Se arkivet med udgivelser af Aktuel Elektronik her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her
CPU/MCU + EMBEDDED/BOARDS/SYSTEMER Forbrug og størrelse rasler stadig ned i processorerne Til trods for at 32-bit er reglen snarere end undtagelsen i dagens controllere og processorer – og 64-bit er godt på vej, så handler det i dag mest om at trække AI ud i edgen, og så skal både størrelse og forbrug ned – ellers bliver elektronikken en belastning mere end en løsning Af Rolf Sylvester-Hvid, Electronica, München Alle taler om AI – og så måske alligevel ikke? Hvor mange lægfolk og politikere ser AI som det store dyr i åbenba- ringen og ChatGPT som en løsning på alt, så er ingeniører, teknikere og andet godtfolk med en anvendelig uddan- nelse mere fokuseret på at skabe løsninger, hvor machine learning (ML) og komplekse/ konvolutionelle neurale net- værk (CNN) kan bruges til at eliminere opgaver, der ellers på godt jysk ville være ”træls” at arbejde med. Tag nu noget helt banalt som nummerpla- degenkendelse på en tank- station. Det er en opgave, der skal løses på sekunder, hvor et kamera skal identificere en nummerplade, og systemet godkende den, før en pumpe frigøres til tankning. Det kræ- Alif er et kun fem år gammelt firma, der fremstiller 32-bit embeddede ML-løsninger med edge-AI NPU’er. Virksomheden er grundlagt af én af de tunge drenge i processorbranchen, og som Alifs Alexandra Kazerounian viser, kan en 32-bit kerne med lethed udføre nummerpladegenkendelse i edgen. ver ikke den store regnekraft eller memory at tjekke en nummerplade mod ”syndere” i en lokal edge-applikation, men fortolkning af billede til omformning af et foto til ek- sempelvis AB 12 345 kræver noget mere. Det skal dog bare kunne gøres i edgen til få øres energiforbrug. Hidtil har det været en cloud- løsning, der i de yderste noder har krævet en 64-bit løsning, hvilket er en noget tung løs- ning til en i grunden ret enkel applikation (selv om opgaven selvfølgelig historisk er tekno- logisk udfordrende). Men et californisk nystartet (2019) fir- ma, Alif, har faktisk begået en lille frækkert af en controller, der har en masse kvaliteter til ML-funktioner i edgen, hvad enten det drejer sig om lyd el- ler billede. Lydmæssigt har Alif gang i en ganske spændende Bluetooth-løsning, men lad os nu holde os til billedgenken- delsen: - Vi har udviklet den foreløbigt første 32-bit controller, der ef- fektivt kan udføre nummer- pladegenkendelse med fuld behandling i edgen. Det giver basis for nogle meget kompak- te systemer trods den åbenlyst høje kompleksitet. Vi har elimi- Nordic Semiconductors lille frækkert, NRF9151, viser Tiago Monte lige under spidsen af kuglepennen. Komponenten er mere end en embedded controller, da der også er memory, radio og GNSS-receiver on-chip. En oplagt, kompakt low-energy løsning til asset-tracking af små emner i industri eller medico. neret en række forslugne algo- ritmer, så vi lægger os mellem TinyML- og Nvidia-løsninger- ne. Det er et design, vi venter os meget af, siger Alexandra Kazerounian fra Alif. Den embeddede mikrocon- troller er baseret på dels en Arm Cortex M55 dels en Arm Cortex A32 samt den meget spændende Ethos U55 NPU. Sidstnævnte er netop en ”neural processorkerne”, der er optimeret til ML-formål, og den medvirker til at bringe edge-AI funktionen ind i Alifs fine 32-bit controllere. Og det virker, kunne vi se på de udstil- lede demoer på standen … Ingen US-straftold på NRF9151 Det kører for vores norske venner hos Nordic Semicon- ductor, og komponenterne anvendes globalt. Noget af en udfordring i dagens – og fremtidens – verden, hvor de forskellige regioner lægger straftold på alt, hvad der ikke lige er fremstillet i den lokale baggård. Den nye NRF9151 er en ganske fantastisk ny em- bedded controller – eller skal vi sige system-/radiokompo- nent – der sagtens kan finde vej ind i et utal af amerikanske applikationer. Nordic Semi har da også mærket de nye controllere, så de indgår i en undtagelsesparagraf og der- for slipper for straftold i USA. - Vi har med NRF9151 udviklet en embedded controller ret- tet mod industriel anvendelse, hvor der er en meget fin ba- lance mellem den tracking, man kan udføre med kredsen og såvel aktivt som power- Snedige embeddede En lang række udstillere kunne fremvise nogle meget kreative og innovative embeddede designs, som både på sensor- og signal behandlingssiden er virkelig smarte. Vi kunne nu selvfølgelig ikke besøge alle, men vi fandt nogle sjove eksempler løsninger Af Rolf Sylvester-Hvid, Electronica, München Kreativiteten kender ingen grænser inden for dagens – og nok også de fremtidige embed- dede designs. Udbuddet af ek- sempelvis SBC’er (Single-Board Computere) er enormt, og det åbner døren for utallige in- novative applikationer – store som små. Det er så godt fulgt på vej af de proprietære løsnin- ger, som mange virksomheder hitter – igen store som små. Et godt udgangspunkt for en tur rundt i ”embedded-land” kunne jo være Analog Devices som med vistnok 21 demoer på den enorme stand virkelig viste muskler. Vi begyndte hos ADIs Tom Sharkey, der viste os en opstilling til bevægel- sesstyring med ADIs nye HV- motordrev, Tundra, som inklu- derer en række komponenter Støj bliver et stadigt større problem i embeddede applikationer, men Analog Devices’ Prasanthi Yerra viser et hav af ADuMxxxx-komponenter, der isolerer signalerne og dermed sikrer støjundertrykkelse af common- mode støj i et utal af applikationer. ADuM7703 (sigma-delta A/D- konverter), ADuM4122 (isole- ret gate driver) og ADuM4195- 1 (isoleret forstærker). Samlet udgør det en komplet motor- styring til HV-motorer, hvilket man i øvrigt kan følge til dørs med ”Voyager”. Det er en tre- akset vibrationssensor, der føler anormaliteter og dermed tidligt afslører slid i lejer. Løs- ningen inkluderer machine learning i edgen med et ultra- lavt forbrug. Lige så interessant er en op- stilling, der viser ADI’s vej til støjfri datatransmission via en embedded trafo, som kan overføre op til 2,5Gbps. Hvis mindre kan gøre det, så er der også en USB2.0-model (480Mbps). Vi måtte tage det dér med støjundertrykkelsen for pålydende, for det er ikke specielt populært at skabe et støjfyldt miljø i en af Electroni- cas messehaller. Bevan Braude og Alex Wood er klar til at hjælpe kunder med at finde de rigtige embeddede løsninger med det meget store udvalg af SBC’er i stort set alle arkitekturer fra Tria, der nu optræder under sit nye navn som selvstændig enhed i Avnet-koncernen. - Støjundertrykkelse bliver stadigt mere afgørende for de embeddede applikationer i industrielle miljøer, i takt med at signalspændingerne falder. Vi har hos ADI arbejdet meget på at udvikle komponenter til common-mode støjunder- trykkelse, og vores demo viser da også en lang række isole- rede komponenter til kom- munikationsvejen. Isoleret HDMI er for eksempel meget relevant i medicotekniske de- signs. Nogle af de komponen- ter, vi har i brug på standen, er ADuM3165 (isoleret USB2.0), som undertrykker støj-spikes op til 50kV/us, ADuM4624 (iso- leret LVDS) til op til 100kV/us 20 nr. 12 | december 2024 SMT UDSTYR TIL ELEKTRONIKPRODUKTION RING 76259090
down forbrug. I tomgang taler vi om et strømtræk på nogle få mikroampere. Det er også en kreds, hvor vi garanterer en særdeles lang markedssup- port, hvad der også er relevant for industriel anvendelse. Og så er footprint for kredsen kun 12,1mm x 12,1mm med 1,2mm i højden, så det er en fin løsning til meget små designs, fortæl- ler Tiago Monte – et navn, der ikke lyder specielt norsk, men han er nu også fra Portugal. NRF9151 indeholder både ap- plikationsprocessor og radio. Kernen er en dedikeret Arm Cortex M33, der kører op til 64Mbps, og den er ledsaget af 1MB flash og 256KB RAM. Des- uden er der en GNSS-receiver on-chip. Begynder systemet at give mening? Jo, bestemt, det er en systemkomponent, der vil være oplagt til asset- tracking, og gennem størrelse og forbrug også til monite- ring af små genstande som eksempelvis hospitalsudstyr, der jo har det med at gemme sig de mest utænkelige ste- der, når udstyret skal bruges. Det er en fin lille sag, som vi kan tænke os anvendt utallige steder – og bare vi dog havde en Nordic Semi-virksomhed i Danmark … AI skal være brugsspecifik Med henblik på at Texas In- struments lancerede deres C2000-kerne tilbage i forrige årtusinde (var det nu i 1998?), og at TI fremstiller meget alsi- dige og regnekraftige proces- sorkomponenter, så er det en fornøjelse at se den seneste generation af C2000-tilbudde- ne, sådan et kvart århundrede efter vi første gang stødte på komponentfamilien. - Der er ingen tvivl om, at vi er Vivek Singhal fortæller, at Texas Instruments i sin nyeste udvikling af C2000-processoren har satset på hardwarebaserede algoritmer til meget specifikke formål. Det gør AI til et langt mere brugbart værktøj med et samtidigt lavt forbrug. (Foto: Rory Ewart, Golin). nødt til at tage AI- og ML-ap- plikationerne alvorligt, men vi har nok en lidt anden tilgang til emnet end andre processor- og controllerproducenter. Det er vigtigt, at vi som førende halvlederproducent går for- rest i kampen for at forhindre, at forbruget for elektronikken går fuldstændigt amok, hvil- ket en unuanceret brug af AI uundgåeligt vil medføre. I ste- det ser vi en mulighed for at anvende hardwarebaserede algoritmer, så vi gør clouden unødvendig. En tilpasning af hardwaren til de faktiske for- mål vil være det eneste rig- tige. Vi vil derfor kunne levere C2000-komponenter, der for eksempel er dedikeret til mo- nitering af vibrationsmønstre i motorapplikationer, fortæller Vivek Singhal fra Texas Instru- ments. Netop AI’s evne til at bruge en embedded accelerator til regi- strering af ukendte mønstre er en af de kvaliteter, der kende- tegner TI’s edge-løsninger. To eller måske tre lag nede i de neurale netværk begynder AI- acceleratorens evne til at de- tektere mønstre, kredsen ikke er trænet til, at give mening, og selv kompakte, embedde- de processorer kan gøre nytte i generiske – ikke generelle – AI-applikationer. Så TI har fat i noget helt rigtigt i deres pro- duktfilosofi. Anstændigvis bør vi lige nævne, at TI selvfølgelig også udvikler sine ”tunge drenge” inden for processorerne, og C28 bliver nu til C29 med en indbygget ASIC3- og SIL3- arkitektur til VLIW (Very Large Instruction Words). I mange tilfælde kan de tunge applika- tioner kræve en 64-bit arkitek- tur til next level-ydelsen, og det kan TI ikke overraskende sagtens levere … og endelig ADuM1252 (I2C), fortæller Prasanthi Yerra, FAE hos Analog Devices. Avnet i nye klæder Det er faktisk ikke så mange år siden, at Avnet-koncernen købte sig adgang til det em- beddede marked gennem opkøb af en producent/distri- butør af single-board compu- tere, men nu udskiller Avnet divisionen, som fremover vil få en egen identitet under Avnet-paraplyen – og under navnet Tria. - Der er en tendens til, at mange af koncernens kunder bruger Trias SBC’er til human- machine-interface formål (HMI). Vi har skruet organisati- onen sammen på en måde, så vi kan konstruere display- og HMI-formål til eksakte kunde- specifikationer, og udvalget af vores SBC’er er så stort, at vi kan ramme præcis den ydelse, der er nødvendig til applikati- onen. Det gør løsningen øko- nomisk bæredygtig – også i volumenapplikationer, fortæl- ler Bevan Braude fra Tria. Kollegaen, Alex Wood, sup- plerer med at fortælle, at Tria kan hjælpe kunderne med at følge et projekt hele vejen fra idé til godkendt design, hvad der fjerner en masse bump på vejen i et udviklings- og god- kendelsesforløb – ikke mindst i medicinske designs. Tria pro- ducerer primært sine boards i Tyskland, og da der også finder en masse software-udvikling sted in-house, er det en ganske glimrende ”vestlig” løsning. Genial brug af piezoteknologien Et spin-off fra AMS Osram er Sciosense, der for fire år siden etablerede sig med hoved- kvarter i Eindhoven, og som i dag har 110 ansatte. Virksom- heden har koncentreret sig om sensorer til det omgiven- de miljø baseret på en yderst præcis timing – og netop ti- mingen ned til brøkdele af mi- To generationer af virkelig smarte flowmålere uden bevægelige dele. Norbert Breyer fra Sciosense viser den unge virksomheds piezomålere, der måler flow på en særdeles robust måde – helt uden bevægelige dele og med stor præcision. krosekunder giver mulighed for nogle ganske anderledes og teknologisk fikse løsninger – blandt andet med en nær- mest genial brug af den piezo- elektriske effekt. - Vi har udviklet forskellige løs- ninger til måling af væsker og gas, hvor vi i en vinkel på flow- mediet genererer en akustisk puls med et piezoelement. Ved at måle pulsen med et an- det piezoelement i en vinkel på flowretningen kan vi måle den intermodulation, der op- træder mellem den piezoelek- triske puls og flowet af det me- dium, man måler på. Det giver en meget præcis flowmåling helt uden mekanisk bevæge- lige dele. Det giver ikke bare en præcis flowmåling. Det er også en ekstremt robust må- lemetode, forklarer Norbert Breyer fra Sciosense. Nyt er en væskemåler, hvor Sci- osence har placeret to spejle i det rør, der måler på væsken. En piezopuls sendes ind på det ene spejl med eller mod – og vinkel- ret på flowretningen, hvorefter det næste spejl sender pulsen vinkelret ud til den anden pie- zomodtager. UFM-01 er en kompakt løsning, som uden be- vægelige komponenter måler flows mellem 60 og 2000 liter i minuttet med udlæsning på et U-ART interface. En SPI-løsning er også på vej, og sensorer kan ifølge Norbert Breyer leveres til mellem 10 og 20 euro stykket afhængigt af kvantum. Få dit ønske opfyldt. Gør dit elektronikprodukt til virkelighed Din idé er som juletræet, der venter på at blive pyntet. Du bestemmer selv, om du vil være med til at fylde træet, eller om du bare vil sætte stjernen på toppen og nyde resultatet. Dit færdige produkt Klar til salg! – Din gode produktidé – Kick-off-møde – Koncept-design – Detaljeret produktudvikling – Produktion af prototyper – Test – Verifikation – Fremstilling af værktøjer – Fremstilling af mekaniske komponenter – Supply chain management – Fremstilling/samling – Kvalitets-kontrol – Emballage og forsendelse Tlf.: +45 72 28 69 10 • Mail: create@cre8tek.com Danmarks første volumen produktion er baseret på den nøjagtige vapour phase teknologi RAVI tilbyder nu produktion fra prototype til volumen – endda under den højt klassificerede AS9100D standard. Skal vi producere for dig? Ring til os nu! For yderligere information og tekniske spørgsmål kontakt: Karsten Viborg 6165 9821 kav@ravi.dk Esben Randers 6178 2833 esr@ravi.dk - nr. 12 | december 2024 21