Pandemi, makine öğrenimine ve uç IoT'ye geçişi hızlandırıyor

Covid-19 pandemisi, makine öğrenimi ile daha fazla otomasyona, algılamaya ve kenar işlemeye dramatik bir geçişle birlikte, gömülü endüstriyi sarstı.

Müşteriler dijitalleşme planlarını hızlandırırken, yarı iletken endüstrisi talebe yetişmek için çok çalışıyor. Bu, bir panonun veya sistemin tasarımından tedarik zinciri boyunca tüm yol boyunca esnekliğin anahtar olduğu anlamına gelir. Bu, endüstrinin 2022 boyunca karşılaşacağı zorluklarla daha belirgin hale gelecektir.

Bu zorlukların üstesinden gelmek, yalnızca uç işlemenin nasıl uygulandığı, kullanılan cihaz türleri ve teknikler konusunda esneklik değil, aynı zamanda uç sistemlerin IoT'ye yayılma şekli konusunda da esneklik gerektirecektir. Microchip'in kendi üretim kabiliyetine sahip geniş teknoloji yelpazesi, son müşterilerin ihtiyaç duyduğu teknolojiyi sunabilme konusunda avantaj sağlar.

Bir örnek, programlanabilir FPGA'larda yerel makine öğrenimine sahip akıllı görüntü sensörleridir. Bu, veri akışlarını buluta göndermek yerine, kameralar tarafından görüntü işleme için temel makine öğrenimi algoritmalarını uç noktalara yerleştirir. Bu, IoT ağı genelinde yanıt gecikmesini, güç tüketimini ve veri gereksinimlerini azaltır.

FPGA'ları kullanmak, mühendislerin kendi makine öğrenimlerini geliştirmelerine veya belirli uygulamaları için mevcut olanları değiştirmelerine de olanak tanır. Bu, bir üretim hattında kalite kontrolü için kusur tespitinden kontrol sistemlerine kadar uçta belirli uygulamalar için daha fazla verimlilik sağlayabilir.
Örneğin, en yeni Microchip FPGA geliştirme platformu, endüstriyel kameraları şerit başına 1 Gb/sn ile bağlayan ve şerit başına 1,5 Gb/sn'ye kadar alan sağlayan bir arabirime sahip yeni sensörler ekler. Geliştiriciler daha fazla ayrıntı yakalamak için daha yüksek çözünürlüklü kameralar kullandıklarından ve işlemeyi yerel olarak gerçekleştirmeleri gerektiğinden, daha yüksek performanslı arayüzlere olan talep artmaktadır. Bu, yerel ağın aşırı yüklenmesini önler ve mevcut altyapı ile üretkenlikte bir artış sağlar.

Endüstriyel uç uygulamalarında yüksek hızlı Ethernet ağları giderek daha yaygın hale gelirken, uçta bir FPGA çözümü, geliştiricilerin sistemi Profibus ve Hart gibi belirli bir endüstriyel ağ için yapılandırmasına da olanak tanır. Bir FPGA'ya ağ protokolleri ekleme esnekliği, ağ düğümlerinin ve ağ geçitlerinin boyutunu ve karmaşıklığını azaltır ve bu, 2022 ve sonrası için önemli bir eğilimdir.

Makine öğrenimi, uçta kestirimci bakım gibi uygulamalar için çok çeşitli mikro denetleyicilerde de uygulanabilir. Microchip, sensörlere yakın mikrodenetleyiciler üzerinde karmaşık örüntü tanıma kodunu çalıştırmak için yazılım algoritmalarının geliştiricileriyle yakın bir şekilde çalışır. Bunlar, ekipmanın daha fazla yerel olarak izlenmesine, verilerdeki ekipmanın arızalanmaya başladığını gösterebilecek kalıpların ve hatta sorunun yerinin belirlenmesine olanak tanır.

Bu, yedek parça siparişi için zamanlamalı planlı bakımın bir parçası olarak makinelerin düzenli bir şekilde devre dışı bırakılmasını sağlar. Bu, bir üretim hattını durdurabilecek ve milyonlarca dolarlık üretim kaybına mal olabilecek ve müşterilere teslimat programlarını vurabilecek beklenmedik arızaları önler.

Bu makine öğrenimi çerçeveleri, tedarikçilerden veya uygulamanın kendisinden gelen verileri kullanarak sürekli olarak gelişiyor, sinyal algılama ve sınıflandırmanın doğruluğunu artırıyor ve genel sistemin performansını iyileştiriyor.

Bu uç sistemlerden gelen üst düzey veriler, 2022 yılına kadar önemi artan bulut hizmetlerine de geri beslenir ve sonuç olarak güvenlik bu sistemler için de kilit önem taşır.

Gittikçe daha fazla cihazın IoT'ye bağlanmasıyla tasarımcılar, uygulamaların rehin alınmaya karşı savunmasız olduğunu ve uç düğümlerin genellikle güvenlik saldırılarına karşı çok hassas olduğunu fark ediyor. Bu, uç IoT cihaz güvenliğini güncel tutmak için kablosuz (OTA) güncellemelerine olan talebi artırıyor.

OTA güncellemeleri artık temel olarak gerekli bir özelliktir ve güvenlik gerektirir, aksi takdirde ağ, bir uç düğüme niteliksiz kod ekleyen birine açıktır. Microchip'in tüm büyük bulut tedarikçileri ile ilişkileri vardır ve en son güvenlik standartlarına bağlıdır. Bu, hızla büyüyen ve 2022'ye kadar büyümeye devam edecek bir alan.

Fonksiyonel Güvenlik, sürücü destek teknolojileri ve sürücüsüz arabalar için kullanılan tasarım metodolojilerini alıp fabrika zeminine uygulayarak endüstriyel uygulamalara da giriyor.
Birçok sektör, ISO9000 kalite standardını benimseyerek otomotivi takip etti ve Microchip, ISO26262 standardının endüstriyel tasarımlara geçişinde de aynı şeyin olduğunu görüyor. Sistemde bir şeyin nasıl başarısız olacağını ve ne olacağını ve güvenli bir şekilde başarısız olduğunu anlama yeteneğine sahip olmak - bu, otomotivde en olgun ve en yaygın olanıdır ve 2022 ve sonrasında uç IoT için kilit bir teknolojidir.
2022'ye kadar bileşenlerin kullanılabilirliği için kısıtlı bir ortam olmaya devam edecek ve bu da tedarikçilerle iletişimin kilit önemde olduğu anlamına geliyor. Microchip, tasarımları konusunda müşterilerle her zaman yakın bir şekilde çalıştı ve bu, gelecek yıl için önemli bir odak noktası olacak. Microchip kendi üretim kapasitesine sahip olduğundan, parçaların kullanılabilirliği üzerinde daha fazla kontrole sahiptir ve mikrodenetleyicilerin ve FPGA'ların programlanabilirliği, geliştiricilere tedarik kısıtlamalarından kaçınma konusunda daha fazla esneklik sağlar.

Açık olan şu ki, dijitalleşme, özellikle uçta endüstriyel tasarımların hayati bir parçası ve bu, büyümenin önemli bir itici gücü olmaya devam edecek. Yüksek hızlı arayüzler ve FPGA işleme ile uçtaki akıllı sensörlerden mikrodenetleyiciler üzerinde çalışan makine öğrenimi algoritmalarına kadar, müşterilerin dikkate alması gereken birçok farklı seçenek vardır.
Microchip gibi yarı iletken tedarikçilerle yakın çalışmak, uç IoT sistemlerinin başarılı bir şekilde piyasaya sürülmesini sağlamanın anahtarı olacaktır. Erken iletişim ve ayrıntılı planlama, tedarik zincirinin tüm dünyada meydana gelen uç IoT'ye geçişi karşılamak için gereken teknolojileri sağlamasına yardımcı olacaktır.