Nu är den klar. Sveriges nya spanings- och övervakningsradar som kan se i tre dimensioner. Visserligen har Ericsson Microwave Systems i Mölndal enbart en prototyp färdig ännu. Men stora delar fungerar. Och i signalbehandlingsdelen sitter tusentals helsvenska processorer.

Varje processor i sig är förvisso inte speciellt avancerad. Men deras litenhet och parallella arkitektur gör att de i stort antal kan klara kraftfulla beräkningar utan att för den skull kräva nämnvärt utrymme. Det är också anledningen till att Ericsson övergått från att realisera radarns beräkningsenhet i ren hårdvara till att använda processorkraft.

- Jämfört med våra två tidigare radargenerationer har den nya fått betydligt större beräkningskapacitet, säger Ragnar Arvidsson, teknikspecialist på radaravdelningen hos Ericsson Microwave Systems i Mölndal.

- Vår första generation klarade 300 Mbit-operationer per sekund, den andra 1,5 Gbit-operationer per sekund, medan den som nu är på väg ut klarar hela 500 Gbit- operationer per sekund.

Den förbättrade beräkningskapaciteten har gjort att radarn kan utnyttjas till att mäta i höjdled, förutom riktning och avstånd.

Dessutom får den cirka 100 gånger bättre dynamik än sina föregångare, varför den klarar att urskilja mål som tidigare dränkts i marksignalerna.

- Radarn fungerar så att alla processorer i mottageren styrs från ett gemensamt programminne.

- I varje ögonblick utför de alltså samma operationer. Det enda som skiljer är indata, som ju avspeglar det avståndsintervall som en speciell processor tittar på.

Från det att radarns mottagare tar emot insignalen tills att ointressanta data sållats bort så att ett mål kan detekteras måste datamängden reducerats nära en miljon gånger. Och all denna datareduktion sköts av en kraftfull dator. Eller rättare, fem likadana helt igenom svenskutvecklade datorer med 2 048 processorer var. Inalles sitter alltså över 10 000 processor i en enda radar!



64 processorer på ett chips


Det hela började, minns Ragnar Arvidsson, med att Christer Svensson, professor vid Linköpings tekniska högskola, tog kontakt med Ericsson i Mölndal och presenterade en datorarkitektur som utvecklats i högskolans regi.

- Jag tyckte att tekniken lät mycket intressant så vi beslutade att träffas.

Diskussionerna och en första undersökning ledde till att Ericsson beställde en studie hos professor Per-Erik Danielssons grupp vid högskolan. Målet då var att konstatera om datorarkitekturen kunde passa för just radartillämpningar.

- Den ursprungliga processorarkitekturen har sedan dess förändrats en del.

- Framför allt har beräkningsfunktionen ändrats genom att vi lagt till multiplikatorer. Dessutom har vi utökat det interna minnet från 127 bitar till 2 kbitar per processor.

Genom att mer minne knöts till varje processor föll idén att integrera hela 512 processorer på samma kiselbricka. Efter moget övervägande bestämde man sig istället för att 64 processorer var ett mer lagom antal att föra samman.

- När vi tog fram de första kretsarna trodde vi att åtminstone två försök skulle vara nödvändigt. Men första provskottet satt.

Så nu tillverkas chipsen av Texas Instruments i en 0,8 μm-process, medan Ericsson bygger in dem i flerchipsmoduler.

I varje modul sitter åtta kiselbrickor och en programstyrenhet. På så sätt har man lyckats tränga ihop hela 512 processorer på bara 38 kvadratcentimeter.

Genom att koppla samman flera moduler med ett gemensamt programminne skapar man en komplett dator. I den nya radarn sitter fem sådana datorer där var och en består av två kretskort av dubbelt Europaformat med två flerchipsmoduler monterade på varje kort.

En intressant detalj i det hela är att processorn är av bitseriell typ. Den har alltså inte en fix ordlängd, utan ordlängden för en operation bestäms i respektive instruktionsord och kan väljas fritt.

- På så sätt slipper vi spill med bitar och onödiga beräkningar. Följden blir att effektförbrukningen optimeras i varje stund, vilket är ytterst viktigt i kompakta system som detta, avslutar Ragnar Arvidsson.

Anna Wennberg



Från smart sensor till avancerad radar


Processorarkitekturen som Ericsson i Mölndal tänker använda i sin nästa radargeneration har sina rötter i Linköpings tekniska högskola.

Ursprungligen skulle den användas för bildbehandling av signaler från en optisk sensormatris. Tanken var att konstruera ett seende chips som kombinerade ljuskänsliga sensorer med ett stort antal parallella processor.

Bakom idén står två forskande eldsjälar; professor Christer Svensson och Keping Chen. Och efter en tids arbete föreslog de en struktur som numera finns patenterad.

Projektet med det seende chipset ledde så småningom till en svensk produkt som nu tillverkas av Integrated Vision Products i Linköping. Parallellt med detta visade det sig att själva processordelen var mycket kraftfull. Ett faktum som Ericsson i Mölndal numera kan skriva under på.

Intressant är också att det just nu pågår en utredning i regi av den av regeringen instiftade Teknikbrostiftelsen i Linköping. Inom kort skall man besluta om en satsning på en produkt för mer generellt bruk - baserad på just Linköpingspatentet.