מאת: אריק וינשטיין

חברת Atmel, מהחברות המובילות  בתחום מעבדים למערכות משובצות ובטכנולוגיית מסכי מגע הודיעה לאחרונה על תוצאות הרבעון השני של 2011  שממשיך את מגמת העלייה בהכנסות. מה  שמייחד חברה זו הוא  לאו דווקא הגידול בהכנסות כמו שינוי הכיוון שבו החלה ב-2006 תוך התמקדות והגדלת הפעילות בתחום המיקרו-בקרים  ומעבדים למערכות משובצות, דבר שהביא לגידול בהכנסות בתחום זה  מ- 24% מסך כל הכנסות החברה  בשנת 2006 עד ל-64% ברבעון הראשון של 2011.
החברה מספקת היום פתרונות למערכות משובצות מחשב החל ממיקרו-בקרים בארכיטקטורת 8 ביט, מעבדי  32 ביט, וטכנולוגיות למסכי מגע קיבוליים.
מרקוס ווימר (Markus Wimmer) – מנהל מכירות אזורי של Atmel במזרח אירופה והמזה”ת, סקר בפני ניו-טק את קווי המוצרים ותחומי הפעילות העיקריים של החברה “בעקבות שינוי הכיוון בשנת 2006 תוך החלפת ההנהלה הבכירה – החברה החליטה להמשיך ב-2 קווי מוצרים בתחום המיקרו-בקרים: הראשון הוא משפחת ה- AVR שהחלה במעבדי 8 ביט מבוססי ארכיטקטורה ייחודית וכיום המשפחה תומכת גם בארכיטקטורת 32 ביט. קו המיקרו-מעבדים השני מבוסס על ארכיטקטורות של ARM   החל מ- ARM7  ועד למשפחת Cortex העדכנית”.
השינוי וההתמקדות בתחום המיקרו-הבקרים הוא לא השינוי  היחידי שהוחלט עליו ב- Atmel. בשנת 2008 רכשה החברה את חברת Quantum הבריטית שפיתחה טכנולוגיה  ו- IP לחיישני מגע קבליים בעיקר ליישומי מממשק משתמש (User Interface). רכישה זו הזניקה את Atmel להיות בין המובילות בתחום טכנולוגיית המגע בכלל ומסכי מגע בפרט. בחברה גאים לציין שבקרי מסכי המגע של  Atmel  נמצאים ב-8 מתוך 10 הטלפונים החכמים המובילים בשוק  כמו למשל של מוטורולה, סמסונג  ו-  HTC. רק לאחרונה הכריזה סמסונג כי תשלב בדור החדש של  מכשירי המגע מסוג  Galaxy S-2 את הבקר mXT224 של Atmel שינהל את האינטראקציה עם המשתמש.
“סדרת הבקרי מסך ממשפחת  ה- maxTouch  המכילה טכנולוגיה   מוגנת  פטנטים מאפשרת זמני תגובה מהירים לפעולות המשתמש גם במסכים מורכבים, בנוסף בקרים אלו כוללים מעבדים פנימיים ממשפחת ה- AVR כך שהם מספקים יחס ביצועים\הספק מצוין.  אחד היתרונות הגדולים בטכנולוגית המגע של Atmel הוא היכולת לשלב אותה גם במיקרו-מעבדים של ה-8 ביט של Atmel שלאו דווקא מכילים LCD Controllers    וזאת בעזרת שימוש בספריית QTouch. הספרייה מאפשרת ללקוחותינו לשלב במוצרים שלהם ממשק מבוסס מגע כמו כפתורי מגע קבליים , Sliders ו- Wheel ותומכת  משפחות ה- AT91SAM  וה- AVR. ממשק מבוסס מגע שהיה נפוץ ביותר בתחום המוצרים לצרכן כמו טלפונים חכמים ונגנים חודר היום גם לתחומים נוספים כמו בקרה תעשייתית, תעשיית הרכב שם השימוש במעבדי 8 או 16 ביט יותר נפוץ  והשימוש ב- QTouch   מאפשר לתכנן מוצרים עם זיכרון קטן יותר, דוגמה לכך היא חברת BMW  שאימצה טכנולוגיה זו לשימוש ברכביה”

משפחת  ה- AVR  כוללת מיקרו-בקרים ברוחב 8, 16 ו-32 ביט ומבוססת על ארכיטקטורה ייחודית ל- Atmel שפותחה כחלק מעבודת דוקטוראט והיא אופטימאלית לתמיכה בשפות תיכנות  כמו C.  המשפחה כוללת כמה תתי משפחות:
AVR – UC3  ברוחב 32 ביט שמספק יחס ביצועים – הספק גבוה במיוחד כולל תמיכה ב- DSP  ויחידת עיבוד מתמטית בנקודה צפה (FPU).
tinyAVR: מעבדי 8 ביט למוצרים שדורשים הספק נמוך במיוחד כמו גם גודל פיזי קטן וכוללים ממירי A/D משווים אנלוגיים ותמיכה בסיגנלי PWM.
megaAVR: מעבדי 8 ביט אך ליישומים שדורשים זיכרון גדול יותר – עד  64K זיכרון הבזק ובקר LCD  ותמיכה של עד 16 ערוצים ב- QTouch.
AVR XMEGA: התומכת בארכיטקטורת 8 ו- 16 ביט, ביצועי זמן-אמת גבוהים ומשלבת USB, ממירי A/D ומתח הפעלה נמוך של 1.6 וולט.
המשפחה השנייה של מיקרו-בקרים מבוססת על מעבדי ARM. הדור הראשון שהחל את דרכו בשנת 2000 כלל מעבדים מבוססי ARM7    ובחברה גאים לציין שעד היום ממשיכים הלקוחות לייצר מוצרים המבוססים על משפחה זו. משפחה זו כוללת כיום מעבדים רבים החל מה – SAM7, המשך ל-  SAM3   שמבוססת על ארכיטקטורת ה- ARM Cortex M3 ועד ל סדרת המעבדים מסדרת AT91SAM9 שמיועדים ליישומים  מורכבים יותר כמו  ציוד רפואי.
לאחרונה השיקה החברה חמישה מעבדים חדשים כחלק ממשפחת ה- SAM9  שמבוססת על ליבת ה- ARM926EJ-S ומאופיינים ביכולות קישוריות נרחבות ובקר LCD  מתקדם. ב- Atmel מציינים שמעבדים אלו מתאימים במיוחד ליישומים כמו ציוד רפואי, בקרה תעשייתית, בקרת אקלים ואוורור (HVAC) נקודות מכירה (PoS) מדפסות ועוד. חמשת המעבדים החדשים הכוללים את: SAM9G15, SAM9G25, SAM9G35, SAM9X25 ו- SAM9X35  תומכים בקישוריות USB  ( עד 3 חיבורים כולל Host)  ו- Device,
CAN, Ethernet, SDIO/SDcard/MMC,   I2C, SPI וכן  מודם בתוכנה. התקני התצוגה כוללים בקר LCD התומך ב-4 שכבות תצוגה והאצת 2D  ( בין היתר מאפשר  תמונה-בתוך-תמונה וסיבוב תמונה), מצלמה וממשק למסך מגע. ממשקי הזיכרון כוללים: SDRAM, NOR Flash, MLC NAND Flash, DDR2 ו- LPDDR. המעבדים פועלים התדר 400  ומתאפיינים בצריכת הספק נמוכה של 300 מיקרו-וואט ל- MHz.

מאת: אריק וינשטיין

בעוד יצרני הסיליקון מובילים את המגמה בהחדרת מעבדים מרובי ליבות ליישומי מערכות משובצות (Embedded) נאבקים  מפתחי התוכנה לשמור על הקצב בתחום זה אם לפיתוח מערכות הפעלה, תווכות או יישומים. משוכה עיקרית במעבר לסביבה מרובת ליבות היא הצורך להשתמש באסטרטגיות פיתוח תוכנה חדשות עבור מערכות קיימות.  כתבה זו דנה בדוגמה אחת למעבר כזה – העלאת  התוכנה  במערכת מרובת ליבות הומוגנית (בה הליבות זהות)  ללא השימוש ב- boot-loader (מערכת bare-metal). נתמקד בלהציג את הנקודות הדורשות התייחסות בתהליך ה- boot של מערכת ההפעלה זמן-אמת כמו בניית המחסנית, אתחול  המשתנים הדרושים לגרעין (kernel) של מ”ה וסנכרון בין הליבות בתהליך העלייה.
רוב מ”ה המסחריות כיום נשענות בצורה זו או אחרת על boot-loader לצורך העלאת התוכנה. ה- Uboot נפוץ במיוחד בשימוש עם לינוקס בטווח רחב של מעבדים כמו ARM  או POWERPC. יש היגיון להשתמש כשאפשר בדרך זו אך יש מיקרים שבהם נדרשת מ”ה לעלות לבד למשל מערכות בהם נדרש זמן עלייה מהיר של התוכנה או במקרים בהם אין זיכרון FLASH  לאחסון ה-boot-loader. לבסוף נזכיר גם שמ”ה זמן-אמת שקיימות בשוק לאו דווקא תומכות בשיטה זו של
boot-loading אלא יודעות  לעלות  בצורה עצמית – דבר שמאתגר את המתכננים במעבר לסביבה מרובת ליבות.

תהליך BOOT במערכות SMP
כדי לאפשר מעבר לתהליך ה- boot מסביבת מעבד יחיד למעבד מרובה ליבות SMP, דברים בסיסיים כמו סדר איתחול הזיכרון או בקר הפסיקות, סנכרון בין הליבות ובניית המחסנית – כל אלה צריכים להיפתר ע”י מ”ה.
1.סדר האתחולים:
במערכות SMP יחידת ה- Cache Coherency היא מודול נוסף שדורש אתחול. בדרך כלל המימוש נעשה ע”י פרוטוקול ברמת  ה- bus  שמאפשר לזיכרון ה- cache להיות מעודכן בערכים האחרונים של המשתנים בזיכרון וכל ליבה שלוקחת חלק ב- SMP   צריכה “להירשם” במודול זה. כדי להימנע ממצב שאתחול  זה תלוי בארכיטקטורה ספציפית אלא יהיה כללי יותר, רישום זה של הליבות יכול להיעשות כחלק מאתחול הזיכרון ע”י מ”ה. חיסרון בשיטה זו שבד”כ פקודות  אטומיות מסוג read-modify-write  ניתנות לשימוש רק לאחר אתחול מודול ה-  Cache Coherency, כך שפעולות סנכרון בין הליבות במעבד (ידון מאוחר יותר) לא יכול לעשות שימוש בפקודות אלו לפני אתחול הזיכרון.

דיאגרמה 1 : תהליך ה- boot במערכת הפעלה Nucleus SMP

פרמטר אחר שמשפיע על תהליך ה- boot במעבדים מרובי ליבות הוא הטופולוגיה של המערכת והזמינות של המידע על המבנה הטופולוגי, לדוגמא – כמה ליבות יש בזמן העלייה של המערכת? האם ליבה אחת מסוימת נחשבת לליבה עיקרית במבנה? האם ניתן להוסיף ליבות חדשות בזמן ריצה? התשובות לשאלות אלו לא משפיעות רק על סדר האתחול של היחידות השונות אלא יכולות להשפיע בצורה עקיפה על בניית המחסנית וסינכרונים שונים שבהם נדון בהמשך.
2.בניית המחסנית: במערכת עם ליבה אחת, מחסנית ראשונית\זמנית  בד”כ מאותחלת להמשיך בקוד אל תוך  סביבת  ה-C (שתומכת כבר בהרצת קוד ב- C), לאחר מכן מאותחלת מחסנית קבועה (system stack) שבה משתמשת כל התוכנה. בסביבה מרובת ליבות ניתן לעשות תהליך דומה על כל ליבה בנפרד אך ניתן לממש זו גם בדרך שונה: ליבה “עיקרית” אחת בונה מחסנית זמנית  אחת, וליבה זו בהמשך תבנה את המחסניות הקבועות עבור שאר הליבות. היתרון בשיטה זו שהיא חוסכת קוד על ה-”ליבות המשניות” והם יכולות להשתמש במחסניות אלו ממש בתחילת תהליך ה- boot. ההנחה בשיטה זו היא שתהליך ה- boot של הליבה העיקרית משיג את זה של הליבות המשניות וכן שהליבה העיקרית יודעת את מספר הליבות המשניות בזמן שאלו מחכות לסיגנל start-boot  ממנה.
3. סנכרון בין הליבות: בזמן תהליך ה-boot  יש צורך לסנכרן בין ליבות ה-SMP מפני הליבה העיקרית אחראית על האתחול של המערכת בעוד הליבות המשניות אחראיות על אתחולים הספציפיים להן בלבד. השיטה המקובלת היא ע”י שימוש ב- reset: הליבה העיקרית מבצעת את תהליך האתחול בעוד האחרות נמצאות במצב wait. בשיטה זו נדרש שימוש גם בחומרה והישענות רק על מימוש בתוכנה יכולה להוביל לבעיות.  דוגמא לכך , אם ליבה משנית נמצאת במצב “Wait-For-Event” לצורך קבלת הסיגנל מהליבה העיקרית הרי שמודול הפסיקות שלה צריך גם להיות מאותחל ע”י הליבה הראשית, דבר שלא תמיד אפשרי מאילוצי חומרה.  בנוסף, הליבות המשניות לא יכולות לקבל את הסיגנל הנ”ל דרך הזיכרון  כי ה- cache ובקרי הזיכרון  לא מאותחלים עדיין. נקודה נוספת בסנכרון מנקודת מבטה של הליבה העיקרית, בנקודת זמן שהיא מבצעת  את אתחול ה-kernel של מ”העליה לוודא שהליבות המשניות התקדמו בתהליך ה- boot וגם מוכנות להגדיר processes  או tasks  (הגדרה שגם צריכה להיעשות בשלב אתחול ה- kernel). במקרה זה הזיכרון מאותחל כבר כך שאין בעיה לממש סנכרון זה דרך דגלים בזיכרון.
Nucleus SMP של מנטור גרפיקס מהווה  פתרון לאתגרי התכנון שתוארו למעלה.  תהליך ה- boot  של Nucleus SMP  מתואר בדיאגרמה -1 גם לליבה העיקרית וגם לליבות המשניות.  בחלק העליון, הליבה העיקרית מתחילה ב- reset וממשיכה להתקנת המחסנית הראשונית.  לאחר מכן, השלבים שמסומנים ברקע סגול מסמנים את הפעולות שנעשות ע”י כל הליבות בעוד אלה עם הרקע הכתום נעשים רק ע”י הליבה העיקרית.
Nucleus SMP   לא מסתמך על קבצי scripts לאתחול, כל הנדרש לאתחול סביבת מרובה ליבות נמצא ומנוהל על ידי מערכת ההפעלה עצמה. דבר זה מהווה יתרון בתחזוקתיות וגם בתהליך porting  למעבדים אחרים. עם תהליך boot  כפי שמתואר בדיאגרמה 1, האתגרים בהעלאת המערכת מנוהלים בצורה יעילה וישירה ע”י מ”ה ומאפשרים מעבר חלק יותר מיישומים המשתמשים במ”ה רגילה בליבה אחת לזו התומכת ביישומי – SMP  בסביבה מרובת ליבות.
Nucleus SMP מבוסס בעיקרו על Nucleus OS המוכרת  של מנטור גרפיקס ותומך במעבדים מרובי ליבות כמו ה- Cortex-A9 MPCore  של ARM   המכיל 4 ליבות.
באדיבות אלון טכנלוגיות -
נציגי Mentor Embedded בישראל

מאת:  אריק ויינשטין.

בכנס למפתחים  שערכה  חברת Advantech  בישראל הציגה החברה טכנולוגיות ומוצרים חדשים בתחומי עיבוד וידאו ומולטימדיה, מחשבי PC תעשייתיים  ופתרונות  תקשורת  ליישומי טלקום.  בכנס השתתפו גם שותפים טכנולוגיים של Advantech כמו חברות TI  ו- Freescale ,ENAE ו- Windriver.
חברת Advantech מטאיוואן היא בין המובילות בתחום מיחשוב תעשייתי (IPC)  ופתרונות  תשתית לתחום הטלקום. בחברה יש שני סוגי פעילויות עיקריות: הראשונה היא פיתוח עצמי של מוצרים ושיווקם בצורה עצמאית  ע”י Advantech או מפיצים ואילו השנייה עוסקת במתן שירותי פיתוח וייצור ע”פ הזמנה של לקוחותיה.
בתחום המחשוב התעשייתי ומערכות משובצות, החברה מציעה מבחר גדול של כרטיסים בגורמי צורה שונים כמוATCA , ETX ,COMExpress  ,QSeven  ועוד.
חברת TI הציגה בכנס רכיבי DSP  ופתרונות חדשים לתחום עיבוד הווידאו, חברת Freescale  הציגה פתרונות חדשים בתחום מעבדי רשת המבוססים על משפחת ה- QorIQ שתומכת בקונפיגורציה של ריבוי ליבות  וחברת התוכנה Enea  הציגה פתרונות תוכנה שכללו מערכת הפעלה וחבילות משלימות לרכיבי ה-DSP  של חברת TI.
דיווד לין, דירקטור בחטיבת הרשתות והתקשורת ב- Advantech:” החברה מתמחה בפתרונות מבוססי DSP  המיועדים לתחום התשתיות בטלקום כמו תחנות בסיס בדור הרביעי  ויישומי  Media Gateway עבור הרשת האחורית (Back end) של רשתות הסלולאר.  הדרישה להזרמת ווידאו הולכת וגוברת וטכנולוגיות חדשות כמו שידור ב-IPTV   רק מאיצות את הדרישה. פתרונות מבוססי DSP (עיבוד אותות סיפרתי) מספקים את הפתרון היעיל לטכנולוגיות אלו תוך כדי תמיכה בפרוטוקלים קיימים כמו H.264 ,SVC   ו-JPEG-200 וגם בעתידיים לבוא כמו H.265“.
חברת ITTIAM הקנדית הציגה בכנס פתרונות  דחיסה\פריסה לווידאו ואודיו מבוססי תוכנה על מעבדים מרובי ליבות.
לחברת Advantech יש פתרונות מודולריים להאצת התקשורת ברשתות המבוססים על  מעבדים של חברות מובילות כמו Freescale  Cavium
ו- NetLogic. דוגמא לכך הוא
ה-  NCP-7560  שמהווה חלק ממשפחת מוצרי ה- Packetarium של החברה, המכיל עד שמונה יחידות עיבוד מקביליות ומאפשר תפוקת מוצא מקסימלית של 80 גיגהביט לשניה.

החברה תומכת גם המחשבי רשת מבוססים על ארכיטקטורת אינטל במגוון  גורמי צורה כמו משפחת ה- MIC-532X  שמבוססים על מעבד ה- Xeon 5600 בגורם צורה ATCA. הארכיטקטורה והגישה בתכנון פלטפורמות מיחשוב אלו מאפשר ללקוחות OEM  להשתמש בהם כבסיס לפיתוח המערכות שלהם בגודל משתנה תוך כדי פיתוח תוכנה מבוססת ריבוי ליבות באופן שקוף.
החברה מפתחת גם  חלק מרכיבי התקשורת כמו  ה- EVA-X4150  שהוא מעבד מבוסס x86  בתדר 150 מגהרץ עם ממשקים כמו USB ,PCI  ,Eth  ,ISA ותמיכה  בארכיטקטורת ה- South
ו- North Bridge.

פול סטיבנס מסקטור הטלקום ב- Advantch“: הדרישה מלקוחות בתחום הטלקום שבהם המערכות הם מודולריות היא לתמיכה בהמשכיות בתחום התוכנה גם כאשר מגדילים את המערכת, לדוגמא במעבר ממארז של 4 כרטיסים  ל-8  או 12 כרטיסים הממשק לתוכנה נשאר  ללא שינוי ( Seamless ). ב-  Advantech   אנו מוצאים שזה עובד עבור הלקוחות ושומרים על גישה זו בשת”פ עם אינטל. אחת המטרות בכנס זה להראות ללקוחותינו את מיגוון הפלטפורמות שבהם אנו משתמשים,  דבר המאפשר להם להשתמש במוצרי מדף או לעשות שינויים בהתאם לצרכים שלהם. ללקוחות יש אפשרות לקבל פתרונות היברידיים שכוללים שימוש במעבדי x86  לבקרה וגם מעבדי רשת כמו של Cavium  או netlogic  לאיזון התעבורה ב- data plan. גם בתחום התוכנה יש לנו שותפים כמו windriver  או חברת 6Wind  שמספקים פתרונות תוכנה לעיבוד Packets  בסביבה מרובת ליבות “.

מאת: אריק ויינשטין

בכנס משותף לחברת Texas Instruments  וחברת ארו-ישראל , חשפה TI   טכנולוגיות חדשות ליישומים רפואיים כמו רכיבי (AFE (Analog Front End  ורכיבי עיבוד ספרתי חדשים. וורוניקה מרקז (Veronica Marques ) מנהלת פיתוח עיסקי בחטיבה הרפואית ורוברט בורנהם (Robert Burnham) מנהל שיווק אסטרטגי הציגו לניו-טק את המגמות הבולטות בשוק הרפואי העולמי ואיך חברת TI  משתלבת במגמות אלו תוך כדי הצגת טכנולוגיות חדשות    שישולבו לא רק בתחום הרפואי.
“העלייה בתוחלת החיים היא אחד הפרמטרים העיקריים שדוחפים את השוק הרפואי“  ע”פ וורוניקה מרקז, “זה לא סוד שגיל 40 של היום זה ה-30 של אתמול ומחקרים מראים כי ב- 2019 יחיו בארה”ב 32% יותר בני 65 ומעלה מאשר היום. בשנת 2025 יחיו 1.2 ביליון אנשים מעל גיל 50  שזה כפול ממה שהיה ב- 2006.  העלייה המתמדת  בתוחלת החיים גוררת עימה עלייה בהוצאות הרפואיות  ורק בארה”ב צופים כי משלם המיסים יצטרך לממן בשנת 2019 4.5 טריליון דולר לעומת 2.5 בשנת 2009. גם במדינות מתפתחות ההוצאה הרפואית הולכת וגדלה, בסין למשל, ההשקעה בשירותי בריאות גדלה מ- 3.7% מהתל”ג ב- 1995  ל- 5.6% בשנת 2007 . עלויות גבוהות  אלו  והדרישה לספק רפואה במחיר סביר לכל אחד גורמות ללחץ על יצרני הציוד לספק מוצרים זולים יותר – דרישה שמועברת באופן ישיר ליצרני הסליקון בתחום הרפואי. גם תחום המוצרים הרפואיים המכוונים לצרכן (medical consumer devices)  הולך וגדל בהתמדה. דוחף עיקרי לכך הוא הרצון להוריד בימי אישפוז במרכזים הרפואיים ולאפשר לחולים להמשיך בשגרת חייהם  תוך כדי ניתור וטיפול בסביבתם המוכרת, דוגמא לכך הם חולי הסוכרת שעד לפני 2 או 3 עשורים היו מאושפזים ממושכות וכיום כמעט ולא“.

בחברת TI מחלקים את התחום הרפואי ל-4 קטגוריות עיקריות: מוצרים לצרכן  כמו מד דופק ומד לחץ דם,  מוצרי ניטור ומעקב, מוצרי דימות רפואית כמו CT  ואולטרהסאונד  ומיכשור רפואי למעבדות חדרי ניתוחים וכדומה. הדרישות מיצרני הציוד והרכיבים משתנות בין הקטגוריות השונות – לדוגמא מוצרים לצרכן (Medical Consumer) נדרשים להספק נמוך במיוחד בעוד ציוד מעבדתי נדרש לדיוק גבוה. החברה מייצרת רכיבים שמיועדים ספציפית ליישומים השונים.
TI   השקיעה בשנים האחרונות בכמה רכישות של חברות כמו  Luminary  שמייצרת מיקרו-מעבדים שמתאימים לשוק המכשירים הרפואיים הניידים  בעלי הספק נמוך  או חברת NSC   שתגדיל את סל הרכיבים האנלוגיים לכשהרכישה תושלם.
רוברט בורנהם: “TI  היא חברה שמספקת פיתרונות לא רק בתחום הרפואי כי אם גם בתחום התקשורת האלחוטית והסלולרית, בקרה תעשייתית ותעשיית הרכב. מגוון הטכנולוגיות שאנו עוסקים בהם מאפשר לנו לשלב ביניהם ולהביא לחידושים בתחום הרפואי , ודוגמא לכך הם חיישנים למדידת לחץ שמשדרים את הנתונים בצורה אלחוטית בצורה דומה לשידור נתונים בתחום הרפואי כמו מדידת חום גוף“.
בכנס הציגה TI  רכיבים חדשים כמו  ה- ADS5263  שהוא ממיר אנלוגי סיפרתי ל-16 סיביות בארבעה ערוצים ומיועד ליישומים רפואיים  כמו MRI.  הממיר, אשר חוסך 50 אחוזים משטח המעגל, עומד בדרישות המתכננים לאותות ברורים וחדים ולזמני הרכשה מהירים יותר, ומספק יחס אות לרעש גבוה של 84.6 dBFS, עם כניסה של 10 מגה-הרץ ותדירות דגימה של 100 מגה-דגימות בשנייה. הביצועים הגבוהים, בנוסף לארכיטקטורה של ארבעה ערוצים, צריכת הספק נמוכה של 380 מילי-וואט ועיקבת המעגל הקטנה של ADS5263, מאפשרים למהנדסים לתכנן מערכות דימות רפואי קומפקטיות יותר מאלו שהיה אפשר עד כה, עם התקנים בעלי ערוץ יחיד או כפול.
משפחה נוספת של רכיבים שהוצגה בכנס הם רכיבי AFE מסדרת ADS1298    ליישומי ECG שמכילים על השבב יכולת מדידה משולבת של  עכבת נשימה. התקנים אלו מפשטים את המימוש של גילוי נשימה בציוד אלקטרו–קרדיוגרם (ECG) נייד, על ידי שילוב של יותר מ-40 רכיבים בדידים, המהווים הקטנה של 97 אחוזים. ב-TI  רואים במשפחה חדשה זו פריצת דרך בתחום מכשירי  ה- ECG  הניידים וזאת גם בגלל המזעור וגם צריכת ההספק הנמוכה במיוחד של 750 מיקרו-ואט לערוץ יחיד.
דרך נוספת בה מתמודדת TI עם הדרישה להורדת עלויות היא הגדרה או חלוקה מחדש של ארכיטקטורת המערכות, ודוגמה טובה לכך הם מערכות אולטרה סאונד. אחד הרכיבים היקרים במערכות אלו הם הכבלים מה- transducer  למערכת המחשוב. ע”י שימוש ברכיבי AFE  שמכילים את כל הפונקציונליות האנלוגית הנדרשת ומיקומם  על  ה- transducer  עצמו ניתן להשתמש בכבלים פחות יקרים כי רמות הרעשים נמוכות יותר.
רוברט בורנהם:” אנו רואים את הפוטנציאל של הטכנולוגיות הרפואיות גם ליישומים אחרים, לא רחוק העתיד בו הבקרה במשחקים אלקטרוניים תעשה ע”י מדידת סיגנלים כמו EMG  לפעילות השרירים או EEG לפעילות המוח אצל השחקנים. דוגמא אחרת הוא מכשור ה-CT, כמו שמשתמשים בו לשיקוף הגוף ניתן להשתמש בו לשיקוף מטען למטרות בטחון”.

מאת: אריק וינשטיין

בסדרת כנסים שערכה Agilent ישראל ללקוחותיה במהלך חודש מאי חשפה החברה את נתח התדר החדש מסדרת PXA  בו שופר רוחב הפס והרגישות עד ל- 50 גיגה הרץ עם רגישות מדידה גבוהה במיוחד (Ktb-172 dbm/Hz) – שלדברי Agilent הטובה ביותר הקיימת.
מוצר נוסף שהוכרז היא תוכנת אפליקציה (N9051A) שמשולבת בנתחים ובסקופים במודלים הגבוהים של ביצועים כמו משפחות PXA/MXA/EXA ומאפשרת ניתוח בצורה אוטומטית של פולסים כולל מדידת ה- Chirp המוסיף יכולות מרשימות למפתחי ובודקי מכ”ם.
אלכס פוגל, סמנכ”ל מכירות ב- Agilent ישראל: “יכולת ניתוח סיגנלים היא חיונית באינטגרציה ובדיקות מערכות בתחום המכ”מ ולוחמה אלקטרונית. בעזרת תוכנת אפליקציה ייעודית זו אנו משדרגים את יכולות משפחות נתחי הסיגנלים EXA ,MXA  וה- PXA  מבחינת מדידת רעש פאזה ורמת רעש ממוצע (DANL). יכולת משופרת זו מביאה את משפחת נתחי ה-PXA ליכולות הגבוהות ביותר בשוק עם רוחב פס של 140 מגה הרץ עד ל- 50 גיגה הרץ“ (ניתן להגיע גם ל- 325 גיגה וזו ע”י שימוש בערבלים חיצוניים  א.ו.).

סדרת הכנסים שהתמקדה בנושא “יישומים חדשים במדידות בתדרי RF  ומיקרוגל ליישומי תקשורת ומערכות צבאיות” והיא חלק מסבב כנסים שנתי שעורכת החברה באירופה ללקוחותיה ובו מציגים באופן  ישיר למהנדסי הפיתוח את הטכנולוגיות והפיתוחים  החדשים ביותר מהשנה האחרונה.  ב-Agilent מציינים בגאווה שפתרונות המדידה שהחברה מספקת לתחום המכ”מ נמצאים בשימוש בערכות  החיוניות לביטחון המדינה.  בין החידושים הנוספים שהוצגו בכנס היתה התרחבותה של  משפחת הפתרונות מדולוריים מבוססי PXIe  ו- AXIe. בכנס הוצגו  מיגוון כרטיסים חדשים במשפחה (סה”כ המשפחה כוללת כיום  48 מוצרים) שמאפשרים לבנות מערכות עם תקשורת מהירה מבוססת PCIx ליישומי צבאיים, טלקום וצב”ד. ממש בימים אלו הכריזה החברה על מוצר נוסף במשפחה – כרטיס מיחשוב (M9536A) מבוסס AXIe המכיל מעבד אינטל מרובה ליבות בתדר 2.13 גיגה עם קישוריות רשת ו- USB. המבנה שניתן להרחבה של מערכות אלו  מאפשר למשתמשים רוחבי פס גדולים לאיסוף וניתוח המידע. בנוסף נהנים לקוחות החברה מהיכולת לבנות  מערכות צב”ד ייעודיות בתוך ביתם בהתאם לצרכיהם – דבר שלא היה אפשרי עם צב”ד סטנדרטי.  אלכס פוגל: “למרות שהפתרונות המודולריים מאפשרים ללקוחות לבנות מערכות בעצמם אנו שמים דגש  על שיתוף פעולה עם בתי מערכות בתחום זה – דבר המאיץ זמני פיתוח ועלויות”
תוכנה תוכנה תוכנה …..
ההתפתחות הטכנולוגית המהירה בתחום המיחשוב לא פסחה על תחום הצב”ד – וגם פה התוכנה הולכת ותופשת חלק ניכבד במוצרים. אלכס פוגל:” אם בתחום המחשבים אנו מדברים על חוק מור עם  קיבוע זמן של 18 חודשים הרי שבתחום טכנולוגיות המדידה קיבועי הזמן הם איטיים יותר ואנו מדברים על 5 שנים ויותר. שוני זה בקצב ההתפתחות מהווה בעייה ללקוחות שמשקיעים תקציב יקר בצב”ד אך ציוד זה מתיישן במהירות עקב ההתקדמות המהירה של כח המיחשוב.  ב-Agilent זיהו מגמות אלו ולכן בהחלטה אסטרטגית החברה עברה מייצור מוצרים סגורים לפיתוח פלטפורמות המבוססות על מוצרים סטנדרטיים הפתוחות לשינויים ועידכונים בתוכנה. הלקוחות שקונים היום צב”ד מקבלים מערכת שבנוייה מקצה קידמי (Front End) הממומש בחומרה  ופלטפורמת מיחשוב חזקה מבוססת ארכיטקטורת מיחשוב מתקדמת דוגמת אינטל  הכולל תמיכה בריבוי ליבות ומיחשוב מקבילי. מבנה זה מאפשר ללקוחות בבוא הזמן לשדרג את המחשב בלבד ולא את כל הצב”ד. יתרון נוסף הוא היכולת להוסיף תכונות שונות לצב”ד, כמו לדוגמא רוחב פס  וזאת בתוכנה בלבד. ב-Agilent משתמשים במונח  (Pay Per Use) לפיו הלקוח יכול להתחיל במערכת פשוטה יותר ולהשתדרג בהמשך ע”י עדכוני תוכנה בלבד ללא הצורך להשקיע שוב ב-“ברזלים”.
יתרון חשוב נוסף שרואים ב-Agilent ליכולות השידרוג רק ע”י תוכנה הוא בעבודה מול התעשייה הבטחונית:”מוצר שלנו שנכנס למפעל בטחוני קשה מאד להוציאו לשדרוג במעבדות החברה מסיבות ביטחוניות, היכולת לשדרגו רק ע”י התקנת רשיונות או מפתחות אלקטרוניים מספקת פיתרון מצויין מבחינת ביטחון שדה”.
הניידות הגיעה גם לצב”ד
אחת המגמות שהתפתחו בתחום הצב”ד היא מכשירים ניידים לשימוש מחוץ למעבדה. השימוש ההולך וגובר בשידורים אלחוטיים כמו GPS  או ליישומי תיקשורות מבוססות  4G  ,Wimax   או  802.11x, כל אלה העלו את הדרישה לבצע מדידות בשטח. Agilent ייצאו בסדרות של צב”ד נייד כמו משפחת ה- U1600 או משפחת ה-    (Handheld Spectrum Analyzer) ה-  שהם נתחי ספקטרום מוקשחים עם עמידות  למים.  יש כמה תכונות הנדרשות בצב”ד שפועל מחוץ למעבדה: דיוק מדידה גבוה ואחיד שלא תלוי בטמפ’ החיצונית, מסך באיכות גבוהה לאור יום ולילה עם ממשק משתמש ידידותי וגם יכולת הפעלה על סוללה.  לדוגמא במשפחת HSA  של נתחי אותות, מובטחת אחידות בדיוק המדידה בתחום 0 עד 55 מעלות צלסיוס.

מאת: אריק ויינשטיין

תחום המכשור הרפואי הוא אחד מהתחומים המתפתחים והמבטיחים ביותר בתעשיית ההי-טק העולמית בכלל והישראלית בפרט. על פי סקר שנערך לאחרונה ע”י IVC ו-KPMG לסיכום גיוס ההון של תעשיית ההיטק הישראלית בשנת – 2010, סקטור מדעי החיים (שכולל את המכשור הרפואי) הוביל את הגיוסים עם 350 מיליון דולר שהם 28% מסך הגיוסים–מקדים את סקטורי התקשורת (19%) והאינטרנט (18%).
כמו בתחומי טכנלוגיים אחרים – גם בתחום המיכשור הרפואי אחת המגמות המובילות היא מזעור ולא רק מסיבות “ירוקות”, בעידן בו אנשים חיים יותר גם ההוצאות הרפואיות הולכות ועולות בעיקר בגיל המבוגר יותר. מיזעור וניוד מערכות רפואיות יאפשר טיפול ומעקב רפואי לא רק במרכזים רפואיים גדולים כי אם גם במקומות מרוחקים יותר כמו מרפאות קטנות ועד לבתים של החולים עצמם. אם נקח למשל חולה שעבר ניתוח לב ונדרש לבצע בדיקה יומית של א.ק.ג בתקופת השיקום – הוא יוכל לבצע זאת בביתו והתוצאות יועברו דרך האינטרנט לרופא המטפל.  מגמה זו של מיזעור מקבלת רוח גבית מיצרני הרכיבים שמאפשרים שילוב טכנולוגיות מתקדמות כמו MEMS ( Micro Electro Mechanical Systems )  עם מיזעור ברמה גבוהה.
ג’אן-היין ברודרס (Jan-Hein Broeders), מנהל הפיתוח העיסקי בתחום הרפואי של חברת אנלוג באירופה, סקר בפני ניו-טק את הטכנולוגיות החדשות מבית אנלוג בתחום הרפואי.
“השוק הרפואי מסתמן כאחד השווקים הגדלים במהירות וברור לנו שכספק מוביל בתחום אנו צריכים להיות אסטרטגיים ולפתח פתרונות מוכללים יותר תוך כדי זיהוי מוקדם של המגמות בשוק המיכשור הרפואי ושיתוף פעולה עם לקוחות המובילים”
באנלוג מחלקים את התחום הרפואי לכמה קטגוריות :
-מוצרי הדמייה (MRI, XRAY, CT ואולטרהסאונד) שהוא גם הריווחי ביותר ובו אנלוג נחשבת כמובילה עולמית.
-מוצרי ניטור ( לחץ דם, א.ק.ג. ועוד)
-מיכשור מעבדתי
-מוצרים לשימוש הביתי
-מוצרים להשתלה ( כמו למשל קוצב לב)
“אם בשנים קודמות לקוח בתחום ההדמיה לדוגמא, היה צריך לבחור באיזה ממיר A/D להשתמש ובאיזה מגבר, הרי שהיום אנו מספקים לו את שניהם בתוספת רכיב DSP על שבב יחיד ובכך מקצרים לו את זמני הפיתוח החומרה והוא יכול להתמקד בפיתוח הטכנולוגיה הייחודית לו כמו תוכנת עיבוד האות או ממשק משתמש. עברו הזמנים שבהם יכלת לספק רכיב דיסקרטי עם data sheet, אתה חייב להיות מודע לאתגרים העומדים לפני הלקוחות שלך ולספק פתרונות יותר יעודיים שמשלבים את הטכנולוגיות הנדרשות”
דוגמא לאינטגרציה של כמה טכנולוגיות ברכיב אחד היא משפחת רכיבי AD927x שמשמשים כמקלט לאות המוחזר במערכות אולטרה-סאונד רפואי. מסלול עיבוד ההד המוחזר במקלט כולל 4 יחידות עיבוד: קדם מגבר עם ספרת רחש נמוכה, מגבר משתנה תלוי מתח כדי להתגבר על ההנחתה שמשתנה בזמן, מסנן ובסוף ממיר A/D ברזולוציה גבוהה. עד לפני שנים בודדות – יחידות אלו היו בדידות והלקוח היה צריך להתמודד עם אינטגרציה לא פשוטה בתחום האנלוגי של יחידות אלה. היום הלקוח מקבל מקלט אנלוגי מלא ל- 8 ערוצים בשבב אחד!.
“כחברה טכנולוגית ברור לנו שטכנולגיות שפיתחנו לישומים לאו דווקא רפואיים ניתנות להסבה ושימוש בתחום הרפואי. דוגמא לכך הם טכנולוגיית ה MEMS שבמקור פותחה ליישומי תעשיית הרכב- בחיישנים להפעלת כריות אויר. היום הסבנו אותה גם לתחום הרפואי כך שבעזרת חיישני תנועה מבוססי MEMS שמוצמדים לאדם ניתן לזהות אם הוא שוכב, עומד או במקרה הגרוע נופל.
טכנולוגיה נוספת שהסבנו היא המצמדים הספרתיים (רכיבי ה-  iCoupler®)שמבוססים על שנאים זעירים עם יכולת בידוד חשמלי של 5KVA ובמקור פותחו ליישומים תעשיתיים. היישום הרפואי שלהם הוא במערכות שנדרשת הפרדה חשמלית בין חיישנים שמחוברים לגוף המטופל מצד אחד ובין המערכת עצמה מצד שני שמחוברת גם למתח הרשת. ייתרונם הגדול של מצמדי ה- iCoupler® ביחס למצמדים אופטיים (optocouplers)המקובלים הוא מחירם הזול ובצריכת זרם נמוכה יותר במיוחד בתדרים גבוהים – דבר משמעותי במיכשור רפואי נייד.”
ג’אן-היין ברודרס מייחס חשיבות רבה לשוק הישראלי משתי סיבות עיקריות : “ מרכזי פיתוח של יצרנים בינלאומיים גדולים בתחום הרפואי נמצאים בישראל וחשוב לנו להיות מעורבים בפיתוח המוצרים כבר בשלבים המוקדמים. סיבה שניה היא שישראל מהווה חממה לרעיונות יצירתיים בתחום הרפואי, חברות קטנות היום יכולות להוביל את השוק מחר.  אחד המאפינים לחברות ישראליות שהם קודם מפתחות את הטכנולוגיה ואחר מוצאות את היישום או הצורך לטכנולוגייה בעוד שבשאר העולם קודם מזהים את הצורך ואז מפתחים את הטכנולוגיה “
צחי פטל – מנכ”ל אנלוג ישראל: “כחלק מהחשיבות שרואה אנלוג לשוק המיכשור הרפואי בישראל והדיאלוג המתמשך עם לקוחותינו בישראל אנו עורכים כנס טכנולוגי בסוף מרץ ובו נציג את הטכנולוגיות העדכניות ביותר בתחום ההדמיה ובתחומים נוספים.“

אריק ויינשטיין

Agilent העולמית מסתערת על שוק מכשור הבדיקה והמדידה המודולרי עם הכרזתה על קו חדש של 47 מוצרים מודלריים הכוללים מארזים (Chasis) וכרטיסים עם ביצועים גבוהים. בין המוצרים החדשים ניתן למנות מארזים וכרטיסים מבוססי תקן AXIe וגם מיגוון גדול של כרטיסי PXI.
אלכס פוגל, מנהל מכירות ב-Agilent ישראל: “עד היום Agilent היתה שחקן אחד מיני רבים בשוק זה של מיכשור מודולרי – הפעם אנו שואפים להוביל את התחום בצורה דומה לתחום האוסילוסקופים, ולראיה לחשיבות הדבר בעיננו הוא השינוי האירגוני שעברנו בתוך החברה העולמית על מנת לעמוד ביעדים אלו.”
Agilent ישראל היא סניף של Agilent העולמית המתרכזת במכירות, תמיכה ומתן שירותי פיתוח ללקוחותיה בישראל בעיקר בתחום הצב”ד אך יש גם פעילויות נוספות כמו מחקר ופיתוח בתחום ה- Life Science.

מה הסיבות שגרמו ל – Agilent להגדיל את השקעתה בתחום המיכשור המודולרי?
“ראשית כל הדרישה הוצפה על ידי הלקוחות. מתוך היכרותינו עם שוק הצב”ד ברור לנו היום שהמערכות שלקוחותינו מפתחים הולכות ונהיות יותר ויותר מורכבות – למשל בתחומי המערכות הצבאיות והתקשורת,ופלטפורמת בדיקה יחידה לא תמיד מספיקה לכל צרכי הבדיקה. הלקוח צריך מערכות בדיקה עם תכונות ויכולות משתנות שבעצם מספקת לו “חליפה” מלאה של צב”ד בהתאם לצרכים היחודיים לו. את משפחות הצב”ד הייחודיות של Agilent אנו מרחיבים אל תחום המיכשור המודולרי מבוסס PXI ו- AXIe. מיגוון כרטיסים בתחום האנלוגי, דיגיטאלי, RF ומיקרוגל אך עם ביצועים משופרים גם במהירויות וגם בהספק “

מה היתרונות של המיכשור המודולרי של Agilent?
“יתרון ראשון שאני יכול לציין הוא בתחום פרוטוקולי התקשורת ב-BACKEND.
Agilent  שידרגה את פרוטוקול – PXI הוותיק ל- PXIe תוך שמירת תאימות מלאה לתקן ה- PXI בכך שמימשה אותו על אפיק PCIe. ה- PXIe מאפשר להעביר נתונים בקצבים יותר מהירים מהפתרונות הקיימים בשוק. בנוסף השקנו מוצרים חדשים מבוססי פרוטוקול AXIe שמעבר לביצועי מהירות מאפשרים גם הקטנת גודל הכרטיסים והגדלת פיזור ההספק עד ל- 200W ביחס ל- 40W בכרטיסים האחרים. גם Agilent במוצריה משתמשת בתקן זה בצורה ששקופה ללקוח – ודוגמא למוצר כזה הוא נתח פרוטוקול PCIe-Gen3 שמבוסס על תקן ה- AXIe. יתרון שני הוא שבכרטיסים אלו משולבים אותם הרכיבים של Agilent שמשולבים גם בצב”ד וידועים ברמת הדיוק הגבוהה. דוגמא לכך הוא נתח אותות מיקרוגל יחיד עד לתדר 26.5 GHz עם רוחב פס של 250 MHz שמוצע בתצורת PXI. שימוש נוסף למיכשור המודולרי הוא לאו דווקא כצב”ד כי אם לשילוב במערכת הסופית של הלקוח – ודוגמא לכך היא בתחום מערכות טלקום “

מהי האסטרטגיה השיווקית של Agilent?
“בניגוד להיסטוריה הרחוקה, האסטרטגיה היא לתת אפשרות בחירה ללקוח. את האסטרטגיה הזו אנו מיישמים בכמה צורות : תאימות מלאה של מוצרי Agilent לתקנים קיימים – כך שהלקוח יכול לשלב עם המוצרים שלנו גם מוצרים של חברות אחרות ללא צורך במאמץ אינטגרציה. אנו מאפשרים ללקוח לבחור פלטפורמת חומרה, פלטפורמת תוכנה למשל Matlab  או VEE וגם כמובן את הקישוריות אם זה PXI או AXIe. אפשרות נוספת לבחירת הלקוח שהיא ייחודית ל-Agilent היא מה שאנו קוראים PPU או PayPerUse: הלקוח יכול לבחור בתכונות הנדרשות לו מתוך מיגוון התכונות הניתמכות ע”י הצב”ד ולשלם עבורם בלבד עם האפשרות לשידרוג המוצר בעתיד וזאת על ידי תוכנה בלבד. דוגמא לכך הוא בתחום הסקופים – למרות שאנו תומכים ברוחב פס אמיתי של עד 32 GHz, הלקוח יכול לרכוש היום סקופ 2.5 GHz  ממשפחה זו ולשדרג בעתיד ל32 GHz על ידי שידרוג תוכנה ללא צורך להחליף את החומרה. “

קיימים היום תקנים רבים בתחום הצב”ד, איך מסוגלים לקוחות לשלב צב”דים התומכים בתקנים שונים?
“אנו רואים גם היום אצל הלקוחות צב”ד מדורות קודמים שתומך למשל בפרוטוקלי GPIB לחבוריות למחשב או VXI לחבוריות מיכשור מודולרי. לפרוטוקולים אלו יש עדיין תמיכה בסל המוצרים הקיים. המטרה לאפשר ללקוח לבנות מערכת צב”ד שמשלבת ישן עם חדש, מיכשור מודולרי עם צב”ד רגיל, שילוב בין פרוטוקולי תקשורת שונים וגם ציוד של יצרנים שונים. מילת המפתח היום בשוק הצב”ד היא “co-petition” שמשמעה שיתוף פעולה בין מתחרים- מי שלא יתמוך בתקנים המקובלים – חייו יהיו יותר קשים. “

מאת: אריק ויינשטיין. אריק שורן (Eric Schorn), סגן נשיא ומנהל חטיבת המעבדים בחברת – ARM ביקר לאחרונה בישראל כחלק מחיזוק הקשרים בין חברת ARM לתעשייה המקומית. בראיון סוקר אריק שורן את ההכרזות האחרונות של ARM למעבדים חדשים, מפת הדרכים למעבדי ARM ואיך הוא רואה את התחרות החדשה מול אינטל בתחום מעבדים בקצה הגבוה של הסקאלה.

אריק שורן הצטרף ל ARM לפני כ 12 שנה כמהנדס פיתוח ועבר מספר תפקידי ניהול עד לתפקיד סגן נשיא לשיווק ומנהל חטיבת המעבדים. (המשך…)

מאת: אריק ויינשטיין. דני בירן – סגן נשיא בכיר לשיווק ב ALTERA-, מהחברות המובילות בתחום רכיבי FPGA ו-CPLD, הגיע לישראל במסגרת ביקור שיועד לפגישות עם לקוחות החברה. עם מחזור מכירות שנתי של 1.2 מיליארד דולר ו-2700 עובדים ברחבי הגלובוס, סימנה החברה את הרבעון הראשון של 2010 כטוב ביותר בתולדותיה – מצויד ברוח גבית זו, פרס לפנינו בירן את משנתה השיווקית של החברה. (המשך…)

מאמר זה מתאר את לוחות המעבדים המוקטנים מתקן PC-104   וכן מודול מסוג COM Express type-2  המבוסס על פלטפורמות ה- Luna Pier  וה- Luna Pier Refresh  של אינטל. (המשך…)