AX elektronika d.o.o.
Avtor: Jurij Mikeln
E-pošta: stik@svet-el.si
Fotografije: Jurij Mikeln, NürnbergMesse
Od 9. do 11. aprila se je mednarodna skupnost ugnezdenih sistemov sestala na razstavišču v Nürnbergu.
Na razstavi in konferenci Embedded world je svoje izdelke, rešitve in inovacije predstavilo več kot 1.100 razstavljavcev iz skoraj 50 držav.
Kot vsako leto že zadnjih 10 let, smo se tudi letos udeležili največjega dogodka ugnezdenih sistemov v Evropi v Nürnbergu. Tudi letos nas EW ni pustil hladnih, čeprav se je 1. dan sejma začel nekako hladno. Ne samo zaradi vremena, ki nas je iz poletnih kratkih rokavov prestavil v zgodnjo pomlad z bundami. Pač pa tudi zaradi bledega obiska prav na odprtju sejma. Navajeni smo bili, da so vrste obiskovalcev stale pred vhodi na sejmišče, česar letos ni bilo videti. Se je pa obisk tekom prvega in drugega dneva precej povečal.
”Odmevni odziv več kot 32.000 obiskovalcev iz več kot 80 držav poudarja pomen sejma Embedded World kot ključnega zbirnega mesta za ugnezdeno skupnost. Zato z veseljem prenašam visoke pohvale naših strank na svojo predano ekipo, ki se je, kot vedno, trudila zagotoviti, da je vse potekalo gladko,” je dejal Benedict Weyerer, izvršni direktor prireditve.
Vrhunska predavanja na dveh vzporednih konferencah so na sejmišče v Nürnbergu privabila 1.871 udeležencev in predavateljev iz 45 držav.
Prof. Dr. Axel Sikora, predsednik konference o ugnezdenem svetu, je bil navdušen nad ”še eno uspešno konferenco s skupno 81 sejami in 17 predavanji, ki so pokrivale vse pomembne teme. Videli smo veliko zelo dobro napolnjenih dvoran, zanimivih in aktualnih predstavitev ter intenzivnih razprav.” Program sta dopolnili dve ključni predavanji podjetij AMD in Analog Devices, ki sta se osredotočili na mega temo ”ugnezdena umetna inteligenca”, ter šest različnih vrhunskih panelnih razprav.”
In res je bilo na sejemskem delu EW skoraj na vsakem koraku videti »sledi« umetne inteligence oziroma AI. Posebej se to vidi v tehnologijah prepoznavanja predmetov iz fotografij in video posnetkov. Vsa ta silna obdelava podatkov pa zahteva tudi silno zmogljive procesorje, ki se pri obdelavi podatkov lahko tudi močno segrevajo, o čemer bo tekla beseda malce kasneje.
Drugi hiter pogled na EW nam pokaže, da so kitajska podjetja povečala svoje razstavne prostore. Če smo pred leti bili vajeni malih kitajskih razstavnih prostorov (nekateri so jih poimenovali kokošnjaki), smo letos na več mestih videli zgledno urejene in predvsem večje razstavne prostore. In ne samo to – tajvanska gospodarska zbornica je organizirala predavanje večjega števila podjetij, ki so se predstavila na EW. Predstavitev tajvanske gospodarske zbornice je bilo zanimivo tudi zaradi »marketinskih prijemov«, ki so bili po svoje inovativni, po svoje pa tudi provokativni.
Tako smo na tajvanski gospodarski zbornici videli predstavitev podjetja, ki izdeluje velike zaslone s tehnologijo »e-paper«. Naši bralci večinoma poznate to tehnologijo, ki se ponaša z izjemno majhno porabo energije. Tajvansko podjetje eink je predstavilo e-papir v barvah in tako napovedalo revolucijo v velikih oglaševalskih zaslonih.
Veliki LED zasloni namreč porabijo veliko električne energije, medtem, ko je e-papir ne porabi praktično nič in je kot tak zelo primeren prav za oglaševalske panoje.
Drugi primer uporabe e-papirja so oznake s cenami proizvodov. Vse oznake se lahko ažurirajo brezžično, prikaz z e-papir tehnologijo pa poskrbi, da je poraba električne energije za takšne oznake zelo majhna. Seveda je pa od nekega inovativnega izdelka do velikoserijske uporabe potrebnega nekaj časa, da se cene za končne kupce tudi ustrezno znižajo.
Kot običajno, sem tudi letos obiskal nekaj podjetij, s katerimi sem se vnaprej dogovoril za obisk in si tako zagotovil strokovnjaka, ki mi je predstavil proizvode in storitve.
Tako sem se najprej ustavil pri podjetju Rutronik, ki je med drugim predstavilo orodja in razvojne plošče, s katerimi kupci lahko začnejo delati svoje prve razvoje. Predstavili so procesor RDK2, ki je predvsem primeren za industrijski IoT in IoT za široko potrošnjo. RDK3 je predviden za komunikacijo in BLE aplikacije. RDK4 je predviden za uporabo v avtomobilski industriji.
Razvojna orodja imajo Arduino vmesnik in pa več možnosti vgrajenih senzorjev. Tako ponujajo plošče s senzorji za npr. za vlago, tlak, CO2 itd. različnih proizvajalcev – na isti plošči. Tako lahko razvojniki testirajo en ali drugi senzor pod enakimi pogoji in se odločijo, kateri senzor bodo uporabili v svoji napravi.
Predstavili so tudi »text2speech« razvojno ploščo, v katero pošljemo ASCII kodo teksta, iz plošče pa dobimo sintetični glasovni izhod. Po besedah predstavnika podjetja je kvaliteta zvoka/govora zelo dobra. Plošča je na voljo za 12 jezikov, seveda slovenščine med njimi ni.
Podjetje Renesas je na EW predstavilo večje število novosti. Predstavili so rešitve umetne inteligence za vid in analitiko v realnem času – prvič predstavljene na sejmu. Renesas je predstavil svoj vrhunski RZ/V2H MPU z novo tehnologijo umetne inteligence in tako pokazal velik korak naprej pri obdelavi podatkov z umetno inteligenco.
Ena najbolj odmevnih novosti je gotovo njihov procesor, ki za faktor 8x pohitri obdelavo podatkov, ki jih sodobne AI naprave obdelujejo. Pri tem je pomembno, da se procesor tudi manj greje, kar je zelo pomembno pri porabi energije in segrevanju ohišja.
Na sliki 7 vidite, kako procesor v realnem času obdeluje zajet video s kamere.
Seveda pa AI ni vsemogočna. Tega se v podjetju Renesas tudi zavedajo in omogočajo AI tam, kjer to ima smisel. Pri pisanju programov je potrebno biti izredno previden, saj lahko napačno napisan program uporabnika poškoduje ali celo ubije.
AI bo sicer pomagala pri konfiguraciji programa ali pri navodilih za programiranje, ampak končni program pa bo napisal človek.
Na sejmu so prikazali, kako z razvojnim orodjem Quick Connect Studio, ki ima vgrajen AI, napišejo nek delujoč primer programa v nekaj minutah. V spletnem programskem orodju imajo vgrajen tudi t.i. Real Time Code Customization. Temu so dodali tudi razhroščevanje programa. Vse skupaj poteka kot storitev v oblaku.
Renesas je na EW prvič predstavil svojo vrhunsko RZ/V2H družino MPU z novo tehnologijo umetne inteligence in s tem dokazal velik korak naprej na področju obdelave podatkov s pomočjo umetne inteligence. RZ/V2H vključuje štiri procesorska jedra Arm® Cortex®-A55 z najvišjo delovno frekvenco 1,8 GHz za obdelavo Linux aplikacij, dve jedri Cortex-R8 s frekvenco 800 MHz za visoko zmogljivo obdelavo v realnem času in eno Cortex-M33 kot pomožno jedro.
Naprava je opremljena z novo generacijo Renesasovega lastniškega pospeševalnika umetne inteligence DRP (dinamično rekonfiguriran procesor) -AI3, ki zagotavlja energetsko učinkovitost 10 TOPS/W (TOPS = Tera Operations Per Second), kar je impresivna 10-kratna izboljšava v primerjavi s prejšnjimi modeli. Konkurenčna podjetja imajo proizvode z dosegom 2 TOPS/W. Poleg tega tehnologija krčenja čakalnih zank, uporabljena v pospeševalniku DRP-AI3, znatno izboljša učinkovitost računanja AI in poveča učinkovitost sklepanja AI do 80 TOPS. In vse to dosegajo brez hladilnega telesa na procesorju, kar je prikazano na sliki 7.
Po besedah predstavnika podjetja Renesas bi najbolj ustrezna uporaba teh MCU bila v področju robotike za vrhunsko obdelavo video posnetkov tako predmetov kot tudi okolice. Primeren je tudi za uporabo na ostalih področjih ugnezdene AI.
Zanimiv je tudi primer uporabe v športu, kjer bi s pomočjo video posnetkov analizirali pravilno gibanje športnikov – recimo pri udarcu golf žogice.
Nadalje so predstavili MCK-RX26T, ki je razvojni komplet za enostavno testiranje krmiljenja motorjev s sinhronskimi motorji s trajnimi magneti (brezkrtačni enosmerni motorji). Vgrajeno ima tudi CAN komunikacijo, ki služi povezljivosti znotraj vozila pa tudi nadgradnji programske opreme.
Predstavili so tudi RA8T1 Group. To je 32-bitni mikrokontroler (MCU), ki temelji na jedru Arm Cortex-M85, ki deluje na frekvenci do 480 MHz s tehnologijo Helium in TrustZone ter ponuja periferne funkcije, optimizirane za krmiljenje motorjev ali pretvornikov. RA8T1 Group vključuje do 2 MB velik Flash pomnilnik, 1 MB SRAM, vključno s TCM, PWM časovniki, analognimi funkcijami, številnimi funkcijami povezljivosti, podpira pa tudi napredne varnostne funkcije.
RAT8T1 je uporaben v industriji, kot je industrijska avtomatizacija (AC pogoni, AC servo, AGV/AMR), v avtomatizaciji stavb (HVAC, kompresorji, solarni inverterji), pametnih domovih (klimatske naprave, pralni/sušilni stroji, hladilniki, sesalniki), in v raznih električnih orodjih (vrtalniki, kosilnice) ipd.
Pri podjetju Renesas smo tudi videli družino Bluetooth® Low Energy SmartBond™ DA1469x rešitev, ki predstavlja vrsto večjedrnih mikrokontrolerskih enot za brezžično povezljivost, bogatih s funkcijami. Tako so predstavili odklepanje/zaklepanje z NFC tehnologijo.
Prikazali so tudi integracijo različnih proizvodov, kot so Apple, Google in Alexa, v en ekosistem.
Podjetje Panasonic Industries je predstavilo termični senzor z vgrajenim poljem 8×8, ki šteje ljudi v prostoru. Seveda lahko današnja sodobna tehnologija šteje ljudi brez večjih problemov tako, da uporabi navadno kameri in ustrezno AI okolje, ki zazna človeka. Zadeva se zakomplicira, ko je zaradi zaščite uporabnikov potrebno uporabiti tehnologijo, ki ne prepozna človeka. Za ta namen je termični senzor idealen – kar se vidi na sliki 10.
Predstavili so tudi svoje Bluetooth module, ki so razviti v Nemčiji, proizvodnja modulov pa teče na Slovaškem.
Panasonic Industries je predstavil tudi svoje nove litijeve primarne celice, ki so primerne za uporabo v IoT okolju za čas 10 do 15 let brez menjave celice. Nekatere celice zmorejo delovati do 18 let pri napajanju Bluetooth ali LoRa naprav. Ena takšnih naprav, kjer bi uporabili njihove celice, bi bil ultrazvočni merilnik porabe vode, kar je vidno na sliki 11.
Ključno pri njihovih baterijah je to, da so razvili svojo tehnologijo – oziroma recept za kemikalije, ki so tako učinkovite, da baterije zmorejo tako dolgo napajati naprave.
Njihove baterije se zaradi načina, kako kovinsko telo baterije zaprejo, odlikujejo z dejstvom, da po določenem času ne puščajo elektrolita, kot se to dogodi pri nekaterih drugih baterijah.
Podjetje Mikroelektronika je na EW2024 predstavilo Necto Studio IDE, ki je že 6. verzija. Razlika med verzijo 5 od lanskega leta in verzijo 6 je v izboljšavah in dodatkih v verziji 6. Tako so zdaj dodali Microchipov prevajalnik MPLAB XC za 8-, 16- in 32-bitne MCU-je. To pomeni, da lahko razvijalci oblikujejo zapleteno ugnezdeno programsko opremo in optimizirajo ustvarjanje kode na široki platformi izdelkov Microchip.
NECTO Studio 6.1 zagotavlja tudi 50-odstotno povečanje hitrosti programiranja prek omrežja Wi-Fi zaradi izboljšav v CODEGRIP – prvem in edinem ugnezdenem programerskem razhroščevalniku prek Wi-Fi omrežja na svetu – ki so bile vključene tudi v NECTO IDE. CODEGRIP lahko uporabljate tudi kot žično povezavo prek priključka USB-C.
NECTO Studio 6.1 zdaj podpira tudi 272 dodatnih MCU-jev STM in Microchip, celotno razvojno okolje pa je bilo prenovljeno, da postane bolj intuitivno in izboljša uporabniško izkušnjo.
Podjetje Analog Devices (ADI) je na EW2024 predstavilo marsikaj zanimivega. Naj na prvem mestu omenimo, da so prejeli nagrado za najbolj inovativen proizvod iz področja SoC/IP/IC Design, za kar jim v uredništvu čestitamo. Nagrado so osvojili za svoj nov proizvod MAX40109, ki je sistem senzorjev tlaka s kalibracijo enega pretoka.
Sicer pa so na razstavnem prostoru predstavili v sodelovanju s podjetjem Lattice Semiconductor primer krmiljenja motorja z FPGA in spremljanje parametrov motorja v primeru, ko se obremenitev motorja z umetnim bremenom spreminja.
Verjetno bi se tudi vi vprašali, zakaj je za (relativno enostavno) krmiljenje motorja potrebno uporabiti zmogljivo FPGA z vezje? Tom Sharkey je povedal, da je FPGA v tem vezju potreben zaradi intenzivnega preračunavanja pri krmiljenju motorja.
Anders Frederiksen je predstavil GMSL Sensor Fusion napredek pri obdelavi podatkov. Največji problem pri senzorjih je latenca do omrežja. Pri kamerah, ki imajo 30-50 slik/sek latenca znaša 50-100 ms zaradi sinhronizacije in zmožnosti procesiranja. Zaradi nizke latence GMSL lahko dosežejo 10-15 µs.
Zdaj ponujajo več jeder in do 8 kanalov, preko kateri procesirajo podatke. To jim omogoča, da imajo 8 kanalov, preko katerih prenašajo sinhronizirane podatke iz osmih kamer.
Podjetje Microchip je predstavilo novo družino USB mikrokontrolerjev poimenovano AVR DU. S tem želijo modernizirati arhitekturo družine MCU-jev. Novega pri tej družini je PDID (angl. Program Debug Interface Disabled). Ta funkcija onemogoči priklapljanje programatorja na MCU v primeru poizkusa nepooblaščenega dostopa. Kakšna pa je razlika med Lock biti in PDID? V tem primeru lahko priključimo programator na MCU, zbrišemo program v njemu in sprogramiramo svoj program, ki bo naredil škodo sistemu. S funkcijo PDID to ni več možno, saj bi za programiranje potrebovali Bootloader, v katerem uporabnik nastavi nivo varnosti.
Poleg tega je v razdelku Boot Code ločen pomnilniški prostor, ki je dostopen samo kodi in v katerem so lahko shranjeni vsi podatki, namenjeni dostopu samo iz razdelka Boot Code. Primer tega je kriptografski ključ, ki se uporablja za potrjevanje podatkov, ki se pošljejo v zagonski program za posodobitev uporabniške programske opreme v napravi.
Naslednja nova funkcija je »Read-Write-Write« Flash pomnilnik. S to funkcijo Microchip uporabnikom omogoča, da preprogramirajo MCU med delovanjem oziroma izvajanjem programa.
Do sedaj to ni bilo možno, saj je bilo potrebno za preprogramiranje MCU postaviti v režim programiranja, zaradi česar se je izvajanje programa ustavilo.
Še eno novost so predstavili pri tej družini, poimenovali so jo »clock recovery«. Ker pri uporabi asinhronega načina ni skupnega taktnega signala, vsaka komunicirajoča naprava ustvarja ločene taktne signale. Ti taktni signali morajo biti konfigurirani tako, da potekajo pri enakih prenosnih hitrostih, da komunikacija lahko poteka nemoteno. Naprave torej delujejo z enako hitrostjo, vendar je njihov časovni potek med seboj zamaknjen. Da bi se temu prilagodil, ima USART strojno enoto za obnovitev ure, ki sinhronizira vhodne asinhrone zaporedne okvirje s hitrostjo prenosa in z interno ustvarjeno uro dokler je naprava priključena na USB. Ko se USB povezava prekine bo naprava delovala normalno naprej in se spet sinhronizirala na USB signale, ko bo priključena nazaj na USB.
Omenili so tudi, da periferne naprave v MCU-ju lahko komunicirajo med sabo neodvisno od jedra mikrokontrolerja in s tem razbremenijo jedro.
Zanimivo pri podjetju Microchip je tudi to, da imajo shranjene silicijeve rezine za določene proizvode in tako lahko relativno hitro proizvedejo te komponente. Seveda se za 20 kosov tega ne bodo šli, pač pa se količina bliža 200.000 kosom.
Tudi podjetje DigiKey se je predstavilo na EW2024. Ker je DigiKey globalni distributer, sem jih vprašal, ali se je dobava polprevodnikov kaj izboljšala od lani. DigiKey tega zmanjšanja sicer ne vidi, pač pa oni s svojo organizacijo poslovanja zagotavljajo zalogo svojim kupcem. Pogovarjal sem se z g. Brian Metelak-om, ki mi na vprašanje o novih IoT proizvodih, ki prihajajo na trg povedal sledeče:
»Na področju interneta stvari je opaziti popoln ”razcvet” izdelkov. Kupci želijo zaznati več in zbrati več podatkov iz vsega z virtualnim povezovanjem. Letošnje leto bo eno najbolj aktivnih v naši zgodovini na področju brezžične tehnologije, kaj šele zaradi edinstvenih inovacij, ki jih lahko vsak dobavitelj ponudi po nekaj letih relativnega zatišja pri uvajanju novih izdelkov. Posebna področja zaznavanja, obdelave, povezljivosti in AI/ML so bolj zrela; na vsakem od teh sektorjev je opaziti veliko inovacij izdelkov, ki omogočajo boljše načrtovalske izkušnje in podporo za združevanje teh tehnologij na načine, ki pri prejšnjih generacijah izdelkov nikoli niso bili realnost. Imamo veliko razlogov, da smo zelo navdušeni nad prihodnjim letom in nadaljnjim obdobjem.«
Izmed novih proizvodov je izpostavil sledeče:
- NXP MCX MCU – NXP je združil najboljše funkcije, periferne naprave in zmogljivosti LPC in Kinetis ter ustvaril popolnoma nov, namensko oblikovan portfelj, pri čemer so mu kot vodilo služila desetletja strokovnega znanja na področju MCU.
- Infineonovi MOSFETi CoolSiC 2. generacije (G2) v primerjavi s prejšnjo generacijo izboljšajo ključne podatke o zmogljivosti MOSFETov, kot so shranjene energije in naboj, za do 20 odstotkov.
- Analog Devices MAX78000 – MAX78000 je nova vrsta mikrokontrolerjev za umetno inteligenco, zasnovanih za izvajanje nevronskih omrežij z izjemno nizko porabo energije, ki delujejo na robu interneta stvari.
- STMicroelectronics TSC1641 Digital Power Monitor – to je zelo natančen čip za spremljanje temperature, toka, napetosti in moči do 60 voltov z vgrajenim 16-bitnim analogno-digitalnim pretvornikom z vmesnikoma I2C in I3C.
- Moduli Laird Connectivity Sera NX040 – še naprej opažamo rast večprotokolnih radijskih rešitev, kot je ta modul, ki združuje NXP SR040 Ultra-Wide Band in Nordic nRF52833 Bluetooth LE (Low Energy) z vgrajenimi antenami.
- Triad Semiconductor TS4631 je infrardeči front-end svetlobno-digitalni pretvornik, namenjen razvoju navidezne in razširjene resničnosti. Gre za pretvornik mešanih signalov (analogni in digitalni), ki inženirjem pomaga pri oblikovanju dodatkov za sisteme, kot sta SteamVR ali HTC Vive.
Podjetje Quectel je na EW24 predstavil svoje RF module in antene. Hkrati so povedali, da v Evropi RedCap še ni zaživel, ker ponudniki GSM storitev še niso ugotovili, kako monetizirati RedCap. Pri Quectelu vidijo veliko interesa na tem področju v Evropi, ampak zaenkrat brez realnih potreb. Quectel proizvaja različne platforme. Imajo naprave, ki temeljijo na Qualcomm čipih, druga platforma pa bazira na Mediatek SOC rešitvi, ki je narejena na 4 nm tehnologiji. Ker so narejeni na 4 nm tehnologiji, naj bi čipi porabili 50% manj energije kot Qualcomm RedCap rešitve, hkrati pa naj bi tudi končna cena bila nižja za 30%. V planu imajo tudi naprave s kitajskimi čipi, kar bo še nadalje pocenilo naprave.
Quectel se pogovarja z vsemi operaterji v EU, da bi to zadrego odpravili. Elektromobilnost še ni v realni fazi uvajanja. Pri uvajanju je pomembno, da neko veliko podjetje naredi nek izdelek, ki uporablja 5G in potem tudi pričakuje od operaterjev, da te funkcije omogočijo. Tak primer je npr. Apple Watch, ki uporablja Mediatek T300 čipe. Podobno se je zgodilo pri NarowBand IoT, ko so vsi proizvajalci govorili, kako super tehnologija to je, operaterji pa niso videli potenciala. Trenutno pri Quectelu dajejo v proizvodnjo Release 17 in začenjajo z razvojem naslednjega Release 18, ki je predpriprava za 6G.
Quectel je predstavil tudi module, ki bazirajo na Qualcom Snapdragon čipovju, ki ima namenski nevroprocesor, ki skrbi za delovanje AI aplikacij. V podjetju vidijo, da se AI premika iz oblaka na rob, kar pomeni, da bodo za to potrebni ustrezno zmogljivi moduli, ki jih imenujejo Edge Computing Devices. MPU znotraj modula zmore do 48 TOPS, zato lahko izvajajo več AI aplikacij sočasno. Med aplikacije sodi prepoznava obraza, prepoznava teksta, identifikacija objekta…
Zaključek
Na sejmu smo videli tudi zanimiv RFID tag, ki je lahko meril različne veličine, kot npr. temperaturo, onesnaženje okolja, pH vrednosti tekočin in drugo. Zanimivost tega RFID tag-a je prav v tem, da energijo za meritve pridobiva iz okolice.
Generalno gledano pa je bilo na EW2024 veliko raznih aplikacij, programov in tudi naprav, ki so uporabljale AI. Očitno bo razvoj šel v to smer, upamo lahko samo, da to ni neko slepo črevo v razvoju, saj utegnejo programi napisani zgolj z AI povzročiti marsikatero nevšečnost. Bomo videli, kaj bo prinesla prihodnost. Naslednji Embedded World se bo odvijal od 11. do 13. marca, kjer bomo gotovo dobili odgovore na marsikatero vprašanje glede AI.
Naslednja razstava in konferenca Embedded World Exhibition&Conference bo potekala od 11. do 13. marca 2025 na razstavišču v Nürnbergu.
https://svet-el.si
