NXP heeft het niet makkelijk gehad sinds Philips in het najaar van 2006 een belang van 80 procent in zijn chipdivisie verkocht aan een consortium van particuliere beleggers. Door de verkoop werd NXP opgezadeld met een zware schuldenlast. De economische recessie kwam daar bovenop.

Ondanks de financiële zorgen blijft NXP fors investeren in onderzoek en ontwikkeling, maakt wetenschappelijk directeur Gerard Beenker duidelijk. NXP besteedt daar 16 tot 20 procent van zijn omzet aan en is in Nederland een van de grootste particuliere investeerders in R&D.

De ‘science director’ van NXP haalt nog maar eens de Wet van Moore aan, die ertoe leidt dat microprocessors en geheugenchips gemiddeld 35 procent per jaar in prijs dalen. Was tot voor kort ‘steeds sneller’ zaligmakend, nu komt de nadruk op kwaliteitsverbetering te liggen. De pure miniaturisering loopt wel door, verwacht Beenker, maar gaat gepaard met de ontwikkeling van microsystemen: hooggeïntegreerde Systems-on-chip (SoC) en Systems-in-package (SiP) die vele functies in zich verenigen. Ook verbeteringen op het gebied van chipassemblage en chipbehuizing (‘packaging’) maken steeds veelzijdigere toepassingen voor halfgeleiders mogelijk.

NXP profiteert volgens Beenker sterk van samenwerking op R&D-gebied met externe partijen. Door nauwe banden te onderhouden met de universiteiten in Delft, Eindhoven, Twente en Leuven wil het bedrijf toptalenten lokken. Klanten als Apple, BMW, Bosch, Cisco, Nokia, Sony en uiteraard Philips worden vroegtijdig bij onderzoek en ontwikkeling betrokken, zodat prototypes “meteen goed” zijn. NXP schuift aan bij meer dan 75 standaardisatie-instituten en consortia om de compatibiliteit van zijn producten te verzekeren.

De chipindustrie laat zich volgens Beenker steeds meer leiden door maatschappelijke ontwikkelingen. De onderzoekers van NXP richten zich dan ook sterk op ‘innovatiegebieden’ zoals energie, gezondheid, mobiliteit, veiligheid en comfort. Onlangs gaf NXP een zeldzaam kijkje in de keuken van zijn onderzoeks- en ontwikkelafdeling op de High-Tech Campus in Eindhoven. Automatisering Gids was erbij. Een greep uit de paradepaardjes van de NXP-onderzoekers.

Slimme autosleutel

De tijd is voorbij dat een autosleutel gewoon een mechanisch sleuteltje was voor portieren en contactslot. Zo’n sleutel zit tegenwoordig boordevol elektronica. NXP is volgens onderzoeker Jeroen Keunen waarschijnlijk de grootste leverancier op dit gebied. Keunen: “Er gaat veel innovatie zitten in autosleutels, want daarmee communiceert de autofabrikant met zijn klanten. Een autosleutel is een statussymbool waar emoties aan verbonden zijn.”

De elektronische autosleutel begon als simpele afstandsbediening. Een stap verder ging de passieve sleutel, die de autosloten automatisch opent als de eigenaar in de buurt komt. De volgende fase is tweewegcommunicatie, die allerlei interactie tussen auto en sleutel mogelijk maakt. Zo kan de sleutel van de BMW 7-serie informatie opslaan over de onderhoudstoestand en de brandstofvoorraad. Die technologie is al zo’n vijf jaar oud maar begint nu tot meer automodellen door te dringen, aldus Keunen.

Nog een stap verder gaat de ‘connected key’. De autosleutel wordt een identificatiemiddel dat gegevens over de eigenaar bevat en toegang geeft tot beveiligde diensten. Door middel van Near Field Communication (NFC) kan de sleutel gegevens uitwisselen met een mobiele telefoon.

Een aardige toepassing is de ‘Car Finder’, die de sleutelhouder vertelt waar hij de auto heeft geparkeerd. Op het mobieltje (mits er gps in zit) laat een plattegrond de route terug naar de auto zien. Verleidelijk voor oneerlijke vinders, dus is de sleutel beveiligd met een pincode. Helaas raakt ook Car Finder het spoor bijster als de auto is gestolen of weggesleept.

De autosleutel wordt met NFC desgewenst ook toegangspas of betaalmiddel, al dan niet voorzien van pincode. Keunen maakt zich geen zorgen over de privacy. “De toegang tot diensten, bijvoorbeeld de betaalfunctie, is jouw beslissing.”

Slimme meters

De toepassing van intelligente energiemeters die metingen kunnen opslaan en doorgeven aan het energiebedrijf, staat in Nederland nog in de kinderschoenen. In landen als Italië bestaat ‘smart metering’ al veel langer. Tussen 2002 en 2007 installeerde Enel, het grootste nutsbedrijf van Italië, al 27 miljoen slimme energiemeters.

De eerste slimme meters konden slechts in één richting communiceren, de nieuwe generatie vormt de bouwsteen voor een Advanced Metering Infrastructure (AMI). Met tweewegverkeer wordt het makkelijker voor bewoners en bedrijven om tegen betaling zelf opgewekte energie (zonnepanelen, windmolens) terug te leveren aan het netwerk. Vanaf 2013 evolueert de energiemeter tot een home gateway, voorspelt NXP’s Jan-Willem Vogel. De meter wordt dan een sensor in een intelligent netwerk.

Slimme meters lijken vooral prettig voor de energieleveranciers. Ze kunnen goedkoop meterstanden op afstand uitlezen, piekbelasting in toom houden door ‘load management’, tarieven beter differentiëren, afsluiten op afstand en bescherming tegen fraude. De consument profiteert ook: beter inzicht in het verbruik, accurater en vaker facturen ontvangen, zwaar verbruik naar goedkopere uren overhevelen. Daar staan volgens critici gevaren voor de privacy tegenover.

NXP levert microcontrollers voor slimme elektriciteitsmeters, gebaseerd op de ARM Cortex-M3-architecuur, en Cortex/M0-chips voor gas- en watermeters die op batterijen werken. De meters kunnen worden uitgebreid met een contactloze chipkaartlezer voor prepaidklanten.

Op dit moment heeft NXP geen ‘powerline’-producten voor datacommunicatie via het elektriciteitsnet. Vogel: “Maar we kijken er wel naar en doen later dit jaar waarschijnlijk een aankondiging op dat gebied. Het grootste probleem is de ruis op het netwerk, zeker in landen als India.”

Smartcards

Vorig jaar kreeg NXP veel negatieve publiciteit over zich heen toen bleek dat de beveiliging van de ov-chipkaart, gebaseerd op de MIFARE Classic-chip, was gekraakt. NXP zal de productie van de Classic-chip uitfaseren, zegt verkoop- en marketingdirecteur Steve Owen van de afdeling Identification.

De opvolger MIFARE Plus is beveiligd met het AES-protocol en kreeg van de hackers van de Chaos Computer Club het eervolle predikaat ‘benchmark-product’. Desondanks verwacht NXP dat hackers blijven proberen de chip te kraken. “Onze doelstelling is de MIFARE Plus op beveiligingsniveau EAL 4+ te brengen. Dat is het niveau dat ook voor bankpassen geldt”, aldus Owen.

Voor toepassingen die zijn gebaseerd op de Classic-chip is geleidelijke vervanging door de Plus-versie mogelijk, demonstreert NXP-medewerker Jan Brand. Niet alle ov-chipkaarten hoeven in één klap vervangen te worden, want de MIFARE Plus bevat een compatibiliteitsmodus met de Classic-chip. Hierdoor wordt zo’n nieuwe kaart ook door bestaande kaartlezers en poortjes op stations herkend.

Een vervoerbedrijf kan ermee beginnen geen Classic-kaarten meer uit te geven en nieuwe kaarten te voorzien van een Plus-chip in de compatibiliteitsmodus. Op een gegeven moment, als er voldoende Plus-kaarten in omloop zijn, worden de lezers en poortjes omgebouwd. Ze kunnen daarna zowel Classic- als ook Plus-chips in ‘native’ modus herkennen.

Het vervoerbedrijf kan de kaartlezers programmeren om de compatibiliteitsmodus bij de eerste passage automatisch te veranderen in de hoogbeveiligde modus. Dat is een onomkeerbaar proces en kan dus pas gebeuren als er nog maar weinig Classic-chipkaarten in omloop zijn. NXP’er Brand schat dat het landelijk wel anderhalf tot twee jaar kan duren voordat (bijna) alle oude kaarten zijn uitgefaseerd.

Beeldschermen

Gezien de oorsprong van NXP als divisie van Philips, een grote fabrikant van tv-toestellen, is het niet verwonderlijk dat de chipmaker zich op elektronica voor beeldschermen richt. NXP is zowel betrokken bij de HDMI-standaard die in moderne televisies gangbaar is als bij DisplayPort, een videotechniek die uit de pc-hoek stamt.

In het lab is een methode ontwikkeld om de beeldkwaliteit te verbeteren en tegelijk het energieverbruik van platte beeldschermen te verminderen. Productmarketingmanager Denis Marsault laat dat zien aan de hand van twee MacBook-notebooks, die voorzien zijn van ledverlichting in plaats van de gangbare CCFL-fluorescentielampen. De schermen worden aangestuurd door een NXP DisplayPort-chip, de TDA19914.

De methode maakt gebruik van ‘dimming’, het geheel of selectief uitschakelen van de schermverlichting. Dit vervangt de traditionele aanpak waarbij de verlichting op volle kracht blijft branden en donkere gedeelten door filters worden afgeschermd.

De NXP-chip analyseert de beelden en schakelt met behulp van een timing controller, die de horizontale en verticale beeldlijnen individueel kan aansturen, de leds in donkere gedeelten uit. “Gemiddeld kun je zo zonder kwaliteitsverlies 30 procent energie besparen, wat zich vertaalt in een langere batterijduur”, aldus Marsault.

Kilometerprijs

Deze zomer is in en om Eindhoven een proef gestart met kilometerbeprijzing, gesteund door het ministerie van Verkeer en Waterstaat. NXP ontwierp het kastje dat de ritten registreert en IBM levert de back-endsystemen.
De ‘pre-test’ met vijftig auto’s duurt tot eind dit jaar en moet uitwijzen of de techniek geschikt is voor landelijke opschaling. Er moet de garantie zijn dat het systeem altijd werkt. Dat stelt zeer hoge eisen aan de elektronica, vertelt Gerard Daalderop van NXP.

De chipfabrikant ontwikkelde met partners CPS Europe en Magicview een systeem met ‘onboard unit’ (OBU) en zelfklevend vignet met autokenmerken. Beide staan in contact met elkaar door middel van Near Field Communication.
OBU en vignet moeten vlak bij elkaar op de voorruit worden gemonteerd. Het vignet gaat kapot als iemand probeert het te verwijderen. Het netwerk controleert regelmatig of de OBU nog aanwezig is. Zo is verzekerd dat alleen auto’s met een werkende OBU op de weg zijn. De automobilist kan niet knoeien met locaties en prijzen.

Het hart van het kastje is NXP’s ATOP-chip met ARM-microcontroller en gps-ontvanger. Tijdens een rit stuurt de OBU de gps-locatiedata samen met de autokenmerken via het gsm-netwerk (gprs) naar de backoffice. De wegenkaart zit in de backoffice en kan daardoor altijd heel actueel zijn. De ritprijs wordt centraal berekend en teruggestuurd naar de OBU, die vervolgens contact opneemt met een bank om de betaling te regelen. In de OBU zit daartoe een creditcardchip die aan de hoogste veiligheidseisen van Visa/MasterCard voldoet. Door deze scheiding van functies is volgens Daalderop de privacy gewaarborgd.

De OBU kan meer gedaanten aannemen: aparte kastjes die de automobilist zelf kan installeren, geïntegreerd in een TomTom-achtig navigatiesysteem, of ingebouwd in nieuwe auto’s. NXP voorziet meer toepassingen voor zijn ATOP-platform, waaronder het toekomstige Europese noodoproepsysteem bij ongevallen (e-call), opsporing van gestolen auto’s, internettoegang in de auto en logistieke functies voor vrachtauto’s.
SRit/g.kelfkens@sdu.nl