• LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • PARTNERLOGIN

ElektronikFOKUS

Fokus på elektronik

  • Branchenyt
  • Design & udvikling
  • Events
  • IoT & embedded
  • Komponenter & konnektorer
  • Power
  • Produktion
  • Test & mål
  • Wireless & data
  • Artikler fra Aktuel Elektronik

Artikler fra Aktuel Elektronik11. 02. 2025 | Pia Nielsen

Sådan kan producenter af mikrocontrollere accelerere brugen af AI

Artikler fra Aktuel Elektronik11. 02. 2025 By Pia Nielsen

Hvad kan producenter af mikrocontrollere gøre for at hjælpe apparatproducenter til at overkomme de tekniske og funktionelle barrierer, der står i vejen for, at embeddede designere kan inkludere machine learning (ML) software? Det har Alif Semiconductor et glimrende bud på

Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 2 – 2025 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)

Af Henrik Flodell, senior marketing director, Alif Semiconductor

2024 var et år med en syndflod af annonceringer af nye, store sprogmodeller (LLM) baseret på AI fra producenter som OpenAI og Google. Inden for produkter som smartphones og pc’er er AI ikke bare ved at blive mainstream must. Det er mainstream.
Det er tankevækkende, at producenter af embeddede komponenter ikke bredt har inkluderet AI og ML i endpoint-produkter. Det er der nok flere grunde til, ikke mindst begrænsninger af computerressourcer og forbruget i traditionelle mikrocontrollere, applikationsprocessorer og systemchips.
Uviljen til at embedde AI-algoritme har sænket fremdriften inden for ML i IoT- og lignende produkter, som normalt er baseret på mikrocontrollere (MCU). Hvor forståelig denne langsomme accept af AI og ML end måtte være, så har egenskaberne for AI-software i forbrugerprodukter givet et behov for en hurtigere implementering af ML-teknologi i IoT store muligheder.
Usikkerhed omkring ML tvinger embeddede designere ud af deres komfortzone, for hvis designere stritter imod at indbygge ML-algoritmer i MCU-baserede produkter, så skyldes det til dels, at de anvendte trænings- og udviklingsmetoder er udviklet til en helt deterministisk og programrettet software.
En klassisk real-time styring modtager input fra en sensors temperaturmåling og udfører en specifik handling som at slukke for et elektrisk varmelegeme, når temperaturen overstiger en given sikkerhedsgrænse. MCU’en er i dag hardwarebasis for denne slags deterministiske real-time styringer. En MCU baseret på en RISC-kerne som Arm Cortex-M giver en garanteret latency og sekventiel highspeed-eksekvering af den funktion, som applikationen kræver fra selve styringen og behandling af sensordata til display-kontrol.
For applikationsdesigneren følger den traditionelle programmerede ”if/then” softwarekode en logisk thread, og driften er bundet op af kendte tilstande, der kan defineres explicit. Efter debugging er koden fuldstændigt forudsigelig med et pålideligt output for komponenten i form af et sikkerhedskamera eller et elværktøj, begge klassiske MCU-styringer. I dag giver disse komponenter nye muligheder for værditilvækst med tilføjelsen af ML-funktioner til de eksisterende styringer. Og den ML-software kan køre i edgen, direkte i MCU’en.
I et sikkerhedskamera kan real-time monitering af mulige indbrud automatiseres, og en effektiv cloud-baseret ML-software kan præcist detektere og analysere folks behaviour i kameraets synsfelt. Pris og energiforbrug for sådan en løsning kan dog reduceres markant, hvis et video-feed bliver scannet forud, så en lokal processor skelner mellem menneskelignende konturer fra andre objekter i synsfeltet. Så vil et kamera kun trigge et system og uploade frames til clouden i de tilfælde, hvor der er potentielt relevant information frem for, at systemet uploader hele video-feed’et.

Intelligens i selv de enkleste applikationer
Et tilsvarende ML-eksempel kunne være en boremaskine (som i figur 1). Med en UWB-radio (ultrabredbånd) kan boremaskinen modtage signal afhængigt af det materiale, man borer i. Boremaskinen vil dermed selv kunne definere det korrekte bor og advare mod skjulte installationer som et vandrør indbygget i en væg.
Det ville nok være umuligt at skrive traditionel kode til at udføre en sådan funktion – og kræve en masse ressourcer. Men at træne et egnet neuralt netværk til at genkende mønstre som givne refleksioner af en UWB-transmission fra et kobberrør i en betonvæg ville være en relativt let opgave. Der findes allerede et stort udvalg af open-source træningsdatasæt og neurale netværk til ML-systemer – blandt andet til detektering af menneskers bevægelser i en video-stream.
Træningsmetoderne for den slags ML-algoritmer vil nok være fremmede for en ”klassisk” uddannet designer fra programmeret software til embeddede processorer. Frem for at strukturere, skrive og debugge kode til ML-algoritmer skal en designere af embeddede systemer hellere overveje:
● Hvordan man assembler et tilstrækkeligt trænet datasæt.
● Evaluering og valg af et egnet neuralt netværk.
● Konfigurering og drift af deep-learning frameworks som Tensorflow Lite, der er kompatibel med en target-MCU eller anden hardware.
Mens programmeret software kan forbedres gennem debugging og detaljeret kodeanalyse, så er optimering af ML-inferensen en helt anden opgave. Den kræver analyse af faktorer som potentialet for at forbedre præcision og hastighed gennem et større træningsdatasæt – eller en forbedring af kvaliteten af de samples, som træningsdatasættet understøtter.
Output fra en ML-algoritme er også kvalitativt anderledes end fra den klassiske software. Den er sandsynlighedsbaseret og svarer på spørgsmål på højniveau som: ”Er der et kobberrør inde i væggen?” i form af inferens med en overvejende grad af forventning. Det er ikke en deterministisk mode. Svaret er sandsynligvis rigtigt, men det kunne være forkert.
Så for at få glæde af ML-funktioner skal designere af MCU-baserede komponenter anvende en ny udviklingsmetode og acceptere svar, der er sandsynlige udfald snarere end deterministiske output. For mange designere er det ukendt territorium, og det er ikke overraskende, at den embeddede verden har været tøvende overfor implementering af ML-modeller.
Men hvad kan MCU-producenterne så gøre for at lette overgangen til AI-centrerede embeddede løsninger og for at gøre det operationelle miljø mere venligt over for ML-software?

Tre funktioner i en ML-venlig MCU
For Alif Semiconductor er de foregående spørgsmål nærmest eksistentialistiske, da virksomhedens formål siden starten i 2019 har været at give producenter af embeddede- og IoT-komponenter en ny familie af MCU’er og fusionsprocessorer, der vil kunne give de bedste AI/ML-løsninger med det mindste forbrug. Alifs forretningsmodel afhænger af en bred penetration af ML i den embeddede verden. Efter Alifs analyse giver tre nøglefunktioner i en MCU producenter den bedste mulighed for at få succes med nye ML-baserede produkter:
1: Hardware-miljøet skal hjælpe til snarere end forhindre driften af neurale netværksalgoritmer. En RISC CPU er i hjertet af styringen af en MCU, men den serielle drift begrænser eksekveringen af et neuralt netværks MAC-cyklusser. En neural processorenhed (NPU) vil på den anden side være optimeret til MAC-eksekvering og andre neurale netværksoperationer. En MCU-arkitektur, der har én eller flere NPU i drift side om side med én eller flere CPU’er, giver den bedste basis for hurtigere og mere energioptimal inferens til edge AI-applikationer.
Tests mod industristandard-benchmarks for ML-funktioner som stemmeaktiveret detektering, noise- eller ekko-cancellering og automatisk stemmegenkendelse viser, at kombinationen af en Arm Cortex-M55 CPU og en Ethos-U55 NPU giver en 50x forbedring i hastigheden for inferensen sammenlignet med en high-end Cortex-M7 CPU alene – og en 25x reduktion i energiforbruget.
2: Ved at lade et designteam arbejde med ML-applikationen i et genkendeligt miljø opnår man flere fordele. I de kontrolfunktioner, som CPU’en udfører, har MCU-markedet stor succes med at konsolidere valget ned til én enkelt arkitektur: nemlig Arms Cortex-M. Visse MCU-producenter komplementerer dog CPU’en med en egen NPU, så designere skal gå væk fra det kendte Arm-miljø i ML-delen af deres design.
Det er meget sandsynligt, at MCU-markedet vil konvergere mod Arm-miljøet for såvel NPU som CPU. En MCU med en Arm Ethos NPU sammen med en Cortex-M CPU vil gøre det muligt for designere at anvende de samme Arm-værktøjers software-økosystem i både styrings- og ML-delene af applikationen.
3: Man skal eksperimentere tidligt med populære ML-applikationer. Den sandsynlighedsorienterede natur i ML-inferens går i retning af en forsøg-og-fejl tilgang i proof of concept-udviklingen, og den vil være baseret på brug og forfining i et open-source miljø af neurale netværksmodeller og træningsdatasæt.
Det er derfor, at Alif Semiconductor leverer et AI/ML AppKit- en udviklingshardware, der er prækonfigureret til opsamling af vibrations-, voice- og vision-data, og som leveres med et bredt udsnit af demo-systemer til en række AI bruger-cases (figur 2). Kittet indeholder et 4” farve-LCD, et integreret kameramodul, PDM og I2S-mikrofoner samt inertisensorer. Device-drivere og OS-pakker samt demo-applikationer og -eksempler er udgivet på GitHub-platformen.

Mulighed for embeddede komponenter med større værditilvækst
Muligheden for at bringe de transformative ML-egenskaber ind i embeddede komponenter er til rådighed allerede nu. Teknologien er klar til mainstream-brug, og hvor markedspenetrationen tidligere har været sinket af manglen på ML-funderede MCU’er med brug af det kendte Arm-udviklingsmiljø, så duer den undskyldning for ikke at implementere ML ikke længere. Produkter som Ensemble-familien af MCU’er og fusionsprocessorer fra Alif Semiconductor med single- eller multikerne Arm Cortex-M55 CPU’er og Ethos-U55 NPU’er giver designere af embeddede systemer adgang til en ny type af ML-egnet hardware og udviklingsplatforme (figur 3). Og med et udviklingsværktøj som AI/ML AppKit er det bare at springe i havet af ML-muligheder i edge-komponenterne.

Billedtekster:
Figur 1: AI-egenskaber kan detektere skjulte kabler eller rør og forhindre en håndværker i at begå dyre fejltagelser.

Figur 2: Alif Semiconductors AppKit-board giver demoer af Ensemble MCU’ernes AI-egenskaber inden for vibration, voice og video.

Figur 3: Ensemble-familien giver sømløs integration mellem single- og multikerne MCU’erne og fusionsprocessorer.

Skrevet i: Artikler fra Aktuel Elektronik Tags: Ai, Machine Learning, Mikrocontroller, software

Seneste nyt fra redaktionen

NATO udvider aftale med dansk softwarefirma om træning af soldater

Wireless & data09. 02. 2026

NATO og den danske softwarevirksomhed Systematic har underskrevet endnu en kontrakt, der udvider samarbejdet om træning af soldater og officerer i brugen af NATOs nye digitale kommandosystem til landoperationer, SitaWare Headquarters. Aftalen er en del af det igangværende DEMETER-projekt. Den

Ung forsker fra SDU skal sikre, at vi har kritiske råstoffer nok til den grønne omstilling

Design & udvikling09. 02. 2026

Den grønne omstillings teknologier er dybt afhængige af en række råstoffer som f.eks. kobolt, kobber, nikkel og litium. Som det er i dag, er ressourcerne i høj grad koncentreret omkring nogle få lande og regioner. Det gør forsyningen sårbar overfor bl.a. geopolitiske spændinger og betyder, at den

Anritsu opnår EN 18052:2025-certificering til hybrid eCall-evaluering

Test & mål09. 02. 2026

Anritsu Corp. annoncerer, at deres hybride eCall-evalueringsløsning, der inkluderer eCall-tester MX703330E, har opnået den første europæiske EN 18052:2025-certificering efter test foretaget af Cetecom Advanced, en førende virksomhed inden for certificering af elektronisk udstyr. Certificeringen

TDK launches µPOL-moduler, der kan stackes op til 200A til vertikal strømforsyning

Power09. 02. 2026

TDK Corporation har udvidet sin µPOL-familie af ikke-isolerede DC/DC-strømforsyninger med tilføjelsen af FS1525. Denne kun 3,82 mm høje point-of-load (PoL)-konverter leverer op til 25A og er konstrueret til at opfylde de krævende krav fra AI-servere, edge computing og datacentersystemer. Ved at

DI: Politisk aftale styrker små og mellemstore virksomheders cybersikkerhed

AktueltWireless & data09. 02. 2026

Regeringen og Folketingets partier har netop indgået en bred politisk aftale om en ny national cyberstrategi. Dansk Industri (DI) hilser aftalen velkommen og fremhæver især det længe ventede løft af cybersikkerheden hos små og mellemstore virksomheder. DI ser det samtidig som et vigtigt signal, at

Det globale salg af halvledere voksede med over 25 procent til næsten 792 mia. USD i 2025

BranchenytProduktionTop09. 02. 2026

Brancheorganisationen, Semiconductor Industry Association (SIA), annoncerer i deres seneste rapport, at det globale halvledersalg nåede 791,7 milliarder dollars i 2025, en stigning på 25,6 % sammenlignet med det samlede salg på 630,5 milliarder dollars i 2024. Desuden var det samlede salg i fjerde

Masser af innovative robotter i Hannover Messes Applikations Park, 20. – 24. april

AktueltEvents09. 02. 2026

De nyeste trends inden de mest innovative robotteknologier vil møde de besøgende i den såkaldte Application Park på den kommende Hannover Messe. Fokus vil være på AI-baserede systemer med interaktion med omgivelserne, autonome robotter til manipulationsopgaver samt humanoide robotter. Deres fordele

Nu kan man indstille sin robotløsning til DIRA Teknologiprisen 2026

Design & udviklingEvents06. 02. 2026

DIRA's Teknologipris 2026 sætter spot på de løsninger, som både er innovative, anvendelige og klar til markedet. Har man en ny teknologi, et softwareprodukt eller en komponent, der kan købes af danske kunder og gør en reel forskel i robot- og automationsbranchen, så er det nu, man skal på banen.

Flir C8 er næste generation af kompakte termiske lommekameraer

Test & mål06. 02. 2026

Flir C8 er et nyt ultrakompakt termisk lommekamera designet til at gøre inspektioner hurtigere, skarpere og mere pålidelige. Med en termisk opløsning på 320×240 pixel og Flirs egen MSX-teknologi, får man detaljerige billeder, der gør det nemt at identificere eventuelle temperaturrelaterede

Manglen på ingeniører og STEM-uddannede giver travlhed hos headhunterne

AktueltBranchenyt06. 02. 2026

Headhunterne er flittige til at opsøge ingeniører, it-specialister og naturvidenskabelige kandidater. I løbet af de seneste seks måneder er 48 pct. af IDA's privatansatte medlemmer blevet kontaktet af en headhunter eller anden virksomhed med et tilbud om at skifte job. Det viser en ny

Tilmeld Nyhedsbrev

/Nyheder

  • Microchip Technology Inc.

    Production-Ready, Full-Stack Edge AI Solutions Turn Microchip’s MCUs and MPUs Into Catalysts for Intelligent Real-Time Decision-Making

  • InnoFour

    FPGA Forum 2026

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Technology and Hyundai Motor Group Collaborate to Explore 10BASE-T1S Single Pair Ethernet for Future Automotive Connectivity

  • HIN A/S

    Vil du arbejde i krydsfeltet mellem teknik, rådgivning og industri?

  • Elma Instruments A/S

    Flir C8 fra Elma er næste generation i kompakte termiske lommekameraer

  • Microchip Technology Inc.

    New Power Module Enhances AI Data Center Power Density and Efficiency

  • Microchip Technology Inc.

    PIC32CM PL10 MCUs Expand Microchip’s Arm® Cortex®-M0+ Portfolio

  • Eltraco Automation

    Inline vapor phase-maskine fra IBL åbner op for større volumen

  • ACTEC A/S

    Pålidelig energi til el-, vand-, gas- og varmefordelingsmålere

  • Rohde & Schwarz Danmark A/S

    Rohde & Schwarz invites the EMC community to the virtual DEMC 2026 conference.

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›
 
 
 
 

Læs Aktuel Elektronik

Aktuel Elektronik avisforside

Annoncér i Aktuel Elektronik

Medieinformation

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik