Elektroniktidningen januari 2018 by ETN

NR 1 januari 2018

ELEKTRONIK TIDNINGEN

ra Prenumerferitt! kostnadspren etn.se/

På Lindholmen sitter den lilla modulen i en länkdemonstrator. Under skalet ryms en krets som satt världsrekord i datatakt, utvecklad av professor Herbert Ziraths team på Chalmers. /10–13 tema: kommunikation

Från Chalmers Till Ericsson Radiocrafts:

Mats Granryd:

/20–21

/16–18

Surrar på ISMbanden

Alla vill inte vara först med 5G

M A G A S I N – W E B B – NY H E TS B R E V

SVERIGES ENDA ELEKTRONIkmagasin FÖR PROFFS

innehåll etn 1/18

April 12, 2018 @ HELSINKI

AI makes your IoT meaningful Are you ready? Artificial Intelligence. Machine Learning. Autonomous Systems. Soon it will be everywhere. Making your devices smarter. Making your life easier. Making your IoT system meaningful. AI needs a lot of innovation. It requires components to collect data, wireless communication, often to the cloud. Servers to store vast amounts of information. Intelligent software to analyse the data and make the intelligent decisions. This is why AI is the main theme for the 2nd annual Embedded Conference Finland. The event will host an exciting program with keynotes, an exhibition and technical presentations devided into two tracks.

4 10 14 15 16 20 22 24 26 Tidningshuvud

05-12-12

14.29

Metalldetektor ser tåget En metalldetektor ingjuten i en vanlig balis. Så vill Bombardier detektera att ett tåg finns på spåret. SL ska testa tekniken på Roslagsbanan, med start i vår. INTERVJU: Han siktar högre med industrins hjälp Herbert Zirath är professor i höghastighetselektronik på Chalmers. I labbet arbetar hans forskarteam med att nå ännu högre datatakter. Det finns alltid någon sorts tillämpning i åtanke, där industrin står för systemkompetensen. Sänker antennpriset och ökar volymerna Antennerna blir en allt billigare komponent i inbyggda system. Lilla Proant i Umeå kompenserar genom att sälja fler. Wi-Sun vill koppla upp mätarna Nu utmanas NB-IoT, Lora och andra IoT-standarder med lång räckvidd och låg energiförbrukning av Wi-Sun. Standarden baseras på 802.11.4g och används sedan några år i USA och Asien. Mats Granryd – operatörernas röst i världen Vet varför inte alla vill vara först med 5G. De vill göra radio enklare Norska Radiocrafts blir gärna din guide i djungeln av licensfria protokoll för IoT och M2M. EXPERT: Värt att veta om 5G Även om den första fasen av 5G till viss del liknar det LTE-protokoll som används i dagens mobilnät finns det skillnader, skriver Sarah Yost, National Instruments. EXPERT: Trådlöst banar väg för uppkopplade fordon Bluetooth 5, 802.11ac och 802.11p är alla attraktiva pusselbitar för att få ut uppkopplade bilar på våra vägar, skriver Avinash Ghirnikar, Marvell. EXPERT: Wifi för IoT-tillämpningar Istället för att konstruera med lösa komponenter är det enklare att använda en färdig moduler där alla nödvändiga komponenter redan finns på plats, skriver Vikram Kumar Ramanna, Cypress.

Sida 1

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB Adress: Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm. Telefon: 08-644 51 20 www.etn.se Bankgiro: 5456-3127 REDAKTION: Anna Wennberg (ansv. utg.), Per Henricsson, Jan Tångring. Grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, Typa jocke.flink@typa.se Omslagsbild: Chalmers

PRENUMERATION: Webb: etn.se/pren E-post: pren@etn.se Telefon: 08-644 51 20 ANNONSER: Anne-Charlotte Sparrvik, 0734-17 10 99 E-post: ac@etn.se International Advertising: Huson International Media +1 408 879 6666 (USA) Pacific Business Inc. +81 336616138 (Japan)

For more information see

www.embeddedconference.fi To book a table top or

ask for sponsor packages please contact ETN editor-in-chief Veijo Ojanperä vo@etn.fi +358-407072530 or Sales Manager Anne-Charlotte Sparrvik ac@etn.fi +46-734171099

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

Anna Wennberg Bevakar analogt, opto och kommuni kation, kraft, sen sorer, distribution, medicinsk elektronik och minnen. anna@etn.se 0734-17 13 11

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

Jan Tångring Bevakar inbyggda system, mjukvara, processorer, kort och skärmar.

Anne-Charlotte Sparrvik Ansvarar för sälj- och marknadsföring.

jan@etn.se 0734-17 13 09

ac@etn.se 0734-17 10 99

Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingenjörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper hos Sörmlands Printing Solutions AB.



n Fordon En metalldetektor ingjuten i en vanlig balis. Så vill Bombardier detektera att ett tåg finns på spåret. Patent är beviljat och under våren ska ett pilottest dra gång på Roslags banan i Stockholm. I ett första skede tros tekniken framför allt kunna förhindra olyckor som idag sker vid bevakade övergångar.   – Nästan alla olyckor vid kors ningar beror på att personer som väntar blir otåliga och tar chansen att korsa spåret. Bom marna är nere för lång tid, säger Matthieu Marchand, innova tionschef på Bombardier RCS i Stockholm.  Den nya typen av balis som Bombardier utvecklar – kallad tågdetekterande balis – skulle kunna användas för att optimera tiden som bommarna är stängda. – Det är en metalldetektor i en balisform. Vi använder balisen för den är otroligt robust, den tål allt från snöplogar till stora tem peraturväxlingar.  har ytterli gare en resonanskrets adderats i form av en stor slinga med en viss induktans och en kondensator i serie. När ett metallföremål kom mer nära påverkas magnetfältet och frekvensen ökar. Ju mer me tall, desto högre frekvens. – Den detekterar när ett tåg kommer in och vi tror att max läget på frekvensen nås vid själva hjulaxeln som är av massivt stål. Det innebär att man kan räkna varje axel genom att studera sig nalens frekvens, säger Fredrik Täng, systemingenjör, vars idé detta bygger på.   T i l l e n va n l i g b a l i s

bombardier

startblocket

Metalldetektor ser var tåget är Redan för åtta år sedan sökte han patent på att slå ihop tåg detektering och balis i samma enhet. Tre år tog det att få god känt. Då gick han till kollegan Anders Rehn, hårdvaruexpert, för att diskutera hur själva lös ningen skulle kunna se ut. I fem-sex år har de två arbetat i labbet med att finslipa konceptet. Vintern för tre år sedan gjor des det första fälttestet i Finland.

Då kunde de bland annat kon statera att tåg i angränsande spår inte stör. Samtidigt samlades en varierad flora av testsignaler in från olika typer av tåg vid olika hastigheter. – Efter att vi gjort testerna i Finland pustade jag ut. Då visste jag att detta verkligen fungerar, säger Fredrik Täng.  Nu står tekniken inför nästa eldprov. Om några månader ska

FAKTA:

Signalsystem med rötter i Sverige Bombardier Transportation är en av världens största tågtillverkare. Divisionen Rail Control Solutions (RCS) ansvarar för utveckling och produktion av signalsystem inom Bombardier och har globalt huvudkontor och utvecklingscenter i Stockholm, med 600 anställda. I Sverige finns även kontor i Göteborg och Hässleholm, medan RCS har totalt 3 600 anställda på sex kontinenter. Kompetensen inom signalsystem har svenska rötter.



Redan 1915 gav den svenska staten L.M. Ericsson i uppdrag att utveckla tågledningssystem och signalapparatur. Sverige var 1938 först i Europa med centraliserad trafikledning, och först i världen med datoriserade ställverk och avancerade säkerhetssystem, kallat ATC. År 2001 köpte Bombardier Transportation den svenska verksamheten inom signalsystem. Det EU-gemensamma trafikstyrningssystemet ERTMS – ett

standardiserat sätt att kommunicera mellan marksystem och tåg – har sin stomme i svenskutvecklad teknik. ERTMS består i stort av två delar: styrsystemet ETCS och radiosystemet GSM-R, som är skräddarsytt för tåg. Tanken bakom ETCS är att bereda väg för långa gränsöverskridande järnvägskorridorer genom Europa, så att det blir smidigt att transportera gods med tåg. ETCS implementeras just nu successivt i Europa.

SL starta pilottest på Roslags banan. F y r a pr o t o t y per har tagits fram som ska installeras i så kallat skuggmode vid en övergång med bommar där vanlig spårledning används för att detektera tåg. Testet ska dels bevisa konceptet, dels användas för att se hur man kan optimera tiden bommarna är nerfällda. Idag används två metoder för att detektera tåg: spårledning och axelräknare. Axelräknare är fästa vid sidan av rälen, vilket gör dem känsliga. De utsätts för tuffa vibrationer och går lätt sönder av släpande objekt eller snöplogar. Om rälen ska slipas måste de tas bort, sättas tillbaka och kalibre ras. I Sverige används nästan ute slutande spårledning. Olika spår ledningssektioner skapas genom isolerade skarvar i rälen, som är dyra att göra och tenderar att för sämras med tiden. När ett tåg kommer kortslu ter hjulaxlarna mellan de två

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

startblocket

rälerna. Det gör att en hel spår ledningssektion detekteras som upptagen.

detaljer som ska testas. Hittills har man exempelvis inte slipat på algorit merna för att avgöra hur snabba tåg det går att detektera och fort farande mäta korrekt. En viktig skillnad mellan den grundläggande balisen och den

Balisen – så fungerar den

bombardier

D a ge n s s på r l e d n i n g är väldigt säker, men oflexibel. En sektion kan vara mycket stor, vilket gör att ett tåg tenderar att ta upp en stor del av ett spår under lång tid. Vill man dessutom öka has tigheten på tågen som kör på en sträcka som redan är optimerad för en viss trafik måste spårled ningsskarvarna först flyttas. Med den nya tekniken går det att detektera tåget mer exakt i ett robust format. Detektorerna an vänds i par, med ett avstånd på några meter. Det betyder att det alltid är en obetydlig hastighets förändring mellan det att tåget passerar den första och den andra. – De två signalerna blir väl digt lika. Korrelerar vi signalerna betyder det att vi kan beräkna hastigheten på tåget och därmed längden, säger Anders Rehn, som konstruerat innanmätet.   I fälttestet kommer två de tektorer att placeras på lämpligt avstånd på vardera sida om en övergång. Eftersom tekniken avslöjar riktning, hastighet och längd på tåget går det att optime ra hur länge övergången ska vara stängd för andra trafikanter.

FAKTA:

detekterande är att den först nämnda enbart ska vakna när tåget kommer. Den detekterande måste däremot hela tiden sända så att man vet att spåret är fritt. – Signalen frekvensmoduleras när tåget kommer. När spåret är fritt skickas en signal på runt 10 kHz via kabel till en utvärde ringsenhet, i framtiden en data central. När tåget passerar ökar frekvensen, förklarar Anders Rehn. Detektorn måste således alltid

En balis är en gul platt transponder som placeras mitt i järnvägsspåret. Den traditionella varianten innehåller en resonanskrets som aktiveras av en elektromagnetisk sändare, monterad under tåget. Sändaren inducerar den energi som krävs för att balisen ska kunna skicka tillbaka standardiserad information till tåget. Vissa baliser skickar över dynamiskt data till tåget. Dessa baliser är anslutna via kabel för data- och kraftförsörjning. Baliser används alltid minst i par, placerade efter varandra på några meters avstånd längs spåret. Det krävs för att avgöra tågets riktning. Avståndet mellan olika balisgrupper är typiskt 2,5 km, men beror bland annat av tågens hastighet. Den första balisen utvecklades i Sverige på 1970-talet. I början av 80-talet började den användas i olika länder, däribland Sverige och Frankrike. Inom ERTMS (European Rail Traffic Management System) har en standardiserad balis, kallad Euro balis, tagits fram med rötter i den svenska tekniken.

vara spänningssatt. Idag sker det via kabel. – Nästa steg är att göra den självförsörjande genom energi skördande teknik så att den kan kommunicera trådlöst till en ut värderingsenhet längs rälsen, sä ger Matthieu Marchand.  Det ligger i linje med EU:s trafikstyrningssystem ERTMS, där det långsiktiga målet är att ta bort så mycket som möjligt av ut rustningen längs spåret. – Det är den stora utmaningen

bombardier

Fr a m åt ä r d e t m å n g a

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

Matthieu Marchand

Fredrik Täng

Anders Rehn

nu. Vi har en fin lösning som kan detektera tåg och räkna axlarna, men för att verkligen förändra och kunna sälja produkten så måste vi utveckla den mot ett kabelfritt koncept, påpekar Matthieu Marchand.  som slängde in sin patentansökan för åtta år sedan, har förhoppningen att metallde tektering kan komma att inlem mas i den europeiska standarden för baliser på sikt. – Idag har vi har en standard för hur baliser ska fungera. Var för kan vi inte då lägga till hur metalldetektering ska fungera så har vi en standard för det också. Då är det första gången som vi har en standard för hur man ska positionera tåg. Det finns inte idag. Det vore kul, säger han. Fre d r i k Tä n g ,

Anna Wennberg anna@etn.se

På vad sida om en bevakad övergång placeras två metalldetektorer med några meters avstånd. Korrelerar man signalerna från detektorerna i ett par går det att beräkna hastighet och längd hos ett tåg som rör sig.



startblocket

Fordonsindustrins nya mätkammare n Test För hundra miljoner kronor har svensk fordonsindustri fått en modern mätkammare där det går att testa EMC- och radioegenskaper för allt från elektriska drivlinor till självkörande fordon. Awitar, eller Automotive Wireless Test and Research Facility, i Borås är stor nog för att rymma två lastbilar. Det var idel kända företagsnamn på namnlapparna på den väl besökta invigningen av forsk ningsinstitutet Rise nya mätlabb, onsdagen den 10 januari, 306 dagar efter det att spaden sattes i marken. Förutom Volvo AB och Volvo Cars fanns representan ter för bland annat Scania, Cevt, Polestar, Saab, Nevs och Autoliv på plats. Dock hade både nä ringsminister Mikael Damberg och Rise vd Pia Sandvik lämnat sena återbud så invigningen för rättades av Ulf Olsson, kommun styrelsens ordförande i Borås tillsammans med Pether Wallin som är divisionschef för säkerhet och transport på Rise. från biltillverka ren Volvo sammanfattade förde larna med Awitar på ett kärnfullt sätt: – Vi får en kontrollerad miljö där vi kan göra repeterbara tester ett år tidigare än idag. Det senare hänger samman med att man inte kan släppa ut ett nytt fordon på allmänna vägar Mik ael Nil sson

innan det är godkänt av myndig heterna. Det har gått 27 år sedan då varande SP senast invigde en ny mätkammare för fordon. Det är visserligen inget fel på Farady som ligger granne med Awitar, men den har slagit i kapacitetsta ket vilket lett till långa väntetider. Industrin har därför önskat sig en andra hall men för att Rise skulle våga investera 100 miljo ner kronor har Volvo AB, Volvo Cars, Nevs och Scania förbundit sig att nyttja hallen ett visst antal timmar under ett antal år framö ver. Exakt hur mycket pengar det handlar om ville ingen avslöja. När Farady byggdes på tidigt 90-tal hade bilarna minimalt med elektronik och mobiltelefo ner var sällsynta. I d a g h a n d l a r t e s t er n a mer om den totala radiomiljön än om rena EMC-tester. Dessutom har elektrifieringen av drivlinan lett till behov av noggrannare mätningar på lägre frekvenser. Mätningarna i Awitar kan göras från 9 kHz till 18 GHz med hög re noggrannhet än i den gamla kammaren. Bland annat är väg gar och tak klädda med 160 000 ferritplattor plus ett helt nytt dämpmaterial för högre frekven ser som inte var färdigutvecklat när det beställdes. – Vi fick lita på leverantören, säger Christer Karlsson som varit projektledare för Awitar. Det går dessutom att lägga på högre fältstyrka än i Farady,

200 V/m upp till 1 GHz, 100 V/m upp till 2 GHz och 30 V/m upp till 6 GHz. Porten är 6 × 6 meter och själ va mäthallen har en golvyta på 28 × 18 meter med 12 meters tak höjd. Kammaren är stor nog för att rymma två lastbilar och gol vet tål vikten hos en stridsvagn. Tilläggas kan att byggnaden är skyddsklassad för att kunna han tera militära fordon. ett gigantiskt vridbord med en dynamometer som klarar vikter upp till 25 ton och som kan vridas med två gra der per sekund ±180 grader. För att ge stabilitet väger vridbordet 85 ton och fundamentet 180 ton. Bordet är bland annat försett med avgasutsug för att bilarna med förbränningsmotorer ska kunna köras i kammaren. – Bilen ska tro att den är ute på vägen, säger Christer Karlsson. R umme t h a r fåt t

Ulf Olsson och Christer Karlsson.



Det finns också 500 A likström i vridbordet för att kunna mäta på elfordon som snabbladdas. Mäthallen inte helt färdigutrus tad ännu, även om den första kun den började mäta bara några da gar efter invigningen. Exempelvis är en kanalemultaor från brittiska Spirent på ingång. Den kommer med modeller för radiomiljön i städer, i förorter och på landet. Man kan också använda den med inspelade radiomiljöer, exempel vis vägsträckor där man vet att det är problem av någon sort. – Vi ska ta den i drift under vå ren men det är inte bara att stop pa in den, det kommer att krävs en del metodutveckling för att lära sig systemet fullt ut. E n a n n a n t y p av mätning som man ännu inte bestämt om man ska investera i är möjligheten att mäta på en komplett bil. – Det är en bubblare som fun nits i alla år men intresset för den har varierat. Och med mimo kan man fundera på om det behövs. Hur som helst är takhöjden tillräckligt stor för att det går att göra det, om fordonsindustrin så önskar. Som grädde på moset har man tänkt mycket på personalens och kundernas arbetsmiljö. Alla supportsystem är lätt åtkomliga under mätkammaren, och prov ningarna övervakas och styrs från ett kontrollrum som ligger vägg i vägg med den.

Per Henricsson per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

105V/2.3A Sync Buck 4.4V to 105V

LTC7103

3.3V @ 2.3A

ICTRL

IQ = 2μA

IMON

Ultralow EMI/EMC Emissions: CISPR25 Class 5 Compliant The LTC7103 combines 100V input capability, synchronous rectification and an ultralow EMI design, providing a compact 2.3A step-down solution. It delivers up to 94% efficiency while offering a compact solution footprint for high voltage applications such as emerging 48V automotive, transportation and telecom systems. Its unique design offers ultralow EMI/EMC emissions, easily meeting CISPR25 Class 5 limits. The LTC7103 also implements fast and accurate output current programming and monitoring without an external RSENSE. It consumes only 2μA quiescent current and is in a 5mm x 6mm QFN package.

Efficiency vs Load Current

Features 100 95

www.linear.com/product/LTC7103

VOUT = 5V

Tel. +46-8-623 16 00

90 85 EFFICIENCY (%)

• 4.4V to 105V Input Voltage Capability • High Efficiency Synchronous Monolithic: Up to 94% Efficiency • Low EMI/EMC Emissions: CISPR25, Class 5 Compliant • Accurate Output Current Limiting/ Monitoring • Ultralow Quiescent Current • Switching Capability to 2MHz • Small/Simple/High Current Capability

Info & Online Store

80 75 70

fSW = 300kHz

VIN = 12V VIN = 24V VIN = 48V VIN = 72V

60 55 50 0.1

100

1000

LOAD CURRENT (mA)

Find your local sales office: www.linear.com/contact

, LT, LTC, LTM, Linear Technology, the Linear logo,and µModule are registered trademarks of Analog Devices, Inc. All other trademarks are the property of their respective owners.

startblocket

– Första standarden klubbad n Kommunikation Torsdag den 21 december meddelade branschorganisationen 3GPP i en tweet att den fösta versionen av standarden för 5G var klubbad. Det handlar om specifikationen för “NSA 5G NR” som antogs på RAN#78, som mötet i Lissabon kallas. NSA eller Non-Standalo ne 5G NR är en 5G-variant som bygger på dagens LTE-radio och

core-nät. Den har ett nytt ra diogränssnitt och ska sjösättas redan i år, 2018, på några få plat ser runt om i världen. – Det är en imponerande pre station på en fantastiskt kort tid där ett särskilt erkännande ska ges till arbetsgrupperna, skriver Balazs Bertenyi i tweetet. Han är ordförande i radionätsgruppen. Eric sson

separat

r a pp o r t er a r i pressmeddelande

ett att

AT&T, NTT Docomo, Orange, SK Telecom, Sprint, Telstra, TMobile US, Verizon och Voda fone demonstrerat 5G NR med kommande produkter på band under 6 GHz liksom på punkttill-punkttillämpningar på mil limetervågsområdet. Som termi naler användes prototyper med Qualcomms komponenter för 5G NR. Per Henricsson per@etn.se

Flexenclosure ska tillverka i Lidköping n Energi Svenska Flexenclosure – känt för att ha utvecklat en strömförsörjningslösning till basstationer som främst tar energin från vind och sol – har rönt stor framgång med sina prefabricerade datacenter. Nu öppnar företaget en fabrik i Lidköping för att möta efterfrågan. Sedan tidigare tillverkar företaget i Vara. Det är den höga efterfrågan på företagets datacenter, eCentre, som gör att företaget nu expan derar. Det handlar om kundan passade och prefabricerade data center som tillverkas i Sverige för vidare leverans till kunder värl den över. – Detta är en milstolpe för oss och ett kvitto på vår lyckade till

växtstrategi, säger David King, vd på Flexenclosure i ett press meddelande. Flexenclosure två nya beställningar på eCentre, en till Chile och en till Ecuador. Och i början av december ingick före taget ett samarbete med den aus traliensiska telekomoperatören I o k t o ber f i c k

Virtutel som innebär att 20 data center ska etableras över Austra lien under de närmaste tre åren. Den nya fabriken i Lidkö ping ligger vid Hovby flygplats. Det blir den största näringslivs etableringen i staden sedan Asko flytta dit för några år sedan. anna wennberg anna@etn.se

ST köper Atollic n Inbyggda system Styrkretstillverkaren ST Micro electronics köper Jönköpingsföretaget Atollic och dess programmeringsmiljö True studio för sju miljoner dollar. Eller åtta miljoner dollar, om vissa mål går i uppfyllelse. Perso nalen följer med i köpet. Atollic grundades i Jönköping av avhoppare från Uppsalaföre taget IAR år 2003. Där IAR stö der många cpu-arkitekturer, spe cialiserade sig Atollic på en: den växande Arm Cortex M. Det vi sade sig vara rätt tänkt eftersom Arm blivit alltmer av en standard



i inbyggnadsvärlden. Atollic utvecklade utveck lingsverktyg åt kunder som To shiba, Renesas, NEC, ST, Arm och Atmel. År 2009 släppte före taget den egna sviten Truestudio. Sedan 2013 stöds de andra två Cortexfamiljerna, Cortex R och Cortex A. År 2011 öppnade Atollic USAkontor och hade det året 25 an ställda, främst i Örebro och Jön köping. Företagets omsättning var som högst år 2012 på nära 20 miljoner kronor. Sedan började det gå med förlust. Mellan 2013 och 2014 försvann halva per

sonalstyrkan. Under 2016 var förlusten nära två tredjedelar av omsättningen på 6,2 miljoner kronor. ST har under ett antal år varit guldpartner till Atollic. – Truestudio är en erkänt le dande öppenkodsutvecklings miljö för Eclipse, skriver ST i pressmeddelandet om köpet. ST:s familj Cortex M-kretsar heter STM32 och Truestudio ska användas för att berika ekosyste met kring den. STM32 Truestudio kommer att vara ett gratisverktyg. Jan Tångring jan@etn.se

Smartare Elektroniksystem får tre år till n Innovationskraft Det Vinnovastödda innovationsprogrammet Smartare Elektroniksystem har utvärderats under hösten och får som väntat klartecken för en andra treårsperiod. Tanken från Vinnova är att lyckade program ska löpa över 12 år. Smartare Elektroniksustem har utvärderats tillsammans med övriga program som startade samtidigt. Arbetet har gjorts av tre externa bedömare som ger klartecken för ytterligare tre år – 2018 till 2020. I rapporten står det: ”Det är en möjliggörande teknologi som driver utvecklingen inom många olika sektorer, till exempel Inter net of Things (IoT). Det är därför bra med programmets inriktning mot värdekedja, kompetensför sörjning och spetskompetens. Sär skilt bra är fokuseringen på kom petensförsörjning som gör att det strategiska innovationsprogram met tar ett bredare samhällsper spektiv och inte får slagsida mot enbart teknisk utveckling.” ett antal rekommendationer på vad som kan förbättras. – Den stora förändring som görs är att vi söker ytterligare en person som kan arbeta mer med att skapa en internationella kontakter för svenska företag. Vi börjar med att försöka få ut växling på resultat inom pro grammet, skriver projektledaren Magnus Svensson till Elektronik tidningen. Men det finns ock så

E n a n n a n re k o mme n d at i o n är att programmet ska synliggöra och kommunicera resultaten på ett bättre sätt. I praktiken kommer det att resultera i mer och utför ligare information på hemsidan. Ett område som redan uppdate rats handlar om tryckt elektronik och satsningen på Printed Elec tronics Arena i Norrköping. Den som är nyfiken på utvär deringen hittar den på Vinnovas hemsida. Per Henricsson

per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

Optimise Your Power Delivery Solutions UPD360 - USB Power Delivery Controller

Microchip’s Power Delivery (PD) Controller, UPD360, is a USB-IF certified USB Type-C™/PD Controller. UPD360 integrates the functional blocks required for USB Type-C and PD communications, which includes VCONN FETs and port power controllers. UPD360 can operate in a standalone mode or a companion mode, interfacing to MCUs, embedded controllers or USB hubs over I2C/SPI interface. UPD360 can be designed into applications that require USB connectivity, alternate protocols (viz. Display Port) and manage power (as a Source or Sink) up to 100 W over USB Type-C connectors. Highlights USB Type-C and power delivery functionality Integrated power switch Integrated VCONN FETs Dead battery support I2C/SPI interface

www.microchip.com/UPD360

The Microchip name and logo and the Microchip logo are registered trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries. USB Type-C and USB-C are trademarks of the USB Implementers Forum. All other trademarks are the property of their registered owners. © 2017 Microchip Technology Inc. All rights reserved. DS00002566A. MEC2190Eng11/17

intervju: herbert zirath

För 30 år sedan var Herbert Zirath med och lade grunden till ett första elektroniklabb på Chalmers. Idag är han professor i höghastighetselektronik med ansvar för avdelningen Microwave Electronics Laboratory, som huserar i universitetets välkända MC2-labb. Likaså fungerar han som dubbelriktad kunskapsbro till Ericsson, där han är deltidsanställd som expert på mikrovågskretsar. Projekten han basar över är i det närmaste oräkneliga, men ett tydligt mål är att skapa spektrumeffektiv trådlös kommunikation för att nå ständigt högre datatakter.

n herber B ef t zi Pro attnin r at g f e / h s h et sor titel s i e p å C l ek t h ög h : ro a st h ig Föd almer nik s. d: 1 955 B or . :H Fam us i M ö i ln d döt lj: Hu al . tr s Intr ar, et t tru och b e ar n t v å ino sse: b ar n. m u m s y m Sp e l a r s f t o i u t f ö k o c h n i sk r um p bot rsåkn storb blås et ani a k. ing, te ndsja nni s, z z ,

Siktar allt högre med industrins hjälp

tt summera Herbert Ziraths karriär kort är ogörligt. Efter några tim mar i hans sällskap är det tydligt. Istället gäller det att plocka några russin ur den välmatade kakan, som började ta form för över 35 år då han av en slump kom in som doktorand på mikrovågor. En röd tråd i forskningsarbetet har varit att ta fram transistorer med allt högre gränsfrek vens. Genom att kombinera material med olika bandgap går det att få elektronerna att röra sig i ett material utan dopning, och då går hastigheten upp. − Det kallas bandgap-engineering. Det betyder att vi tar fram artificiella halvledar strukturer som ger de egenskaper vi eftersträ var. Det har vi arbetat med sedan vi gjorde den första transistorn i labbet här på Chal mers, förklarar Herbert Zirath. Det första anslaget för transistorutveckling fick han 1986. Dessförinnan hade han simu lerat och startat tillvekning av dioder för frek vensblandare upp till 140 GHz med sikte på Onsala rymdobservatorium, liksom dykt ner i Schottkydioder. − Det var så vi började bygga upp vårt komponentkunnande. Vi gjorde dioder i galliumarsenid som vi också tog fram här på Chalmers. Samtidigt som intresset för transistorer tog



över började Herbert Zirath att bygga upp ett mindre labb med Anders Larsson, idag väl känd Chalmersprofessor i fotonik. Tillsam mans köpte de universitetets första förång ningsanläggningar. − Det var pionjärtid, skrattar Herbert Zi rath. Världsrekordkrets i mm-vågslänk Under årens lopp har hans forskningsfo kus flyttat från transistornivå till kretsar och vidare till system. Det gäller för varje mate rial som gruppen studerat och studerar – från galliumarsenid, till indiumfosfid, till III-ni trider som gallium-, aluminium- och indi umnitrid. Transistorutvecklingen är viktig, men det finns alltid en krets i åtanke och för den nå gon sorts tillämpning inom kommunikation eller avkänning. − Helst vill man behärska hela kedjan, från material till system, men det är lättare sagt än gjort. Ta exempelvis en mikrovågslänk. Den innehåller väldigt mycket mer än front-enddelarna. Här ingår basbandet, processordelar och annat. Det gör det så intressant att jobba med företag som har systemkompetens. Huvuddelen av forskningen som Herbert Zirath driver sker i samarbete med industrin. Chalmersgruppen tar fram en ny krets, med

Modulen ovan sitter i en länkdemonstrator hos Ericsson ute på Lindholmen i Göteborg.

Chipet som i labbtest år 2014 överförde 40 Gbit/s vid 140 GHz, då ett ohotat världsrekord.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

Magnus Bergström/K AW

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

vänder för att visa sina kunder, berättar Her bert Zirath. Demonstratorn når i dagsläget 5 Gbit/s, alltså klart mindre än i labbet. Förklaringen är att forskarna använde nära nog hela Dbandet – 50 GHz – när världsrekordet slogs. Kommersiellt är det inte tillåtet, vilket gjort att forskningen slagit in på ett annat spår med hjälp av Ericsson. − Vi tittar istället på mindre bandbredder men mer spektrumeffektiva modulationsfor mat, typ QAM, med fler bitar per symbol. Vår forskning idag är väldigt mycket inriktad på att få upp spektrumeffektiviteten, alltså antal bitar per hertz. Ska bli liten som en sockerbit Demonstratorn på Lindholmen klarar ett länkhopp på drygt tio meter. Utmaningen just nu är att öka avståndet. Primärt är det signal-brusförhållandet som bestämmer hopplängden, och väldigt förenklat är det uteffekten från sändaren och brusfaktorn i mottagaren som avgör resulta tet. Kruxet är att ju högre frekvensen skruvas upp, desto svårare är det att generera effekt. − Vill man förbättra spektrumeffektivite ten ställer det mer krav på kretsen. Det har varit en utmaning att förstå vilka parametrar som är viktigast och vad som ska förbättras,

men vi har kommit fram till att den främsta utmaningen är att trycka ner bruset. − Det jobbar vi mycket med och har startat en ny aktivitet här för att komma åt proble men. Just nu arbetar vi med att ta fram nästa generation chip med målet att öka länk hoppet till några kilometer. I det nämnda SSF-projektet ingår många parallella aktiviteter. Förutom konstruktion av krets, modem, antenner och kapsling in går även att studera frekvenser upp till 500 GHz. I skrivande stund har Teledyne precis levererat de första 500 GHz-kretsarna, som ska mätas upp i labbet. Ett annat intressant och likartat projekt är M3Tera. Det syftar till att skapa ett mer kost nadseffektivt och kompakt byggsätt på THzområdet, och är en del i EU:s ramprogram Horizon 2020. Här har chipet i indiumfosfid fått ge plats för en krets i kiselgermanium (SiGe) tillver kad i Infineons BiCMOS-process B11HFC. Fördelen är att fler digitala funktioner, även processorer, kan integreras i kisel och i högre volymer blir kisel billigare. Inom projektet arbetar forskarna med att krympa storleken på modulen genom mems teknik, där vågledare, fasskiftare och annat etsas i kisel. Memskonstruktionen är ett sam arbete med KTH.



▲

an industrin bidrar med sitt systemperspektiv. Det är också så lejonparten av finansie ringen kommer in – projekten stöttas av ex empelvis Stiftelsen för strategisk forskning (SSF), Vetenskapsrådet, Vinnova eller EU och delfinansieras av industrin. Ett av de större aktuella projekten är fem årigt och finansierat av SSF med drygt 30 miljoner kronor. Vid starten för tre år sedan tog det avstamp i ett tidigare SSF-projekt där forskargruppen utvecklat en världsrekord krets i indiumfosfid tillverkad av Teledyne. I labbtest lyckades forskarna överföra 40 Gbit/s vid 140 GHz, vilket när det skedde var dubbelt upp mot existerande rekord. − Vi mätte upp chipet i en probstation som väger cirka 20 kilo. Det fungerar ju inte prak tiskt, så i det pågående projektet har vi arbetat intensivt med att hitta lämpliga kapslingstek niker. Han håller upp en liten modul för att visa resultatet – den ryms i en handflata och är gjord av frästa aluminiumdelar. På ena kort sidan finns en minimal vågledaröppning för 110 GHz till 170 GHz, känt som D-bandet. Där inne sitter världsrekordkretsen omgiven av bland annat biaseringskretsar. − Tillsammans med Ericsson har vi byggt en demonstrator, en mikrovågslänk som sit ter ute på Lindholmen och som företaget an

intervju: herbert zirath

– Det är tillfredsställande att mäta på saker och se att de verkligen fungerar som man simulerat i datorn, säger Herbert Zirath.

− Strax före årsskiftet skrev parterna på konsortieavtalet, så nu kan vi sätta igång och jobba, säger Herbert Zirath. C3NiT tar i viss mån över stafettpinnen från Gigahertz Centrum, som pågått under väldigt många år, till en början under nam net Chack – Chalmers Centre for High Speed Technology. Förra året fick Gigahertz Cent rum en sista finansiering på 35 miljoner från Vinnova som ska räcka till och med 2021.

Henrik Sandsjö

En grundplåt att stå på Det nya kompetenscentrumet är väldigt brett. Här ska material för både högfrek vens- och kraftkomponenter baserade på III-nitrider utvecklas. Som exempel inom hfsegmentet tar Herbert Zirath upp framtida integrerade kretsar som kan ersätta TWTförstärkare (travelling wave tubes) för rymd system. − TWT-förstärkare begränsar livslängden på dagens satelliter och man vill gärna ersätta dem med GaN-transistorer. Bland annat Ruag är intresserat av denna typ av kompo nenter. C3NiT är ett samarbete mellan Chalmers och Linköpings universitet. Från industrin deltar Ericsson, Saab och Ruag. − Man får se det som ett slags nav som man kan bygga andra projekt kring, som Horizon 2020-projekt och andra svenska projekt. Det är viktigt att ha en viss grundplåt att stå på. SSF-projektet som jag berättat om har varit en sådan. Man kan förstå att många projekt krävs för att hålla den cirka 40 personer stora forskar gruppen – varav hälften doktorander – som Herbert Zirath ansvarar för sysselsatt.

− Idag har vi prototyper på en sockerbits stor modul, men den har ännu inte full funk tionalitet. Det hoppas vi ha någon gång un der mitten av året. Då kan vi mäta och göra ett länkhopp. Indiumnitrid är ytterligare ett material som studeras i MC2-labbet. Med tanken på att indiumnitrid transporterar elektroner fem gånger snabbare än kisel är materialet som klippt och skuret för kretsar i framtida radar- och kommunikationssystem. Kickar igång nytt kompetenscentrum Inom det 5-åriga projekt ”Bridging the THz Gap” – finansierat med drygt 35 miljoner av Wallenbergstiftelsen – arbetar forskarna med ta fram ett indiumnitridmaterial som i framtiden kan användas för transistorer som



ger tillräcklig effekt för att driva mobil data trafik i frekvensområdet mellan 100 GHz och 1 THz. − Men det är en utmaning att växa indi umnitrid på ett kontrollerat sätt. Detta är ett mer långsiktigt projekt som syftar till att överhuvudtaget få fram ett material som kan användas för transistorer. Projektet är ett samarbete mellan Chal mers, Linköping och KTH, och är inne på sitt sista år. Det betyder dock inte att den svenska indiumnitridforskningen slår av på takten. Tvärtom är ett nytt kompetenscentrum döpt till C3NiT med fokus på III-nitrider just på väg att ta form. Det kommer att finansieras av Vinnova med upp till sju miljoner om året under tio år, pengar som industrin ska svara upp mot.

Eftertraktad kompetens i industrin I arbetsuppgiften ingår även att ta hand om cirka 30 till 40 studenter som varje år väljer Chalmers masterprogram med fokus på mik rovågsfotonik och rymdteknik. Herbert Zi rath menar att det i Göteborgsområdet finns ett stort behov av civilingenjörer som har den kompetens som han går i bräschen för. − Ja, arbetsmarknaden är relativt stor. Vi har många större företag som Saab, Ericsson och Ruag, men också ett stort antal mindre med behov av denna typen av utbildning. Som exempel på potentiella arbetsgivare i mindre kostym räknar han upp Omnisys som utvecklar rymdburna radiometrar, Low Noise Factory som utvecklar HEMT:ar i in diumfosfid och levererar extremt lågbrusiga förstärkare som kan användas inom radio astronomi eller kvantdatorer, liksom Gotmic, Gapwaves och Bluetest. De två sistnämnda har framlidne Chal mersprofessorn Per Simon Kildahl startat. Gotmic har Herbert Zirath själv varit med och grundat, medan Low Noise Factory ock så är en avknoppning från Chalmers. Anna Wennberg anna@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

tema: kommunikation

fler förfrågningar direkt från kunder. Annars är det mest på elektronikmässor som Proant raggar sina kunder – främst Elec tronica och Embedded World.

Lågprisantenn i högvolym Visste du att R2-D2-roboten från Star wars har en rundstrålande antenn från Umeå? Proants grundare Tomas Rutfors sprider mobilantennteknik till IoT- och M2M-världen.

roant knep omslaget till E l e kt ron i kt i d n i n g e n s marsnummer i fjol efter att ha adderat antenn och därmed Wifi till Pi-kortet Zero W. Raspberrystiftelsen trodde det var omöjligt med trådlös radio på ett så litet kort, men Proant satte dit sin notchantenn Niche. Företaget har fyra anställda i Umeå. Ett standardsortiment kompletteras med kundanpas sade antenner där det behövs. Anpassningen handlar ofta helt enkelt om mekanik för att passa storleken på exempelvis en mobiltelefon. – Idag är 75–80 procent av vår försäljning standardprodukter, berättar företagets vd och grun dare Tomas Rutfors. Tillämpningarna finns allt från leksaker till bilar. Proant är bland annat godkänd leverantör till Robert Bosch. En del kunder får Tomas Rutfors inte nämna. – Och vi vet inte ens själva var alla antenner hamnar. Robotleksaken R2-D2,

från amerikanska Sphero, fanns på Teknikmagasinet inför julen. Den styrs från mobiltelefonen via Bluetooth och en Proantantenn. – Sphero ville ha bra rundstrålning eftersom du inte vet hur roboten är oriente rad. Och det ger våra antenner. Den snabbast växande kate gorin är den ytmonterade Pifaantennen Onboard. De sitter i



bland annat Ublox och Lantro nics moduler. –Eftersom de inte vet hur de ras kunder monterar modulerna behöver de en robust antennlös ning som fungerar i de allra flesta monteringsfall. Pifaantenner monteras ovan på ett jordplan vilket gör dem robusta medan chipantenner i allmänhet placeras utanför jord planet vilket gör att de påverkas mer av exakt var de monteras och utformningen av kortet. – Tekniken tog jag med från min tid med antennutveckling för mobiler. Nu plockar jag in den i IoT och M2M. industriella appli kationer spröt, stubbar eller ex terna lådor som antenner. – Idag är trenden att man vill bygga in dem och sätta fast dem på mönsterkortet. Dels av kost nadsskäl men också för design och säkerhet då det inte är nå gonting som är externt monte rat. Eftersom antennen mon teras inuti produkter har Proant nära samarbeten med kundernas utveck lingsgrupper. – Det är inspirerande! Vi ger kunder råd på vägen och granskar och ger feedback på designen. Kunden får också hjälp med antennoptimering och mätning av prestanda. – Även om vi oftast använder standardprodukter måste man tänka på placering och hur om T i d i g a re h a d e

givande komponenter påverkar antennprestanda. Andra standardprodukter från Proant är koaxialkabelan sluta antenner för mönsterkort, och klassiska SMA-monterade vikbara antennstubbar. V i l l d u k ö pa företagets antenner ringer du inte till Umeå utan till Proant Asia i Hongkong. Det är ett helägt dotterbolag som bil dades i fjol och som också sköter lagerhållning och leveranser. Det var den smidigaste lösning en för Proants produkter för yt monterbar massproduktion, som ofta går i monteringslinjer i Asien. Dotterbolaget, med en an ställd, hanterar alla beställningar och leveranser, även Europa. Antennerna kan också köpas via distributörerna Acal BFI och Digikey som har lager i Europa respektive USA. Allteftersom företaget blivit mer känt har det börjat komma

På f lyge t t i l l e n av dessa mässor träffade Tomas Rutfors för några år sedan Karl Fredmark – känd som grundare av kraftspecialis ten Powerbox. Det ena gav det andra och när Proant behövde pengar för att ta fram och lansera Onboard SMD-konceptet, blev Karl Fredmark delägare tillsam mans med Partnerinvest Norr. – Det har varit givande att ha med externa ägare på vägen. Det ställer andra krav på mig som vd och det har utvecklat både mig och bolaget positivt. Den som inte vill köpa antenn av Proant är den som exempel vis själv tillverkar antennen på mönsterkortet. Dessutom finns andra leverantörer. Men enligt Tomas Rutfors står sig Proant bra i konkurrensen. – Vår antennteknologi är mer robust för de flesta applikationer och ger ofta bättre prestanda i verkligheten. Och allt till i princip samma pris som en chipantenn. Utvecklingen för Proant har gått mot att steg för steg sänka pri set på antennteknik, från externa antenner, till inbyggda anslutna med kabel, till Onboard SMD. Nackdelen är att lägre pris kräver större volym för lönsamhet. – Kostar antennen en krona måste du sälja många fler än om den kostar hundra. Så det gäller att hamna på de stora projekten. Det har Proant lyckats med, enligt Tomas Rutfors. – Vi kommer att sälja flera mil joner antenner nu under 2018.

jan tångring jan@etn.se

Elektrotekniker från Norrbotten Tomas Rutfors är vd för Efter att ha flyttat till Proant. Efter att ha läst Umeå 2004 startade elektroteknik i Luleå han Proant AB 2005 hamnade han först på och det blev heltids elektroniktillverkaren jobbet. Geoscience i Malå, – Många kunder hade och senare på Allgon problem med antenner antenn i Åkersberga och visste inte hur de där han utvecklade skulle tackla det så jag antenner för mobil startade Proant för att Tomas Rutfors telefoner. hjälpa dem. Dessutom Senare som FAE på Acal saknade jag ingenjörsarbetet sålde han radiokretsar i chip och i och med bildandet av och moduler. Samtidigt blev Proant kunde jag kombinera det antennkonsultandet en sidojag gillade mest – utveckling verksamhet. och försäljning.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

tema: kommunikation

Wi-Sun vill koppla upp mätarna Det finns många standarder att välja på för den som ska kopplad upp en elmätare eller lyktstolpe. NB-IoT och Lora är två heta alternativ. Nu sträcker Wi-Sun upp handen. Standarden baseras på 802.11.4g och används framförallt i USA och Asien, men vill nu bli ett alternativ även i Europa. – Jag hör på dig att du låter skep tisk, säger Phil Beecher när vi pratat en stund. Han är ordförande för intres seorganisationen Wi-Sun (Wire less Smart Ubiquitous Networks) och reser runt i Europa för att missionera om den trådlösa standarden. Och det är lika bra att erkänna direkt, det saknas inte alternativ för den som vill koppla upp en elmätare eller gatlykta, så vad kan Wi-Sun erbjuda som inte de andra redan har? – Vi är bra på säkerhet, pro tokollstacken är öppen, radion kostar under två dollar, räckvid den är lång och meshtekniken gör kommunikationen robust. tillägga att standarden också är välbeprö vad. Det finns enligt Phil Beecher 85 miljoner Wi-Sun-noder i värl den, majoriteten av dem i USA och Asien. Tekniken kommer från USA där energibolaget i San Francisco för lite drygt tio år sedan ville koppla upp sina mätare. Radio tekniken hämtades från Silver

Man skulle kunna

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

Spring Technology och är mesh baserad. Projektet resulterade år 2012 i en standardisering via IEEE men också intresseorgani sationen Wi-Sun Alliance som har över 170 företag som med lemmar inklusive halvledarföre tag som Analog Devices, Cisco, Murata, Omron, Renesas, Rohm, TI och Toshiba. I och med att rötterna finns i energibranschen var säkerhet hög prioritet redan från början. – Alla enheter autentiseras via certifikat, säger Phil Beecher. Sj ä lva r a d i o n är i grunden den samma som för bland annat Zig bee, det vill säga 802.11.4. För att öka räckvidden används lägre frekvensband. I Europa innebär det 870-876 MHz. Kanalen är halv duplex och maximala data takten ligger mellan 100 kbit/s och 300 kbit/s. Protokollet är IPv6-baserat.

För att minska risken lamporna individuellt. för att kanalen block Sen går det att lägga på eras av andra sändare nya användarfall vart används decentraliserad efter behovet uppstår. frekvenshoppning, där Här kan den som äger varje nod synkroniserar nätet välja att sälja data hoppen med grannarna. trafik till andra företag Uteffekten är upp till som vill koppla upp oli 500 mW vilket gör att Phil Beecher ka apparater. man kan nå mellan fem Även om Europa lig och tio kilometer. Det är mindre ger långt efter USA och Asien är än exempelvis mobilnäten och det inte helt vit på kartan. I Stor Lora eller Sigfox men som kom britannien finns bland annat ett pensation används meshteknik. nät i Bristol och även i Köpen Meshnät anpassar sig automa hamn håller ett nät på att byggas i tiskt till förändringar i miljön samband med att gatubelysning och hittar en ny väg för med en byts ut. delandet om en nod faller bort. per henricsson per@etn.se Samtidigt är tekniken känd för att snabbt dränera batteriet. – Våra meshnoder är anslutna till elnätet, sen kan man ha änd noder som är batteridrivna och FAKTA: som lever många år. Hårdvaran Allt beror såklart på hur Det finns ett antal tillverkare mycket data noderna ska skicka av kretsar för Wi-Sun inkluoch hur ofta. Liksom hur stort sive TI, Silab, Renesas och batteriet är. Semtech. Kretsarna kostar tillämpning en för Wi-Sun varit energimä tare ser Phil Beecher ett gyllene tillfälle för standarden när gatu belysningen nu byts ut mot lys diods-dito. Då är det förhållan devis billigt att addera Wi-Sun. – Man kan motivera Wi-Sun med de energibesparingar som går att göra när man kan styra

Äve n o m d e n s t o r a

runt en dollar men den som vill göra det enkelt för sig kan välja någon av de färdiga moduler som också finns tillgängliga. För att få sätta på loggan måste dock nya produkter testas av certifierade labb för att de garanterat ska fungera med produkter från andra tillverkare. Dessutom finns regelbundna träffar, så kallade Plugfests, där tillverkarna kan göra en första test av nya produkter.



tema: kommunikation

Operatörernas röst i världen Om ett halvår klubbas den första kompletta versionen av 5G-standarden, men redan i februari tas de första 5G-näten i drift. Långt ifrån alla operatörer hänger på låset. Mats Granryd, vd på branschorganisationen GSMA med över 800 medlemmar, vet varför olika företag har så radikalt olika strategier.



inter-OS i Sydkorea i februari blir antagligen först. Kina och Japan kommer förmodligen att starta under sommaren. USA har också ett långt försprång med Verizon och AT&T. Även UAE med Dubai kommer att vara tidi ga. Så ser tågordningen för 5G ut, säger Mats Granryd. Samtidigt är det många operatörer som inte ser det som sin uppgift att vara först. De är hellre tvåa eller trea och låter andra stå för avlusningen. Dessutom sjunker priset på ut rustningen i takt med att volymerna växer och därmed även kostnaden för att uppgra dera näten. Skillnaderna i strategi handlar också om när man bedömer att det kommer att finns större volymer av mobiler och andra appara ter som kan användas i näten. – Precis som med LTE kommer donglar definitivt vara en första applikation. Det hänger samman med att det är betyd

ligt enklare att ta fram en liten sticka som stoppas in i datorns USB-port och ger 5Guppkoppling än att utveckla en komplett smartmobil med 5G plus ytterligare ett antal funktioner. Tidsluckan kommer dock inte att bli allt för lång. – Jag är ganska övertygad om att markna der som Kina, Sydkorea och Japan vill ha mo biler snabbt. Sen kommer det bara bli ännu fler prylar som använder 5G. Det kan vara klockor eller annat som också är lättare att producera än mobiler, säger Mats Granryd. Inloggning, IoT och ekonomi GSMA har funderat på vad som är viktigt för operatörerna inför övergången till 5G och identifierat ett antal frågeställningar: – Säkra sätt att logga in på Internet med ett enda lösenord kan bli väldigt viktigt. Tvåa på listan är IoT där vi jobbar med NB-IoT och LTE-M. Trea kommer framtida nätverk med ekonomin runt 5G, 4G och 3G. ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

tema: kommunikation

FAKTA:

GSMA

FAKTA:

Mats Granryd Är maskiningenjör från KTH och inledde sin karriär på Andersen Consulting och Arrigo Consultants innan han började på Ericsson år 1995. Där var han bland annat marknadschef för olika geografiska områden, men också för teknikområden. Han har arbetat för Ericsson i USA, Indien, Nordafrika och Europa. I augusti 2010 blev han vd och koncernchef på Tele2, för att i januari 2016 bli vd för branschorganisationen GSMA. Mats Granryd är en stark förespråkare för hållbarhet och ledde mobilindustrin till att bli den första sektorn att på ett brett plan engagera sig i FNs mål för hållbar utveckling i 2016. Han har under 2017 tagit plats i Swedbanks styrelse och utnämnts till styrelseordförande i börsnoterade Coor som sysslar med fastighetsskötsel.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

gsma

GSM Association eller i vardagligt tal GSMA är en intresseorganisation med huvudkontor i London som samlar rknappt 800 operatörer från hela världen. Dessutom finns ytterligare 300 associerade medlemmar, inklusive företag som Ericsson, Huawei, Nokia, Facebook och Google. GSMA bildades 1995 som en samarbetsorganisation för de operatörer som hade valt GSM-standarden. Under åren har GSMA växt till en global organisation som bland annat arbetat för att alla världs delar ska ha samma mobilstandard. – Vi har en stark röst i 3GPP som tar fram standarderna, säger Mats Granryd. Organisationen vill också se att det är samma frekvensband som används i alla världsdelar och att mobilnäten har standardiserade gränssnitt så att operatörerna exempelvis kan köpa radionätet från en leverantör och core-nätet från en annan. – Det fungera bra, det är ganska lätt att byta leverantör. Om man istället pratar faktureringssystem eller liknande blir folk svettiga. Utåt sett är organisationen kanske mest känt för mobilmässan i Barcelona som är en mötesplats och ett skyltfönster för branschen. Numera finns motsvarande arrangemang även i Shanghai och San Francisco. 5G har varit ett genomgående tema de senaste åren och så lär det bli även nästa gång i Barcelona , i slutet av februari. – Vi kommer att få se 5G-applikationer för bilar och hus tillsammans med maskininlärning. Demonstrationer med VR och AR har vi haft ett tag, så det är inte lika spännande. Och så kommer vi att få se tillämpningar med IoT. Det är nu det kommer att hända.

Det handlar bland annat om i vilken ord ning man ska släcka ned äldre nät men också hur operatörer kan dela på nät. Idag har fler än 5 miljarder människor ett mobilt abonnemang. År 2025 kommer det att ha ökat till nästan sex miljarder. – Vi kommer att sluta prata om abonnen ter och istället ha ett mer industriellt fokus framöver, säger Mats Granryd. IoT ger nya intäkter Dagens konsumenter förväntar sig ständigt mer data och bättre täckning utan att kost naden går upp. När maskiner och apparater kopplas upp får operatörerna en chans att hitta nya kunder som är beredda att öppna plånboken. Det handlar om IoT där operatörerna kan skapa dedicerade nät för en kund eller för en viss tillämpning genom så kallad ”network slicing”. – Det finns redan i LTE, men åker med 5Gtåget och gör det möjligt att dedicera resurser för din tv eller för en medicinsk utrustning. Därmed kan exempelvis produkter som behöver kritisk kommunikation med låg för dröjning få ett eget virtuellt nät där de slipper konkurrera med videonedladdning som tar mycket kapacitet. Tänkbara tillämpningar finns inom bland annat medicinteknik men även fordon inklusive självkörande bilar pas sar för tekniken. Olika affärsmodeller Vissa operatörer kommer att nöja sig med att tillhandahålla en kommunikationskanal som de kan ta betalt för medan andra kommer att satsa på mer kompletta tjänster för IoTtillämpningar där kommunikationen bara är en del av erbjudandet som också innehåller molnlagring och analysverktyg av olika slag. LTE var den första standarden som använ des i Europa, USA och Asien, även 5G kom mer att vara en global standard.

’’

” Vi kommer att sluta prata om abonnenter och istället ha ett mer industriellt fokus framöver” 

’’

tema: kommunikation

– Det ger en fantastisk skala, en plattform som är osannolikt bra och som jättar som Amazon, Google, Facebook med flera nyttjar. 5G kommer att förändra hur vi interagerar med samhället och hur vi gör affärer. Utbyggnaden av 5G startar redan i år och GSMA räknar med att det kommer att finnas 1,2 miljarder 5G-abonnemang år 2025. Hur många som är människor och hur många som är maskiner återstår att se. Av abonnemangen kommer 32 procent att finnas i Kina, 17 procent i Europa och 16 pro cent i USA. Ett annat sätt att mäta utbyggnaden är att 40 procent av väldens befolkning eller 2,8 miljarder människor bor på en plats där det finns 5G-nät år 2025. Allt högre frekvenser När det gäller spektrum arbetar GSMA för att det ska vara samma band i alla världsdelar. – Det lär bli 2,6 GHz till 2,8 GHz men vi tittar också på högre band runt 6 GHz och 28 GHz som är helt tomma idag. 28 GHz ger hög datatakt men har kort räckvidd och kräver i princip fri sikt. Det lämpar sig exempelvis för inomhustäckning där man har radiohuvuden som inte är större än brandvarnare, men också för länkar som

”Har man fått en licens så ska man vara väldigt säker på att den inte kommer upp på auktion utan att det går att förnya den”

kopplar upp småceller. Men allt är inte teknik. Myndigheternas spelregler har också betydelse för hur fort ut byggnaden kommer att gå. – För operatörerna är den största frågan förutsägbarhet. Det handlar om villkoren för de frekvens band som auktioneras ut eller bjuds ut i ”skönhetstävlingar”. Normalt har dessa till stånd gällt i tio år. – Tio år kanske fungerade förut. Då kunde man bygga ett nät och ha en ganska lönsam modell för att få tillbaka pengarna. I dag krävs större kapital och längre återbetal ningstid. GSMA lobbar för att få upp licenstiderna mot 25 till 30 år, vilket knappast kommer att lyckas.

– Vi vill i varje fall få förutsägbarhet. Har man fått en licens så ska man vara väldigt säker på att den inte kommer upp på auktion utan att det går att förnya den. 2019 öppnas nya frekvensband I Europa har de flesta länder numera tek nikneutralitet för tilldelat mobilspektrum så operatörerna kan själva välja vilken standard de ska använda i vilket band. Allt förutsätter att banden är tillräckligt breda för att fungera med standarden. Ett intressant band är 700 MHz som idag används för tv-sändningar, men ska frigörs för mobilkommunikation. De olika europe iska länderna går dock inte i takt. – Det kommer att dröja två till tre år innan det blir fritt. Först på spektrumkonferensen WRC i Genève hösten 2019 finns möjligheten att öppna upp nytt spektrum på en global nivå. – Jag blir alltid förvånad över hur lång tid det tar att rulla ut en ny standard men när jag tittar tillbaka är jag alltid lika förvånad över hur fort det gick, säger Mats Granryd. per henricsson per@etn.se

Från Idé till Produkt Elektronikdesign, EMC test, Produktion Utveckling Hårdvara Mjukvara

Produktion

SMD Hålmontering Slutmontering

EMC

Ackrediterat lab Filter design Filterproduktion

Test

Klimat Mekanisk

KEMET Electronics AB • Thörnblads väg 6 • 386 90 Färjestaden • Telefon 0485-563900 • www.kemet.com/Dectron



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

GRATIS

magasin Är du intresserad av branschnyheter, tekniska trender och nya produkter inom elektronikindustrin? Teckna gratis prenumeration på

etn.se/pren

Det snygga magasinet Elektroniktidningen kommer ut en gång i månaden.

tema: kommunikation

Trådlös uppkoppling utan Radiokonstruktion är svårt. Norska Radiocrafts vill göra det lättare med verktyg och moduler som sänker ribban för konstruktören.

adiocrafts grundades 2003 WAN-protkoll i portföljen, som av två norrmän med erfa kanske Lora eller NB-IoT, som renhet från militär kom får mycket uppmärksamhet. – Vi har inte aktivt valt sida, munikation och design av rfutan följer utvecklingen med kretsar. Affärsidén var att göra radio spänning. Vi kommer att stödja enklare och på det viset göra det det som vi ser har en bra mark möjligt för fler konstruktörer att nad generellt, där vi med rimliga bygga system som utnyttjade den resurser kan ta fram en lösning, samt att vi ser att vår modul-tek trådlösa teknikens flexibilitet. Peder Martin Evjens och Hall nologi har ett bra businesscase. Meshprotokollet Tinymesh är vard Moholdts företag sysselsät ter idag nio personer. Det finns en stark produkt i Radiocrafts tre lediga positioner att söka, om portfölj. – Det utvecklades ursprungli Oslo lockar? Kunderna finns runt hela värl gen för att kontrollera minibarer på hotell. den, men framför allt i Europa. Men det är ingen standard. Traditionellt är företaget starkt inom mätaravläsning, och det är fortfarande där de flesta nya kun Vågar kunder sätta sig i knät på ett proprietärt protokoll som der dyker upp. – Men vi expanderar, och ge dessutom är sluten källkod? nerellt inom industrisegmentet, – Proprietärt är inte ett problem i säger företagets sälj- och mark sig. Det mesta av det som säljs är nadschef Anders Oldebäck. proprietärt till någon grad, även Företaget gör även om det finns en un kundanpassning, in derliggande standard klusive antenndesign. bakom. Eller hela vägen till – Det som är viktigt nyckelfärdig konstruk är att visa att man som tion, om så önskas. leverantör är pålitlig Men där slutar engage och har ett bra track-re manget. cord. Det är en av styr – Vi varken installe korna med Radiocrafts. rar eller driftar. Vi sup Anders Oldebäck Tinymesh är enligt portar våra moduler, Anders Oldebäck en men låter våra kunder göra slut kelt. Det kräver därmed lite re produkten. surser av hårdvaran och är billigt Portföljen täcker in de licens att sjösätta. fria banden från 169 MHz, via – Det gör det mycket kost 400, 800 och 900 till 2 450 MHz. nadseffektivt jämför med andra Det första protokoll som företa meshlösningar. Det blev tydligt get satte på marknaden var RC232. när vi kunde leverera konkur Sedan kom stjärnnätet Wireless renskraftiga lösningar i ett låg MBUS och sedermera dess hem kostnadsland som Indien. automationsvariant KNX. Den stora tillämpningen i In Meshnätet Zigbee kallas i Ra dien är elmätaravläsning. diocrafts tappning för ZNM. Det senaste tillägget är Sigfox, Hur står sig Tinymesh ett yttäckande lågeffektsnät. En mot 6LoWPAN? existerande plattform gick lätt att – Det snackas mycket om 6LoW anpassa. PAN-lösningar i samband med – Vi kunde tidigt presentera en mesh. Då får man IP hela vägen. lösning. Men det återstår att se vilken Radiocrafts håller dörren öp 6LoWPAN-lösning som blir pen för att plocka upp andra LP framgångsrik.



RC232 var företagets allra första produktfamilj och är fort farande ett av de starka korten. Protokollet är en trådlös mot svarighet till RS232 – seriellt och med en Uart i båda ändarna. Och helt applikationsagnostiskt – kunden kan skicka vilka data som helst. – Det är ett enkelt, robust pro tokoll för anslutning punkt-tillpunkt eller för ett enkelt stjärn nätverk. Det tredje av företagets mest framgångsrika protokoll, Wire less-MBUS, föddes med smarta elmätartrenden i Europa. Radio crafts är medlem i standardgrup pen.

IoT-vågen har – som man kan gissa – varit positiv för RAdio crafts. – Det finns ett ökat intresse för att ansluta olika typer av sensorer till olika molntjänster. Det driver produktutveckling och skapar nya kundkontakter. Tekniskt sett är IoT för Radio crafts – som ligger nära hårdva ran – en naturlig utveckling av M2M. – IoT driver på behovet av olika typer av trådlösa nätverk. Fram tiden för rf-moduler som kan an vändas för att snabbt få igång ett system ser mycket ljus ut. Han ser en spännande utveck ling i efterfrågan på mer intel

Radiocrafts moduler har gemensam hårdvara med firmware som anpassar den till olika protokoll.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

tema: kommunikation

Se till att synas!

krångel

För annonsbokning kontakta Anne-Charlotte Sparrvik 0734-17 10 99 eller ac@etn.se

’’

NR 11 NovembeR 2017

” 169 MHz håller på att etablera sig som ett starkt alternativ för robusta longrange nätverk”

ligens i nätverken. Det kräver mer processorkraft även långt ut i noderna. Företaget lägger utvecklings resurser på IoT just nu. Liksom vid företagets grun dande är målet fortfarande att förenkla för konstruktören. Konkret handlar det om att anpassa sensorgränssnitt och rfnätverk, och att utveckla gräns snitt för molnet. Hittills har företaget lanserat ett antal moduler med inbyggda sensorgränssnitt för att koppla sensorer med molntjänster (SSM). Stöd för Sigfox finns, och i februari kommer stöd för Wire less-MBUS. – Vi planerar fler produkter runt sommaren, så det är lite ti digt än att gå ut offentligt med exakt vad vi gör.

ELEKTRONIK

TIDNINGEN

SveRIGeS eNDA eLeKTRoNIKmAGASIN FÖR PRoFFS

ETLIDEKNTINROGNEIKN

SVeRIGeS eNDA eLektRoNIkmAGASIN S FÖR PRoFF

NR 10 oktobeR 2017

tema: INDusTrI 4.0 & byGGsäTT

KIsELKaRbId På gå

bid Transistorer i kiselkar ut kiselhar börjat knuffa kretskortet. transistorer från sin Fem företag avslöjar

ErGI r och EN tema: powE

strategi. /12–17

Nu sKa yumI böRja jObba Prenumerera kostnadsfritt! etn.se/pren

Prenum kostnadsferera ! etn.se/prritt en

ELEKTRONI K

ABB:s samarbetande robot kan göra Sverige till ett konkurrenskraftigt land för lokal produktion. /14–16

styrbara antenner:

inspectis:

Ericsson nära 5G på 28 GHz

Ger elektronikindustrin digitala ögon

septemNR 9 beR 2017

/18–19

/20–21

TIDN INGE N

M A G A S I N – W E B B – NY H E TS B R E V

tema : INb yGGD a sy sTEm hårD vara

Radiocrafts alla produkter bygger på ett antal gemensamma hårdvaruplattformar. Egenut vecklad firmware bestämmer protokollet. Om du frågar får du säkert veta vilka komponenter som sit ter på insidan men Anders Olde bäck vill inte ha namnen i tid ningen. – Vi har haft problem med kopior, och vi vill inte göra det alltför enkelt att se vad som finns innanför skalet. Vad är hett inom branschen?

– Det är intressant hur 169 MHz håller på att etablera sig som ett starkt alternativ för robusta longrange nätverk. En fördel med 169 MHz är att den ”ser runt hörn” bättre än högre frekvensband. Frekvensen används idag i gas- och vattenmätare med Wireless M-BUS, men den är öp pen för annat än mätarrapporte ring. Ett initiativ kallat Wize för söker driva på utvecklingen. – Än så länge är det tidigt att säga om dom lyckas. Men jag tror att vi kommer att få se nya til� lämpningar här.

håLL KOL

L På mILjö

sVeRIG eNDA es eLeKtR mAGAs ONIKIN FÖR pRO FFs

Pre kostnanumerera etn.se dsfritt! /pren

FältFörsök: ier:

litium-jonbatter

Christina är tillbaka med supercell

Gotlands elnät kan bli smart /8

E TS B R E W E B B – NY H MAGASIN –

/18–19

ulf bodi

Vet allt om inbyggd system a

Många små sma vattenk rta sens valitet i orer som staden, och visa mäter luftskic r och Göteborg resultatet i mob kar data upp i molnet ilen har tagi t det förs . Det är visio nen. ta steget. /16–17

/12–13

MAGA

inkonova

Sätter vingar på

/20–21 SIN – W E B Bsensore – NY Hr E TS B

REV

Utgivning spl an 2018 nr

Utg.dag

tema

22 jan.

Kommunikation

19 feb.

Opto, LED & displayer

19 mars

Inbyggda system, mjukvara

23 april

Fordon

28 maj

Sensorer & IoT

25 juni

Konsulter, utbildning & distr.

7–8 27 aug.

Test & mät

24 sep.

Power management & energi

22 okt.

Inbyggda system, hårdvara

19 nov.

Industri 4.0 & byggsätt

19 dec.

Medtech & health

Jan Tångring jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18



tema: kommunikation

PE R

R TA T

Värt att veta om 5G IKEL

Första versionen antogs i december

nder de senaste åren har forskarna varit hårt sysselsatta med att ta fram nya koncept och tekniker för 5G. Samtidigt har branschorganisationen 3GPP arbetat med en tidsplan för standardiseringen där den första fasen, även kallad New Radio (NR), antogs i mitten av december 2017. Även om NR Fas 1 till viss del liknar det LTE-protokoll som används i dagens mobilnät finns det skillnader. Den största är bandbredder och använda frekvensband. Dessutom har NR möjlighet att styra loberna både analogt och digitalt.

den aggressiva tidsplanen för utrullningen av 5G finns det ett förslag på infasning i existerande nät med hjälp av två versioner av NR. Den ena är fristående medan den andra har basstationen i LTEnätet (eNB) som master med en sekundär cell med NR gNB (motsvarar eNB i 5G NR). Bägge är anslutna till samma core-nät (EPC, Evolved Packet Core). Denna version av 5Gstandarden antogs i december 2017. Den icke fristående versionen av 5G NR har tagits fram för att det ska gå att utnyttja befintlig infrastruktur under den första utrullningen av 5G. Det finns också en friståF ö r at t k l a r a

Av Sarah Yost, National Instruments Sarah Yost är produktmarknadschef i SDR-gruppen (software defined radio) på National Instruments. Hon har särskilt ansvar för millimetervågsprodukterna. Dessutom arbetar hon med marknads aktiviteter för 5G och SDR. Hon har tidigare arbetat med utveckling på NI:s dotterbolag Ettus Research.

ende version som har ambitionen att vara framåtkompatibel med kommande generationer av standarden. Fristående nät kan samexistera med icke fristående nät eller arbeta parallellt. Exakt när fristående nät kommer att standardiseras för att sedan rullas ut är inte klart men det är ett användarfall som det tas hänsyn till i NR Fas 1. Förutom jobbet som görs i standardiseringsorganen planerar Verizon och Korea Telecom (KT) att dra igång kommersiella nät med 5G-teknik som inte fullt ut är standardiserad. Verizon ska erbjuda fast bredbands acccess baserat på det fysiska lagret i 5G Technical Forum (Verizon 5GTF eller V5GTF) redan vintern 2017/18. V5GTF använder 28 GHz och är en metod för att leverera snabbt Internet den sista kilometern till användarna men är inte tänkt för mobiltelefoner. Korea Telekom tänker erbjuda icke standardiserad 5G-teknik till vinterolympiaden i februari 2018. Det är inte klart vad det kommer att innebära. Vilka frekvensband som ska användas har varit ett hett diskussionsämne som nu börjar sätta sig. Det är viktigt att notera att frekvenser under 6 GHz kommer att spela en stor roll för 5G. Samtidigt vill man öka frekvensban-

den fem gånger jämfört med vad som finns tillgängligt i LTE. Tabellen innehåller de frekvenser som oftast nämns men är inte komplett. Bland annat planerar T-Mobile att använda spektrum runt 600 MHz för 5G i USA. I d e n f ö r s ta fa s e n för NR är frekvenserna på millimetervågsområdet bättre definierade även om det kommer att finnas behov av olika band i olika regioner. Till exempel har kinesiska myndigheter föreslagit 24,7527,5 GHz och 37-42,5 GHz. I USA har FCC föreslagit 28 GHz och två band som täcker 24-27 GHz och 38-39 GHz. Korea och Japan siktar även de på 28 GHz. Att förstå standarden är ett bra första steg för att förstå hur 5G kommer att rullas ut kommersiellt men det finns också ett antal utmaningar både vad gäller komponenter och systemdesign liksom validering och testning som kan påverka hur fort tekniken blir verklighet. Att addera tekniker som lobstyrning medför nya krav för integrerade rf-komponenter som effektförstärkare och transceivrar. För att minimera förlusterna i systemet integreras antennmatrisen allt oftare i samma krets eller modul som effektsteget och transceivrarna. Ett resultat av det är att

Den första specifikationen för 5G New Radio antogs i slutet av 2017 och kommer att uppdateras under 2018.



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

tema: kommunikation

Aggregerat dataflöde från basstationen i LTE-nätet (kallad LTE eNB, Evolved NodeB) och basstationen i 5G-nätet (kallad NR gNB, New Radio Next Generation NodeB) via core-nätet EPC (Evolved Packet Core).

det inte längre går att testa komponenter genom att koppla in kablar. Istället har test via luftgränssnittet blivit ett krav, en metod som tidigare varit tabu. New Radio, och särskilt för millimetervågsområdet, är betydligt mer komplext än LTE. Mycket av den existerande testutrustningen är inte avsedd att hantera kombinationen av höga frekvenser, stora bandbredder och mätningar via luftgränssnittet. Även de enklaste uppgifterna som att mäta rf-effekten måste göras på ett nytt sätt i 5G. Det beror på att det inte finns någon definitionen på vad det innebär att gör en kalibrerad mätning via luftgränssnittet. Samtidigt som standardiseringen av lager ett och två snabbt närmar sig finns det fortfarande många utmaningar som måste lösas. Hittills har 5G öppnat en ny tidsålder inom trådlös kommunikation. Nu är det dags för de som utvecklar och testar integrerade rf-kretsar att använda det de lärt sig av forskarna och implementera det för att kunna leverera kommersiella 5G-produkter. n

Dataflödet via basstationen i eLTE kallad eNB (Evolved NodeB) till det nya core-nätet NextGen Core.

Aggregerat dataflöde från basstationen i eLTE-nätet kallad LTE eNB (Evolved NodeB) och basstationen i 5G-nätet kallad NR gNB (New Radio Next Generation NodeB) via det nya core-nätet NextGen Core. LTE

NR Fas 1

Frekvens Bandbredd

Upp till 6 GHz Max: 20 MHz

Carrier Aggregation Analog lobstyrning (dynamisk) Digital lobstyrning Kanalkodning

Upp till 32 Stöds inte Upp till 8 lager Data: Turbokodning Styrning: Convolutional kodning 15 kHz Stöds inte 90 procent av kanalbandbredden

Upp till 52 GHz Max: 100 MHz (<6 GHz) Max: 1 GHz (>6 GHz) Upp till 16 Stöds Upp till 12 lager Data: LDPC-kodning Styrning: Polarkodning 15, 30, 60, 120, 240* kHz Kan implementeras Upp till 98 procent av kanalbandbredden

Avstånd mellan bärvågor Self Contained Subframe Spektrumanvändning

Tabell 1. Föreslagna frekvensband för 5G.

*i framtiden, stöds inte av LTE Release 15

Frekvensområde

Företag som stöder

3,3–4,2 GHz 4,4–4,99 GHz 24,25–29,5 GHz 31,8–33,4 GHz 37–40 GHz

NTT DOCOMO, KDDI, SBM, CMCC, China Unicom, China Telecom, KT, SK Telecom, LG Uplus, Etisalat, Orange . . . NTT DOCOMO, KDDI, SBM, CMCC, China Unicom, China Telecom . . . NTT DOCOMO, CMCC, KT, Verizon, T-mobile, Telecom Italia, BT . . . Orange, Telecom Italia, British Telecom AT&T, Verizon, T-mobile

Tabell 2. LTE- och 5G-spektrum.

Tror du att allt står på webben?

Läs Elektroniktidningen! Prenumerera Gratis – Du får det snygga månads magasinet genom att fylla i talongen på etn.se/pren

KTRONIK ETLE IDNINGEN

SveRIGeS eNDA eLeKTRoNIKmAGASIN FÖR PRoFFS

NR 11 NovembeR 2017

NR 12 decembeR 2017

ELEK TIDNTRONIK ELEKTRONIK INGE N TIDNINGEN NR oktobe10 R 2017

SVeRIGeS eNdA eLeKTRONIKmAGASIN FÖR PROFFS

KIsELKaR

ra Prenumereritt! kostnadsf en etn.se/pr

Transisto rer i kisel har börja karbid t transistor knuffa ut kisel Fem föret er från kretskorte t. strategi. ag avslöjar sin /12–17

SVeRIG eNDA eS eLektR oNIkmAGASIN FÖR PRo FFS

Pren kostnaumerera etn.se dsfritt! /pren

tema: roboTIk

Öga mOT Öga Prenumerer mEd sOcIaLa a kostnadsfritt! etn.se/pren RObOTaR

yGGsäTT TrI 4.0 & b tema: INDus

Nu sKa yumI böRja jObba

De kommer att vandra bland oss. De måste lära sig våra sociala regler. Vi pratar med svenska forskare. /10–16

ett göra Sverige till etande robot kan produktion. /14–16 ABB:s samarb ftigt land för lokal konkurrenskra

litium-jo

styrbara antenner inspectis:

Ger elektronikindustrin digitala ögon

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

bId På gå

tema : pow Er oc h ENE rGI

Ericsson nära 5G på 28 GHz /18–19

E TS B R E V W E B B – NY H MAGASIN –

/20–21

nbatterie

Christin tillbaka a är supercemed ll r:

trenD:

Drönare:

Robotar som vill samarbeta

Landar själv precist utan hjälp av GPS

/18–23

/6–7

/18–19

MAGA

M A G A S I N – W E B B – NY H E TS B R E V

FältFörsö

Gotland elnät ka s bli smartn /8 SIN – WEBB – NY H E TS B R E



tema: kommunikation

PE R

R TA T

Trådlöst som banar väg Bluetooth 5, 802.11ac och 802.11p

IKEL

e bilmodeller som nu börjar dyka upp har inte mycket gemensamt med tidigare generationer även om bägge kategoriseras som bilar. Den allt högre graden av komplexitet i konstruktionsarbetet gör det möjligt att integrera en mängd nya funktioner i bilen som höjer säkerheten och effektiviteten samt förbättrar körupplevelsen. Övergången från mekaniska system till rent elektroniska, kända under samlingsnamnet x-by-wire, innebär att det går att få ner vikten på ett fordon och därmed minska bränsleförbrukningen. På samma sätt bäddar avancerade förarassistanssystem (ADAS) för väldigt hög säkerhet för trafikanterna. Detta är bara början – under de närmaste åren kommer den tekniska utvecklingen att ta bilen ännu längre bort från sitt ursprung. En huvuduppgift för dagens biltillverkare är att driva konceptet ”uppkopplad bil” – vilket i sin tur för oss närmare det långsiktiga målet: autonom körning. Genom att dra nytta av ett mer omfattande utbud av olika kommunikationstekniker kommer fordonen att kunna stödja funktioner som tidigare varit otänkbara.

Tr å d l ö s t e k n i k – med stöd av Ethernetbaserat backbone – kommer att bli ryggraden i uppkopplade bilar. Det är genom detta som kommunikation mellan fordon och fordon (V2V) och fordon till infrastruktur (V2I) blir möjligt. I denna artikel studerar vi de olika trådlösa kommunikationsprotokoll som förväntas användas i framtida bilar. Det blir vanligare med wifi i nya bilmodeller. Än så länge handlar det huvudsakligen om 802.11ac som stödjer datahastigheter på hundratals Mbps. Därmed blir det enkelt att koppla bärbar elektronik, som smartmobiler, till fordonets infotainment- och navigationssystem. Likaså går det att besluta vilka som får dela en mobilanslutning, och skapa en wifi-hotspot i och runt bilen. Men det finns även andra aspekter. Som alla vet är livscykeln för bilar betydligt läng-



Av Avinash Ghirnikar, Marvell Avinash Ghirnikar har titeln Director of Software and Systems på Marvell i Santa Clara, Kalifornien. Han har arbetat på företaget   i nio år och är starkt engagerad i uppkopplade fordon.   Tidigare har han arbetat på Brooktrout Technology och Glenayre.   Han har en doktorsexamen i kommunikation och signalbehandling från North State University Carolina och en kandidatexamen   i elektroteknik från Indian Institute of Technology i Mumbai.

re än för konsumentvaror. För att ett fordon ska kunna dra nytta av nya funktioner måste det gå att uppgradera bilen utan att den behöver köras på service. Det betyder att uppdateringar över wifi, så kallad Firmware-Over-The-Air, FOTA, kommer att visa sig vara mycket fördelaktigt framöver. Wifi-baserat 802.11ac kompletteras av den senaste versionen av Bluetooth-protokollet, Bluetooth 5, som med säkerhet kommer att bli värdefullt i utvecklingen av uppkopplade bilar. Bluetooth 5 ökar det användbara området avsevärt (fyrdubblar räckvidden jämfört med Bluetooth 4) liksom datatakten. Konsekvensen är att Bluetooth 5 kommer att få ett brett användningsområde. Förutom att passagerarna kan ansluta sina bärbara enheter för musikdelning och handsfree kommer det att dyka upp många andra tillämpningar. De n h ö gre pre s ta n d a som levereras av Bluetooth 5 innebär att fordonet har möjlighet att interagera med distribuerade fyrar, (beacons) som kommer att ingå i V2I-nätverket. Via dessa kommer betaltjänster och olika informationstjänster att aktiveras. Förhoppningen är dessutom att rytmen i

trafiken blir mjukare med V2I, vilket kraftigt kommer att minska risken för trafikstockningar. Fordon kommer att kunna få information från trafikljus. Detta betyder att ADAS-systemet kan avgöra om det är bättre att dra ner hastigheten för att komma fram precis i tid för nästa trafikljus att slå om till grönt istället för att köra på och bromsa vid stoppsignalen. Det mjukare sättet att köra sänker bränsleförbrukningen. Den framväxande 802.11p-standarden har redan börjat användas i fordon. Den har 802.11 som grund, men är speciellt utformad för att hantera utmaningarna som dyker upp vid utbyggnaden inom fordonsområdet. Den ligger i frekvensområdet 5,9 GHz och har sju kommunikationskanaler på 10 MHz vardera – sex tjänstekanaler och en tilläggskanal som fokuserar på styrningen. Syftet med 802.11p är att skapa en extremt pålitlig anslutning med låg fördröjning för både V2V- och V2I-kommunikation. Den kommer att stödja ITS-tillämpningar (Intelligent Transportation System) så fort de börjar att implementeras. Därmed får fordonen möjlighet att skicka ut information om sin position, riktning och fart. I ett V2I-senario kan tekniken användas

Ett blockdiagram över kretsarna i 88W8987xA-serien. De är kvalificerade enligt fordonsstandarden AEC-Q100 och enligt Marvell de första att täcka Bluetooth 5, 802.11ac (Wave 2) och 802.11p.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

tema: kommunikation

för uppkopplade fordon

Trådlös teknik med stöd av Ethernetbaserat backbone kommer att utgöra ryggraden hos framtida uppkopplade bilar.

för att överföra data från bilar till omgivande infrastruktur. Det skapar förutsättning för mer avancerad varning när det uppstår trafikstockningar, olyckor och liknande men kan också nyttjas för att ge hjälp att hitta parkeringsplatser. I ett V2V-senario kan fordon prata med varandra så att information om potentiella faror som ett fordon har identifierat även kan skickas vidare till närliggande fordon, som därmed blir medvetna om riskerna. – som de som diskuteras här – kommer att spela en avgörande roll för att få ut uppkopplade bi-

Ava n c er a d e t r å d l ö s a t e k n i k er

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

lar på våra vägar. Bluetooth 5, 802.11ac och 802.11p är alla attraktiva pusselbitar i detta scenario. För att uppkopplade bilar ska bli verklighet behövs avancerade integrerade lösningar som kombinerar flera trådlösa tekniker i kapslingar som är anpassade för fordonsindustrin (automotive grade packages). Den nyligen lanserade 88W8987xAserien från Marvell är ett exempel. Kretsarna är kvalificerade enligt fordonsstandarden AEC-Q100 och de första att täcka Bluetooth 5, 802.11ac (Wave 2) och 802.11p, vilket ger utvecklarna den flexibilitet som behövs för att möta de ökande kra-

ven på bättre trådlös uppkoppling i fordon. Serien består av tre kretsar – en 802.11ac, en 802.11p och en som kan växla mellan 802.11ac och 802.11p. Alla tre stödjer Bluetooth 5 och har samma fotavtryck. Därmed får konstruktörerna flera alternativ som gör att de kan välja en mer kostnads effektiv och mindre resurskrävande lösning beroende på bilmodell. Basmodeller utrustas med kretsar som har basfunktionalitet med premiumbilar utrustas med de mer avancerade versionerna. En bilmodell kan sedan enkelt uppgraderas eftersom kretsarna kan bytas ut utan att kretskortet behöver modifieras. n



PE R

R TA T

tema: kommunikation

WiFi för IoT-tillämp

IKEL

Av Vikram Kumar Ramanna, Cypress Vikram Kumar Ramanna arbetar med mjukvara och systemdesign för inbyggda system. Han har arbetet med bland annat wifi,   Bluetooth, Zigbee och cellulära standarder. Han ser IoT som en fantastik möjlighet för industrin att pånyttfödas genom att koppla upp allt till molnet.

takt med att Internet of Things fortsätter att växa får allt fler utvecklare i uppgift att ansluta applikationer till Internet som aldrig varit uppkopplade förut. Det kan vara en knepig uppgift utan tidigare kunskap om trådlös kommunikation. Det är mycket enklare att använda en färdig moduler där alla nödvändiga komponenter redan finns på plats. Fortfarande kvarstår dock behovet av att integrera den trådlösa uppkopplingen med befintlig mjukvara. Cypress utvecklingssystem kallat Wiced Wi-Fi har allt som behövs för att utvärdera och införa trådlös uppkoppling. Systemet innehåller ett utvärderingskort, programutvecklingssats (SDK) och integrerad utvecklingsmiljö (IDE). Det finns även ett antal partnerprodukter för prototyputveckling. Cypress utvärderingskort har en Wicedmodul plus kretsar för programmering och buggfixar i modulen.

har en komplett uppsättning med programutvecklingsverktyg: • Verktyg och OS-drivrutiner för att stödja utveckling i en Windowsmiljö • Programvarustack, utvecklingsverktyg och demonstrationsapplikationer. • ThreadX och FreeRTOS Real-Time-operativsystem (RTOS) och NetX/NetXDuo IPv4/IPv6 och LwIP IPv4 TCP/IP nätverksstackimplementeringar. • Inbäddade säkerhetsbibliotek, bland annat TLS & HTTPS • En Wiced wifi-drivrutin och API • Wiced applikationsramverk (WAF) • Tillverkningstest och Iperf-applikationer för att göra det möjligt med tester av systemprestanda.

W i c e d SDK

Ta be l l 1 ger e n ö ver s i k t av toppnivåkatalogen för Wiced SDK. För att illustrera hur man använder Wiced kommer vi att bygga en demoapplikation för Wicedmodulen BCM94343W_AVN på utvärderingskortet. Stegen kan variera något beroende på vilken modul och demo som byggs. Det medföljer instruktioner för hur man modifierar eller kopierar ett av



Figur 2. Välj Serial i menyn och Serial Port för att konfigurera den seriella porten. Ändra sedan överföringshastighet till: 115200. Bekräfta att de andra inställningarna och tryck på OK.

versionsmålen för att matcha din hårdvaruplattform. Sedan bifogas versionsmålet till alternativ för ”nedladdning” och ”körning”. Dessa alternativ förklarar verktygskedjan för att ladda ned den inbyggda programvaran och köra applikationen efter versionen är klar. Anslut sedan Avnets kort BCM94343W_ AVN IoT till din dator och till utvärderingskortet. För att verifiera att nödvändiga drivrutiner är installerade ska du gå till enhetshanteraren på din dator. Öppna portdelen och bekräfta att du ser “Wiced USB Serial Port (COM##)” där ## är ett nummer. Om du inte hittar den, ska du ladda ned drivrutinerna från ftdichip.com och installera. Du kan använda en seriell konfigurationsapplikation för att se spår och loggar från Wicedenheten. Om du exempelvis använder TeraTerm-applikationen (laddad i

Figur 1. Utvärderingskortet med Wicedmodul.

Startmenyn), starta först applikationen och när den är laddad, välj då “Seriell.” I alternativen i listrutan under ”Port” ska du välja Wiced Serial Port, och trycka på OK. I provapplikationen kommer du att läsa av ljussensordata från startsatsen Avnet IoT och publicera ljussensordata till IBM:s IoT-moln Bluemix. Figur 3 visar meddelandeflödet i ett MQTT. Wicedenheten är utgivare och IBM Watson IoT är koordinatorn som tar emot meddelandena som publiceras och dirigerar dem till prenumeranter som har registrerat sig för samma ämne. En MQTT-klient kan registrera sig för meddelanden som publiceras om den känner till ämnet. I figur 4 är ämnet WICED4343W. Ljussensorn sitter högst upp till höger på modulen. Med Wiced SDK öppen, ska du navigera till demoprojektet bluemix_iot under demo och öppna filen wifi_config_dct.h. Autentiseringsuppgifter för åtkomstpunkten tillhandahålls för att hårdvaran ska anslutas vid uppstart. • Redigera “YOUR_AP_SSID” till “wiced” • Redigera “YOUR_AP_PASSPHRASE” till “123456789” • Spara ändringarna genom att trycka på Spara-ikonen högst upp eller med Ctrl+S. N ä s ta s t eg är att kompilera och ladda ned applikationen till hårdvaran. Skapa först ett nytt Skapa mål i SDK genom att högerklicka på WICED-SDK i Skapa mål-fönstret (på höger sida av SDK). Ett pop-up-fönster visas.

Kataloginnehåll Appar Doc Inkluderar Bibliotek Plattformar Resurser Verktyg Verktyg/drivrutiner Wiced Wiced/WWD

Exempel och testapplikationer API & referensdokumentation Wiced API, konstanter och standarder Bluetooth, daemons, drivrutiner, filsystem, ingångar och protokoll Supportpaket till utvärderingskort, inklusive kort och modulscheman Binära och testbaserade objekt, bland annat skript, bilder och certifikat Versionsverktyg, kompileringsverktyg, buggfixar, programmeringsverktyg osv. Drivrutiner för Wiced utvärderingskort Wiced kärnkomponenter: RTOS, TCP stack, säkerhets & plattformsdefinitioner Wiced wifidrivrutin

Tabell 1. Översikt av Wiced SDK toppnivåkatalogen för Wiced-SDK-kataloger.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

tema: kommunikation

ningar Figur 3. Ljussensorn sitter högst upp till höger i WICED-modulen.

Figur 4. Här hittar du enhetens ID-nummer.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

I d e n n a a n d r a a pp l i k at i o n kommer du att ansluta till sensorenheten Cypress 20737 över Bluetooth LE med hjälp av Avnets IoTkort och publicera sensordata till IBM Blue mix med MQTT. I denna uppgift kommer vi att ta vara på kombinationslösningen genom att ansluta BCM94343W_AVN till Wicedsensor över BLE och publicera sen sordata till IBM Bluemix IoT-moln genom kombinationschippet. Eftersom data från gyrot och accelerometern ändras genom att flytta runt Wicedsensorn kan vi se den grafiska vyn över Bluemixpanelen. För att starta byggprocessen ska du dubbelklicka på målet du skapade tidigare. Konsolfönstret kommer att visa förloppet för versionen och nedladdningsstatusen för din applikation. När versionen fungerar och laddats ned, övergå då till applikationen för den seriella konfigurationen (det vill säga TeraTerm). Du



▲

Figur 5. Mätdata som laddats upp i molnet presenteras som en graf.

Klicka på ”New”. Fönstret Skapa mål kommer att öppnas. För demon, ska alla standardinställningar (kryssrutor) användas. För att starta byggprocessen ska du dubbelklicka på målet du precis skapade. Konsolfönstret kommer att visa förloppet för versionen och nedladdningen. När versionen fungerar och laddats ned, övergå då till applikationen för den seriella konfigurationen (det vill säga TeraTerm). Du kommer att märka av omstarten av hårdvaran och lanseringen av applikationen bluemix_iot. Anteckna din enhets MAC ID i TeraTerm-loggarna. Öppna nu din webbläsare på datorn. Du måste vara ansluten till internet för att fortsätta. Skriv in webbadressen https://quickstart.internetofthings.ibmcloud.com/#/ Ange din enhets MAC ID i rutan för enhets-ID och tryck sedan på “Go”. Du bör nu se statusen för ljussensorn till enheten som publiceras för varje intervall. Försök täcka ljussensorn och var uppmärksam på förändringar på grafen.

PE R

R TA T

tema: kommunikation

IKEL

Figur 6. Konfigureringen gör med Bluetooth medan data hämtas med wifi.

kommer att märka av omstarten av hård varan och starten av applikationen ibm_ bt_smartbridge. Anteckna IPv4-adressen och Klient-ID i TeraTerm-loggarna (se figuren till höger). Det är viktigt att se till att din dator är ansluten till samma åtkomstpunkt som IoTkortet. Vänta på meddelandet i TeraTermloggarna: “[HTTP] wiced_http_server_ start”. När du har sett detta meddelande, då ska du starta webbläsaren på din dator och ange IP-adressen som du antecknat tidigare som URL. I figur 7 här intill är det “192.168.1.2”. Skärmen för SmartBridgedemoapplikationen ska visas. Detta är webbsidan som Avnet är värd för. Wicedsensorn med aktiveringsknappen som sitter på höger sida av sensorhårdvaran. Tryck sedan på knappen Hit eller Rescan på webbsidan. Systemet kommer nu att skanna efter BLE-enheter och visa vilka som hittats. Från listan ansluter du till ”Wiced Sense Kit”. När anslutningen är gjord kommer du att se enheten tillagd till anslutningslistan på sidan för demoapplikationen Wiced SmartBridge. Tryck på knappen “Details” för att visa egenskaper och tjänster med sensorn. Avnets IoT-startsats publicerar nu sensordata till IBM Bluemix. Öppna en webbläsare på din dator för att se publicerade data. Återigen måste din dator vara ansluten till internet. Skriv in webbadressen https://quickstart.internetofthings. ibmcloud.com/#/. A k t i ver a

Figur 7. Här ser du IP-adressen och enhetens ID-nummer.

Ange din enhets MAC ID i rutan för enhets-ID och tryck sedan på “Go”. Du bör nu se att sensordata publiceras för varje intervall. Pröva att skaka på sensorn och se hur värdena ändras på grafen.

Utvecklingssystemet stöds av ett globalt nätverk med IoT-partners som har produktionsfärdiga och fullt certifierade moduler. Moduler finns tillgängliga med både interna och externa antenner tillsammans med ett antal digitala gränssnitt som QuadSPI, PWM, USB, SDIO, UART, I2C, I2S, USB och MII/RMIII Ethernet. Flera moduler har effektförstärkare för både 2,4 GHz och 5 GHz som uppfyller uteffektkraven för inbyggda system. Det finns också lågbrusförstärkare för bästa möjliga mottagarkänslighet och interna rf-switchar för sändning/mottagning vilket ytterligare sänker kostnaden och minskar kretskortsytan. Med flera antenner som tillval ges även möjlighet till förbättrad rf-prestanda i svåra miljöer. Amazon AWS, IBM Bluemix och andra molnplattformar stöds också för nyckelfärdiga lösningar. n

Figur 8. I demoapplikationen går det att klicka fram all informatikon om sensornoden.



ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

Välkommen till Nordens största elektronikmässa!

24–26 april 2018 Kistamässan Kista Science City

Följ med in i framtiden - produktion, förädling och digitalisering möts på S.E.E. Vässa konkurrenskraften och utveckla nya lösningar. På Scandinavian Electronics Event i Kista träffar du branschens ledande leverantörer och får nya insikter om framtidens elektronik och smarta produktionslösningar. Gillar du precision och professionalism – se när virtuoserna gör upp om SM-titeln i handlödning. Hela programmet för de tre dagarna presenteras på www.see-event.se

Tema: Fordonsindustri,

Kunskap: De bästa före-

Innovation, Medtech

läsarna ger dig överblick

Tre teman är i fokus för årets S.E.E. Fördjupa dig i hur nya lösningar inom digitalisering och smart industri påverkar ditt område. Lär av dem som är i den nya industriella revolutionens framkant.

På S.E.E. hittar du tre scener med över 40 programpunkter. Inspireras av föreläsare från bland annat Scania, Autoliv och det ledande eyetracking-företaget Tobii. Hela programmet är kostnadsfritt.

För fri entré… registrera dig på www.see-event.se

Arrangörer:

nya produkter

Hybridkraft i krympt kostym n Strömförsörjning En hybridomvandlare som kombinerar en switchad kondensator med en synkron nedkonverterande styrenhet är vad Analog Devices just lanserat inom varumärket Power by Linear. Det är industrins första i sitt slag, hävdar företaget, som menar att enheten är 50 procent mindre i storlek än traditionella jämförbara bucklösningar utan att kompromissa med prestanda. Genom att skruva upp switch frekvensen tre steg – till maxi malt 500 kHz – har Analog Devices lyckats göra en nedkon verterande DC/DC-controller som är 50 procent mindre än jämförbara lösningar i tradi tionell arkitektur. Den högre switchfrekvensen gör nämligen att det går att använda betydligt mindre magnetiska komponen ter och filter på utgången. Arkitekturen kombinerar en så kallad mjukt switchad spän ningspump (soft switching char ge pump topology) med synkron nedkonvertering. Det ger enligt

ADI överlägsen verkningsgrad och EMI-prestanda, jämfört med andra switchade arkitekturer. Omvandlaren, LTC7821, har sina rötter i Linear, vilket även beteckningen avslöjar. Den han terar mellan 10 V och 72 V på ingången och levererar 0,9 V till 33,5 V på utgången. på 48 V in, 12 V/20 A ut, har LTC7821 en verkningsgrad på 97 procent då den switchar i 500 KHz. För att en traditionell switchad om vandlare ska nå samma höga verkningsgrad måste switchfrek I e n t y p i s k t i l l ä mp n i n g

vensen skruvas ned till en tredje del, hävdar ADI. En krets kan leverera upp till 300 W. Genom sin strömstyrda arkitektur kan flera enheter en kelt parallellkopplas för att leve rera högre ström på utgången. LTC7821 har en mängd in byggda skräddarsydda skydd. Genom att balansera konden satorerna före start skyddas arkitekturen mot inrusnings strömmar, vilket är förknippat med switchade kondensatorer. Omvandlaren övervakar även systemspänning, ström och tem peratur. Likaså använder den

ett avkänningsmotstånd för att skydda mot överströmmar. Nykomlingen passar enligt ADI väl att använda som mel lanspänningsomvandlare – så kallade IBC (Intermediate Bus Converter) – i tele- och data komsystem, i medicinsk ut rustning, lagringssystem samt i framtida 48 V-system för fordon. LTC7821 kommer kapslad i en QFN med 32 anslutningar, som mäter 5 × 5 mm. Den finns att få i volym och kostar 5,20 dollar styck vid köp av 1 000 enheter. Anna Wennberg anna@etn.se

Videantis släpper intelligent videoprocessor n Neuronnät Vad tyska Videantis framhåller med sin nya processor är dess effektivitet som inferensmotor för djupa artificiella neuronnät. Men den är också bra på att koda video och på att analysera bilddata. Den nya processorn har ett jobbigt namn, v-MP6000UDX. Men fö regångaren – som har kompatibel mjukvara – heter v-MP4000HDX, så låt oss helt enkelt kalla dem MP6 respektive MP4. Det som framför allt förbätt rats i MP6 är kapaciteten att han tera djupa neuronnät. Den har tusen gånger bättre prestanda än MP4 på deep learning-tillämp ningar. Videantis har jobbat tillsam mans med ett antal kunder för att ta fam stödet för djupa neuronnät.



Arbetet har som bonus resul terat i ett utvecklingsverktyg för neuronnät. Det heter v-CNN Designer där CNN står för con volutional neural nets, vilket är en sorts seriekopplade neuron nät som är populära för bildana lys. MP6-processorn har fått nya instruktioner för CNN:er. Arkitekturen är en hetero gen multikärna. Den innehål ler bland annat VLIW/SIMD-

mediaprocessorer kallade v-MP och strömningsprocessorer v-SP. De senare används för att packa och packa upp bitströmmar. T i l l ä mp n i n g a r ä r ADAS , själv körande bilar, VR, AR, mobil telefoner, drönare, övervakning och smarta sensorer. Smarta sensorer är en het nisch, enligt Videantis, och så dana bygger man enligt företaget

med fördel i en kombination av deep learning, datorseende och videoprocessning. I det sistnämnda ingår 3Davbildning (SLAM och SfM), vidvinkellinskorrigering och vi deokomprimering. – Videantis är det enda före tag som kan göra allt detta på en enda unifierad processorarkitek tur, skriver företaget i ett press meddelande. – Vi såg noga till att skapa en arkitektur som verkligen proces sar samtliga lager i ett CNN på en enda arkitektur, snarare än att addera acceleratorkretsar där prestandan förloras i dataöver föringen. v-MP6000UDX och v-CNN Designer finns för licensiering idag. Jan Tångring jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

nya produkter

Provexemplar av ultraljudssensor En miljon strålar lyser upp vägen n Mems En strålkastare med en miljon mikromekaniska speglar som styr ljuset från lasrar eller lysdioder gör det möjligt att skapa en belysning framför fordonet som anpassar sig efter situationen. Tekniken kommer från Texas Instruments och visades nyligen på konsumentelektronik mässan CES i Las Vegas. Mikromekaniska speglar som går att adressera individuellt har länge använts av TI till projektorer. Även Mycronic använder tekniken i sina la serritare. I Täbyföretagets fall kommer de mikromeka niska speglarna från det tyska forskningsinstitutsgruppen Fraunhofer. Nu har TI uppgraderat sin lösning för att klara fordons industrins tuffare miljökrav. Resultatet är en matris med över en miljon adresserbara mikrospeglar per strålkastare. Enligt TI är det över 10 000 gånger mer än de lösningar som används idag för aktiv ljusstyrning i fordon. Ljuset kan komma från las rar eller lysdioder. att anpassa ljuset efter trafiken. Exempelvis kan strålkastarna automatiskt blända av i den riktningen ett mötande for don kommer ifrån. Utvalda kunder har redan fått prover och volymproduk tionen är planerad till andra halvåret. Det finns inget offi ciellt pris.

Te k n i k e n g ö r d e t m ö j l i g t

Per Henricsson per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

n mems Kaliforniska Chirp släpper prover av två ultraljudskretsar där ljudgenereringen sker i en mems-krets. Sensorerna konkurrerar med ir-sensorer och annan teknik för mätning av närhet eller kartläggning av omgivningen. De kretsar som finns i provex emplar heter CH-101 och CH201 och har en räckvidd på upp till 1,2 meter respektive upp till fem meter, det vill säga upp till en armslängd respektive upp till storleken på ett rum. Smarttelefoner är en av mark naderna. Det finns enligt Chirp ett intresse från tillverkarna att använda den som ersättare för irsensorer av estetiska skäl. en skärm utan infattning, anslutningar el ler komponenter som bryter av. Chirps sensor läser av 180 gra M o d e t f ö re s k r i ver

der mot 20–25 grader för en irsensor. För telefontillverkaren är ultraljudssensorn en möjlighet att flytta närhetssensorn från fronten till kortsidan. Nackdelen är att priset är högre. Andra tillämpningar är drö nare, dammsugare, cyberglas ögon, mobiltelefoner, kameror, medicinska instrument. De kan använda den för att kartlägga ett rum i 3D, att läsa av en använda res gester eller huvudinriktning, att mäta avståndet till ett bild motiv eller att mäta andningen på en patient. Ch i pe n s k i c k a r u t ultraljud och mäter reflektionen. Det finns intelligens i analysen av ekot – Chirp har egna algoritmer för detta – för att exempelvis filt rera bort brus. Signalkärnan har Chirp utvecklat på egen hand. Kretsarna kan anpassas vid till verkningen för olika tillämp ningar.

Ljudet genereras i en piezo elektrisk ultraljudsgivare (piezo electric micromachined ultra sonic transducer (PMUT)). CH-101 drar 15 µW när räck vidden är en decimeter och den analyserar en avläsning per se kund och 27 µW när räckvidden är 1,2 meter. I 30 avläsningar per sekund drar den 70 µW respek tive 340 µW. Jan Tångring jan@etn.se

Robust Can-transceiver för industrin

n databuss Tre isolerade Can-transceivrar för tuffa industritillämpningar är vad Maxim Integrated lanserat. Företaget hävdar att kretsarna ger industriledande ESD-skydd och erbjuder robust kommunikation med galvanisk isolation och felskydd. Ursprungligen utvecklade Bosch databussen Can – Controll Area Network – för snabb och tålig kommunikation i personbilar. Därefter har tekniken spritt sig

till andra fordon för att idag även vara vitt spridd inom industrin. Det är på det sistnämnda seg mentet som Maxims nykomling ar siktar. De t h a n d l a r o m de tre isolerade Can-transceivrarna MAX14878, MAX14879 och MAX14880. De är konstruerade för robust kom munikation med upp till 5 kV galvanisk isolation och ±15 kV skydd mot elektrostatisk urladd ning enligt HBM-modellen (Hu man Body Model).

Kretsarna kan hantera data hastigheter upp till 1 Mbit/s och har ±54 V-felskydd på ingången till mottagaren. De kommer kapslade i en SOIC med 16 an slutningar och 8 mm krypav stånd. Transceivrarna kostar 2,90 dollarstyck vid köp om 1 000 enheter. Det finns att köpa ett ut värderingspaket, MAX14880EV KIT#, för 100 dollar. Anna Wennberg anna@etn.se



nya produkter

Ceva släpper riktiga neuronkärnor Neupro stöder åttabitarspre cision. När Elektroniktidningen ifrågasatte bristen på åttabitars stöd i IMX6 hösten 2016 var beskedet att det ännu inte var verifierat att åtta bitar gav öns kad noggrannhet. Och det kan mycket väl ha varit sant då – ut vecklingen av artificiella neuron nät går hisnande snabbt just nu. Valet mellan åtta- och sexton bitarsprecision kan göras dyna miskt.

n Neuronmotor Fyra kärnor i olika storlekar för djupa neuronnät med prestanda mellan 2 och 12,5 teraops/s – det kan du nu licensiera från Ceva. Tillämpningarna som sträcker sig från wearables till självkörande bilar. När det avslöjades att Apples mo bilprocessor A11 Bionic skulle innehålla en neuronmotor, kas tade sig tre mobilprocessortill verkare över telefonen till Ceva och ville ha något motsvarande i sina egna telefoner. Nu kan Ceva ringa tillbaka och berätta om sin nya familj Neupro. Dessa kärnor ska leve rera mellan 2 och 12,5 teraops/s. Apple A11 Bionic har som jämfö relse 0,6 teraops/s i neural beräk ningskraft. Ceva ä r e n av de ledande leve rantörna av ip-kärnor för signal behandling. Kärnorna brukar vara DSP:er, och ett sådan block finns i den nya familjen. Men där finns också ett block som företa get beskriver som en ”hardwired implementation” av ett artificiellt neuronnät. Av de fyra medlemmarna är

kan licensiera kärnorna från och med andra kvartalet, och de blir tillgängliga för alla under tredje kvartalet. Neuronblocket kommer att brytas ut och erbjudas som en separat produkt, att exempelvis användas som separat accele rator till en IMX4- eller IMX6processor. Några tillämpningar som Ceva räknar upp för sina neu ronkärnor är ansiktsigenkän ning, bildigenkänning, talanalys, realtidsöversättning, autentise ring, förarassistans, övervakning och cyberattacksdetektering.

U t va l d a k u n d er

det NP1000 och NP2000 som presenteras som alternativ för smarttelefoner. De har sam manlagt 1024 respektive 2048 Mac-enheter. Mac betyder mul tiply-accumulate, det vill säga att addera produkten av två tal till en summa. NP500 och NP4000 har 512 respektive 4096 Mac-enheter. En del av dem ligger i neuronnäts blocket och här har Ceva lyckats få till en bra genomströmning – upp till 90 procent av Mac:arna är aktiva samtidigt. Resten av Mac:arna hittar du i ett DSP-block intill. Också här

kan du köra neuronnät, men här ger den generella programmer barheten dig dessutom flexibili teten att använda dem till annat. Cevas signalkärnor XM4 och XM6 används redan idag av kun der för att köra neuronnät, men enligt Ceva är DSP:er egentligen inte fullt optimala för ändamålet: – Beräkningskraften som krävs tillsammans med bivill koret att strömförbrukningen måste vara låg, betyder att det krävs specialiserade processorer, snarare än CPU:er, GPU:er och DSP:er, säger pressmeddelandet om Neupro.

Jan Tångring jan@etn.se

Smart sensor för engångsetiketter n logger Österrikiska Ams har utvecklat en liten sensor som loggar temperatur och kan avläsas trådlöst med närfälts kommunikation, NFC. Som bas i en engångsetikett håller den koll på en varas färd till användaren.

en extern sensor. Ytterligare funktioner som ingår är en real tidsklocka för tidsstämpling, en 10 bitars AD-omvandlare, en datalogger som är konfigurer bar, ett EEPROM på 9 kbit som är lösenordsskyddat och ett SPIgränssnitt för kommunikation med en extern styrkrets.

Det lilla chipet AS39513 kan samla in och lagra tidsstämplade temperaturmätningar under en varas färd från tillverkare till an vändare. Det kan drivas från ett tryckt batteri och passar därmed enligt Ams väl att användas i smarta engångsetiketter.

De t k a n l a gr a upp till 1020 tids stämplade mätningar. I tem peraturområdet mellan –20 °C och +10 °C är noggrannheten ±0,5 °C, medan noggrannheten sjunker till ±1 °C i det utökade temperaturområdet –20 °C till +55 °C. Chipet stöder ISO15693 och NFC-V (T5T). Det innebär att det kan läsas av med en mo biltelefon med NFC på några

Ch i pe t be s tå r i stort av ett NFCgränssnitt, en temperatursensor och ett analogt gränssnitt mot



centimeters avstånd, medan en ISO15693-läsare kan läsa av en etikett på en till två meters av stånd. Det senare är användbart om flera etiketter ska läsas av snabbt och smidigt. AS39513 finns att köpa i volym och kostar 1,19 dollar styck vid

köp av 5000 enheter. Ett demon strationspaket som inkluderar utvärderingskort och en app för Android-mobiler finns tillgäng ligt från Ams online-butik, IC direct. Anna Wennberg anna@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

nya produkter

Altium uppgraderar kretskortsverktyget Kalibrerar effektinstrument n Test&mät Det kan både vara omständligt och dyrt att kalibrera instrument som används för effektmätning. Yokogawas lösning på problemet är kalibratorn LS3300 som klarar instrument med en noggrannhet på 0,15 procent. LR3300 kan generera signaler upp till 1 250 V och 62,5 A med en noggrannhet på 450 ppm el ler 0,045 procent samtidigt som stabiliteten är 100 ppm eller 0,01 procent under en timme. Vid behov av större strömmar

upp till 180 A går det att synkro nisera flera instrument. Detsam ma gäller om man ska kalibrera ett trefasinstrument. En annan funktion är möjlig heten att kalibrera en tångeffekt meter med hjälp av instrumen tets AUX-utgång. När signalen är stabil får användaren ett med delande och det går därmed att maximera noggrannheten i mät ningen. Kalibratorn är baserad på Yokogawas AC-kalibrator 2558A som lanserades år 2013. Per Henricsson per@etn.se

n Simulering Snabbare simuleringar, enklare att använda och med ett förbättrat gränssnitt. Version 18 av Altium Designer är omgjord från grunden för att öka produktiviteten. – Vi har skrivit om stora delar av koden för att kunna gå från 32 till 64 bitar. Den stora fördelen är att det ger tillgång till ett större min ne, man slipper skyffla runt data så mycket, säger Christian Keller, som är FAE på Altium. Många av konkurrenterna har redan tagit steget, men Altiums kunder var inte redo. – De hade XP och var nöjda med 32 bitar. Idag har alla 64-bi tarssystem med multitrådning och flera kärnor. gör det ex empelvis möjligt att simulera olika delar av designen parallellt i olika kärnor dessutom går det snabbare att få fram produk tionsdata när konstruktionen väl är klar. – Det kommer fler uppdate ringar framöver som drar nytta av parallelliteten. En kanske mer påtaglig för ändring är att användargräns snittet moderniserats. – Nu är allt i svart och blått, det ser ut lite som i Adobes program. Och så har vi konsoliderat me nyerna genom att plocka undan sådant som inte används så ofta, S t ege t t i l l 6 4 - b i ta r

säger Christian Keller. Samtidigt har företaget hållit kvar vid den äldre strukturen för att användarna ska känna igen sig. Precis som förut går det att dubbelklicka på en komponent, men numera dyker egenska perna upp i en panel inklusive all funktionalitet. Ändrar man i konstruktionen ser man direkt hur data i panelen ändras. Alter nativt kan man ändra parametrar direkt i panelen varvid det slår igenom i konstruktionen. I d a g ä r k o n s t ru k t i o n er n a ofta uppdelade i flera kort för att få plats i det tillgängliga utrymmet. Risken är dock att kortet inte får plats om någon eller några kom ponenter är för höga. För att lösa problemet finns ett röntgenläge där man kan titta in i den tilltänkta kapslingen för att kontrollera att kortet ryms och att det inte krockar med andra kort eller komponenter. Ytterligare en funktion som förbättrats är den automatiska ledningsdragningen där man numera får hjälp med att dra och matcha ledare mellan exempelvis en FPGA och ett minne. – Förut kunde man bara defi niera en kanal, nu finns det myck et mer möjligheter att sätta para metrar, säger Christian Keller.

Per Henricsson per@etn.se

It takes 30 years of experience to make a battery that lasts 20. www.saftbatteries.com infosweden@saftbatteries.com +46-491 68 104

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18



nya produkter

Rockchips första AI-processor n neuronnät RK3399pro är kinesiska Rock chips första processor med ett integrerat neuronnätsblock. Den känner igen 50 objekt per sekund när den använder det kända neuronnätet VGG-16. Företaget hoppas på an vändning inom säkerhets övervakning, drönare och röstinmatning. På kretsen finns sex 64-bitars Arm Cortex-cpu:er och grafik kärnan Mali-T860. Det som gör den till en AI-processor är ett block kallat Neural network processing unit (NPU). Rockchip anger prestandan till 2,4 Tops (biljoner opera tioner per sekund) och dess utom prestandan på tre kända bildigenkänningsnät från Oxford, Microsoft Research respektive Google: • VGG16: 50 ROI/s • ResNet50: 86 ROI/s • InceptionV4: 36 ROI/s regions of interest, är re gioner i en bild som proces sorn ringat in och känt igen ett föremål i. NPU:n stöder åttabi tars- och sextonbitarsnät och kan programmeras via standardramverken Open VX, TensorFlow Lite och AndroidNN. Den kan även importera Caffe- och Tensor flowmodeller. Referenskonstruktioner för hårdvara finns. JT

R OI ,

Komplett lösning för nya wifi-standarden n trådlöst 802.11ax lovar att förbättra datatakt och täckning. Standarden är visserligen inte klubbad än men flera halv ledartillverkare har redan släppt kretsar. Senast i raden är Marvell som säger sig ha det mest kompletta utbudet. Först en kort resumé. 802.11ax är tänkt att göra wifi till en trådlös uppkoppling som inte ska bli till sirap när många användare för söker koppla upp sig till samma accesspunkt, utan att kräva mer spektrum. Standarden finns i en preliminär version som ska klub bas under andra halvan i år, för att vara helt klar nästa år. 802.11ax har adderat så kal� lat Multi User Mimo liksom OFDM med 1024 QAM för att klämma in mer trafik i befintligt spektrum på 2,4 GHz eller 5 GHz. Bägge fungerar i både upp- och nedlänk. Datatakten är upp till 10 Gbit/s

tre kret sar. 88W9068 är tänkt för profes sionella tjänster på 5 GHz med 8x8 Mimo medan 88W9064 klarar 5 GHz och 2,4 GHz med 4 × 4 Mimo. Dessutom finns

I pr a k t i k e n i n n eb ä r d e t

Per Henricsson per@etn.se

60 GHz med lobstyrning n kommunikation Det licensfria bandet runt 60 GHz är attraktivt för fasta länkar, men används än så länge sparsamt eftersom det saknas billiga komponenter. Lattice bidrag är en modul som innehåller basband, rf-del och styrbar antenn. Modulen MOD65412 klarar att kommunicera på 200 meters avstånd med 1 Gbit/s (mätt på TCP/IP-data). Räckvidden ökar till 300 meter om man sänker datatakten till 300 Mbit/s. Basbandsdelen SB6541 är 30 × 23 mm och hanterar både MAC- och PHY-funktioner plus att den sköter lobstyrningen. Den råa datatakten till rf-modu len är upp till 2,3 Gbit/s. Det finns felkorrigering i form av LDPC. följer modulen IEEE 802.1 och kommunikationen är krypterad med 128-bitars AES. Rf-modulen SiI6342 har två etsade antenner med 12 × 5 ele

På M AC- n i vå



vilket inte är mer än 37 procent bättre än 802.11ac. I praktiken ska dock användarna uppleva upp till fyra gånger högre datatakt när spektrum utnyttjas effektivare på platser med många användare. – Vi släpper en komplett familj med ax-lösningar, säger Prabhu Loganathan på Marvell.

88W9064S med 2 × 4 Mimo för användning i hemmen, exempel vis set-top-boxar. De två sistnämnda kretsarna har dessutom Bluetooth 5 vilket gör att de kan konfigureras och styras med en smartmobil. Förutom kretsarna så har Marvell en lämplig processor plus kretsen E2110 – för det fy siska lagret – samt den program vara som behövs för att sätta ihop ett komplett system. I och med att alla ax-produk ter har flera antenner går det att bestämma riktning och vinkel till den enhet de kommunicerar med. – Noggrannheten är ner till en meter och tio grader, säger Prabhu Loganathan. Utvalda kunder har redan kommit långt med produktut vecklingen och de första resulta ten dök nyligen upp på CES i Las Vegas.

ment vardera. Det ger två lober som är ±10 grader i höjdled och har en styrbarhet i sidled på ±45 grader. Antennförstärkningen är 22 dBi för frekvenser mellan 60,48 GHz och 62,64 GHz. Den högsta utsända effekten mätt som EIRP är 36 dBm. Modulen är 51,6 × 62,6 × 6 mm med integrerad kylfläns och skärmburk. Den är specificerad från –25 °C till 85 °C.

Den som vill testa en 60 GHzlänk kan köpa ett utvecklings paket som förutom modulen MOD65412 innehåller en indu stri-pc med Linuxdistributionen Feodora plus kraftförsörjning. Dessutom finns programvara för att utvärdera länken liksom fär diga programexempel. Per Henricsson per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 1/18

Svensk Elektronik – bli kraftfullare med oss. FRAMtIDStRo!

KALENDARIUM

återfinns i allt fler Bästa branschkollegor, 16 januari produkter och frågan Ett 2017 i högt tempo har snart passerat – Studiebesök/medlemsmöte är hur Sverige kan dra man börjar bli fartblind i denna skenande hos Westermo. nytta av sina specifika konjunktur där Stefan och Magdalena eldar 17 januari förutsättningar för att på ekonomin med minusränta och valfläsk. Utb&Fo sektionsmöte. framtidssäkra sin posi Tack medlemmar för det stora förtroendet 1 februari tion på den internatio som jag fick i att efterträda Maria Månsson Seminarium om GDPR, nella elektronikscenen. som styrelseordförande i denna eminenta Brexit m.m. (Tebab). Genom vårt strategiska Innovationspro branschorganisation, Svensk Elektronik (SE) gram ”Smartare Elektroniksystem” har vi ”Först in i framtiden”. Jag har varit med som 12 februari möjligheten att stärka våra kort teknikmäs styrelsemedlem i Svensk Elektronik ända Test&Mät sektionsmöte, sigt, säkerställa värdekedjans smörjmedel sedan starten 2010 och har under många Stockholm. och samverkan samt inte minst attrahera år varit helhjärtat engagerad i arbetet med 14 februari morgondagens medarbetare. Vinnova, branschens utveckling. Releaseparty Handboken Formas och Energimyndigheten har beviljat Svensk Elektronik är en viktig aktör för (Smartare Elektroniksystem). en ny treårsperiod för detta framgångsrika branschen och för svensk industriell ut veckling, en naturlig samlingsplats för företag program. 24–26 april Förbättrar regelverk Ökar statliga satsningar God Fortsättning på det nya året och lycka från hela värdekedjan. SE måste vara en Scandinavian Electronics Event Vi för en kontinuerlig dialog med lagstiftare arbetar aktivt för att öka de strategiska till med Er verksamhet 2018! organisation i Vi tiden och följa branschens – S.E.E. (seeevent.se). och myndigheter för minskat krångel och satsningar som via de statliga utveckling med hänsyn tagen tillgörs den globala förbättrade regelverk. www.svenskelektronik.se Mikael Joki konkurrensen.forsknings- och innovationsfinansiärerna. Styrelseordförande, Branschorganisationen Svensk Elektronik Elektronik är ett växande segment som

Branschens starkaste röst gör dig kraftfullare.nu Stärker svensk elektronikindustri

synliggör hur viktig svensk elektronikVi ses på ViS.E.E. 24–26 april 2018, industri är för Sverige. branschens viktigaste mötesplats!

Håller politiker uppdaterade

2018: Vi för ett påverkansarbetetips motinför politiker Ställ ut på branschens och myndigheter för att lyfta branschens arena Scandinavian betydelse.

Electronics Event, I vår arrangerar vi Scandinavian Electronics tillsammans med elever besöker oss för att S.E.E. 2018, med förmånliga Event igen på Agerar Kistamässan. Nytt för denna lära och inspireras. Vi som ställer ut behöver Förbättrar affärsavtal remissinstans medlemsrabatter. gång är temadagarna Fordon, Innovation och exponera vår bästa sida genom att visa upp Temadagar: Automotive, Vi skapar skräddarsydda affärsavtal för Vi agerar remissinstans i branschrelaterade Medtech. Under onsdagen kommer dess framtidens bransch för våra besökare. Ta Innovation och Medtech. branschen. frågor. utom aktiviteter riktade mot kompetens med dina senaste produkter och gör grannen (seeevent.se) försörjning att genomföras, SYV och lärare avundsjuk samtidigt som du lyser.

PROVA PÅ 3 MÅNADERS MEDLEMSK AP UTAN KOSTNAD! Branschorganisationen Svensk Elektronik Storgatan 5, Box 5510, 114 85 Stockholm Tel växel: 08782 08 50, info@svenskelektronik.se www.svenskelektronik.se Branschorganisationen Svensk Elektronik

Storgatan 5, Box 5510, 114 85 Stockholm Tel växel: 08-782 08 50, info@svenskelektronik.se

Gå in på kraftfullare.nu

POSTTIDNING B Returadress: Elektroniktidningen, Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm

Oscilloscope innovation. Measurement confidence. Find the ideal Rohde & Schwarz tool for your application: www.rohde-schwarz.com/oscilloscopes