fotonitutka sopii moneen käyttöön

Belgialainen mikroelektroniikan tutkimusorganisaatio IMEC on kehittänyt uraauurtavan tutkajärjestelmän, joka voi mullistaa niin autoteollisuuden kuin terveydenhuollonkin tarkan havainnoinnin ratkaisut. Kyseessä on maailman ensimmäinen fotoniikkaan pohjautuva, koherenttiin signaalinjakeluun kykenevä 144 gigahertsin tutkajärjestelmä.

Kvanttivallankumous yhdellä sirulla

Oak Ridge National Laboratory (ORNL) on saavuttanut merkittävän virstanpylvään matkalla kohti kvantti-internettiä. Tutkijoiden kehittämä uusi siru yhdistää ensimmäistä kertaa keskeiset kvanttifotoniikan toiminnot yhdelle piirille.

Amazon maksaa Nokian videopatenttien käytöstä

Amazon ja Nokia ovat päässeet sopuun patenttikiistassaan, ja Amazon maksaa jatkossa Nokialle korvauksia yhtiön videoteknologioiden käytöstä. Sopimus kattaa Nokian multimedia- ja videopatenttien hyödyntämisen Amazonin suoratoistopalveluissa, kuten Prime Videossa, sekä yhtiön suoratoistolaitteissa.

Maksupäätteen kosketusnäyttö vaatii vahvan tietoturvan

Kosketusnäyttö on olennainen osa jokaista nykyaikaista maksujärjestelmää ja myyntipisteen POS-päätettä (point of sale terminal). Sen tietoturvaan on kiinnitettävä erityistä huomiota.

Lue lisää...

Tekoäly vaikuttaa lähes joka toiseen työpaikkaan

Tekoäly on nopeasti nousemassa maailman talouksien uudeksi moottoriksi – ja murroksen keskiössä ovat työmarkkinat. YK:n kauppa- ja kehitysjärjestön (UNCTAD) tuoreen Technology and Innovation Report 2025 -julkaisun mukaan jopa 40 prosenttia maailman työpaikoista on alttiina tekoälyn vaikutuksille. Se voi tarkoittaa joko työn automatisointia tai sitä, että työtehtävät muuttuvat perustavalla tavalla.

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