1

Zapewniamy wiedzę ekspercką i innowacyjne rozwiązania – mówią Andrzej Torbicki, Bartosz Boryna i Krzysztof Smółko z firmy ST Microelectronics

| Wywiady

ST jest wiodącym dostawcą wielu kluczowych technologii wchodzących w skład nowych generacji urządzeń, jak mikrokontrolery o bardzo małym poborze mocy, bezpieczne chipy, czujniki i elementy wykonawcze, interfejsy, a także komponenty mocy.

Zapewniamy wiedzę ekspercką i innowacyjne rozwiązania – mówią Andrzej Torbicki, Bartosz Boryna i Krzysztof Smółko z firmy ST Microelectronics
  • Wiele rzeczy można dzisiaj kupić, ale czas w obszarze projektowania elektroniki staje się trudno dostępnym dobrem…

Na problem braku czasu można patrzeć na wiele sposobów, na przykład przez pryzmat taki, że nie ma nic bardziej czasochłonnego niż źle zrobiony projekt, ponieważ jego poprawianie zajmuje więcej czasu i wymaga więcej wysiłku niż zrobienie go porządnie od nowa. Dlatego wiele inicjatyw technicznych i biznesowych wiąże się z oszczędzaniem czasu właśnie tak postrzeganym. Konfiguratory, biblioteki, narzędzia programistyczne i środowiska, płytki ewaluacyjne i inne tego typu produkty oszczędzają czas, minimalizując ryzyko powstania produktu nieudanego.

Dużo też zależy od wymagań i przeznaczenia danej aplikacji. Jeśli ma to być zabawka, to poświęcanie czasu na optymalizację projektu nie ma uzasadnienia. Stąd wówczas wykorzystuje się najczęściej gotowe projekty referencyjne i narzędzia pozwalające na daleko idącą automatyzację działań. Gdy urządzenie to zaawansowana konstrukcja przeznaczona do produkcji masowej, gdzie marża producenta jest niewielka, wtedy optymalizacja projektu jest niezbędna i zwykle konfiguratory internetowe oraz proste narzędzia są niewystarczające. W tym obszarze warto poświęcić czas na dopracowanie szczegółów konstrukcji.

Uniwersalność i koszt to zagadnienia, które są do siebie w opozycji. Trzeba umieć znaleźć między nimi kompromis. Mikrokontroler z dużą ilością pamięci Flash jest kosztowny, ale z jego użyciem łatwo można przygotować oprogramowanie firmware w języku wysokiego poziomu lub z użyciem systemu operacyjnego. Do sprawdzenia koncepcji jest to dobre podejście, bo dodatkowe dwa dolary na jednym chipie nie mają znaczenia, a wygoda pracy i właśnie ten czas mają tu dużą wartość. Gdy taki przetestowany projekt ma w końcu trafić do masowej produkcji, wymaga optymalizacji, także tej cenowej.

  • Jednym z kluczowych aspektów oszczędzania czasu w pracy inżynierskiej jest wsparcie techniczne. Wszyscy je świadczą, ale często mam wrażenie, że jest to slogan.

Wszystkie samochody mają 4 koła i kierownicę, niemniej nie oznacza to, że każdy z nich zapewnia jednakową jakość podróży. Podobnie jest ze wsparciem technicznym, za którym nie zawsze kryje się użyteczna dla inżynierów treść. Termin ten jest bardzo pojemny i mieści się w nim wiele obszarów aktywności. Najczęściej kojarzy się z rozwiązywaniem bieżących problemów w projekcie, ale w praktyce coraz częściej wsparcie techniczne daje inżynierom projektantom poczucie bezpieczeństwa. Ponadto zwykle dział rozwoju producentów elektroniki realizuje kilka projektów jednoczenie. Są one na różnych etapach realizacji i stopniach złożoności. Przez to praca projektantów jeszcze bardziej się komplikuje i pomoc kogoś z zewnątrz nierzadko stanowi dużą wartość, bo ogranicza ryzyko podjęcia nietrafnej decyzji.

  • Jak organizuje się dzisiaj wsparcie techniczne dla projektantów?

Wsparcie staje się coraz lepsze, bo do jego świadczenia wykorzystywane są coraz lepsze narzędzia, np. takie, które standaryzują opis i parametryzację problemu oraz pozwalają za pomocą specjalnego portalu internetowego uzyskać szybko konsultacje u specjalisty. Dzisiaj, jeśli wsparcie techniczne ma być wartościowe, to nie można znać się na wszystkim. Inżynier od oprogramowania dla mikrokontrolerów nie zapewni pomocy w obszarze elektroniki mocy, a pracownik dobry w rozwiązaniach układów cyfrowych nie zawsze będzie umiał pomóc w konstrukcji wejściowych obwodów analogowych itd. Specjalizacja jest coraz większa i staje się bardzo ważna, dlatego dobre wsparcie zawsze łączy się z dotarciem do specjalisty w temacie z jakim jest problem.

Inną popularną formą wsparcia jest bezpośredni kontakt z klientem, ale bez względu na metodę komunikacji ważne jest, aby pomocy udzielał inżynier elektronik z praktyką w projektowaniu, a więc nie może być to osoba, która nigdy sama nie zrobiła żadnego projektu układu elektronicznego. Doświadczenie zawodowe i praktyka są obecnie niezbędne, bo wówczas konsultacje mają wymierną wartość. Znaczenie tego widać najbardziej w spotkaniach osobistych, gdzie osoby o tej samej specjalizacji aplikacyjnej mówią wspólnym językiem i szybko rozwiązują problemy.

  • Czy karty katalogowe i próbki można traktować jako istotną część takiej pomocy? Jak Wy podchodzicie do takich zagadnień?

Największym zagrożeniem we wsparciu technicznym jest ogólnikowość i wynikająca z niej słabość merytoryczna, bo dostęp do materiałów technicznych, kart katalogowych i podobnych materiałów jest dzisiaj bardzo łatwy. Klienci są w stanie sami je uzyskać, tak samo jak próbki i narzędzia, przez co w tym obszarze prawie nie potrzebują pomocy. Wartość dodana polega na skorzystaniu z wiedzy eksperta.

 
Andrzej Torbicki

Nasi klienci znają szczegóły swojej aplikacji i rozwiązania techniczne lepiej od nas. Nie oczekują, abyśmy wykonali za nich projekt, ale chcą, abyśmy pomogli im dostrzec szczegóły z innej perspektywy.

Wielokrotnie sprowadza się to do oceny sensu i możliwości realizacji koncepcji i weryfikacji ich pomysłów. Bo jeśli ktoś zaczyna projekt i wybiera do niego komponenty, które my będziemy za niedługi czas wycofywać z produkcji, to jest to prosta pomoc, ale też potrzebna.

To samo urządzenie można wykonać z użyciem różnych technologii, a często nie da się precyzyjnie określić, co jest najlepszym rozwiązaniem. Są różne podejścia i punkty widzenia, stąd my nie mówimy, że coś jest najlepsze, tylko pokazujemy wartościowe koncepcje układowe, produkty specyficzne dla oferty ST Microelectronics, ale niekoniecznie stanowiące całościowe projekty. Wskazujemy też obszary, gdzie problemy mogą się pojawić lub poruszamy zagadnienia często zaniedbywane, jak chociażby problemy z emisją elektromagnetyczną lub zapewnieniem zasilania o wysokiej jakości.

  • Skoro jesteście producentem układów o bardzo szerokiej ofercie, to z pewnością macie takie kluczowe chipy napędzające sprzedaż reszty. Czy tę funkcję pełnią mikrokontrolery?

Trudno odpowiedzieć na pytanie, co dzisiaj jest kołem zamachowym wzrostu sprzedaży. To prawda, że nie ma już praktycznie urządzenia bez mikrokontrolera, stąd wydaje się, że może on stanowi centrum wielu aplikacji, pod kątem którego dobiera się układy analogowe i resztę. Ale faktem jest też, że w wielu rozwiązaniach procesor jest już elementem wtórnym do całej reszty. Stąd nie ma reguły w tym, co obecnie dobiera się do czego.

Wymagania wielu aplikacji są na tyle specyficzne, że najczęściej niezbędny zestaw podzespołów jest dość jasno wskazany. Można powiedzieć, że podejście to staje się coraz powszechniejsze, a aplikację rozpoczyna się projektować od tego, co zapewnia dużą funkcjonalność, np. od czujników.

W tym duchu organizujemy w październiku w Sopocie imprezę pt. Demo Day, gdzie będziemy się skupiać na pokazywaniu interesujących pomysłowych rozwiązań z naszej oferty, ale nie na mikrokontrolerach.

  • Jaki macie pomysł na to spotkanie?

Będziemy tam pokazywać podzespoły wybrane pod kątem zapewnienia szeroko rozumianego bezpieczeństwa aplikacji elektronicznych. Patrzymy na to zagadnienie z dalekiej perspektywy, na skutek czego zakres tematyczny imprezy będzie dość szeroki, np. będzie obejmował też systemy zasilania oraz czujniki MEMS. To dlatego, że bezpieczeństwo w każdym z takich obszarów oznacza coś innego, ale z pewnością jest to zagadnienie obecnie coraz bardziej istotne.

Chcemy zaprezentować nowe możliwości, jakie pojawiają się w zakresie podzespołów, które uznajemy za warte uwagi. Skoro w sprzedaży pojawiły się MEMS-y z funkcjami uczenia maszynowego, to jest to zmiana jakościowa, bo zmienia ona warunki konstrukcyjne dla urządzeń. W takim przypadku wiele danych z pomiarów może być przetwarzanych wewnątrz czujnika, a informacja wyjściowa jest już obrobiona. Umożliwia to użycie słabszego mikrokontrolera lub stworzenie bardziej oszczędnego energetycznie rozwiązania itd. Przykład ten jest dobrym wstępem do spotkania, bo nie chcemy komunikować się ze środowiskiem przez wyświetlanie slajdów. Zamiast tego wolimy pokazać nową funkcjonalność do wykorzystania w aplikacji.

  • Jakimi kryteriami kierowaliście się, wybierając propozycje?

Wielki szum informacyjny, duże podobieństwo rozwiązań proponowanych przez światowe firmy półprzewodnikowe sprawiają, że coraz bardziej liczą się szczegóły i to, co można zyskać. Chcemy przekazać informacje w skondensowanej formie o takich komponentach, bo powszechny brak czasu rodzi zagrożenie, że można coś wartościowego przeoczyć. Stąd nie będziemy omawiać tego, co wszyscy znają, ale to, co jest nowe i daje szansę na wybicie się. Machine learning w akcelerometrze MEMS jest dobrym przykładem tej koncepcji, bo nie każdy tego szuka lub wie, że taka możliwość może być dostępna, i trzeba mu pokazać, jak można to wykorzystać, np. do rozpoznawania gestów.

Nasze wydarzenie koncentruje się na elementach wybranych pod kątem funkcjonalności odpowiadającej potrzebom rynku krajowego. Jest skierowane do osób, które już projektują i mają kilkuletnie doświadczenie zawodowe oraz do tych, które tworzą koncepcję nowych produktów. Ta druga grupa ma kontakt z klientami, wysłuchuje ich potrzeb i zna oczekiwania rynku, dlatego gdy takie osoby będą mieć wiedzę na temat technologii i rozwiązań, mogą wpływać na to, czym firma będzie się zajmować w przyszłości. Liczymy na to, że te nowe możliwości staną się na tyle atrakcyjne, że osoby te będą chciały przekazać te informacje dalej.

  • Czy pokazywane będą głównie czujniki?

Poza MEMS-ami z uczeniem maszynowym, są też technologie sztucznej inteligencji. Takie rozwiązania są już dostępne w mikrokontrolerach jako zasoby lokalne, a więc bez konieczności wspomagania się komunikacją z chmurą obliczeniową. Będziemy pokazywać, jak mikrokontroler z kamerą i oprogramowaniem decyzyjnym jest w stanie rozpoznawać obrazy, a dokładniej 16 typów potraw.

Kolejny nośny temat to czujniki ToF. Mamy tu rozwiązanie z matrycą wielu detektorów pozwalające stworzyć trójwymiarową mapę obiektu w przestrzeni, dokonywać analizy scen, rozpoznawania gestów itp. Nasz czujnik nie zawiera jednej pary emiter-detektor, ale matrycę 16×16. Wykorzystuje się je w wielu aplikacjach, np. do realizacji nowoczesnych interfejsów użytkownika.

  • Wiele na rynku dzieje się obecnie w obszarze zasilania. Co będziecie pokazywać w tym obszarze?

Interesujący nas tutaj obszar to niski pobór mocy. Pokażemy, jak w tani i prosty sposób mierzyć moc pobieraną przez układ oraz jak dysponując taką szczegółową informacją, minimalizować zużycie energii. Tę część spotkania kierujemy do inżynierów, którzy projektują urządzenia bateryjne, ale nie mają wypracowanego warsztatu do pomiarów i analizy poboru mocy.

Będziemy pokazywać analizator mocy zasilania kosztujący ok. 100 dolarów, który naszym zdaniem ma możliwości pomiarowe zbliżone do tego, co uzyskuje się w sprzęcie laboratoryjnym za sumy wielokrotnie większe. Zaprezentujemy, co można osiągnąć, mając na biurku taki sprzęt, aby zoptymalizować energetycznie aplikację. Nie wszyscy mogą wiedzieć, że tak tanie narzędzia istnieją i mimo prostoty oraz małego kosztu zapewniają wysoką rozdzielczość pomiarową. Sprzęt ten daje szansę osiągnięcia wyższego poziomu technicznego tym klientom, których nie stać na aparaturę laboratoryjną, bo np. ich rozwiązanie było specjalistyczne. A tu mają coś o dużych możliwościach, ale w cenie multimetru.

  • Jakie technologie będą pokazywane w obszarze komunikacji i sieci?

Interesujący temat to sieci bezprzewodowe o dużym zasięgu, takie jak LoRa. W tym obszarze będziemy prezentować gotowe rozwiązanie do monitorowania towarów i usług, np. czy transport był realizowany zgodnie w procedurami. Do jego budowy użyto wielu komponentów, które może osobno nie są niczym szczególnym, ale razem tworzą spójny miniaturowy system. Jest to gotowe rozwiązanie referencyjne, które można przyjąć jako próg odniesienia.

Będzie też pokazany przykład, w którym Bluetooth zostanie zaprzęgnięty do realizacji sieci mesh, a więc takiej topologii, gdzie zasięg całości jest znacznie większy od tego, co zapewnia jeden węzeł, a w przekazywanie danych do hosta zaangażowane są inne węzły sieci. Taka funkcjonalność sieci ad-hoc została wbudowana w nasz stos, co może się przydać projektantom aplikacji IoT o ograniczonych zasobach energii. Nie jest to coś bardzo odkrywczego, ale mamy gotowe i przetestowane rozwiązanie, bo jest alternatywą do LPWAN.

  • A jakie rozwiązania będą prezentowane w zakresie bezpieczeństwa?

Bezpieczeństwo to też systemy mikroprocesorowe, dla których mamy rozwiązania do bezpiecznego ładowania i zdalnego aktualizacji oprogramowania firmware. Nasze koncepcje działają na poziomie sprzętu, zapewniając szyfrowanie, uwierzytelnianie i to, aby nie było możliwości nadużyć podczas przesyłania kodu z pamięci zewnętrznej do urządzenia. W takich obszarach wiedza dopiero się tworzy i wielu specjalistów nie jest świadomych zagrożeń.

Ostatnia część poświęcona będzie zdalnej identyfikacji RFID. ST jest producentem takich rozwiązań, dlatego chcemy pokazać, jak RFID i NFC można wykorzystać do celów gromadzenia informacji, np. dla potrzeb serwisu. Nasze tagi działają jak rejestratory, gromadząc dane o stanie środowiska i urządzenia, pozwalając potem odczytać je i poddać ocenie. Od kiedy NFC stał się częścią smartfonów, coraz częściej telefonu używa się jako czytnika zdolnego do odczytu informacji o stanie urządzenia i pozwalającego na weryfikację danych w bazach online. Nie tylko chodzi tu o dane serwisowe, ale też o zabezpieczenie antyfałszerskie. To jest nowość na rynku i będziemy chcieli ją spopularyzować.

Rozmawiał Robert Magdziak