3D-IC-arkkitehtuureihin siirtyville suunnittelutiimeille suorituskyvyn ja luotettavuuden jatkuva parantaminen tuo mukanaan tuttuja mutta yhä monimutkaisempia haasteita: miten hallitaan tehonkulutusta, poistetaan lämpöä ja otetaan huomioon erilaisten fysikaalisten ilmiöiden monimutkainen vuorovaikutus pinotuissa rakenteissa?
Nykyaikaisen avaruus- ja sotilaselektroniikan suunnittelijoita pyydetään luomaan yhä parempaa suorituskykyä yhä pienemmässä mekaanisessa koossa. Tämä onnistuu parhaiten pinoamalla elektroniikkaa kolmiulotteisesti. Fyysisten rakennevaatimusten lisäksi datansiirtonopeudet kasvavat jatkuvasti ja signaalien eheyden marginaalit kutistuvat.
Lämpöhalvauksen noustessa yhä merkittävämmäksi globaaliksi uhaksi Biodata Bankin CANARIA-kello ennustaa vaaralliset kehon ydinlämpötilan nousut jo ennen oireiden ilmaantumista. Laite hyödyntää Renesasin erittäin vähävirtaista RA0-mikro-ohjainta, joka mahdollistaa kuukausien yhtäjaksoisen mittauksen kompaktissa puettavassa muodossa.
Tekoälyn siirtyminen pilvestä laitteisiin nostaa esiin uuden vaatimuksen: suorituskyky ei synny pelkästä raudasta tai ohjelmistosta, vaan niiden yhteispelistä. Sulautetussa AI:ssa laitteistoarkkitehtuuri ja mallien optimointi ratkaisevat, kuinka paljon laskentaa voidaan tuoda paikallisesti ilman pilviyhteyttä.
Sähkönjakelun alkuajoista alkaen sulakkeilla on suojattu sähköverkkoja ylikuormitustilanteiden varalta. Perinteiset sulakkeet ovat helppokäyttöisiä, mutta ne eivät ole joustavia eivätkä älykkäitä. Nykyajan sovelluksissa, joiden sovellusalue vaihtelee teollisuusautomaatiosta kulutuselektroniikkaan, tarvitaan kehittyneitä suojausominaisuuksia, kuten säädettäviä virtarajoja, lämpötilasuojauksia ja nopeaa reagointia vikatilanteisiin.
Fysiikan peruskurssilla opimme, että energiaa ei voida luoda eikä hävittää, mutta sitä voidaan muuntaa eri muotoihin. Energian säilymislain – eli termodynamiikan ensimmäisen pääsäännön – jälkeen insinöörit ovat etsineet keinoja muuntaa energia käyttökelpoisempiin muotoihin.
Nykyaikaiset järjestelmät vaativat yhä monipuolisempia prosessointiratkaisuja. Linuxissa ajettava reunatekoly ja koneoppiminen lisäävät kompleksisuutta, samalla kun turvallisuuskriittinen ohjaus ja tietoturvasovellukset edellyttävät reaaliaikaista determinismiä. Tämä yhdistelmä kasvattaa kysyntää arkkitehtuureille, joissa useat hartit eli laitteistoketjut voivat ajaa erilaisia kuormia rinnakkain.
Nykyään ja etenkin tulevaisuudessa avaruusjärjestelmillä on yhä tärkeämpi rooli ihmisten elämässä. Järjestelmät auttavat siirtymään paikasta toiseen, antavat tietoa säästä ja yhdistävät ihmisiä toisiinsa. Kaiken lisäksi avaruussovellukset ovat yhä tärkeämpi osa kansallisen turvallisuuden kriittistä infrastruktuuria.
Teollisuuden ja kenttälaitteiden tallennus ei ole enää pelkkää muistia, vaan osa järjestelmän kyberturvaa. Silicon Motionin DefendMax tekee SSD:stä aktiivisen suojakerroksen, joka estää datan korruptoitumisen, torjuu hyökkäyksiä ja pitää järjestelmän käynnissä myös pahimmissa häiriötilanteissa.
Litiumioniakkujen suorituskyky ja käyttöikä eivät riipu pelkästään itse kennosta, vaan ratkaisevassa roolissa on myös laturi. Väärä lataus voi heikentää kapasiteettia, lyhentää elinikää tai pahimmillaan vaarantaa turvallisuuden. Oikein valittu laturi ja latausstrategia taas varmistavat, että akku toimii luotettavasti vuodesta toiseen – ja jopa kymmeniä prosentteja pidempään.
Connectivity Standards Alliancen julkaisema Aliro 1.0 -standardi merkitsee, että uusi turvallisen ja yhteentoimivan kulunvalvonnan teollisuusstandardi on valmis tarjoamaan kätevän vaihtoehdon suljetuille, valmistajakohtaisille ratkaisuille.
Lääkintälaitteiden internet (IoMT) yhdistää diagnostiikan, puettavat anturit ja sairaalalaitteet pilvipohjaisiin järjestelmiin. Etävalvonta, reaaliaikainen data ja koneoppiminen lupaavat parempaa hoidon laatua ja kustannussäästöjä, mutta samalla ratkaistavaksi jäävät yhteentoimivuus, sääntely ja tietoturva.
Teollisuusrobotiikan nopea kasvu ja siirtymä kohti teollisuus 4.0 -ympäristöä nostavat ajoituksen kriittiseksi suorituskykytekijäksi. Älykkäät robotit, IoT-verkot ja tekoälypohjainen laadunvalvonta edellyttävät alle mikrosekunnin synkronointia, johon perinteiset kvartsiratkaisut eivät aina pysty vastaamaan vaativissa tehdasolosuhteissa. Piipohjaiset MEMS-ajoituspiirit tarjoavat tarvittavan vakauden, iskunkestävyyden ja lämpötilansietokyvyn.
Toshiba on kehittänyt ajoneuvojen ECU-yksiköitä varten hilaohjainpiirin, joka antaa suunnittelijoille mahdollisuuden luoda auton ydintoimintojen ohjausta varten yhtenäisen alustan, jota voidaan mukauttaa monenlaisiin kuormiin ja toiminnallisiin turvavaatimuksiin komponenttien valinnan ja ohjelmallisen konfiguroinnin avulla. Ohjainpiiri TB9084FTG kuroo umpeen kuilun vähimmäistoimintoja vaativien piirien ja erittäin monimutkaisten, turvakriittisten osien välillä.
Virtaamamittaus on monissa laitteissa kriittinen mutta usein ongelmallinen toiminto. Perinteiset mekaaniset anturit kuluvat ja jäävät sokeiksi pienille virtausnopeuksille. Ultraäänitekniikkaan perustuvat valmiit moduulit tarjoavat nyt tarkan, huoltovapaan ja helposti integroitavan vaihtoehdon niin kuluttaja- kuin teollisuussovelluksiin.
Internet of Things (IoT) nähdään usein energiasyöppönä ja elektroniikkajätettä lisäävänä teknologiana. Oikein suunniteltuna ja pitkä elinkaari huomioiden IoT voi kuitenkin muodostua keskeiseksi työkaluksi kestävän kehityksen edistämisessä – aina energiankulutuksen optimoinnista paristottomiin anturiratkaisuihin.
Anritsu tuo verkon suorituskyvyn mittauksen paikkoihin, joihin fyysisiä testilaitteita on hankala viedä. Virtual Network Master -ratkaisun ohjelmistopohjaisilla testipisteillä voidaan mitata datakeskus-, pilvi-, 5G- ja edge-yhteyksien välityskykyä, latenssia, viivevaihtelua ja kehyshäviöitä.
Googlen 13 miljardin euron investointi Suomeen on valtava uutinen. Vielä suurempi uutinen saattaa kuitenkin olla se, mitä investointi kertoo Suomen sähköntarpeesta. Tekoäly tarvitsee sähköä. Paljon sähköä, tasaisesti ja ympäri vuorokauden.
Nykyaikaisen avaruus- ja sotilaselektroniikan suunnittelijoita pyydetään luomaan yhä parempaa suorituskykyä yhä pienemmässä mekaanisessa koossa. Tämä onnistuu parhaiten pinoamalla elektroniikkaa kolmiulotteisesti. Fyysisten rakennevaatimusten lisäksi datansiirtonopeudet kasvavat jatkuvasti ja signaalien eheyden marginaalit kutistuvat.
