Elektroniktidningen oktober 2023

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

NR 10 OKTOBER 2023

Skräpsamling i rymden kräver bra syn

TEMA:

AI & INBYGGDA SYSTEM

Navigering i rymdens vakuum görs bäst med IR-kamera, enligt Luleå­startuppen Vimotek. Marknaden för möjliga tilllämpningar exploderar. /14–15

INTEL:

LEXENERGY:

OLOF KINDGREN:

Byter till glas i substratet

Batterier laddar batterier

Nya verktyg för öppna kärnor

/6

/8

/18–19

PRENUMERERA KOSTNADSFRITT!

WWW.ETN.SE/PREN

INNEHÅLL: ETN 10/23

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Persuddevägen 50A, 135 52 Tyresö telefon: 0734-17 10 99 www.etn.se bankgiro: 5456-3127 redaktion: Jan Tångring (ansv. utg.) Per Henricsson medverkar i detta nummer: Olof Kindgren grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, typa jocke.flink@typa.se

24

10 12

16

22

annonser: Anne-Charlotte Lantz, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se prenumeration: webb: www.etn.se/pren e-post: pren@etn.se

Jan Tångring Bevakar in­byggda system, mjukvara, processorer, kort och skärmar. jan@etn.se | 0734-17 13 09

Per Henricsson Bevakar test & mät, rf och kom­munikation, produktion, FPGA, EDA och passiva komponenter. per@etn.se | 0734-17 13 03

Anne-Charlotte Lantz Ansvarar för sälj- och ­marknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99 © Elektroniktidningen 2023 upplaga: 13 000 ex. Allt material lagras elektroniskt. issn 1102-7495 Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingen­jörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper av Stibo Complete. omslagsbild: ESA-projektet Clearspace ska testa att rensa rymden från skrot.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

4 10 12

4

KTH överväger att lämna Kista Den 22 november avgörs framtiden för KTH:s framgångsrika halvledarverksamhet i Kista och därmed också Electrumlabbet.

Tre labb blir ett Den 5 oktober invigde testhuset Element sitt nya labb i Linköping där 150 anställda arbetar med materialprovning, produktprovning, kalibrering och certifiering. DEBATT: Svensk rymdindustri har fastnat i fel bana! Hur kan Sverige vara så tekniskt starkt inom rymd, men ekonomiskt så svagt? Fredrik Bruhn, rymdentreprenör, och Aaron Dinardi, ex-SpaceX förklarar ”den svenska rymdparadoxen”.

16 20

Arm designar din serverprocessor Arm har släppt verktyg som sägs göra det mycket enkelt att designa en serverprocessor. Är x86-duopolet hotat? EXPERT: Utveckla för Risc V i svenska simulatorn Jakob Engblom och Peter Nyström på Intel berättar om det stöd som den svensk­ utvecklade simulatorn Simics ger för den öppna arkitekturen Risc V.

22

EXPERT: Konsten att verifiera C-bibliotek – varför och hur Hur kan man kvalificera C:s standardbibliotek när det inte ens har en strikt definition? Marcel Beemster ger en inblick i hur Solid Sands verktyg Superguard verifierar C-bibliotek för kritiska system.

24

EXPERT: Helium får Cortex-M85 att sväva Den senaste styrkretskärnan från Arm, Cortex-M85, är inte bara designad för att klara maskininlärning med begränsad beräkningskraft och minne utan även avancerad signalbehandling, skriver Eldar Sido på Renesas Electronics.

26

EXPERT: Arduino genom tiderna Den klassiska hobbykortet blev något av en industristandard. Mark Patrick på Mouser Electronics presenterar den kompletta portföljen.

3

STARTBLOCKET

KTH överväger att lämna Kista och Electrumlabbet Samtidigt som EU pekat ut halvledare som strategiskt viktigt och satsar hundratals miljarder på området kan KTH vara på väg i motsatt riktning. Den 22 november avgörs framtiden för högskolans framgångsrika halvledarverksamhet i Kista och därmed också Electrumlabbet.

F

rågan är enkel, går det att spara pengar genom att flytta verksamheten i Kista till KTH:s campus vid Valhalla­ vägen utan att forskning och utbildning blir lidande? Utredningen som blev offentlig 3 ­oktober reser visserligen en rad frågetecken men kommer ändå fram till slutsatsen att det nog kommer att gå bra att separera utbildning och forskning från renrumsverksamheten i Electrumlabbet. Att flytta renrummet som är klassat som en nationell resurs är inte aktuellt, det skulle kosta mellan 500 miljoner och en miljard kronor. Renrummet på 1300 kvadratmeter invigdes 1987 och delas med forskningsinstitutet Rise plus ett antal bolag som knoppats av under åren. Enligt utredaren utgör forskarna hälften av användarna. Räknar man istället tiden de nyttjar labbet utgör de 20 procent.

4

Labbet uppgraderas årligen för 10 till 20 miljoner kronor och bortsett från viss bas­ utrustning samordnas inköpen med renrummen i Lund, Uppsala och på Chalmers för att pengarna ska användas så effektivt som möjligt. Labben är hörnstenarna i Vinnovas ambition att få till ett svenskt halvledarinstitut inom det som EU kallar Chips JU och som är en del av unionens mångmiljardsatsning på att lyfta halvledarkompetensen och få tillbaka tillverkning i Europa. Inför nästa forskningsproposition har rektorerna på KTH, Chalmers och i Lund uppmanat regeringen att satsa en miljard under tio år på området. T I T TA R M A N O M S ÄT T N I N G S M Ä S S I G T på KTH:s verksamhet i Kista är den relativt stor, utredaren skriver att den i ekonomiska termer är fullt jämförbar med forskningen vid några av de mindre högskolorna i Sverige. I Kista finns det 800 så kallade helårstudieekvivalenter (1 500 till 2 000 aktiva studenter), 185 forskarstuderande har disputerat de senaste tio åren och 26 industridoktorander är knutna till verksamheten. Hyran för lokalerna i Kista är budgeterad till 49 miljoner kronor i år och 52 miljoner nästa år. Som jämförelse beräknas campus på Valhallavägen kosta 801 miljoner kronor i år. Vad en flytt skulle gå på har utredaren inte funderat på.

Lokalhyran i Kista är annars billigare räknat per student än vad det kostar på campus på Valhallavägen. Dessutom finns det inte tillräckligt med lediga lokaler på Valhallavägen för att flytten ska gå smärtfritt. Utredaren skriver att bara två av de tre forskningsgrupperna i Kista kan sitta med resten av de anställda vid EECS, Skolan för elektroteknik och datavetenskap, som Kistafilialen är en del av. Förutom elektroteknik ingår data­ vetenskap, intelligenta system och människocentrerad teknik i EECS. Var den tredje och största gruppen ska sitta är oklart. D E S S U TO M KO N S TAT E R A R utre­da­ren att arbetstiden för studenter och lärare kan behöva schemaläggas mellan klockan 8 och 18 för att lokalerna ska räcka till. Idag slutar den klockan 17 vilket gör det enklare för alla med barn. Ett annat alternativ som lyfts fram är

”Detta är en mycket oroväckande utveckling. Andra länder inom EU och globalt gör stora satsningar på detta område, medan Sverige går åt motsatt håll. Det kluster som finns i Kista, med Electrum, Rise och framgångsrika företag riskerar att utarmas. Detta samtidigt som regeringen drar ner anslagen till Vinnova. Detta är helt fel väg att gå för ett innovationsland som Sverige!” Anna Wibom på innovationsprogrammet Smartare Elektroniksystem

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

STARTBLOCKET FOTO: KTH

”Rise verksamhet i Kista gynnas naturligtvis av de olika aktörer som finns där. Vi är dock övertygade om att KTH tar beslut som är riktiga för deras verksamhet”. Charlotte Karlsson, vice vd på forskningsinstitutet Rise

”Att investera storskaligt i forskning och utbildning inom elektronik och halvledare är direkt avgörande för svensk industris fortsatta konkurrenskraft, konstaterar Stefan Jakab, generalsekreterare i Svensk Elektronik. Den gröna omställningen, som måste genomföras, är direkt avhängig just elektronik, och kan ge Sverige den pole position som krävs för en långsiktigt hållbar tillväxt. Branschorganisationen Svensk Elektronik välkomnar Vinnovas arbete att inom EU Chips JU skapa möjligheter för forskning, utveckling och tillverkning av halvledare i Sverige och övriga Europa”.

webbaserad undervisning om lokalerna inte räcker till. Det finns inte heller tillräckligt med självstudieplatser på Valhallavägen men där kan det näraliggande Albanova komma att nyttjas. Det finns dock en uppenbar fördel med en flytt, den löser problemet med att lärare som är baserade på Valhallavägen inte vill åka till Kista för att undervisa vilket ökar arbetsbelastningen för lärare som

är anställda där. En flytt ger också bättre möjligheter att samarbeta med kollegor inom EECS. Den 4 oktober presenterades resultaten för universitetsstyrelsen och därefter ska KTH:s ledningsgrupp ta fram ett beslutsförslag som universitetsstyrelsen kan ge ett inriktningsbeslut utifrån den 22 november. PER HENRICSSON per@etn.se

”Svensk Elektroniks inställning är att utökad och stabil finansiering av nationell renrumskapacitet för framtidens elektronik och halvledare är strategiskt viktigt för Sverige. För att möta industrins behov är ett starkt svenskt och europeiskt nätverk för renrum och pilotlinor samt att utnyttja synergier mycket viktigt”, säger Elisabet Österlund, ordförande i Svensk Elektronik. ”Kan man genomföra flytt och omlokalisering och fortfarande garantera att Electrumlabbet och KTHs halvledarverksamhet inte äventyras, ser vi inga hinder, avslutar Stefan Jakab”.

Levererar mer Det största urvalet av halvledare och elektroniska komponenter i lager, redo att skickas™

mouser.se

STARTBLOCKET

Intel byter till glas i avancerade kapslingar INTEL

AI- och serverkretsar blir allt större och effekthungrigare för varje ny generation. För att kapslingen inte ska stoppa utvecklingen planerar Intel att mot slutet av detta decennium byta dagens substrat av epoxi och glasfiber till glas.

G

las är formstabilare och slätare än substrat av epoxi och glasfiberväv plus att fördelarna ökar ju större och ju fler kiselbitar det sitter i kapseln. Att därför byta kärnan i kapslarnas mönsterkort till glas är ett naturligt steg även om det fortfarande återstår en hel del arbete innan tekniken kan lämna utvecklingslabbet. – Vi har satt ihop en komplett testkrets med ett glassubstrat och två chip som fungerar, säger Rahul Manepalli på Intel. Den har tillverkats i företagets pilotlina i Chandler, Arizona, där Intel har ett utvecklingscenter för avancerad kapsling liksom en fabrik för 2D- och 3D-byggsätt, Emib och Foveros, som använts kommersiellt sedan 2017 respektive 2019. Intel har satsat över en miljard dollar under tio års tid på utveck-

lingen av glassubstrat tillsammans med olika leverantörer av maskiner och material. Företaget verkar nu känna sig tillräckligt säkert på att allt kommer att fungera, för att lätta lite på förlåten. F Ö R D E L A R N A M E D glassubstrat är lätta att förstå. En glasyta är mycket planare än ett mönsterkort av glasfiberväv och epoxi vilket gör att man kan skapa tunnare ledare med kortare avstånd mellan dem men också dra ledare genom glaset. Testkretsen har tre ledarlager på vardera sidan av glassubstratet som är 1 mm tjockt. Genom att designa glaset med rätt sammansättning går det också att sänka förlusterna hos signalerna jämfört med glasfiber och epoxi. Dessutom ligger värmeutvidg­ ningskoefficienten närmare

kislets vilket minskar risken att temperaturcykling får chipen att lossna. D E T H Ä R Ä R G O D A nyheter för extremt stora och effekthungriga kretsar till servrar och för AI-beräkningar, som redan idag ligger på gränsen för vad som går att göra med organiska laminat. Dessutom blir det enklare att ha flera chip i samma kapsel, exempelvis ett AI-chip och ett minne. Intel räknar med att ledarna i en framtida kommersiell process kan göras med en bredd under 5 µm och med avstånd på 5 µm. Förbättringen kommer sig av den slätare ytan som gör att mönstret som projiceras under tillverkningsprocessen får skarpare konturer. Avståndet mellan två viahål genom substratet kan vara mindre än 100 µm. För själva chipen räknar Intel

Kärnan i dagens kapslingssubstrat består av glasfiberväv och epoxi (det gröna i vänstra bilden), Intel vill byta ut det mot glas (det blåa i högra bilden).

6

med att de kan ha lödkulor med ett avstånd som är mindre än 36 µm när det bara finns ett chip i kapseln, så kallad D2D (die-todie) medan det i kapslar med flera chip är under 80 µm som gäller för lödkulorna, även kallat core bump pitch. Glas gör det också möjligt att öka storleken på chipen, Intel räknar med så mycket som 50 procent extra eller kapslar så stora som 240×240 mm. G L A S E T S S L ÄTA Y TA i kombination med de dielektriska egenskaperna ger lägre signalförluster vilket innebär att det blir möjligt att hantera datatakter upp till 448 Gbit/s utan att gå över till fiberopisk kommunikation. Det blir också enklare att tillverka kondensatorer och induktanser på substratet eftersom glas tål de högre temperaturer som behövs för tillverkningsprocessen till skillnad från organiska material, som kan skadas. Hur långt fram den kommersiella lanseringen ligger är oklart, Intel nöjer sig med formuleringen ”andra halvan av detta årtionde”.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

NEW

12-Bit High-Definition Oscilloscopes from 20 GHz to 65 GHz WaveMaster 8000HD is the only high-bandwidth oscilloscope designed for all stages of product development. No other oscilloscope supports more engineering tasks with more tools. ● Up to 65 GHz Bandwidth at 320 GS/s ● 12 bits at full Bandwidth and Sample rate ● 8 Gpts – the industry’s longest acquisition Memory ● Unrivalled validation and debug capabilities ● Built-in serial data expertise

Teledyne LeCroy Sweden Tel. 070 316 46 28 teledynelecroy.com

STARTBLOCKET

Batteriladdaren som går på batteri En snabbladdare med inbyggt batterilager – det ska Göteborgsföretaget Lexenergy installera på Ica ­Kvantum i Hovås. År 2024 går den i volymproduktion.

L

exhub, som laddaren heter, installeras med effekter mellan 150 och 360 kW. Stationen är skalbar vad gäller antalet laddstolpar, effekt och energi. Och så går det att sitta på den – en hittills underskattad finess, tycker Elektroniktidningen. Det överträffar att sitta i bilen och vänta. – Man kan ta en fika med familjen, säger Robin ­Andersson, som grundade Lexenergy till­sammans med sin partner Matilda Thorsell. Konstruktionen behöver inget fundament, bara en plan hållfast yta. – Vi har lyckats extremt bra med att minimera installationskostnaderna. Företaget har ett mål för installerad effekt 2025 som det inte vill avslöja, men det handlar om större volymer och siktet är inställt på global export. Snabbladdare med lokalt batteri är inget nytt. Det finns flera användningsområden. Skellefteå kraft installerar ett Northvoltbatteri på hållplatsen Sillekrog utanför Nyköping för att slippa vänta på en bättre anslutning till elnätet. Batteriet slöladdas och töms sedan i hög effekt.

8

En annan poäng med lokalt batteri kan vara att spekulera i timpriser. Det gör bland annat Tesla på vissa laddplatser med höga priser och stora prisvariationer. Den modellen liknar lite grand vad Lexenergy gör – batteriet kan sälja elnätstjänster och det är även en av huvudpoängerna med Lexhub. – Vi jobbar med större ansluten effekt och anpassar hur vi använder den anslutningen beroende på hur stabilt elnätet är. Lexhub är smart – den står i kontakt med elnätsoperatören och kan avgöra när den ska ladda från batteriet och när den ska ladda från elnätet – och hur mycket. Företaget avstår från att avslöja storlekar på batterier och säkringar och om de gör last­ balansering mellan uttagen. Lexenergy siktar till att börja med på Skandinaviens mark­nad. – Men vi ser redan stort in­ tresse från andra delar av Eu­ropa. Första Lexhub utanför Skan­di­ navien beräknas att vara i drift under 2024. Invigningen av den första skarpa Lexhub ska enligt planen ske på ICA Kvantum i Nya Hovås den 20 oktober. Partners som

­ llevio och Audi kommer att E vara där, och finansiären Energi­ myndigheten kommer att säga några ord. Projektet startade tillsammans med Energimyndigheten och Ellevio. –Vi tre gick ihop och tog fram en lösning. Ellevio är Sveriges näst största nätägare, efter Vattenfall. Företaget täcker bland annat det mesta av Stockholm. Energimyndigheten är med i projektet eftersom den ser ladd­ infrastrukturen som central i energiomställningen. Lexenergy bildades för två år sedan. Företaget vill inte berätta hur många anställda det har – men antalet ökar Lexenergy drygar även ut med konsulter och rådgivare. Finansiering på sammanlagt 15 miljoner kronor – bidrag, lån, ägarkapital – kommer från bland annat Energimyndigheten, Almi, Ellevio och Kampradstiftelsen. Finansieringsrundan övertecknades med 300 procent. Beställningar finns hittills fram till mitten av 2024, främst i Sverige. Vad gäller kunder är strategin att söka samarbeten med de aktörer kring laddplatser som redan finns. – Vi arbetar med långsiktiga

Är det en bänk som Lexenergy byggt på Ica Kvantum i Hovås? Jo, det också. Men i bänken ligger batterier som inte bara snabbladdar elbilar utan även stöder elnätet.

strategiska partnerskap, säger Robin Andersson. Produktionen håller på att flyttas till betydligt större lokaler. Det som Lexenergy gör själv är främst montering av färdiga komponenter och kvalitetssäkring. Hur många behöver ni ­anställa för produktionen? –Vi håller just på att kolla upp det. Produktionschefen har tidigare erfarenhet av volymproduktion av energilager. Finns konkurrens? – Det finns några aktörer som kombinerar batterier med laddning. Men vi har intelligens och funktionalitet som ingen annan erbjuder. Vi har patenterat 15 tekniska innovationer. Batterierna är av typen LFP och levereras av en av världens största batteritillverkare. Second life-batterier är Lexenergy inte intresserat av. – Vi kompromissar inte med prestanda och säkerhet, utan använder kvalitetssäkrade komponenter. Och second life-batterier innehåller ofta kobolt och nickel som vi inte vill använda. Robin Andersson är elektronikingenjör och har tidigare grundat Newcharge som levererar laddlösningar för elbilar. Han har även en bakgrund på internationella bolag inom förnybart, batterier och energilager. JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

3011262526

NeXt level för alla vardagshjältar Upplev den nya Push-X-tekniken Den nya Push-X-tekniken från Phoenix Contact gör anslutningen av kretskortskontakter till en ny upplevelse: direkt, enkel, verktygsfri och med möjlighet till automatiserad bestyckning. Tack vare kompatibilitet med befintliga grunddelar ger XPC nu en extremt snabb, alternativ anslutningslösning. Beställ ett gratis prov nu: phoenixcontact.com/push-x

Linköpingslabbet invigt Testföretaget Element har samlat sina tre verksamheter i Linköping under ett tak. Den 5 oktober invigdes det nya labbet där cirka 150 anställda arbetar med materialprovning, produktprovning, kalibrering och certifiering.

10

Den ursprungliga verksamheten i byggnaden var ett gjuteri. På senare tid använde Saab den för utvecklingen av den civila 340-modellen så ett helt flygplan var uppställt inuti huset. Av den öppna planlösningen med många meter upp till innetaket finns inga spår idag. Huset har förvandlats till 7000 kvadratmeter labb och kontor som delas mellan Element Materials Technology och Element Metech. Mer om Element Metech i artikeln härintill. Under rundvandringen får vi bland annat se ett labb för tester av ytbehandling, som

I E T T A N N AT L A B B drar, trycker, böjer och river olika maskiner i provbitar för att testa hållfastheten hos både metaller och kompositer. Men verksamheten spänner över mycket mer, som materialteknik för batterier och certifiering av renrum. Företaget sysslar också med utbildning och trycker på att lärare inte enbart sysslar med utbildning, de är personer som arbetar praktiskt med det de lär ut.

PER HENRICSSON per@etn.se FOTON: ELEMENT

– Den här satsningen visar på Elements starka och långsiktiga engagemang på den svenska marknaden, säger Mats Boström som är divisionschef för affärsområdet ­Metrology & Calibration EMEAA. Företagets huvudkontor återfinns i ­London men de 9000 anställda och de 270 labben finns runt om i världen. Tio av dem återfinns i Sverige med cirka 300 anställda fördelade på två dotterbolag: Element Metech som sysslar med ­mätteknik och kalibrering, och Element Materials Technology som sysslar med materialteknik, provning och utbildning. Företagets svenska huvudkontor och största laboratorium ligger i Linköping. – Tre år har vi hållit på att bygga. Det finns inte en innervägg som står kvar där den stod förut. Våningsplanet vi är på nu existerade inte, det behövdes 13 betongbilar för att bygga det. Huset är 80 år gammal – det har bjudit på en del överraskningar när man börjar riva i det, men nu när alla är här är det verkligen värt mödan, säger Björn Kullman, chef för Elements verksamhet i Sverige, i samband med invigningen av det nya Linköpingslabbet.

kromatering och lackning, där provbitarna repas eller utsätts för annan mekanisk bearbetning för att sedan sprayas med saltlösning, temperaturcyklas och utsätts för andra miljöfaktorer som kan leda till korrosion.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

STARTBLOCKET

One-stop-shop för kalibrering Element Metech har cirka 180 anställda i Sverige fördelade över åtta labb i Arboga, Eslöv, Göteborg, Husqvarna, Linköping, Ludvika, Stockholm och Trollhättan. Totalt sysselsätter divisionen cirka 500 personer runt om i världen.

– Vi är på långa vägar störst i Sverige inom kalibreringstjänster. I princip kalibrar vi allt från skjutmått till 50 GHz-nätverksanalysatorer, säger Niall Sterling som är chef för Element Metech i Sverige. De svenska rötterna går tillbaka till sent 40-tal och försvarets flygverksamhet. Under lång tid var verksamheten en enhet inom FFV Aerotech. 1994 bildades FFV Mätteknik som köptes av Celsiuskoncernen 1998. År 2000 förvärvades den av försvarskoncernen Saab som sålde den till Bodycote redan 2006. Efter två år såldes den igen och bytte namn till Exova Metech. 2017 köptes Exova av Element. De svenska labben har olika inriktning även om det också finns överlapp vad gäller de vanligaste typerna av kalibrering beroende på att de flesta startat som interna kalibreringslabb på större företag. Överlappet medför att de kan avlasta varandra vid arbetstoppar. I Göteborg finns ursprunget i Ericssons och Saabs interna labb och har fokus på rf-tillämp­ ningar med frekvenser upp till 50 GHz medan det i Ludvika, med urspung i ABB/Hitachis utveckling av högspänd likströms­ överföring, handlar om högra strömmar och spänningar. I Stockholm är pipetter vanligast att kalibrera vilket beror på regionens Life Science. – Det är väldigt brett, ungefär

hälften är elektronik och mekanik, och hälften är övriga storheter så som temperatur, tryck, kraft, flöde med mera, men även validering, mätuppdrag och mätteknisk konsultation är ett växande område. Alla mätningar är såklart spårbara mot de så kallade primärnormalerna men bara delar av verksamheten är ackrediterad av Swedac. Förenklat kan man säga att en ackreditering innebär att Swedac går i god för Element Metech som oberoende granskare. Förutom kalibrering sysslar företaget också med service och reparationer. – Det tillhör vardagen för oss. Vi försöker hålla liv i kundernas utrustningar så länge det går. Det som begränsar är tillgången på fysiska reservdelar. En annan begränsning är om tillverkarna låst justeringsmöjligheterna så att instrumentet bara kan ändras av dem själva. – Vi är en one-stop-shop som håller ihop helheten och som inte är bunden till något visst fabrikat, säger Niall Sterling. Företaget har också en mätbuss som åker runt i Sverige två varv per år. Därmed slipper kunderna skicka det som ska kalibreras till Element Metech. Detta ger enklare logistik plus att stilleståndstiden minimeras vilket särskilt uppskattas av företag med tillverkning, vare sig det handlar om pappersmassa eller elektronik. – Vi håller på att driftsätta ytterligare en ny buss så att vi får redundans och utökar kapabiliteten. Vi klarar 30 GHz idag men i den nya kommer det att vara lite mer rack så vi kan rulla in det som kunderna behöver hjälp med. En mindre del av verksamheten är kurser och utbildningar.

– Vi gör grundläggande kurser om varför man ska kalibrera, och skräddarsydda mättekiska utbildningar anpassade efter kundens instrumentpark. Vi kan också hjälpa till med mer avancerade utbildningar inom tillämpning av mätosäkerhet. Dessutom kan företaget ta hand om kalibreringsresultaten genom att lagra dem i Metech Instrument Organiser (Mio), en molnbaserad mjukvara som utvecklats i Sverige. – Det fanns inget att köpa så vi tog fram den helt själva, säger Niall Sterling. Även kunderna har tillgång till Mio vilket gör att de kan följa instrument och sensorer över tiden och se hur de utvecklas. Kanske kan kalibreringsintervallen förlängas om de är stabila? Och så skickar den ut en påminnelse när det är dags igen. – Den kommer i en ny version snart, Mio 4, med en massa nya finesser som exempelvis API-koppling till kundens affärssystem. Tilläggas kan att den används av Elements laboratorium och kunder runt om i världen. Hur ofta man ska kalibrera är inte hugget i sten, det beror på vilka krav som kunderna själva har och vad tillämpningarna är. Generellt kan man säga att instrument som används i produktionen har högre krav på sig eftersom felaktiga mätvärden kan leda till att produkterna måste tas tillbaka. – Det handlar om risk och kostnad. Så hur duktiga är vi på att kalibrera?

– Generellt är svenska företag duktiga på att följa regelverk och kalibrera. De kunder som vi har långa avtal med sköter det oerhört proffsigt. PH

KRÖNIKA

Hej alla SER-vänner! M A N K A N T R O att jag skulle behöva skriva om regn och kyla så här års, men den oroande trenden håller i sig och temperaturen är på en hög nivå. Det kanske är kopplat till El Niño detta år, men en klart bitterljuv upplevelse. B ÄT T R E D Å AT T S E fram emot SER:s seminarium nu i slutet på oktober, ­närmare bestämt den 26:e, då vi kommer att köra ett AIseminarium – vad är det och vad händer nu. (För mer info, se SER:s hemsida) Ett aktuellt ämne inte bara för att det dyker upp i pressen dagligen, men också för att SER kommer att jobba mer med frågan, då EUREL (paraplyorganisationen för elektro- och dataingenjörer i Europa) och VDE jobbar mer med frågan. Många frågor kommer att hanteras, som hur man bygger bra och säker AI och hur det bäst ska användas för allas bästa. Ett exempel är hur AI kan hjälpa oss att balansera framtidens elnät. Mer info hittar du på vår hemsida, där det finns en länk till en kort sammanfattning. E U R E L J O B B A R med fler frågor och aktiviteter, man har precis avslutat EUREL International Management Cup (IMC) 2023, där ett lag från Tyskland stod som vinnare, tätt följt av Schweiz och Spanien. Vi hoppas på lag från Sverige nästa år och som jag tidigare efterlyst: Har du intresse av att jobba för att engagera fler studenter/unga ingenjörer, så hör av dig till SER.

Väl mött! HANS NILSSON Ordförande SER

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

11

STARTBLOCKET

DEBATT Ska Sverige bli en spelare inom den globala rymdindustrin är det dags att omvärdera vår

nuvarande position och prioriteringar. Vi behöver en tydlig nationell strategi som prioriterar kommersiell innovation och innovativa entreprenörers behov framför etablerade företag som saknar förmågan att konkurrera på nya marknader, skriver Fredrik Bruhn och Aaron Dinardi som tillsammans har mer än 40 års erfarenhet av svensk och internationell rymdindustri.

”Svensk rymdindustri har fastnat i fel bana” Trots Sveriges framstående teknologi och historiskt stora investeringar i rymdverksamhet, så framträder en tydlig bild som även identifierats av Riksrevisionen (RiR 2013:1). Svenska skattebetalare får i princip ingen återbäring på sina rymdsatsningar.

Riksrevisionens rapport kom 2013, alltså för ett decennium sedan och baserades därför på data från tidig 2000-talet. Det finns således en långtgående strukturell utmaning som sträcker sig tillbaka minst 20 år i tiden.

verige ligger förvånansvärt långt efter när det kommer till att skapa affärer och tillväxt inom rymdsektorn. Många europeiska grannländer, flera med mindre befolkningar och rymdbudgetar, har framgångsrikt navigerat sig in i ”NewSpace”-eran, ett kommersiellt drivet rymdinitiativ som bygger på innovativa upphandlingsmetoder som skapar nya förmågor och marknader. Medan andra europeiska länder har förstått och anpassat sig till nya förhållanden har Sverige fortsatt att prioritera satsningar som inte kan ge någon tillväxt. Man kan notera att

1. Kontinuerligt fokus på fel områden Istället för att prioritera signifikanta kommersiella möjligheter, investerar Sverige främst i grundforskning och enstaka vetenskapliga projekt, områden utan kommersiell potential.

S

Det finns två kärnproblem som hindrar Sveriges tillväxt inom rymdområdet:

2. Brist på förståelse av marknads­ förändringar Det råder en utbredd missuppfattning i Sverige om vad ”NewSpace” verkligen innebär och vilka förutsättningar som krävs för att skapa en framgångsrik kommersiell rymdindustri. NewSpace utvecklas tyvärr inte spontant och kan inte skapas enbart av kommersiella aktörer själva. Snarare kan det bara uppnås när myndigheter beslutar sig för att aktivt skapa och främja den - genom att implemetera radikalt förändrade upphandlingsmetoder.

Dessutom finns det ett flertal strukturella hinder som förvärrar situationen i Sverige: Fredrik Bruhn – rymdkonsult, rymdserie­entreprenör i NewSpace-segmentet och forskare bland annat från NASA.

12

Aaron Dinardi – rymdkonsult och rymdin­ genjör, med erfarenhet från utvecklingen av NewSpace i USA (bland annat på SpaceX).

3. Avsaknad av en nationell strategi Utan en enhetlig nationell plan (som tydliggör vikten av kommersiella satsningar för att skapa förutsättningar för att effektivt uppfylla nationella och internationella mål) arbetar

svenska myndigheter oberoende av varandra, vilket leder till splittrade och ineffektiva initiativ. 4. Ofördelaktig implementering av rymdinvesteringarna Sveriges nuvarande styrning av Rymdstyrelsen, under forskningsministern på utbildningsdepartementet, ger högst prioritet åt vetenskaplig forskning och deltagande i europeiska rymdorganisationen (ESA)-projekt snarare än kommersiell innovation. Cirka 70 procent av Sveriges rymdinvesteringar skickas till ESA, där Sveriges roll i utvalda projekt oftast bestäms av andra länders behov. Denna strategi har inte skapat positivt tillväxt under åtminstone 20 år. Det inses av statliga utredningar likväl som en snabb titt i årsredovisningarna från svensk industri och forskningsinsitut. 5. Motstånd från etablerade aktörer Istället för att anpassa sig till den nya verkligheten, fortsätter större rymdföretag i Sverige att försvara status quo – för att skydda sina ”garanterade” marknadsandelar inom den befintliga finansieringsstrukturen och således den nästan obefintliga tillväxten.

Vår bedömning är att utmaningarna inte ligger i brist på teknisk förmåga, utan snarare i att svenska beslutsfattare inte har anpassat inriktningen av investeringarna till det förändrade landskapet. Sverige måste helt enkelt byta (rymd)bana. Det handlar inte bara om nationell stolthet – det är avgörande för vår ekonomiska framtid. ■ ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

ROBUSTA KONTAKTER

FÖR ENERGIHANTERING ODU-kontakter för alla utmaningar

Pålitliga kontakter för batterier och andra energitillämpningar Lågt stabilt kontaktmotstånd Högspännings- och högströmsversioner Lång livslängd Kan levereras med kabelmontering

www.odu.se

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

Plötsligt insåg A ­ natoliy Valentirov att hans IR-vapensikte skulle vara en utmärkt sensor för ­navigering på korta avstånd i rymdens vakuum. Nu utvecklar hans startupbolag Vimotek i Luleå när­navigatorer för framtida rymdtillämpningar.

Planer finns för att börja rensa rymden på skrot.

Anatoliy Valentirov har 20 års erfarenhet av elektronikutveckling.

Han bygger en navigator för O m du ska tanka en ­satellit i omlopp – eller städa bort rymdskrot – vill du ha en farkost som de sista kilo­ metrarna kan navigera med hjälp av en IR-sensor. Kontrasterna är extrema mellan ljus och mörker där uppe vilket vanliga kameror har svårt att hantera. IR är det perfekta spektrumet för att se det du behöver se. Dockning och tankning, underhåll eller uppgraderingar av satelliter är exempel på framtida tillämpningar för Vimoteks närnavigatorer. De kan även användas på månen och andra himlakroppar, av fordon, robotar eller maskiner, inklusive för själva landningen. Gruvdrift kan bli en framtidsteknik.

14

Vimotek – en sammandragning av ”vision and motion technology” – bildades i februari i fjol. Anatoliy Valentirov är vd och teknikchef. I det lilla teamet hittar du även en optoingenjör, en fysiker och en mekanikingen­jör. Forskare på Luleå tekniska universitet hjälper till med robo­ tik och med AI-algoritmer för datorseende. Fysiksimuleringsföretaget Algoryx – som tipsade Elektro­ niktidningen om Vimotek – utvecklar en simulering av ett rendezvous i omloppsbana som Vimotek kan trimma sina algoritmer mot. Utvecklingen sker på Arctic Business i Luleå med stöd av Esabic Sweden – en affärsinkubator på europeiska rymdstyrelsen Esa. Finansiering och stöd kommer även från Rymdstyrelsen,

Almi och Vinnova. Diskussioner med fler investerare pågår.

Vad är planen? – Serietillverkade produkter. I ganska låga volymer jämfört med exempelvis fordonsindustrin. Kanske några hundratal enheter, kanske bara ett tiotal på ett år – men det räknas som volymproduktion i den här branschen, säger Anatoliy Valentirov. Hur kom du in på det här? – Rymden är en industri som växer fram nu. Det har blivit mycket väsen kring den, och för ett par, tre år sedan började jag fundera över vilka möjligheter som fanns. Det sker en explosiv tillväxt på rymdmarknaden just nu. Under de senaste två åren har det skickats upp fler satelliter än under de 65 åren innan.

Anatoliy Valentirov har 20 års erfarenhet. Han drev ett elektronikföretag i Bulgarien med sin fru. Bland produkterna fanns digitala IR-sikten, med volymer på några hundratal – kanske drygt tusen som mest. – Vi insåg att tekniken var til�lämpbar på rymdtillämpningar och att det skulle kunna uppstå en hög efterfrågan när marknaden utvecklades. Så vi bestämde oss för att satsa, och grundade Vimotek i början av 2022. Sverige är en bra plats att starta rymdverksamhet på. Men det var inte bara därför familjen bestämde sig för att flytta hit. – Kanske är ett av de goda skälen människor. Vi gillar sättet att tänka i Sverige, sättet att lösa problem, öppna och ärliga relationer. Vi gillar också naturen och livsstilen här. ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

Navigatorn använder även lidar, för 3D-avbildning.

rymd- och månfarkoster IR-sensorn arbetar i det långvågiga bandet 8 till 12 mikrometer (LWIR) där fysiska objekt naturligt strålar ut termisk energi. Objekten syns även när solen inte värmer upp dem. Samtidigt kontrasterar de mot den kalla rymden i bakgrunden. – Det går visserligen även att använda digitala ljuskameror för datorseende i rymden, men dynamiken är hög. Mycket är mycket mörkt och mycket är mycket ljust. En normal sensor kan inte avbilda allt – den förlorar för mycket information eftersom kontrasten är så hög mellan ljus och mörker. – Du klarar inte att avbilda robust på ett kontrollerat sätt. Du kan bli bländad och förlora kontrollen. Vimotek har även i sin portfölj sensorer i synligt ljus (VIS,

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

380–750 nm) och nära infrarött (NIR, 700–1 400 nm). Annan teknik de tar till är lösningar för sensorfusion, egen rörelsestyrning och tröghetssensorer. Vimotek har erfarenhet av robust hårdvara, och edge-beräkningslösningar, inklusive AI. Och erfarenhet av att implementera kompletta system. Tekniken arbetas nu samman till produkter för sensorbaserad närnavigering – navigering på distanser upp till fem kilometer, särskilt den sista halvkilometern. Utöver IR-sensorn ska navi­ gatorn använda en egen halv­ ledar­baserad lidar som Vimotek utvecklar med stöd av Rymdstyrelsen. En lidar skapar en 3D-bild med hjälp av avståndsmätningar. – Lidarn är ett komplement. Den ger djup vilket är mycket

viktigt för robust och exakt uppfattning av miljön. Vimotek utvecklar strålningshärdig hård- och mjukvara. Kunden ska kunna ladda upp egna AI-appar – som körs på en Risc V-processor i en FPGA med block för AI-beräkningar, bildbehandling och kommunikation. Kommunikationssatelliter behöver ingen närnavigering – de snurrar i sina banor och gör sitt jobb där. Men idéer håller på att realiseras om att exempelvis serva satelliter i omlopp eller landsätta rovers och olika maskiner för att extrahera resurser från månytan. Andra startups utvecklar tjänster inom de här områdena och kommer att behöva bra närnavigering av olika slag. Här finns en marknad för Vimotek. – Marknaden finns inte idag, men den kommer om några år.

Hur mycket utveckling har ni kvar? – Vi befinner oss någonstans mitt emellan koncept och färdig produkt. Vimotek har kontakt med potentiella kunder. Tre projekt hänger i luften. Exakt med vem och vad projekten handlar om vill Anatoliy Valentirov inte säga innan det finns kontrakt på ­papper – vilket det kanske gör om några månader. Men de ligger inom de om­ råden som räknats upp ovan för satellittillämpningar. När gör ni ert rymddop? – En slutprodukt ska kunna flyga i rymden i slutet av nästa år. JAN TÅNGRING jan@etn.se

15

Genombrott för Arm?

Bygg din egen server Alibaba Yitian 710

AWS Graviton 3

Nvidia Grace

Nya verktyg och nya tillämpningar ger arkitekturen Arm en ny chans att ­erövra serverhallen, ett territorium som idag tillhör X86.

I

slutet av augusti släppte brittiska Arm ett verktyg som gjorde det betydligt enklare att designa serverprocesso­ rer på dess cpu-arkitektur som även den heter Arm. Det som hände var att företaget utvidgade ett stöd som introducerades 2018 i form av tre server-cpu-familjer. Man kan säga att det som Arm gjorde då för cpu:er gör företaget nu för kompletta processorer. Cpu:erna som släpptes 2018 fick bland annat IT-jättarna Google, Amazon och Alibaba att våga sig på att utveckla egna Armservrar. De nya verktygen kan komma att sprida experimentlustan till ännu fler.

S E R V E R H A L L A R N A har en historia av olika cpu-arkitekturer. Idag dominerar X86. Moln, webbtjänster, IoT-infrastruktur, shopping, sociala media, strömmande media, företagsadministration, och så vidare – det mesta snurrar på X86-servrar från AMD och Intel. Undantag finns, som IBM och Oracle som använder egna Power- och Sparcprocessorer i sina nischer. Kommer höstens nya verktyg att leda till en explosion av Armservrar? Och är Arm till slut på väg att ersätta X86-dupolet?

16

Sedan 2018 kan du licensera server-cpu:er från Arm. Sedan augusti kan du licensera kompletta skräddarsydda processorer.

Arm kommer säkerligen att knapra procent. Men det finns en gigantisk investering i kod och kompetens för X86 som ger marknaden en tröghet. X86 kommer att bita sig kvar i sina existerande nischer länge. En större chans för Arm är nya nischer där det inte finns ett kodarv att brottas mot. Maskininlärning är ett aktuellt exempel. Artificiella neuronnät slog igenom stort under 10-talet och grafikprocessorer var över­ lägsen hårdvara för att program­ mera dem. Grafikprocessorer äger maskininlärning nu. Eventuella hot mot dem kommer från ännu mer specialiserade acceleratorer. PÅ S A M M A S ÄT T är det nya typer av processorer och ­acceleratorer som kan vara Arms väg in i datacentren. Där har de samma startpunkt som X86 vad gäller mjukvara.

Dpu:er är omtalade för datagenomströmning, liksom npu:er för artificiella neuronnät. Kanske kan generativ AI få en egen processor? Man kan tänka sig skräddarsydda processorer för nätverk, datalager, databaser, säkerhet, mediadistribution och så vidare – i godtyckliga kombinationer. Det här är inte första gången som Arm försöker göra en inbrytning i servervärlden. Superdatorsajten The Next Platform (TNP) räknar historiskt till tre anfallsvågor. D E T VÅ F Ö R S TA utnämns av TNP till misslyckanden. Där fanns tillverkare som Calxeda, Applied Micro, AMD, Marvell, Nvidia och Samsung, följda i en andra våg av Broadcom, Cavium, Qualcomm och Nuvia. Den tredje vågen tror TNP däremot blir en vinnare. Det är nu det händer – Armservrarna kommer för att stanna.

TNP pekar på oktober 2018 som vändpunkten. Det var då Arm lanserade Neoverse – en CPU-familj optimerad för servrar. Den första och andra vågen hade ingen större hjälp av Arm. De fick hålla tillgodo med mobilcpu:er som de på egen hand fick modda för servertillämpningar. N E O V E R S E KO M med optioner för servrar direkt i paketet: olika sorters cache, gränssnitt, multikärnor, bandbredder, minnestyper, PCI Express, Ethernet och så vidare. Den släpptes i tre familjer: V för prestandaberäkningar, N för strömsnålhet, och E för hög datagenomströmning. Ett vittne på trovärdigheten i erbjudandet var att Nvidia fram till dess hade designat egna Armcpu:er, men nu växlade till Neoverse V2 i den 72-kärniga cpu:n Grace som släpptes i somras. Amazon använder Neoverse

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

processor

FAKTA

Aktuella Armserver­ processorer

Här är den tredje vågens Arm-serverprocessorer. De flesta är för företagens eget bruk. Det hetaste undantaget är Ampere som har HP, Microsoft, Google, Tencent, Bytedance och Oracle bland sina kunder. ● Amperes första serverproces-

Ampere One

Fujitsu A64X

N1 och V1 i sin processorfamilj Graviton. Alibaba använder N2 i sin 128-kärniga processor Yitian 710. HiSilicon använder N1 i 64-kärnan Kunpeng 920.

Fler Armprocessorer och fler tillämpningar kan bli ­resultatet. Och fler versioner av varje pro­ cessor. Lanseringen kommer samtidigt som nya halvledar­ processer gjort det ett steg svårare att designa chips. Du får fungerade kisel med matchande kod och mjukvaru­ utvecklingsverktyg. Du ska enligt Arm spara 80 ingenjörs­ år jämfört med att sätta ihop alltsammans på egen hand från komponenterna.

F L E R TA L E T M O B I L E R använder processorer med Arms egna cpu:er. Det som hände år 2018 var att Arm uppgraderade serv­ rar till samma servicenivå. Och det slutade inte där. I augusti i år blev det ännu enklare då Arm lanserade CSS – ”compute subsystems”. Det är verktyg och mallar som låter dig designa en komplett serverprocessor. Stödet gäller till att början med Neoverse N2.

D U B E H Ö V E R , F Ö R E N K L AT, bara

kryssa för hur många kärnor du vill ha och vilka bandbredder och protokoll du behöver så sät-

Hisilicon Kunpeng 920

ter Arms verktyg ihop en design åt dig. – Vi syr ihop, validerar och levererar RTL klar för tillverkning, säger företaget. Samma brasklapp gäller kanske även här – att det ändå kommer att finnas företag som i likhet med Apple kan spela i en egen liga och designa egna Armprocessorer. Exempelvis är det intressant att Ampere väljer att gå tillbaka från Neoverse N1 till en egen cpu i sin kommande 192-kärna One (”Siryn”) istället för att uppgradera till Neoverse N2 eller V1. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Arm anses ha tekniska fördelar i själva arkitekturen mot X86. Den är designad för att vara strömsnål för batteridrivna mobiler, den är yngre och bär på ett mindre arv av bakåtkompabilitet. Men den fundamentala styrkan med Arm är nog inte teknisk utan ekonomisk: att x86 är ett tråkigt duopol. Arm är ett stort öppet ekosystem som borde kunna frigöra mängder av kreativitet och sänka kostnader. Många har väntat ivrigt, länge, på duopolets fall – det här är som sagt tredje vågen av Armservrar. Det som kanske främst talar emot Arm är X86:s arv – att det redan finns stora investeringar i

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

kod och kompetens för x86. Den kan inte bara kan kastas bort bara för att det dyker upp lite bättre hårdvara. Och Intel och AMD har resurser att satsa på att konkurrera. H Ä R E T T A N N AT intressant per-

spektiv – Armprocessorer sätter en press på Intel även när de inte används. Hurdå? Jo, Amazon kan producera sin egen processor som alternativ – och peka på den när Intel diskuterar priser. För framtiden finns ett annat hot – den nya arkitekturen Risc V. Den debuterade i styrkärnor men har gränslösa ambitioner. Ventana utvecklar redan nu en Risc V-server-CPU:er kallad Veyron V1 och Esperanto en AIsuperprocessor kallad ET-SoC-1. Risc V är utan licensavgifter och är ett ännu öppnare ekosys-

● Amazons serverprocessor-

familj Graviton designas av dotterbolaget Annapurna och används för att reducera strömförbrukningen i Amazons eget moln. En sextonkärnig Cortex A72 och en 64-kärnig Neoverse N1 kommer att följas av en 64-kärnig Neoverse V1.

● Google utvecklar två proces-

sorer i 5 nm som ska vara klara att tas i bruk 2025. Maple är en design från Marvell, och Cypress utvecklas av Google i Israel.

● Kinesiska Alibaba Yitian 710 är

Har Arm en chans mot X86? Arm kommer att möta motstånd både från forntid och framtid – från X86 och Risc V.

sor Skylark var en återvunnen design från Applied Micro – från första vågen. Den andra, Altra, är en 80-kärnig Neoverse N1 med egna modifieringar. En version kallad Altra Max har 128 kärnor. Nästa generation heter AmpereOne och ska tillverkas i 5 nm.

tem inte bara för att den är avgiftsfri utan även tekniskt tillåter omdesign där Arms ekosystem måste hålla sig inom gränser för att behålla kompatibilitet. Den friheten gäller även Kina – som bidrar med en fjärdedel av Arms intäkter. Risc V kan inte drabbas av USA:s handels­ embargo som hänger som ett damoklessvärd över alla kinesiska investeringar i Arm. Kina satsar hårt på Risc V av det skälet. Alibaba har utvecklat en licensfri Risc V-cpu kallad Xuantie C910 som sedan år 2020 används i företagets m ­ olnservrar. Amerikanska Sifive nämner datacenter, 5G-basstatoner och bigdata-analys som tillämpningsområden för sin cpu-familj Performance. JAN TÅNGRING jan@etn.se

en 128-kärnig Neoverse V2.

● Grace är Nvidias första egna

server-CPU – en 72-kärnig Neoverse V2.

● Hisilicons Kunpeng 920 är en

64-kärnig processor på vad Hisilicon sagt är en egen kärna i 7 nm.

● Sipearl är inte strikt en server­

processor utan en superdatorprocessor. Men den är europeisk och använder Neoverse V1.

● Japanska Fugaku var världens

snabbaste superdator i tre år och använde då en 64-kärnig föregångare till Neoverse V-familjen kallad A64FX, utvecklad av Fujitsu.

● Ytterligare en aktuell super-

processor på en 48-kärnig Neoverse V1 är indiska Aum. Den ska tillverkas hos TSMC i 5 nm och ska vara klar 2024. I två chiplets blir den en 96-kärnig processor.

17

ÖPPNA KÄRNOR OCH RISC V

RoT-blocket Caliptra skyddar från roten Projektet Caliptra utvecklar en så kallad Root of Trust (RoT), alltså en funktion som skyddar den allra djupast belägna mjukvaran mot påverkan.

RoT verifierar kryptografiskt att det är rätt kod som körs när chipet strömsätts och den säkerställer att chipet är rätt konfigurerat. Typiskt sker detta vid uppstart av ett system samt vid uppgraderingar. RoT används flitigt idag i industrin, och det finns ett antal färdiga RoT-lösningar redan i form av både chip och IP som går att stoppa in i andra chip. Specifikationen för Caliptra har tagits fram av AMD, Microsoft och Google under konsortiet OCP (Open Compute Project), men referensimplementationen i form av Verilog-, C- och Rustkod hanteras av CHIPS Alliance. Om en öppen RoT-lösning låter bekant så kan det bero på att en sådan redan har tagits fram i form av OpenTitan som

drivs primärt av LowRISC och Google. Projekten är på många sätt lika, både tekniskt och i det att ett antal industrijättar har gått samman för att de ser fördelarna i att skapa en transparent säkerhetslösning istället för att blint lita på att en extern leverantör har gjort sitt jobb ordentligt. Samtidigt har de också något olika fokus. Där OpenTitan är tänkt som en fullchipslösning är Caliptra ett IP-block som integreras av chiptillverkarna själva, och där dessa står för ytterligare skyddsmekanismer som ska motverka fysiska attacker. Caliptra hoppas på att ett snävare fokus ska göra det lättare för företag att komma överens och samarbeta om standarden

och trycker också på att en lösning som är integrerad i ett chip är svårare att slå ut än en extern lösning. Det är inte heller så mycket dubbelarbete som man först skulle kunna tro. Många av IP-blocken har i god sed återanvänts från andra projekt. Mycket har plockats från OpenTitan, processorn är VeeR (tidigare SweRV) EL2 som ursprungligen utvecklades av Western Digital men numera underhålls av CHIPS Alliance. Kryptoblocken kommer från den svenske säkerhetsexperten Joachim Strömbergson. Caliptra är det latinska namnet för rotmössa, vilken har som uppgift att skydda växters rötter. OLOF KINDGREN ok@etn.se

Olof Kindgren är FPGA- och embeddedutvecklare på Qamcom Research & Technology. Han arbetar aktivt med att främja open source inom chipdesign och är en ledande person inom det området.

CIRCT – ett lingua franca för hårdvaruspråk I mjukvaruvärlden dyker nya programmeringsspråk upp med jämna mellanrum, men digital chipdesign har harvat på med VHDL och Verilog i 30 år. För en del innebär det en stor trygghet, men hos en växande skara innebär det en ökande frustration att arbeta med dessa arkaiska språk.

Detta har i sin tur givit upphov till en mängd nya språk, ofta med utgångspunkt i befintliga populära språk som Python eller Scala för att bryta sig loss från de språkliga begränsningarna i de klassiska hårdvarubeskrivande språken. Men det kvarstår fortfarande två problem. Hur ska man kunna kombinera delar av en design som är skrivna i olika språk, och hur ska EDA-verktygen förstå koden? Svaret på den första frågan är att använda en Intermediate Representation (IR), alltså en beskrivning av koden som är ett mellansteg mellan ursprungs­koden och den slutgiltiga implementationen. Ett IR-språk skulle då kunna fungera som ett lingua franca dit alla olika hårdvarubeskrivande språk kan översättas. Det finns många andra fördelar med ett IR också eftersom det är en lagom nivå för olika optimeringsalgoritmer som kan göra

18

konstruktionen mindre eller snabbare. I mjukvaruvärlden fungerar det precis så, inte minst i kompilatorramverket LLVM där all kompilerad programkod, oavsett språk, mellanlandar i ett IR och där går igenom ett antal optimeringssteg innan den blir till assemblerkod eller något annat. Det som dock har hänt i praktiken på HDL-sidan under de senaste fem åren är att vi inte har sett ett nytt IR, utan istället en

explosion av olika alternativ, vilket nästan givit upphov till samma problem som ett IR ursprungligen var tänkt att lösa. Chisel har haft sitt IR-språk FIRRTL, Yosys har haft sitt IR-språk RTLIL och det finns minst ett dussin andra att nämna. Men under senaste året börjar det se ut som att ett projekt vid namn CIRCT har tagit mer fart än andra. Det finns två viktiga faktorer som ger extra tyngd åt CIRCT. Det är byggt på LLVM vilket ger tillgång till ett enormt ekosystem samt att Chisel, ett av de mer populära nya hårdvaru­beskrivande språken kommer att byta från sitt eget IR FIRRTL till CIRCT i nästa version. Den som vill lära sig mer om CIRCT kan läsa mer här eller se en presentation från konferensen Latch-Up i våras. Men den andra frågan då? Jo, trots nya hårdvarubeskrivande språk och CIRCT så måste koden fortfarande översättas till Verilog innan EDA-verktygen kan förstå den. Tyvärr är Verilog ett rätt uselt IR-språk eftersom det aldrig var tänkt för det ändamålet och man hoppas i ­framtiden att EDA-verktygen direkt ska kunna tolka CIRCT:s IR istället för att behöva gå ­omvägen kring Verilog. OK ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

ÖPPNA KÄRNOR OCH RISC V

Blackwire – VPN för FPGA nu öppet Det öppna VPN-protokollet WireGuard har snabbt blivit populärt. Det finns inbyggt i Linuxkärnan och förespråkarna lyfter fram protokollets enkelhet som gör det svårare för felaktigheter att smyga sig in.

Det är också gjort för att nå hög prestanda och vara enkelt att använda, för att minska tröskeln för att kryptera sina kommunikationskanaler. Men trots fokus på prestanda är kryptering och dekryptering av VPN-trafik alltjämt beräk-

ningsintensiva operationer. Det är också en typ av operationer som passar väl att utföra i hårdvara. Det har uppstartsbolaget BrightAI tagit fasta på och arbetat med en implementering av WireGuard i FPGA som de har valt att kalla Blackwire. Det primära användningsområdet är datacenter för att avlasta processorerna från att ­kryptera

och dekryptera all trafik. BlackWire har demonstrerats komprimera nätverkstrafik på 100 Gb/s i realtid. Det finns ett annat ­potentiellt användningsområde. Det brukar sägas att ”S” i ”IoT” står för säker­het. Man skulle kunna tänka sig att tunnla trafiken från osäkra IoT-noder genom en FPGA eller ASIC som innehåller

BlackWire och på så sätt säkra den innan den kommer ut. Tidigare i höstas valde de dessutom (med viss uppmuntran från författaren) att släppa sin FPGA-implementation som öppen källkod samt att presentera på ORConf. Projektet fungerar i dagsläget, men anses av utvecklarna vara ungefär 75 procent färdigt. Efter öppnandet av källkoden letar de nu efter finansiering för att kunna ta det hela vägen i mål. OK

De öppna SystemVerilog-verktygen SystemVerilog anses vara ett ovanligt svårbegripligt språk, både för människor och för verktyg som ska läsa koden.

För att ge ett exempel så innehåller SystemVerilog 323 reserverade nyckelord, att jämföra med 35 i Python eller 82 i C++. 2017 års utgåva av SystemVerilog-standarden mottogs med stor glädje av användarna av den enkla anledningen att den innehöll vissa förtydliganden, men inte en enda ny funktion att behöva hålla reda på. Det kanske därför inte är så konstigt att arbetsgruppen Tools inom CHIPS Alliance till stor del arbetar med olika projekt som tolkar och arbetar med SystemVerilog. På ORConf i München mitten av september gjordes en genomlysning av ett antal projekt som på ett eller annat sätt avhandlas inom den arbetsgruppen, alla naturligtvis öppen källkod. Två språkanalyseringsprojekt vid namn Surelog och Verible har utvecklats, med

något olika användningsområden. Surelog är tänkt att integreras i EDAverktyg och avlasta analysen av System­ Verilog-kod. Idag finns stöd för att använda Surelog i Verilator och även i Yosys via ett plugin som heter Synlig. Verible är mer tänkt som en fristående verktygslåda som kan hitta tveksamheter i koden (linting), göra kod mer prydlig (formatting) samt en handfull andra verktyg för att jämföra, analysera eller skapa oläslig kod (obfuscation). Verible finns också tillgänglig som ett plugin för de som använder VS Code. För den som vill ha en sammanställning av hur väl olika verktyg kan hantera System­Verilog finns också sammanställningsprojektet sv-tests som tydligt presenterar stöd i olika verktyg. Värt att notera är att inga proprietära verktyg finns med i sammanställningen. Det är helt enkelt för att användaravtalen för de verktygen förbjuder att de jämförs med andra alternativ. OK

PragmatIC – vill bli kompatibelt Det brittiska bolaget Prag­matIC har tagit fram en process vid namn FlexIC (Flexible Integrated Circuit) för att skriva ut både digitala och analoga konstruktioner på tunn, flexibel film istället för i kisel.

Ambitionen är att kunna till­ verka kretsar till låg kostnad och med en tillverkningstid på fyra veckor istället för många månader som det normalt tar för traditionella chips.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

En stor kostnad kvarstår dock fortfarande i de EDA-verktyg som traditionellt behövs under utvecklingsfasen. För att ytterligare sänka tröskeln för att tillverka i deras FlexIC-process arbetar nu PragmatIC med att göra sitt PDK (Process Design Kit) kompatibelt med den öppna verktygskedjan OpenLANE. Förhoppningen är att inte bara industrin ska kunna dra nytta av detta, utan också att skolor ska kunna göra egna chips på ett sätt som varken varit

ekonomiskt eller tidsmässigt möjligt tidigare. Processen passar i dagsläget bäst för konstruktioner på några tusen grindar, vilket diskvalificerar många större konstruktioner, men är precis lagom för SERV, världens minsta RISC-V-processor. I ett samarbetsprojekt har Harvard University och Prag­ matIC tidigare i år implementerat SERV i ett FlexIC vilket gör detta till världens första fysiskt flexibla RISC-V-processor. OK

19

PE R

Figur 1.

R TA T

EX

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

IKEL

RISC-V i Intels svenska verktyg

I

ntels Simics simulator är en helsystemssimulator som används av Intel och and­ ra företag för att korta ner utvecklingstider och tidigarelägga utveckling av mjukvara till nya generationer av hårdvara. Simulatorn är också tillgänglig i en publik version för akademiker och allmänhet. Vi lade nyligen in stöd för RISC-V-arkitekturen. RISC-V ger oss en enkel arkitektur i ett enkelt system, vilket öppnar upp en del nygamla användningsfall för Intel Simics-simulatorn. Systemmodellen RISC-V-systemet i den publika simulatorn är en rent virtuell modell som inte motsvarar någon specifik hårdvara. Figur 1 visar systemets innehåll, vilket är tillräckligt för att boota en Linux med ett obegränsat filsystem och koppla upp systemet till lokala nätverk och Internet. Liksom alla andra Intel Simics modeller är detta en snabb funktionell modell som inte modellerar hårdvaruprestanda i någon större utsträckning. Som Figur 1 indikerar kan man simulera flera maskiner i samma simulatorprocess, både flera kopior av RISC-V-systemet och andra system. Ett exempel på det visas i Figur 2: här simuleras en standard-PC tillsammans med ett RISC-V-system. En ssh-klient på PCn kopplar upp sig till RISC-V-systemet över nätverket inne i simulatorn. Hela nätverket kontrolleras som en enhet, och kan också kopplas upp till det externa labbnätverket eller Internet. En kul sak som vi lärde oss när vi satte igång nätverket på RISC-V-modellen var att secure shell (SSH) kräver en viss mängd slumpdata för att fungera. Eftersom modellen är väldigt enkel så producerar Linuxen väldigt lite slump av sig själv, och det tog väl-

20

Av Jakob Engblom och Peter Nyström, Intel Jakob Engblom

j­ obbar med att främja ekosystemet för Simics-­ simulatorn hos Intel i Stockholm. Han har jobbat med Simics och andra simulator­ lösningar de senaste tjugo åren, först på startupbolaget Virtutech, sedan på Wind River, och nu på Intel. Peter Nyström

jobbar med att utveckla Intel Simics-simulatorn, framför allt olika CPUmodeller. Han har jobbat med programmeringsverktyg under de senaste tjugofem åren, varav de sista fem åren med Simics på Intel. digt lång tid. Lösningen var att lägga in en simulerad hårdvaruslumpgenerator (entropy) i modellen, som snabbt (i virtuell tid) producerade de slumpdata som krävdes. Eftersom det är en simulering är de data som produceras reproducerbara, men det ser ut som bra slump från Linux perspektiv. Lågnivåkodning RISC-V-modellen måste inte köra Linux. RISC-V är en enkel och trevlig arkitektur som är lätt att köra ”på metallen”. Simulatorn kan ladda vanliga elf-filer som är statiskt länkade direkt till minnet. Exemplet i Figur 3 visar en liten textbaserad applikation som kör direkt

på hårdvaran, utan ett operativsystem. Ett problem med den här typen av interaktiva realtidsapplikationer är att simulatorn oftast går för fort när man kör enkel kod som det här. Simulatorns ”realtidsläge” ser till att den virtuella tiden inte går fortare än verklig tid och gör att det faktiskt går att spela ”snake” på simulerad RISC-V. När programmet ska prata direkt med hårdvaruenheter gäller det att veta var i ­minnet de finns och av vilken typ de är. Figur 4 visar minnesmappen för systemet. Figur 5 visar programmeringsregistren för serieporten. Konfiguration RISC-V-arkitekturen är väldigt flexibel, och en viss kärna kan välja att implementera endast vissa valda grupper av instruktioner eller ’extensions’. Vår modell av RISC-V är konfigurerbar så att extensions kan slås av eller på för att bättre likna den kärna man vill simulera. Till exempel slår man av flyttalsstödet med en kodsnutt som i figur 6. Som alla andra Simics-modeller kan man också konfigurera och bygga om hårdvaran. Aspekter som antalet kärnor och storleken på minnet och diskar ändras med enkla parametrar till systemet. För mer djupgående ändringar kan användare bygga egna hårdvarumodeller (till exempel med Intels Device Modeling Language, se Elektroniktidningen NNN) och lägga till i minnesmappen. Eftersom RISC-V-arkitekturen är öppen kommer det hela nya förslag på utökningar och nya versioner av befintliga instruktioner. Detta gör att modellen aldrig blir ”klar”. Precis vilka utökningar som implementeras i modellen beror på precis vilka tillämpningar som RISC-V-modellen får. ■

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

Figur 3. ”Bare-metal”-exempel som kör på RISC-V.

Figur 2. En enda simulatorprocess som innehåller ett nätverk med två maskiner, en standard-PC och en RISC-V.

Figur 4. Adresser till de olika enheterna i minnet.

Figur 5. Serieportens programmeringsregister.

Figur 6. Kod för att slå av flyttal i RISC-V.

Tror du att allt står på webben? NR 9 R SEPTEMBE 2023

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

NR 6 JUNI 2023

SVER IGES ENDA IKELEK TRON MAGA SIN FS FÖR PROF

TEMA: ENERGI, POWER, R& BATTERIE ET HÅLLBARH

NR 4 APRIL 2023 SVER IGES ENDA

TEMA: DISTRIBUTION, UTBILDNING OCH KONSULTER

NR 7–8 AUGUSTI 2023

SVERI GES ENDA

ent 40–50 proc r, består till litiumföreninga la ta massan Den svar också värdeful gan. /12–13 men man av grafit olt, nickel och kob Modules: Flex Power

Batteribytar

Svensk satsning på GaN /16–18

PR EN UM

en:

Våga vägra sladd

C3NiT:

/20–21

ER ER A

KO

ITT ! STN AD SFR

Förser AIkretsarna med ström /22–23

WW

Miljardprojektet som ska få fart på digitaliseringen

EU blir först med reglering av AI. Nuvarande förslag , är för statiskt enligt kritiker. /12–13

TEMA:

Inom några kan indus år trin noggrannar få resistansno e med godty rmaler värden somckliga dessutom går att transp Bakom utvec ortera. forskningsin klingen står Rise tillsam stitutet med Chalm mans ers. /16–17

Grafen förenklar kalibrering av resistans

allt utom hemligheter /4–5

PRE NU ME

ÖPPNA KÄRNOR:

Chips för massorna

/4–5

/12–13

PRENUMERERA KOSTNADSFRITT!

TILLITI

S: /PR EN W.E TN .SENyckeln har

PRIVATA 5G-NÄT:

EU vill frigöra 400 MHz

Nära 27 000 besö kare locka till mäss an i Nürnberg Embedded Worl des d 11–14 mars . /12–14

ERICSSONS

Kan EU tämja AI?

/22–23

WWW.ETN.SE/PREN

DIRAC:

Borde finnas i alla högtalare /18–19

RER A KO

STN AD SFR

ADAMANT

Diamanter och kvantfys ger exakt tid ik

ITT !

WW W.E TN.

ASICAR:

Nio miljard transistorerer på 5 nm

STANDARDIS

ER ER A

CLASSIC:

Ska lyfta svensk halvledardesign /4–5

SE/ PRE N

PREN UME RERA

Systemen som ska skydda oss /14–17

KOS TNA DSFR

ITT!

ERADE API:ER

Banar väg för globala mobiltjäns ter

/4–5

PR EN UM

REN WWW.ETN .SE/P

: TEENAGE

SFR ITT !

ENGIN EERIN

Maskinern a som charma hela världen t

/18–19

KO STN AD

DRÖNARE:

QUANTA:

/22–23

TEMA: EDGE & INTERNET OF THINGS

Det Vinnovafinansierade projektet Avancerad Digitalisering startade så sent som 2021 med ambitionen att digitalisera både industri och samhälle. /14–15

Vi spanar Embeddedin World 2023

Året har startat bra MAT4GREEN:

Energisnål återvinning av indium

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

NR 3 MARS 2023

NR 5 MAJ 2023

ELEKTRONIK MAGA SIN FÖR PROFF S

TEST, MÄT & SENSORER

rier Malda batslteoppet sluter kret

ELEK TRON MAGA SIN IKFÖR PROF FS

SVERIGE S ENDA ELEKTRO NIKMAGASI N FÖR PROFFS

WW W.E

G:

/20–21

TN .SE /PR

EN

NANOPARTIKLAR:

XERTIFIED:

IMSYS:

Skillnad i temperatur blir till ström

Lägger säkert skal runt allt

Allt om den nya processorn

/16–17

/18–19

PRENUMERERA KOSTNADSFRITT!

/20

WWW.ETN.SE/PREN

Läs Elektroniktidningen! PRENUMERERA GRATIS Du får månads­magasinet genom att fylla i talongen på

www.etn.se/pren

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

21

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

Marcel Beemster är kompilatorexpert med doktors-

hatt i datavetenskap från Universitetet i Amsterdam. Han har verkat som senior mjukvaruingenjör i ett antal kompilatorprojekt. I början av 2013 ändrade han fokus till stöd, underhåll och utveckling av SuperTest-verktyget som nämns i artikeln. Han var med och grundade Solid Sands 2014.

V

id verifiering för funktionssäkerhet kan du inte utgå från att komponenter, kompilatorer och bibliotek är felfria. Allt måste kvalificeras, och i din egen utvecklingsmiljö, och för samma användningsfall som applikationen. Vid kvalificering för en säkerhetsstandard är det utvecklaren och ingen annan som ska påvisa att mjukvara (och metoder, processer och verktyg) uppfyller standardens krav. Problemet är att delar av verktygskedjan ligger utanför hens kontroll. En betydande del av koden är troligen kompilerad för andra til�lämpningsområden, med andra kompilatordirektiv och i en annan utvecklingsmiljö än den utvecklaren använder. Detta gäller exempelvis funktioner i Cstandardbiblioteket Libc, som ofta levereras som binärfiler i SDK:n (software development kit, utvecklingsmiljön). Kvalificering av kodbibliotek är kritisk. Om en komponent är defekt äventyras hela til�lämpningens funktionssäkerhet. Det finns en utbredd tro att binärbibliotek är oberoende av tillämpning. Det stämmer inte i praktiken. Biblioteket kan vara förkvalificerat av SDK-leverantören med samma kompilator och man kan ändå nästan garantera att det finns skillnader av nämnda slag. Det skapar problem när du ska argumentera för att säkerhetsstandarden uppfylls. Därför har Solid Sands – sedan tidigare en av de världsledande inom kompilatorvalidering – introducerat ett nytt kvalifikationsverktyg för just bibliotek: SuperGuard C Library Safety Qualification Suite. Det är ett kravbaserat testpaket för C:s standardbibliotek och det spårar enskilda testresultat tillbaka till krav som vi härlett ur ISO-specifikationen. SuperGuard kan användas för kvalificering av säkerhetskritisk C för såväl omodifierade tredjepartsbibliotek, som för egenutvecklade implementeringar. Den som önskar kvalificera sig enligt ISO 26262 (funktionssäkerhet i vägfordon) kan

22

verifiera på två sätt som detaljeras i standardens del 8 respektive del 6. Här ska vi berätta om hur SuperGuard arbetar med del 8, men SuperGuard täcker även del 6. Klausul 12 i del 8 handlar om”kvalificering av mjukvarukomponenter”. Kvalificeringen ska argumentera för deras ”lämplighet för återanvändning”. Specifikt nämns bibliotek från tredje part, vilket därmed uppenbarligen omfattar standardbiblioteken i kommersiella SDK:er. Klausulen gäller även återanvänd intern mjukvara och öppen källkod. Standarder för funktionssäkerhet har det gemensamma kravet att det ska verifieras att bibliotekets implementering överensstämmer med dess specifikation. Därmed är en förutsättning för kvalificering att kodkomponentens krav har angetts. Bevis för att kraven uppfylls ska därefter främst baseras på kravbaserade tester vilket kan uppnås genom ”tillämpning av en dedikerad kvalificeringstestsvit”. Bevisen ska omfatta både normala driftsförhållanden och beteende vid felsituationer. Inga kända fel som kan leda till överträdelse av säkerhetskrav ska uppträda. Lyckligtvis finns biblioteksspecifikationer offentligt tillgängliga för både C och C++. De kan användas som utgångspunkt för kravbaserad testning. Faktum är att möjligheten att testa mot språkens och bibliotekens specifikationer är en av anledningarna till att programmeringsspråken C och C++ har så bred användning. Detta trots att språkspecifikationen inte är skriven som en kravlista. SuperGuard-testsviten baserar strikt sina tester av bibliotek på krav hämtade från ISO C-språkdefinitionen. Funktioner testas både innanför och utanför deras gränser för att verifiera att även felhanteringen följer specifikationen. Ett robust bevis enligt ASIL-D (Automotive Safety Integrity Level D – den högsta integri-

IKEL

Av Marcel Beemster, Solid Sands

PE R

R TA T

EX

Så testar vi C-bibliotek för kritiska system

Bild 1. SuperGuard härleder strikta krav ur C-specifikationen, som är ganska informell.

tetsnivån för fordon) kräver strukturell kodtäckningsanalys. SuperGuard tillhandahåller även detta, plus en hög MC/DC-täckning (Modified Condition/Decision Coverage). SuperGuard inkluderar också analys och testning av ekvivalensklasser och gränsvärden, samt felgissning baserad på bästa tillgängliga kunskap och erfarenhet av bibliotekets beteende. Hur SuperGuard-tester utvecklas Problemet med att utveckla kravbaserad testning för C och C++ är att specifikationerna visserligen detaljerat beskriver funktionernas beteende – men utan att definiera explicita krav. Kraven måste härledas. För att kunna stödja de olika standarderna måste SuperGuard gå mycket längre än SuperTest när det gäller rapportering, dokumentationskrav och enskilda tester och testresultat. T E S T E R N A I S U P E R G UA R D S testsvit är utformade enligt följande principer: ● De är beteendebaserade. Testerna jämför förväntade modellresultat med faktiska resultat. ● De körs i en exekveringsmiljö. Hela verktygskedjan, inklusive målprocessorn, är involverad i varje test. Därmed kan SuperGuard användas för hardware-in-the-loopverifiering. ● Testerna för den fristående delen av biblioteket (som vanligtvis används i baremetal-system) kräver minimala resurser. De flesta SuperGuard-tester kan köras på system med mindre än 4 kbyte, vilket betyder att SuperGuard kan användas på mycket små inbyggda system. S U P E R G UA R D B RY T E R D E TA L J E R AT ner hur varje C-specifikation omvandlas till krav och kopplar för spårning varje individuellt testresultat till specifikation, testkrav och biblioteksfunktion.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM kravet är sant. En enskild testspecifikation ger vanligen ett flertal testfall som täcker funktionens in- och utdatadomäner. Testfallen implementeras av testet. Testspecifikationen kopplar kravet till testerna.

BILD: MIDJOURNEY

T I L L E X E M P E L är testspecifikationerna för REQ-copystring och REQ-nomore som följer: ● REQ-copystring: Anropa strncpy()-funktionen med olika värden på n (inklusive n==0) som är lika med och större än längden på ursprungssträngen. Verifiera att ursprungssträngen kopieras upp till det avslutande nulltecknet. ● REQ-nomore: För alla testfall, verifiera att tecknet med index n i målarrayen s1 inte ändras. Om det passar med testet, verifiera också att inga tecken bortom n ändras.

Även förkvalificerade C-bibliotek kan skapa buggar och måste testas.

Varje bibliotekstest i SuperGuard-sviten utvecklas metodiskt. Vi tar biblioteksfunktionen strncpy() som exempel – se bild 1! Det lustiga med specifikationen i bild 1 är att stycke 2 inte specificerar någon lägre gräns för hur många tecken strncpy() ska kopiera. Den säger ”kopierar högst n tecken” men kräver aldrig att några tecken alls ska kopieras. I stycke 3 nämns att s1 fylls ut med nulltecken. Tolkat bokstavligt skulle det vara en korrekt implementering av strncopy() att inte göra något mer än att fylla s1 med nulltecken. Men det är förstås inte vad funktionen förväntas göra. Den ska kopiera så många tecken som möjligt från s2 till s1 tills antingen strängen s2 eller n är uttömd. Det finns ingen tvekan om detta, och ingen tycks ha klagat sedan ANSI C89 eftersom formuleringen finns kvar i C18. F Ö R AT T D E F I N I E R A K R AV måste vi vara lite mer exakta. Det första steget är att extrahera krav (REQs, requirements) från beskrivningen

som tar hänsyn till vad funktionen faktiskt är tänkt att göra. Dessa är: REQ-copystring: Om strängen s2 har en längd l2 (definierad av strlen()) som är kortare än n, ska l2 tecken kopieras, i ordning, från s2 till s1. REQ-copyn: Om s2 inte är kortare än n, ska de första n tecknen kopieras, i ordning, från s2 till s1. REQ-shorter: Om s2 är kortare än n, ska nulltecken läggas till efter de kopierade tecknen i s1 tills sammanlagt n tecken har skrivits. REQ-nomore: strncpy() ska inte skriva något i s1 bortom de första n tecknen. REQ-nochange: strncpy() ska inte modifiera strängen s2. REQ-return: strncpy() ska returnera värdet av s1. R E Q - N O C H A N G E F Ö L J E R visserligen i princip av att s2 deklarerats konstant. Men deklarationen i sig garanterar inte att en implementation av strncpy() inte skriver till s2. För varje krav utvecklas en testspecifikation som definierar hur ett test verifierar att

I D E T TA FA L L läggs REQ-nomore i samma testfil som övriga testfall för strncpy(). Eftersom kravet måste uppfyllas ovillkorligen för varje anrop till strncpy() i vilket fall som helst, implementeras testet genom att helt enkelt lägga till en extra kontroll på varje testfall för övriga krav, istället för ge den egna test.

Headerfiler och funktionsliknande makron Det finns ytterligare ett sätt på vilken språket C ställer till det för testare. Alla standardfunktioner i C levereras inte i form av förkompilerade binärer. Många av dem beror av headerfiler. Där definieras typer, globala variabler, makron, och annat. De är lika mycket en del av biblioteket som de förkompilerade biblioteksfunktionerna. Vissa funktioner finns både som riktiga funktioner och som makron. Vanligen används makrovarianten eftersom det är snabbast och effektivast. SuperGuard testar båda. Funktionsmakrona kompileras tillsammans med källkoden. Det är därför viktigt att de, och resten av headerfilen, verifieras för det aktuella användningsfallet. I C++ har header-makron en ännu viktigare roll i definitionen av generiskt typade mallar. ■

PI Sweden samlar de största svenska företagen inom industriell kommunikation. Två kompetenscentra, PICC, och ett utbildningscentrum, PITC, hjälper svensk industri. Är ditt företag inte medlem? - Besök se.profibus.com och anslut er! Fri annonsering i våra nyhetsbrev och i PROFInews med 150000 prenumeranter.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

23

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

Helium får Cortex-M85 Av Eldar Sido, Renesas Electronics Eldar Sido arbetar med produktmarknads­ föring av Arms styr­ kretsar med särskilt fokus på implementationer av AI.

I

dagens tekniklandskap finns en snabbt ökande efterfrågan på avancerad maskininlärning (ML) och digital signalbehandling (DSP) specifikt för inbyggda system med begränsad processorkraft. Dagens inbyggnadsprocessorer är en svår utmaning för dig som försöker möta en kravspecifikation genom att trycka in mer beräkningar per klockcykel. Du kanske väljer att lösa problemet genom att byta till en kraftfullare processor, som en Cortex-A? Båda valen innebär höga kostnader och långa utvecklingstider. Räddaren i nöden kan vara Arm CortexM85 – den senaste styrkretskärnan från Arm. Den är inte bara designad för att klara maskininlärning (TinyML) när beräkningskraft och minne är begränsat, utan även avancerad signalbehandling. Den använder 32-bitarsarkitekturen Armv8.1-M men dessutom har den Arms så kallade Helium-teknik vilket ger en betydande höjning av ML- och DSP-prestanda. Den har flyttalsenhet (FPU) och en omfattande instruktionsuppsättning för digital signalbehandling. Sammantaget betyder det att CM85-kärnan enkelt kan hantera komplexa utmaningar inom maskininlärning i TinyML. MVE Helium är ett tillägg till Armv8.1-M för CM85- och CM55-kärnor. Liksom tillägget Neon i Cortex-A är Helium ett tillägg av SIMD-typ (single instruction multiple data) och den kan ersätta separata DSP-kärnor. Istället för att bara portera Neon från Cortex-A utvecklades Helium från noll, med hänsyn tagen till den mindre chipstorleken. Den fick även stöd för datatyper och instruktioner som inte stöds på Neon, som low overhead branching och predication (mer om det senare). Helium kan avsevärt förbättra prestanda för vanliga ML- och DSP-kärnor. Den åtgärdar typiska flaskhalsar genom att addera funktioner som: Överlappande pipeline: Helium består av åtta vektorregister (som är återanvända 128-bitars FPU-register) där varje fjärdedel kallas en ”beat” (”taktslag”) och alltså har en bredd på 32 bitar. För att öka beräkningseffektiviteten utnyttjar Helium så kallad

24

Bild 1. Beatwise-exekvering enligt Helium.

vektorkedjning genom att exekvera överlappande pipelines parallellt. För varje klockcykel exekverar överlappande pipelines en MAC-operation på tidigare laddat beat, medan nästa beat laddas. Cortex-M85 har en 64 bitar bred dataväg som är dual-beat, det vill säga att den kan exekvera två cykler per 128 bitar. En sådan överlappande process är känd som ”beatwise”-exekvering. Varje beat kan delas upp i ännu mindre delar och flera dataposter av olika datatyp kan exekveras under samma klockcykel: ● två stycken Q31/int32 ● fyra stycken Q15/int16 ● åtta stycken Q7/int8 ● två stycken fp32 ● fyra stycken fp16 Datatyper: För att CM85 ska kunna användas i många sorters tillämpningar stöds många datatyper: ● Vektorer med 8-bitars heltal/fixpunktstal, som är vanliga i kvantiserade ML-modeller och normalt inte stöds av enklare DSP:er. ● Vektorer med 16-bitars heltal/fixpunktstal ● Vektorer med 32-bitars heltal/fixpunktstal ● Vektorer med 16-bitars flyttal med halv precision som används vid förbearbetning av realtidsdata, exempelvis i sensortillämpningar för att bibehålla ett stort dynamiskt område, och samtidigt halvera beräkningskraven. Detta är unikt för CM-kärnor med M8.1-arkitekturen. ● Vektorer med 32-bitars flyttal i enkel pre­ cision.

torbanor inte är delbart med fyra. Dessa instruktioner ger samma prestandaförbättring som en DSP med stöd för zero-overheadloop. Instruktioner för förbättrad minnesaccess: Extrainstruktionerna innefattar bland ­annat load och store med interleaving och deinterleaving vilket lyfter prestanda, särskilt med bilddata (exempelvis RGB) och ljuddata. Andra instruktioner gör adressering med scatter/gather för bit-reverserad adressgenerering för emulering av den typ av cirkulär adressering man hittar i en DSP och som är typisk för FFT och annan signalbehandling. CM85 stöder även tätt kopplat minne (TCM) för goda realtidsresponser och har en AXI-buss för applikationer med högre minnesbandbredd, samt cache som optimerar prestanda i långsammare, icke-deterministiska applikationer. U TÖ V E R A L L A D E F Ö R B ÄT T R I N G A R som Helium MVE ger, så bidrar CM85 – den vassaste av alla Cortex M-kärnor – med en mängd imponerande funktioner. Cortex-M85-kärnan innehåller dessutom nya och förbättrade säkerhetsfunktioner som inte finns i andra Cortex-M-kärnor, som pekarautentisering, branch target identification (PABTI), förbättringar av Arm TrustZone, eXecute Never (PXN) och debugtillägget

Helium har också stöd för beräkningar på komplexa tal, både heltal och flyttal, vilket används i fouriertransformer (FFT) och annan signalbehandling. Förbättrad grenprediktion/loop-optimering: Som nämnts tidigare adderar Helium instruktioner för att accelerera DSP-beräkningar. Ett exempel är ”low-overhead branch extension” som cache-lagrar första och sista instruktionen och vid efterföljande iterationer endast exekverar loopkroppen. ”Lane predication” är en annan användbar instruktion som stöder villkorlig exekvering och hanterar specialfall som att antalet vek-

Bild 2. Prestandalyft för CM85 jämfört med CM7 KÄLLA: ARM och CM55.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

PE R

R TA T

IKEL

att sväva

EX

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

Bild 3. Benchmark för MVE relativt enheter utan MVE. (a) CMSIS-NN med Arm-kompilatorn AC6.15 – genomsnitt av mätningar över ett fullt kopplat lager. (b) CMSIS-FFT & FIR med AC6.16 med prestandan KÄLLA: ARM normaliserad.

Bild 4. Benchmark med Arms 2D-bibliotek visar att CM85 är fyra gånger bättre än CM7.

DUE. Det gör det enklare att klara PSA-certifiering på nivå 2. Den är därmed idealisk för applikationer som industriella styrsystem och medicinsk utrustning. M E D TA N K E PÅ A L L A de funktioner som har packats in i CM85, är det inte överraskande att det finns empiriska bevis – diverse prestandatester, inklusive industristandarder – som befäster CM85:s ställning som den vassaste styrkretskärnan av dem alla. Se exempelvis resultaten i CoreMark och DMIPS. De visar en linjär skalbarhet. Det kan vi tacka den nya mikroarkitekturen för med dess förbättrade minne, förbättrade grenprediktion och optimerade dual-issue. Integrationen av Helium gör att CM85 har fyra gånger högre prestanda än CM7 på AI/ML-beräkningar, och även tydligt klår CM55 (se bild 2). Helium är en klar förbättring jämfört med enheter som inte använder Helium. På granulär nivå kan MVE ytterligare förbättra prestanda för individuella ML-kärnor i jämförelse med icke-MVE-enheter, som synes i bild 3a, som visar ett rejält lyft vid beräkningar på ett neuronnät med fullt kopplade skikt (fullyconnected layers). När det gäller DSP-prestanda för MVE

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

KÄLLA: ARM

jämfört med icke-MVE-enheter på standardkärnor, exempelvis FFT och finit impulssvar, visar bild 3b en höjning på 57 procent respektive 64 procent för flyttal. Höjningen skulle vara ännu mer signifikant för heltal på grund av MVE:s bredare inbyggda stöd för olika datatyper. Genom de hundratals nya instruktioner som adderats till CM85, inklusive för bildbehandling, får den nästan fyra gånger bättre Bild 6. Att prediktera motorfel med CM85 – en ­demonstration. Med samma CNN-modell hade CM85 5,39 gånger högre prestanda än CM7. För en FFT i fixpunktstal var den 3 gånger högre och för FFT i flyttal 2,07 gånger.

Bild 5. Demonstrationen på Embedded World som räknade personer. Prestandaförbättringen var 3,7 gånger jämfört med en CM7-kärna som körde samma AI-program.

prestanda än CM7 på Arms 2D-bibliotek. Till Embedded World i Nürnberg i våras hade Renesas, som är Arm:s ledande partner på CM85-kärnan, tagit fram två demonstrationer, en allmän för kameror och en för upptäckt av motorfel. Den förstnämnda baseras på mjukvara från företaget PlumerAI som klarar av att identifiera, detektera och räkna människor från olika vinklar, under varierande ljusförhållanden och i olika miljöer. Inferenserna har fått ett lyft jämfört med att köra dem på andra Cortex-M-kärnor vilket öppnar för ännu mer avancerade användarfall som tidigare krävde en Cortex-A, exempelvis att följa personer (tracking). Den andra demonstrationen handlade om feldetektering i motorstyrning, som kan användas i många industriella tillämpningar. Genom att titta på shuntströmmen kan modellen förutsäga hur stort felet är i upplinjeringen av motorn (genom att applicera kraft på motorkortet) och presentera resultatet med Renesas användargränssnitt. Eftersom AI-modellen till övervägande del är baserad på faltningar var förbättringen betydligt högre i detta fall. Det visar att CM85 med Helium MVE kan användas för att ersätta lösningar med en styrkrets med DSPkärna i låg- eller mellanklassen vad gäller prestanda. S A M M A N FAT T N I N G S V I S kan CM85 med Helium bidra till en betydande prestandahöjning för AI/ML- och DSP-uppgifter genom att den förbättrar grenprediktion, minnesåtkomst och parallellitet och lägger till nya DSP-instruktioner, nytt datatypstöd och har inbyggt stöd för komplexa tal. CM85-kärnan är också ett kraftpaket i skalär prestanda och överglänser resten av Cortex-M-kärnorna, vilket gör den till det idealiska valet för mer komplexa beräkningsuppgifter. ■

25

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

Arduinos resa fortsätter, Mark Patrick på Mouser Electronics sammanfattar Arduinos sortiment

A

Av Mark Patrick, Mouser Electronics Mark Patrick leder en grupp som tillsammans med partners skapar

och distribuerar tekniskt material i EMEA-regionen. Han har tidigare arbetet med att bygga relationer till leverantörerna. Innan dess arbetade han på Texas Instruments med teknisk försäljning.

Bild 1. Styrkortet Arduino UNO R3. Notera stiftlistsockeln för UNO-sköldar.

Bild 2. Kortdatorn Arduino UNO R4 Wi-Fi baseras på Renesas mikrokontroller RA4M1.

KÄLLA: ARDUINO

KÄLLA: ARDUINO

IKEL

26

EX

erkännande kom när halvledartillsurser för ett brett spektrum av proPE R verkare själva började utrusta sina jekt. UNO har traditionellt varit det utvecklingskort med Arduinoförsta Arduino-kort en innovatör socklar. kommit i kontakt med. Den har 14 Under årens lopp har Arduino digitala IO-ben (varav sex kan konlanserat drygt hundra varianter av figureras som PWM-utgångar), sex sitt ursprungliga kort. Vissa är för speanaloga ingångar och en kristallklocka cifika ändamål, som ­Lilypad, ett runt litet på 16 MHz. Den är förprogrammerad med kort för integrering i e-textilier och bärbart. en bootloader som gör det möjligt att proNågra av de äldre korten har försvunnit ur grammera via en IDE (utvecklingsmiljö) som sortimentet och ersatts med nya innovatio- går att ladda hem gratis. ner och trimmad funktionalitet. Ett färskt tillskott i UNO-familjen är R4 Strategin med öppen källkod uppmuntra- Wi-Fi (bild 2) med samma formfaktor och de tredjepart att utveckla egna kort basera- stiftplacering som R3. Den använder RA4M1, de på formfaktorn Arduino Uno R3. Det öka- en Cortex-M4-mikrokontroller från Renesas de spridningen bland tillverkare och drev och har 256 kB flash och 32 kB RAM. Wi-Fi fram mycket innovation globalt. Det enda och Bluetooth ger ett kraftfullt bidrag till anArduino kräver är en dator och en produk- vändbarheten och levereras av en SoC från tidé. En ny generation entreprenörer trädde Espressif: ESP32-S3. fram och inbyggnadsvärldens traditionella Ett exempel på en UNO-kompatibel sköld utvecklingscykler fick sig en törn. är Arduino 4 Relays Shield (bild 3). Den har Oavsett projekt finns någonstans ett pas- fyra reläer som öppnar för Arduino att d ­ riva sande Arduinokort. Portföljen är indelad i höga effekter. De är parallellkopplade vilket fyra kategorier: Classic, Nano, MKR och Mega ger en maximal effekt på 60 W (30 V vid 2 A). i olika formfaktorer och med olika sköldar. UNO-kortet står för matningspänningen och drar högst 140 mA med alla fyra reläer Arduino Classic påslagna. Här finns ett urval av de allra första Arduinokorten, några med uppdateringar och nya Arduino Nano funktioner men med den legendariska an- Nanofamiljen består av tolv högt integrevändarvänligheten och designflexibiliteten rade 45×18 mm-kort och är ideal för applikabevarad. tioner som kräver både litet fotavtryck och Arduino UNO R3 (bild 1) baseras på Mi- bred funktionalitet – som bärbart, robotar crochips åttabitare ATmega328p. Den har och elektronisk musik. en välbalanserad blandning av analog och Ett av medlemmarna är Nano Every. Den digital IO och tillräckligt med beräkningsre- är mycket mindre än sina kusiner i ­familjen

R TA T

rduinos kortdatorer skapades 2005 med tanken att fungera som användarvänlig hårdvaruplattform för artister, makers och hobbyister. Tiden flyger – Arduino närmar sig de tjugo. Arduino hade en mer bare-metal, maskinnära, approach, än andra kortdatorer från den tiden, som gick på Linux. Det sparsamma kodgränssnittet mot hårdvaran var ett vinnande recept. Amatörer började kunna bygga elektroniska prylar som kunde inter­ agera med sin fysiska omgivning. En tidig produkt var Arduino Duemila­ nove på Atmels åttabitare AVR, riktad mot studenter inom interaktionsdesign. Hård­ varufunktionerna kompletterades med en välavvägd utvecklingsmiljö med stöd för tredjepartsbibliotek. De tidiga Arduino-korten lämnade ett ­bestående arv. De väckte mångas intresse för både hårdvarudesign och kodning. Intresset för att hacka elektronik hade minskat när persondatorrevolutionen kom – men Arduino vände den negativa trenden. De nyfikna upptäckte enkelheten. Med en handfull externa komponenter och några rader kod kunde lysdioder blinka och blommor vattnas automatiskt. Sköldarna (shields, stapelbara plugins) ökade Arduinos attraktionskraft ytterligare. Kretsar och moduler från olika företag paketerades i Arduinosköldar. Det skapades tusentals, från enkla kort för prototyputveckling till accelerometrar och trådlösa moduler. Korten och sköldarna var inledningsvis riktade mot makers och hobbyister. Ett stort

Bild 3. Arduino 4 Relays Shield ger möjlighet att driva högre belastningar än de digitala KÄLLA: ARDUINO utgångarna kan leverera.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM

avverkade hållplatser Bild 6. Arduino Portenta H7 har två högpresterande processorkärnor.

Bild 7. Arduino Nicla Sense ME mäter bara 22,86 × 22,86 mm

KÄLLA: ARDUINO

KÄLLA: ARDUINO

Bild 4. Arduino Nano 33 BLE Sense kan använda TinyML-maskininlärningsplattformen KÄLLA: ARDUINO Edge Impulse.

Bild 5. Arduino MKR NB 1500 kopplar upp sig via KÄLLA: MOUSER ELEC TRONICS LTE Cat1 M1/NB1.

UNO, men är den som har den kraftfullare styrkretsen, en Microchip ATMega4809 klockad till 20 MHz med 48 kB flashminne. Många Nanokort har sensorer (som miljösensorer, gestsensorer och digitala mikrofoner). Kortet kan programmeras i MicroPython och stöder maskininlärning. På Nano 33 BLE Sense (bild 4) finns den trådlösa modulen u-blox NINA B306 för Bluetooth LE och Bluetooth 5. Den har en 9-axlig IMU (tröghetsmätare), miljösensorer (temperatur, fuktighet, tryck, omgivningsljus och färg) och en gestsensor. Dess maskininlärningsplattform heter Edge Impulse. Den kan exempelvis användas i bärbara produkter som regerar på rörelse, eller för att implementera gest- och röstigenkänning.

Arduino Pro för proffs När ryktet om Arduinos tillförlitlighet och flexibilitet spritts var det bara en tidsfråga innan det började dyka upp produktionsfärdiga kort för industriella och kommersiella system. Arduino Pro-familjen betydde att sådana system kunde driftsättas snabbt. I Pro-sortimentet finns kodstöd för industriella anslutningar som äldre fältbuss- och Modbus-enheter. Det finns tre Arduino Proproduktfamiljer – Portenta, Nicla och Opta – som stöds av olika sköldar och bärarkort Arduino Portenta Portenta är en familj högpresterande, industriklassade kort. Processorerna har asymmetriska dubbelkärnor som kan köra maskinnära realtid parallellt med högnivåkod för protokollstackar, maskininlärning och interpreterade språk som MicroPython och JavaScript. I Portenta H7 (bild 6) samarbetar en Cor-

SVENSKA ELEKTROOCH DATAINGENJÖRERS RIKSFÖRENING

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

tex-M7 på 480 MHz och en Cortex-M4 på 240 MHz via RPC (remote procedure calls) i en ST-processor. Kärnorna delar broderligt på periferienheterna och kan köra Arduinokod (”sketches”) i Mbed OS. Portenta H7 stöder TensorFlow Lite för maskininlärning på en av kärnorna vilket kan implementera datorseende. Chipet har även en GPU, Chrom-ART, som kan driva en extern bildskärm och har dedikerad kodning och avkodning av JPEG. Den stöder simultan dual-mode AP/STAWiFi i upp till 65 Mbps, liksom Bluetooth Classic och LE. Seriella buss- och nätverksgränssnitt som UART, SPI, I²C och Ethernet är tillgängliga via MKR-kontakten eller den nya 80-stiftskontakten Arduino Industrial. Arduino Nicla Den industriella strömsnåla familjen Nicla (bild 7) är Arduinos minsta kort – 22,86× 22,86 mm. Niclakort använder sensorer av industriell kvalitet och används som en kompakt, batteridriven edge-plattform för maskininlärning. Här finns Nicla Sense ME där M och E står för movement respektive environment – ­rörelse och miljö. Det bygger på en Cortex M4-baserad Bluetooh-SoC på 64 MHz från Nordic Semiconductor (nRF52832). Sensorerna är från Bosch: BHI260AP är en självlärande smart sensor med integrerad accelerometer och

Inte medlem? SER är intresseföreningen för yrkessamma. Vi är kontaktskapare mellan medlemmar och intressanta företag. SER arrangerar studiebesök, föredrag och seminarier med aktuellt fokus. I medlemskapet ingår även medlemstidningen Eloch Datateknik, Elektroniktidningen och Nordisk Energi.

LÄS MER HÄR!

27

▲ ▲

Arduino MKR-familjen Arduino MKR-familjen är en plattform för trådlös kommunikation via LPWAN-protokoll som LoRa, Sigfox och NB-IoT. Alla kort i MKR-familjen har samma formfaktor, 61,5×25 mm, och använder SAMD21 – en

strömsnål Cortex M0 från Microchip. Ett av korten är MKR NB 1500 (bild 5), avsett för smalbandig IoT över mobilnät via LTE Cat M1/NB1. Det är batteridrivet och idealt för applikationer i glesbygd med begränsad täckning. MKR-familjen stöds av en rad sköldar och bärarkort för exempelvis GNSS, Ethernet, motorstyrning och RGB LED-matriser.

TEMA: AI & INBYGGDA SYSTEM Bild 8. Arduino Opta Wireless har fyra reläer som var och en kan koppla om laster på upp till 2,3 kW.

IKEL

gyroskop, BMP390 är en digital trycksensor, BMM150 är en geomagnetisk sensor och BME688 är en AI-förstärkt digital gas-, tryck-, temperatur- och fuktighetssensor. Nicla Sense ME passar industriella til�lämpningar som prediktivt underhåll och tillståndsövervakning. Arduino Opta Opta är en PLC (programmerbar styrenhet) som kan monteras på DIN-skena och är utformad för industri- och fastighetsautomation. Den finns i tre varianter, alla baserade på en assymmetrisk dubbelkärna (CortexM7 och -M4) från STMicoelectronics. Opta har fyra reläer som växlar 2,3 kW vardera. Utöver Arduinos standard-IDE, kan den programmeras i Arduino PLC IDE som stöder de fem programspråken i automationsstandarden IEC 61131-3. Via ett integrerat säkerhetselement kan Opta göra säkrade X.509-kompatibla OTAuppdateringar av sin firmware. Opta Wi-Fi PLC (bild 8) har Ethernet, RS485 i halvduplex och Wi-Fi/Bluetooth LE.

PE R

R TA T

EX

KÄLLA: ARDUINO

Bild 9. Arduino IoT Cloud är en komplett allt-i-ett-lösning, oavsett vad din applikation kräver. KÄLLA: ARDUINO

Arduino-plattformar för utveckling och anslutning Det finns inget som är enklare att programmera än ett Arduinokort. Antingen använder du den nedladdningsbara IDE:n för Windows, Mac och Linux, eller så använder du Arduino Web Editor i webbläsaren. Ett Arduino-program, en så kallad sketch, är i grund och botten C-kod som använder kodbib-

liotek varav de grundläggande är inbyggda i Arduino IDE och övriga typiskt tillhandahålls av tredjepartstillverkare av sköldar. Plattformen Arduino IoT Cloud (bild 9) är ett perfekt val för att ansluta och konfigurera enheter i grupp på ett säkrat sätt, och för att lagra, analysera och presentera deras sen­ sordata, oavsett projekt – från IoT-styrd blomvattning till installationer i industriell skala. ■

One-stop shop for product testing

CLIMATIC TEST

MECHANICAL TEST

IP & CORROSION TEST

EMC TEST

ELECTRICAL SAFETY

MADEBYDELTA.SE MADEBYDELTA.SE 28

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

© eiSmart

YOUR KEY TO CELLULAR TECHNOLOGY

WE are here for you! Join our free webinars on: www.we-online.com/webinars

Adrastea-I is a Cellular Module with High Performance, Ultra-Low Power Consumption, Multi-Band LTE-M and NB-IoT Module. Despite its compact size, the module has integrated GNSS, integrated ARM Cortex M4 and 1MB Flash reserved for user application development. The module is based on the high-performance Sony Altair ALT1250 chipset. The Adrastea-I module, certified by Deutsche Telekom, enables rapid integration into end products without additional industry-specific certification (GCF) or operator approval. Provided that a Deutsche Telekom IoT connectivity (SIM card) is used. For all other operators the module offers the industry-specific certification (GCF) already.

www.we-online.com/gocellular #GOCELLULAR

Highlights

• Small form factor • Security and encryption • Long range/wordwide coverage • Multi-band support

NYA PRODUKTER

Broadcom har skräddarsytt en fyrkärnig Cortex A76-SoC för Raspberry Pi 5.

Raspberrystiftelsen har utvecklat en egen IO-controller under sju år.

Raspberry Pi uppgraderar processorn ■ INBYGGDA SYSTEM Prestandan ökar 2–3 gånger i den nya modellen Raspberry Pi 5, den första på tre år. Pi 5 bjuder på en Cortex A76fyrkärna, PCI Express och mycket mer bandbredd – den kan till exempel driva två stycken 4K-skärmar. Pi 5 använder även en alldeles egen IO-styrkrets som Raspberry­ stiftelsen utvecklat sedan 2016.

kortet och några nya tillkommit. Raspberry har utvecklat en alldeles egen IO-controller kal�lad RP1. När hallonstiftelsens vd Eben Upton presenterar Pi5 så verkar det faktiskt vara RP1 han är mest stolt över. Det är ett 40 nm-chip som Raspberry utvecklat i sju år till en kostnad av 15 miljoner dollar. Det är Raspberrys andra egna chipprojekt efter styrkretsen RP2040 som släpptes januari 2021.

En ny generation Raspberry Pi har lanserats av Raspberry­ stiftelsen. Det har gått tre år sedan in­byggnads-PC:n Raspberry Pi släpptes i version 4. I Pi 5 är som vanligt Broadcom cpuleverantör, nu med en 2,4 GHzskräddarsydd processor i 16 nm: BCM2712. Den har fyra Cortex A76-kärnor vilket är samma cpu som du hittar i mobilprocessorer sedan 2019. Pi 5 har samma formfaktor och storlek som tidigare modeller, även om en del anslutningar återfinns i annan position på

E B E N U P TO N kallat RP1 för en

chiplet, men den sitter inte i samma kapsel som Broadcomprocessorn utan i en egen krets. De pratar via PCI Express – som även finns som egen anslutning på kortet (PCIe 2.0×1). RP1 tillverkas av TSMC i 40 nm och matar USB 3.0, Gigabit Ethernet, Mipi och all GPIO. Eben Upton lyfter även fram strömstyrkretsen DA9091 (Gilmour), som Renesas skräddarsytt för Pi 5. Den försörjer kortet med spänningar och levererar bland annat 20 ampere till processorn.

Gigabit Ethernet på Pi 5 är förberett för PoE, Bluetooth är 5.0 och Wifi är 802.11ac. Kortet har två HDMI-anslutningar (4Kp60), liksom två USB 2.0- och två USB 3.0-anslutningar. Här finns två dubbelriktade MIPI-portar (2×4 lane) för kameror och displayer i godtycklig kombination. S E K U N D Ä R M I N N E T är Micro SD, nu även med stöd för SDR104. Spänningsmatning sker via USB C med stöd för PD. Grafikkärnan i BCM2712 är som vanligt en Videocore, men uppgraderad från VI till VII vilken ungefär ska dubblera prestandan. Utöver Pi 5 lanseras nya tillbehör: en USB C-PD på 27 W, aktiv kylning, M.2-Hat, PoE+-Hat, batteribackup för RTC, kameraoch displayadapters, samt en ny inbyggnadslåda och en upp­ daterad utgåva av Raspberry Pi Beginners Guide Enligt The Register kan det finnas en Pi 5 i lågprofilsformatet Compute Module nästa år.

Kortet kan reserveras från och med idag med leveranser från 23 oktober. Priset är 1 105 kronor för en version med 8 GB och 829 kronor för 4 GB, vilket är försumbart mer än vad Pi 4 kostade. Antalet är begränsat fram till årsskiftet. Det är Greger Andersson på svenska återförsäljaren Electrokit som rapporterar nyheten om Pi 5 för Elektroniktidningen. Har du sett att Orange redan har haft en ”Pi 5”? Hur ska man tänka kring Oranges Pivarianter? – Jo, jag har sett den. Orange är inte särskilt kompatibla. Dessutom har de ett betydligt mindre community. De lämpar sig väl främst för de som vill utveckla den mesta koden från scratch. Framför allt är det i mjukvaran du inte kan räkna med kompatibilitet i Oranges kort. Inför Pi 5 har Raspberrystiftelsen trimmat en egen Linuxversion baserad på Debian Bookworm. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Fyra signalgeneratorer i en ■ TEST OCH MÄT Ibland är det trångt på labbbänken, då kan den nya vektorsignalgeneratorn från Keysight var ett alternativ. N5186A MXG har formatet 2U och går att få med fyra oberoende signalutgångar upp till 8,5 GHz.

För att testa komponenter och system till trådlös kommunikation och radarsystem med funktioner som lobstyrning, Mimo och multiplexering behövs det

30

stor modulationsbandbredd och ofta också flera signalkällor. Den nya signalgeneratorn i Keysights MXG-familj kommer i tre modeller upp till 3, 6 eller 8,5 GHz. Alla har bygghöjden 2U och kan fås med upp till fyra oberoende kanaler. Modulationsbandbredd är upp till 960 MHz vilket åstadkoms med egenutvecklade och direkt­samplande DA-omvandlare som dessutom har mycket låg felvektor (EVM) och effekt i näraliggande band (ACPR).

Företaget säger sig vara först med en integrerad reflektometer vilket gör det möjligt att eliminera fel testuppställningen beroende på att fixturer och testobjekt aldrig är exakt 50 Ω. Missanpassningen skapar reflexioner som måste kalibreras

bort vilket normalt är ett mycket tidsödande arbete. Det går att skapa bland annat komplexa modulationsformer direkt på skärmen med hjälp av Keysights mjukvara Pathwave. PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

NYA PRODUKTER

Offrar ben för I3C ■ INBYGGDA SYSTEM Microchip offrar villigt ben i sin nya kretsfamilj PIC18-Q20 på I3C. En unik uppoffring i kretsar med så få ben, enligt företaget.

Edge-nodernas sensorer suger i sig data som hävertar och sprutar upp dem i ­molnet. Ett bra use case för I3C, tycker Microchip. Q20 stöder två I3Cenheter. Den kan hantera sensordata, köra avbrottsrutiner med låg latens och rapportera status – kanske för att avlasta en huvudprocessor så den kan fokusera på viktigare saker. N ÅG R A T I L L Ä M P N I N G A R

skulle kunna vara realtid, touchstyrning och kommunikationsgränssnitt inom vertikaler som fordon, industristyrning, databehandling, konsumentprodukter, IoT och medicin. Q20 kan anslutas till två I3C-enheter med stöd för MVIO (Multi-Voltage IO) mellan 1,0V och 3,6V Den finns med 14 eller 20 ben och mäter 3×3 mm. E N T I L L H Ö R A N D E utvecklings­ sats heter PIC18F16Q20 Curiosity Nano. Microchips utvecklingsverktyg för styrkretsar heter MP Lab. I3C är delvis bakåtkompatibel med I2C och använder liksom den bara två signalledningar – men höjer bandbredden från max 5 till max 33 Mbit/s.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

U-safe ljuger vart 114:e år ■ FORDONSELEKTRONIK Ublox nya satellitpositioneringsteknik U-safe är väldigt robust – en gång på en miljon timmar blir rapporten fel.

I en demo från Ublox rullar en bil genom München – vi ser den uppifrån projicerad på en karta. Bilen ramas in av en cirkel som täcker bilen med råge, några meter extra åt alla håll. Cirkeln visar var Ublox sensor garanterar att bilen befinner sig. Precisionen är alltså inte exakt – noggrannheten är på några meter, kanske några decimeter. Men angivelsen är extremt robust – det är därför Ublox klappar sig på ryggen. Rapporten är fel bara en gång var miljonte timme – det är 114 år. En handfull satelliter bidrar till positioneringen. Ibland för-

svinner några ur sikte och kvad­ raten blir momentant större. Utöver satelliterna finns sensorer ombord som hjälper till. Plus att mätningen korrigeras mot atmosfäriska fel som existerar samtidigt och vränger data från satelliterna. G A R A N T I N Ä R Ö V E R K U R S för att upptäcka att bilen kör i en zon

där självkörning får aktiveras. Men den är på den nivån att det kan öka säkerheten i kritiska system, som autonomt självkörande bilar. Det är den tillämpning lanseringen pekar ut. Det finns redan en stor kund. Nu lanserar Ublox produkten brett. D E T Ä R F Ö R E TAG E T S nionde plattformsgeneration för GNSSlokalisering. Den använder kretsen A9 på modulen Point Safe. IoT-plattformen heter Thingstream. Den kan prata med tre konstellationer – GPS, Galileo och Beidou – och alla samtidigt. Produkten är framtagen i samarbete med positioneringsföretaget GMV.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Yokogawa tar steget till 12 bitar ■ TEST OCH MÄT För tre år sedan lanserades DLM5000, ett oscilloskop med åtta kanaler för dem som sysslar med kraftelektronik och mekatronik. Nu kommer en uppdaterad modell med 12 bitar i AD-omvandlaren.

Precis som föregångaren kommer DLM5000HD med fyra eller åtta analoga kanaler och 16 eller 32 digitala kanaler. Dessutom går det att koppla ihop två instrument vilket ger upp till 16 analoga kanaler och 64 digitala som alla är synkroniserade. Bandbredden är 350 MHz el-

ler 500 MHz med en samplingshastighet på maximalt 2,5 GSa/s, även när alla kanaler används. M I N N E T Ä R PÅ 50 MSampel per kanal som standard, men går att bygga ut till 500 Msampel. Förutom en pekskärm på 12,1 tum har DLM5000 också

traditionella knappar och vred för att navigera bland det stora antalet analysfunktioner som finns. Bland annat kan instrumentet köra protokollanalys på UART, I2C, SPI, Can, Can FD, Lin, CXPI, Sent och Flexray. PER HENRICSSON per@etn.se

31

NYA PRODUKTER

Cadence uppgraderar ljud- och bildkärnorna ■ SoC Konstruerar du en systemkrets som behöver ljud- och bildbehandling – kanske kryddad med AI – då kan du licensera signalkärnor från Cadence.

Det amerikanska EDA-företaget pekar på hur snabbt AI-algoritmerna förändras just nu. Du vill ha en programmerbar DSP snarare än en fix asic för att kunna hänga med i svängarna. I augusti släppte Cadence en ny Tensicila Xtensa-cpu för licensering: LX8. Cadence är själv en av användarna av Xtensa-kärnorna – i Dsp-familjerna Hifi- och Vision – som nu uppgraderas till LX8. Ljudkärnan Hifi får två nya versioner, Hifi 1s och 5s. Bildkärnan Vision likaså: Vision 110 och 130. De rider alla på Xtensas uppgradering. Xtensa LX8 fick stöd för det snabbare AMBAbussprotkollet AXI för kortare fördröjningar. Och så fick den ett L2-cacheminne som ska kunna höja prestanda med 50 procent. Den fick även branch prediction som ska kunna minska antalet klockcykler med 5 till 20 procent. KO M P I L ATO R N H A R N U ett mer komplett stöd för så kallad automatisk vektorisering. Det betyder att det blir lättare att skriva programkod som använder olika ord- och vektorlängder på SIMD-instruktioner – packningen i vektorn sker automatiskt. Tidigare omfattades bara vissa av datatyperna. Hifi 1s är den lättviktiga vari­ an­ten som exempelvis sitter i system som alltid är ­aktiva och kanske lyssnar efter röstkommandon med hjälp av AImönstermatching. När Hifi 1s använder nya åttabitarsopera-

tioner ska den kunna dubblera AI-prestanda. Hifi 5s skulle vara den kärna som du exempelvis använder för att implementera Bluetooth LE Audio. Den kanske äntligen borde kunna börja dyka upp på butikshyllorna – konsumenttidningarna har skrivit om LE Audio i mer än tre år. LE Audio kommer att stjäla Classic Bluetooths sista nisch, trådlöst ljud, och spelar i en helt annan liga funktions- och kvalitetsmässigt med kortare latens, bättre ljudkodare och – kanske framför allt Auracast – förmågan att göra synkroniserad broadcast till andra Bluetoothenheter. Hifi har stor nytta av att LX8 trimmat sin prestanda på 32-bitars flyttal. Det ska ge Hifi 30 gånger bättre prestanda på att koda och avkoda vissa ljud­ format. Visionkärnorna brukade vara fokuserade på bilddata. Men sensordata för datorseende kommer numera gärna tillsammans med andra sensoravläsningar, som lidar och radar. Därför har Vision fått bättre stöd för FFT – tre gånger snabbare – en algoritm som radaranalys gärna använder. Vision 110 jobbar i 128 bitar och Vision 130 i 512. Båda förbättrar sin AI-prestanda tre gånger eller fem gånger för olika neuronnät. B Å D A H A R FÅT T S TÖ D för den förbättrade version av DMA (direkt minnesåtkomst) som tidigare endast fanns i flaggskepsmodellen i Visionfamiljen. Vill du ha extra prestanda på neuronnätsinferenser kan du koppla samman både Vision och Hifi med Cadence neuronkärne­ familj Neo. Då använder du utvecklingsmiljön Neuro Weave.

FPGA-kort för elmotorer ■ INBYGGDA SYSTEM Våren 2021 lanserade AMDXilinx ett litet FPGA-baserat kort kallat Kria med tio års tillgänglighet och mjukvara till FPGA:er på kanten. Nu kommer en bantad modell som bara är hälften så stor, med tillhörande mjukvarupaket för motorstyrning.

FPGA:er är kraftfulla men inte helt lätta att programmera. Redan 2018 släppte dåvarande Xilinx en familj acceleratorkort för datacenter, kallad Alveo. Våren 2021 gjorde företaget om tricket med Kriafamiljen. Det första kortet, K26, är inte större än ett kreditkort och baseras på systemkretsen Zynq Ultrascale+ med bland annat programmerbar logik och en fyrkärnig Cortex A53. Den nya modellen K24 är hälften så stor men har samma kortkontakt som K26 vilket gör dem utbytbara. K24 kan användas för att styra elektriska motorer vare sig de sitter i en industrirobot, eller det handlar om en rulltrappa eller en MRI-skanner. Men AMD pekar också på andra tillämpningar, som

laddstationer för elfordon. Även om bägge baseras på FPGA-familjen Zynq Ultrascale+ och har en fyrkärnig Cortex A-53, är prestanda för K24 lägre än för K26. Exempelvis är antalet logikceller hälften så många (154k),antalet generella in- och utgångar har minskat till 132 och det saknas transceivrar. Dock har K24 stöd för industriellt Ethernet och fyra USB-portar. Det finns också säkerhetsfunktioner som hårdvarustödd Root of Trust liksom TPM 2.0. K24 finns i två versioner, ett för konsumentprodukter och ett för industrin med utökat temperaturområde. Vidare finns en mindre app-butik för olika tillämpningar, inklusive appar från tredjepartsföretag. AMD garanterar minst tio års tillgänglighet på Kia vilket innebär att företaget tar hand om alla problem kring komponenter som slutar att tillverkas under den tiden. Kria KR240 Drives Starter Kit finns att köpa för 325 dollar medan själva modulen går på 250 dollar eller 350 dollar beroende på version. PER HENRICSSON per@etn.se

Battery Testing Simulation Load/Source

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

Many systems installed – ask us more!

www.blomdahls.com

De röda kärnorna är de nya i Cadence IP-portfölj.

32

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

NYA PRODUKTER

Batterisensor rapporterar trådlöst ■ SENSORER Innan årets slut börjar Dukosi i Edinburgh volymproducera en trådlös sensor för övervakning av battericeller. Den fungerar även som ett batteripass på cellnivå.

Från det att battericellen ­pluggas in för första gången och under resten av dess liv fram till återvinning, samlar Dukosis sensorer data om battericellens tillstånd genom att mäta bland annat temperatur och spänning. Sensorn är direkt ansluten till battericellens poler – även för strömförsörjningen – men pratar trådlöst med batteristyrsystemet (BMS). Alla batterisensorer kommer att behöva bli smarta på grund av EU-lagstiftning. Men Dukosi säger sig vara ensamt om att skicka rapporterna trådlöst. Enligt Dukosi blir totalkostnaden lägre och packen ­enklare att tillverka. Dessutom blir mätningarna noggrannare och finkornigare, vilket även BMS:en har nytta av. H E L A B AT T E R I N Ä R I N G S K E D J A N

är potentiell kund: • Redan under tillverkningen av cellen kan sensorn monteras och direkt börja hjälpa till med testandet av celler och pack.

BAKGRUND EU kräver att framtide elbilsbatterier ska bära med sig data om sin hälsa i ett så kallat batteripass. Bilens batteristyrsystem (BMS) använder data från sensorerna dynamiskt, men det måste också gå att plocka loss batteriet ur packet och läsa ut den loggade informationen. Batteriet ska självt bära passet under hela sin livstid. Syftet är att effektivisera batteriets livscykel med tanke på återanvändning och återvinning i bilar eller batterilager. EU:s pass krävs idag endast för batterier på minst 2 kWh. Dukosi tror att en kommande uppdatering av lagen kommer att omfatta enskilda battericeller. Prismatiska celler och cylinderceller i grupper om fyra – anslutna till den frimärksstora sensorn.

• Lagring kan övervakas – sensorn stängs som sagt aldrig av, den är aktiv tills batteriet återvinns. • Biltillverkare kan ge batterigarantier som är tryggare för alla. • Andrahandsköpare får bättre information. D E N F Ö R S TA K U N D E N danska EC Power är inte inom fordon. Men en koreansk tillverkare av elbilsbatterier har beställt sexsiffriga volymer med leverans från 2026.

Sensorn är en liten systemkrets med dsp, Arm Cortex M3-cpu, rf, mux, ad-omvandlare och flash­ minne. Den strömförsörjs från cellerna, men förbrukningen är mindre än läckströmmarna. Mätningen på alla celler sker synkroniserat i ett stjärnnät i

Sifive höjer prestandan ■ INBYGGDA SYSTEM Performance P870 och Intelligence X390 heter två nya Risc V-cpu:er från amerikanska IP-leverantören Sifive.

Sifive designar block som används för att konstruera systemkretsar och andra processorer. Företaget bildades i samband med att den licensfria arkitekturen Risc V började kommersialiseras. P870 är en superskalär Linuxcpu med stöd för bland annat virtualisering. Den höjer prestandan med 50 procent jämfört med sin föregångare P670 på prestandatestet SpecINT2k6 exekverat i en enkeltråd. P870 släpper ut OOO-instruktioner i sex spår medan P670 bara hade fyra.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

Det går att pussla ihop en 32-kärnig cpu med kärnor i kluster om fyra och fyra med gemensamt L2-cache. Men alla kluster behöver inte vara P870-fyrkärnor utan du kan exempelvis mixa in energioptimerade P470-kluster bland P870:orna. Sifive stöder med andra ord konstruktionen av big-littleprocessorer – sådana som används i smartmobiler och bärbara datorer för att spara batterierna. SIFIVE HAR SEDAN TIDIGARE

en big-littlekund i Nasa som ­designar en rymddator med åtta X280-kärnor och fyra enklare Risc V-kärnor. Tillämpningar i övrigt ska finnas inom allt från mobiler till datacenter.

protokollet C-Synq. Fel hanteras med omsändningar. EMC-problemen ska vara lösta. Uvärderingskit med SPI- och USB-gränssnitt finns tillgänligt. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Rörledningen i P870.

Sifive har tidigare annonserat att P870 kommer att släppas i en automotive-version med redundans och feltolerans. Den andra nya kärnan, Intelligence X390, följer på X280 och är liksom den avsedd för artificiell intelligens och maskininlärning i mobiler, infrastruktur och fordon. Du kan välja en konfigurering av X390 där vektorprestanda och databandbredd fyrfaldigas – en kärna med dubblerad vektordel och vektoraritmetikenheter. Vill

du öka prestanda ännu mer finns optionen att designa och länka in en hårdvaruacceleratorer, som en egen skräddarsydd instruktion om du vill. S V E N S K A I A R och ytterligare en rad med berömda partner lov­ordar Sifive i pressreleasen om de nya kärnorna: Cadence, ­Canonical, Green Hills, Lauterbach, Automotive Grade Linux och Synopsys.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

33

NYA PRODUKTER

Mjukvara till FPGA:er på kanten ■ INBYGGDA SYSTEM Det finns inte längre tid att bö0rja med ett tomt papper, det behövs ett mjuk­ varupaket för den specifika tillämpningen att utgå från. Budskapet kommer från Microchip som släpper nio nya mjukvarupaket till FPGA-famljen Polarfire för tillämpningar inom industriella IoT-system, kameraövervakning och kommunikation.

Det första ­mjukvarupaketet lanserades i juni och är framtaget för kanttillämpningar med OPC/UA (Open Platform Communications/ Unified Architecture), Det kommer med verktyg som ska göra det lättare för kunderna att ta staget till Polafire, vare sig det handlar om den rena FPGA-versionen eller systemversionen med hårda processorblock i form av Risc-V. Nu fyller företaget på med ytterligare nio mjukvarupaket vilket ger förljande erbjudande: Smarta kameror: • H.264 kompression • HDMI • Seriella och digitala gränssnitt • CoaXpress Industriella tillämpningar på kanten: • Motorstyrning • OPC/UA Kommunikation på kanten: • Mjukvarudefinerad radio • USXGMII • Små optiska moduler (SFP+) • 5G Open RAN PER HENRICSSON per@etn.se

34

Strömmar data med 10 GSa/s ■ TEST OCH MÄT I våras lanserade tyska ­Spectrum Instrumentation ett datainsamlingskort som fångar signalerna med 12 bitar och 10 GSa/s. Det klarade dock inte att kontinuerligt leverera data över PCIe-bussen med maximal samplingshastighet vilket den nya modellen åtgärdat.

Företagets M5i-familj finns i sju modeller med en samplingshastighet på 3,2 till 10 GSa/s, 12-bitars vertikal upplösning och bandbredder från 1 till 4,7 GHz.

Korten kan skyffla data över PCIe-bussen (x16 Gen3) med en kontinuerlig datatakt på 12,8 Gbyte/s. I praktiken innebär det att data överförs till datorn i realtid för analys i exempelvis en grafikprocessor eller för lagring. Korten kan skicka data enligt SCAPP (Spectrum CUDA Access for Parallel Processing) som är en RDMA-process direkt till Nvidiakort som kan ha upp till tusen kärnor och ett arbetsminne på 48 Gbyte för realtidsbearbetning. Med en datainsamlingskanal räcker det till en datainsamlings­

takt på 6,4 GSa/s och för två kanaler på 3,2 GSa/s. D E N NYA M O D E L L E N lyfter det till 10 GSa/s med en kanal och 5 GSa/s med två kanaler genom att skala data till från tolv till åtta bitar. Spectrums kort fungerar med Windows och Linux och kan programmeras med nästan vilket programmeringsspråk som helst, inklusive C, C++, C#, Delphi, VB.NET, J#, Python, Julia, Java, Labview och Matlab.

PER HENRICSSON per@etn.se

Siemens släpper trace för Risc V ■ INBYGGDA SYSTEM Tessent Enhanced Trace Encoder spårar exekveringen av Risc V-instruktioner i realtid.

Genom att addera det här blocket till ditt processorsystem får du full kontroll över vilka instruktioner som faktiskt exekveras i din Risc V-kärna. Du får inte bara en logg passivt levererad utan du kan programmerbart starta och pausa exekvering – och loggning – i realtid efter brytvillkor. D U K A N ÄV E N F I LT R E R A och välja exakt vad som loggas. Spårningen inkluderar laddning och lagring av data. Verktyg av det här slaget används bland annat för debugging, optimering och test. Protokollet följer Risc V-standarden för trace. Siemens deltog för övrigt själv i utvecklingen av den standarden.

Traceblocket fungerar tillsammans med Tessent Embedded Analytics som är en komponent du vill ha om du vill bygga en utvecklingsmiljö för Risc V. Här finns analysmoduler, stöd för intern meddelandekommuni-

kation och för gränssnitt från processorn. Tyska Siemens fick hårdvaru­ kompetens när det köpte amerikanska Mentor Graphics år 2017. JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 10/23

Svensk Elektronik – tillsammans för branschens bästa Ett år går snabbare än man tror! För lite drygt ett år sedan började jag mitt arbete i rollen som Generalsekreterare för föreningen Svensk Elektronik. Med bak­grund från olika roller inom VVS, energioch miljöteknik, telekom, exportfrämjande verksamhet mm tog jag mig an uppgiften med stort engagemang. Det är även något som jag möter runtom hos alla som verkar i elektronikbranschen – det omisskännliga engagemanget! För sin verksamhet, för sina medarbetare, för teknikutvecklingen, för frågan om kompetensförsörjning och förutsättningarna för branschen att växa och att växa långsiktigt hållbart, för den gröna omställningen och för framtiden. Vetskapen om att branschen är livs­ avgörande för den kursändring som krävs för att komma ifrån den fossila ekonomin, är något som genomsyrar allt som vi gör på föreningen i syfte att skapa värde för våra medlemmar och branschen. I Sverige sysselsätter elektronikindustrin omkring 66 000 medarbetare och omsätter nära 230 miljarder SEK. Tar vi även med i beräkningen alla de företag som är beroende av elektronik i sina produkter går det att härleda ca 1 000 miljarder SEK av S ­ veriges BNP till elektronikindustrin. Den ökade uppmärksamheten på elektronikens viktiga

roll, bland annat i och med EUs olika kraftfulla initiativ för att främja industrins möj­ ligheter för att säkra produktionskedjor och därigenom en livskraftig affär, är något som kommer att stärka branschen som helhet. Nu gäller det att säkerställa att stora delar av satsningarna kommer Sverige tillgodo.

KALENDARIUM

All hållbar utveckling vilar på tre grundpelare – ekonomi, miljö/ekologi och socialt samhällsansvar. När vi ser möjligheter snarare än problem, kan vi flytta berg. Det är då som människan är som bäst, när vi realiserar alla möjligheter som leder till nya förhållningssätt för lönsamma affärer med respekt för jordens ändliga resurser.

29 november Höstmöte Svensk Elektronik.

Allt detta är fantastiskt spännande, och det är ett sant privilegium att få vara en del i detta viktiga arbete. Vem kunde tro det, att jag skulle få verka i en sådan viktig och intressant bransch, när det enda som fanns kvar i minnet efter godkänd tentamen på KTH i Elektro 1 & 2 är att en elektron väger 9.1 x 10-31kg? Med förhoppningar om en fortsatt vacker höst, och med insikten om att det snart är vår igen med stugöppning och sjösättning på agendan!

Stefan Jakab, generalsekreterare

Ta chansen att locka morgondagens kompetens! I samarbete med Framtidsvalet arbetar vi för att säkerställa branschens långsiktiga kompetensbehov. Därför hoppas vi att just du vill träffa studie- och yrkesvägledare från hela landet för att berätta mer om karriärmöjligheterna inom elektronikindustrin. Är du intresserad av att medverka som föreläsare på våra fysiska seminarier? Scanna koden och fyll i ansökan!

www.svenskelektronik.se kansliet@svenskelektronik.se

7 november Heldagskurs i Luleå: Elektronikhandboken och Handboken för framtagning av cybersäkra IoT-produkter.

10–11 april Elektronikmässan i Stockholm 2024. svenskelektronik.se/ kalendarium

Bli medlem! Sverige behöver en stark och internationellt konkurrenskraftig elektronikindustri. Därför behöver vi arbeta tillsammans. Följ QR-koden till medlemsansökan eller besök vår hemsida.

POSTTIDNING B Returadress: AC Lantz Råsundavägen 108 169 50 SOLNA

Unleash the evolution

THE NEXT SOLUTION THAT CAN HANDLE ANY TASK

Imagine the power of capturing signals from not just 2 or 4, but up to 8 channels simultaneously! The future of testing and measurement is about to unfold. Stay tuned for exclusive updates and be among the first to experience this game-changing innovation!