探索未來的嵌入(ru)式系(xi)統(tong)
時間：2020-05-06 來(lai)源(yuan)：原創
嵌入式系統市場正處于其發展的關鍵時刻。
智能電子產品正在成為人們生活方式的基礎，而嵌入式系統如今已滲透到日常生活中。在我們使用的幾乎所有電動產品中都可以找到微處理器和微控制器。這種普遍存在有助于塑造嵌入式系統開發中的一些關鍵趨勢，從而推動功能性和易用性。
恩智浦半導體高級副總裁兼微控制器總經理Geoff Lees表示：“設備將依賴于其他設備。”他指出嵌入式設備可以利用其中許多設備現在使用的網絡接口的方式。他們可以利用彼此之間進行交流的能力，不僅可以擴展其功能，還可以為他們提供從與用戶交互中學習的能力。網絡智能的使用將塑造嵌入式系統在許多不同領域的未來。但是，將會有關鍵的市場推動這些變化。
瑞薩電子廣泛解決方案總監安迪·哈丁（Andy Harding）認為，智能家居是聯網嵌入式系統的主要應用之一，它具有學習能力：“它已連接到Internet和[用戶]智能手機。因此，它知道他何時來去。它也知道天氣預報。” 智能家居可以利用這些信息來決定何時啟動和停止供暖系統，從而節省大量的能源成本。”
諸如Google Home之類的設備代表了新型的智能嵌入式系統。但是，電子智能將滲透到如今極其簡單的現有產品中。Silicon Labs戰略營銷高級經理Oivind Loe說，這些變化將帶來新穎的市場方法。“照明是我們期望看到新商業模式的領域。”
Loe解釋說，LED技術徹底改造了燈泡。對于照明制造商而言，這是一個挑戰，因為“現在人們不再購買多個燈泡”。但這也是一個機會。通過藍牙和Li-Fi等技術，燈泡制造商現在有機會成為家庭和商業物業中智能建筑革命的基礎。
照明網格可以通過無線通信技術托管遍布整個建筑物的網絡，無論物聯網傳感器在建筑物中的何處，都可以訪問它們。他們可以應用新的業務模型，包括從位置服務到安全性的各種數字服務，這些數字服務是在訂閱的基礎上提供的。
“智慧城市也是一個非常有趣的地區。例如，英國的智能電表使人們能夠更好地決定如何使用能源，例如在沒人周圍時關掉燈。” Loe補充說，并指出使智能城市可以利用更廣泛的傳感器來提高安全性。 。
意法半導體（STMicroelectronics）EMEA市場總監Laurent Vera表示，向工業4.0的轉變為新型嵌入式系統提供了潛力。“工廠正在以非常快的速度發展。我認為該市場潛力巨大。”
對于Lees而言，使用網絡智能實時評估工業設備運行狀況的能力至關重要。通過預防性維護和高級故障診斷，該信息將導致更長的正常運行時間。他說：“由于線路中斷情況的成本，我認為診斷的數量將非常可觀。”
工業控制器提供的診斷和服務將由更加直觀的用戶界面提供支持，而這些用戶界面反過來又需要對進行編程的操作員進行較少的培訓。這些接口將利用與各種家用設備相同的語音和動作識別功能。
“ Alexa，Cortana和Google Home都是這種趨勢的例子，”德州儀器（TI）微控制器開發經驗經理Adrian Fernandez說。盡管第一代具有語音功能的家庭系統主要以智能揚聲器為代表，但該技術有望成為許多其他產品的功能。如果配備了語音識別設備，則恒溫器和洗衣機的使用將變得更加容易。“在TI，我們已經在為語音識別插件提供幫助，該插件可以識別關鍵詞。” Fernandez補充道。
AI不限于用戶界面。類似的技術將增強工業設備識別何時可能發生故障的能力。Lees說：“除了嵌入式應用程序中的語音和面部識別以外，我們還沒有看到很多機器學習方法，但是隨著使用啟發式方法和機器學習方法的廣泛轉變，這種情況將會改變。恩智浦正在幫助支持這一舉措，最初支持語音識別功能。
“與眾多云提供商合作使我們能夠向NXP客戶提供語音服務。我們還致力于參考設計，幫助機器學習和生產AI開發人員工具包。人工智能將成為軟件工程的一部分，而不是一個單獨的領域，但它可能會改變軟件的開發方式。”
除了它們的優點外，智能網絡設備的功能和可訪問性也帶來了潛在的問題。賽普拉斯半導體公司微控制器業務部門的高級營銷總監Jack Ogawa表示：“現在，連接無處不在，數據和網絡安全至關重要。”
Loe同意：“在未來五年中，我們將在安全性上投入大量精力。” 他認為，考慮產品整個生命周期的安全性以及如何將其付諸實踐至關重要。“技術解決方案和易于實施都很重要。”
小川說，安全意識不僅在本地而且在云中也涵蓋芯片，固件和應用軟件。此外，可編程性是有效部署的關鍵要求。“安全嵌入式設計的三個屬性：策略，加密和安全資產保護。策略是用戶定義的，因此您需要一個可編程的解決方案來支持它們。”
傳感器還將幫助支持更好的安全性。Ogawa解釋說：“現在，許多策略都依賴多因素身份驗證，使用證書等傳統安全資產以及諸如位置，鄰近性或指紋之類的物理因素。” 加密加速器的支持將有助于確保嵌入式設備具有處理安全功能的性能。但是，總的來說，需要一種整體方法。他說：“如果有一種簡便的方法來評估IoT設備的安全性，并確定符合成本和性能要求的糾正措施，那將非常有價值。”
Lees說標準化將很重要。“這是一個行業問題：單個制造商不能獨自做到這一點。我們還需要認證。” 隨著將更高級別的功能引入嵌入式設備，它們的能耗可能會更大，并且肯定會更加復雜。例如，語音處理需要進行分層，以便處理器密集型AI代碼不會嘗試處理家用電器的靜音或噪音。
Fernandez說：“在這些應用程序中允許一定程度的功耗意識很重要：您不希望主處理器始終聽所有內容。“ Alexa”或“ Ok Google”命令通常會被低功耗，性能較低的處理器（例如TI MSP432）識別，該命令允許所有其他處理器保持關閉狀態以節省功耗。”
Lees說：“如今，低功耗已成為一種內在因素：必須具備的條件。但是您也有一系列的性能目標。他們每個人都有一個低功耗的層次來實現。我們在所有家庭中使用設計技術以達到適當的平衡。” Lees補充說，對低功耗設計的關注將使人們能夠創建利用從環境中收集能量來提供其所需的所有功率的設備。這些系統將使用細粒度的電源排序，以確保它們在任何時候都不會超過完成任務所需的絕對最小值。
未來嵌入式設備內部處理的更大復雜性不必為開發人員帶來更多困難。供應商渴望通過更簡單的編程來擴展他們的用戶群。“我想提供允許任何人使用和編程我們的產品而無需學習諸如C或C ++之類的計算機語言的工具，” Vera說。
TI嵌入式處理器軟件營銷和策略總監Henry Wiechman表示，制造商通過利用云的功能使開發代碼變得更加容易。這避免了購買許可證，在本地計算機上安裝軟件以及執行冗長設置的需要。相反，開發人員只需調用云中運行的服務即可。“我們已經在云中看到越來越多的發展。基于云的開發將使團隊由于更好的協作而更快地進行創新，” Wiechman說道。
Loe總(zong)結道：“更輕松地進行開(kai)發，再加上功能更強大(da)的(de)(de)硬件和AI算法，將(jiang)打開(kai)市(shi)場。“我們還沒有摸索出一切。在未來十年中(zhong)，我們將(jiang)看(kan)到我們無法想象的(de)(de)事情。我們看(kan)到了(le)如此巨大(da)的(de)(de)潛力：給消費者(zhe)帶(dai)來更多的(de)(de)便(bian)利(li)和價值，以及工(gong)業應用的(de)(de)投資回報(bao)。”
