VTT auttoi Sharpia validoimaan ja kehittämään edistyksellistä, räätälöitävää järjestelmäpiiriä Beyond 5G IoT -viestintään.
Lyhyesti
Älypuhelimille optimoidut kaupalliset järjestelmäpiirit (System-on-Chip, SoC) ovat suljettuja alustoja, joita ei voi joustavasti räätälöidä teollisen IoT:n tarpeisiin.
Sharp hyödynsi VTT Connectivity Lab -ympäristöä ja monialaista osaamista avoimen, räätälöitävän Beyond 5G IoT -piirisarjansa validoimisessa.
Onnistunut prototyypin validointi tarjosi erilaisia käyttöskenaarioita ja edisti Sharpin globaaleille markkinoille suunnatun tuotteen kehitystyötä.
Narassa, Japanissa pääkonttoriaan pitävän Sharp Semiconductor Innovation Corporationin (SSIC) perusta on sen emoyhtiön 60-vuotisessa historiassa puolijohteisiin liittyvien innovaatioiden kehittäjänä. Näihin lukeutuvat maailman ensimmäinen kokonaan transistoreihin perustuva laskin sekä LCD-näyttöihin ja aurinkovoiman tuotantoon liittyvät keksinnöt. SSIC on erikoistunut puolijohderatkaisuihin ja muokattaviin SDR-alustoihin, ja se edistää etenkin tekoälyyn ja IoT:hen sekä 8K- ja 5G/Beyond 5G -tuotteisiin liittyvää innovointia.
Lisääntyvä tarve edistyneille IoT-yhteyksille
IoT-viestintä (Internet of Things) on ihmisten välistä mobiiliviestintää haastavampaa, koska teollisuuslaitteiden vaatimukset vaihtelevat suuresti käyttötarkoituksen mukaan.
Jotta Beyond 5G- (B5G) ja kehittyviä 6G-verkkoja voitaisiin hyödyntää täysimääräisesti, tarvitaan teollisuuden tarpeisiin edistyneitä, mukautuvia elektronisia komponentteja, jotka on suunniteltu erityisesti koneiden väliseen viestintään. Yhteyksien monimuotoisuus – automaattiohjatuista ajoneuvoista, drooneista ja valvontakameroista kiinteisiin langattomiin yhteyksiin ja autoteollisuuden sovelluksiin – vaatii joustavia ratkaisuja, joita tavallinen kuluttajateknologia ei pysty tarjoamaan.
Halusimme tehdä yhteistyötä VTT:n kanssa, koska heillä on laajaa testauskokemusta erilaisista IoT-käyttötapauksista ja erinomaiset yhteydet potentiaalisiin asiakkaisiin.
Suljetuista piirisarjoista avoimeen SDR-alustaan
SSIC:n tuotesuunnitteluosaston johtajan Satoshi Shibatan mukaan markkinoita hallitsevat nykyisin suuret toimijat, jotka tarjoavat ensisijaisesti älypuhelinliiketoiminnalle suunnattuja langattomia SoC-piirejä, joita ei ole optimoitu IoT-käyttöön.
”Perinteiset baseband- ja RF-sirut toimivat suljettuina ’mustina laatikkoina’, jolloin ne käyttäjät, jotka haluavat luoda omia ratkaisujaan, eivät pääse käsiksi ohjelmiston syvempiin kerroksiin räätälöintiä varten”, Shibata kertoo.
Puutteen korjaamiseksi Sharp on kehittänyt ‘iMorph’-nimisen (tavaramerkkihakemus vireillä) SDR-alustan ja ‘ASUKA’-SoC-piirisarjan, joiden tarkoituksena on helpottaa ja tehdä B5G IoT -viestinnästä yleisempää. Sharp on Japanissa mukana kansallisessa hankkeessa, jonka tavoitteena on edistää SDR-alustan (Software Defined Radio) tutkimus- ja kehitystyötä, mikä mahdollistaisi ratkaisujen kehittämisen avoimessa ympäristössä*.
”Alustamme tarjoaa joustavan ja avoimen vaihtoehdon, jota voidaan muokata ohjelmistolla monipuolisesti erilaisiin IoT-käyttötarkoituksiin”, Shibata sanoo.
Prototyypin testausta huippuluokan ympäristössä
Varmistaakseen edistyksellisen teknologiansa toimivuuden Euroopan markkinoilla Sharp kääntyi VTT:n puoleen. Yritys arvosti VTT:tä puolueettomana tutkimusorganisaationa, jolla on syvällistä asiantuntemusta nykyisistä ja tulevaisuuden langattomista verkoista.
”Halusimme tehdä yhteistyötä VTT:n kanssa, koska heillä on laajaa testauskokemusta erilaisista IoT-käyttötapauksista ja erinomaiset yhteydet potentiaalisiin asiakkaisiin. Lisäksi Suomella on maailman johtavaa osaamista B5G:n alalla, kuten esimerkiksi Oulun yliopiston 6G Flagship -tutkimusohjelma”, Shibata sanoo.
Pääsy VTT Connectivity Labin maailmanluokan 5G- ja 6G -ympäristöön mahdollisti jo varhaisessa vaiheessa Sharpin prototyypin fyysisen validoinnin.
Standarditestauksen ylittävää lisäarvoa
Yhteistyön aikana VTT on tarjonnut Sharpille:
Huipputason 5G- ja 6G-ympäristön prototyypin validoimiseksi VTT Connectivity Labissä
Syvällistä teknistä osaamista projektin tueksi myös validoinnin jälkeen
Verkostoitumista ja kokemusta yhteistyöstä suurten teleyritysten kanssa.
VTT:n vanhemman tutkijan Olli Apilon mukaan VTT tarjosi paljon muutakin kuin pelkän testiympäristön.
”Tiimimme avusti projektia kokonaisuudessaan. Joustavuutemme monialaisena organisaationa mahdollisti validoinnin muokkaamisen alun perin sovittua laajemmaksi”, Apilo kertoo. VTT:n asiantuntijat olivat Apilon mukaan paikan päällä työskentelemässä yhdessä Sharpin oman insinöörin kanssa, minkä ansiosta prototyypin toiminnallisuudet olivat joustavasti muokattavissa.
VTT auttoi tiiviissä yhteistyössä määrittelemään käytännön validointiparametreja ja -skenaarioita, jotka perustuivat todellisiin teollisiin sovelluksiin.
Kohti IoT:n ”Raspberry Pi:tä”
Varhaisen vaiheen testauksen keskeisin hyöty Sharpille oli, että se sai alustavasta validoinnista arvokasta palautetta seuraavia kehitysvaiheita varten.
VTT:n Connectivity Lead Mika Rantakokko pitää yhteistyötä menestyksenä: ”Tämä on nähdäkseni hyvä esimerkki osaamisestamme, sekä VTT Connectivity Lab -ympäristön että monialaisen asiantuntemuksemme osalta.”
Sharpin suunnitelmissa on jatkaa testausta VTT:n kanssa tänä ja ensi vuonna, ja tavoitteena on lanseerata tuote markkinoille vuonna 2028. Shibata kertoo, että lopullisena visiona on tehdä SDR-alustasta yhtä yleinen, avoin ja kehittäjäystävällinen kuin suositut yhden piirilevyn tietokoneet.
”Tavoitteenamme on, että laite olisi verrattavissa pieneen, helposti muokattavaan tietokoneeseen – eräänlaiseen IoT-sektorin Raspberry Pi:hin”, Shibata linjaa.
*Tulokset perustuvat Japanin kansallisen tieto- ja viestintätekniikan instituutin (NICT) tilaamaan tutkimukseen (JPJ012368C00801).
