ASIC integration in smart 3D imaging sensor system for

SMARTAREELEKTRONIKSYSTEM.SE

ASIC integration in smart 3D imaging sensor system for

motion controlDiarienummer

2018-01521


MyVoxultrasonics project owner and project manager

Ali Kermani

CTO

[email protected]

+46732233263

mailto:[email protected]


The main focus is to design a multipurpose solution that controls and drives ultrasound transceivers and receivers

Gesture control: Haptic applications: Acoustic Tweezers:

MyVox HMI vision:The Human hand becomes

a universal input for interaction with Machines, cars, robots and

technology

MyVox MMI vision:Contact free personalized digitalized

knobs with haptic feedback

MyVox Levitation vision:Contact free tweezers for small

objects


MyVox project ecosystem-The LEAN engineering company approach


Demo prototype board for PnP application


The multipurpose solution boards a joined Swedish collaboration

• Fables company Myvoxultrasonics will integrate unique pMUTultrasound transmitter manufactured by Silex microsystem to reach multipurpose solution.

• Shortlink has developed and manufactured the discrete electronic according to MyVoxultrasonics specifications. Their knowledge in design of electronic and beamforming makes it possible to reach a unique quality, with good protection against illegal copying.

• Mandalon perform all bondings between pMUT and PCB


Summary

• Two approved Swedish patents (Patent no. 541717 and 542811) and applications for international patents been send in, as well as two pending patent applications

• A multipurpose system with focus on transmitting and controlling ultrasound

• Latest pMUT design and valid production process

• Initial collaboration possibility with one of worlds leading company with in PnP


Projekt 2018-01540, Öppen ROADM-lösning i svensk stadsnätsmiljö

Projektet var finansierat avVinnova och avslutades Maj 2020.

Mål: Att bygga en öppen ROADM-lösning som fokuserar på Svenska stadsnät (Metro) och liknande miljöer.

Projektet hade följande deltagare: Kontakt: [email protected]


Disaggregation trend

• Disaggregation från chassis baserade system till ”pizza” lådor.

Source: Fujitsu

Varför?

• Ökad öppenhet; uppgradera funktioner oberoende av varandra.

• Motverka vendor lock-in; att en leverantör får artificiell fördel att leverera allt i en lösning.


Slutsatser under projektet:

• Disaggregation högst önskvärt mellan Terminaler och linje system i Metro/stadssystem.

• Disaggregation önskvärt men inte avgörande mellan ROADM element. Andra önskemål på liknande styrke nivå såsom stöd för billigatransportteknologier.

• Insikter om hur en kostnadseffektiv Metro ROADM lösning kunde byggas från topp till tå.

• Lyckad POC i live nätverk.

Disaggregation i optiska nätverk

Trx

Router/transponder

Trx

Terminaler

Transceiver

Skiljelinje

ROADM baserat linjesystem

Router/transponder

Terminaler


Smartoptics kommande produkter med start Q4 2021

ROADM hårdvara:

• Unika HW/SW egenskaper (Stöd förlågkostnadsoptik, fiberlängdsmätning)

• Inbyggd mjukvara med öppna API:er(OpenRoadm baserat)

Sosmart Management mjukvara:

• Baserad till stor del på OpenSource initiativ.

• Integrerat Open Source simuleringsverktyg(GNPy).

• State-of-the-art UX


SES1820: 5G mmWave RFIC with Antenna in Package for CPE Applications

A collaboration between SiversSemiconductors AB and Uppsala University

Presenter: Johanna Hanning, Sivers Semiconductors AB

Contact: [email protected]

www.sivers-semiconductors.com

A global supplier of semiconductors to the sensor, data and telecommunication industry

Employees

117*

PHD’s

20

Kista

HQ and Wireless

Fabless

Gothenburg

Wireless

R&D and Sales

* Data from Q2 Report, 2021: as of August 19, 2021, excluding consultans

Photonics

Manufacturing Plant

Glasgow

We have developed 5G NR 28 GHz

beamforming transceiver RFIC and

integrated it with an Antenna in

Package solution.

Antenna in Package applications for

costumers who develop compact and

cost effective 5G Costumer Premises

Equipment

SES1820 Project results

Example CPE application

Antenna in Package

Antenna in Package realized in two different demonstrators:

• Linear polarized with integrated antenna horn and heatsink.

• Circular polarized array.

4x1 Antenna array in package fan-out region.

Allows use of low-cost standard FR4 substrates.

Publications

• 1 PhD thesis*

• 4 published or submitted journal papers

• 1 conference presentation

• 2 patents pending

*Imran Aziz, “Ultra-wideband Millimeter-wave Antenna Arrays and Front-end Systems”, Uppsala University, 2021

Industry leading 5G NR 24.0-29.5 GHz RFIC

TRX BF/02 supports the full frequency range from 24.0 to 29.5 GHz

with speeds up to 5 Gbit/s.

16 + 16 Tx/Rx beamforming transceiver.

The unique level of integration enables support for different

markets and frequency bands using the same hardware.

Visit www.sivers-semiconductors.com for more information.

TRX BF/02

http://www.sivers-semiconductors.com/


2018-01550 – Digital Receivers thatare Extremely Wideband (DREW)

Today: Analog receiver using down-

conversion.Good performance but narrowband!

Tomorrow: Digital receiver using

Sample-and-Hold sub-sampling.

Wideband and agile but worse

performance!

Power

Frequency

1st

Nyquist zone

LO RF-USB

RF-LSB

IF

RF in

LNA

CLK

S/H

ADC

IF

Power

Frequency

1st

Nyquist zone

2nd

Nyquist zone(freq.

inverted)

3rd

Nyquist zone

4th

Nyquist zone(freq.

inverted)

5th

Nyquist zone

... nth

Nyquist zone (freq. inverted if

even)

CLK

RF in

LNA

LO

ADC

IF


Key bottlenecks and proposed solutions – “low” frequency

2-6 GHz: One bottleneck is an analog front-end with low noise and adaptive filtering. Adaptive filtering will reduce/improve dynamic range resulting in less stringent demands on the ADC→ Full analog front-end designed in 22 nm SOI CMOS!

On chip

LNA VGA AMP

.

.

Frequency: 1.5-7 GHz

Noise Figure ~ 1 dBGai

n: 2

2-3

6 d

B


Key bottlenecks and proposed solutions – “high” frequency

2-18 GHz: RF (read: spurioses and IMD) performance of Sample-and-Hold (S/H) circuit → S/H designed in 22 nm SOI CMOS!


Other

0.1-18 GHz GaAs Sample-n-Hold MMIC design:unorthodox technology demonstrate great potential

in early simulations!

0.1-18 GHz commercially available Sample-n-Hold circuits: comprehensive evaluation

Study on time-based Analog-to-Digital

conversion

Proof-of-Concept of extremely wideband

digital receivers using COTS S/H

Most important! Cooperation between groups at Saab and Ericsson who never had worked together before! The partnership between Saab and LTH was within a new field of research! None

of this would have happened without this project!!


Thank you!

Main contacts

• Administrative project leader: [email protected]

• Saab technical questions: [email protected]

• Ericsson technical questions: [email protected]

• LTH technical questions: [email protected]






Komponenter för kvantdatorer Jan Grahn, Chalmers tekniska högskolaJörgen Stenarson, Low Noise Factory AB

Kontakt: [email protected]

FOI projekt Smartare Elektroniksystem 2019-21Dnr 2019-02087

SUMMIT Göteborg Lindholmen/online2021.09.13


Projektets mål

▪ En lågbrusig transistorbaserad mikrovågsförstärkare anpassad förkvantdatorsystem:

0.1 mW effektförbrukning, 0.01 dB (0.7 K) brusfaktor

▪ Efter projekt har vi kunskap och teknologi för fortsatt svensk kommersialisering på en växande internationell kvantdatormarknad

C-band

cryo InP

HEMT LNA

Arute et al, Nature Oct 2019


Projektet: Komponenter för kvantdatorer

▪ Chalmers utvecklar nya transistorer och utvärderar ”on-wafer”

▪ LNF monterar och testar transistorer i hybridmoduler, designar en förstärkare och tar fram prototyp

▪ Samråd om systemkrav med Wallenberg Centre for Quantum Technology

▪ Har lett till internationellt SME samarbete inom Eureka/Eurostars (Sydkorea)


Uppnådda resultat

▪ Hybrid 4-8 GHz 3 stage LNA Measurement @ 5 K

▪ Te,avg = 2.8 K at Pdc = 300 µW

▪ Te,avg = 4.1 K at Pdc = 112 µW

▪ 40x lägre dc effektförbrukning jämfört med dagens förstärkare!

▪ Lovande resultat har presenterats av Chalmers

och LNF på International Microwave Symposium

2020 och i Eunjung Cha’s doktorsavhandling dec

2020

Cha et al EDL 2020


2019-02088 – Antennsystem för Smarta Brunnar

Johan Sidén

Mid Sweden University

Dept. of Electronics Design

851 70 Sundsvall

SWEDEN

Tel. +46 70 671 71 71

Email. [email protected]



Varför Smarta Brunnar??

• Ledningsnät för avloppsvatten är ofta gamla och inte dimensionerade för att hantera dagens och framtidens behov!

• Klimatförändringarna förbättrar heller inte situationen…

• När ledningsnäten inte kan ta emot allt vatten rinner förorenat vatten ut i naturen!

• Kallas bräddning

• Gödningsmedel, läkemedelsrester, parasiter, virus, etc hamnar ”på fel ställen”

• Önskan från VA-bolagen att i realtid kunna mäta flöden och utsläpp och i nästa steg proaktivt åtgärda utsläppen

• Tydlig trend i hela världen med ökade krav på mätning av utsläpp från ledningsnäten!

• Ett av flera delproblem är att effektivt få ut en radiosignal från brunnens sensorer.


Hur bygger man system för smarta brunnar?• Ensam är inte stark…• Skapa ett konsortium där varje part bidrar med sin kraft och kompetens!

• Hade i vårt fall varit näst intill omöjligt utan det instrument som erbjöds från VINNOVA /Smartare Elektroniksystem!

Smarta Brunnar


Samverkan – Alla behövs & Alla ska vinna


Tekniska delen – Antennsystemet• Integrerat i brunnslocket

• Blir lätt så att all strålning går rakt upp!

• Dubbla band, GPRS i första demonstrator• Downlink 925,2 – 959.8 samt 1805,2 – 1879,8 MHz

• Uplink 880,2 – 914,8 samt 1710,2 – 1784,8 MHz

• Ska skapa mervärde till brunnslocket!

Integrerad i

locket?

Utanför och

Under mark?

Helt annan

placering??

Subtraktiv antennlösning Additiv antennlösning


Tack för uppmärksamheten! ☺• Kontaktas mer än gärna för frågor:

• Johan Sidén

• Tel. 070 671 71 71

• Email. Johan [email protected]

Smarta Brunnar

Documents

ASIC integration in smart 3D imaging sensor system for