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...

Ajoneuvojen hiilidioksidipäästöjä voidaan rajoittaa tehokkaasti hyödyntämällä moottorin sammutus-käynnistysautomatiikkaa. Se tuo kuitenkin uusia haasteita auton elektroniikkajärjestelmän suunnitteluun. Buck-boost-tyyppinen tehonhallintapiiri tarjoaa toimivan ratkaisun.

Artikkelin kirjoittajista Leona Okamura toimi Cypress Semiconductorin analogisten tuotteiden markkinointi-insinöörinä ja vastaa uusien tuotteiden spesifikaatioiden määrittelystä. Hänellä on MSc-tason elektroniikkainsinöörin tutkinto Wasedan yliopistosta. Yukinori Maekawa puolestaan toimii Cypressin analogisten tuotteiden sovellusinsinöörinä ja vastaa asiakkaiden teknisestä tuesta. Hänellä on vuosien kokemus tehonsyöttöjärjestelmien ja hybridi-IC-piirien suunnittelusta. 

Hiilidioksidipäästöjen vähentäminen on pakollista autoteollisuudelle. Hallitukset asettavat uusille autoille yhtä tiukempia päästötavoitteita sekä sakkomaksuja säädettyjen CO2-päästörajojen ylityksistä, sillä hiilidioksidin katsotaan olevan kaikkein merkittävin kasvihuonekaasu*). Automaattisesti sammuvan ja uudelleen käynnistyvän polttomoottorin uskotaan olevan tehokkain menetelmä CO2-päästöjen vähentämiseksi.

Automaattisen sammutus-käynnistysjärjestelmän käyttöönotto tuo kuitenkin monia ongelmia ajoneuvon elektroniikkalaitteiden valmistajille. Laturi on käytännössä konepellin alle sijoitettu tehokas generaattori, joka syöttää käyttötehon auton elektroniikkalaitteille ja lataa lyijyakkua. Koska laturia pyöritetään polttomoottorilla, sammutus-käynnistystoiminta rajoittaa auton sähkötehon käyttöä ja aiheuttaa jännitteen notkahtamisen väliaikaisesti.

Tehonkäytön rajoituksia tarvitaan silloin, kun auton moottori sammutetaan automaattisesti esimerkiksi liikennevaloissa ja laturi pysähtyy. Tästä syystä ajoneuvon elektroniikkalaitteiden tehonkulutusta on vahvasti rajoitettava, sillä ne saavat tuolloin käyttötehonsa ainoastaan lyijyakusta.

Väliaikainen jännitteen pudotus ilmenee siinä vaiheessa, kun moottori käynnistyy uudelleen ja laturi alkaa toimia jälleen. Koska laturi sieppaa käynnistettäessä runsaasti virtaa lyijyakusta, elektroniikkalaitteet kärsivät tilapäisestä jännitteen notkahduksesta. Jännite alenee tyypillisesti noin kuuteen volttiin, kun moottori käynnistyy uudelleen esimerkiksi liikennevaloissa. Suurin jännitteen pudotus ilmenee kylmäkäynnistyksen yhteydessä. Jännite voi notkahtaa jopa kolmeen volttiin, kun moottorin öljy on kankeaa kylmän sään vuoksi.

Kuva 1. Ajoneuvon älykkäästä latauksesta huolehtivan alijärjestelmän tyypillinen toteutus.

Näiden ongelmien voittamiseksi elektroniikkalaitteiden suunnittelijat tavallisesti luovat ratkaisuja, jotka taas itse aiheuttavat muita ongelmia. Esimerkiksi OEM-valmistajat voivat rajoittaa elektroniikan toimintoja sammuttamalla joitakin elektroniikkalaitteita aina silloin, kun laturi ei ole toiminnassa. Tämä tarkoittaa kuitenkin joidenkin toimintojen menettämistä, mikä voi olla epämiellyttävää kuljettajan kannalta.

Kun moottorinohjausyksikkö havaitsee, ettei akkua ole ladattu riittävästi, se ei sammuta auton moottoria laturin pitämiseksi toiminnassa, ja tämän tuloksena hiilidioksidipäästöt kasvavat. OEM-valmistaja saattaa myös asentaa suuria ja kalliita komponentteja jännitenotkahduksen sietämiseksi. Syöttöjännitteen säilymisen varmistamiseksi uudelleenkäynnistyksen aikana voidaan käyttää esimerkiksi alipäästösuodinta, mutta se on yleensä kookas ja kallis komponentti.

Vaihtoehtona näille perinteisille lähestymistavoille on käyttää buck-boost-tyyppistä tehonhallintapiiriä. Sellainen on esimerkiksi Cypressin valmistama IC-piiri S6BP202A. Buck-boost-tyyppisellä toiminnalla syöttöjännitteet voidaan muodostaa myösalentuneesta akkujännitteestä. Tällöin tehonhallintapiiri pystyy ilman alipäästösuodinta tuottamaan normaalin 5 voltin syöttöjännitteen myös silloin, kun akkujännite on pudonnut niinkin alas kuin 2,5 volttiin (kuva 2).

Tämän ansiosta moottori ja laturi voidaan pysäyttää useammin, ja näin CO2-päästöjä saadaan vähennettyä. Koska tehonhallintapiiri itse kuluttaa vain hyvin vähän virtaa (20 μA) omaan tarpeeseensa (kuva 3), se sallii enemmän elektroniikkalaitteiden tekemiä toimintoja rajoitetun tehonkäytön aikana.

Kuva 2. Buck-boost-periaatteella toimiva tehonhallintapiiri pystyy säilyttämään 5 voltin syöttöjännitteen, vaikka akkujännite on alentunut jopa 2,5 voltin tasolle.

Kuvat 3. Buck-boost-kytkentäperiaatteella toimiva tehonhallintapiiri kuluttaa itse virtaa vain 20 mikroampeeria.

Aiemmin buck-boost-kytkentäperiaatteella toimivia tehonsyöttöjärjestelmiä ei ole käytetty autoteollisuudessa. Kulutuselektroniikassa tapahtunut buck-boost-tekniikan voimakas kehitys on kuitenkin avannut ovet nyt myös autoteollisuudelle. Saumattomasti toimivat kytkentätekniikat estävät jännitteiden heilahtelut vaihtamalla toimintatavan aina tarvittaessa alaspäin muuntavasta buck-tilasta ylöspäin muuntavaan boost-tilaan ja päinvastoin.

Vaatimukset muuntimien korkeasta hyötysuhteesta ovat puolestaan johtaneet niiden erittäin alhaiseen lepovirtaan. Tarkasti jännitettä valvovat tehonhallintapiirit parantavat järjestelmän luotettavuutta. Toiminta 2 megahertsin kytkentätaajuudella taas varmistaa, etteivät alijärjestelmät häiritse esimerkiksi AM-radion toimintaa. Lisäksi jo tehtaalla esiasetetut jännitteet vähentävät ajoneuvon sähköjärjestelmään kertyvien epäpuhtauksien ja kondenssiveden aiheuttamien jännitevaihtelujen riskiä.

Tarkastellaan lopuksi vielä auton tyypillistä keskitason laitekokoonpanoa (kuva 4), joka sisältää useita instrumentteja (nopeusmittari, kierroslukumittari), 7-segmenttinäyttöisen LCD-paneelin (trippimittari), summerin, muutamia varoitusilmaisimia ja tietoliikenneliitännän (CAN). Instrumenttiryhmä käyttää S6BP202A-piiriä tehonhallintapiirinä ja S6J3120-piiriä mikro-ohjaimena.

Vaikka akun jännite saattaa vaihdella +2,5 ja +42 voltin välillä, ja vaikka auto voi eri tilanteissa joutua arktisesta kylmyydestä (-40°C) aina polttavaan kuumuuteen (+125°C) asti, S6BP202A-piiri tuottaa jatkuvasti stabiilia +5 voltin syöttöjännitettä S6J3120-piirille kaikissa mahdollisissa oloissa.

Kuva 4. Ajoneuvon tyypillinen keskitason laitekokoonpano.

*) Kasvihuonekaasuiksi kutsutaan ryhmää ilmakehän kaasuja, joiden pitoisuuden kohoaminen nostaa ilmakehän lämpötilaa. Ryhmään kuuluvat hiilidioksidin (CO2) lisäksi vesihöyry (H2O), metaani (CH4), typpioksiduuli (N2O), otsoni (O3) sekä joukko kloorifluorihiilivetyjä eli freoneja (CFC).

MORE NEWS

Linuxin suorituskyky parani

Linux 6.16 -ytimen julkaisu tuo merkittäviä parannuksia suorituskykyyn, laitetukeen ja kehitystyökaluihin. Uusi versio on nyt saatavilla, ja se sisältää useita päivityksiä, jotka hyödyttävät sekä työpöytäkäyttäjiä, palvelinympäristöjä että tekoälysovellusten kehittäjiä.

Sulautetut laitteet kovassa kyberpuristuksessa – näin laitevalmistaja täyttää uudet EU-vaatimukset

ETN - Technical articleEuroopan unionin uusi kyberkestävyyssäädös mullistaa sulautettujen laitteiden turvallisuusvaatimukset. Kolmen vuoden siirtymäaika ei jätä aikaa hukattavaksi: laitevalmistajien on kyettävä päivittämään ohjelmistonsa systemaattisesti ja todennettavasti koko tuotteen elinkaaren ajan. Miten tämä käytännössä onnistuu?

Älypuhelimien muisti nopeutuu merkittävästi

Kioxia on julkistanut ensimmäisenä valmistajana markkinoille UFS 4.1 -standardia tukevat sulautetut flash-muistipiirit. Uutuus, joka perustuu yrityksen 8. sukupolven BiCS FLASH -teknologiaan ja innovatiiviseen CBA-arkkitehtuuriin (CMOS suoraan sidottuna muistimatriisiin), on suunniteltu erityisesti tulevaisuuden mobiililaitteisiin.

Microsoftin Copilot vie markkinaosuuksia ChatGPT:ltä

Microsoftin Copilot on ottanut nopeassa ajassa merkittävän aseman tekoälykilpailussa, syöden markkinaosuutta ChatGPT:ltä, joka on hallinnut markkinaa usean vuoden ajan. Stocklyticsin julkaisemien tietojen mukaan ChatGPT:n globaali markkinaosuus laski kahdessa kuukaudessa 84,21 prosentista 79,86 prosenttiin – eli 4,35 prosenttiyksikköä.

FileFix on pirullinen tapa kaapata käyttäjän tietokone

Tietoturvayritys Check Pointin tutkijat ovat paljastaneet uudenlaisen, erityisen ovelan kyberhyökkäystekniikan nimeltä FileFix, joka osoittaa, kuinka tehokkaasti hyökkääjät voivat hyödyntää käyttäjien rutiineja ja luottamusta tuttuihin työkaluihin. Toisin kuin perinteiset haittaohjelmat, FileFix ei hyödynnä teknisiä haavoittuvuuksia — se käyttää hyväkseen pelkästään ihmisen käyttäytymistä.

LabVIEW sai älykkään apurin - ja hänen nimensä on Nigel

NI:n nykyään omistava Emerson on julkistanut uuden tekoälypohjaisen työkalun, Nigel AI Advisorin, joka tuo älykkyyttä ja käytännön tukea insinöörien päivittäiseen testaustyöhön. Nigel integroituu osaksi NI:n tunnetuimpia LabVIEW- ja TestStand -testaus- ja mittausohjelmistoja.

Hotardin ensimmäiset luvut kärsivät dollarin ongelmista

Nokian vertailukelpoinen liikevaihto laski yhden prosentin ilman valuuttavaikutuksia, vaikka raportoitu liikevaihto nousi 2 %:a 4,55 miljardiin euroon. Vertailukelpoinen liikevoittomarginaali putosi 6,6 prosenttiin, ja liikevoitto jäi 301 miljoonaan euroon – 29 % vähemmän kuin vuotta aiemmin.

5G-puhelimien nopeus kasvaa – testaus tukee uusia ratkaisuja

Vuosi 2025 tuo merkittävän harppauksen 5G-puhelimien suorituskykyyn, kun käyttöön otetaan uusia teknologioita 3GPP:n Release 17 -standardin myötä. Yksi keskeinen parannus on tuki uudelle 1024QAM-modulaatiolle, joka mahdollistaa jopa 25 prosenttia suuremman datanopeuden verrattuna aiemmin käytettyyn 256QAM:iin.

Nokialta tulosvaroitus heikentyvän dollarin takia

Nokia on antanut tulosvaroituksen ja alentanut koko vuoden 2025 vertailukelpoisen liikevoiton näkymiään. Yhtiö odottaa nyt liikevoitoksi 1,6–2,1 miljardia euroa, kun aiempi arvio oli 1,9–2,4 miljardia euroa. Syynä näkymien laskuun on Yhdysvaltain dollarin heikentyminen sekä tariffeihin liittyvät vaikutukset.

Tekoälyn kehitys hyötyy suuresti PCIe 5.0:sta

Tekoälyn huima kehitys, erityisesti generatiivisen tekoälyn saralla, vaatii yhä nopeampia ja tehokkaampia tietojenkäsittelyratkaisuja. Uusin esimerkki tästä kehityssuunnasta on PCI Express 5.0 -väylän nopea yleistyminen datakeskuksissa, missä se tarjoaa merkittäviä hyötyjä tekoälysovellusten suorituskyvylle ja tehokkuudelle.

Näin Samsung laihdutti Fold 7:n

Samsungin tuorein taittuvanäyttöinen lippulaiva, Galaxy Z Fold7, on yhtiön ohuin ja kevein fold-malli koskaan. Vuodesta 2019 asti Samsung on kehittänyt taittuvia laitteitaan tavoitteenaan yhdistää taskukoko ja suurinäyttöinen käyttökokemus. Uusin Fold7 osoittaa, että tämä visio on nyt toden teolla saavutettu.

Yksi verkko löytää laitteet kaikkialla maailmassa

Yhdysvaltalainen startup-yritys Hubble Network on ottanut merkittävän harppauksen laitteiden paikannuksessa: se on käynnistänyt maailman ensimmäisen satelliittipohjaisen Bluetooth Low Energy (BLE) -seurantaverkon. Uuden verkon ansiosta Bluetooth-laitteet voidaan jäljittää lähes missä tahansa maailmassa. Mobiiliverkkoja ei tarvita.

Koko 5G-tukiasema toteutettiin ensimmäistä kertaa x86-kortilla

5G-tekniikassa on saavutettu merkittävä virstanpylväs, kun SolidRun ja Amarisoft julkistivat maailman ensimmäisen täysin toimivan 4G/5G-tukiaseman, joka toimii sulautetulla x86-pohjaisella tietokonekortilla. Ratkaisu hyödyntää SolidRunin AMD Ryzen Embedded V3000 -pohjaista COM-moduulia (Com Express Type 7) ja HoneyComb-alustaa, jotka tarjoavat operaattoritason suorituskyvyn kompaktissa muodossa.

AMD tuo kovinta suorituskykyä työasemiin, mutta hinta nousee taivaisiin

AMD on virallisesti julkistanut uuden Ryzen Threadripper PRO 9000 WX -sarjan, joka tuo huipputehokkaan Zen 5 -arkkitehtuurin vaativaan työasemamarkkinaan. Sarjan kärkimalli tarjoaa ennennäkemätöntä suorituskykyä – mutta myös lähes 12 000 dollarin hinnan.

ADI tuo koneoppimismallit sulautettuihin laitteisiin helposti

Analog Devices on julkaissut yhteistyössä teknologiayritys Antmicron kanssa uuden työkalun, joka tekee koneoppimismallien kehittämisestä ja käyttöönotosta sulautetuissa järjestelmissä huomattavasti yksinkertaisempaa. Uusi AutoML for Embedded -ratkaisu on nyt saatavilla avoimen lähdekoodin Kenning-kehyksen osana.

Ansys-jättikauppa valmistui – Synopsysin asiakkaille isoja etuja

Synopsys on saattanut päätökseen yli 35 miljardin dollarin Ansys-yrityskaupan, joka mullistaa elektroniikan ja järjestelmien suunnittelun tarjoamalla asiakkaille laajennetun työkalupaletin siruista kokonaisjärjestelmiin.

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.

article