ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
2025  # megabox i st f wallpaper

IN FOCUS

Avaruustutkimus vaatii uuden sukupolven mikroprosessoreita

NASA on valinnut Microchipin kehittämään uuden PIC64 High-Performance SpaceFlight Computer (HPSC) -mikroprosessorin, jonka on tarkoitus muodostaa avaruuselektroniikan perusta vuosikymmeniksi eteenpäin. Valinta heijastaa avaruusteollisuuden nopeasti kasvavia laskentavaatimuksia, kun sekä julkinen että yksityinen avaruustoiminta laajenee voimakkaasti.

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

TMSNet  advertisement
ETNdigi
2025  # megabox i st f wallpaper
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

Valtaosa suomalaisista ei ymmärrä AI-riskejä töissä

Tänään vietettävänä tietosuojapäivänä kyberturvallisuusyritys NordVPN nostaa esiin huolestuttavan ilmiön. Sen mukaan 94 prosenttia suomalaisista ei ymmärrä, mitä tietosuojaan liittyviä riskejä tekoälytyökalujen käyttöön työpaikoilla liittyy.

Sulautetut järjestelmät saivat vihdoin oman kyberuhkamallinsa

Sulautettujen järjestelmien tietoturva ottaa merkittävän askeleen eteenpäin. MITRE on julkaissut uuden kyberturvakehyksen nimeltä Embedded Systems Threat Matrix (ESTM).

Kädessä pidettävä Linux-kone tähtää kehittäjien työkaluksi

Kickstarterissa rahoitusta keräävä Mecha Comet ei ole uusi älypuhelin eikä Linux-pohjainen PDA. Se on kädessä pidettävä tietokone, joka on selvästi suunnattu kehittäjille ja laiteharrastajille. Laitteen ydinidea on täysi Linux-järjestelmä, avoin laitteisto ja pitkä elinkaari.

Tarvitsetko isoa ja huippunopeaa muistia puhelimeesi?

Puhelinten tallennusmuistit ottavat jälleen askeleen kohti huippuluokkaa. Kioxia on aloittanut uuden QLC-pohjaisen UFS 4.1 -standardia tukevan flash-muistin näytetoimitukset. Tarkoitus on selvä. Tarjolle tuodaan erittäin suuria kapasiteetteja ja nopeuksia, jotka on tähän asti nähty lähinnä kalleimmissa lippulaivamalleissa.

Maailman pienin 120 watin teholähde DIN-kiskoon

RECOM on tuonut markkinoille RACPRO1-S120-sarjan DIN-kiskovirtalähteen, jota yhtiö kutsuu maailman pienimmäksi 120 watin malliksi. Laitteen leveys on vain 28 mm, korkeus 100 mm ja syvyys 112 mm. Tehotiheys yltää 500 W/litraan.

Mietitkö uutta laitetta? Osta nyt!

Nikkein haastattelemat asiantuntijat varoittavat kulutuselektroniikan selkeistä hinnankorotuspaineista vuonna 2026. Syynä on muistipiirien kova pula, jota tekoälybuumi pahentaa.

Uusi ohjain ymmärtää sekä kosketuksen että painallusvoiman

Norjalainen TouchNetix on esitellyt uuden AX24A-ohjaimen, joka yhdistää kosketus- ja voimatunnistuksen samaan piiriin. Yhdellä ohjaimella voidaan käsitellä jopa 22 painiketta. Ratkaisu on suunnattu teollisuus-, auto- ja viihde-elektroniikan käyttöliittymiin.

Microsoft teki vihdoin kilpailukykyisen AI-kiihdyttimen

Microsoft on esitellyt Maia 200 -sirun, joka on yhtiön ensimmäinen aidosti kilpailukykyinen AI-kiihdytin. Kyse ei ole yleiskäyttöisestä GPU:sta vaan nimenomaan suurten kielimallien inferenssiin eli päättelyyn rakennetusta piiristä. Maia 200 on suunnattu Copilot-palvelujen ja pilvipohjaisten tekoälypalvelujen massiivisiin tuotantokuormiin.

Nyt pitää varoa jo oikeilta näyttäviä Teams-kutsuja

Check Pointin tietoturvatutkijat varoittavat uudesta phishing-kampanjasta, jossa huijaus leviää Microsoft Teamsin kautta. Hyökkäys on poikkeuksellinen, koska se ei perustu väärennettyihin sähköposteihin tai haitallisiin linkkeihin, vaan täysin aitoon Teams-kutsuun.

Bittium sai ohituskaistan Naton hankintoihin

Bittium on solminut sopimuksen Naton tietojärjestelmävirasto NATO Communications and Information Agencyn kanssa. Kyse on hankintakehyksestä, joka asettaa Bittiumin suositelluksi toimittajaksi Naton ja sen jäsenmaiden käyttöön. Käytännössä tämä avaa yhtiölle pikareitin Naton hankintoihin.

NASA vie uudet huippunopeat muistikortit Kuuhun

Kun ihminen palaa Kuuhun, mukana ei ole vain raketteja ja avaruuspukuja. Mukana on myös uuden sukupolven muistikortti.

Vincit: Tekoälyagentit tuottavat valtaosan koodista

Vincit Oyj on siirtynyt ohjelmistokehityksessä nopeasti agenttipohjaiseen tekoälyn hyödyntämiseen. Yhtiön Digital Solutions -yksikön johtaja Jarno Rikaman mukaan tekoälyagentit tuottavat jo valtaosan koodista ja testauksesta, ja niitä käytetään läpi koko kehityksen elinkaaren aina ylläpidosta tietoturvahaavoittuvuuksien havaitsemiseen ja arkkitehtuurisuunnitteluun.

Kiinalaisten verkkolaitteiden karsiminen ei poista takaporttiongelmaa

EU on antanut teleoperaattoreille kolme vuotta aikaa poistaa niin sanottujen korkean riskin toimittajien verkkolaitteet. Cybernewsin tietoturvatutkija Aras Nazarovas muistuttaa kuitenkin, ettei laitteiden vaihtaminen kiinalaisista eurooppalaisiin tai amerikkalaisiin ratkaise itse ongelmaa. Se muuttaa vain sitä, kenen takaportteihin luotetaan.

Reunatekoäly pakottaa muutoksiin kentällä

Vuosi 2026 muodostuu liikkuville kenttätiimeille käännekohdaksi. Kentällä käytettävä teknologia ei ole enää tukiroolissa, vaan keskeinen osa päätöksentekoa, tehokkuutta ja turvallisuutta. Reunatekoäly, luotettavat yhteydet ja laitetason tietoturva ovat siirtyneet nopeasti vapaaehtoisista valinnoista välttämättömyyksiksi, kirjoittaa Panasonic TOUGHBOOKin Euroopan johtaja Steven Vindevogel.

Intel ei pysty vastaamaan kysyntään

Intel myöntää käytännössä, ettei se pysty toimittamaan markkinoille niin paljon suorittimia ja palvelinpiirejä kuin kysyntä edellyttäisi. Tämä käy ilmi yhtiön vuoden 2025 tuloksesta ja erityisesti alkuvuodelle 2026 annetusta varovaisesta ohjeistuksesta.

Älypuhelimen radio voi kutistua yhdelle sirulle

Älypuhelimien radiot eivät ole vieläkään aidosti yhden sirun ratkaisuja. Vaikka modeemi ja signaalinkäsittely on jo pitkälti integroitu, RF-ketjun kriittiset suodattimet ovat yhä erillisiä komponentteja. Uusi tutkimus viittaa siihen, että tämä viimeinenkin este voidaan murtaa.

Ericsson ei usko RAN-markkinan kasvuun

Ericsson ei odota radioverkkoliiketoiminnan (RAN) kasvavan vuonna 2026. Yhtiön mukaan markkina pysyy käytännössä paikallaan, ja kasvu haetaan muilta alueilta. Painopiste siirtyy yritysasiakkaisiin, viranomais- ja turvallisuuskriittisiin verkkoihin sekä 5G-ytimiin.

Tekoäly syö muistit – muut sektorit maksavat laskun

Tekoälyn nopea yleistyminen on ajanut DRAM-markkinan tilanteeseen, jossa muistista on tullut niukka ja kallis strateginen resurssi. Hintojen yli 30 prosentin nousu ei ole hetkellinen piikki. Kyse on rakenteellisesta muutoksesta, joka voi jatkua ainakin vuoteen 2027, ennustaa Yole Group.

GlobalConnect kolminkertaistaa Suomen runkoverkkonsa kapasiteetin

– Suuri osa Pohjoismaiden digitaalisesta infrastruktuurista on yli 20 vuotta vanhaa ja alkaa olla kapasiteettinsa äärirajoilla. Nyt valmistaudumme vastaamaan nopeasti kasvavaan kysyntään, jota vauhdittavat erityisesti datakeskus- ja tekoälykeskittymien kasvu, sanoo GlobalConnectin Carrier-liiketoiminnasta vastaava johtaja Pär Jansson.

Maailman tehokkain infrapuna-anturi palkittiin

Brittiläinen Phlux Technology on voittanut arvostetun SPIE Prism Award -palkinnon sensoreiden kategoriassa. Tunnustus myönnettiin yhtiön Aura-tuoteperheen 1550 nanometrin kohinattomille InGaAs-APD-infrapuna-antureille Photonics West 2026 -tapahtuman yhteydessä.

v4 # recom webb mobox
2025  # mobox för wallpaper
2026  # mobox för wallpaper
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Voiko IoT edistää kestävää kehitystä?

ETN - Technical articleInternet of Things (IoT) nähdään usein energiasyöppönä ja elektroniikkajätettä lisäävänä teknologiana. Oikein suunniteltuna ja pitkä elinkaari huomioiden IoT voi kuitenkin muodostua keskeiseksi työkaluksi kestävän kehityksen edistämisessä – aina energiankulutuksen optimoinnista paristottomiin anturiratkaisuihin.

Lue lisää...

OPINION

Reunatekoäly pakottaa muutoksiin kentällä

Vuosi 2026 muodostuu liikkuville kenttätiimeille käännekohdaksi. Kentällä käytettävä teknologia ei ole enää tukiroolissa, vaan keskeinen osa päätöksentekoa, tehokkuutta ja turvallisuutta. Reunatekoäly, luotettavat yhteydet ja laitetason tietoturva ovat siirtyneet nopeasti vapaaehtoisista valinnoista välttämättömyyksiksi, kirjoittaa Panasonic TOUGHBOOKin Euroopan johtaja Steven Vindevogel.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Valtaosa suomalaisista ei ymmärrä AI-riskejä töissä
  • Sulautetut järjestelmät saivat vihdoin oman kyberuhkamallinsa
  • Kädessä pidettävä Linux-kone tähtää kehittäjien työkaluksi
  • Tarvitsetko isoa ja huippunopeaa muistia puhelimeesi?
  • Maailman pienin 120 watin teholähde DIN-kiskoon

NEW PRODUCTS

  • Maailman pienin 120 watin teholähde DIN-kiskoon
  • Terävä vaste pienessä kotelossa
  • Click-kortilla voidaan ohjata 15 ampeerin teollisuusmoottoreita
  • Pian kännykkäsi erottaa avaimen 11 metrin päästä
  • Lataa laitteet auringon- tai sisävalosta
 
 

Section Tapet