Uppkoppling av produkter skapar säkerhetsproblem av helt nya slag. Första steget mot en lösning att är förstå relationen mellan data- och personsäkerhet. Därefter finns massor av god praxis att plocka fram i form av kodningsstandarder, statisk analys, kodrevisioner och hotmodellering.
Av: Shaofang Gong och Magnus Karlsson, Institutionen för teknik och naturvetenskap, Linköpings universitet
Flaskhalsen i den digitalisering vi står inför är den begränsade datahastigheten i de trådlösa länkar som kopplar upp användarna till Internets fiberbaserade stamnät.
I takt med att VoIP-program (Voice over IP) som Skype och Facetime blir allt vanligare – samtidigt som spridningen av VoLTE (Voice over LTE) ökar – kan vi ringa klarare och tydligare samtal än någonsin på våra bärbara datorer, surfplattor och smarttelefoner. Tyvärr har kvaliteten på Bluetoothsamtal i våra bilar släpat efter, där går det knappt att höra någon skillnad.
RGB-Lysdioder utnyttjas i effektiva och ljusstarka belysningssystem för projektorer, arkitektur, skärmar, scenbelysning och fordon. För förutsägbar färg från en RGB-lysdiod måste dimningen styras noga och individuellt i samtliga lysdioder (röda, gröna och blå). Avancerade system kan utnyttja en optisk återkopplingsslinga så att en styrkrets kan justera lysdioderna för färgnoggrannhet. Om en vit lysdiod läggs till en RGB-lysdiod ger det en RGBW-lysdiod med fler tillgängliga värden för färgnyans, mättnad och ljusstyrka. Varje RGBW-lysdiod måste ha noggrann dimning av fyra lysdiod-komponenter. Två RGBW-lysdioder kräver åtta kanaler.
Av: Lars Rymell, Björn Le Normand och Olov von Hofsten, Eclipse
Två av de teknikområden som utvecklats mest de senaste tio till femton åren är belysning och automation. Det elektriska ljuset såg i princip likadant ut under hela 1900-talet, men lysdiodernas genombrott som ljuskälla har revolutionerat vårt sätt att skapa belysning. På samma sätt har utvecklingen av kamerasensorn tillsammans med nya snabba processorer öppnat upp för en helt ny värld av automatisering för att förenkla vår vardag.
En ny generation mellaneffektslysdioder från Lumileds, LG Innotek och Nichia lovar gatubelysning med god prestanda till mycket lägre kostnad än de högeffektsdioder som används idag.
Konstruktörer inom fordonsindustrin har press från två håll. Å ena sidan jagar de nya produkter och ny teknik som lösning på nya utmaningar. Å andra sidan vill de ha högsta kvalitet och ingen risk för fel . Det senare tenderar att skapa en konservativ syn på ny teknik.
På senare tid har maskinseende blivit en allt vanligare komponent i självkörande fordon. Men algoritmer för maskinseende är väldigt beräkningsintensiva och att använda dem i realtidstillämpningar – samtidigt som flexibiliteten bibehålls – kräver ofta kraftfulla signalprocessorer eller grafikprocessorer.
Inom exempelvis fordonsindustrin är avancerade kamerasystem allt viktigare för aktiv säkerhet, autonom körning och andra applikationer. Utvecklingen av dessa system kräver testsystem och infrastruktur för att samla in sensordata för att träna, utvärdera och demonstrera algoritmer, som exempelvis objektklassificering. Även systemverifiering med Hardware-in-the-Loop är en viktig del av sådana projekt.
I en värld där nätstörningar helt enkelt inte får förekomma, är det nödvändigt för IIoT-branschen att lämna gammal teknik och gamla protokoll bakom sig, inklusive första generationens industriella Ethernet-nätverk.
Många elektroniktillverkare funderar på vilka strategier de ska välja för att problem i produktionen inte ska upprepas år efter år men också för att öka kapaciteten och flexibiliteten samtidigt som de minskar kostnaderna och öka konkurrenskraften. År 2016 handlar allt om att automatisera.
Den ”smarta fabriken” är inte enbart en vision om framtiden. Många elektroniktillverkare har redan börjat övergången till en mer intelligent och, mjukvarustyrd produktionsprocess. För att komma dit krävs en bred förståelse för vilka utmaningar som finns. Genom att kombinera erfarenhet och kunskap med innovativa lösningar kan elektroniktillverkare redan idag tillämpa morgondagens lösningar på dagens problem.
Isolerade spänningsaggregat är idag vanligt i serversystem och industriella tillämpningar, liksom i telekom- och nätverksutrustningar. I den bandbreddshungriga tidsålder som Internet-of-Things skapat behöver allt fler system en effektiv spänningsmatning, vilket skapar behov av energi- och kostnadseffektiva lösningar.
Konstruktörer av bärbara elektronikprodukter känner till de utmaningarna som följer när utrymme och vikt reduceras. Det verkar inte finnas någon hejd på konsumenternas begär efter tunnare, lättare och mer stilrena enheter. Och hos en produkt som en hörsnäcka (eller hörlur i örat) är formfaktorn begränsad av storleken på det mänskliga örat.
Av: Pradeep Shenoy och Rich Nowakowski, Texas Instruments
Tänk om du kunde krympa kortets nätaggregat till 20 procent av storleken, eller kanske ännu mer! Ok, de flesta slutanvändare skulle knappast bry sig, eftersom de överhuvudtaget inte är särskilt intresserade av omvandlare, trots att sådana kan använda upp till halva kortytan i ett elektroniksystem. Men bortsett från det – med fyra femtedelar av nätaggregatets yta borttrollad, skulle många produkter kunna byggas mycket mindre och lättare. Eller så kunde de byggas lika stora som förut, men med utrymme över för att addera ny kraftfull funktionalitet.
Den ökande populariteten för bärbara, batteridrivna tillämpningar leder till att det stoppas in allt fler funktioner i allt mindre formfaktorer. De nya funktionerna, främst trådlös kommunikation, ställer högre krav på strömförsörjningen. Utmaningen är att inte bara implementera funktionerna utan att också utöka batterilivslängden. Hjälp finns att få i nya integrerade funktioner och periferienheter. De ger en smartare energihantering och gör strömstyrning allt lättare att implementera. Lösningarna blir också av högre kvalitet också ur ett rent konstruktionsperspektiv.
Kommunikation mellan maskiner (M2M), snabb konfigurering, datasäkerhet och minskad energiförbrukning är de grundläggande målsättningarna för det initiativ som känner som Industri 4.0. Industrin – och alla andra aktörer också för den delen – har ett intresse av att automatiseringen i fabrikerna rör sig i den här riktningen, så därför kommer gammal utrustning och gamla maskiner att bytas ut eller om möjligt uppgraderas med motsvarande funktioner.
Av: Peter Eckelmann, MSC Technologies och Tim Jensen, Avnet
Nyligen presenterade Standardization Group for embedded Technologies (SGeT) revision 2.0 av SMARC-standarden för inbyggnadsmoduler, och ett antal företag har redan visat upp tidiga provexemplar av relaterade produkter på mässan Embedded World 2016 i Nürnberg. Det stora intresse som denna modulstandard väckt är anledning nog att ta en närmare titt på denna ”slutgiltiga” standard för lågeffekts-processormoduler, liksom att peka ut skillnaderna mellan denna och standarder som SMARC 1.1 och Qseven.
Testning av elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) kräver detaljerade metoder för att säkerställa noggrann mätning av alla emissioner. Tyvärr skapar detta långa testtider vilket minskar antalet enheter som kan certifieras under en given tidsperiod. Detta begränsar även intäkterna för ett testhus medan det för en intern testenhet begränsar antalet nya produkter som kan utvecklas utan att köpa in externa testtjänster.
De nya utmaningarna när det gäller fordonstestning för felfri och säker funktion hos elektroniska delsystem i en bil är väldigt komplexa ur EMC-perspektiv.
Linjära regulatorer ingår i många moderna elektoniksystem. Även om den linjära LDO-(low dropout)-regulatorn sällan är den dyraste systemkomponenten är den ofta en av de mest värdefulla när kostnad ställs mot nytta.
När allt mer av produktens egentliga värde ligger i mjukvaran behöver produktutvecklingen inte bara nya arbetssätt utan en helt ny strategi. Och strategier går på djupet och handlar om mycket mer än hanteringen av tekniken i sig. Svensk industri har mycket att återta, men det finns goda exempel på hur det kan gå till.
Dagens kretskort har en stor spännvidd vad gäller storlek, antal lager, packningstäthet, materialval, klockfrekvenser, erforderlig ström med mera. Dessutom har många av signalerna ett stort frekvensinnehåll beroende på drivkretsarnas allt kortare stigtider. Analysen av kortet tillsammans med de ingående komponenterna är många gånger nödvändigt för att försäkra sig om att det färdiga kretskortet kommer att fungera.
Ropen efter ökad minneskapacitet till allt lägre priser har nått ett nästan öronbedövande crescendo. Fram tills nyligen var litografisk nerskalning det enda sättet att öka minnesdensiteten – antalet bitar som kan lagras per kiselenhet.
Temperatur är en av de vanligaste storheterna som mäts i elektroniksystem. Det finns en mängd olika typer av sensorer som alla har sina för- och nackdelar. Den som konstruerar ett system måste försäkra sig om att den valda temperatursensorn har den noggrannhet som specificerats.
Sakernas internet är ett fenomen som sakta håller på att utvecklas från ett omdiskuterat koncept till reella tillämpningar. Många delar av det tekniska ramverk som krävs för att förverkliga ett IoT-system måste fortfarande prövas praktiskt då konceptet utvecklas.
Vi är redan bekanta med många portabla medicinska utrustningar som digitala termometrar, blodtrycksmätare, blodsockermätare, syresättningsmätare och puls-/hjärtfrekvensmätare. De är alla non-invasiva. Sådana redskap har med tiden flyttat ut från läkarmottagningen till våra hem. Denna trend fortsätter i takt med att det utvecklas utrustning för allt känsligare mätningar och med avancerade algoritmer.
Du har säkert redan sett den i otaliga wearables-demos. Så här kan du i utvärderings- och utvecklingssyfte bygga din egen pulsoximeter av analoga kretsar och digitala signalstyrkretsar.
På senare tid har rejäla framsteg gjorts inom området energisnål ultraminiatyriserad elektronik – inklusive rf-kretsar och trådlösa sensorer. Det har i sin tur skapat ett stort intresse för energiskördning för medicinska implantat. Om det går att ta bort batteriet helt, eller förlänga batteritiden avsevärt, blir det möjligt att tillverka implantat som är mindre, mer praktiska, mer tillförlitliga och som dessutom har längre livslängd.
About / Advertise
Uppkoppling av produkter skapar säkerhetsproblem av helt nya slag. Första steget mot en lösning att är förstå relationen mellan data- och personsäkerhet. Därefter finns massor av god praxis att plocka fram i form av kodningsstandarder, statisk analys, kodrevisioner och hotmodellering.
Den ökande populariteten för bärbara, batteridrivna tillämpningar leder till att det stoppas in allt fler funktioner i allt mindre formfaktorer. De nya funktionerna, främst trådlös kommunikation, ställer högre krav på strömförsörjningen. Utmaningen är att inte bara implementera funktionerna utan att också utöka batterilivslängden. Hjälp finns att få i nya integrerade funktioner och periferienheter. De ger en smartare energihantering och gör strömstyrning allt lättare att implementera. Lösningarna blir också av högre kvalitet också ur ett rent konstruktionsperspektiv.
När allt mer av produktens egentliga värde ligger i mjukvaran behöver produktutvecklingen inte bara nya arbetssätt utan en helt ny strategi. Och strategier går på djupet och handlar om mycket mer än hanteringen av tekniken i sig. Svensk industri har mycket att återta, men det finns goda exempel på hur det kan gå till.
