Cuando los autos autónomos atropellan a las personas y nuestros dispositivos requieren cada vez más electricidad, quiero hacer una pregunta. ¿Qué pasa con la electrónica? ¿Le está molestando su larga cola?
Lluvia de ideas, parte 1
Después de una serie de intentos fallidos de crear vehículos autónomos y dispositivos de IoT complejos, ejecutivos y desarrolladores líderes se reunieron para hablar sobre lo que estamos haciendo mal. Podemos discutir esto durante horas en los comentarios, pero démosle la palabra a los expertos, ¿no es más productivo?
Las siguientes personas se reunieron para discutir estos importantes temas:
- Steve Mensor, vicepresidente de marketing de Achronix
- Apuwa Kalia, vicepresidente de Investigación y Desarrollo Cadence
- Mohamed Kassem, director de tecnología de efabless.com
- Matthew Balan, ingeniero de procesos e ingeniero de procesos en Mentor, Siemens Business
- Tom Anderson, consultor de marketing técnico de OneSpin Solutions
- Andrew Dauman, vicepresidente de tecnología, Tortuga Logic
ADAS es sorprendente en la cantidad de sensores, radares y láseres.
Apuva Kalia:
De hecho, durante los últimos 20 años, los teléfonos móviles han influido mucho en el diseño de la electrónica. Y llevará mucho tiempo reducir esta tendencia. El teléfono móvil sigue siendo el motor de los nuevos desarrollos, pero está sucediendo algo interesante. Si observa un dispositivo como ADAS (sistemas avanzados de asistencia al conductor, un sistema de sensores premium diseñado para hacer que la conducción sea más segura y fácil), verá que esta aplicación es ideal para migrar de una plataforma móvil a cualquier otra. Existen muchas nuevas tecnologías móviles, cuyas metodologías de diseño y validación se han formalizado y madurado, y pueden aplicarse a proyectos de vehículos automáticos.
Mohamed Kassem:
Hemos pasado mucho tiempo integrando todas las funciones en un teléfono móvil para mantenerlo lo más pequeño posible y lograr un bajo consumo de energía. Hicimos un todo con muchas piezas pequeñas. Ahora necesitamos desmontarlo nuevamente en diferentes partes, en módulos universales para varios propósitos. El teléfono es el punto de referencia para el dispositivo IoT (Internet of Things). Si pudiéramos reducirlo a un punto, obtendríamos el módulo perfecto para resolver cualquier problema. Pero no podemos.
Andrew Dauman:
El teléfono móvil tiene todas las tecnologías avanzadas. Gestionó la implementación, gestionó la validación, los nodos de tecnología y la necesidad de bajo consumo. Pero como queremos desarmarlo nuevamente, de modo que cada módulo tenga su propio nicho en su segmento de mercado, entonces cada parte separada no recibirá tanta atención y control. Ningún nuevo desarrollo recibirá tanta atención e importancia como el desarrollo de un teléfono móvil. Solo cambia lo que realmente te preocupa. Los vehículos autopropulsados requieren estabilidad, una inspección constante y completa, y la seguridad es fundamental. ¿Pero lo consiguen todo?
Apuva Kalia:
El teléfono móvil es más importante que el vehículo autónomo. Pero podría valer la pena hablar sobre el vago concepto de IoT. En términos de tamaño de mercado, puede superar a los teléfonos.
La cola más larga es iPhone. Además, es casi todo pirata.
Mohamed Kassem:
Si tomamos el mercado de libros electrónicos como ejemplo, vemos una 'cola larga'. El bestseller se vende en millones de copias, y luego tienes una lista muy larga de aparatos ordinarios, donde el número de ventas es de solo miles de copias. Al mismo tiempo, el volumen total de ventas es tal que no puede permitirse el lujo de desarrollar nuevos productos, todas las ganancias han sido devoradas por la cola. Y si no tiene ganancias, entonces no puede permitirse desarrollar nuevos productos debido al riesgo de pequeñas ventas. Después de todo, no sabes qué próximo producto se lanzará. Mire la cantidad de libros electrónicos similares en Amazon, ¿cuál es mejor?
Tom Anderson:
Los productos deben ser diferentes.
Mohamed Kassem:
Esta diferencia podría deberse a que uno de los productos tiene la mejor duración de batería. El mercado determinará el volumen por sí mismo y mostrará los más vendidos. La cámara GoPro Extreme fue creada por un surfista y ha pasado de ser un éxito de ventas.
Matthew Balan:
Long Tail funciona con tecnología que se puede reutilizar o mezclar. Un teléfono móvil es un producto basado en tecnologías existentes; no estás desarrollando tecnologías, sino solo un producto. No existen tecnologías listas para usar para el dispositivo de Internet de las cosas (IoT), y todos se ven obligados a desarrollar nuevas que cambiarán de manera impredecible.
Steve Mensor:
Los FPGA (arreglos de puertas programables en campo) tienen una “cola larga” y han estado impulsando el mercado durante los últimos 15 años. Entre todos los sistemas lógicos FPGA, el más importante es su parte inalámbrica, hace avanzar toda la estructura ASP (todo lo relacionado con Internet, crear y leer páginas, crear herramientas para crearlas, etc.). En cuanto a los centros de datos, vemos el éxito del proyecto Catapult (una plataforma para mejorar la calidad de vida de las mujeres de cualquier edad mediante el establecimiento de una comunicación entre sus proyectos y las partes interesadas). Pero si miramos esto como un proxy, entonces vemos una herramienta de hardware programable para administrar la 'cola larga'. Todo lo que se necesita para que la lógica programable se venda en grandes volúmenes es el equilibrio óptimo de potencia y costo. El uso imprudente de los sistemas FPGA puede llevar a un aumento de cuatro o cinco veces en el precio de un producto. Pero nos olvidamos de los elementos individuales de FPGA (Fpga). Se pueden variar en función de las tareas, no es necesario comprar todo el sistema en su conjunto, solo construye lo que necesitas. ¿Cómo afecta esto al desarrollo de IoT? En algún momento, observa soluciones secuenciales programables: procesadores y dice que esto es normal (con un indicio de que no es normal). Y nuestra lógica programable sugiere construir soluciones para realizar tareas específicas específicas (esta es una piedra clara en el jardín de los creadores de los primeros prototipos de IoT, hervidores inteligentes y otros refrigeradores que usan procesadores ARM Cortex M3 y M4 de bajo consumo) que serán óptimas.
Tom Anderson:
Existe una tendencia a pensar en el desarrollo de IoT como algo simple, donde todo se reduce a combinar componentes ya hechos en un solo dispositivo. Pero este no es el caso. He visto muchos circuitos sofisticados, incluidos aquellos con Fpga. Vi el diagrama Intel Atom, pero me dijeron que el trabajo no usa software para la arquitectura x86. El uso de ocho núcleos Intel en el producto de IoT es claramente redundante, pero es necesario acceder a las capacidades de servidor del chip. Este es un diseño pesado.
Apuva Kalia:
Una de las razones por las que el desarrollo de IoT está estancado es que cualquier dispositivo electrónico, incluidos los teléfonos inteligentes y ADAS, comenzó a desarrollarse de forma sistemática, y el desarrollo de IoT se detuvo al nivel del desarrollo de un dispositivo. Los creadores de dispositivos finales dejaron todo el trabajo de desarrollo de soluciones en los proveedores. (Esto significa que los 'deseos' de los desarrolladores de nueva electrónica, incluido el IoT y el transporte autónomo, no se corresponden con las capacidades del fabricante del 'hardware'. repetir).
Mohamed Kassem:
Todos los componentes existían listos para usar antes que el propio teléfono inteligente. El teléfono inteligente controla los componentes preexistentes, incluidas las pantallas y las baterías. Pero cuando crea un dispositivo fundamentalmente nuevo, debe optimizarlo. Puede ser aconsejable no utilizar componentes estándar, sino cambiar a ASIC (circuito integrado de propósito especial) El requisito de bajo consumo de energía hace sus propios ajustes.
Tom Anderson:
Hay dispositivos de IoT que, por naturaleza, no son más que simples sensores, pero están presentes en todas las industrias.
Mohamed Kassem:
Debemos hacer que el transporte autónomo y el mercado de IoT sean altamente rentables, y la creación de una plataforma universal puede ayudar en esto.
Andrew Dauman:
Existe la idea errónea de que los dispositivos de IoT son pequeños. Pero mire un automóvil autónomo: es un dispositivo IoT muy grande, pesado, de alto riesgo y resistente a los impactos. Tiene sensores y se comunicará con sus vecinos.
Apuva Kalia:
Estos serán los dispositivos de IoT más sofisticados que existen. No son en absoluto pequeños y muy difíciles.
Tom Anderson:
¡Correcto! Un vehículo autónomo es parte del IoT.
Mohamed Kassem:
Excepto que no creo que se vayan a fabricar 3.000 millones de coches y puedan hacerse con el mercado.
Tom Anderson:
La mayor evolución de la electrónica se ha producido en el ámbito de la seguridad del usuario. La gente que ideó marcapasos y cohetes ya lo pensó entonces. E incluso entonces hicieron sus dispositivos confiables, preocupados por las partículas alfa, etc. En nuestro tiempo, de repente se ha convertido en parte de la vida cotidiana. Un vehículo autónomo debe estar sujeto a los mismos requisitos de confiabilidad y seguridad que un marcapasos.
Apuva Kalia:
La tendencia hacia la seguridad en la industria automotriz ha sido impulsada por las condiciones del mercado. La seguridad en el automóvil se convirtió en una opción adicional que el comprador podía pagar. Y solo entonces ingresé el mínimo requerido del conjunto completo. Cuando se habla de un cohete o un marcapasos, la forma tradicional de garantizar la seguridad es mediante la redundancia. Simplemente instale dos juegos de equipos en lugar de uno, y esto casi no tiene ningún efecto en el costo final del cohete. La situación con el marcapasos es diferente, la reserva de sistemas cambiará su precio de $ 200 a $ 400. Este tampoco es un gran problema. Pero si toma un automóvil de $ 20,000 en el que la electrónica cuesta $ 5,000 y reserva el sistema, entonces el costo de la electrónica solo aumenta a $ 8,000. Ésta es una diferencia notable. Esto plantea nuevos desafíos para los desarrolladores sobre cómo garantizar la seguridad sin recurrir a la redundancia.
Mohamed Kassem:
La electrónica del automóvil no cambió fundamentalmente hasta que comenzamos a agregar sistemas sensoriales.
Andrew Dauman:
La seguridad y la tolerancia a fallas se pueden lograr mediante la duplicación triple de cada módulo. Sin embargo, es un hecho que las tecnologías de seguridad y protección no están relacionadas de ninguna manera. Con este enfoque, nos enfrentamos al problema cuando, después de resolver los problemas de seguridad, alguien realiza cambios en el dispositivo para resolver problemas de seguridad, y luego la tolerancia a fallas y la seguridad pueden desaparecer. Ya es hora de combinar todas estas cosas a la hora de desarrollar dispositivos, hoy no hacemos esto, lo cual es malo.
Mohamed Kassem:
Hay varias disciplinas. Al diseñar un conjunto de chips, no se distrae demasiado. Pero a medida que diseñe su dispositivo, es posible que necesite conocimientos médicos, diseño 3D, diseño electrónico o ambos. La capacidad de combinar múltiples disciplinas es fundamental.
Tom Anderson:
Tiene una cosa de varios niveles, multidisciplinaria, pero también tiene horizontales, incluida la validación y la seguridad, lo que hace que la matriz sea muy compleja.
Apuva Kalia:
Volvamos a la conducción autónoma. Como vimos hace 15 años con la llegada del teléfono inteligente, la complejidad de un problema supera con creces la capacidad de los humanos para lidiar con la complejidad. Las personas que intentan resolver estos problemas aún se encuentran en las primeras etapas del desarrollo de su capacidad para resolverlos.
Mohamed Kassem:
Hay mucho ensayo y error. Debemos seguir experimentando y aprendiendo.
Apuva Kalia:
Hay un cambio masivo de ingenieros de la construcción de dispositivos móviles a dispositivos como IoT y transporte autónomo. Todos los diseñadores que han tenido éxito en el diseño de dispositivos móviles creen erróneamente que esta será una transición fácil. He tenido muchas conversaciones con personas que tienen un chipset que es genial para dispositivos móviles y quieren convertirlo en un sistema ADAS …
Con esto concluye la primera parte de la discusión. Amigos, escriban si vale la pena publicar la segunda parte después de su lanzamiento. ¿Tienes curiosidad por saber qué están haciendo los desarrolladores? También comparta sus pensamientos sobre cómo gastar más energía y dinero. ¿Deberíamos crear algún tipo de plataforma universal (con estándares uniformes para todos los fabricantes) o desarrollar nuevos componentes unificados y agregarlos al dispositivo según sea necesario? ¿O reducir el teléfono inteligente al tamaño de una cabeza de fósforo y entregarle todas las riendas? ¿Y la cola larga?
Enlace a la discusión original: Ingeniería de semiconductores
El bluetooth más rápido y económico
La empresa canadiense Spark Microsystems ha presentado al público un nuevo y revolucionario módulo de radio digital (analógico Bluetooth). La nueva tecnología aún se está probando y el prototipo se fabrica de acuerdo con la antigua (pero barata) tecnología de proceso TSMC de 65 nm. ¿Por qué necesitaba desarrollar un nuevo módulo BLE (eficiencia energética Bluetooth)? Frederic Nabki, el padre del nuevo transceptor, responde a esta pregunta: 'Cuando usa AirPods, aproximadamente el 80% de la carga se gastará en el mantenimiento del dispositivo en sí, y no en la transmisión de sonido. Este no es el enfoque más eficiente ”.
Frederic Nabqi (centro)
La compañía ha desarrollado un transceptor (y microcontrolador) llamado Spark SR1000, que tiene un consumo de energía ultra bajo y una latencia ultra corta. El módulo consume electricidad 20 veces menos que los mejores competidores y 35 veces menos en promedio en el mercado BLE. Los ahorros de energía se logran con un tiempo récord para encender y apagar el módulo, en solo 50 microsegundos frente a los 3 milisegundos de la competencia. El radio de recepción y transmisión estable es de 50 metros, y la transmisión se realiza en la banda sin licencia “libre” de 3 a 6 GHz. La velocidad máxima de transferencia de datos es de 10 Mbps frente a 1 Mbps para todos los competidores.
La demanda de electricidad del nuevo módulo es tan baja que puede ser proporcionada por una pequeña batería solar o elemento Peltier (convierte el calor en electricidad), y cuando se utilizan baterías estándar, funcionará durante mucho tiempo. Como se mencionó anteriormente, el nuevo módulo no funciona en el rango de frecuencia estándar, por lo tanto, es posible recibir y enviar información solo cuando tiene ambos dispositivos fabricados por Spark Microsystems. Las ventajas son obvias: el rango de frecuencia no utilizado no se obstruye con interferencias, lo que contribuye a una conexión estable. Frederic espera que la nueva gama eventualmente se convierta en estándar de facto y que otros fabricantes comiencen a usarla (dando a Frederic un porcentaje). Spark SR1000 aparecerá en las listas de precios de los proveedores de componentes en 2019, lo que significa que veremos teléfonos inteligentes con él al mismo tiempo. Todas las ventajas de la nueva tecnología se muestran en la tabla:
También observo que este es el primer dispositivo que consume electricidad en valores umbral (cuando el dispositivo no puede determinar si consume algo o no), lo que significa que es más que adecuado para Internet de las cosas (IoT), teléfonos inteligentes, auriculares, etc. .
Amigos, ¿10 Mbps te permitirán transmitir la mejor calidad de sonido? ¿Qué piensas?
Esas son todas las noticias de hoy. Se acerca el verano y muchos se subirán a la bicicleta. No han cambiado fundamentalmente durante muchas, muchas décadas, pero seguimos utilizándolos. ¿Será lo mismo con los teléfonos inteligentes y los hervidores inteligentes? No lo creo. ¿Y usted?