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?
Kahta eri teknologiaa yhdistävä IT-EMCCD-kuvakenno näkee tarkasti sekä yön pimeydessä että kirkkaassa päivänvalossa. Laajan dynamiikan ansiosta yhdellä kameralla voidaan siten kuvata tarkasti näkymiä, jotka sisältävät sekä erittäin pimeitä että kirkkaita kohtia.
Edelleen me kannamme mukanamme useampaa laitetta sen mukaan, mitä meidän tarvitsee tehdä. Entäpä jos pärjäisimme yhdellä ainoalla laitteella? Intelin Compute Cad -kortti voi olla sellainen.
Buck-boost-muuntimen hyödyntäminen esiregulaattorina mobiililaitteessa tarjoaa vakaasti säädetyn väyläjännitteen alijärjestelmien käyttöön. Esiregulaattori estää hetkelliset jännitenotkahdukset, kun akun napajännitteessä esiintyy vaihtelevan kuormavirran aiheuttamia jännitepudotuksia. Samalla se tarjoaa koko järjestelmälle entistä korkeamman hyötysuhteen.
Monimutkaisia järjestelmiä pakataan yhä tiheämpään esimerkiksi datakeskusten ja mobiiliverkkojen konesaleissa. Kun DC-virratkin samalla kasvavat, syntyvä hukkalämpö nousee ongelmaksi monin tavoin. DC-DC-muuntimiin perustuvan tehonsyötön suunnittelussa komponenttien lämmönsieto sanelee paljolti koko DC-jakelun luotettavuuden.
Myös puettaviin laitteisiin halutaan näyttävä käyttöliittymä animaatioineen, mutta voiko sellaisen toteuttaa pienellä akulla varustetussa laitteessa? Toshiba Electronics Europen uudella TZ1200-prosessorilla se onnistuu.
Nykylaitteet sisältävät useita erilaisia antureita, jotka ovat monimutkaisia raudan ja sulautetun ohjelmiston yhdistelmiä. Erityisesti ohjelmiston testaaminen on suuri haaste suunnittelijoille.
Monimutkaisen ja tehosyöpön tietotekniikan energiatehokkuutta pitää vielä parantaa, jotta asiakkaiden vaatimukset järjestelmien kustannustehokkuudesta ja ympäristövaikutuksista voidaan täyttää. Digitaalisesti toimivat tehomuuntimet ovat tärkeä osa näitä ratkaisuja.
Vaikka CCD-kuvakennot saattavat edelleen olla välttämättömiä joissakin erikoissovelluksissa, CMOS-pohjaiset kuva-anturit valtaavat konenäkösovelluksia kiihtyvään tahtiin. Ne tuovat teollisuuden kuvannusjärjestelmiin uuden luokan suorituskykyä ja toiminnallisuutta.
Miehittämättömät laitteet ja järjestelmät ovat tunkeutumassa lähes kaikille elämänalueille. Samalla ne asettavat aivan uudenlaisia haasteita liitäntätekniikoille.
LTE Cat 1 on standardi, joka määrittelee jopa 10 megabitin ja 10-15 millisekunnin latenssin omaavan 4G-linkin IoT-sovelluksiin. Tällaisen kehitys onnistuu helposti valmiilla moduulilla, kuten sveitsiläisen u-bloxin LARA-R3121:lla.
PWM-sovellusten tehollista resoluutiota voidaan reilusti lisätä hyödyntämällä mikro-ohjaimen NCO- ja CLC-oheislohkoja. Tämä on tarpeen esimerkiksi valaistuksen himmennyksessä sekä korkean hyötysuhteen tehomuuntimissa.
Ohjelmisto ratkaisee järjestelmien tehokkuuden myös mittauksessa ja testauksessa. NI:n uusi LabVIEW NXG on ympäristö, jossa monia toimintoja voidaan tehdä ilman ohjelmointia.
Älykäs valmistus (Teollisuus 4.0) perustuu esineiden internetin tavoin liitettävyydelle, ja tämä tarkoittaa liitäntöjä. Liittimien täytyy olla riittävän kestäviä, "robusteja", teollisuuskäyttöön. Teollisuus 4.0 ei siten ole vai kasvun moottori, vaan myös teknologisen kehityksen vauhdittaja, jota tuottaa laajasti innovaatioita. Nämä innovaatiot edistävät myös muita sektoreita.
Alati kiihtyvä IoT-kehitys vaatii suunnittelijoilta yhä vankempaa RF-tekniikan hallintaa. SoC-järjestelmäpiirien toimittajat tarjoavat avuksi valmiita referenssisuunnitelmia, joiden avulla IoT-laitteen radioliikenteen voi sujuvasti optimoida.
5G ja tulevien Beyond 5G -verkkojen NTN-ratkaisut tuovat langattomat yhteydet alueille, joille maanpäälliset verkot eivät yllä. Erityisen tärkeä rooli satelliittiyhteyksillä voi olla pelastus- ja viranomaisviestinnässä, kun maanpäällinen verkko ruuhkautuu, vaurioituu tai lakkaa kokonaan toimimasta. Liikkuvat satelliitit tuovat kuitenkin 5G-yhteyksiin uusia teknisiä haasteita, joiden ratkaiseminen vaatii perusteellista testausta.
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.
5G ja tulevien Beyond 5G -verkkojen NTN-ratkaisut tuovat langattomat yhteydet alueille, joille maanpäälliset verkot eivät yllä. Erityisen tärkeä rooli satelliittiyhteyksillä voi olla pelastus- ja viranomaisviestinnässä, kun maanpäällinen verkko ruuhkautuu, vaurioituu tai lakkaa kokonaan toimimasta. Liikkuvat satelliitit tuovat kuitenkin 5G-yhteyksiin uusia teknisiä haasteita, joiden ratkaiseminen vaatii perusteellista testausta.
