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IoT製品検証の新しいトレンド：ヒートマップ検証

Allion Labs IoT（モノのインターネット）の時代には、数多くのデバイスがワイヤレス技術を通じてインターネットに接続されことになります。しかし、ワイヤレス環境はまるで目に見えない高速道路のようなもので、チャンネルや帯域幅は非常に限られており、IoT製品のワイヤレス機能検証方法は、過去のものとは大きく異なります。この記事では、一般的なワイヤレス接続の問題から始まり、実際のフィールドでのヒートマップ接続分析を通じて、IoT時代におけるワイヤレス検証のトレンドをご紹介します。 将来、IoTやスマートホーム製品がますます増加して、使用されるワイヤレス周波数もますます混雑し、消費者はワイヤレス品質の悪い使用体験を受け入れることができなくなるでしょう。ワイヤレス技術の利用はすでに20年以上にわたり、ほとんどのユーザーはWi-FiやBluetoothなどの応用技術に精通していますが、依然として接続に関するよくある問題がいくつか存在し、これが製品の品質と実際のユーザーエクスペリエンスに最も直接影響を与える鍵となるでしょう。  1.ワイヤレス信号の不安定性  製品間やワイヤレス基地局間の距離や、信号伝送路の材質は、ワイヤレスネットワークの信号強度に影響を与え、直接ワイヤレス伝送性能の差を引き起こします。家庭でよくある例を挙げると、自宅でスマートフォンをワイヤレスネットワークに接続している場合、リビングルームに座っているときは接続できますが、スマートフォンを持って寝室や他の部屋に移動すると、セメントの壁に遮られ、瞬時に信号が最大から弱に変わります。  2.接続済と表示されていても、ネットワークが非常に遅く、遅延が大きい  これもワイヤレス接続でよく見られる問題ですが、明らかに接続されており、APの信号がフルで表示されているのに、ネットワーク速度が遅くて遅延が大きく、ひどい時には動作不能に近い場合があります。このタイプの問題は、多くの場合、同じ周波数での同一チャンネル干渉や、他のワイヤレス技術からの信号干渉などが原因で発生します。  3.「ワイヤレスローミング」が接続されているが機能しない  使用範囲が比較的広いと、多くの場合、ワイヤレスネットワークのカバレッジを拡張する必要があります。しかしワイヤレスローミング（Wireless Roaming）では、異なるAP間で切り替える際に、短い切断時間の差が若干発生するため、この時間差で再接続できなくなったり、プログラム機能が中断したりする可能性があります。例えば、自宅を掃除しているお掃除ロボットが別の部屋に移動する際に、Aの位置では制御できますが、Bの位置に移動すると、デバイスは接続されているように表示されても、何のコマンドも送信できず、再接続してインターネットにアクセスする必要があります。 「ワイヤレスネットワーク」と「IoT製品」、「使用エリア」は密接に関連しています。将来のスマートホームは、カメラからコンセント、照明、さらには煙感知器に至るまで、すべてのデバイスがワイヤレス技術を通じてインターネットに接続されていなければなりません。上記の問題によりユーザーエクスペリエンスが影響を受ける場合、深刻な場合には生命や財産の損失を引き起こす可能性があり、消費者、製品、ブランドにとって大きな損害となります。 アリオンは、10年以上にわたってワイヤレスネットワーク分野に深く関わっており、多くのワイヤレス技術（Wi-Fi、Bluetooth）およびIoT技術（LoRa、OCF）協会が認定するテスト機関です。アリオンは、早い時期にIoT製品の応用・技術の面に携わっており、「ヒートマップフィールド分析」を活用して、「製品からフィールドまで」の完全な検証ソリューションを設計し、製品の最適なワイヤレスパフォーマンスを保証します。 なぜワイヤレスヒートマップフィールド分析が必要なのか？ 今日のワイヤレス製品の性能検証は、過去のものとは大きく異なります。IoT製品の場合、一般的なワイヤレス性能テストだけでは不十分であり、「ラボで合格、市場で不合格」という恥ずかしい状況を避けるために、実際のシナリオを考慮し、ユーザーの行動という観点から始め、実際のワイヤレス環境をシミュレーションする必要があります。 [...]

サーバー信号品質の低下がもたらす潜在リスク

Allion Labs  最近サーバー業界で最も注目されている話題は、ChatGPTとNVIDIAがもたらした生成AI旋風です。AIサーバーも業界関係者から注目を集め始めて購入注文も出ており、AIサーバーの成長を牽引しています。市場調査機関Trend Forceの最新の予測によれば、AIサーバーの出荷数は2023年に前年比年間で38.4％増加し（約120万台）、サーバー出荷数全体の約9％を占める見込みとなっています。さらに、2026年には15％に達し、2022年から2026年におけるAIサーバー出荷数の年間平均成長率が10.8％から22％に上方修正されています。 AIサーバー内部の高速インターフェースにはPCI Express（PCIe）5.0技術が採用されており、双方向のスループットは約128GB/sに達し、大量のデータ転送と計算が必要な各種生成AIアプリケーションをサポートしており、これこそAIサーバーが成功する主な要因の一つでもあります。そのため、PCIeチャネル設計の品質検証は非常に重要であり、電気信号のアイパターン測定がPCIeの最も一般的な検証手法となっていますが、すべてのPCIe信号のアイパターンを全面的に検証するには、非常に時間がかかります。たとえば、8つのPCIe 5.0スロット（x16）を持つAIサーバーの場合、測定しなければならないアイパターンは4608個にも及び、作業完了までに9〜10日かかります。100％測定するには時間がかかるため、業界では検証時間を短縮するために部分的に測定することが多く、その測定カバレッジ率は約15〜25％程度に過ぎません。このような低い測定カバレッジ率では、不適切に設計されたチャネルを検出できないリスクが生じ、データ転送性能の低下や速度低下、深刻な場合にはGPUアクセラレータカードの接続失敗や、システムが再起動する可能性が高まります。 このようなリスクに対処するために、アリオンはPCIe電気検証自動化ソリューション（Allion PCIe Multiport System、以下APMS）を開発しました。これにより、測定の所要時間を高速化してテストサイクルを短縮し、測定装置の生産能力や回転率を向上させることができます。このAPMSは、手動テストに必要な時間を5分の1に短縮でき、前述した9〜10日かかる案件を2日で完了し、全てのpresetモードの全レーンで100％のカバレッジ率を達成することができます。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できるサーバー検証コンサルタント アリオンは完全な環境設備と豊富なプロジェクト経験を備えており、APMSの開発に加えて、以下のPCIeに関するコンサルティングサービスも提供しています。 1. 検証に必要な各種フォームファクタのテスト治具を提供し、お客様のニーズに合わせてカスタマイズ可能な治具を開発します。 [...]

高出力・多機能なマルチポートを備えた充電器が熱くなって充電できない？

市場にはモバイルバッテリーからマルチポート充電器など、さまざまなタイプの充電デバイスが数多くあり、また新しい充電方法も次々に登場しています。入出力は2×USBをサポートするものから4×USBをサポートする大型のものまで多岐にわたり、一部のモバイルバッテリーでは、ケーブルを備えたものやAC電源入力をサポートしているものさえあります。しかし、多くの消費者がこうした製品を購入する一方で、充電中に過熱、溶解、焼損、爆発するといった生命と財産の安全にかかわるニュースを時折耳するため、こうした製品を誰も気にせず安心して使用していいものか、消費者は不安を感じています。また、販売店とブランドメーカーは市場で売上げを伸ばすため、こうしたリスクにどう対処し回避すべきでしょうか。アリオンは、USB認証試験とカスタマイズ検証を兼ね備えた業界唯一のラボとして、シミュレーション可能なテスト環境を構築でき、主要な充電器ブランドやメーカーとの協力関係から得た豊富なテストケースの経験を有しています。一般的な製品設計と潜在的な応用リスクは次の通りです。 知らないでは済まされない！マルチポートパワーバンクと充電器の設計および潜在リスクと分析  1.　充電器の温度制御能力が不十分だと、ユーザーがやけどしたり、ケーブルインターフェースの溶解を引き起こす可能性あり  昨今GaN技術の充電器が新しいトレンドになっています。そのメリットは非常に小型で軽量なことですが、使用後に触れると少し熱く感じるのが玉にキズです。マルチポート充電器製品の場合、外観や温度制御、安全性をどのようにバランスよく設計するかが重要で、製品の安定性と安全性テストの中で非常に重要なポイントとなっています。アリオンの環境シミュレーションラボで、環境温度23度の中、充電器の温度制御パフォーマンスに関するテストを行い、充電器を長時間使用した場合の温度の安定性を含め、正常な使用範囲内で動作し過熱の問題を回避できるかを確認しました。 以下は、とあるGaN技術の充電器に関するテスト結果です。環境温度が23度のテスト条件下で、充電器のすべてのポートでデバイスを充電した際、測定した外部ケースの最高発熱源の温度は以下の通りです。 医学的研究によると、45度の物体が肌に直接触れたまま30分以上経過すると、赤みやかゆみの症状が現れる恐れがあり、温度が50度に達すると、接触時間がたった5分でも低温やけどのリスクがあり、温度が60度から70度に上がると、その物体に直接触れるべきではないと言われています。アリオンのテストデータから、この製品は市場でユーザーから返品されるリスクがあるだけでなく、ユーザーがけがをして損害賠償を請求されるリスクもあることが分かります。  2. シェアパワー後、充電能力が不足や過剰となり、ロジックエラーが発生する  アリオンのユーザー検証シナリオでは、充電器がシェアパワーモードで複数のデバイスを同時に充電する場合、各デバイスが十分な充電を受けられるかどうか、また電力の配分が充電器の設計に合致しているかどうかを確認することができます。さらに、さまざまな操作システムを持つデバイスと正しく接続し、安定して充電できるように、ユーザーグループごとにデバイスをシミュレーションして互換性検証を行います。アリオンの経験に基づくと、よく発生する問題は以下の通りです。 A. 充電能力の不足または全体の出力が設計仕様を超えている 一部の充電器でシェアパワーを実行すると、一部の充電ポートでは充電プロファイルで宣言された充電電力があるにもかかわらず、実際にデバイスに接続すると不足していることがある。詳細な検証で電気負荷を使用して強制的にパワーを増やすと、充電器がOCP（Over Current Protect、過電流保護）に入ることがある。 充電能力が過大で、予想以上の充電プロファイルを宣言しサポートする。元々製品にデフォルトで設定された最大出力が100Wの充電器でも、シェアパワー後にすべての充電ポートを合計すると110W以上になることがある。 [...]

ウェアラブルデバイスのトレンドが襲来ースマートウォッチ市場のアプリケーションリスクを詳細に分析

Allion Labs Stratistics MRCの統計データによれば、2022年世界全体のスマートウォッチ市場規模は約254.4億ドルで、2028年には649.3億ドルに達すると予想されています（年間平均成長率16.9％）。ウェアラブルデバイスが徐々に消費者の主要な選択肢の1つとなっているため、消費者の期待する機能がウェアラブル製品の開発に影響を与えています。アリオンが実際に調査したところ、デバイスにディスプレイが搭載されていれば、消費者はその製品がスマートフォンと同等のユーザーエクスペリエンスを提供することを期待し、豊かで直感的な使い心地を提供しつつも、様々な厳しいユーザーシナリオを満たしながら、さまざまなアプリケーションではバッテリー寿命の延長や接続の向上といったニーズを満たす必要があります。いかに消費者ニーズを満たし、ODM設計の製品を効果的に評価するかが、ブランドと販売チャネルに課されている課題となっています。 この記事では、市販されているスマートウォッチでよく見られる応用リスクについて詳しく分析します。   スマートウォッチでよくあるアプリケーションリスクの分析 アリオンが実施した調査と、消費者がインターネット上で行ったスマートウォッチ製品に対するレビューの統計に、アリオンの長年にわたる豊富な検証テストの経験を組み合わせて、ユーザーがよく遭遇するリスクと問題のタイプが、以下の5つの主なシナリオであると分析しました。    1.正確性に関するリスク　 スマートウォッチには高精度のセンサーが搭載されており、ユーザーの身体データ（心拍数、血圧、睡眠状態など）をリアルタイムで監視することができます。また運動のトラッキングにも対応し、歩数、消費カロリー、運動距離などを計算して、ユーザーが自身の運動パフォーマンスと健康状態をより把握することができます。スマートウォッチは従来の時計と異なり、こうした付加価値の高いスマート機能がありますが、そのセンサーからのデータが異常で不正確だと、ユーザーのスマートウォッチを使い続けたい気持ちに、明らかに影響を与える可能性があります。 実際のテストケースでは、同時に2つのスマートウォッチをつけて3キロ走ってテストしたところ、検出結果に大きな違いが見られました。    2. スマートフォンとの接続に関するリスク  [...]

エッジサーバーアプリケーション屋外設計時の課題と潜在リスク

Allion Labs  近年、エッジサーバーテクノロジーはさまざまな分野で急速に発展しており、スマートシティやスマートモビリティでよく使われているエッジAIやエッジコンピューティングサーバーなど、屋外環境でも広く使用されています。これらのエッジサーバーは屋外に設置されるため、防水・防塵性を考慮してファンレス設計が採用されることが多く、また設置場所を考慮して小型に設計されていることが一般的ですが、小型かつファンレス設計であるがゆえに、放熱性や耐久性に問題があります。 屋外環境での最大の課題は温度変化 例えば、熱帯地域では、夏季の高温に加えて太陽の直射日光のせいで、エッジサーバーの温度が60度以上の高温に達する可能性がある一方で、寒帯地域では冬の夜間の気温が-40度以下になることがあります。また、昼夜の温度差が大きい地域や季節によっては、温度差が40度以上に達することもあります。 屋外でのエッジサーバーアプリケーションの潜在的なリスクは次のとおりです。 ファンのない設計であれば、昼間高温になったエッジサーバーが効果的に冷却されない可能性があり、強制シャットダウンを引き起こす可能性がある 夜間の低温のせいで電子コンポーネントの動作しなくなり、エッジサーバーが起動しなくなる可能性がある 長時間にわたる昼夜の温度変化により、エッジサーバーの寿命が短くなる可能性がある 上記の潜在的なリスクによりエッジサーバーの故障が起こると、スマートシティやスマートモビリティが「スマート」に機能しなくなり、さまざまな混乱や交通事故の原因となる可能性があります。 上記の3つの潜在リスクに対処するために、アリオンは評価に関する一連のコンサルティングサービスを提供することができます。 動作モードでの最高温度と最低温度の最大限界値を評価する 損傷して修復不可能な最高温度と最低温度の極限値を評価する 展開された屋外環境での使用シナリオに基づいて混合テスト（高温/低温）をシミュレーションし、正常に動作するか確認する 極限値に基づいて予想保証期間を評価する [...]

超高解像度時代の到来：なぜHDMI変換アダプタ製品は認証が不可欠なのか？

HDMI協会の重要アップデート：HDMI変換アダプタの認証プログラム 現在最も普及している伝送インターフェースであるHDMIインターフェースは、さまざまなAV製品で広く使用されており、同時にさまざまなHDMIコネクタタイプ（標準、ミニ、マイクロなど）も開発されています。市場にはさまざまなHDMI変換アダプタ（例：メスからオスへの変換、標準からマイクロコネクタへの変換など）がありますが、これまでHDMI協会はHDMI変換アダプタの仕様を明確に定義していないため、市販のHDMI変換アダプタはいずれも認証テストを受けることができず、品質を保証することができませんでした。 現在最も普及している伝送インターフェースであるHDMIインターフェースは、さまざまなAV製品で広く使用されており、同時にさまざまなHDMIコネクタタイプ（標準、ミニ、マイクロなど）も開発されています。市場にはさまざまなHDMI変換アダプタ（例：メスからオスへの変換、標準からマイクロコネクタへの変換など）がありますが、これまでHDMI協会はHDMI変換アダプタの仕様を明確に定義していないため、市販のHDMI変換アダプタはいずれも認証テストを受けることができず、品質を保証することができませんでした。 関連記事：HDMIケーブル認証に関するお知らせ   HDMI変換アダプタの潜在リスク アリオンはHDMIフォーラムが公式に認定したテストラボとして、豊富なHDMIテスト経験ノウハウと多くのプロジェクトでの実績を背景に、各大手企業やデザイン/製造メーカーと長年にわたり緊密に連携しています。以下では、HDMI仕様の包括的理解と製品テストの実際データを通じて、HDMI変換アダプタの潜在的なリスクを深く掘り下げて分析を加えます。   協会の監査を受け、非認証のHDMI製品が商品棚から強制的に撤去されるリスク HDMI協会は昨年トレードドレス（Trade Dress）を新たに登録し、製品の外観にHDMIコネクタが含まれていればHDMI製品と見なされ、HDMI仕様に準拠する必要があります。さらに、HDMI協会は2023年5月に匿名通報システムを導入し、消費者が規格に準拠していないHDMI製品を通報できるようにしたため、認証テストに合格していないHDMI変換アダプタは、HDMI協会の監査を受け、強制的に撤去されるリスクがあります。メーカーや販売店がこれに気づかず、サプライヤーからも認証を完了するよう要求されなければ、製品が商品棚から撤去され返品されるリスクに直面することになります。   HDMI Type-Aオスメス変換アダプタ製品のテスト実例 アリオンは、2つのHDMI [...]

コネクテッドカーの高性能計算時代の到来に、準備はできていますか？

Allion Labs  コネクテッドカーの開発トレンド 近年世界の車載用半導体チップ市場が急速に成長しています。2023年にモルガン・スタンレーが発表した最新レポートによると、車載ハイ・パフォーマンス・コンピューティング（以降半導体市場は、今後5年間で3倍に成長すると推定されています。2023年に20億ドルに達する市場全体のポテンシャルは、2027年には60億ドルにまで成長し、年間平均成長率（CAGR）は29％と予想されています。同時に、車載HPCチップのカスタム設計ニーズの増加により、チップ設計サービスプロバイダーの累積収益は、今後5年間で20億ドル以上増加する見込みです。   評価結果 コネクテッドカーの開発トレンドにおいて、高速データ通信と車載HPCは、車両内の各電子制御ユニット（ECU：Electronic Control Unit）に対し、管理と演算処理を統合する必要があります。さまざまなECUのデータフローや低遅延ニーズに対応するために、車載HPCもPCIe基準およびAEC-Q100認証に準拠したPCIeパケットスイッチャーを装備することで、各エンドポイント間の高速統合や通信、データ転送を実現しています。 「高周波ミリ波レーダー」を例にすると、各レーダーセンサーデータはECUを介して車載HPCのリアルタイム画像処理ユニットに集中します。したがって、この種の高トラフィックリアルタイム画像処理には、転送速度が10Gbpsに達するAutomotive Ethernet MultiGBASE-T1のように、高速、低遅延、高い信頼性、同期性の高いリアルタイム転送インターフェースを搭載する必要があります。 PCマザーボードの概念と同じように、車載HPCはPCIeチャネルを介してCPUやメモリ、I/Oインターフェースを備えたプラットフォーム型アーキテクチャの統合を構築することで、車内のさまざまなECUの通信と処理を制御することができます。 さまざまなタイプの高性能計算と応用例： センサー環境情報のリアルタイム読み取り [...]

高級車なのに高級体験なし？対話型インフォテインメントシステム「MBUX」の実機テスト（カーナビ編）

Allion Labs  近年各自動車メーカーは販促の重要な項目の一つとして、インテリジェントキャビン機能の豊富さや便利さ、万能性などをメインに打ち出しています。広告宣伝の波及効果もあり、インテリジェントキャビンに対する消費者の期待がますます高まっており、車の購入に際して非常に重要な決め手となっています。 より卓越したドライビング体験を提供しつつ、ユーザーの高い期待に応えるため、アリオンは主な自動車メーカーやTier 1サプライヤーからサポートに関する問い合わせを多くいただいています。 製品仕様の策定、品質検証、ユーザーシナリオのシミュレーション、生産ラインへの自動化AIの導入に至るまで、様々な面で協力し、消費者の心にブランドの信頼を確立することを目指しています。 2018年AppleはWWDCで正式にiOS 12をリリースし、CarPlayでサードパーティ製カーナビゲーションシステムのサポートを開始しました。このアップデートが実施されるまで、CarPlayはiPhoneにインストールされているAppleマップナビゲーションでしか使用できず、2019年にリリースされたiOS 13に多機能ダッシュボードモードが追加されたものの、その時点ではまだAppleマップでのみ使用可能でした。サードパーティの地図アプリがダッシュボードモードを使用できるようになったのは、2020年3月にiOS 13.4がリリースされてからです。 カーナビにはGoogleマップとAppleマップのどちらを使う？ スマートフォンと車載IVIシステムをワイヤレスで接続すれば、運転時の利便性が向上する一方で、実際の使用に伴う潜在的な問題も発生しやすくなります。そのため各自動車メーカーが新型車で相次いでCarPlay / Android Auto認証を取得しているものの、実際のユーザーエクスペリエンスでは、機能性と互換性の面でまだ多くの課題が残されています。アリオンはユーザー視点から、Mercedes-AMG [...]

実際の環境的干渉に対して、ヘッドフォンが持つアクティブノイズキャンセリング機能の遮音効果やいかに？

Allion Labs  騒音を遮断するツール　「アクティブノイズキャンセリング機能」 アクティブノイズキャンセリング（Active Noise Canceling、ANC）技術が世に出て以降、最もメインで利用されているのはヘッドフォン市場です。今日では公共交通機関、騒がしいファーストフード店やカフェ、混雑している駅や空港など、すぐに仕事に集中しなければならないビジネスパーソンや、外部の騒音を遮断して静かなひと時を楽しみたい通勤者にとって、ノイズキャンセリングヘッドフォンは間違いなく最適なツールとなっています。しかし、実際の騒がしい環境において、アクティブノイズキャンセリングヘッドフォンは本当にその遮音効果を発揮しているのでしょうか？ 最適なノイズキャンセリング効果を実現するには、製品開発段階でラボでのテスト実施に加え、現実の環境での音響シナリオのシミュレーション検証が必至となっていますが、実際に影響を与える因子は多くの場合予測や制御が難しいため、アクティブノイズキャンセリングヘッドフォンの検証では、フィールドテストが重要な要素となります。しかし、アリオンが音響検証分野へ参入してから数年が経ち、さまざまなヘッドフォンメーカーと協業してきた中で、アリオンワイヤレス音響コンサルティングチームは、この重要な実際環境でのシミュレーションテストが、メーカーにとって頭痛の種の一つとなっていることが分かりました。この検証方法には高いコストだけでなく、多くのリスクと制約もあるのが現状です。 関連する記事：アクティブノイズキャンセリング（ANC）ヘッドフォンのノイズキャンセリング性能テスト   アクティブノイズキャンセリング機能に影響を与える潜在的なリスク アリオンのワイヤレス音響コンサルティングチームは、アクティブノイズキャンセリングヘッドフォンのノイズキャンセリング効果に影響を与えかねない潜在的なリスクを、以下のようにまとめました。 全体的なワイヤレス環境の干渉 Bluetooth周波数帯域の占有 制御できない周囲の環境ノイズ アクティブノイズキャンセリングヘッドフォンのノイズキャンセリング性能に影響する、さまざまな環境ノイズ [...]

「画面がブラックアウト？」USB-CからHDMIへの変換でよくある潜在的なリスク

多くの製品のインターフェースがUSB-Cに置き換わって次第に市場の主流となり、消費者向けガジェット製品の伝送インターフェースを統一する勢いが高まっています。その重要な4つの主要な特性は、向きを気にせず接続できる、電力供給、データ転送、映像伝送で、これらの応用からもさまざまな製品が誕生しています。 しかし、これまで製品設計において、多くのメーカーがコストに重点を置いていたため、実際4つの特性すべてがUSB-C設備やデバイスに組み込まれているわけではありませんでした。そのため、消費者は製品購入後に機能面で落胆したり、ひどい場合には、キャスティング操作で画面が正常に表示されないこともありました。USB-Cは無限の可能性を持ち、世界的なトレンドになりつつある一方で、設計上の潜在的なリスクや課題にも直面しています。以下では、USB-CからHDMIへの変換でよくある問題とその解決策に焦点を当てて説明します。 知らないでは済まされないUSB-CからHDMIへの変換でよくある2つの問題  問題1  ソース側のUSB-Cポートが、データや映像の転送機能をサポートしているにもかかわらず、実際に使用すると画面が正常に出力できない場合があります。コンピュータ画面の右下にポップアップ通知で表示される場合は、DisplayPort Alternative Mode（DP ALTモード）の通信に失敗し、代替モードに切り替えることができず、映像転送がサポートされないことが問題である可能性があります。 アリオンが提供できるサービス 消費者に今後もこのようなトラブルに巻き込まれるだけなのでしょうか？アリオンのUSB-C to Protocol Converter Alt Mode [...]