ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
etndigi1-2026

IN FOCUS

R&S FSWX: new horizons in signal and spectrum analysis

 

Demanding mobile radio and wireless applications can push HF components to their physical limits. The FSWX signal and spectrum analyzer was developed to characterize components under challenging conditions. The analyzer is the first model with two input ports, filter banks to pre-filter and cross-correlate for noise suppression. The features were previously found only in high-quality phase noise testers.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
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

Apr # TME square
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

Suurempi ei aina tarkoita parempaa

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 03.11.2025
  • Devices
  • Embedded
  • Artificial Intelligence

Koneoppiminen (ML) ja tekoäly (AI – joista ML voidaan nähdä tekoälyn osajoukkona) on perinteisesti toteutettu korkean suorituskyvyn laskentajärjestelmissä ja viime vuosina yhä enemmän pilvessä. Nyt niitä kuitenkin hyödynnetään yhä useammin sovelluksissa, joissa käsittely tapahtuu lähellä datan lähdettä. Tämä on ihanteellista IoT-laitteille: kun analyysi tehdään reunalla, pilveen tarvitsee lähettää vähemmän dataa. Tulos on parempi suorituskyky pienemmän viiveen ansiosta ja parempi tietoturva.

Artikkelin kirjoittaja Yann LeFaou toimii Microchipin Touch and Gesture (TXFG) -liiketoimintayksikön apulaisjohtajana.

ML/AI vie reunalaskennan seuraavalle tasolle mahdollistamalla päätelmien teon suoraan datalähteessä. IoT-laite voi tämän ansiosta oppia ja kehittyä kokemuksen perusteella. Algoritmit analysoivat dataa etsiäkseen malleja ja tehdäkseen päätelmiä kolmen oppimistyypin avulla: valvottu, valvomaton ja vahvistettu oppiminen.

Valvottu oppiminen perustuu merkittyyn opetusdataan. Esimerkiksi älykamera voidaan kouluttaa valokuvilla ja videoilla, joissa ihmiset seisovat, kävelevät, juoksevat tai kantavat laatikoita. Tällaisissa algoritmeissa, kuten logistisessa regressiossa ja Naive Bayes -menetelmässä, mallia kehitetään jatkuvasti palautteen avulla.

Valvomaton oppiminen käyttää merkitsemätöntä dataa ja algoritmeja, kuten K Means -klusterointia ja pääkomponenttianalyysiä, tunnistaakseen piileviä malleja. Tämä sopii erinomaisesti poikkeamien havaitsemiseen. Esimerkiksi ennakoivan kunnossapidon tai lääketieteellisen kuvantamisen yhteydessä kone voi havaita poikkeavia ilmiöitä verrattuna siihen, mitä se on oppinut pitämään “tavanomaisena”.

Vahvistettu oppiminen perustuu “kokeilun ja erehdyksen” menetelmään. Kuten valvotussa oppimisessa, palautetta tarvitaan, mutta sitä käsitellään palkkiona tai rangaistuksena. Tyypillisiä algoritmeja ovat Monte Carlo ja Q-learning.

Näissä esimerkeissä yhteisenä tekijänä on sulautettu konenäkö, joka muuttuu “älykkääksi” ML/AI:n avulla. Tällaisesta näköpohjaisesta päätelmästä voivat hyötyä monet muutkin sovellukset. Älykäs konenäkö voi hyödyntää myös aallonpituuksia, joita ihmissilmä ei näe, kuten infrapunaa (lämpökuvantaminen) tai ultraviolettivaloa.

Kun ML/AI-reunajärjestelmää täydennetään muilla datalähteillä – kuten lämpötila- ja tärinämittauksilla – teolliset IoT-laitteet voivat olla keskeinen osa yrityksen ennakoivan kunnossapidon strategiaa. Ne voivat myös antaa varhaisia varoituksia odottamattomista vioista ja siten suojata laitteistoa, tuotteita ja henkilöstöä.

Sulautetut järjestelmät

Kuten artikkelin alussa todettiin, ML/AI vaati aiemmin huomattavia laskentaresursseja. Nykyään – sovelluksen monimutkaisuudesta riippuen – ML ja AI voidaan toteuttaa komponenteilla, joita käytetään tyypillisesti sulautetuissa järjestelmissä, kuten IoT-laitteissa.

Esimerkiksi kuvantunnistus ja -luokittelu voidaan toteuttaa FPGA-piireillä tai mikroprosessoreilla (MPU). Lisäksi yksinkertaisempia sovelluksia, kuten tärinän valvontaa ja analysointia (ennakoivaa kunnossapitoa varten), voidaan toteuttaa jopa 8-bittisillä mikrokontrollereilla (MCU).

Aiemmin ML/AI:n kehittäminen vaati huippuasiantuntijoita suunnittelemaan kuvioiden tunnistamiseen sopivia algoritmeja ja päivitettäviä malleja. Näin ei kuitenkaan enää ole. Sulautettujen järjestelmien insinööreillä, jotka tuntevat reunalaskennan, on nyt käytössään tarvittavat laitteistot, ohjelmistot, työkalut ja menetelmät ML/AI:ta hyödyntävien tuotteiden suunnitteluun. Lisäksi monet mallit ja opetusdatat ovat vapaasti saatavilla, ja useat piirivalmistajat tarjoavat integroituja kehitysympäristöjä (IDE) ja kehityspaketteja, jotka nopeuttavat ML/AI-sovellusten kehitystä.

Esimerkiksi Microchipin MPLAB X IDE sisältää työkaluja, joilla insinöörit voivat löytää, konfiguroida, kehittää, testata ja validoida sulautettuja suunnitelmia. Koneoppimisen kehityspaketti (plug-in) mahdollistaa ML-mallien suoran ohjelmoinnin kohdelaitteeseen. Tämä paketti hyödyntää AutoML-menetelmää, joka automatisoi monia aikaa vieviä ja toistuvia vaiheita, kuten mallien kehityksen ja koulutuksen (ks. kuva 1).

Kuva 1. ML/AI-mallien kehitys on iteratiivinen prosessi.

Vaikka nämä vaiheet voidaan automatisoida, suunnittelun optimointi on silti oma haasteensa. Jopa kokeneet reunalaskentaa suunnitelleet insinöörit voivat kohdata vaikeuksia ML/AI-projekteissa. On tehtävä kompromisseja suorituskyvyn (johon vaikuttavat mallin koko ja datan määrä), virrankulutuksen ja kustannusten välillä. Kuvassa 2 esitetään Microchipin laitetyyppejä, joita käytetään tyypillisesti ML-päätelmissä, sekä niiden suorituskyvyn, kustannusten ja tehonkulutuksen välinen suhde.

 

Kuva 2.Esimerkkejä laite- ja sovellustyypeistä ML-päätelmissä.

Pienikokoisten järjestelmien suunnittelu

Kuten mainittua, jopa 8-bittisiä MCU-piirejä voidaan käyttää joissakin ML-sovelluksissa. Yksi merkittävä tekijä tämän mahdollistamisessa on tinyML, joka tuo ML/AI:n resurssirajoitteisille mikrokontrollereille.

Tarkastellaanpa tätä lukujen valossa. Tyypillinen ML/AI:ta varten suunniteltu huipputason MCU tai MPU toimii 1–4 GHz:n taajuudella, tarvitsee 512 Mt – 64 Gt RAM-muistia ja 64 Gt – 4 Tt tallennustilaa. Virrankulutus on 30–100 W.
tinyML puolestaan on suunniteltu MCU:ille, jotka toimivat 1–400 MHz:n taajuudella, käyttävät 2–512 kt RAM-muistia ja 32 kt – 2 Mt pysyvää muistia. Virrankulutus on vain 150 µW – 23,5 mW, mikä sopii täydellisesti akku- tai energianlouhintakäyttöisiin sovelluksiin.

tinyML:n onnistunut toteutus perustuu datan keräämiseen ja valmisteluun sekä mallin kehittämiseen ja optimointiin. Näistä datan valmistelu on ratkaisevaa, jotta oppimisprosessin eri vaiheissa on käytettävissä laadukas tietoaineisto (ks. kuva 3).

Kuva 3. Koneoppimisen prosessi.

Opetusvaiheessa tarvitaan datasetti valvotuille (ja puolivalvotuille) malleille. Datasetti on jäsennelty tietokokonaisuus, jossa data on usein myös nimetty. Kuten älykkään kameran esimerkissä, opetusdata voi sisältää kuvia ihmisistä eri asennoissa ja liikkeissä. Datan voi tuottaa itse tai käyttää valmiita aineistoja, kuten MPII Human Pose, joka sisältää noin 25 000 kuvaa verkosta kerätyistä videoista.

Datasetti täytyy kuitenkin optimoida käyttöön. Liian suuri määrä dataa täyttää nopeasti muistin, kun taas liian pieni aineisto johtaa virheellisiin tai epäluotettaviin tuloksiin.

Myös ML/AI-mallin täytyy olla kompakti. Yksi yleinen pakkausmenetelmä on weight pruning, jossa joidenkin neuronien välisiä yhteyksiä poistetaan (asetetaan painoarvo nollaksi), jolloin ne eivät osallistu päätelmiin. Toisessa menetelmässä, kvantisoinnissa, mallin parametrit muunnetaan tarkemmasta muodosta (esim. 32-bittinen liukuluku, FP32) vähemmän tarkkaan muotoon (esim. 8-bittinen kokonaisluku, INT8).

Kun datasetti on optimoitu ja malli tiivistetty, voidaan valita sopiva MCU. Tätä varten on olemassa kehityskehyksiä, kuten TensorFlow Lite, joka mahdollistaa uusien mallien rakentamisen tai olemassa olevien uudelleenkouluttamisen. Malli voidaan sen jälkeen pakata ja kvantisoida ennen sen lataamista kohdelaitteeseen.

Yhteenveto

ML ja AI käyttävät algoritmisia menetelmiä mallien ja trendien tunnistamiseen sekä ennusteiden tekemiseen. Kun ML/AI sijoitetaan lähelle datalähdettä – eli reunalle – sovellukset voivat tehdä päätelmiä ja toimia reaaliaikaisesti, mikä tekee koko järjestelmästä tehokkaamman ja turvallisemman.

Saatavilla olevien laitteistojen, kehitysympäristöjen, työkalujen, kehityspakettien, kehysten, datasetien ja avoimen lähdekoodin mallien ansiosta insinöörit voivat nykyään kehittää ML/AI-pohjaisia reunalaskentasovelluksia suhteellisen helposti.

Nämä ovat innostavia aikoja sulautettujen järjestelmien insinööreille ja koko teollisuudelle. On kuitenkin tärkeää välttää ylisuunnittelu: liian tehokkaiden ja kalliiden piirien käyttö voi nostaa kustannuksia ja virrankulutusta tarpeettomasti.

Artikkeli on ilmestynyt uusimmassa ETNdigi-lehdessä. Sen pääset lukemaan täällä.

MORE NEWS

Donut Lab demosi tällä kertaa vaihtoakkua

Donut Labin solid state -akkujen videosarja jatkui tänään kahden viikon tauon jälkeen. Tällä kertaa yhtiö demosi sitä, että sen akulla korvattaisiin olemassaolevan kulkuneuvon, kuten vaikkapa sähköskootterin akku. Näin saataisiin samaan tilaan enemmän kapasiteettia ja helpompi lämmönhallinta

Always-on-konenäkö laskeutuu mikro-ohjaimelle

STMicroelectronics tuo konenäön sinne, missä sitä ei ole aiemmin juuri nähty: mikro-ohjainluokkaan. Yhtiön uudet ultramatalatehoiset kuva-anturipiirit mahdollistavat jatkuvasti päällä olevan havainnoinnin ilman raskasta prosessointia tai suurta virrankulutusta.

WithSecure lupaa torjua haavoittuvuudet ennen kuin niitä edes tunnetaan

Tietoturvayhtiö WithSecure väittää siirtävänsä puolustuksen askeleen pidemmälle: uusi Elements-alustan Proactive Security -kyvykkyys lupaa tunnistaa ja estää hyökkäyspolkuja jo ennen kuin varsinaiset haavoittuvuudet ovat edes tiedossa.

AT-komentoja ei kannata enää kirjoittaa käsin

NB-IoT-kehityksessä yksi asia on ollut pitkään selvä. AT-komentojen käsin kirjoittaminen modeemille on hidasta, virhealtista ja suoraan sanottuna turha työvaihe. Nyt siihen on tulossa muutos.

Elokuussa tulee iso muutos: tekoälyn käytöstä on kerrottava käyttäjälle

- Käyttäjälle on kerrottava, kun kyse on tekoälystä. Näin tiivistää Traficomin yksikönpäällikkö Jenni Koskinen EU:n tekoälyasetuksen keskeisen muutoksen, joka alkaa näkyä yrityksille konkreettisesti elokuussa 2026.

Puolustusmenojen kasvu näkyy Bittiumin luvuissa

Bittium paransi alkuvuonna sekä liikevaihtoaan että kannattavuuttaan, mutta kasvu tuli lähes yksinomaan puolustusliiketoiminnasta. Samalla yhtiön tilauskanta nousi ennätystasolle, mikä antaa näkyvyyttä loppuvuoteen. Kehitys paljastaa kuitenkin liiketoiminnan selkeän painopisteen siirtymän.

Näin paljon puhelimesi jakaa dataa yöllä – kaikki ei ole tarpeellista

Älypuhelin ei käytännössä koskaan ole lepotilassa. Vaikka laite makaa yöpöydällä käyttämättömänä, se vaihtaa jatkuvasti pieniä datapaketteja palvelimien kanssa ja pitää järjestelmän ajan tasalla. Kaikki tämä liikenne ei kuitenkaan liity laitteen perustoimintoihin.

Ei enää pelkkää rautaa – Digi toi valmiin edge-pilvialustan

Sulautettujen järjestelmien peruslogiikka on muuttumassa nopeasti. Digi tuo nyt markkinoille ConnectCore 95 SMARC -moduulin, joka ei ole enää pelkkä laskentayksikkö vaan valmis edge-pilvialusta – mukana tulevat suoraan tietoturva, etähallinta ja pilvipalvelut. Suomessa ratkaisua tuo maahan Mespek.

Kolme vuotta se kesti: promptaaminen väistyy agenttien tieltä

Tekoälyn käyttö ei voi olla promptien kirjoittamista koneelle, vaan sen pitää olla mukana niissä työkaluissa, joita käytämme koko ajan, sanoi Microsoftin kaupallisen liiketoiminnan johtaja Judson Althoff yhtiön AI Tour -tapahtumassa Helsingissä.

Microsoft tuplaa datakeskuskapasiteetin pääkaupunkiseudulla

Pilvipalveluiden ja tekoälyn kysyntä pakottaa skaalaamaan nopeasti: Microsoft on päättänyt datakeskusalueensa toisesta rakennusvaiheesta, mikä käytännössä kaksinkertaistaa nyt rakenteilla olevan kapasiteetin Espoossa, Kirkkonummella ja Vihdissä.

Uusi tiukempi kyberturva tulee nyt korteille

Teollisuuden kyberturva ei ole enää pelkkä ohjelmistokysymys. EU:n Cyber Resilience Act alkaa näkyä konkreettisesti myös laitetasolla, kun valmistajat tuovat markkinoille valmiiksi sertifioituja edge-alustoja.

Autot alkavat heijastaa varoituksia suoraan tiehen

Auton ja ympäristön välinen viestintä siirtyy uudelle tasolle. Uusissa ratkaisuissa auto ei enää vain vilkuta valojaan vaan projisoi varoituksia ja ohjeita suoraan tien pintaan – esimerkiksi jarrutuksesta kertovan symbolin, jalankulkijalle näkyvän suojatiemerkinnän tai kaistanvaihtoa osoittavan nuolen.

Pelkkä jammerin hallussapito muuttuu rikokseksi heinäkuussa

Heinäkuun alussa voimaan tuleva lakimuutos kiristää merkittävästi radiohäirintään tarkoitettujen laitteiden sääntelyä. Jatkossa niin sanottujen jammereiden oikeudeton hallussapito on rikos, vaikka laitetta ei olisi käytetty lainkaan.

Uusi työkalu näyttää, missä signaali kulkee piirikortilla

Elektroniikkasuunnittelussa yksi arjen hankalimmista kysymyksistä on yllättävän yksinkertainen: missä tämä signaali oikeasti kulkee piirilevyllä? XJTAG pyrkii ratkaisemaan ongelman uudella ilmaisella työkalulla, joka tuo PCB-layoutin suoraan debuggaajan nähtäväksi ilman raskaita CAD-ohjelmistoja.

Vielä ehdit mukaan - voita Huawein uusi älykello

ETN.fi:n digitaalinen aikakauslehti ETNdigi 1/2026 on julkaistu. Samalla lukijoille avataan kilpailu, jossa palkintona on Huawei Watch GT Runner 2 -urheilukello. Vielä ehdit mukaan kisaan, joka päättyy toukokuun lopulla.

Puolijohdealalla perverssi tilanne: ennätyskasvu ja paheneva pula komponenteista

Puolijohdemarkkina käy nyt poikkeuksellisella logiikalla: komponenteista on pulaa ja toimitusajat venyvät jopa 52 viikkoon, mutta samaan aikaan tekoäly nostaa koko alan historialliseen, yli 60 prosentin kasvuun.

Avoimen koodin kehittäjillä uusi ongelma: tekoäly tuottaa liikaa bugiraportteja

Tekoäly ei enää sotke avoimen lähdekoodin projekteja huonoilla bugiraporteilla. Nyt ongelma on päinvastainen. Hyviä raportteja tulee niin paljon, että kehittäjät hukkuvat työhön, kertoo Elektroniktidningen.

OpenAI haastaa nyt iPhonen – oma älypuhelinpiiri työn alla

Tekoäly-yhtiö OpenAI suunnittelee omaa älypuhelinpiiriä yhdessä Qualcommin ja MediaTekin kanssa. Tavoite on kunnianhimoinen: jopa 300–400 miljoonan puhelimen vuosivolyymit ja suora haaste Applen iPhonelle.

RF-linkkien riskit halutaan kiinni ennen kenttätestejä

Emersonin NI CHESS tuo ilmailu- ja puolustusjärjestelmien RF-kanavien emuloinnin ohjelmistopohjaiseksi osaksi PXI-testiympäristöä. Tavoitteena ei ole korvata kenttätestausta kokonaan, vaan löytää Dopplerin, häipymän, vaimennuksen ja häiriöiden kaltaiset ongelmat aiemmin ja toistettavammin laboratoriossa.

RISC-V-prosessorin voi suunnitella kolmessa päivässä

Swedish Chips Competence Centre järjestää kesäkuussa Lundissa kurssin, jonka ydinviesti on poikkeuksellisen kunnianhimoinen: RISC-V-prosessorin voi suunnitella kolmessa päivässä.

ETNdigi - Watch GT Runner 2
16 17  # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Neocortec tuo aidon mesh-verkon LoRaan

LoRa on noussut yhdeksi maailman laajimmin käytetyistä IoT-yhteystekniikoista, mutta useimmat verkot perustuvat yhä tähtitopologiaan ja verkkovirtaan kytkettyihin yhdyskäytäviin. Neocortecin kehittämän NeoMesh-reitityksen yhdistäminen LoRan fyysiseen kerrokseen tähtää pitkän kantaman, itsekorjautuvien mesh-verkkojen toteuttamiseen ilman tiheää gateway-infrastruktuuria.

Lue lisää...

OPINION

Agenttikoodaus muuttaa myös sulautetun kehityksen

CodeBoxxin perustajan Nicolas Genestin mukaan ohjelmistokehitys on kääntynyt päälaelleen: koodia ei enää kirjoiteta, vaan tekoälyä orkestroidaan kohti tavoitetta. Muutos näkyy erityisen voimakkaasti sulautetuissa järjestelmissä, joissa tiukka laitteisto–ohjelmisto-integraatio, pitkät validointisyklit ja virheiden korkea hinta tekevät agenttipohjaisesta kehityksestä poikkeuksellisen merkittävän murroksen.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Donut Lab demosi tällä kertaa vaihtoakkua
  • Always-on-konenäkö laskeutuu mikro-ohjaimelle
  • WithSecure lupaa torjua haavoittuvuudet ennen kuin niitä edes tunnetaan
  • AT-komentoja ei kannata enää kirjoittaa käsin
  • Elokuussa tulee iso muutos: tekoälyn käytöstä on kerrottava käyttäjälle

NEW PRODUCTS

  • Sama virtalähde kelpaa nyt sairaalaan ja kotiin
  • Vesitiivis USB-C piirikortille ilman lisäkokoonpanoa
  • Kolmivaiheinen tuuletinohjaus ilman koodia
  • AES ei vielä tee muistitikusta turvallista
  • Toughbook 56 tuo tekoälyn kentälle ilman pilveä
 
 

Section Tapet