ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Korona kiihdytti koneoppimista verkon reunalla

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 09.12.2022
  • Devices
  • Embedded
  • Networks

Covid-19-pandemialla on ollut oma vaikutuksensa sulautettujen järjestelmien markkinakehityksessä ja se on merkittävästi lisännyt koneoppimiseen liittyvän automaation, ilmaisun ja edge-prosessoinnin suosiota.

Kirjoittaja Rod Drake toimii tuotekehityksen johtajana Microchip Technologyllä. Hän on olut yhtiön palveluksessa vuodesta 1990 lähtien. 

Samalla aikaan, kun asiakaskunnan keskuudessa digitalisaation liittyviä suunnitelmia on vauhditettu, puolijohdeteollisuudella on ollut vaikeuksia vastata kasvaneeseen kysyntään. Joustavuutta vaaditaankin tästä syystä koko tuotantoketjulta aina kortti- ja järjestelmäsuunnittelusta alkaen. Tämä on ollut jatkuvasti suuri haaste alan teollisuudelle koko kuluneen vuoden aikana.

Haasteeseen vastaamiseen ei riitä pelkästään se, että joustavuutta on edge-prosessoinnin toteuttamisen sekä laitetyyppien ja tekniikoiden käytön suhteen, vaan että myös joustavuutta löytyy tavoissa, miten edge-järjestelmät saadaan toimimaan eri puolilla IoT-verkkoja. Microchipin tarjonnassa on laaja valikoima teknologioita ja omaa valmistuskapasiteettia, joita hyödyntäen on mahdollista tarjota loppukäyttäjälle hänen haluamallaan teknologialla toteutettuja ratkaisuja.

Yhtenä esimerkkinä voidaan mainita ohjelmoitavilla FPGA-piireillä toteutettavat älykkäät kuvasensorit, joissa on mukana paikallista koneoppimista. Tämä edellyttää, että kuvankäsittelyn tarvitsemat koneoppimisen avainalgoritmit ovat itse kamerassa sen sijaan, että datastriimejä lähetettäisiin pilveen. Tällä tavoin saadaan vasteaikoja lyhennettyä, tehonkulutusta pienennettyä ja IoT-verkossa tarvittavia datavaatimuksia vähennettyä.

FPGA-teknologian käyttö mahdollistaa myös sen, että suunnittelijat voivat kehittää omia koneoppimisen sovelluksia tai virittää olemassa olevia koneoppimissovelluksia omia erikoistarpeitaan varten. Tällä tavoin on mahdollista saada enemmän suorituskykyä reunalaitteissa toimiviin erityissovelluksiin tuotantolinjalla suoritettavasta laadunvarmistuksen vianilmaisusta tuotantolinjan ohjausjärjestelmiin.

Esimerkiksi uusimpaan Microchipin FPGA-kehitysalustaan on lisätty uusia antureita, jotka on yhdistettävissä teollisuusstandardin mukaisiin kameroihin 1 Gb/s:n liitännällä ja enimmillään 1,5 Gb/s:n vastaanotolla kaistaa kohden. Tarve yhä suorituskykyisemmille liitännöille kasvaa, kun suunnittelijat ovat siirtymässä käyttämään entistä suuremmilla resoluutioilla varustettuja kameroita yhä tarkempien yksityiskohtien taltioimiseksi ja paikallisesti tapahtuvan prosessoinnin tehostamiseksi. Näin pyritään estämään paikallisverkon ylikuormittumista ja mahdollistamaan tuottavuuden parantuminen olemassa olevassa infrastruktuurissa.

Siinä missä nopeat ethernet-verkot ovat yhä yleisemmin käytössä teollisissa edge-sovelluksissa, reunalaitteessa oleva FPGA-ratkaisu mahdollistaa, että suunnittelijat voivat konfiguroida järjestelmän eri teollisuusverkoille kuten Profibus- tai Hart-verkolle. Verkkoprotokollien joustavasti tapahtuva lisääminen FPGA-suunnitteluun vähentää verkkosolmujen ja yhdyskäytävien tarvitseman koon ja monimutkaisuuden määrää, mikä onkin ollut pääasiallinen suuntaus nyt ja ensi vuonna.

Koneoppiminen on myös mahdollista toteuttaa laajassa valikoimassa mikro-ohjaimia, joita käytetään esimerkiksi reunalaitteiden ennakoivan huollon ja ylläpidon sovelluksissa. Microchip on läheisessä yhteistyössä ohjelmistokehittäjien kanssa, jotka kehittävät algoritmeja edistyneiden kuviontunnistuksen ohjelmistojen suorittamiseksi sensoreiden välittömässä läheisyydessä olevissa mikro-ohjaimissa. Näin on mahdollista toteuttaa yhä paikallisemmin tapahtuva laitteistojen valvonta tunnistamalla datasta ne kuviot, jotka indikoivat laitteen olevan vaarassa mennä epäkuntoon ja jopa laitteessa olevan ongelmakohdan sijainnin.

Tämä taas mahdollistaa laitteiden poistamisen verkosta hallitusti osana ennalta aikataulutettua ylläpito- tai huoltotoimea, jolloin tarvittavat varaosat on voitu tilata jo valmiiksi etukäteen. Näin eivät pääse yllättämään ennalta-arvaamattomat vikatilanteet, jotka saattaisivat pysäyttää tuotantolinjat aiheuttaen miljoonien dollarien tuotantomenetykset ja toimitusten viivästymisten mukanaan tuomat ongelmat asiakaskunnalle.

Koneoppimisen ohjelmoinnin integroitu tukiympäristö on jatkuvassa kehitysvaiheessa, jossa hyödynnetään toimittajilta tai itse sovelluksista saatavaa dataa, lisätään signaalin tunnistuksen ja luokittelun tarkkuutta sekä parannetaan koko järjestelmän suorituskykyä.

Korkean tason data näistä edge-järjestelmistä välitetään myös pilvipalveluihin, joiden merkitys on lisääntynyt vuoden 2022 aikana, minkä seurauksena näiden järjestelmien turvallisuudesta on tullut avainkysymys.

Mitä useampia laitteita ollaan yhdistämässä IoT-järjestelmään, tulee suunnittelijoiden ottaa huomioon sovellusten lisääntyvä haavoittuvuus vihamielisille kaappauksille ja se, että edge-solmut ovat yleisesti varsin alttiita turvallisuutta uhkaaville hakkeroinneille. Tästä syystä on ilmeinen tarve langattomasti (OTA) suoritettaville päivityksille, jotta edge-järjestelmän IoT-laitteiden turvallisuusominaisuudet pysyvät ajan tasalla.

OTA-päivitykset ovat jo nyt pääosin käytössä turvallisuudeltaan kriittisissä järjestelmissä, muutoinhan verkkoon olisi helppo ujuttaa haitallista koodia edge-solmusta käsin. Microchip on yhteistyössä kaikkien merkittävien pilvipalveluiden toimittajien kanssa takaamassa, että noudatetaan viimeisimpiä turvallisuusstandardeja. Tällä toimialalla markkinat kasvavat nopeasti tällä hetkellä.

Toiminnallisesta turvallisuudesta on myös tulossa tärkeä asia teollisuussovelluksissa, jolloin kuljettajaa avustavissa ADAS-teknologoissa ja itseohjautuvissa autoissa käytettävät suunnittelumenetelmät ovat löytämässä tiensä teollisuuden tuotantotiloihin.

Monet teollisuudenalat ovat seuranneet autoelektroniikan viitoittamaa tietä ottamalla käyttöön ISO9000-laatustandardit ja Microchipin näkemyksen mukaan sama kehityskulku on meneillään myös ISO26262-standardin käyttöönotossa teollisuussovellusten suunnitteluissa. Tieto ja ymmärrys siitä, miten järjestelmätasolla jokin asia voi mennä vikaan, mitä seurauksia siitä on ja miten vikaantumistapahtuma saadaan hoidettua hallitusti ja turvallisesti, on parhaiten hallussa autoelektroniikan toimijoilla ja siitä on parhaillaan tulossa tärkeä teknologia verkon reunalla toimivan IoT:n alueella.

Tällä hetkellä pullonkaulana on vielä komponenttien saatavuuden rajallisuus, mutta tilannetta voidaan parantaa yhteistyöllä eri toimijoiden kanssa. Microchipin periaatteena on aina toimia läheisessä yhteistyössä asiakkaiden suunnitteluprojekteissa ja näin tullaan toimimaan vastaisuudessakin. Microchipin omien tuotantotilojen tarjoaman kapasiteetin ansiosta yhtiöllä on hyvät mahdollisuudet vaikuttaa komponenttien saatavuuteen ja mikro-ohjainten ohjelmointiosaaminen yhdistettynä FPGA-teknologian käyttöön antaa suunnittelijoille mahdollisuuksia joustavasti välttää tarjonnassa esiintyvät pullonkaulat.

On selvää, että digitalisaatio on tärkeä osa nyt ja tulevaisuudessa teollisuuden suunnitteluissa ja erityisesti edge-järjestelmien suunnittelussa. Asiakaskunnalle on tarjolla suuri valikoima vaihtoehtoja alkaen edge-järjestelmissä tarvittavista nopeilla liitännöillä varustetuista älysensoreista ja FPGA-prosessoinnista päätyen mikro-ohjaimilla suoritettaviin koneoppiviin algoritmeihin.

Läheinen yhteistyö puolijohdevalmistajien kuten Microchipin kanssa on paras keino taata sujuva pääsy edge IoT -järjestelmien markkinoille. Aikaisessa vaiheessa aloitettu tiedonvaihto ja yksityiskohtainen suunnittelu yhteistyökumppanin kanssa auttaa toimitusketjun rakentamisessa sellaiseksi, että edge IoT:n toteuttamisessa tarvittavat teknologiat ovat saatavissa juuri silloin kun niitä tarvitaan voimakkaasti lisääntyvästä kysynnästä huolimatta.

MORE NEWS

Merkittävä läpimurto kondensaattoreissa

Japanilainen Murata on saavuttanut merkittävän teknologisen läpimurron kondensaattoriteknologiassa. Yhtiö on käynnistänyt maailman ensimmäisen massatuotannon 47 mikrofaradin (μF) monikerroksisista keraamisista kondensaattoreista (MLCC) ultrakompaktissa 0402-tuuman koossa (1,0 × 0,5 mm).

NI yhdisti 14 instrumenttia opiskelijoiden mittauslaboratorioon

NI:n nykyään omistava Emerson on julkistanut uuden NI Digilent Analog Discovery Studio Max -laboratoriolaitteen, joka yhdistää peräti 14 mittaus- ja testausinstrumenttia yhteen kannettavaan yksikköön. Opetuskäyttöön suunniteltu laite on kehitetty helpottamaan elektroniikan ja mittaustekniikan opetusta sekä luokkahuoneessa että etäympäristöissä.

Samsung siirtymässä piihiiliakkuihin?

Samsung on tiettävästi ostanut yhdysvaltalaisen Group14 Technologiesin 4,5 miljardilla dollarilla. Kauppa viittaa vahvasti siihen, että yhtiö on vihdoin siirtymässä uuteen aikakauteen mobiililaitteiden akkuteknologiassa – kohti piihiiliakkuja.

Fold 7 on Samsungilta napakymppi

Samsung on esitellyt jo seitsemännen polven taivuteltavat Fold- ja Flip-mallinsa. Yhtiössä on nyt kuunneltu käyttäjiä tarkalla korvalla ja erityisesti Fold 7:ssa on tehty iso hyppäys eteenpäin. Aiempaa selvästi ohuempi laite on näytöltään leveämpi ja pitää sisällään lähes kaiken Galaxy S25 Ultran raudan. Tuloksena on mahdollisesti paras Android-laite koskaan. Toki myös Samsungin historian kallein älypuhelin.

Qt:n havittelema IAR tukee avointa Zephyriä

Suomalaisen Qt Groupin ostokohteena oleva ruotsalainen IAR laajentaa työkalutukeaan sulautettujen järjestelmien kehittäjille. Yhtiö ilmoitti tiistaina tarjoavansa täyden tuotantovalmiin tuen avoimen lähdekoodin Zephyr RTOS -käyttöjärjestelmälle osana IAR:n Arm-työkalupaketin versiota 9.70.

VTT vetämään EU:n kvanttiprosessorien valmistushanketta

Euroopan unioni on valinnut VTT:n koordinoimaan laajaa eurooppalaista hanketta, jonka tavoitteena on kehittää suprajohtavien kvanttiprosessorien valmistusteknologioita. SUPREME-pilottilinjaksi nimetty hanke tuo yhteen 23 huipputoimijaa kahdeksasta EU-maasta, ja sen on määrä käynnistyä vuoden 2026 alussa.

OnePlus Nord 5 on tehokas paluu juurille

OnePlussan Nord-mallisto on ollut alusta lähtien yrityksen vastaus niille käyttäjille, jotka kaipaavat huippuluokan ominaisuuksia, mutta ilman lippulaivahintaa. Uusi OnePlus Nord 5 jatkaa tätä perinnettä vakuuttavasti, ja tekee sen paikoin paremmin kuin kalliimmat kilpailijansa.

Älykäs sähköverkko vaatii äärimmäisen tarkkaa ajastusta

ETN - Technical articleÄärimmäiset sääilmiöt, uusiutuvan energian vaihteleva tuotanto ja kasvava energiankysyntä haastavat perinteiset sähköverkot ennennäkemättömällä tavalla. Vastaus tähän haasteeseen on älykäs sähköverkko – ja sen toimintavarmuuden ytimessä ovat SiTimen edistyneet MEMS-ajoitusratkaisut. Tässä artikkelissa pureudutaan siihen, miksi tarkka ajoitus on elintärkeää modernissa sähköinfrastruktuurissa.

Renesas tuo tekoälykiihdytyksen mikro-ohjaimiin

Renesas on esitellyt uuden RA8P1-mikro-ohjainperheen, joka määrittää uudelleen suorituskyvyn rajat mikro-ohjaimille. Uudet piirit yhdistävät 1 GHz:n Arm Cortex-M85 -prosessorin, 250 MHz:n Cortex-M33 -ytimen ja Arm Ethos-U55 -tekoälykiihdyttimen, mahdollistaen jopa 256 GOPS:n AI-suorituskyvyn – ensimmäistä kertaa MCU-luokassa.

Suunnittelijoille ohjeet uusien SMARC-korttien kehitykseen

Sulautettujen järjestelmien standardointiryhmä SGET on julkaissut uuden SMARC Design Guide v2.2 -suunnitteluoppaan, joka tarjoaa ajantasaiset ohjeet kehittäjille ja laitearkkitehdeille SMARC 2.2 -moduulien toteuttamiseen. Dokumentti täydentää elokuussa 2024 julkaistua SMARC 2.2 -standardia, jonka mukaisia korttimoduuleja on jo laajasti tarjolla eri valmistajilta.

Radiolaitedirektiivi uudistuu jo ensi kuussa – reitittimiin voi tulla päivityksiä

EU:n radiolaitedirektiivin (RED) uudet tietoturvavaatimukset astuvat voimaan elokuun alussa. Kyseessä on merkittävä muutos, joka vaikuttaa paitsi laitevalmistajiin myös teleoperaattoreihin ja jälleenmyyjiin. Uudet vaatimukset koskevat langattomia laitteita, jotka pystyvät yhdistymään internetiin, ja tavoitteena on parantaa verkkoturvallisuutta, suojata käyttäjän yksityisyyttä ja torjua petoksia.

Qt ostamassa ruotsalaisen IAR:n – merkittävä laajennus kehitystyökaluissa

Suomalainen ohjelmistotalo Qt Group on tehnyt julkisen ostotarjouksen ruotsalaisesta I.A.R. Systems Group AB:stä. Yrityskauppa on arvoltaan noin 2,3 miljardia Ruotsin kruunua ja vahvistaisi merkittävästi Qt:n asemaa sulautettujen järjestelmien kehitystyökalujen markkinoilla.

DisplayPort yrittää pitää kiinni PC-näytöistä

DisplayPort-standardi pyrkii säilyttämään asemansa PC- ja ammattinäyttömarkkinoilla, vaikka kuluttajapuolella HDMI jatkaa dominoivaa asemaansa. Viimeisin merkki tästä kamppailusta nähtiin, kun japanilainen mittauslaitevalmistaja Anritsu kertoi, että sen testausratkaisu DisplayPort 2.1 -laitteille on saanut VESA-sertifikaatin.

Tutkimus: sähköautolla kannattaa välillä kiihdyttää kunnolla

Uusi Stanfordin yliopiston tutkimus haastaa perinteisen käsityksen siitä, että sähköauton akun kestävyys olisi parhaimmillaan tasaisella, rauhallisella ajolla. Tulosten mukaan vaihteleva ajotyyli, johon sisältyy myös satunnaisia ripeitä kiihdytyksiä, voi pidentää akun käyttöikää jopa 38 prosentilla.

Ensi vuonna uusia älypuhelimia ostetaan 503 miljardilla dollarilla

Maailmanlaajuinen älypuhelinmyynti on nousemassa uuteen ennätykseen. Vuonna 2026 älypuhelimiin käytetään ensi kertaa yli 500 miljardia dollaria, mikä vastaa noin biljoonaa Yhdysvaltain dollaria, kertoo Betideas. Summa on suurempi kuin monen keskisuuren valtion bruttokansantuote.

Sinkkiakku on enää askeleen päässä kaupallistamisesta

Adelaiden yliopiston tutkijat ovat onnistuneet valmistamaan kuivamenetelmällä paksuja, itseään kannattelevia elektrodeja, jotka mahdollistavat jopa kaksinkertaisen suorituskyvyn verrattuna aiempiin sinkki- tai litiumioniakkujen jodikatodeihin. Lisäksi tutkijat lisäsivät elektrolyyttiin 1,3,5-trioksaania, joka muodostaa sinkin pinnalle suojaavan kalvon estäen dendriittien eli neulamaisen rakenteen muodostumisen.

Parempi koodi pitää palvelimet ja 5G-verkon tarkemmin ajassa

MEMS-pohjaisiin ajastinpiireihin erikoistunut SiTime on julkaissut uuden TimeFabric-ohjelmistopaketin, joka tuo jopa yhdeksänkertaisen parannuksen aikasykronointiin verrattuna perinteisiin kvartsikidepohjaisiin ratkaisuihin. Uusi ohjelmisto parantaa erityisesti tekoälyä hyödyntävien datakeskusten ja 5G-verkon suorituskykyä ja luotettavuutta.

Kontronin ja congatecin lähentyminen yllättää sulautetuissa

Sulautetun tekniikan kentällä tapahtuu merkittävä muutos, kun pitkään toistensa kilpailijoina tunnetut Kontron ja congatec syventävät yhteistyötään ennennäkemättömällä tavalla. Toukokuussa julkistettu valmistussopimus, jossa Kontron alkaa tuottaa congatecin suunnittelemia Computer-on-Module (COM) -ratkaisuja, sai jatkoa heinäkuun alussa, kun congatec ilmoitti ostavansa enemmistön Kontronin moduuliliiketoiminnasta – mukaan lukien COM-pioneeri JUMPtec GmbH.

25 biljoonaa AI-operaatiota sekunnissa vain 5 watilla

Ruotsalainen Virtium Embedded Artists on julkaissut maailman ensimmäisen SOM-järjestelmämoduulin, jossa on suoraan integroituna tehokas tekoälykiihdytin. Uusi iMX8M Mini DX-M1 -moduuli yhdistää NXP:n i.MX 8M Mini -sovellusprosessorin ja DEEPX DX-M1 -tekoälykiihdyttimen, joka tarjoaa jopa 25 TOPS laskentatehoa vain 5 watin tehonkulutuksella.

Nyt herätys! EU:n tietoturvasäädökset muuttuvat radikaalisti

Yrityksillä on kiire reagoida. EU:n kyberturvallisuuslainsäädäntö on murroksessa, ja vaikutukset ulottuvat kaikkiin organisaatioihin, jotka valmistavat, maahantuovat tai jakelevat digitaalisia tuotteita Euroopassa. Lähikuukausina voimaan astuvat säädökset mullistavat erityisesti radiolaitteita ja ohjelmistoja koskevat vaatimukset.

ETNdigi 1/2025 is out
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Älykäs sähköverkko vaatii äärimmäisen tarkkaa ajastusta

ETN - Technical articleÄärimmäiset sääilmiöt, uusiutuvan energian vaihteleva tuotanto ja kasvava energiankysyntä haastavat perinteiset sähköverkot ennennäkemättömällä tavalla. Vastaus tähän haasteeseen on älykäs sähköverkko – ja sen toimintavarmuuden ytimessä ovat SiTimen edistyneet MEMS-ajoitusratkaisut. Tässä artikkelissa pureudutaan siihen, miksi tarkka ajoitus on elintärkeää modernissa sähköinfrastruktuurissa.

Lue lisää...

OPINION

Onko tekoäly nyt uusin uhka tietoturvalle?

Tekoäly on tullut jäädäkseen – siitä ei ole epäilystäkään. Mutta mitä tapahtuu, kun siitä tulee myös kyberturvallisuuden suurin uhka?

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Merkittävä läpimurto kondensaattoreissa
  • NI yhdisti 14 instrumenttia opiskelijoiden mittauslaboratorioon
  • Samsung siirtymässä piihiiliakkuihin?
  • Fold 7 on Samsungilta napakymppi
  • Qt:n havittelema IAR tukee avointa Zephyriä

NEW PRODUCTS

  • Maailman ensimmäinen lisälaitesovitin, joka säilyttää IP65-luokituksen
  • Uudenlainen termistori on iso askel sähköautoille
  • 10 wattia sokeripalan kokoisesta teholähteestä raiteille
  • Bluetoothin uudet ominaisuudet käyttöön pienellä USB-tikulla
  • Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa
 
 

Section Tapet