ÂX elektronika d.o.o.
Avtorja: Jurij Mikeln in Bojan Kovač
2018_262_25
Kot vsako leto zadnjih nekaj let, smo tudi letos obiskali sejem Embedded World v Nürnbergu. Sejem se je odvijal od torka do četrtka in je obsegal 5 hal na nürnberškem razstavišču. Letos se je EW odvijal že šestnajstič zapored in sejem spet podira rekorde. Razstavljalo je 1021 razstavljalcev (+1%) in ga obiskalo 32.217 (+7,3%) obiskovalcev iz 38 držav.
Sejem Embedded 2018 se skupaj s konferencami, ki se odvijajo v času sejma, glede tem zelo dobro prilagaja razmeram, ki v svetu veljajo v tem trenutku. Ker gre za sejem, ki ga prirejajo vsako leto, je obdobje enega leta razmeroma dolga doba in v tem času se na področju ugnezdenih sistemov in ugnezdene elektronike res lahko marsikaj zgodi. Zato so v obdobju, ko poteka sejem in ko so na majhnem prostoru zbrani tisoči inženirjev, odlične tudi možnosti za izvedbo konferenc na temo ugnezdene elektronike in verjemite – zelo dobro so obiskane! Letos je bila tema konference “Embedded Goes Autonomous”, kar bi najbrž najbolje prevedli kot »Ugnezdeno postaja avtonomno«. Na splošno pa je bil program v letu 2018 razdeljen na sedem konferenčnih sklopov: Internet stvari, ugnezdena vizija, avtonomni sistemi, varnost in zasebnost, ugnezdeni OS, načrtovanje strojne opreme, programska oprema in načrtovanje sistemov.
Konference na temo ugnezdenih sistemov in ugnezdene elektronike že vrsto let predstavljajo enega izmed najboljših načinov prenosa znanja med inženirji, saj je Nürnberg v času sejma Embedded world točka srečanja najbolj inovativnih razvijalcev iz vsega sveta in hkrati največja evropska konferenca, namenjena razvoju ugnezdenih sistemov. Tisto, kar lahko na tej konferenci slišite, je usmerjeno k rešitvam, ki neposredno podpirajo dejavnosti in osredotočenost razvijalcev ugnezdenih sistemov.
Ena izmed vročih tem sta bili tudi letos varovanje podatkov in varnost. Dvom o zagotavljanju varnosti, ki ga je rodila zamisel o Internetu stvari, je pripeljal do streznitve in do osupljivega spoznanja, da pravzaprav ni ničesar, kar bi nam zagotavljamo varnost, dokler je ne načrtujemo. Zdaj ne gre več le za modrovanja v zvezi z IoT, ampak je varnost prvo vprašanje v zvezi s kakršnokoli elektronsko napravo. Dejstvo, ki se mu v zvezi z ugnezdenimi sistemi odslej ne bo mogoče izogniti, je ugnezdena varnost in brez te v prihodnosti (vsaj v serijskih izdelkih) ne bo prostora.
Varnost za nek sistem pomeni varnost pred zunanjimi vdori, pred spremembo ali krajo ugnezdene programske opreme, podatkov, ki jih obdeluje in hrani tak sistem, varnost za imetje in zdravje uporabnika pri uporabi naprave ali aparata in tako naprej. Poleg tega je varnost nekaj, česar sistemu ne moremo kar dodati na koncu, ko je funkcionalnost nekega sistema za vgradnjo že dosežena, ampak spada v samo zasnovo načrtovanja strojne in programske opreme in mora postati temeljna sistemska zahteva. Le tako lahko namreč pričakujemo, da bo nek sistem, namenjen vgradnji, deloval tako, kot stranka pričakuje in z zagotovilom, da je za varnost in varovanje podatkov poskrbljeno. V prihodnosti lahko zato pričakujemo, da bo postala varnost v vseh pogledih privzet del vseh ugnezdenih sistemov in njenega vpliva na razvoj strojne in programske opreme, ki bo za to potrebna, v tem trenutku ni mogoče oceniti, bo pa gotovo večji, kot si lahko predstavljamo! Če se ukvarjate z razvojem takšne elektronike, ki bi jo lahko imenovali »ugnezden sistem«, je še čas, da razmislite o tem, kako boste zagotavljali varnost, kako boste svojim strankam, kupcem in uporabnikom to dokazali in kolikšen delež bo predstavljala v končni ceni vašega izdelka. Dejstvo je, da nihče ne bo mogel prodati svojih izdelkov, če ne bo z njimi zagotavljal vsaj takšnega nivoja varnosti, ki bo potencialnim kupcem, razvojnim inženirjem in uporabnikom vlivala zaupanje in morda jim bo potrebno za trdnejše zaupanje ugnezdeno varnost podrobno predstaviti.
Podjetje Microchip je sejmu Embedded World poleg vsega ostalega predstavilo svoje nove PIC in AVR mikrokontrolerje. Predstavili so novo družino PIC16F18446, ki ima do 28KB Flash pomnilnika in 2 KB SRAM pomnilnika. Nahajajo se v ohišjih, ki imajo od 14 do 20 priključkov.
Na željo kupcev, ki njihove mikrokontrolerje vgrajujejo v senzorje, so vgradili 12-bitni ADCC2 (resničnih 12 bitov), ki vsebuje tudi modul za računanje. Zato tudi naziv ADCC2. Vsebuje tudi modul za t.i. capacitive touch za primere uporabe v industriji. Mikrokontrolerji delujejo na 32 MHz, kar je relativno hitro glede na ostale primerljive mikrokontrolerje na trgu.
Ciljne aplikacije za uporabo te družine so bela tehnika, termostati, IoT, razni senzorji, krmiljenje osvetlitve luči in spremljanje sistemov.
Predstavili so tudi ATmega4809. Lani je Microchip predstavil »osveženo« Tiny družino mikrokontrolerjev, letos so osvežili Mega družino, ki so ji dodali razhroščevalnik, programabilno logiko in Event System, ki olajšuje povezovanje periferije z okolico.
Tudi v Atmega družini je bilo narejenih veliko sprememb, predvsem na samostojno delujoči periferiji. Vgradili so tudi nov RC oscilator, ki zmore teči na 20 MHz. Prejšnje verzije RC oscilatorjev pri AVR-jih so tekle do 8 MHz.
Predstavili so tudi zanimiv sistem SAMA5D2, ki ga imenujejo System On Module (SOM). SAMA5D2 je zanimiv zato, ker ima že vgrajeno upravljanje z napetostmi, Ethernet PHY in hiter DDR spomin. SAMA5D2 teča na Linux® operacijskemu sistemu, kar je še posebej zanimivo.
SAMA5D2 ima vgrajen ARM® Cortex®-A5, vsebuje 1Gb DDR2 spomina, tri DDR2 spominske bloke (128 Mb, 512 Mb and 1 Gb).
Na sejmu smo skoraj na vsakem koraku videli oznake IoS. Pa ne samo IoS, videli smo tudi zanimive komponente, kot npr. zmogljive MOSFET tranzistorje, manjše kot noht mezinca, ki prenesejo tok 200A (!) brez napora. Na razstavnem prostoru podjetja Nexperia so pokazali družino NextPower 100V močnostnih MOSFET tranzistorjev v LFPAK56 (PowerSO8) ohišju, ki so deklarirani za delo do 175°C.
Kot vidite na sliki 5 so pri Nexperii pokazali delovanje tranzistorja pod obremenitvijo 206A. Pri tem tranzistor ni pritrjen na ogromno hladilno rebro, pač pa na malce debelejši trak bakra. Tranzistorji imajo upornost kanala od 5,6 mOhm do 9 mOhm.
Ker tranzistorji hitreje preklopijo, je tudi iznihavanje manj izrazito in hitreje izzveni.
Na Nexperii so predstavili tudi zanimivo družino delilnikov frekvence v majhnih SOT353-1 ohišjih. V delilnikih je integriran tudi oscilator, na katerega se priključi resonator. Z novimi delilniki frekvence prihranijo pri površini TIV in pri potrošnji električne energije. Ciljne skupine proizvodov so avtomobilska industrija, sistemi z večjim številom taktov in podobno.
Sicer so pri Nexperii praznovali 1 leto odkar so se odcepili od podjetja NXP in šli na svoje. Tako imajo danes okoli 11.500 zaposlenih in na leto naredijo 1,4 milijarde USD prometa.
Podjetje Power Integrations je prav gotovo vodilni svetovni proizvajalec visokonapetostnih integriranih vezij za energetsko učinkovito pretvorbo moči. Na sejmu so predstavili InnoSwitc3-Pro integrirano vezje, ki je naslednik uspešnega InnoSwitch stikalnega pretvornika, ki so mu dodali I2C vodilo za nastavljanje izhodnih parametrov vezja. Namreč v proizvodnji napajalnikov bi bilo idealno imeti eno tiskano vezje, na katerem se nahaja nastavljiv čip, ki mu nastavimo izhodne parametre med proizvodnjo. In prav takšen je InnoSwitch3-Pro, ki mu preko I2C vodila lahko nastavimo izhodno napetost, najvišji izhodni tok in največjo dovoljeno izhodno moč. Gre torej za nastavljiva integrirana vezja za stikalne napajalnike CV/ C in CP flyback. Nova vezja omogočajo natančno in dinamično nastavljivo napetost s korakom 10 mV in prav tako dinamično nastavljiv tok s korakom 50 mA, upravljanje vezja pa je predvideno prek preprostega dvožilnega vmesnika I2C. Zagotavlja lahko do 65 W moči in doseže do 94-odstotno učinkovitost v celotnem razponu pogojev na neki liniji in obremenitvah. Vezja se lahko uparijo z mikrokontrolerjem ali sprejemajo vhode iz sistemskega CPU-ja za nadzor omrežnega napajalnika. Aplikacije vključujejo praktično vse znane protokole hitrega polnjenja, vključno s USB Power Delivery (PD) 3.0 + PPS, Quick Charge ™ 4/4 +, AFC, VOOC, SCP, FCP in drugimi polnilci za polnilne baterije ter industrijsko napajanje.
Na notranji shemi InnoSwitch3-Pro (slika 9) lahko vidimo, da sta vhod in izhod galvansko ločena tako znotraj samega čipa (s pomočjo FluxLink tehnologije, ki smo jo opisali pred leti) in ločilnega transformatorja.
Z elementi znotraj samega čipa nadzirajo izhodni tok in napetost, ki ustreza tisti, ki smo jo nastavili preko I2C vodila.
Na voljo je 7 verzij tega čipa z močmi od 20W (za adapterje) pa do 65W za t.i. Open frame napajalnike.
Na sejmu EW 2018 se je predstavilo tudi slovensko podjetje RedPitaya, ki so svoj izdelek preimenovali v STEMlab in ga opisujejo kot vojaški švicarski nož za vsakega inženirja. Ideja STEMlab naprave je verjetno večini naših bralcev že poznana in temelji na tem, da so v podjetju kupcem želeli ponuditi vrhunsko merilni napravo, ki bi nadomestila več tisoč evrov vredne instrumente. Skupaj s spletno skupnostjo in relativno poceni hardverom jim je to uspelo.
Osnova STEMlab se skriva v FPGA in nekaj zmogljive V/I periferije, kar vidimo na sliki 10.
STEMlab hardver so združili na ploščici »žepne velikosti«, poganja jo Linux in omogoča opravljanje različnih aplikacij, kot osciloskop, logični analizator, spektralni analizator, SDR…
Z vizijo, da preko spletne skupnosti povežejo različne razvijalce, jim je odlično uspelo. Tako zdaj STEMLab najdemo v marsikaterem vrhunskem laboratoriju pa tudi na različnih fakultetah in srednjih šolah po vsem svetu. Primeri uporabe so izjemno zanimivi – recimo na univerzi v Baskiji so merili obnašanje lopatic letalskega motorja, univerza v Princetonu je s STEMlab naredila verifikacijo nuklearne glave, Bostonska univerza pa s STEMlab dela 4D slike zemeljske atmosfere in ionosfere ter kaže vpliv sončnih neviht na njo.
Aplikacij je seveda še mnogo več. Na sejmu pa so napovedali izdelavo 60 MHz VNA, ki naj bi kmalu ugledal luč sveta.
Podjetje Cypress je na sejmu predstavilo PSoC6, ki so ga po besedah njihovega predstavnika, naredili prav za IoT namene. Vezja imajo vgrajen BLE in še cel kup »bonbončkov«, ki jih potrebujemo v IoT aplikacijah.
Na sejmu so tudi predstavili povezavo PSoC6 z LoRa moduli, saj morajo biti IoT naprave povezane v mrežo. So se pa tudi začeli ozirati po NB IoT.
RECOM je podjetje, ki ga že dolga leta poznamo kot proizvajalca napajalnikov, na katere se lahko zanesemo. Predstavitev najnovejših dosežkov na področju miniaturnih AC/DC pretvornikov proizvajalca RECOM je med obiskovalci povzročila precej zanimanja, zato sem se dogovoril za nekoliko podrobnejšo predstavitev na njihovem razstavnem prostoru. Gre za izdelke, ki so že pripravljeni za vgradnjo, popolnoma certificirane univerzalne napajalnike za najširše območje vhodnih omrežnih napetosti, od 80 do 264 VAC, kar omogoča hitro izdelavo prototipov in kratek čas do trženja izdelkov. Njihovi napajalniki zavzemajo zelo malo prostora (nekaj kvadratnih centimetrov) in ne zahtevajo zunanjih komponent. Glede na najvišjo moč, ki jo lahko dajo na izhodu, so najmanjši napajalniki z močjo 1W, sledijo 2W, 3W, 4W… Poleg AC-DC pretvornikov imajo v ponudbi tudi velik nabor DC-DC pretvornikov, spet od najmanjših do največjih moči. DC-DC pretvorniki se ločijo še na dve družini, na izolirane in neizolirane, kar je za vsekakor dobrodošlo za razvoj praktično vseh aplikacij in z njimi povezanih zahtev glede varnosti. Za RECOM-ove izdelke lahko rečemo, da so majhni in zanesljivi, glede učinkovitosti pa jih tudi lahko uvrščamo v sam vrh med vsemi svetovnimi proizvajalci napajalnikov in napetostnih pretvornikov.
Mouser Electronics, Inc. spada med vodilne svetovne distributerje novih izdelkov, ki ima hkrati najširšo ponudbo polprevodnikov in elektronskih komponent vedno na zalogi, je na sejmu Embedded 2018 podrobno opredelil novo zavezanost zagotavljanju “osebne storitve za stranke” po vsej Evropi že v letu 2018. Družba, ki je v rekordnem letu 2017 dosegla neverjetno stopnjo rasti, kar 36%, je odločena povečati evropsko bazo strank za 20%, Prepričani so, da je najboljši način za doseganje zadovoljstva strank in trajno visoko rast prav obravnavanje posameznikov in ne podjetij.
Graham Maggs, podpredsednik marketinga, Mouser EMEA to namero pojasnjuje takole: “Morda se zdi nekoliko nenavadno, da je besedna zveza “visoka storitev” ali uporaba staromodnega izraza “kataloški” distributer pri podjetju kot je Mouser, usmerjena na posameznega kupca. Ali ne bi morali v današnjem času vsi nakupi potekati prek interneta in avtomatiziranih sistemov? Pravzaprav sploh ni konflikta: sistemi in avtomatizacija omogočajo zelo visoke ravni posameznih storitev – vsaj dokler se izvajajo in nadzirajo pravilno. Nekatere naše posamezne stranke redno spreminjajo naše podjetje, zato želimo z njimi ustvariti odličen odnos, s čimer si želimo zagotoviti, da še naprej ostanejo Mouserjeve stranke.”
Za letos načrtujejo več pobud, vključno s specifično tehnologijo in osredotočenostjo na posamezne dobavitelje. Vendar obstaja še ena, morda celo presenetljiva gonilna sila za spremembo, namreč novi evropski predpisi glede varstva podatkov, ki začnejo veljati konec letošnjega maja. Čeprav bodo številna podjetja to obravnavala kot »birokratizacijo birokracije«, pri Mouserju vseeno menijo, da so ukrepi in spremembe, ki so jih morali sami sprejeti za uskladitev z novimi zakoni, prinesla boljše razumevanje potreb njihovih strank.
Maggs je še dodal: “Predhodni predpisi z načinom »klikni gumb« ne vsebujejo nobenih koristnih informacij. Z novimi predpisi pa smo dobili boljši pregled glede potreb naših kupcev, zato jim lahko zagotovimo informacije, za katere menijo, da so zanje koristne in zanimive. Pozitivno spodbujamo stranke, da nam povejo, kaj jim je všeč in česa ne marajo v zvezi z našim trženjem in storitvami.”
Rastoči trg, ki zahteva individualni pristop, je sektor proizvajalcev in inkubatorjev. Mouser sodeluje s številnimi takšnimi organizacijami, nekaterimi komercialnimi, drugimi akademskimi, ki dajejo priložnost videti tržne trende, preden postanejo tržni hiti. Na ta način Mouser dobiva vodilno vlogo na prihodnjih trgih še preden to uspe industriji z masovno proizvodnjo izdelkov. Toda ta sektor ima različne potrebe (cenovno ugodna razvojna orodja, dobro pripravljene vaje, primere uporabe, nasvete in navodila, pošiljke z manjšimi količinami komponent), za vse to pa je Mouser dobro pripravljen.
Podjetje ogromno vlaga tudi v ljudi na lokalni ravni v Evropi, tako v Münchnu kot v Mouserjevi poslovnem centru za centralno Evropo, kot tudi v ostalih osmih lokalnih središčih po stari celini. “Močne lokalne ekipe za logistiko in podporo strankam so ključnega pomena za izvajanje naših storitev za stranke”, pravi Maggs. “Stranke morajo imeti možnost govoriti z resnično osebo v svojem lastnem jeziku, ki obenem tudi razume prevladujoče lokalne razmere in kulturo”, dodaja.
S svojo široko linijo izdelkov in neprekosljivim uporabniškim servisom si Mouser še naprej prizadeva podpirati razvoj inovacij med razvojnimi inženirji in kupci z zagotavljanjem najnaprednejših tehnologij. Mouser ima na zalogi najširši izbor najnovejših polprevodnikov in elektronskih komponent za najnovejše projekte. Spletno mesto Mouser Electronics se nenehno posodablja in ponuja napredne metode iskanja, ki strankam pomagajo med zalogo hitro najti ustrezne komponente. Mouser.com prav tako hrani podatkovne liste, referenčne vzorce vezij, ki so specifični za posamezne dobavitelje, opise praktičnih primerov vzorčnih aplikacij, tehnične informacije in nasvete glede oblikovanja in inženirska orodja.
Podjetje Lattice Semiconductor Corporation je vodilni ponudnik prilagojenih rešitev za pametno povezljivost, je na sejmu Embedded med drugim napovedal širitev svoje družine izdelkov za brezžično povezljivost Lattice Snap, ki podpira široko uporabo 60 GHz brezžične tehnologije v izdelkih široke potrošnje in ugnezdenih aplikacijah.
Novi Lattice moduli omogočajo nadomeščanje običajnih USB-priključkov z 12 Gbps Snap moduli, torej z brezžično tehnologijo Snap, s katerimi želijo nadaljevati uvajanje 60 GHz brezžične tehnologije v izdelke široke potrošnje in ugnezdene aplikacije. Lattice Snap moduli vsebujejo ključne prednosti SiBEAM Snap tehnologije za robustno, okolju prijazno povezavo brez konektorjev pri hitrosti 12 Gbps. Moduli ustrezajo standardom in so skladni z mednarodnimi predpisi. Snap moduli poleg vsega naštetega omogočajo hitrejši razvoj in krajši čas do trženja izdelka, saj je s pomočjo Lattice Snap ocenjevalnega kompleta mogoča enostavna integracija brezžične tehnologije kratkega dosega na frekvenci 60 GHz, ki je idealna za mobilne dodatke, tablične računalnike, prenosnike ter akcijske in nadzorne kamere.
V času sejma Embedded 2018 so pri Lattice prav tako objavili skorajšnji izid svoje nove programske opreme za delo s FPGA, Lattice Radiant ™, ki je namenjena širokemu trgu razvoja ugnezdenih aplikacij z majhno močjo. S svojim bogatim naborom funkcij in enostavno uporabo, podpora te programske opreme Lattice Radiant članu FPGA družine z oznako iCE40 UltraPlus ™ znatno poveča uporabo FPGA integriranih vezij v širokem spektru tržnih segmentov, vključno z mobilnimi, potrošniškimi, industrijskimi in avtomobilskimi. FPGA integrirana vezja iCE40 UltraPlus so najmanjša FPGA vezja na svetu z izboljšanim pomnilnikom in ugnezdenimi DSP-ji, ki omogočajo neprekinjeno ali porazdeljeno obdelavo. Programska oprema Lattice Radiant je zdaj že na voljo za prenos in sicer brezplačno!
“Lattice opaža, da je vse več strank, ki si želijo izkoristiti izjemno nizko porabo, majhne vgradne dimenzije in nizko ceno vezja FPGA iCE40 UltraPlus,” je dejal Choon-Hoe Yeoh, višji direktor za trženje programske opreme v podjetju Lattice Semiconductor. “Programska oprema Lattice Radiant ponuja vrsto izboljšav za načrtovanje s FPGA vezji iCE40 UltraPlus, da bi lahko spodbudili razvoj inovativnih izdelkov v prihajajočih ugnezdenih aplikacijah.”
Programska oprema Lattice Radiant zagotavlja robustno oblikovalsko okolje in znatno izboljša produktivnost in uporabniško izkušnjo pri oblikovanju s FPGA vezji iCE40 UltraPlus. IP infrastruktura ekosistema bogati osnovno podporo IP družini iCE40 UltraPlus FPGA vezij za uporabo v širokem spektru aplikacij, vključno s povezavami do IoT senzorjev, združevanjem mikrofonov 8: 1 in zaznavanjem obraza.
Zaključek
Embedded world je eden najbolj obiskanih sejmov/konferenc s področja elektronike. Na sejmu srečate veliko razvojnikov iz vsega sveta. EW je zanimiv tudi iz tega stališča, da je manjši kot (ogromna) electronica v Münchnu in tudi zato, ker se na tem sejmu pojavijo proizvajalci tudi iz ZDA in drugih držav, ki jih na electronici v Münchnu ni.
