magyar elektronika

E-mail cím:*

Név:

{a-feliratkozással-elfogadja-az-adl-kiadó-kft-adatvédelmi-és-adatkezelési-tájékoztatóját-1}

farnell lidTrendek, innovációk és kihívások áttekintése

Az intelligens elektronikai termékek a mindennapos élet egyre alapvetőbb részévé válnak. A legnagyobb mikroprocesszor- és mikrokontroller-beszállítók szakértői szerint ez nagy lehetőségeket és egyben nagy kihívásokat is rejt.

 

 

A beágyazott rendszerek mára áthatják mindennapi életünket. Gyakorlatilag már minden használatban lévő elektromos berendezésben van mikroprocesszor vagy mikrokontroller. Ez az elterjedtség segít a beágyazott rendszerek fejlesztésének egyes fő trendjei terén, valamint ez a funkcionalitás és a könnyű használat hajtómotorja.
„A berendezések egymásra fognak támaszkodni” – jegyzi meg Geoff Lees (NXP, Senior Vice President és General Manager for Microcontrollers), és ez abba az irányba mutat, hogy a beágyazott berendezések képesek kihasználni a legtöbbjük esetében jelenleg is meglévő hálózati csatolófelületeket. A képességük, hogy egymással kommunikáljanak, nemcsak funkcióik kiterjesztésére, de arra is lehetőséget nyújt, hogy a felhasználóval folytatott interakciókból tanuljanak.

 

farnell

1. ábra  Renesas intelligens otthon


A hálózati alapú információszerzés alkalmazása számos különböző ágazatban formálja majd a beágyazott rendszerek jövőjét. A változásoknak azonban lesznek húzópiacai.
Andy Harding (Director of Broad-Based Solutions, Renesas Electronics) szerint az intelligens otthon lesz a tanulásra képes beágyazott rendszerek egyik fő alkalmazási területe: „Csatlakozik az internethez és a felhasználó okostelefonjához. Ennek köszönhetően érzékeli, amikor jön vagy megy valahová, és ismeri az időjárás-előrejelzést is.” Az intelligens otthonok ezen információk segítségével praktikus döntéseket hozhatnak, hogy mikor kell be- és kikapcsolni a fűtést, „és így az energiaköltségek terén jelentős megtakarítások érhetők el”.
Az olyan eszközök, mint a Google Home, az intelligens beágyazott rendszerek egy új osztályát képviselik, de az elektronikus intelligencia a már meglévő, ma még rendkívül egyszerű termékeket is el fogja érni. A változások új piaci megközelítéseket hoznak majd, állítja Oivind Loe (Senior Manager of Strategic Marketing, Silicon Labs). „A világítás egy olyan terület, ahol új üzleti modellek megjelenésével számolunk.”
A LED-technológia újraértelmezte az izzók fogalmát, magyarázza Loe. Bizonyos szempontból ez a gyártóknak kihívást jelent, mivel „az emberek már nem vesznek sok izzót”, ám ebben lehetőség is rejlik. Az olyan technológiák révén, mint a Bluetooth és a LiFI, az izzólámpagyártók előtt megnyílt a lehetőség, hogy az intelligens épületek forradalmában alapvető szerephez jussanak – úgy az otthonokban, mint a kereskedelmi ingatlanokban. A világítási hálózat a vezeték nélküli kommunikációs technológiákkal olyan rendszerré alakítható, amely az egész épületet behálózza, és hozzáférést ad a rendszer bármely pontján lévő IoT-érzékelőkhöz. Olyan új üzleti modelleket alkalmazhatnak, amelyek különböző, előfizetéses digitális szolgáltatásokat kínálnak – a helymeghatározástól a biztonsági szolgáltatásokig.
„Az intelligens város szintén egy nagyon érdekes terület. Például az Egyesült Királyságban alkalmazott intelligens mérőórákkal az emberek jobb energiafelhasználási döntéseket hozhatnak, mondjuk a világítás lekapcsolásával, ha a helyiségben nincs senki” – teszi hozzá Loe – megjegyezve, hogy az intelligens városok kialakítása a nagyobb biztonság érdekében az elterjedtebb érzékelőket is kihasználhatóvá teszi.
Laurent Vera (EMEA Marketing Director for STMicro-electronics) szerint az Ipar 4.0-ra való átállás lehetőséget jelent az új beágyazott rendszerek számára. „A gyárak nagyon gyors tempót diktálnak. Igazán nagy lehetőséget látok ezen a piacon.”
Lees számára kulcsfontosságú, hogy a hálózatba kötött intelligens eszközök segítségével valós időben mérhető az ipari berendezések állapota. Ez az információ a megelőző karbantartás és fejlett hibadiagnosztika révén nagyobb üzemidőt eredményez. „A sorleállásokkal járó költségek miatt szerintem a diagnosztikák száma fontos szerephez fog jutni.”
Az ipari ellenőrző műszerekkel végzett diagnosztikákhoz és szolgáltatásokhoz sokkal intuitívabb felhasználói felületek készülnek majd, ezzel pedig leegyszerűsödik az azokat programozó személyzet betanítása. Ezek a felületek ugyanolyan beszéd- és mozgásfelismerést fognak használni, mint amelyek a különböző otthoni berendezéseknél már most is megjelenőben vannak. Ilyenek például az Alexa, a Cortana és a Google Home, és bár a beszédfelismerő otthoni rendszerek első generációja még főleg okoshangszórókként képviselteti magát, a technológia számos más termékben is megjelenik majd. Hangfelismerő rendszerrel felszerelve a termosztátok és mosógépek használata jelentősen leegyszerűsíthető.
A mesterséges intelligencia (MI) nem korlátozódik a felhasználói felületre. Hasonló technológiák fogják segíteni az ipari berendezések azon képességét, hogy felismerjék a várható meghibásodásokat.
„A beágyazott hang- és arcfelismerő alkalmazásokon kívül eddig nem találkoztunk túl sok gépi tanulással” – mondja Lees, ez azonban a heurisztika és a gépi tanulás felé történő átfogó elmozdulással biztosan változni fog.
Az NXP ezt az átállást segíti, elsőként a hangfelismerő funkciók támogatásával.
„A különböző felhőszolgáltatókkal együttműködve lehetőségünk nyílt arra, hogy az NXP ügyfelei számára hangalapú szolgáltatásokat nyújtsunk. Ezenfelül referenciaterveken is dolgozunk, segítjük a gépi tanulást és MI-fejlesztőkészleteket készítünk. Az MI a szoftvertervezés része lesz, nem pedig egy különálló terület, de magát a szoftverfejlesztést is megváltoztathatja” – állítja Lees.
Az intelligens hálózati eszközök nagyobb felhasználhatóságával és hozzáférhetőségével az előnyökön túl potenciális aggályok is felmerülhetnek. Jack Ogawa (Senior Director of Marketing in the Microcontroller Business Unit of Cypress Semiconductor) szerint: „Azzal, hogy a csatlakozás most már bárhonnan lehetséges, az adat- és hálózatbiztonság kulcsfontosságú lesz.”

 farnell 2

2. ábra  A Silicon Labs az otthonok és épületek automatizálását több protokollos, vezeték nélküli csatlakoztathatósággal fejleszti


Loe is így látja: „Az elkövetkező öt évben a biztonság nagy figyelmet fog kapni.” Szerinte fontos lesz, hogy a biztonságról a termék teljes életciklusát tekintve gondolkodjunk, illetve hogy ez hogyan ültethető át a gyakorlatba. „A technikai megoldások és a könnyű alkalmazhatóság egyaránt fontosak.”
Ogawa szerint a biztonsági tudatosság a chipektől a firmware-eken át az alkalmazásszoftverekig terjed – nemcsak helyileg, de a felhőkben is. Ezenfelül a programozhatóság a jó alkalmazhatóság egyik kulcsfontosságú követelménye.
„A biztonságos beágyazott kialakításnak három sajátossága van: szabályzat, titkosítás és biztonságos eszközvédelem. A szabályzatot a felhasználó határozza meg, így programozható megoldások kellenek, hogy segítsük őket.” A nagyobb biztonságot az érzékelők is segítik. „Sok szabályzat többlépcsős hitelesítést ír elő, hagyományos biztonságos eszköz, például tanúsítvány, illetve egy fizikai komponens, például helyzetmeghatározás, közelségérzékelés vagy ujjlenyomat használatával” – fejti ki Ogawa.
A titkosítást gyorsító eszközök elősegítik, hogy a beágyazott rendszerek rendelkezzenek a biztonságos működéshez szükséges teljesítménnyel. Egészében azonban egy holisztikus megközelítésre van szükség. „Ha lenne egyszerű megoldás az IoT-berendezések biztonsági felmérésére, illetve a költség- és teljesítménybeli elvárásoknak megfelelő javítási intézkedések azonosítására, az aranyat érne” – teszi hozzá Ogawa.
Lees szerint a szabványosítás nagy figyelmet fog kapni. „Ez a kérdés az egész iparágra kiterjed: az egyes gyártók nem cselekedhetnek önállóan. Ezenfelül tanúsításra is szükség lesz.”
Azzal, hogy a beágyazott rendszerekben nagyobb funkcionalitás jelenik meg, egyértelműen összetettebbé válnak a rendszerek, és meg is nőhet az energiafelhasználásuk. A beszédfelismerést például több szinten kell biztosítani, hogy a processzort intenzíven használó MI-kód a csendet vagy a háztartási gépek zaját ne akarja feldolgozni. Fontos, hogy ezekben az alkalmazásokban bizonyos szintű energiatudatosság is helyet kapjon, mivel a felhasználók nem szeretnék, hogy a főprocesszor mindig mindent halljon.
Az Alexa, illetve Ok Google parancsokat általában alacsony fogyasztású, kis teljesítményű processzorok észlelik, ami által a többi processzor energiatakarékos módon kikapcsolva maradhat.
Lees szerint: „Ma a kis teljesítmény egy önmagában való érték, amely kötelező.
A teljesítménycéloknak azonban egy egész spektruma van. A kis teljesítményű réteget mindnek teljesítenie kell. A helyes egyensúlyt minden termékcsaládnál tervezési technikákkal érjük el.”
Azzal, hogy a tervezési hangsúly a kis teljesítményre került, olyan eszközök készíthetők, amelyek a környezetből nyerik a működésükhöz szükséges energiát – teszi hozzá Lees. Ezek a rendszerek finoman hangolt teljesítményszekventálást használnak majd, amivel biztosítható, hogy feladatuk elvégzéséhez az abszolút szükségesnél soha ne fogyasszanak többet.

 

farnell

3. ábra  PSoC 6 – háromszintű, hardveralapú biztonsági elszigetelés


A jövő beágyazott készülékein belüli feldolgozás nagyobb mértékű összetettsége nem kell, hogy bonyolultabb megoldásokat jelentsen a fejlesztők számára. A beszállítók készséggel bővítik ki felhasználói bázisukat az egyszerűbb programozhatósággal.
„Olyan eszközöket szeretnék kínálni, amelyekkel termékeinket egy programozási nyelv (pl. C vagy C++) megtanulása nélkül is bárki használhatja és programozhatja” – mondja Vera.
A gyártók már most is segítik az egyszerűbb programírást azzal, hogy kihasználják a számítási felhők teljesítményét, illetve szükségtelenné teszik a licencvásárlást, a helyi számítógépre való szoftvertelepítést és a hosszadalmas beállításokat. Ehelyett a fejlesztők a felhőből egyszerűen előhívhatják az alkalmazásokat. Az egyszerűbb hozzáférés a fejlesztési eszközökhöz, valamint a nagyobb teljesítményű hardver és MI-algoritmusok együtt új piacokat fognak megnyitni.
Loe ezzel zárja: „A lehetőségek tárházának még csak a felszínét kapargatjuk. Az elkövetkező tíz évben olyan dolgoknak leszünk szemtanúi, amelyeket ma még elképzelni sem tudunk. Rengeteg lehetőséget látunk: több kényelmet és értéket az ügyfelek számára, valamint beruházások megtérülését az ipari
alkalmazások esetében.”

 

Szerző: Cliff Ortmeyer – a Farnell műszaki marketing globális vezetője

 

Farnell
Ingyenesen hívható telefonszám: 06 80 016 413
Műszaki támogatás e-mailben: tech-hu@farnell.com
http://hu.farnell.com
www.element14.com