Programmerbare
analoge arrays
med mange fordele
De såkaldte Field Programmable Analog Arrays (FPAAer) bringer en længe
efterspurgt fleksibilitet til analoge/mixed signal systemdesigns. Ved at
gøre det muligt at konfigurere og re-konfigurere analoge signalkæder i
software, kan tidsforbruget, omkostningerne og de generelle risici, der er
forbundet med traditionelle hardware-iterationer, reduceres.
demonstrerer, hvordan programmerbare
analoge strukturer kan bruges i mixed-signal systemer. I de følgende belyses det,
hvordan FPAAer fungerer, og hvor de passer
ind i moderne systemarkitekturer. Samtidig
beskrives de tradeoffs, som ingeniører skal
tage højde for, når de evaluerer programmerbare analoge løsninger.
Af Rolf Horn, applikationsingeniør
DigiKey, European Technical Support
Group
I takt med at moderne elektroniske systemer inkorporerer flere sensorer og opererer
i stadig mere dynamiske miljøer bliver begrænsningerne ved fast opbyggede analoge
kredsløb sværere at ignorere.
Digital processering dominerer måske
dagens systemarkitekturer, men den fysiske
verden forbliver analog. Hver sensor, aktuator og interface starter stadig med et reelt
elektrisk signal, der skal forstærkes, filtreres
og konditioneres, før der kan gøres noget
nyttigt med det.
Efterhånden som responstider med lav
latens bliver stadig mere kritisk i mange
sammenhænge, og applikationskravene
fortsætter med at udvikle sig, har opbygningen af den analoge front-end fået fornyet
betydning.
Industriel overvågning, medicinsk instrumentering, bilelektronik og IoT-platforme
er alle afhængige af præcis og tilpasningsdygtig signalbehandling. Små forbedringer
i kvaliteten af det analoge signal kan ofte
direkte omsættes til bedre systemnøjagtighed, pålidelighed og effektivitet.
Traditionelt er analoge signalkæder bygget op med brug af komponenter med fast
funktion såsom operationsforstærkere, filtre og komparatorer. Når kravene er stabile
Strukturelle udfordringer
i analogt design
Rolf Horn, applikationsingeniør, DigiKey.
og veldefinerede, kan disse løsninger give
fremragende resultater. En sådan tilgang er
dog i sagens natur ufleksibel. Ændringer i
sensorkarakteristika, operative forhold eller
ydelsesmål kræver ofte diagramændringer,
nye PCB-layouts og yderligere valideringscyklusser.
De såkaldte Field Programmable Analog
Arrays (FPAAer) tilbyder en anden tilgang.
I stedet for at forpligte sig til en fast analog
signalkæde i hardware, kan ingeniører konfigurere analog funktionalitet via software.
Okika Devices OTC2310K04-PIKA FPAA
og Apex Quad4 udviklingsboard (figur 1)
NYHEDSMAGASINET ELEKTRONIK & DATA - Nr. 5 - 2026
ED526_2-24.indd 17
Analogt design repræsenterer udfordringer,
som udviklere af digitale løsninger sjældent
støder på. Kredsløbsadfærden er følsom
over for komponenttolerancer, temperaturdrift, støjkobling og layouteffekter. Selv små
variationer kan påvirke forstærkning, offset,
båndbredde eller stabiliteten betydeligt.
Validering og tuning er ofte langsomme
og iterative processer. Designere skal evaluere ydeevnen på tværs af forsynings- og
temperaturekstremer, tage højde for worstcase tolerancer og verificere overholdelse af
systemniveau-krav, hvilket ofte kræver flere
board-revisoner, før man er i mål.
Ændringer, der udføres i en sen fase i et
udviklingsprojekt, er særligt forstyrrende.
En ny sensor, et opdateret compliancekrav eller en uventet støjkilde kan tvinge
ingeniørteamet til at gennemføre et omfat...FORTSÆTTES NÆSTE SIDE
17
07/08/2026 15.19
Nr. 5 26. august 2026 Unik chip til neural telemetri Foto: imec imec står bag NCT (Neuromorphic Compressive Telemetry) chip, der kan revolutionere opbygningen af skalerbare hjerne-computer-interfaces. imec søger partnere til systemimplementering. Læs side 10. Teknologi fra rummet rykker ned på j
Teknologi fra rummet rykker ned på jorden Læs side 4 180 millioner kroner til ny chipteknologi Læs side 8 Banebrydende chip til neural telemetri Læs side 10 Open Standard Module (OSM): Standardiserede systemmoduler med unikke fordele Læs side 14 Programmerbare analoge arrays med mange fordele L
ED526_2-24.indd 260703_PWS-Life_ELEKDA_DK.indd 260703 PWS Lif 3 ELEKDA DK i dd 1 07/08/2026 ɐ$0 15.19 $0
Feltforsøg er en vigtig del af udviklingen. Her testes Tess Spaces software på et terrængående køretøj under realistiske forhold. Foto: Tess Space. Teknologi fra rummet rykker ned på jorden Startup firmaet Tess Space udvikler software, der gør det muligt for autonome køretøjer og robotter at forstå
forsyninger, kortlægning af terræn eller indsamling af data i krævende miljøer. Teknologien kan også anvendes i løsninger til katastrofeberedskab, inspektion af kritisk infrastruktur, natur- og biodiversitetskortlægning med mere. Fra forskning til virksomhed Tess Space blev etableret i 2024, hvor f
Teknologien bag Tess Space udspringer af mange års forskning i robotik, kunstig intelligens og rumteknologi på Aalborg Universitet. Foto: Tess Space. FORTSAT FRA SIDE 5: kan have i miljøer, hvor mennesker udsættes for betydelig risiko. Samtidig investerer både NATO-landene og EU massivt i autonome
Vidste du at Prevas med succes har udviklet sikkerhedskritiske og missionskritiske systemer i over 40 år? Vi kan også hjælpe dig. 40 år som nordisk udviklingshus Forsvar Industri Energi Medico 2TGXCUGTGVWFXKMNKPIUJWUOGFQRƂPFUQOJGFKEGPVTWO/GFJÔLGVGMPKUMGMQORGVGPEGTQI F[DHQTTGVPKPIUHQTUVÁGNUGJLÂ
180 millioner kroner til ny chipteknologi Et nyt EU-forskningsprojekt skal demonstrere, hvordan spintronik kan bane vej for en ny generation af europæiske chips. Aarhus Universitet får en central rolle i projektet. Kunstig intelligens er blevet en motor i den digitale udvikling, men den voksende reg
Konceptet for signalkæden i et spinelektronik-system. med at øge energiforbruget i samme tempo. Derfor undersøger vi, hvordan nye spintroniske komponenter kan bruges til at udvikle hardware, som både er mere energieffektive og bedre egnet til fremtidens AI-systemer, fortæller adjunkt Sonal Shreya,
Banebrydende chip til neural telemetri Ny neuromorfisk komprimeringsteknologi, der demonstreres i ny chip fra imec, lægger fundamentet for opbygning af nye banebrydende skalerbare hjerne-computer-interfaces (BCIer). imec søger partnere til chip/IP-integration i nye produkter. Af Yao-Hong Liu, Scient
og komprimering, så det bliver muligt at reducere antallet af transmitterede bits (og varmeudvikling) uden at kompromittere troværdigheden af den underliggende neurale information. Derfor er simple MEA recording-kanaler og (trådløs) båndbredde ikke nok Skalering af BCIer repræsenterer en dyb komple
FORTSAT FRA SIDE 11: almindelig løsning til spike-drevet events. Eksisterende AER-schemes har dog flere begrænsninger, når de anvendes til neurale optagelser med høj densitet. For eksempel når flere readout-kanaler genererer hændelser på samme tid, er klassisk AER afhængig af hændelsesarbitrering e
timing bærer essentiel information om, hvordan hjernen koder bevægelse, perception og intention. I distribuerede (intra)kortikale systemer, hvor flere optagelseskanaler optager fra forskellige kortikale områder på én gang, kan selv små variationer i transmissionsforsinkelsen forvrænge de tidsmæssige
Open Standard Module (OSM): Standardiserede systemmoduler med unikke fordele Den såkaldte Open Standard Module (OSM) specifikation baner vejen for nye generationer af fleksible og skalerbare embedded systemer til en lang række forskellige applikationer Af Monika Oesterle, Head of Marketing & Commu
Takket være standardiserede specifikationer kan modulerne også nemt integreres i brugerdefinerede CPU-boards, hvilket også er med til at accelerere time-to-market, da færre ændringer og tests er nødvendige. En anden fordel er skalerbarheden: Takket være de forskellige modul-klasser og ydelsesniveaue
FORTSAT FRA SIDE 15: afgørende faktor for investeringssikkerhed og produktplanlægning. Takket være Arm-platformens høje tilpasningsevne kan systemer skræddersys præcist til kravene. Tilgangen til et omfattende program af udviklingsværktøjer er med til yderligere at reducere udviklingsindsatsen og o
Programmerbare analoge arrays med mange fordele De såkaldte Field Programmable Analog Arrays (FPAAer) bringer en længe efterspurgt fleksibilitet til analoge/mixed signal systemdesigns. Ved at gøre det muligt at konfigurere og re-konfigurere analoge signalkæder i software, kan tidsforbruget, omkostni
FORTSAT FRA SIDE 17: Figur 1. Med Okika PiKa Quad FlexAnalog FPAA udviklingsboardet kan evaluerings- og udviklingsarbejdet omkring Okika Devices FPAAer strømlines. Billede: Okika Devices. tende re-design. I modsætning til digitale systemer kan disse problemer ikke løses med en firmwareopdatering.
Figur 2. Komplette signalkæder kan oprettes ved at vælge konfigurerbare analoge blokke (CABer), som kan forbindes indbyrdes via en programmerbar routingstruktur. Illustration: Okika Devices. stighed muliggør ægte optimering noget, der ofte er upraktisk med traditionel analog hardware, hvor hver æn
Komponentovervågning: FORTSAT FRA SIDE 19: måde supplerer FPAAer DSPer og FPGAer og bidrager til en mere effektiv og afbalanceret mixed-signal arkitektur. Tradeoffs og begrænsninger FPAAer skal ikke betragtes som en universel erstatning for analoge designs bygget op med brug af diskrete komponente
Strømforsyninger med funktionel sikkerhed for øje Denne artikel giver indsigt i de normative og informative krav i den grundlæggende funktionelle sikkerhedsstandard for strømforsyninger til E/E/PE-sikkerhedsrelaterede systemer. Figur 1. Struktur og terminologi for et E/E/PE-system. Af Bryan Angelo
FORTSAT FRA SIDE 21: Technique/Measure Det er vigtigt at overveje CCFer, når man skal overholdene kravene til funktionel sikkerhed, da disse påvirker overholdelsen af tre specifikke nøgle krav i IEC 61508: Systematisk sikkerhedsintegritet, hardwaresikkerheds-integritet og arkitektoniske begrænsning
Figur 3. Illustration af de anbefalede diagnostiske foranstaltninger for en strømforsyning. Operation af strømforsyningen Udover CCF, strømforsyningsfejl og anbefalede diagnostiske foranstaltninger, understreger IEC 61508 også vigtigheden af strøm- forsyningens operation i E/E/PE SRSen. Dette kan
! # $% $& ' ) ' *+ ( T H E ED526_2-24.indd 24 M A R K O F Q U A L I T Y 07/08/2026 15.19