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...

IoT eli esineiden internet liittää verkkooon 30 miljardia laitetta vuoteen 2020 mennessä. Uusien työkalujen ansiosta TCP/IP-yhteys voidaan tuoda järjestelmiin ilman, että täytyy keskittyä alemman tason toteutuksen yksityiskohtiin.

Artikkelin kirjoittaja Meng He työskentelee Cypress Semiconductorilla markkinointijohtajana. Hänellä on sähkötekniikan tutkinto Marquetten yliopistosta Milwaukeesta.

 

IoT eli Internet of Things on nousemassa kaiken sulautetun elektroniikan keskiöön. Valmistajilla on paineita tuoda liitettävyys laajaan valikoimaan laitteita, jotka voivat kommunikoida muiden laitteiden kanssa.

Monikaan kehittäjä ei tiedä, miten toteuttaa vakaa TCP/IP-protokollapino. Tässä artikkelissa tarkastelemme keskeisiä tekijöitä, jotka vaikuttavat internet-yhteyden tuomiseen sulautettuihin laitteisiin. Uusien työkalujen ansiosta TCP/IP-yhteys voidaan tuoda järjestelmiin ilman, että täytyy keskittyä alemman tason toteutuksen yksityiskohtiin.

Katsokaamme ensiksi TCP/IP-protokollaa. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) on yleisin kieli, jolla nettiin liittyneet laitteet siirtävät dataa keskenään. Protokollan säännöt määrittelevät datansiirron päätelaitteiden käyttöjärjestelmien (kuten Windows, Linux, iOS) välillä sekä eräitä spesifejä protokollia, kuten esimerkiksi SMTP, FTP ja HTTP.

TCP/IP jaetaan kerroksiin (layers), kuten allaolevasta kuvasta nähdään. Internet-data reititetään Sovellus-tasolta (Application layer) Siirto-tasolle (Transport layer) ositetussa (data fragments) muodossa. Fyysisessä kerroksessa data siirtyy fyysisesti netin läpi Ethernet-protokollalla, joka on määritelty IEEE 802.3TM-standardissa. Ethernetistä on olemassa useita variantteja, jotka eroavat maksimibittinopeuden, siirtotavan ja siirtotien (kuitu, koaksiaali, jne.) suhteen. MAC eli Media Access Control on keskeinen osa fyysistä kerrosta ja MAC-osoite kuvaa solmun/laitteen fyysistä osoitetta Ethernet-verkoissa. Jokainen Ethernet-kehys sisältää tiedon sekä lähtö- että pääteosoitteesta.

 

Kuva: Datansiirto Internetissä

Sovelluskerroksessa toteutetaan verkottuneen laitteen käyttöliittymä. Tyypilliset sovellustason protokollat ovat:

1. HTTP, Hyper Text Transfer Protocol. WWW-selaamiseen yhdistetty datansiirto.

2. SMTP, Simple Mail Transfer Protocol. Datansiirto sähköpostien lähetyksessä.

3. FTP, File Transfer Protocol. Tiedostojen siirto netin yli.

4. DNS, Domain Name System. Domain-nimien kääntäminen.

5. DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol. IP-osoitteiden dynaaminen osoittaminen laitteille.

6 Telnet. Interaktiivisen TCP-yhteyden luominen laitteeseen.

7. SNTP, Simple Network Time Protocol. Mahdollistaa laitteiden kellon synkronoinnin referenssikellon kanssa.

8. SNMP, Simple Network Management Protocol. Käytetään verkottuneiden laitteiden monitorointiin esimerkiksi vikatilanteissa.

Kaksi sulautetun TCP/IP-pinon yleisintä käyttötapaa ovat viestijärjestelmä ja webbisivun näyttäminen. Yksinkertainen SMTP-pohjainen viestijärjestelmä antaisi mikro-ohjaimen lukea joitakin anturilukemia ja lähettää luetut lukemat sähköpostilla tai muulla viestillä eteenpäin etukäteen määritellyin väliajoin.

Haluamme esimerkiksi tietää lämpötilan talossamme ja haluamme tiedon siitä sähköpostiimme kerran tunnissa. Hieman pidemmälle vietynä sulautettu mikro-ohjain lukee lämpötilan ja tarkistaa, että ovet ja ikkunat on suljettu ja valot sammutettu. Näitä mikro-ohjain valvoo koko päivän. Jos tulemme töistä kotiin myöhään illalla, voimme ottaa HTTP-yhteyden mikro-ohjameen ja saada kaiken informaation webbisivun muodossa. Sen jälkeen voimme sammuttaa valot tietyissä huoneissa, nostaa lämpötilaa ja tehdä monia muita muutoksia webbisivun kenttiä muuttamalla.

Erilaisten järjestelmien vaatimuksiin vastaavan Ethernet-yksikön toteuttamiseen on useita tapoja.

1. Ethernet-ohjainmoduuli.

Ohjainmoduuli, joka sisältää kovakoodatun TCP/IP-piirin, muuntimen ja RJ45-liitännän, voi olla eittäin kätevä suunnittelijalle, joka haluaa tuotteen nopeasti markkinoille houkuttelevalla hinnalla. Moduuli on ihanteellinen kehittäjille, jotka haluavat järjestelmänsä valmiiksi nopeasti. Tällaisia moduuleja ovat esimerkiksi Wiznetin WIZ550io, W5100 ja Rabbit Semiconductorin RCM6760 Monicore -moduulit. Aduino-alustan suosion kasvaessa markkinoille alkaa tulla myös moduuleja, jotka ovat yhteensopivia Arduino-korttien kanssa.

2. TCP/IP ja mikro-ohjain

Suunnittelijat voivat myös liittää TCP/IP-pinon sulautettuun mikro-ohjaimiinsa. Esimerkiksi Microchipin ENC28J60-moduuli voidaan liittää suoraan useimpiin mikro-ohjaimiin SPI-liitännän avulla. Näissä moduuleissa on tyypillisesti erillinen Ethernet-ohjainpiiri, jonka ominaisuudet riittävät käsittelemään valtaosan verkkoprotokollan vaatimuksista. Tällaisia Ethernet-projekteja suunnittelijat voivat jopa jakaa. Esimerkiksi Githubista löytyy projekti, jossa nettiyhteys luodaan Cypressin ohjelmoitavan PSoC-järjestelmäpiirin ja Microchipin ENC2860-moduulin välille. PSoC3-piiriin pohjaavaa ratkaisua voidaan soveltaa myös PSoC5-piirin kanssa.

Katso lisää tästä Github-projektista: http://github.com/

Tällaisen toteutuksen etuna on se, että se vapauttaa PSoC3-ytimen muihin toimintoihin, eikä lisää komponenttimäärää PSoC Creator -työkalulla kehitettäessä. Laitetasolla tarvitaan vain suojattu RJ45-liitäntä, 25 megahertsin kide tai oskillaattoripiiri, sekä muutama passiivikomponentti.

3. Yhden sirun lwIP-ratkaisu

Sulautettuja järjestelmiä varten suunniteltu (lightweight IP) on suosittu avoimen koodin TCP/IP-pino, jota ylläpitää globaali kehittäjien joukko. Useimmissa sovelluksissa lwIP tuo laitteeseen Ethernet-toiminnallisuuden pienentäen samalla mikro-ohjaimen resurssien käyttöä. Toteutus edellyttää, että sekä MAC-ohjain että fyysinen vastaanotinliitäntä (PHY) ovat mikro-ohjaimella. Ratkaisu sopii kehittäjille, jotka haluavat kehittää taloudellisen ratkaisun ja ovat valmiita näkemään vaivaa pinojen selvittämisessä. Kyse on enemmän tee-se-itse -toteutuksesta. Tämän menetelmän haasteena on järjestelmän resurssien käyttö ja kyky osoittaa MAC-osoitteita dynaamisesti. Dynaamisesti uudelleenkonfiguroitava PSoC-piiri antaa tähän mahdollisuuden.

PSoC-järjestelmäpiirin digitaalinen osio koostuu UDB-lohkoista (Universal Digital Blocks) ja sen arkkitehtuuri on yhdistelmä konfiguroitavuutta ja tehokasta toteutusta. Lähestymistavan kulmakivi on mahdollisuus räätälöidä laitteen digitaalinen toiminta niin, että se vastaa sovelluksen vaatimuksia. Esimerkiksi piirille integroidun DMA-muistiohjaimen avulla voidaan suunnitella konfiguroitavat FIFO-osiot lähetin- ja vastaanotinpuolelle. PSoC Creator -työkalun avulla kehittäjä voi rakentaa oman Ethernet-komponentin ja käyttää sitä virtuaalisena komponenttina järjestelmätason suunnittelussa.

Liitettävyys on tulevaisuutta. Kun piirien valmistajat tarjoavat yhä kypsempiä ratkaisuja kehittäjille, voivat nämä valita niin tuotantovalmiita Ethernet-moduuleja kuin yhden siru tee-se-itse -ratkaisuja omien laitteidensa verkkoyhteyden toteutukseen.

MORE NEWS

Rohde ajatteli spektrianalyysin uusiksi

Rohde & Schwarz on mullistanut signaali- ja spektrianalyysin tuomalla markkinoille täysin uudenlaisen FSWX-analysaattorin. Uutuuslaite haastaa perinteisen arkkitehtuurin yhdistämällä monikanavaisen mittauksen, sisäisen ristiinkorrelaation ja laajakaistaisen analyysin. Aiemmin näitä ominaisuuksia ei ole nähty yhdessä ja samassa laitteessa.

Elisa kiihdyttää 5G:tä, mutta kovemmat nopeudet ovat harvojen herkkua

Elisa ja Nokia laajentavat 5.5G-verkon eli 5G Advancedin kattavuutta Suomessa ja Virossa, mutta verkon hyödyt jäävät vielä harvojen käyttöön päätelaitteiden puutteen vuoksi. Elisan teknologiajohtaja Sami Komulaisen mukaan uusi verkko on jo käytössä tietyillä alueilla. - Elisan 5.5G kattaa tällä hetkellä osan pääkaupunkiseudusta sekä Tampereen, Turun ja Jyväskylän aluetta, Komulainen sanoo.

USA pelkää, että kiinalaiset aurinkokennotkin vakoilevat

Yhdysvaltalaiset turvallisuusviranomaiset varoittavat, että kiinalaisissa aurinkosähköjärjestelmissä voi piillä dokumentoimatonta viestintälaitteistoa – ja että nämä voivat mahdollistaa vakoilun tai jopa sabotaasin sähköverkkoon.

AMD:n uusi tekoälyprosessori nostaa riman korkealle

AMD on julkistanut uuden sukupolven Instinct MI350 -sarjan grafiikkaprosessorit, jotka on suunniteltu erityisesti generatiivisen tekoälyn ja huipputason laskennan vaatimuksiin. Uutuudet lupaavat jopa nelinkertaista laskentatehoa ja merkittäviä parannuksia energiatehokkuudessa aiempiin sukupolviin verrattuna.

Trian uusin tukee Windowsia, Androidia ja Linuxia

Sulautettujen tietokonealustojen valmistukseen erikoistunut Tria on julkistanut uuden perheen laskentamoduuleja, jotka perustuvat Qualcommin Dragonwing-prosessoreihin ja tukevat nyt kolmea eri käyttöjärjestelmää: Windows 11 IoT Enterprisea, Androidia sekä Yocto Linuxia.

Yksi koodi, monta laitteistoa

ETN - Technical articlePrototyyppien kehitystyössä nopeus on valttia. Markkinoilla menestyvät sovellukset, joilla aikaan saadaan uusia ja virtaviivaistetaan jo olemassa olevia palveluita. Nykyisin käytössä oleviin sulautettuihin järjestelmiin saadaan lisää toimintoja hyödyntämällä data-analytiikan ja koneoppimisen kaltaisia tekniikoita reaaliaikaisen sensoridatan käsittelyn tehostamisessa. Myös käyttöliittymien kehittymisen tuomien etujen hyödyntäminen helpottaa automaattisten järjestelmien kasaamista ja ohjausta.

Varo matoja kekseissä!

Harvoin tietoturvatiedotteet osuvat näin ytimekkäästi: HP:n varoitus matkailijoille paljastaa evästehuijauksen, joka saattaa päätyä laitteeseesi troijalaisena. Kesälomakauden kynnyksellä matkailijoita vaanii uusi, ovelasti naamioitu tietoturvauhka.

Kaikkein nopeimpien langattomien signaalien testaaminen onnistuu nyt tabletilla

Saksalainen Aaronia esittelee San Franciscon IMS 2025 -messuilla maailman nopeimmat kannettavat reaaliaikaiset spektrianalysaattorit, jotka mahdollistavat jopa yli 3 000 GHz/s pyyhkäisyn – ja kaiken tämän voi tehdä kentällä suoraan tabletilla.

Nokialle tärkeä 5G-sopimus Tšekkiin

Nokia on solminut merkittävän 5G Standalone -verkkosopimuksen Tšekin suurimman operaattorin, O2 Czech Republicin, kanssa. O2 ottaa käyttöön Nokian pilvinatiivin 5G SA Core -ratkaisun, mahdollistaen kehittyneet 5G-palvelut, kuten verkkoleikkaukset, alhaisen viiveen sovellukset ja korkean tietoturvan.

Tamperelainen Unikie voi kasvaa suureksi robottirekkojen ohjaajaksi

Tamperelainen ohjelmistoyhtiö Unikie on ottamassa merkittävän askeleen kohti eurooppalaista läpimurtoa robottiajoneuvojen ohjauksessa. Yritys on solminut globaalin kumppanuuden Deutsche Telekomin kanssa. Tavoitteena on tuoda älykästä automaattista ajoneuvologistiikkaa teollisuusalueille, varikoille ja tuotantolaitoksiin ympäri Eurooppaa – ja mahdollisesti myös sen ulkopuolelle.

Uutuuspiiri vahvistaa tulevia PCIe 6 -signaaleja

Diodes Incorporated on esitellyt ensimmäisen PCI Express 6.0 -nopeuksiin (jopa 64 GT/s) yltävän vahvistinpiirin, joka parantaa signaalin laatua uusimman sukupolven liitäntätekniikoissa. Uusi PI3EQX64904 on lineaarinen, nelikanavainen PAM4-vahvistin, jonka tehtävänä on varmistaa luotettava tiedonsiirto vaativissa sovelluksissa, kuten datakeskuksissa, tekoälyjärjestelmissä ja suurteholaskennassa.

Nokia luottaa AMD:n uusimpaan 5G-pilvilaskennassa

Nokia ottaa käyttöön AMD:n 5. sukupolven EPYC-prosessorit osana 5G-verkkonsa pilvi-infrastruktuuria. AMD:n suorituskyky ja energiatehokkuus tukevat Nokian Cloud Platformia, joka toimii 5G-runkoverkon eli 5G Coren laskenta-alustana.

10 wattia sokeripalan kokoisesta teholähteestä raiteille

Traco Powerin uusi TMR 10WIR -sarja tarjoaa jopa 10 watin tehon vain sokeripalan kokoisessa SIP-8-metallikotelossa. Poweri on kvalifioitu käyttöön rautateillä. Kompakti DC/DC-muunnin on suunniteltu erityisesti vaativiin liikenne- ja teollisuussovelluksiin, joissa tila on kortilla, mutta laatuvaatimukset korkealla.

Datan lähettäminen näkyvällä valolla on turvallisempaa

Langattoman tiedonsiirron uusin läpimurto perustuu näkyvään valoon. Skotlantilainen pureLiFi on julkaissut uuden Kitefin XE -järjestelmän, joka mahdollistaa nopean ja erittäin turvallisen langattoman yhteyden ilman perinteisiä radiotaajuuksia, kuten WiFi- tai mobiiliverkkoja.

LUMI on nyt maailman yhdeksänneksi tehokkain

Suomen CSC:n ylläpitämä LUMI-supertietokone on rankattu maailman yhdeksänneksi tehokkaimmaksi supertietokoneeksi tuoreessa kesäkuun 2025 TOP500-listauksessa. Samalla se on koko kärkikymmenikön energiatehokkain järjestelmä.

Samaa koodia Arm- ja RISC-V-prosessoreille

Sulautettujen järjestelmien ohjelmistokehittäjille koittaa helpotus. Ruotsalainen IAR on julkaissut päivitetyt versiot työkaluistaan, jotka mahdollistavat saman lähdekoodin hyödyntämisen sekä Arm- että RISC-V-arkkitehtuureissa. Tämä avaa merkittäviä mahdollisuuksia kustannustehokkaaseen ja skaalautuvaan tuotekehitykseen erityisesti auto-, teollisuus-, lääketekniikka- ja IoT-markkinoilla.

Yksi ainoa siru optimoi sähköauton akuston

Sveitsiläinen LEM on lanseerannut uuden virranmittausyksikön sähköajoneuvojen  akkujen hallintaan. Ensimmäistä kertaa markkinoilla LEM on yhdistänyt shuntti- ja avoimen silmukan Hall-ilmiöteknologiat yhteen osaan, jota kutsutaan hybridivalvontayksiköksi (HSU). Uutuudella yhtiö vastaa pienen tilantarpeen, alhaisen kustannustason ja korkeimman turvallisuustason haasteisiin sähköautojen akkujen hallintajärjestelmissä.

Pieni parannus pidentää langattomien hiirten käyttöaikaa merkittävästi

Renesas esittelee ensimmäisen mikropiirin, joka tukee uutta USB-C 2.4 -standardia – vaikutukset ulottuvat suoraan langattomien pelihiirten virrankulutukseen ja yhteensopivuuteen. Langattomien pelihiirten yksi suurimmista haasteista on ollut virrankulutuksen ja suorituskyvyn tasapainottaminen. Uusin päivitys USB-C-standardiin voi vaikuttaa tähän yllättävän paljon.

Uusi RTOS alkaa vallata pieniä mikro-ohjaimia

Sulautettujen järjestelmien maailma on saamassa uuden suunnan, kun PX5 RTOS – uusi reaaliaikakäyttöjärjestelmä ThreadX:n alkuperäiseltä kehittäjältä William Lamielta – alkaa nousta esiin vaihtoehtona pieniin ja vaativiin mikro-ohjainympäristöihin. Viimeisin merkittävä askel tässä kehityksessä on saksalaisen debuggausjätti Lauterbachin ilmoitus täysimittaisesta TRACE32-tuesta PX5:lle.

Tässä toukokuun pahimmat haittaohjelmat

Tietoturvayritys Check Pointin toukokuun haittaohjelmakatsaus paljastaa, että FakeUpdates on yhä yleisin sekä Suomessa ja maailmalla. Raportin mukaan FakeUpdates vaikutti 5,41 prosenttiin organisaatioista maailmanlaajuisesti. Suomessa sen esiintyvyys oli 3,80 prosenttia.

Yksi koodi, monta laitteistoa

ETN - Technical articlePrototyyppien kehitystyössä nopeus on valttia. Markkinoilla menestyvät sovellukset, joilla aikaan saadaan uusia ja virtaviivaistetaan jo olemassa olevia palveluita. Nykyisin käytössä oleviin sulautettuihin järjestelmiin saadaan lisää toimintoja hyödyntämällä data-analytiikan ja koneoppimisen kaltaisia tekniikoita reaaliaikaisen sensoridatan käsittelyn tehostamisessa. Myös käyttöliittymien kehittymisen tuomien etujen hyödyntäminen helpottaa automaattisten järjestelmien kasaamista ja ohjausta.

Lue lisää...

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

NEW PRODUCTS

 
 
article