20-02-2018 12:59:21

Den 18. april 2018 sætter vi fokus på mulighederne i embeddede teknologier. Tilmeld dig i dag og bliv fyldt med inspiration og ny faglig viden.

AI og andre slags elektronisk intelligens

Både distributionsleddets og EDA-leverandørernes rolle ændrer sig i forhold til IoT-markedet og behovet for autonome applikationer. Det stiller så spørgsmålene om, hvor AI (Artificial Intelligence) er ved at få et comeback – og om koncepter som selvkørende biler kan blive en realitet, før vi venter det
10. nov. 2016 Af Rolf Sylvester-Hvid - Redaktør Aktuel Elektronik
Millioner af beregninger hvert sekund giver i sagens natur nogle ualmindeligt komplekse halvledersystemer i de kommende generationer af ADAS-biler (Automatic Driver Assistance Systems).
Millioner af beregninger hvert sekund giver i sagens natur nogle ualmindeligt komplekse halvledersystemer i de kommende generationer af ADAS-biler (Automatic Driver Assistance Systems).

- Hvis vi skal pege på én enkelt grund til, at begreber som deep learning, computer-vision og kunstig intelligens (AI) ikke er slået igennem i det omfang, vi kunne forvente, så drejer det sig nok primært om, at systemerne har lovet for meget og leveret for lidt. Når vi går og drømmer om selvkørende biler, så må vi tænke på, at et 3-årigt barn i løbet af sin korte levetid er blevet udsat for milliarder af billeder, som hjernen skal forholde sig til. Et visionsystem, som vi forventer skulle kunne det samme, vil kun have været udsat for nogle få tusinde billeder igennem sin oplæringstid. Det giver i sagens natur de elektroniske systemer et massivt handicap – og fjerner meget af tilliden til de selvkørende biler, indleder Samer Hijazi, produktekspert fra Cadence, under det tilbagevendende formøde til Electronica, som afholdes i Tegernsee, lidt syd for München.

Forudsætningen for velfungerende visionstyrede systemer er CNN (Convolu- tional Neural Networks) eller real-time neural networks, som skal få elektronikken til at reagere lige så instinktivt som et menneske med et helt livs erfaring i at sortere og vurdere inputs – og uden de fortolkningsfejl, der får tingene til at gå galt for menneskelige operatører af dit eller dat. Drømmen er den selvkørende bil, men hvis man regner lidt på de mange sensorer og inputs, der dynamisk ændrer sig hele tiden, så vil vi i praksis tale om millioner af beregninger hvert sekund – og ingen må gå galt. Det giver i sagens natur nogle ualmindeligt komplekse halvledersystemer i de kommende generationer af ADAS-biler (Automatic Driver Assistance Systems).

- Vi skal til at træffe nogle beslutninger om, hvornår vi skal bruge vision, sensorinput og lagrede informationer. Indledningsvist er niveauerne af kørerassistance opdelt i grupper fra 0 til 5, hvor 0 repræsenterer den ”dumme” bil uden nogen form for elektroniske hjælpemidler, mens 5 er den fuldstændigt autonome bil. Vi bliver derfor nødt til at se biler som distribuerede systemer, hvor energi skal afvejes mod båndbredde, latency mod pålidelighed og endelig, hvor ofte systemet skal gentrænes for at opretholde sikkerheden. Det fører til en række politiske spørgsmål som risiko i forhold til lovgivning og forsikringsforhold, data som input eller træning og endelig en beskyttelse af systemerne, forklarer Samer Hijazi.

Han peger på, at især vejskilte kan være vanskelige at genkende for visionsystemer, da virkeligheden sjældent stemmer overens med de teoretiske idealværdier. Derfor skal de neurale netværks effektivitet løftes. Med AlexNet som et eksempel skal 60M modelparametre gennem 725M multiply - accumulate behandlinger, hvilket ved 1000 billeder/sekund kræver en 240GB/sekund båndbredde, og det er urealistisk. I stedet kan hardwaren optimeres med Cadence Vision P6, som danner en højtydende matrixformet visioncluster-struktur, der er langt lettere at håndtere gennem DDR-subsystemet. Men konklusionen er, at vi kun har skrabet lakken på fremtidens selvkørende kategori 5 bil. Vi taler om peta- MAC regnekraft i de embeddede neurale netværk, for der vil være intelligens nok til rådighed.

Innovationen starter i kataloget

Når RS Components dagligt udsender 44.000 pakker med komponenter til over en million modtagere verden over, så står det nogenlunde klart, at meget innovation begynder hos katalogdistributørerne. Katalogdistributørernes rolle kan godt være vanskelig at definere på grund af spændvidden i programmet, men alene på grund af sammensætningen af komponenter, kits og boards, en virksomhed som RS Components udsender, står det klart, at mange innovative ideer og kommende produkter bliver udklækket som følge af de produkter, der er tilgængelige hos katalogdistributørerne. 

 - Den største vækst ligger klart inden for de digitale teknologier. De kommunikerende produkter i den forbundne verden – for nu ikke at sige IoT – gør produktudviklingen rigtig spændende for tiden. Man sidder i høj grad i modtagerenden af onlinebestillingen, og det er i dag blevet sværere at skabe den sømløse kommunikation med kunden end tidligere. Ideerne optræder ikke længere kun inden for B2B- markedets professionelle rammer. I stedet er det markermiljøerne og universiteterne, som står bag en række nye opfindelser, siger marketingchef for halvlederdivisionen hos RS Components, Simon Duggleby.

Communities bruges i den forbindelse med blandet held hos distributørerne. RS Components har nok ikke slået lige så meget på tromme for sin Design Spark website som andre katalogdistributører, men kombinationen af designsupport og adgang til såvel EMS-tjenester som printfremstilling og mekaniske designløsninger har gjort Design Spark ganske populær i bredere sammenhæng – ikke mindst inden for universitetsmiljøet, hvor der ikke altid er penge eller adgang til gode software- og designværktøjer. 

- Vi må så ikke glemme boardløsningerne, som i høj grad har sat skub i udviklingen af en mængde applikationer. Arduinoboardet med de mange tilhørende shields gør det muligt at realisere adskillige prototyper og afprøve nye ideer, uden at man skal igennem en lang række designs og produktionsiterationer, før man står med den fungerende elektronik i hånden, slutter Simon Duggleby.

Intelligens i strømforsyningen?

Med udviklingen inden for indbyrdes forbundet elektronik – skal vi sige IoT? – så stilles der en række nye krav til strømforsyninger med hensyn til effektivitet, PFC, minimale tomgangstab og sikkert også kompatibilitet. Det spås, at der i år 2021 vil være i omegnen af 28 milliarder kommunikerende enheder. Det vil så betyde, at den mobile nettrafik vil stige til rundt regnet 50Exabytes/måned i år 2021. Ouch! Det vil være en mavepuster for mange netværksoperatører og datacentre, hvis ikke verden skal gløde i varmetab fra strømforsyningerne i netværksinfrastrukturen.

- Vi har brug for intelligente forsyningsløsninger. Og såvel verden som kunderne har brug for at kunne vælge relativt frit mellem strømforsyningerne på markedet. Det er baggrunden for etableringen af AMP (Architects of Modern Power), der omfatter et stort udviklings- og 2. source samarbejde mellem strømforsyningsproducenter som CUI, Ericsson og Murata. Et kig på fordelingen af udgifter inden for eksempelvis datacentre understreger behovet. Forsyningsinfrastrukturen udgør i dag rundt regnet 40 procent af omkostningerne i datacentre – inklusive udgifterne til servere – og Semiconductor Industry Association anslår, at datacentre vil kræve mere energi, end vi kan generere i verden omkring år 2040, indleder Martin Hägerda, direktør for Ericsson Power Modules.

Udfordringerne ligger i at minimere tab ved en løben- de tilpasning af strømforsyningerne til halvledernes meget specifikke krav. Det typiske board krævede 300W i 80’erne, hvilket i 2020 nok vil være steget til 5kW. Samtidig falder kernespændingerne i strømforsyningerne til niveauer under 0,6V, hvad der kræver en skrækkeligt masse ampere rundt på printet, en enorm kapacitet i POL-konverterne og en fremtidig konverteringsstandard, der eliminerer mellembussen i forsyningsleddet med en konvertering fra 48V til 1V, isoleret på systemboardet. Det bliver en opgave, som én virksomhed alene ikke vil være i stand til at løse, så et samarbejde mellem flere dygtige forsyningsproducenter vil være af vital betydning.

- Vi har netop udviklet vores nyeste standard, Giga AMP, som følger en 1/16-del brick-formfaktor, men trods den lille størrelse er i stand til at give 60A fra et land-grid kapslet modul. Det er en højeffekt hybrid buskonverter, som understøtter den kommende 48V-til-1V standard, og som også vil være understøttet af en ny fælles platform, som hjælper designere til at vælge produkter fra flere producenter og opbygge multisource-konfigurationer med en meget enkel kvalificering af designet til følge. Men kom selv forbi CUI’s, Ericssons eller Muratas stande under Electronica 2016 og se, hvor langt AMP-samarbejdet efterhånden er nået, slutter Mark Adams, der er senior vicedirektør for AMP.


Deltag i debatten

IT - artikler og arrangementer

Nyeste IT-job fra Jobfinder

luk
close