淺談嵌入式系統(tǒng)趨勢與技術(shù)

近年來，嵌入式系統(tǒng)市場取得了長足的進(jìn)步。 隨著物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，車載控制系統(tǒng)信息技術(shù)已成為智能和互連的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)快速經(jīng)濟發(fā)展的推動力。 龐大，多樣且高度分散的嵌入式系統(tǒng)市場包括軟件，開發(fā)平臺和硬件。 越來越多的行業(yè)，產(chǎn)品和服務(wù)依賴于嵌入式系統(tǒng)。 工業(yè)嵌入式系統(tǒng)市場包括通信，汽車，APP電子商務(wù)系統(tǒng)開發(fā)，航空航天，消費電子，軍事系統(tǒng)和工業(yè)控制以及其他智能城市。

嵌入式控制系統(tǒng)通常是功能進(jìn)行固定或可編程的硬件和軟件的某種產(chǎn)品組合。嵌入式控制系統(tǒng)分析可以進(jìn)行設(shè)計為支持較大系統(tǒng)中的一個或多個特定功能。示例包括工業(yè)控制系統(tǒng)和機器，汽車，諸如航空電子和系統(tǒng)的軍事系統(tǒng)，電商系統(tǒng)開發(fā)公司，醫(yī)l療設(shè)備，消費產(chǎn)品，智能手機和樓宇自動化。

對于面向消費市場的簡單，大批量嵌入式設(shè)備，嵌入式系統(tǒng)成本可能是99%的硬件和1%的軟件。但是，對于用于飛機，汽車或高度可靠的工業(yè)控件的高度專業(yè)化，小批量的嵌入式系統(tǒng)，如果包括測試并符合復(fù)雜應(yīng)用程序的標(biāo)準(zhǔn)，則該軟件可能占嵌入式系統(tǒng)成本的95%。更復(fù)雜的是，嵌入式控制系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)之間沒有一個明確的界限。即使在今天，關(guān)于智能手機或者智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是一個嵌入式系統(tǒng)還是一個獨立的計算機，仍然存在一些爭議。在傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)收集無線傳感器數(shù)據(jù)并將其推送到云的地方，新的智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和邊緣設(shè)備可以支持LAN，WAN，嵌入式系統(tǒng)市場的硬件組件包括芯片，印刷電路板，固件，目標(biāo)設(shè)備等。軟件元素包括開發(fā)平臺，實時操作系統(tǒng)(RTOS)，測試等。當(dāng)然，整個中國市場發(fā)展這些嵌入式系統(tǒng)技術(shù)支持的設(shè)備和機器要大得多。

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)小知識：嵌入式設(shè)備通常由與硬件集成的軟件提供動力，這些軟件包括片上系統(tǒng)soc，現(xiàn)場可編程門陣列fpga，旨在由嵌入式開發(fā)人員針對特定功能進(jìn)行編程的集成電路ic，以及其他固件版本。這樣就很難把軟件和硬件完全分開。這個市場上的嵌入式系統(tǒng)供應(yīng)商可能包括那些只提供軟件的供應(yīng)商，例如開發(fā)和測試工具以及實時操作系統(tǒng)(RTOS)。以及也提供fpga，soc和其他固件產(chǎn)品的產(chǎn)品。

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)總體而言，嵌入式系統(tǒng)是一項非常成熟的技術(shù)，隨著新的，功能更強大的處理器的不斷發(fā)展，該技術(shù)現(xiàn)在可以支持下一代智能設(shè)備，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)公司，機器，設(shè)備和工廠。嵌入式系統(tǒng)是一個關(guān)鍵的實現(xiàn)智能互聯(lián)產(chǎn)品，機械設(shè)備和系統(tǒng)的技術(shù)，這些技術(shù)包括工業(yè)事情，并支持整個行業(yè)的數(shù)字化改造。

嵌入式領(lǐng)域的主要趨勢之一是智能邊緣設(shè)備的出現(xiàn)，這將有助于使工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和加工廠成為數(shù)字企業(yè)的一部分。傳感器和其他國家計量設(shè)備中的嵌入式智能將允許訪問，匯總和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，以支持高級管理分析，使生產(chǎn)信息系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)展成為中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和數(shù)字雙胞胎的一部分。這些問題正在發(fā)展成為一個關(guān)鍵的使能技術(shù)，以幫助企業(yè)優(yōu)化資產(chǎn)生命周期，尤其是運營和維護(hù)階段。

為了抓住商機，云和邊緣基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)提供商需要繼續(xù)擴張，以支持?jǐn)?shù)十億傳感器和數(shù)萬個智能系統(tǒng)。邊緣設(shè)備必須連接和智能化。 由于邊緣對智能的巨大需求，整個嵌入式系統(tǒng)市場將實現(xiàn)顯著增長。 物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的不斷發(fā)展和基于對網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的預(yù)測和規(guī)范分析的工業(yè)自動化的穩(wěn)步發(fā)展，最終將導(dǎo)致自主和自我修復(fù)系統(tǒng)。 這將成為嵌入式系統(tǒng)增長的主要行業(yè)驅(qū)動力。

行業(yè)中的嵌入式系統(tǒng)

幾十年來，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為航空航天和國防，汽車，醫(yī)療設(shè)備，通訊和工業(yè)自動化行業(yè)的主要技術(shù)。與處理器的體系結(jié)構(gòu)和可嵌入更多的計算能力的系統(tǒng)和設(shè)備，系統(tǒng)和智能相乘的功能。這是中國傳統(tǒng)上使用嵌入式控制系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計變得可以更加智能和強大，并使其他行業(yè)(消費品，家用電器，體育學(xué)習(xí)用品等)的產(chǎn)品發(fā)展變得智能和互聯(lián)。嵌入式系統(tǒng)正成為幾乎所有在我們生活中的事物的一個組成部分。

汽車行業(yè)

目前，汽車應(yīng)用代表了嵌入式系統(tǒng)的最大使用，可能仍然是未來幾年最大的一部分。在汽車中，嵌入式系統(tǒng)用于信息娛樂，安全性，駕駛員意識，維護(hù)以及車輛的整體系統(tǒng)控制。對擁有先進(jìn)導(dǎo)航系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)和車輛與街道通信系統(tǒng)的車輛需求的增加只會增加對嵌入式系統(tǒng)的需求。此外，隨著企業(yè)混合學(xué)習(xí)動力電動汽車和電動汽車的出現(xiàn)，智能管理系統(tǒng)進(jìn)行控制也在擴展。

另外，新興的全自動駕駛汽車將需要高度智能的系統(tǒng)。遠(yuǎn)比當(dāng)今社會車輛中的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜。 這些車輛中的計算系統(tǒng)將需要運行多個復(fù)雜的人工智能軟件和系統(tǒng)，用于導(dǎo)航、道路和車輛感知、交通模式、行人感知、風(fēng)險感知和評估。正在為嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)新一代處理器，以滿足我們這些數(shù)據(jù)計算和智能技術(shù)要求。

汽車智能嵌入式系統(tǒng)

當(dāng)討論汽車行業(yè)的AI主題時，大多數(shù)人首先想到的是自動駕駛汽車。毫無疑問，開發(fā)無人駕駛汽車是一個企業(yè)非?；钴S的研究工作領(lǐng)域，并且該技術(shù)可以將在中國未來我們甚至不久的將來成為我國交通運輸?shù)目尚薪M成部分。但是，當(dāng)今的現(xiàn)實是，認(rèn)知學(xué)習(xí)算法主要用于提高l效率，購物商城系統(tǒng)開發(fā)，安全性并為圍繞傳統(tǒng)手動駕駛車輛的流程增加價值。

汽車行業(yè)準(zhǔn)備AI“控制輪”在此之前，它首先希望有大量的目前在產(chǎn)的汽車駕駛輔助技術(shù)應(yīng)用它。ai非常適合為聯(lián)網(wǎng)車輛提供安全功能。今天，嵌在車輛掉在駕駛輔助功能裝配線幫助駕駛者行駛的前車是滿意的AI全自動駕駛。

通過監(jiān)控幾十個車載傳感器，人工智能可以識別危險情況，自動剎車和控制車輛以避免事故，并檢測和警告其他車輛內(nèi)部和周圍的危險駕駛員。

汽車客戶當(dāng)前正在使用AI的一個領(lǐng)域是用于預(yù)測性維護(hù)的基于AI的云服務(wù)。與常規(guī)車輛不同，陽江商城系統(tǒng)開發(fā)，聯(lián)網(wǎng)車輛除了通過檢查引擎燈和低輪胎警告來警告駕駛員以外，還可以做更多的事情。在許多最新的車型中，嵌入式人工智能算法監(jiān)控數(shù)百個傳感器，并能在問題影響車輛性能之前檢測出來。 通過每秒監(jiān)視數(shù)千個數(shù)據(jù)點，AI可以檢測到可能指示組件故障或故障的微小更改。

衛(wèi)生保健

醫(yī)療保健是發(fā)展最快的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用之一。例如，手持式和便攜式處理設(shè)備以及設(shè)備和監(jiān)測廣泛使用的嵌入式系統(tǒng)的生命體征設(shè)備。有了監(jiān)視心率或識別動脈阻塞的小型嵌入式操作系統(tǒng)，嵌入式信息技術(shù)也已進(jìn)入一個復(fù)雜的手術(shù)進(jìn)行程序。

雖然用于醫(yī)療保健的嵌入式系統(tǒng)中的半導(dǎo)體、處理器和芯片的物理尺寸已經(jīng)減少，但我們也看到了智能和功能的指數(shù)增長。這將使新一代醫(yī)療器械在體內(nèi)的內(nèi)臟和新穎的和創(chuàng)新的方式發(fā)揮作用和干預(yù)。微型但功能具有強大的設(shè)備將能夠可以通過連接到基于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的診斷研究中心的移動電子設(shè)備來遠(yuǎn)程監(jiān)視和確定多個患者的狀況。

消費類電子產(chǎn)品

數(shù)十年來，消費類電子產(chǎn)品一直是嵌入式系統(tǒng)的主要市場，但隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，市場正呈現(xiàn)出新的意義。 智能連接產(chǎn)品需要新的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，嵌入式智能已成為主要組成部分。企業(yè)家可能改造新的傳感器和軟件設(shè)計到其產(chǎn)品中。

在工廠和基礎(chǔ)教育設(shè)施中連接機器和資產(chǎn)的價值研究已經(jīng)開始確立，特別是因為這與減少計劃外停機時間和優(yōu)化管理運營能力有關(guān)。反過來，將消費產(chǎn)品(智能電話，心率監(jiān)測設(shè)備，*商城系統(tǒng)開發(fā)，智能家電，*城系統(tǒng)開發(fā)，照明，安全性等)連接起來以進(jìn)行跟l蹤，監(jiān)視，控制和調(diào)整，將會帶來巨大的價值。這不僅適用于產(chǎn)品的使用者，也適用于產(chǎn)品的壽命、產(chǎn)品設(shè)計的未來改進(jìn)，以及這些產(chǎn)品所包含的更大的系統(tǒng)。

建筑自動化

用于智能建筑和HVAC的自動化系統(tǒng)利用嵌入式軟件和硬件以及該行業(yè)，并且在未來幾年中將快速發(fā)展。隨著社會我們可以進(jìn)入中國智能建筑和智能城市經(jīng)濟時代，嵌入式智能將成為這些智能控制系統(tǒng)不可或缺的組成部分。樓宇自動化主要是根據(jù)監(jiān)測和環(huán)境條件的維護(hù)，照明和訪問控制。隨著系統(tǒng)變得越來越智能化，建筑智能化的功能可以擴展到確定的預(yù)測和規(guī)范體系的最佳條件。最終，目標(biāo)是轉(zhuǎn)向完全自主和自我修復(fù)的系統(tǒng)。這些信息系統(tǒng)將基于中國人工智能和機器可以學(xué)習(xí)，全部基于嵌入式智能。