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...

Sulautettujen laitteiden kehitykseen on olemassa laaja valikoima valmiita korttimoduuleja, mutta milloin valita valmis kortti ja milloin suunnitella kaikki alusta asti itse? Ja pitääkö valita ARM- vai x86-arkkitehtuuri?

Artikkelin on kirjoittanut Tobias Zilly, joka työskentelee Rutronikilla tallennus-, näyttö- ja korttituotteiden myyntipäällikkönä. Tobias aloitti uransa sähköteknikkona. Rutronikin palvelukseen hän tuli 2007 ja nykyisessä tehtävässään hän on työskennellyt vuodesta 2012 alkaen.

Pitäisikö nykyään valta toiminnoiltaan optimoitu peruskortti ja siihen liitettävät lisämoduulit vai suunnitella koko ratkaisu täysin itse? Tämä on vaikeampi kysymys kuin koskaan aikaisemmin. Markkinoilta löytyy sekä x86- että ARM-moduuliratkaisuja, joilla kaikilla on omat erityiset etunsa ja vaatimuksensa.

Täysin omat kehityshankkeet – prosessoreja myöten – ovat paljon monimutkaisempia ja siksi paljon laajempia ja kalliimpia hankkeita kuin korttimoduulit, jotka on suunniteltu tukemaan erilaisia moduuleja. Yleensä muutaman kerroksen kortti riittää tuomaan moduulien vaatimat liitännät, mikä yksinkertaistaa suunnittelua ja alentaa kustannuksia.

Räätälöidyt suunnittelut

Jos valitaan täysin räätälöity suunnittelu, tärkeään rooliin nousevat sovellusten koko ja monimutkaisuus, mutta myös vaadittavien liitäntöjen sijoittelu, määrä ja tyyppi. Päätös suosia erikoisliittimiä on usein kriittinen koko järjestelmän suunnittelun ja johdotusten hallinnan kannalta. Myös valitulle prosessoritekniikalle ja sen suorituskyvylle asettuu hyvin monimutkaisia vaatimuksia. Nämä edellyttävät erikoisliitäntöjen tai vaatimuksista riippuvaisia teholähteitä, jotka myös pitää optimoida kulloistenkin vaatimusten mukaan.

Koska näin pitkälle räätälöidyt korttiprojektit on yleensä suunniteltu yhtä sovellusta varten, ne voidaan kustannusten suhteen optimoida hyvin aikaisin, joka suunnitteluvaiheessa. Mikäli tarkoitus on kattaa mahdollisimman paljon sovelluksia, mikä vaatii monia eri liitäntöjä, tämä optimointi on mahdollista vain rajoitetusti.

Toisaalta räätälöidyn ratkaisun kehityskustannukset ovat erityisen korkeita. Vaaditaan paljon aikaa ja erikoistunutta osaamista erityisesti prosessoreissa ja sen liitännöissä, CPU:n käynnistämisessä laitteistossa ja ohjelmistossa, käynnistyslataimissa ja laiteajureissa. Pitää varmistaa kaikkien tarvittavien komponenttien saanti ja niiden eliniän päättyminen pitää ottaa huomioon jo suunnitteluvaiheessa. Tarvitaan myös erittäin monimutkaisia PCB-suunnittelutyökaluja impedanssin valvontatyökaluineen ja monikerroskorttien suunnittelun työkaluineen. Ilmaiset työkalut eivät nykyään enää riitä. Sen jälkeen kun protopiirit on suunniteltu ja valmistettu testaukseen, ne pitää analysoida mittauslaitteilla, kuten spektri-, USB- ja CAN-analysaattoreilla, sekä ARM-DS5-debuggaustyökaluilla ja/tai DSTREAM-laitteistolla. Sovellusvaatimuksista riippuen voidaan edellisten lisäksi tarvita erikoistestilaitteita. Mikäli kortit aiotaan valmistaa itse, tarvitaan myös pintoliitosrobotteja, jotka kykenevät käsittelemään ainakin liitinnastoitukseltaan 0,5-millisiä BGA-koteloita.

Näin tiukat vaatimukset oikeuttavat oman kehitystyön taloudellisesti vain, mikäli tuotantomäärät ovat suuremmat. Riippuen kokonaisratkaisun saavutettavasta hintatasosta puhutaan yleensä tuhansien volyymeistä.

Moduulipohjaiset suunnittelut

Täysin kustomoituihin suunnitteluihin verrattuna moduulipohjaiset sunnittelut päätyvät markkinoille nopeammin. Tuotteiden saatavuus on suhteellisen pitkä – 7-10 vuotta prosessoriarkkitehtuurista riippuen – ja päivityksiä voi tehdä myös vaihtamalla moduuleja peruskortilla. Esimerkiksi lisää suorituskykyä saadaan vaihtamalla Inteli Core i3 -moduuli Intel Core i7 -moduuliin. Olettaen että molemmat moduulit ovat x86-pohjaisia, ohjelmistoon tarvitaan vain pieniä muutoksia, jos niitäkään. Moduulin valmistaja antaa suunnittelutukea peruskortin kehityksessä ja apua ongelmien kuten sijoittelun kanssa. Tämä osoittaa, kuinka paljon lähestymistavassa yhdistyy maksimaalinen joustavuus laajaan tuotevaihteluun.

Moduulipohjainen suunnittelu onnistuu paljon alhaisimmilla vaatimuksilla kuin täysin kustomoitu ratkaisu, koska useimmat kriittiset järjestelmät kuten nopeat väylät ja prosessoriliitännät toteutetaan kokonaan moduulein. Asiakkaan ei näin tarvitse tehdä töitä niiden parissa. Yleiset liitännät kuten ethernet, USB, GART-grafiikkaliitäntä, videoliitännät ja monet muut voidaan toteuttaa suhteellisen pienellä työmäärällä.

Avainominaisuuksien ja kustannusten arviointi mahdollisissa toteutuksissa on helpompaa, mikäli suunnittelijalla on tietty tietämys markkinasta. Käyttöjärjestelmien ja binääriajurien toimintaan liittyvä osaaminen on sen sijaan täysin keskeistä.

Nämä tekevät yksinkertaisemman peruskortin kehityskustannuksista huomattavasti alhaisemmat kuin täysin räätälöidyissä suunnitteluissa.

X86 vai ARM?

Mikäli päätetään käyttää moduulipohjaista ratkaisua, on tehtävä päätös siitä mitä alustaa käytetään. X86-pohjaiset ratkaisut tunnetaan hyvin esimerkiksi COM Express- ja Qseven-standardien kautta. Erityisesti COM Express on ollut suosittu vuosia ja sen markkinaosuus on suuri. Standardointi takaa sen, että perusratkaisu voidaan päivittää uusimpiin teknologioihin pitän aikaa vaihtamalla moduulit.

X86-alueen standardimoduulit hyötyvät erityisen laajasta korttientarjonnasta koko piirisarjojen elinkaaren ajan. Niitä on joustavaa sekä ylös- että alaspäin. Suuri markkinaosuus todistaa jo itsessään niiden suuresta luotettavuudesta ja siitä, että suunnitteluosaamista on tarjolla paljon. Jokaista moduulityyppiä valmistaa useampi yritys ja yleensä standardin sisällä tuotteet ovat nastoitukseltaan yhteensopivia. Standardin ansiosta moduuleja voi verrata toisiinsa jo suunnitteluvaiheessa, mikä helpottaa asiakkaan valintaprosessia.

ARM-leirin standardimoduulit eivät millään tapaa häviä vertailussa x86-ratkaisuihin verrattuna. Tarjolla on valtava, tuotteen koko elinkaaren kattava tuotevalikoima sekä useita päivitysvaihtoehtoja. ARM-korteilla on myös suuri markkinaosuus, mikä todistaa niiden luotettavuuden puolesta.

Qseven- ja SMARC-standardeissa on erilaiset kokoonpanot ja niihin liittyvät BSP-paketit (board support packages) ajureineen. Vaikka kortit standardien sisällä ovat mekaanisesti vaihdettavia, ohjelmistotuki vaihtelee valmistajien välillä suuresti. Yleisesti ottaen tarjolla on vain muutama erilainen järjestelmäpiiri, joiden pitkäaikainen saatavuus on taattu. Tämä rajoittaa korttien joustavuutta x86-kortteihin verrattuna merkittävästi.

Epästandardit ARM-moduulit

Standardiratkaisujen ulkopuolelta markkinoilta löytyy monia asiakaskohtaisia ARM-pohjaisia moduuleja. Kuluttajille ja opiskelijoille suunnitellut Raspberry Pi -kortin lisäksi on olemassa ammattitason teollisuus- ja lääketieteellisiin projekteihin suunnitteltuja kortteja, joissa tuotteen elinkaari on keskimääräistä pidempi. Esimerkiksi ARM-spesialisti F&S takaa jopa 15 vuoden saatavuuden omalle Freescale-pohjaiselle efusA9-moduulilleen. Joustavuus taataan päivitysmahdollisuudella ylös- ja alaspäin suorituskyvyn, liitäntävaatimusten ja kulloisenkin tuoteperheen mukaisesti.

Eri valmistajilta tulevat moduulit eivät kuitenkaan ole keskenään yhteensopivia, eivät sähköisesti, mekaanisesti eivätkä ohjelmistoiltaan. Parhaimmillaan valmistajan tuotteet tietyn tuoteperheen sisällä ovat sähköisesti ja mekaanisesti yhteensopivia. Ammattitason ARM-pohjaisten moduulien valmistajat toimittavat itse BSP-paketit ja ajurit useimmille käyttöjärjestelmille ja ne myös tarjoavat tukea laite- ja ohjelmistosuunnitteluun.

Oli ratkaisu sitten kehitetty kokonaan talon sisällä tai tehty peruskortin ja lukuisten lisämoduuleista varaa, kaikille vaatimuksille löytyy oikea ratkaisu. Kaikkiin vaihtoehtoihin pätee yksi sääntö: ne vaativat optimointiosaamista kulloisenkin sovelluksen vaatimusten mukaisesti, mit ei saa aliarvioida. Jos suoraan hyllyltä tulevat korttitietokoneeseen tai standardiemolevyyn erustuva ratkaisu riittää, sitä kannattaa ilman muuta harkita. Valitsi asiakas lopulta minkä ratkaisun tahansa, Rutronik on valmiina tukemaan suunnittelua komponenteilla ja pitkälle integroiduilla valmiilla ratkaisuilla.

MORE NEWS

Kiinalaistutkijat kehittivät piilolinssin, jolla näkee pimeässä

Kiinalaiset tutkijat ovat onnistuneet kehittämään maailman ensimmäisen piilolinssin, jonka avulla ihminen voi nähdä pimeässä – ainakin tietyissä olosuhteissa. Innovaatio perustuu infrapunavaloon ja sen muuntamiseen näkyväksi valoksi silmälle.

ST:ltä kova saavutus: kaksi kiihtyvyysanturia samaan koteloon

STMicroelectronics on tehnyt merkittävän teknologisen läpimurron julkaisemalla uuden sukupolven älyanturin, joka yhdistää kaksi erillistä kiihtyvyysanturia samaan poikkeuksellisen pieneen (3 x 2,5 mm) koteloon. Tämä on ensimmäinen kerta, kun samassa moduulissa yhdistyy laajalle G-voima-alueelle skaalautuva mittauskyky, sulautettu tekoäly ja erittäin tarkka liikkeentunnistus.

Näin QR-huijaus toimii

QR-koodit ovat tulleet osaksi arkea: niitä käytetään ravintolamenuihin tutustumiseen, maksamiseen ja nopeaan kirjautumiseen eri palveluihin. Mutta juuri tämä tuttuus tekee niistä vaarallisia. Rikolliset ovat alkaneet hyödyntää QR-koodeja huijauksiin, joissa ihmiset johdatellaan huomaamatta väärennetyille sivustoille. Näillä sivuilla uhrilta kalastellaan henkilökohtaisia tietoja – kuten pankkitunnuksia – tai pyritään asentamaan haittaohjelmia hänen laitteelleen.

Halvoissa Android-televisiobokseissa vakavia tietoturvariskejä

Liikenne- ja viestintävirasto Traficom kehottaa kuluttajia olemaan tarkkana Android TV -medialaitteiden hankinnassa. Markkinoilla liikkuu erityisesti tuntemattomien valmistajien edullisia laitteita, joissa on havaittu vakavia tietoturvaongelmia – osa laitteista on jopa sisältänyt haittaohjelmia suoraan pakkauksesta.

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.

Xiaomi yllättää tehokkaalla kännykkäprosessorillaan

Xiaomi on julkistanut uuden huipputehokkaan älypuhelinprosessorinsa, XRING O1:n, joka merkitsee yhtiön suurta askelta kohti siruomavaraisuutta ja teknologista johtajuutta. Uutuus esiteltiin yhtiön "A New Beginning" -lanseeraustapahtumassa Pekingissä, jossa esillä olivat myös Xiaomi 15S Pro -älypuhelin, Pad 7 Ultra -tabletti sekä useita AIoT-laitteita.

Nyt se tapahtui: BYD ohitti Teslan

BYD on ohittanut Teslan Euroopan myydyimpänä täyssähköautojen valmistajana ensimmäistä kertaa historiassa, kertoo tuore JATO Dynamicsin raportti. Huhtikuussa 2025 Euroopassa rekisteröitiin 7231 täyssähköistä BYD-mallia, kun Tesloja myytiin 7165 kappaletta.

Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa

Elektroniikan komponenttien jakelija Rutronik on lisännyt tuotevalikoimaansa Nordic Semiconductorin uuden nPM2100-virranhallintapiirin, joka on suunniteltu erityisesti ensisijaisilla paristoilla toimivien laitteiden energiatehokkaaseen virranhallintaan.

Autoon tulee tekoäly ja suoja kvanttihyökkäyksiä vastaan

Autojen ohjelmistoistuminen ja jatkuva verkkoyhteys tekevät niistä alttiita yhä kehittyneemmille kyberuhille. NXP:n uusi OrangeBox 2.0 -kehitysalusta vastaa tähän haasteeseen yhdistämällä tekoälypohjaisen kyberturvan, kvanttikestävän salauksen ja ohjelmisto-ohjatun verkkoinfrastruktuurin yhteen järjestelmään.

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.

Kaikista Intelin prosessoreista löytyi täysin uusi haavoittuvuus

Tietoturvatutkijat Sveitsin ETH Zürichin yliopistosta ovat löytäneet uuden, vakavan haavoittuvuuden Intelin prosessoreista. Kyseessä on täysin uusi haavoittuvuusluokka, jota kutsutaan nimellä Branch Privilege Injection. Se perustuu tapaan, jolla prosessorit ennakoivat tulevia laskentatehtäviä suorituskyvyn parantamiseksi.

Suomesta halutaan kvanttiturvallinen

Suomi ottaa merkittävän askeleen kohti kvanttiturvallista digitaalista tulevaisuutta. Uusi laaja tutkimushanke, Beyond the Limits of Post-Quantum Cryptography (BLimPQC), pyrkii varmistamaan, että suomalainen yhteiskunta ja teollisuus kykenevät puolustautumaan kvanttitietokoneiden aiheuttamia tietoturvauhkia vastaan.

Suosittu kehittäjäkortti sai neljä ydintä ja grafiikkaprosessorin

BeagleBoard.orgin tunnettu PocketBeagle-kehittäjäkortti on saanut merkittävän päivityksen uudessa PocketBeagle 2 -versiossa. Uudistuksessa laitteeseen on lisätty neliytiminen suoritin ja ensimmäistä kertaa myös grafiikkaprosessori, mikä avaa entistä laajempia mahdollisuuksia sulautettujen järjestelmien kehittämiseen.

Tehoa ja tarkkuutta teolliseen skannaukseen

Saksalainen piirivalmistaja iC-Haus tuo markkinoille uuden iC-LFMB-lineaarikuvakennon, joka vastaa teollisuuden kasvaviin vaatimuksiin tarkkuuden, suorituskyvyn ja helpon integroitavuuden osalta. Uutuustuote esitellään Laser World of Photonics 2025 -messuilla Münchenissä.

Lidarin moottori yhdelle sirulle

Analogiatekniikan edelläkävijä Silanna Semiconductor on lanseerannut uuden FirePower-sarjan laserajuripiirit, jotka yhdistävät ensi kertaa korkean jännitteen latauksen ja laserin laukaisun yhdelle sirulle. Uutuus mahdollistaa merkittävän tilansäästön ja tehohäviöiden pienentämisen esimerkiksi autojen ADAS-järjestelmien lidareissa.

Virve 2 saa suojatut ryhmävideopuhelut

Erillisverkkojen operoima viranomaisverkko Virve 2 saa merkittävän lisäpalvelun, kun Modirumin kehittämä NSC3 Group Video Service otetaan käyttöön. Kyseessä on reaaliaikainen, tietoturvallinen ryhmävideopalvelu, joka on suunniteltu erityisesti viranomaisten ja muiden turvallisuustoimijoiden tarpeisiin.

Kenttälaitteita helposti teollisuusverkkoon

STMicroelectronics on julkaissut uuden modulaarisen IO-Link-kehityspaketin, jonka tavoitteena on tehdä älykkäiden kenttälaitteiden liittäminen teollisuusverkkoon helpommaksi kuin koskaan. Uusi P-NUCLEO-IOD5A1-paketti tarjoaa kaiken tarvittavan IO-Link-yhteensopivan sensorin tai toimilaitteen (aktuaattorin) kehittämiseen – sekä laitteiston että ohjelmiston.

Silmää seuraavat lasit teollisuuteen

Tukholmalainen teknologiayritys Tobii on lanseerannut uuden Glasses X -silmänseurantatuotteen, joka on suunnattu erityisesti teollisuuden ja muiden vaativien alojen tarpeisiin. Uutuuslaseilla voidaan seurata käyttäjän katsetta reaaliajassa, mikä tarjoaa yrityksille arvokasta tietoa esimerkiksi koulutuksen, laadunvalvonnan ja turvallisuuden kehittämiseen.

Kovien olojen läppäri laitetaan kovaan testiin

Panasonicin kenttäkäyttöön suunniteltu Toughbook G2 altistetaan äärimmäiselle rasitukselle, kun seikkailujuoksija Jukka Viljanen juoksee halki Islannin suurimman jäätikön, Vatnajökullin, ilman tukitiimiä. Hänellä on ainoana henkilökohtaisena varusteenaan mukana kyseinen kannettava tietokone.

Kvanttitason salaus laitetasolla

Tietoturvassa valmistaudutaan kvanttikauteen. Microchip Technology on julkaissut uuden MEC175xB-sarjan sulautetut ohjaimet, jotka sisältävät laitetasolla toteutettua kvanttiturvallista salausta. Uutuustuote vastaa nopeasti kehittyvän kyberturvallisuusympäristön tarpeisiin, kun kvanttitietokoneiden mahdollinen uhka nykyisille salausmenetelmille kasvaa.

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