淺談嵌入式系統(tǒng)趨勢(shì)與技術(shù)
近年來,嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)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(jì)發(fā)展的推動(dòng)力。 龐大,多樣且高度分散的嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)包括軟件,開發(fā)平臺(tái)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(chǎng)包括通信,汽車,APP電子商務(wù)系統(tǒng)開發(fā),航空航天,消費(fèi)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(jì)為支持較大系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)特定功能。示例包括工業(yè)控制系統(tǒng)和機(jī)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(fèi)產(chǎn)品,智能手機(jī)和樓宇自動(dòng)化。
對(duì)于面向消費(fèi)市場(chǎng)的簡(jiǎn)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(duì)于用于飛機(jī),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(cè)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間沒有一個(gè)明確的界限。即使在今天,關(guān)于智能手機(jī)或者智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)還是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī),仍然存在一些爭(zhēng)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(chǎng)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(tái),實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS),測(cè)試等。當(dāng)然,整個(gè)中國市場(chǎng)發(fā)展這些嵌入式系統(tǒng)技術(shù)支持的設(shè)備和機(jī)器要大得多。
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)小知識(shí):嵌入式設(shè)備通常由與硬件集成的軟件提供動(dòng)力,這些軟件包括片上系統(tǒng)soc,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列fpga,旨在由嵌入式開發(fā)人員針對(duì)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(gè)市場(chǎng)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(cè)試工具以及實(shí)時(shí)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(xiàng)非常成熟的技術(shù),隨著新的,功能更強(qiáng)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(jī)器,設(shè)備和工廠。嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)產(chǎn)品,機(jī)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(gè)行業(yè)的數(shù)字化改造。
嵌入式領(lǐng)域的主要趨勢(shì)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(jì)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(jí)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(gè)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(yùn)營和維護(hù)階段。
為了抓住商機(jī),云和邊緣基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)提供商需要繼續(xù)擴(kuò)張,以支持?jǐn)?shù)十億傳感器和數(shù)萬個(gè)智能系統(tǒng)。邊緣設(shè)備必須連接和智能化。 由于邊緣對(duì)智能的巨大需求,整個(gè)嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)將實(shí)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(duì)網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的預(yù)測(cè)和規(guī)范分析的工業(yè)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jì)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(jì)變得可以更加智能和強(qiáng)大,并使其他行業(yè)(消費(fèi)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(gè)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(shí),維護(hù)以及車輛的整體系統(tǒng)控制。對(duì)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(huì)增加對(duì)嵌入式系統(tǒng)的需求。此外,隨著企業(yè)混合學(xué)習(xí)動(dòng)力電動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車的出現(xiàn),智能管理系統(tǒng)進(jìn)行控制也在擴(kuò)展。
另外,新興的全自動(dòng)駕駛汽車將需要高度智能的系統(tǒng)。遠(yuǎn)比當(dāng)今社會(huì)車輛中的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜。 這些車輛中的計(jì)算系統(tǒng)將需要運(yùn)行多個(gè)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(xiǎn)感知和評(píng)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(jì)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(shí),大多數(shù)人首先想到的是自動(dòng)駕駛汽車。毫無疑問,開發(fā)無人駕駛汽車是一個(gè)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(yùn)輸?shù)目尚薪M成部分。但是,當(dāng)今的現(xiàn)實(shí)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(dòng)駕駛車輛的流程增加價(jià)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(dòng)駕駛。
通過監(jiān)控幾十個(gè)車載傳感器,人工智能可以識(shí)別危險(xiǎn)情況,自動(dòng)剎車和控制車輛以避免事故,并檢測(cè)和警告其他車輛內(nèi)部和周圍的危險(xiǎn)駕駛員。
汽車客戶當(dāng)前正在使用AI的一個(gè)領(lǐng)域是用于預(yù)測(cè)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?cái)?shù)百個(gè)傳感器,并能在問題影響車輛性能之前檢測(cè)出來。 通過每秒監(jiān)視數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),AI可以檢測(cè)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(cè)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(shí)別動(dòng)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(gè)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(qiáng)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(dòng)電子設(shè)備來遠(yuǎn)程監(jiān)視和確定多個(gè)患者的狀況。
消費(fèi)類電子產(chǎn)品
數(shù)十年來,消費(fèi)類電子產(chǎn)品一直是嵌入式系統(tǒng)的主要市場(chǎng),但隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),市場(chǎng)正呈現(xiàn)出新的意義。 智能連接產(chǎn)品需要新的設(shè)計(jì)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(jì)到其產(chǎn)品中。
在工廠和基礎(chǔ)教育設(shè)施中連接機(jī)器和資產(chǎn)的價(jià)值研究已經(jīng)開始確立,特別是因?yàn)檫@與減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間和優(yōu)化管理運(yùn)營能力有關(guān)。反過來,將消費(fèi)產(chǎn)品(智能電話,心率監(jiān)測(cè)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(huì)帶來巨大的價(jià)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(jì)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(dòng)化
用于智能建筑和HVAC的自動(dòng)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(huì)我們可以進(jìn)入中國智能建筑和智能城市經(jīng)濟(jì)時(shí)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(dòng)化主要是根據(jù)監(jiān)測(cè)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(kuò)展到確定的預(yù)測(cè)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(jī)器可以學(xué)習(xí),全部基于嵌入式智能。