系統(tǒng)與架構(gòu)俱進(jìn) 嵌入式應(yīng)用獲多元擴(kuò)展

隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越熱門，人們也開始逐漸重視嵌入式系統(tǒng)帶來(lái)的效益，不僅嵌入式系統(tǒng)占用硬體資源較少、效能較高，同時(shí)應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的初期投入成本也能因?yàn)橛搀w要求相對(duì)較低而取得較佳的成本優(yōu)勢(shì)，甚至在新的作業(yè)系統(tǒng)、硬體架構(gòu)與技術(shù)方案相繼推出嵌入式應(yīng)用方案，也讓嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用逐步擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域...

以往多數(shù)嵌入式應(yīng)用，大多以IPC工業(yè)電腦、單板電腦為主，或是整合于觸控顯示屏或搭配控制器應(yīng)用，因?yàn)榍度胧綉?yīng)用在作業(yè)系統(tǒng)的要求并非以視覺與使用體驗(yàn)為主，因此，即便操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠人性化、系統(tǒng)效能表現(xiàn)一般，對(duì)于嵌入式應(yīng)用并不會(huì)有太大的影響，這類設(shè)計(jì)應(yīng)用反而較重視IPC、單板電腦或是整合方案的功耗、體積與擴(kuò)充性。

嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)增，支援筆寫、觸控、大量視覺加速技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品將越來(lái)越多。Microsoft

Windows　Embedded作業(yè)系統(tǒng)，將導(dǎo)入Windows　8應(yīng)用架構(gòu)，強(qiáng)化硬體資源管理能力。Microsoft Developer Network

嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)多 相關(guān)應(yīng)用越來(lái)越廣泛

但隨著硬體技術(shù)不斷升級(jí)，原有的IPC與單板電腦應(yīng)用，可以輕易地被采ARM架構(gòu)的SoC方式輕易整合，硬體資源也在新的IC制程與整合技術(shù)加持下，可在SoC的方案幾乎完成IPC與單板電腦的關(guān)鍵元件的封裝，對(duì)效能的提升也有更進(jìn)一步的升級(jí)效果。而嵌入式應(yīng)用從早期的工業(yè)使用、公眾系統(tǒng)維護(hù)使用為主，其低成本、高效益的使用優(yōu)勢(shì)，也漸漸地從工業(yè)為主的應(yīng)用轉(zhuǎn)向生活與一般商業(yè)用途，發(fā)展更多元化的嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品。

例如，2012年嵌入式應(yīng)用已開始于生活與醫(yī)療應(yīng)用大量部署，對(duì)于IPC的應(yīng)用也持續(xù)拉高使用要求，從基本型態(tài)的IPC升高至Server等級(jí)用途IPC，除維持原有對(duì)IPC所要求的高穩(wěn)定度、低功耗、空間占用較低的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)外，新款處理器用于嵌入式應(yīng)用，也能將IPC或單板電腦的效能再大幅提升。

新一代嵌入式系統(tǒng)硬體架構(gòu) 性能更優(yōu)、系統(tǒng)資源更豐沛

但早期嵌入式系統(tǒng)硬體架構(gòu)，大多較傾向使用規(guī)格相對(duì)較保守、資源較豐沛的設(shè)計(jì)方案為主，但也因此系統(tǒng)架構(gòu)若需要改善性能表現(xiàn)，可以選用的性能提升方案就會(huì)因此相對(duì)受限，例如，新一代的系統(tǒng)相容性問(wèn)題、與原生驅(qū)動(dòng)程式已停止在舊款硬體持續(xù)開發(fā)等限制，但嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品在硬體架構(gòu)與作業(yè)系統(tǒng)受限的問(wèn)題，也在新一代的視窗作業(yè)系統(tǒng)與更新的硬體架構(gòu)支援下，在效能與擴(kuò)充支援性方面已不再是問(wèn)題。

尤其是高清影像、3D影像等終端應(yīng)用，在嵌入式系統(tǒng)的戶外屏幕控制、智能看板系統(tǒng)等應(yīng)用方面，對(duì)這類亟需高效能硬體加速、影音加速支援的視覺應(yīng)用上，早期的嵌入式IPC與單板電腦應(yīng)用，幾乎沒(méi)有能力處理這種巨量資料運(yùn)算的需求，必須改以常規(guī)PC或是修改現(xiàn)有IPC架構(gòu)來(lái)加以支援，但這個(gè)現(xiàn)象與限制已可在新一代嵌入式系統(tǒng)中獲得解決。

嵌入式視覺聯(lián)盟成立 加速嵌入式影像處理技術(shù)應(yīng)用升級(jí)

有鑒于嵌入式系統(tǒng)越來(lái)越多的HD與3D影像應(yīng)用，Berkeley Design Technology、CEVA、Xilinx...等視覺處理與晶片開發(fā)商，已共組嵌入式視覺聯(lián)盟(Embedded Vision Alliance)，將更多個(gè)人電腦視覺技術(shù)導(dǎo)入到嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)中，計(jì)劃建立一套規(guī)范供廠商遵循，達(dá)成〝讓機(jī)器看得見〞的目的，以應(yīng)用于工業(yè)管理、生產(chǎn)線控制、醫(yī)療、零售、消費(fèi)性電子等各類型的工商應(yīng)用。

Embedded Vision Alliance除現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)的主流半導(dǎo)體業(yè)者，Embedded Vision Alliance也將影像感測(cè)器、封裝業(yè)者加入聯(lián)盟組織，建構(gòu)更完善的嵌入式影像應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈架構(gòu)。對(duì)于Embedded Vision Alliance來(lái)說(shuō)，主要聯(lián)盟任務(wù)維建構(gòu)嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品的影像加速方案規(guī)范，相關(guān)最新嵌入式影像加速應(yīng)用技術(shù)也會(huì)釋出公開，尤其是PC應(yīng)用市場(chǎng)的高效技術(shù)方案，也是聯(lián)盟積極導(dǎo)入整合的重點(diǎn)，讓IPC或單板電腦能有更強(qiáng)而有力的高效能影像處理應(yīng)用解決方案。

但針對(duì)嵌入式應(yīng)用的視覺加速應(yīng)用，除了影像加速晶片需在運(yùn)算能力加強(qiáng)外，也必須導(dǎo)入更強(qiáng)的3D演算法，尤其在整合度與低功耗要求下，用于嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品的影像加速應(yīng)用仍須考量IPC與單板電腦的設(shè)計(jì)要求，才能順利整合入嵌入式硬體平臺(tái)中。但目前較欠缺的仍是系統(tǒng)端、作業(yè)系統(tǒng)底層的原生加速支援，必須結(jié)合晶片廠商、應(yīng)用軟體開發(fā)商與作業(yè)系統(tǒng)資源進(jìn)行整合，進(jìn)一步改善嵌入式系統(tǒng)的視覺應(yīng)用品質(zhì)。

目前Embedded Vision Alliance會(huì)員已有Berkeley Design Technology、CEVA、Xilinx、IMS Research、ANALOG DEVICES、Apical、Avnet、Cognivue、Freescale、MathWorks、NI、NVIDIA、TI、TEL與XMOS等業(yè)者加入，加入成員涵括系統(tǒng)處理器晶片業(yè)者、影像處理、量測(cè)儀器、EDA工具商等，聯(lián)盟的整合將有助于加速推進(jìn)嵌入式應(yīng)用的視覺加速應(yīng)用效能改善。

Windows Embedded推出Win8版本 有助提升系統(tǒng)操作體驗(yàn)

另一方面，在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品，除硬體架構(gòu)外，其實(shí)作業(yè)系統(tǒng)的選項(xiàng)相當(dāng)多，其中以PC產(chǎn)業(yè)目前用量最大的視窗作業(yè)系統(tǒng)，目前也計(jì)劃將原有的嵌入式應(yīng)用版本同步升級(jí)至最新的Windows 8應(yīng)用版本，嵌入式系統(tǒng)搭載Windows 8嵌入式版本后，可以將原有的嵌入式系統(tǒng)操作人機(jī)介面做到跳躍性的大幅改善，原有在嵌入式IPC、單板電腦操作環(huán)境不夠人性的問(wèn)題，在新系統(tǒng)全面裝載、升級(jí)后，也能獲得如同常規(guī)PC的管理、維運(yùn)體驗(yàn)。

而以Windows 8作業(yè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)建構(gòu)的Windows Embedded嵌入式作業(yè)平臺(tái)，除在人機(jī)介面的大幅改進(jìn)外，也可銜接最新的硬體架構(gòu)平臺(tái)，新的作業(yè)系統(tǒng)在系統(tǒng)資源管理可以使用更大容量的記憶體、次級(jí)儲(chǔ)存裝置外，也能支援最新穎的影像加速晶片、GPU與各式改善性能的加速擴(kuò)充卡，大幅強(qiáng)化舊式嵌入式裝置的整體性能表現(xiàn)、開機(jī)速度、聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用整合效能，同時(shí)也能提供更完善的管理機(jī)制與安全解決方案。

在硬體、影音加速設(shè)計(jì)方案與作業(yè)系統(tǒng)的全盤翻新外，嵌入式系統(tǒng)也開始在新應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)深耕，例如，目前的醫(yī)療、光學(xué)自動(dòng)檢測(cè)AOI(Automated optical inspection)與監(jiān)控安全系統(tǒng)等應(yīng)用，導(dǎo)入Server級(jí)IPC應(yīng)用設(shè)計(jì)方案，尤其是大型醫(yī)療設(shè)備、光學(xué)檢測(cè)應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)整合后，可以輕易利用運(yùn)算資源開發(fā)云端與智能應(yīng)用方案，加上新一代的Server IPC的效能大幅改善下，仍可保有IPC等級(jí)的強(qiáng)固應(yīng)用運(yùn)算品質(zhì)，漸增加新的應(yīng)用市場(chǎng)影響力。

新一代高效能Server IPC推出 將嵌入式應(yīng)用帶入云端應(yīng)用環(huán)境

Server IPC與一般IPC產(chǎn)品，除在產(chǎn)品的規(guī)格等級(jí)較高、儲(chǔ)存容量與記憶體容量更大外，對(duì)Server IPC所配置的網(wǎng)路介面、埠數(shù)亦相對(duì)較多，可以因應(yīng)嵌入式應(yīng)用需求擴(kuò)增云端應(yīng)用整合，配置之網(wǎng)路連接埠可多達(dá)2~4埠，也可整合備援應(yīng)用機(jī)制，避免單一網(wǎng)路線路出現(xiàn)故障時(shí)，導(dǎo)致整個(gè)云端Server IPC系統(tǒng)形成無(wú)法連網(wǎng)問(wèn)題，造成云服務(wù)中斷。

此外，也可利用專用線路進(jìn)行Server IPC的云端運(yùn)行機(jī)制監(jiān)控，隨時(shí)掌握Server IPC使用現(xiàn)況與服務(wù)品質(zhì)，同時(shí)可讓系統(tǒng)開發(fā)動(dòng)作在后端以網(wǎng)路進(jìn)行遠(yuǎn)端更新、調(diào)校，搭配OTA(Over-the-Air Technology)技術(shù)進(jìn)行韌體、軟體更新，盡可能避免Server IPC服務(wù)中斷。

Server IPC的產(chǎn)品架構(gòu)，基本上所提供的應(yīng)用服務(wù)，在以往利用常規(guī)IPC進(jìn)行組構(gòu)，通常需要2~4組設(shè)備進(jìn)行服務(wù)架構(gòu)，不只是使得IPC機(jī)箱因?yàn)樾瓒嗖縄PC整合架構(gòu)而使得電源設(shè)計(jì)、設(shè)備占用空間與不斷電系統(tǒng)整合難度增加，讓原先配置Server IPC的有限空間下不得不尋求成本較高的高性能IPC方案。但在新一代Server IPC產(chǎn)品下，由于效能、連接埠與電源系統(tǒng)僅需相當(dāng)于單部IPC的產(chǎn)品體積，就可以完成整個(gè)應(yīng)用服務(wù)架構(gòu)，因應(yīng)在要求更嚴(yán)苛、系統(tǒng)穩(wěn)定性要求更高的醫(yī)療、光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)等應(yīng)用上，Server IPC更能勝任應(yīng)用工作需求。