AI, sikkerhet og norsk brikkegjennombrudd

Det er i hvert fall vårt inntrykk etter å ha snakket med en rekke produkt- og tjenesteleverandører på messen. Salget går «så där», men det har knapt nok vært så mange utviklingsprosjekter på gang noensinne.

Det vil si, unntak finnes når det gjelder markedet. I Norden er det nemlig annerledes, kan direktør for applikasjonsutvikling og teknisk støtte i DigiKey, Brian Metalek, fortelle. – Norge og Norden vokser raskere enn Europa og DigiKey generelt. Det er opp på alle parametere, avslører han, og viser oss tabellen som dokumenterer forskjellene.

– Selv om det har vært vanskelig i Europa de to siste årene, øker vi antall kunder. Innovasjonsgraden er høy, og vi sender ut flere bokser enn noen gang, sier Metalek. – Det er godt å se at teknologi kan gjøre ting enklere for folk, og den finner plass i stadig nye produkter. I tillegg ser vi at kunstig intelligens og maskinlæring har tatt steget fra buzzord til reelle implementeringer i «alt», fremholder han.

Spesielt AI og sikkerhet, og ikke minst høyere integrasjon både på brikke- og modulnivå, gikk igjen i mange lanseringer, noe vi skal komme tilbake til i flere artikler fremover.

Renesas kom for eksempel med en «fattigmanns-AI» prosessor, i form av den nye mellomklasse RZ/V2N, som går inn mellom store- og lillebror i serien (lav-ende RZ/V2L (0,5 TOPS) og den avanserte RZ/V2H (opp til 80 TOPS). Produktspesialist Kun Fang i Renesas sier at enheten, som bl.a. støtter to kamerainnganger, for eksempel kan brukes til å gi en robot maskinsyn fra to vinkler for å detektere objekter. Med Renesas’ egen DRP (dynamisk rekonfigurerbar prosessor) kan den ha en AI-inferensytelse på 4 til 15 TOPS avhengig av konfigurasjon. – Et vesentlig punkt er også at den ikke trenger kjøleflens, sier Fang. Som opsjon fins en 3D GPU, så her fins muligheter og et billigere alternativ til Nvidia...

Sikkerhet er et gjentagende tema, og i takt med at det brer seg en viss uro over både mulige trusler og kommende reguleringer, dukker det opp stadig flere løsninger. Slik som fra Thistle Technologies, som tilbyr sikkerhetsløsninger for sikker oppstart og oppdateringer via luft (OTA) som sømløst skal kunne integreres i innvevde produkter og plattformer. Thistler-gründer Window Snyder forteller at det var hennes bakgrunn som sikkerhetsansvarlig i ulike selskaper som fikk henne til å innse at det var nødvendig med nye løsninger.

– Ting blir mer komplekst, og stadig nye applikasjoner blir tilkoblet nettverk, enten det er ting, biler eller bygninger. En vesentlig utfordring oppi alt dette er å kunne få IoT-enheter opp på samme sikkerhetsnivå som man ser f.eks. innen kritisk programvare, forteller Snyder. – Sikkerhet blir gjerne sett på som «vanskelig». Det fins to drivere for å implementere sikkerhetsløsninger; Den ene er når det blir vondt nok, den andre når det blir enkelt nok. Vi satser på å tilby sistnevnte, poengterer hun.

Thistle Update-løsningen inkluderer enhetsprogramvare, utviklerverktøy og Thistle Cloud-komponenter. Den støtter enheter som drives av et innvevd Linux-operativsystem, på tvers av flere arkitekturer, inkludert ARM/ARM64 og x86-64, og Infineon PSOC 6 mikrokontrollere.

I tillegg lanserte Thistle på Embedded World sin Secure Boot Enablement-løsning. Dette omfatter verktøy og tjenester for å hjelpe kunder med å aktivere sikker/verifisert oppstart på støttet maskinvare. Enheter som støttes av Thistle Secure Boot Enablement-løsningen inkluderer Espressif ESP32 IC og enheter med et Infineon OPTIGA Trust M sikkert element med U-Boot bootloader på verten, og et I²C-grensesnitt for vert-til-sikkert element-kommunikasjon. Eksempler på kompatible plattformer inkluderer Raspberry Pi 4, BeagleBone Black og BeagleBone AI.

En av de minste komponentene som ble lansert på messen, var det Texas Instruments (TI) som stod for. Produktansvarlig Yiding Luo kunne spøkefullt introdusere den som en «motstand med hjerne»; Med mål på bare 1,38 mm2, er den nye mikrokontrolleren MSPM0C1104 MCU, som kommer i en Wafer chip-scale-pakke (WCSP), omtrent på størrelse med et sort pepperkorn. Den skal gjøre det mulig for designere å optimalisere bordplass i applikasjoner som medisinske kroppsnære enheter og personlig elektronikk, uten at det går på bekostning av ytelsen.

MCUen, som er basert på en Arm Cortex-M0+, har 16KB minne, en 12-bits analog-til-digital-omformer med tre kanaler, seks generelle inngangs-/utgangspinner, og kompatibilitet med standard kommunikasjonsgrensesnitt som Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART), Serial Peripheral Interface (SPI) og Inter-Integrated Circuit (I2C).

Tilbake til et norsk brikkegjennombrudd; Ja, for nå har det norske selskapet Nanopower Semiconductor AS gått inn i en kritisk fase, idét de lanserer et utviklingssett for sin banebrytende strømsparingskrets, som forventes å gå i volumproduksjon til sommeren.

Sparer 90% energi

Komponenten med navnet nPZero er en strømsparende IC som skal reduserer energiforbruket til batteridrevne applikasjoner med opptil 90 %. Kretsen sitter mellom en verts-MCU, strømkilde, sensorer og analog/digital periferi, og styrer aktiviteten gjennom programmerbare tilstandsmaskiner.

I normal drift slår nPZero av mikrokontrollerverten, overtar kontrollerrollen og håndterer autonomt oppstart, konfigurasjon og lesing av data fra opptil fire sensorer eller andre perifere enheter.

Det høres kanskje rart ut å skulle spare strøm med en ekstra komponent, all den tid de fleste mikrokontrollere har forskjellige strømsparingsmodus? – Jo, men poenget her er at nPZero kobler verten helt ut. Og de operasjonene ICen vår gjør, foregår i sub-terskelnivå, nesten på grensen av hva som er fysisk mulig, forteller Jan Frode Bergsø i Nanopower. – Den trekker mindre enn 100 nanoampere, hevder han.

I en verden der strømsparing og batterilevetid er alfa og omega – i hvert fall innen IoT – kan en slik løsning vise seg gull verdt, ikke minst med tanke på å redusere batteriforbruk og -størrelse (eller eliminere batteriet helt). Energihøsting i ulike markeder er absolutt i målgruppen.

Idéen til brikken var det portugisiske William Xavier som kom med, etter å ha jobbet med henholdsvis fjernstyrt hjertemåling og varesporing i ulike bedrifter. Gjennom et samarbeidsprosjekt i Norge utviklet han en prototyp av løsningen med diskrete komponenter, og innså at her lå det muligheter – bare man kunne integrere løsningen i en liten komponent. Dermed ble Nanopower Semiconductor etablert, i 2017. Fra 2019 begynte man å bygge opp et IC-designteam for å gjøre dette. Tyngden i utviklingsavdelingen ligger i Portugal, men tilknytningen til Norge var viktig for å få investorer på plass, og ikke minst støtte fra Innovasjon Norge. Nylig tiltrådte Svein Egil Nielsen fra Nordic Semiconductor som ny styreleder, noe Xavier mener vil være av stor betydning for selskapets videre vekst.

Med utviklingssettet kan utviklere konfigurere nPZero IC for autonomt å slå på sensorperiferiutstyr, lese data og vekke systemet etter behov. Settet beskrives som en fullverdig, brukervennlig plattform for arbeid med nPZero IC. Den består av et hovedevalueringskort med kontakter for å kople til et vertskort for mikrokontroller i Arduino-format. For å gjøre det enkelt å komme i gang med å bruke settet, leverer Nanopower det med et MCU-kort med en laveffekt STMicroelectronics STM32L053C8.

Evalueringskortet inkluderer også PMOD-hoder for tilkobling av opptil fire sensorkort. Utviklere kan bruke et hvilket som helst PMOD-sensorkort som enten har et I2C- eller SPI-grensesnitt. For å hjelpe til med rask systemevaluering, leverer Nanopower et ams OSRAM AS6212 temperatursensorkort og STMicroelectronics LIS2DW12 akselerometerkort med settet.