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...

Webbipohjaiset kehitysympäristöt kehittyvät kovaa vauhtia. Tässä artikkelissa kuvataan uuden Embedded Systems Power Designer -työkalun toimintaa ja käyttöä. Sen avulla voidaan suunnitella teholähde sulautetulle mikro-ohjaimella tai FPGA-piirille.

 

Artikkelin kirjoittaja Devin Crawford on Transim Technologyn sovellusinsinööri. Hän on valmistunut tekniikan tohtoriksi Minnesotan yliopistosta vuonna 1996. Hän on erikoistunut numeerisiin analyyseihin ja simulointiin. Viime aikoina hän on keskittynyt erilaisten sovellusten webpohjaisten suunnittelutyökalujen kehittämiseen.

Embedded Systems Power Designer -sovellus hyödyntää pilvipalvelujen laskentaresursseja ja uusimpia HTML5-ominaisuuksia, joilla on toteutettu intuitiivinen käyttöliittymä ja interaktiivinen suunnittleuympärisöt suoraan selaimeen. Työkalu sisältää valtavat määrät informaatiota yksittäisistä komponenteista ja niiden hyödyntämisestä. Suunnittelijat pääsevät käsiksi tähän laajaan tietokantaan ja voivat sen avulla suunnitella sovelluskohtaisesti räätälöidyn teholähteen muutamassa minuutissa. Tuloksena tullut piirikaavio komponenttiluetteloineen ja suunnittelutiivistelmineen voidaan tallentaa joko pilveen tai paikallisesti omalle työasemalle.

Tausta

Viimeisen 10 vuoden aikana internetistä on tullut monien jokapäiväisten teknisten tehtävien tärkein resurssi. Jokainen voi netistä nopeasti löytää taustatietoa laajata aihevalikoimasta, tai saada käsiinsä tietoa standardeista ja lainsäädännöstä. Kun työskentelee uuden suunnittelun parissa, tietolähde kuten datasheets.com on käytännössä korvaamaton monille suunnittelijoille, jotka etsivät moduuleja tai integroituja piirejä.

Huolimatta tarjolla olevan informaation suuresta määrästä yksi haaste on ennallaan: kuinka saada laajasta informaatiosta kokonaiskuva ja käyttää sitä tehokkaasti. Arrow Electronics on hyödyntänyt asemaansa yhtenä elektroniikan komponenttien johtavista jakelijoista kehittääkseen ongelmaan ainutlaatuisen ratkaisun. Se antaa suunnittelijoille pääsyn kattavaan määrään informaatiota online-suunnittelutyökalujen kautta. Nämä sovellukset käyttävät nykyaikaisia pilvipohjaisia tekniikoita esittääkseen informaatiota sadoista datakirjoista ja teknisistä apudokumenteista interaktiivisessa ympäristössä. Suunnittelijat voivat nopeasti navigoida läpi kompleksisten suunnitteluongelmien samalla, kun sovelluksen riittävä joustavuus varmistetaan. Embedded Systems Power Designerin uusin versio kuvaa hyvin tätä ratkaisua.

Skaalautuva online-tuki

Joustavuutensa ja suhteellinen edullisen hintansa ansiosta ohjelmoitavat logiikkamoduulit kuten FPGA-piirit ovat houkutteleva ratkaisu automaation ja ohjauksen (control) sovelluksille. Näiden moduulien onnistunut käyttö asettaa kuitenkin kovia vaatimuksia teholähteen suhteen. Tehovaatimukset riippuvat moduulin ohjelmoinnista ja yksittäisten teholähteiden täytyy vastata AC-komponentin tarkkoja määrityksiä. Suunnittelijat joutuvat siksi kasvokkain tehtävien kanssa, jotka ovat – ainakin jossakin mielessä – heidän oman ydinosaamisensa ulkopuolella.

Online-suunnitteluympäristö yksinkertaistaa suunnitteluprosessia jakamalla tehtäviä erillisiin askeliin. FPGA-valmistajan määritetykset, jotka muuten pitäisi varmistaa monisivuisista datalehdistä, integroidaan mukaan automaattisesti jokaisella askeleella.

Arrow Electronic Componentsin webbisivustosta pääsee kiinni kehitysympäristöön. Ensikäyttäjät saavat datan käyttöönsä rekisteröitymisen jälkeen. Suunnitteluvaiheiden valmistuessa kaikki inofrmaatio voidaan tallentaa milloin tahansa palvelimelle jatkokäyttöä varten. Piirikaavioita ja muuta sisältöä voidaan jakaa usean suunnittelijan kesken. Siksi työkalu on keskeinen apu myös sovellusinsinööreille, jotka tulevat asiakkaita näiden omissa projekteissa.

Kun käyttäjä avaa ohjelman, Embedded Systems Power Designer näyttää tyhjän piirikaavion kuvan 1 tapaan. Piirikaavioeditorilla käyttäjä voi suunnitella FPGA-piirinsä korkealla abstraktiotasolle. Yksittäiset muuntimet syntesoidaan, simuloidaan ja niitä voidaan jopa modifioida komponenttitasolla. Keskeisen moduulin – vaikkapa Altera Stratix IV FPGA:n – vaatimukset siirtyvät hierarkiassa alaspäin komponenttitasolle niin, että yksittäisten muuntimien suunnittelutavoitteet vastaavat järjestelmän vaatimuksia.



Kuva 1: Piirikaavioeditori piirikaavion suunnitteluun.

Suunnitteluprosessi aloitetaan valitsemalla FPGA-piiri ja asettamalla se piirikaavioeditoriin moduulina. Valittavana on useita Alteran FPGA-piirejä. Muiden valmistajien FPGA-piirejä sekä mikro-ohjaimia on tulossa tarjolle lähitulevaisuudessa. Jännitemääritykset ja teholähteen toleranssit toteutetaan automaattisesti FPGA-moduulin ominaisuuksina. Erillisten tehoalueiden eli -verkkojen vaatimukset voidaan syöttää manuaalisesti, tai Alteran FPGA-piirien tapauksessa arvot voidaan lukea suoraan Alteran EPE-työkalusta (Early Power Estimator), kuten kuva 2 näyttää.

Kuva 2: FPGA-piirin virta- ja jännitemääritykset. Vaatimukset voidaan syöttää manuaalisesti tai suoraan Alteran Early Power Estimator -työkalusta.

EPE antaa tehovaatimusten yläarvojen arviot käyttäjän FPGA-suunnittelun valintojen perusteella. Tämä varmistaa, että tuloksena tulevat muuntimet ovat ko. sovelluksen suhteen optimoituja. Tämä yhteys Alteran suunnitteluympäristöön säästää aikaa ja minimoi suunnittelun aikaisessa vaiheessa tapahtuvien virheiden mahdollisuuden. Kun FPGA on asemoitu piirikaavioon ja virta-arvot on määritelty, teholähteestä generoidaan automaattisesti malli (concept) piirikaavioeditoriin. Esimerkki Stratix IV E -piirin teholähdesuunnitelmasta näkyy kuvassa 3. Tässä näkymässä yksittäiset muuntimet määritellään paikanvaraajina (placeholders), jotka toimivat yksittäisten muuntimien suunnittelun malleina. Niissä on mukana tieto virrasta, jännitteesta ja näiden toleranssista.

Kuva 3: FPGA-piirikaavion topologia luodaan automaattisesti. Yksittäisille muuntimille varataan paikat.

Yksittäisten muuntimien suunnittelu alkaa avaamalla vastaava moduuli virtasuunnitelmassa. Tuplaklikkaamalla jotain moduulia avautu konfigurointi-ikkuna kuvan 4 tapaa. Piirikaavion korkean tason liitännät muuntimen ja FPGA:n välillä toimivat linkkinä, jonka kautta virtavaatimukset saadaan FPGA:lta suunnittelumäkymään. Tätä informaatiota käytetään priorisoimaan saatavilla olevat ohjainpiirit valikkolistassa. Näin useita satoja ohjainpiirejä sisältävästä listasta parhaiten sähköisiin vaatimuksiin sopivat näytetään listalla ylimpänä. Tämä onnistuu algoritmeilla jotka suodattavat tietoa laajasta valioimasta datakirjoja ja sovellusohjeita. Tämä säästää tunteja tai päiviä aikaa sellaiselta suunnittelijalta, jolla ei ole yksityiskohtaista tietoa muuntimien suunnittelusta. Listalla on lukuisten ohjainpiirien lisäksi kohta “Design It”. Se avaa pääsyn interaktiiviseen suunnittelutyökaluun, joka luo kokonaisen mikropiirin muuntimen ympärille. Piiri esitetään kaaviona, ja useissa tapauksissa sen muuttumaton ja vaihtuva (transient) käyttäytyminen voidaan tarkistaa simulaaton avulla.

Kuva 4: Muuntimen suunnittelun syöttöikkuna.

Tässä vaiheessa voidaan myös modifioida komponentin arvoja ja muutosten vaikutukset voidaan nähdä simulaatiossa reaaliajassa. Simulaatio ei lisää laskennan tarvetta, sillä raskaammat prosessit ajetaan palvelimella. Kuva 5 näyttää muuntimen piirikaavion ja simulaation tulokset. Tulokset näytetään omassa ikkunassaan, jossa on useita toimintoja kuten markkeri, zoomaus ja näyttömahdollisuudet yksittäisille käyrille. Toimintojen valikoima ja nopea vasteaika vastaavat sitä, mitä odotetaan perinteiseltä työasemassa tapahtuvassa suunnittelussa.

Kuva 5: Näkymä piirikaaviosta ja muunninpiirin simulaatiotuloksista. Piirikaavio ja osaluettelo yksinkertaistavat suunnittelun tuotantoon viemistä.

Piirin osaluettelo voidaan näyttää seuraavassa vaiheessa. Suunnittelu viimeistellään määrittelemällä hintatieto käyttäjän määrittelemän komponenttilistan perusteella. Sovellus näyttää osien saatavuuden ja hinnan ja osalista voidaan ladata käyttöön taulukkona. Jos yksittäisiä komponentteja vaihdetaan määriteltyjen kriteerien mukaisesti, voidaan vaihdossa käyttää suodintoimintoa. Kuva 6 näyttää, miten kondensaattori voidaan valita c-arvon, koteloinnin, valmistajan tau maksimitoimintajännitteen perusteella.

Kuva 6: Valintasuodin auttaa valitsemaan yksittäisiä komponentteja listalta lisäkriteerein avulla.

Tässä kuvatut suunnitteluvaiheet hyödyntävät lukuisien moduulien määrityksiä ja sovellustietoa, jotta FPGA:n teholähteeksi voitaisiin toteuttaa optimoitu topologia. Algoritmit tukevat nopeaa online-suunnitteluprosessia, joka voidaan sovittaa yksittäisen suunnittelun määrityksiin.

Kun muunninpiiri on saatu valmiiksi, tarkistetaan aina, että teholähteen määrityksiin on vastattu FPGA-piirin näkökulmasta. Tämä tarkistus voidaan tehdä manuaalisesti valitsemalla “Check Design” piirikaavion yläreunasta. “Summary”-sivu näyttää yhteenvedon muuntiista, simulaatiotuloksista ja osaluettelosta. Osaluetteloa voidaan myös säätää tässä vaiheessa, kuten kuvasta 6 näkyy.

Yhteenveto

Embedded Systems Power Designer -sovellusta voidaan käyttää sulautettujen moduulien kompleksisten teholähteiden suunnitteluun. Sovellus yhdistää laajan valikoiman sovellustietoa intuitiiviseen käyttöliittymään, joka ohjaa suunnittelijat kompleksisen suunnittelutehtävän läpi muutaman yksinkertaisen vaiheen kautta. FPGA-määritysten perusteella piirejä sovitetaan muuntimille ja niiden komponenteille. Prosessin lopuksi suunnittelija saa käyttöönsä kaiken suunnittelutiedon piirikaaviosta komponenttiluetteloon, topologiakuvaukseen ja simulointituloksiin.

Lisää tietoa työkalusta, sekä sen kokeilumahdollisyys löytyy verkosta osoitteesta arrow.transim.com/designweb.

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