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

Suomi ei enää 5G-kärjessä – Ooklan raportti paljastaa yllättäviä eroja Euroopassa

Tuore Ooklan raportti maalaa yllätyksellisen kuvan Euroopan 5G-tilanteesta: perinteisesti mobiiliteknologian etulinjassa kulkenut Suomi ei enää yllä kärkisijoille 5G-peitossa. Sen sijaan Tanska, Ruotsi ja Sveitsi johtavat nyt kattavuustilastoja, kun taas Suomi jää alle EU:n keskiarvon.

AFE-tehopiireissä ratkaisee oikea tasapaino

ETN - Technical articleAnalogisen etupään (AFE) valinta on keskeinen osa tehosovelluksen suunnittelua. Valinta on usein tasapainottelua suorituskyvyn, kustannusten ja toteutuksen monimutkaisuuden välillä – integroidusta SoC-ratkaisusta aina erilliskomponentteihin asti.

Kiina rajoittaa sähköautojen akkuteknologioiden vientiä länteen

Peking on ilmoittanut uusista rajoituksista, jotka vaikeuttavat keskeisten sähköautojen akkuteknologioiden siirtoa ulkomaille. Kiinan kauppaministeriön mukaan kahdeksan avainteknologian vienti — mukaan lukien sähköautojen edullisiin akkuihin liittyvät ratkaisut — edellyttää jatkossa valtion myöntämää vientilupaa. Päätös tuli voimaan välittömästi. Asiasta raportoi NY Times -lehti.

OnePlussan uusi myyntitykki tulee vaikeille markkinoille

Maailmanlaajuinen älypuhelinmarkkina kasvoi vaivaisen prosentin vuoden 2025 toisella neljänneksellä, kertoo tutkimusyhtiö IDC. Taloudellinen epävarmuus, Kiinan heikko kysyntä ja inflaatio painavat erityisesti halvempien Android-puhelinten myyntiä. Näissä oloissa OnePlus tuo markkinoille uuden Nord CE5 -mallinsa – edullisen, mutta ominaisuuksiltaan yllättävän kovan laitteen.

Kaapeli haastaa kuidun – suomalainen Teleste kehityksen kärjessä

Teleste ja VodafoneZiggo rakentavat ensimmäistä suuren mittakaavan DOCSIS 4.0 -verkkoa Euroopassa 1.8 GHz -taajuusteknologialla. Uusi ratkaisu tuo kaapeliverkoille kuituyhteyksien kaltaisen suorituskyvyn.

Tältä muistitikulta ei voi varastaa dataa

Kingston on julkaissut maailman ensimmäisen FIPS 140-3 Level 3 -sertifioidun ja TAA-yhteensopivan USB-muistitikun. Uusi IronKey D500S nostaa tietoturvan uudelle tasolle ja tekee luvattomasta pääsystä tallennettuun dataan käytännössä mahdotonta. Laite on suunniteltu erityisesti viranomaisille, puolustussektorille ja kaikille organisaatioille, jotka käsittelevät erittäin arkaluontoista tietoa.

Testaus vie kohti globaaleja 5G-verkkoja

Mittauslaitevalmistaja Anritsu on vahvistanut 3GPP Release 17 -standardin mukaiset NR NTN -testitapaukset 5G NR -mobiililaitteiden testausalustallaan ME7834NR. Testit on hyväksytty 3GPP:n RAN5-työryhmässä, joka vastaa radioteknologioiden testausmäärityksistä.

Kuivaelektrodilla kaksinkertainen kapasiteetti akkuun

Adelaiden yliopiston tutkijat ovat onnistuneet kehittämään uudenlaisen kuivaelektrodin sinkki-jodiakkuun, joka tuottaa yli kaksinkertaisen suorituskyvyn perinteisiin litiumioni- ja jodiakkuihin verrattuna. Kyseessä on merkittävä edistysaskel erityisesti uusiutuvan energian varastointiin ja sähköverkon tasapainottamiseen.

Merkittävä läpimurto kondensaattoreissa

Japanilainen Murata on saavuttanut merkittävän teknologisen läpimurron kondensaattoriteknologiassa. Yhtiö on käynnistänyt maailman ensimmäisen massatuotannon 47 mikrofaradin (μF) monikerroksisista keraamisista kondensaattoreista (MLCC) ultrakompaktissa 0402-tuuman koossa (1,0 × 0,5 mm).

NI yhdisti 14 instrumenttia opiskelijoiden mittauslaboratorioon

NI:n nykyään omistava Emerson on julkistanut uuden NI Digilent Analog Discovery Studio Max -laboratoriolaitteen, joka yhdistää peräti 14 mittaus- ja testausinstrumenttia yhteen kannettavaan yksikköön. Opetuskäyttöön suunniteltu laite on kehitetty helpottamaan elektroniikan ja mittaustekniikan opetusta sekä luokkahuoneessa että etäympäristöissä.

Samsung siirtymässä piihiiliakkuihin?

Samsung on tiettävästi ostanut yhdysvaltalaisen Group14 Technologiesin 4,5 miljardilla dollarilla. Kauppa viittaa vahvasti siihen, että yhtiö on vihdoin siirtymässä uuteen aikakauteen mobiililaitteiden akkuteknologiassa – kohti piihiiliakkuja.

Fold 7 on Samsungilta napakymppi

Samsung on esitellyt jo seitsemännen polven taivuteltavat Fold- ja Flip-mallinsa. Yhtiössä on nyt kuunneltu käyttäjiä tarkalla korvalla ja erityisesti Fold 7:ssa on tehty iso hyppäys eteenpäin. Aiempaa selvästi ohuempi laite on näytöltään leveämpi ja pitää sisällään lähes kaiken Galaxy S25 Ultran raudan. Tuloksena on mahdollisesti paras Android-laite koskaan. Toki myös Samsungin historian kallein älypuhelin.

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.

article