Maxim_textbanner_B_120502_120531

Arkiv >> februari 2008

28 feb, 2008

Lågeffekt i Nürnberg

avatar

Efter två dagars idogt springande och lyssnande på Embedded World-konferensen i Nürnberg kan jag så sakta börja summera. Det mest uppenbara är att det inte märks någon avmattning i embeddedbranschen. Sedan finns som vanligt ett antal trender, där jag skall försöka ta upp ett par här och nu.

Säker mjukvara är en stor och viktig trend. Det handlar både om bättre metoder för att gå från krav till färdig kod och sätt att undvika virus, fel och annat elände. Certifierade operativsystem, modellbaserade metoder etc är inget nytt, men det verkar som om behovet har accelererat. Det handlar väl som vanligt om omvändelse under galgen, men det är inget nytt.

Det här får jag ta mera i detalj i nästa nummer av tidningen. Jag kan bara nämna att en de mera intressanta nyheterna på området är svenska IARs samarbete med tyska SCIOPTA om säkerhetskritiska operativsystem och metoder för att hantera säkerhetskritisk kod.

Men den mest uppenbara trenden är nog ändå låg effektförbrukning. Korttillverkarna tävlar om att förhandsreleasa Intels nya lågeffektprocessor (vilket Intel inte gillar). Och tillverkarna av enkapseldatorer och små embeddedprocessorer tar ännu några steg nedåt i effektförbrukning. Atmel lanserade till exempel i förrgår sin nya enkapseldator AVR XMEGA, med extremt låg effektförbrukning och 1,6 V spänningsmatning.

Men allra lägst i spänningsmatning ligger nog ändå Silicon Labs, med sin nya extremt effektsnåla 8051-serie. Här nöjer man sig med 0,9 V matningsspänning, vilket gör att ett enda batteri räcker. Dessutom innehåller processorn en inbyggd DC/DC-omvandlare som kan spänningsmata andra komponenter med upp till 3,3 V och max 65 mW, fortfarande med ett enda batteri. Det intressanta är att man på det här sättet kan låta systemet ligga i viloläge större delen av tiden, med mindre än 50 nA strömförbrukning. Det är annars svårt med yttre DC/DC-omvandlare.

Och till slut är förstås USB en fortsatt jättesuccé. Alla använder i dag USB till i stort sett allting. Senaste nyheten kommer från Microchip, som släpper ett antal 32-bits enkapseldatorer (med MIPS-arkitektur) med komplett USB On The Go. Det är en ruggigt intressant kombination av en mycket kraftfull processor med full USB till lågpris.

Nej nu är det dags att åka ut till mässhallarna för en sista runda före hemresan.


23 feb, 2008

Effektiva elbilar

avatar

Klimatfrågan har stadigt klättrat uppåt i mediabruset. Idag ligger den skyhögt över i stort sett allt annat. Det är alldeles utmärkt.

På senare tid har mycket av debatten handlat om kollektivtrafik (läs tåg) och bilar. Målet verkar vara att bygga pendeltåg och snabbspårvagn också till platser där resandeunderlaget är mycket lågt. Tåg är alltid bättre än bil. Kollektivtrafik är alltid bättre än privatbilism.

Det här är en riskabel utgångspunkt. Att stoppa privatbilismen kräver drakoniska åtgärder, eftersom bilen har så stora fördelar för den enskilde. Orsaken till att privatbilismen tog över på femtio- och sextiotalet är inte en konspiration från biltillverkarna. Det är helt enkelt väldigt praktiskt att ta sig från punkt A till punkt B med ett och samma fordon.

Vad många miljövänner missar är att bilarna ganska enkelt kan bli så oerhört mycket effektivare. Kalkylen mellan kollektivtrafik och privatbilism baserar sig på dagens patetiska energislösande bilmonster och tar inte hänsyn till vad som är tekniskt möjligt (med lite hjälp av tuffare regelverk).

Vi kan börja med titta på hur mycket energi som krävs för att transportera en människa. Eftersom jag gillar cyklar och har ett hyggligt bibliotek av cykellitteratur (och ett garage fullt av cyklar) tar jag det som utgångspunkt.

En normal ganska otränad cyklist har inga större problem med att hålla 20 km/h i flera timmar. Den genomsnittliga "motoreffekten" ligger på knappt 100 W och energiförbrukningen blir ca 50 Wh/mil. Vi kommer ca 20 mil på 1 kWh. Om vi använde en elmotor i stället skulle energikostnaden hamna på en krona.

Av det här kan man lätt dra slutsatsen att cykeln är ett extremt energisnålt fordon, men det är inte riktigt sant. Rullmotståndet är lågt, men luftmotståndet är förvånansvärt högt, faktiskt högre än för en normal bil. Om vi multiplicerar luftmotståndsfaktorn CD med frontarean A får vi mellan 0,32 för en racercykel och 0,6 för en standardcykel.

Eftersom luftmotståndet ökar exponentiellt med hastigheten fungerar en vanlig cykel bara i ganska låga hastigheter. Redan vid 36 km/h krävs mellan 180 W (racercykel) och 345 W (standardcykel) bara för att klara luftmotståndet. Rullmotståndet ligger då mellan 24 W (racercykel) och 53 W (standardcykel).

En strömlinjeformad, helt inkapslad cykel får helt andra förutsättningar. Den blir tyngre och får högre rullmotstånd, men luftmotståndet minskar dramatiskt. De mest extrema exemplen på det här får en CDA-faktor på under 0,05. Det går då åt ca 25 W för att klara luftmotståndet vid 36 km/h och lite mer än så för att klara rullmotståndet. Vår otränade cyklist kan hålla dubbla hastigheten och halvera energiförbrukningen och han/hon kommer plötsligt 40 mil på 1 kWh.

Och vart vill jag då komma med allt det här siffertugget? Jag vill helt enkelt sätta en grundnivå för vad som faktiskt är tekniskt möjligt. Vi kommer knappast att se kommersiella fordon som tar sig de 50 milen mellan Stockholm och Göteborg på mindre än 2 kWh (eller mindre än en liter bensin), men det är ingen teknisk omöjlighet. Och det är uppenbart att skillnaden mellan en knapp liter och 50 liter (20-25 liter för dagens mest bränslesnåla bilar) för samma sträcka är alldeles för stor. marginalen för förbättring är betydligt större än de flesta tror.

Det verkligt intressanta är att vi med förvånansvärt enkla medel kan komma ner i effektbehov och energiförbrukning som gör elbilar fullständigt acceptabla. Vi behöver inte alls vänta på nya batterityper eller nya material. Dessutom räcker det med en räckvidd under batteridrift på ca 10 mil för att klara kanske 90 procent av körningen. Det gör att batterierna varken behöver vara så stora, så dyra eller ha så lång livslängd som bilindustrin brukar hävda.

Vad som kommer att hända i verkligheten beror förstås på vilka politiska beslut som tas. Dramatiskt höjda avgifter för att pendla till tätorter med traditionella bilar är knappast populärt, men ett totalförbud mot att använda privatbilar för arbetspendling är betydligt värre. Och det står väl ganska klart att biltillverkarna inte kommer att bygga elbilar utan att det finns en efterfrågan. Den efterfrågan måste säkert skapas på politisk väg.

Hur ser då miljökalkylen ut om vi kan skifta majoriteten av arbetspendlingen från konventionella bilar till energisnåla elbilar? Vi talar faktiskt inte om särskilt stora energimängder. En normal arbetspendling på ca 5 mil går att klara på under 1 kWh med ett verkligt effektivt fordon och kanske 4 kWh med ett mera ordinärt elfordon. Det kräver inga utbyggnader i elnät eller elproduktion. Och eftersom batteriladdningen normalt sett sker på natten behöver man inte räkna med fossilbaserad marginalproduktion av el, utan allt kan klaras med vattenkraft och kärnkraft. Med andra ord, inga koldioxidutsläpp.

I stället för att bygga ut olönsam spårbunden infrastruktur på platser där den inte behövs kan man göra en radikal utbyggnad av de spår som faktiskt används. Idag går det knappast att öka godstrafiken på stambanorna och varje nytt snabbtåg försämrar förutsättningarna ytterligare för godstrafiken. Det behövs helt klart nya spår för persontrafik, men de behövs framför allt där trafiken redan finns. Kanske vi till och med skulle kunna bygga spår för MAGLEV-tåg. Men det tar vi en annan gång.

Alla tekniska cykeldata kommer från den utmärkta boken "Bicycling Science" av David Gordon Wilson.


20 feb, 2008

Billigt, men dyrt

avatar

Det fanns en tid när mobilteleoperatörerna drömde om härligt lönsam datatrafik via det nya 3G-nätet. Idéerna var många och lönsamheten hög, åtminstone på papperet.

Men idag fylls 3G-näten av konventionell datatrafik till fast lågpris. Tele2 säljer till exempel 3G-anslutningar utan volymbegränsning för 79 kronor per månad plus moms. Det är billigare än motsvarande ADSL-anslutning.

Faktum är att man inte ens har vågat ta extra betalt för HSDPA. På förvånansvärt många platser får man numera datahastigheter upp till 7,2 Mbit/s (nedströms). Det är bara att tacka och ta emot.

Det finns bara ett litet aber. Den som tänker sig att ta med sitt 3G-modem utomlands kan få synnerligen obehagliga överraskningar. Tekniskt sett fungerar allt bra, men operatörerna ligger fortfarande kvar med den prismodell som var tänkt att göra dem feta och glada. Priset ligger för det mesta någonstans runt 80 kronor per Mbyte, som lägst knappt 50 kronor och som högst ett par hundralappar. Danska TDC tar t ex 120 kronor/Mbyte, medan de finska operatörerna kör "lågpris" med 51 kronor/Mbyte.

Observera att priset är per Mbyte, alltså en tusendels Gbyte (1024-del om man skall vara exakt). Tele2 hade tidigare en begränsning på 5 Gbyte/månad inom Sverige för sitt abonnemang. Den begränsningen var man tvungen att ta bort. Normala datoranvändare "äter" förvånansvärt stora datavolymer.

Så anta att du åker till Köpenhamn en vecka och använder datorn på ett hyfsat normalt sätt. Trafikvolymen stannar kanske på 1 Gbyte. Fakturan på 120 000 kronor kommer att kännas som en kalldusch med gott om isbitar i. Redan att skicka över en enda bild (knappt 4 Mbyte i omkodat skick) kostar uppemot 500 kronor.

Vi ser återigen att teknik är enkelt, medan betalningsmodeller är svåra. Alla ser framför sig en värld där affärsmän och privatpersoner är ständigt uppkopplade till Internet, oberoende av var man är och tekniskt sett är vi redan där. Men ekonomiskt fungerar det bara via WiFi-hotspots och liknande. Om vi talar om verkligt kontinuerlig uppkoppling sätter betalningsmodellerna effektivt stopp för användningen. I praktiken är det bara möjligt att titta på email (i rent textformat utan bilagor, bilder och loggor).

Vi ser alltså operatörerna fylla 3G-näten med lokal datatrafik för mindre än en tusendel av vad man vill ha betalt för internationell trafik. Samtidigt stoppar de höga internationella taxorna effektivt alla försök att skapa nya användarmodeller. Att det här inte är särskilt listigt är väl ganska uppenbart. Men problemet är inte lätt att komma runt.

Helt klart är väl att alla användare tycker illa om att betala per Mbyte. På ADSL-sidan är den betalningsmodellen helt död och övergången till fastpris på trådlös data visar vart marknaden är på väg. Men att få en fastprismodell för 3G-data att fungera internationellt är svårt.

Risken är i det läget stor att spelare som Google, som tjänar annonspengar på ökad trafikvolym, går in på egen hand. Google köper idag frekvensutrymme och satsar stenhårt på mobil kommunikation. Det kan verka dyrt att bygga upp ett parallellt datanät, men frågan är om det inte är lättare än att få till stånd internationella avtal med operatörer.


avatar

När jag skrev ledaren för EiN 02 tog papperet slut alldeles för tidigt, så jag får väl fortsätta på det här sättet.

Det handlar alltså om standarder. USB har förändrat datorvärlden och gjort livet mycket enklare för alla med idéer. Allt som kan kommunicera via USB och helst få sin spänningsmatning via USB blir enklare att utveckla, lättare att sälja och har omedelbart en gigantisk potentiell marknad.

Det här ger dessutom automatiskt en lägre energiförbrukning. Den som klarar att hålla sig under 2,5 W får stora marknadsfördelar. Alternativet är en separat nätdel, ofta av billigaste seriereglerade slag. Vi talar utan vidare om en halvering av effekten och i många fall om betydligt mer än så.

USB är viktig, men det finns en standard som genom åren varit och är ännu viktigare. Framgångssagan för Ethernet är närmast osannolik. Ethernet finns numera i varenda dator. Alla moderna telekomsystem baseras på Ethernet och massor av industriella styrsystem kommunicerar via Ethernet.

Kombinationen Ethernet/USB tar hand om de allra flesta ledningsbundna kommunikationskrav från någon meter upp till ett par hundra meter. Det enda problemet är möjligen att Ethernet inte har inbyggd spänningsmatning på samma sätt som USB.

Fast det var inte riktigt sant. Power over Ethernet är idag en realitet och med senaste versionen går det att överföra en bra bit över 30 W per Ethernet-anslutning. PoE används idag mest för IP-telefoni på kontor, men håller på att ta fart på allvar. Dryga 30 W räcker till för att driva en stationär dator, inklusive bildskärm, om man bara konstruerar på ett någotsånär vettigt sätt. Och det finns mycket att vinna i att slippa kraftaggregat i varje enskild dator och i varje enskild bildskärm. Inte minst går det att få ner de tomgångsförluster som enligt de senaste undersökningarna står för en tiondel av elenergikonsumtionen i Sverige.

Det går alltså att spara energi om man lägger manken till. Det här är i och för sig inget nytt. Jämför bara en modern handdator/telefon med en stationär dator. Visst finns det prestandaskillnader, men de är inte alls så stora som skillnaderna i energiförbrukning.

Också här spelar standarder en roll. Vi har vant oss vid att operativsystem och program expanderar i storlek och prestandabehov med en förfärande hastighet, men den utvecklingen är ju faktiskt inte någon naturlag. Problemet är snarare att de individuella mjukvarutillverkarna måste addera (ofta onödiga) finesser för att motivera köp av nya versioner. Och i de fall där det inte finns standardiserade gränssnitt har användarna inga andra val än att hänga med. Äldre versioner fungerar plötsligt inte på nya operativsystem och klarar inte de nya förändrade filformaten.

Jämför det med en standard som PDF. Här finns en öppen och hyggligt stabil standard och här finns också en uppsjö av mer eller mindre komplexa PDF-läsare. Den som har gott om plats och överskottsprestanda väljer kanske Adobes varianter. Andra kanske väljer små optimerade läsare, som t ex Foxit. Standarder ger val.

Här ser vi också att mjukvarustandarder och energioptimering via mjukvara får en allt större betydelse. Vi är faktiskt på väg mot en situation där energiförbrukningen i en dator blir helt beroende av de program som körs. I nästa generations processorer varierar effekten nästan linjärt från i stort sett noll upp till max, beroende på utnyttjandegraden. Den som kan skriva effektiva program och effektiva operativsystem belönas med låg energiförbrukning och vice versa. Och ju fler gränssnitt som standardiseras, desto större är möjligheterna för nya spelare att kasta sig in i leken.


10 feb, 2008

CD-skivor och dumhet

avatar

I stort sett varje dag läser jag om illegal nedladdning och hur det tar död på skivindustri och skivaffärer. Och varje gång häpnar jag över skivbolagens inkompetens och fantasilöshet.

För om det vore så enkelt att alla nöjer sig med att ha musik på sin hårddisk eller MP3-spelare – hur kommer det sig då att det säljs DVD-skivor och böcker som aldrig förr?

En välfylld bokhylla eller en hylla med bra DVD-filmer är ett sätt att visa vad man är intresserad av och tillfredsställer "ekorrinstinkten" hos oss. På samma sätt har det alltid varit med LP-skivor och CD-skivor. Vi vill visa besökare vad vi gillar och vad vi står för.

Men det finns något som heter produktutveckling och "value for money". Där ligger både böcker och DVD-skivor ganska hyggligt till. CD-skivan har däremot inte vidareutvecklats sedan introduktionen. Vi får fortfarande samma usla förpackning, samma skiva och ett absolut minimum av text/bild för ett förvånansvärt högt pris. CD-skivan blir allt mindre intressant som samlarobjekt.

Skivindustrin verkar totalt ha kastat in handduken och koncentrerar sig i stället på att gnälla om nedladdning. Man verkar tro att en nedladdad skiva alltid är en förlorad affär. Men så behöver det inte alls vara. När en bra film visas på TV ökar omedelbart DVD-försäljningen av samma film. Många böcker som köps har tidigare lånats i bibliotek. Och ungdomar köper inte en skiva utan att först lyssna på den. Men CD-skivan är idag så ointressant att den inte längre lockar till köp.

Hur skulle man då kunna produktutveckla CD-skivan?

Till att börja med är som sagt förpackningen en katastrof. Det har alla varit överens om sedan introduktionen för några årtionden sedan. DVD-skivan fick en vettig förpackning, men CD-skivan har stannat kvar vid en förpackning som går sönder vid minsta slag. Förpackningen är också så liten att den knappt rymmer någon text- eller bildinformation.

Extramaterial har redan från början varit filmindustrins sätt att få folk att köpa DVD-filmer. Kommentarspår, bortklippta scener, intervjuer etc gör det intressant att köpa filmen. Samma sak vore rimligt till CD-skivor. Ett par konserter på DVD, intervjuer och förstås ett häfte med sångtexter, kringinfo och bilder skulle säkert locka köpare och ge skivan en plats i bokhyllan.

Bättre ljudkvalitet är inte fel. SACD har funnits länge, men används sällan. En rimlig modell är att leverera både en vanlig CD-skiva och en SACD-skiva i samma förpackning. Och varför inte färdiga MP3-filer också.

Men vad har skivindustrin gjort för att locka kunder? I stort sett ingenting. I en del fall har man till och med försämrat produkten med kopieringsskydd som gör skivorna svårspelade på en del apparater. Enda sättet att slippa det är att ladda ner "rensade" versioner från nätet.

Så trots att produktionskostnaden för CD-skivor har sjunkit dramatiskt över tiden har i stort sett inga skivbolag kommit på den ljusa idén att erbjuda mer material för att locka köpare. Det är utomordentligt märkligt. Visst är den illegala nedladdningen ett problem, men långt ifrån hela problemet. Med ett minimum av produktutveckling och ett par kronor extra i tillverkningskostnad skulle sannolikt situationen sett annorlunda ut.


01 feb, 2008

Mässa i gungning?

avatar

Noterade att det var dryga 7400 besökare på Elektronik/EP och att det i sin tur var en minskning med 1266 besökare. En fråga som genast dyker upp är om elektronikbranschen klarar en sådan minskning en gång till. Personligen tror jag inte att fler aktiviteter och en bredare framtoning lockar fler besökare. Jag anser, kanske med en dåres envishet,att innehållet i varje monter måste bli intressantare. Det fanns för många montrar som i mina ögon inte uppfyllde det kravet.

Mitt personliga monterpris går till SSA (Sveriges Sändar Amatörer ) som, trots sin något undanskymda plats, bjöd på mycken nostalgi kring sändarnas historia men också visade den nya tekniken. Nu kan man kan placera sin antenn och radio på en störningsmässigt gynnsam plats utanför den fyllda etern i och kring storstäderna och med 3G ansluta sig till sin kortvågsmottagare för att höra de rara signalerna som förr. Till och med jag som aldrig varit LA8PV4-Fleksnesare fick nya projekt i huvudet.

Människans värsta fiende är självbedrägeriet. Att påstå något annat än att Mässan tappat i betydelse vore en osanning. Jag minns som igår när komponentdelen fyllde A-hallen. Visst har Internet gjort att det är mycket lättare att hitta information idag men att skylla besökstappet på det är att göra det väldigt lätt för sig. Min mamma, som var en klok dam, sa alltid att

 - Det är bara flygande fåglar som hittar mat, de som sitter stilla svälter till slut ihjäl. Det säger mig att branschen måste ta ett större ansvar för mässornas utformning och innehåll. Att byta namn på saker är ju mer trendigt än effektivt, det spelar ingen roll vad ytterkläderna säger, det är ändå alltid innehållet som avgör.

Att gångarna mellan montrarna var breda berodde säkert på att antalet utställare inte räckte till. Medaljens baksida blev att det då bildas en osynlig gång i mitten där trängseln var ibland så stor att de hade behövts inkastare. Att Femme fatale metoden fortfarande fungerar visade en del montrar med tydlighet. En gång i tiden fans det komponenter och produkter som fångade inte bara intresset i teknikers vardag utan även i det privata. Alltså, hur sexigt är en logistiktjänst? 

Seminarier är bra men förbjud alla bärbara datorer på scenen. Sätt upp en whiteboard och stick några tuschpennor i handen på estradören istället så blir presentationen levande. Att ha spetskunskaper i ett ämne gör inte en person till en stark förmedlare av sina kunskaper. Jag tyckte allt för många var pinsamma på scenen där de stod och läste innantill på skärmen.

Det slår mig att det kollektiva busandet med practical jokes distributörer emellan övergått till artigt konverserande samtidigt som jag minns en mässa då vi tog bort toarullarna på toaletten och ersatte dem med en konkurrents komponentkatalog.

Det är bra att halvledartillverkarna finns på plats. De hade nog mest besökare räknat per capita. Det var bitvis svårt att komma deras enmansmontrar nära.

Ett tag var jag väldigt orolig för att korv, starköl och något starkare också hade försvunnit men det fanns vattenhål för en törstig buffel, jag lovar er, men de var inte helt enkla att hitta bland allt kolsyrat vatten och kaffe. Trägen vinner dock alltid.

För en tid sedan var det kutym att äta frukost klockan åtta hos Elektronik i Norden. Jag gratisåt själv tisdag morgon och kunde konstatera att cirka 25 procent av allt monterfolk var där. För bara några år sedan var den siffran mycket högre. Kunde inte låta bli att smyga bort till insläppet för att se var resten tagit vägen. Jodå, de jag saknade klockan åtta kom lallande i en allt stridare ström ju mer den lilla visaren närmade sig siffran "9".  Somliga fick till och med göra en finish för att hinna till sin monter före nioslaget, en finish som den gamle löparesset Bob Hayes skulle vara avundsjuk på med sina hundra meter på tio sekunder blankt i Tokyo 1964. Vid min post brevid insläppet skulle det nog ha varit intressant med en dopingkontroll också. I en svunnen tid hade det varit lika med kollegors spott och spe att inte passa tiden.

I övrigt konstaterar jag att branschens seniorer blivit äldre, att bäst-före-datum är smärtsamt reellt och att den som bjöd på frukost fortfarande får det inofficiella hedersknyffeldiplomet av dem som var där.

Det är skönt att något är sig likt.



 
 
 
EiN_inset1_120426