Qu’est-il arrivé à l’analogique à l’ère du numérique ?

Ed Brown

Je suis tombé sur un article de l'Université du Wisconsin qui m'a fait réfléchir sur le monde analogique par rapport au monde numérique. Il décrit comment certains chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient tromper un système d'identification automatique numérique largement utilisé en parlant simplement à travers un tube en PVC. Une explication qui a retenu mon attention était la suivante : « … parce que le son est analogique, il contourne les filtres d’attaque numérique du système d’authentification vocale. »

Cela m'a fait penser qu'il existe une différence fondamentale entre le monde analogique et le monde numérique : le monde analogique est le monde tel qu'il existe réellement, et le monde numérique est une approximation manipulée. Par exemple, lorsque vous faites passer un signal analogique via un convertisseur analogique-numérique (ADC), vous prenez des informations qui sont analogiques à certaines conditions du monde réel, par exemple la température, et vous divisez ce signal continu en impulsions numériques. . L'ADC prend l'amplitude du signal analogique à un moment donné et la représente sous la forme d'une série de bits binaires. Il y a donc une triple distance entre la sortie de l’ADC et le monde réel. Tout d’abord, il y a la question de savoir dans quelle mesure le signal analogique représente le phénomène physique qu’il mesure : il n’est jamais parfait. Ensuite, le DAC ajoute à cela le fait qu’il ne peut échantillonner le signal analogique qu’à des intervalles de temps discrets. Ensuite, cet échantillon doit être représenté par des bits numériques dont la précision est limitée par la bande passante.

Alors, pourquoi est-il si important de mesurer le monde physique en premier lieu ? Comme je l’ai mentionné dans mon blog précédent, sans la détection du monde physique, il n’y aurait pas d’Internet des objets (IoT) : il n’y aurait pas d’automatisation, d’usines connectées, de véhicules autonomes, de systèmes de sécurité à distance, de systèmes de bâtiments intelligents ou de surveillance médicale sophistiquée.

Les signaux doivent être numérisés avant de pouvoir entrer dans le domaine connecté de l’IoT, cela ne fait aucun doute. Des discussions sont cependant en cours sur la manière et le lieu de procéder à cette numérisation. Une tendance croissante consiste à effectuer le traitement en périphérie. Le traitement Edge devrait en réalité être appelé prétraitement. L’idée est de réduire la quantité de données envoyées vers le cloud – ou vers un processeur central – en effectuant certaines analyses au niveau ou à proximité du capteur. Cela réduit la bande passante nécessaire pour transmettre un grand nombre de bits de données à partir de tous les capteurs d'un système et réduit également la charge de calcul sur le cloud.

Après des décennies de travail en tant qu'EE, Ed Brown de SAE Media Group en est à sa deuxième carrière : rédacteur technique.

"J'ai réalisé qu'en repensant à mes années d'ingénieur et en regardant toutes les dernières et meilleures nouveautés en tant qu'éditeur, j'ai beaucoup de réflexions sur ce qui se passe actuellement à la lumière de mes expériences en ingénierie, et j'aimerais en partager certaines maintenant. .»

Les fabricants y parviennent en intégrant l’IA dans le capteur. Cela peut être fait en numérisant l’entrée analogique et en exécutant l’inférence sur la puce. La tiny ML Foundation est une communauté de développeurs engagés dans cette démarche.

Dans un récent article sur Sensor Technology, Tom Doyle, PDG d'Aspinity, a décrit une approche différente de la division analogique/numérique du travail. Son entreprise a développé une puce d’apprentissage automatique analogique capable d’effectuer une partie du prétraitement à des niveaux de puissance bien inférieurs à ceux de l’IA uniquement numérique.

Dernièrement, il y a eu un mouvement pour ramener les disques vinyles parce que certains auditeurs pensent que le son est plus chaud et plus naturel. Il n’y a aucun moyen de le prouver – c’est un jugement purement subjectif. Généralement, les enregistrements numériques peuvent être techniquement plus parfaits car les enregistrements analogiques reposent sur des méthodes mécaniques. L'électronique vient d'être introduite pour traiter et amplifier l'entrée. Le son d'un enregistrement vinyle est initié par un stylet se déplaçant en réponse aux grooves du disque. Mais certains auditeurs préféreront peut-être un peu moins de perfection. On ne peut pas contester cela car c'est complètement subjectif. Mais le but d'un enregistrement musical n'est-il pas de procurer du plaisir à l'auditeur ?