系統(tǒng)與架構俱進 嵌入式應用獲多元擴展
隨著嵌入式系統(tǒng)應用越來越熱門,人們也開始逐漸重視嵌入式系統(tǒng)帶來的效益,不僅嵌入式系統(tǒng)占用硬體資源較少、效能較高,同時應用嵌入式系統(tǒng)的初期投入成本也能因為硬體要求相對較低而取得較佳的成本優(yōu)勢,甚至在新的作業(yè)系統(tǒng)、硬體架構與技術方案相繼推出嵌入式應用方案,也讓嵌入式系統(tǒng)應用逐步擴展應用領域...
以往多數嵌入式應用,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用,因為嵌入式應用在作業(yè)系統(tǒng)的要求并非以視覺與使用體驗為主,因此,即便操作系統(tǒng)設計不夠人性化、系統(tǒng)效能表現一般,對于嵌入式應用并不會有太大的影響,這類設計應用反而較重視IPC、單板電腦或是整合方案的功耗、體積與擴充性。
嵌入式應用領域持續(xù)擴增,支援筆寫、觸控、大量視覺加速技術的應用產品將越來越多。Microsoft
Windows Embedded作業(yè)系統(tǒng),將導入Windows 8應用架構,強化硬體資源管理能力。Microsoft Developer Network
嵌入式系統(tǒng)應用優(yōu)點多 相關應用越來越廣泛
但隨著硬體技術不斷升級,原有的IPC與單板電腦應用,可以輕易地被采ARM架構的SoC方式輕易整合,硬體資源也在新的IC制程與整合技術加持下,可在SoC的方案幾乎完成IPC與單板電腦的關鍵元件的封裝,對效能的提升也有更進一步的升級效果。而嵌入式應用從早期的工業(yè)使用、公眾系統(tǒng)維護使用為主,其低成本、高效益的使用優(yōu)勢,也漸漸地從工業(yè)為主的應用轉向生活與一般商業(yè)用途,發(fā)展更多元化的嵌入式應用產品。
例如,2012年嵌入式應用已開始于生活與醫(yī)療應用大量部署,對于IPC的應用也持續(xù)拉高使用要求,從基本型態(tài)的IPC升高至Server等級用途IPC,除維持原有對IPC所要求的高穩(wěn)定度、低功耗、空間占用較低的應用優(yōu)勢外,新款處理器用于嵌入式應用,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 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,大多較傾向使用規(guī)格相對較保守、資源較豐沛的設計方案為主,但也因此系統(tǒng)架構若需要改善性能表現,可以選用的性能提升方案就會因此相對受限,例如,新一代的系統(tǒng)相容性問題、與原生驅動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)產品在硬體架構與作業(yè)系統(tǒng)受限的問題,也在新一代的視窗作業(yè)系統(tǒng)與更新的硬體架構支援下,在效能與擴充支援性方面已不再是問題。
尤其是高清影像、3D影像等終端應用,在嵌入式系統(tǒng)的戶外屏幕控制、智能看板系統(tǒng)等應用方面,對這類亟需高效能硬體加速、影音加速支援的視覺應用上,早期的嵌入式IPC與單板電腦應用,幾乎沒有能力處理這種巨量資料運算的需求,必須改以常規(guī)PC或是修改現有IPC架構來加以支援,但這個現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應用升級
有鑒于嵌入式系統(tǒng)越來越多的HD與3D影像應用,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),將更多個人電腦視覺技術導入到嵌入式系統(tǒng)架構中,計劃建立一套規(guī)范供廠商遵循,達成〝讓機器看得見〞的目的,以應用于工業(yè)管理、生產線控制、醫(yī)療、零售、消費性電子等各類型的工商應用。
Embedded Vision Alliance除現有嵌入式系統(tǒng)市場的主流半導體業(yè)者,Embedded Vision Alliance也將影像感測器、封裝業(yè)者加入聯(lián)盟組織,建構更完善的嵌入式影像應用產業(yè)鏈架構。對于Embedded Vision Alliance來說,主要聯(lián)盟任務維建構嵌入式應用產品的影像加速方案規(guī)范,相關最新嵌入式影像加速應用技術也會釋出公開,尤其是PC應用市場的高效技術方案,也是聯(lián)盟積極導入整合的重點,讓IPC或單板電腦能有更強而有力的高效能影像處理應用解決方案。
但針對嵌入式應用的視覺加速應用,除了影像加速晶片需在運算能力加強外,也必須導入更強的3D演算法,尤其在整合度與低功耗要求下,用于嵌入式應用產品的影像加速應用仍須考量IPC與單板電腦的設計要求,才能順利整合入嵌入式硬體平臺中。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,必須結合晶片廠商、應用軟體開發(fā)商與作業(yè)系統(tǒng)資源進行整合,進一步改善嵌入式系統(tǒng)的視覺應用品質。
目前Embedded Vision Alliance會員已有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、量測儀器、EDA工具商等,聯(lián)盟的整合將有助于加速推進嵌入式應用的視覺加速應用效能改善。
Windows Embedded推出Win8版本 有助提升系統(tǒng)操作體驗
另一方面,在嵌入式系統(tǒng)應用產品,除硬體架構外,其實作業(yè)系統(tǒng)的選項相當多,其中以PC產業(yè)目前用量最大的視窗作業(yè)系統(tǒng),目前也計劃將原有的嵌入式應用版本同步升級至最新的Windows 8應用版本,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)境不夠人性的問題,在新系統(tǒng)全面裝載、升級后,也能獲得如同常規(guī)PC的管理、維運體驗。
而以Windows 8作業(yè)系統(tǒng)為基礎建構的Windows Embedded嵌入式作業(yè)平臺,除在人機介面的大幅改進外,也可銜接最新的硬體架構平臺,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、次級儲存裝置外,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充卡,大幅強化舊式嵌入式裝置的整體性能表現、開機速度、聯(lián)網應用整合效能,同時也能提供更完善的管理機制與安全解決方案。
在硬體、影音加速設計方案與作業(yè)系統(tǒng)的全盤翻新外,嵌入式系統(tǒng)也開始在新應用領域持續(xù)深耕,例如,目前的醫(yī)療、光學自動檢測AOI(Automated optical inspection)與監(jiān)控安全系統(tǒng)等應用,導入Server級IPC應用設計方案,尤其是大型醫(yī)療設備、光學檢測應用在嵌入式系統(tǒng)整合后,可以輕易利用運算資源開發(fā)云端與智能應用方案,加上新一代的Server IPC的效能大幅改善下,仍可保有IPC等級的強固應用運算品質,漸增加新的應用市場影響力。
新一代高效能Server IPC推出 將嵌入式應用帶入云端應用環(huán)境
Server IPC與一般IPC產品,除在產品的規(guī)格等級較高、儲存容量與記憶體容量更大外,對Server IPC所配置的網路介面、埠數亦相對較多,可以因應嵌入式應用需求擴增云端應用整合,配置之網路連接埠可多達2~4埠,也可整合備援應用機制,避免單一網路線路出現故障時,導致整個云端Server IPC系統(tǒng)形成無法連網問題,造成云服務中斷。
此外,也可利用專用線路進行Server IPC的云端運行機制監(jiān)控,隨時掌握Server IPC使用現況與服務品質,同時可讓系統(tǒng)開發(fā)動作在后端以網路進行遠端更新、調校,搭配OTA(Over-the-Air Technology)技術進行韌體、軟體更新,盡可能避免Server IPC服務中斷。
Server IPC的產品架構,基本上所提供的應用服務,在以往利用常規(guī)IPC進行組構,通常需要2~4組設備進行服務架構,不只是使得IPC機箱因為需多部IPC整合架構而使得電源設計、設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產品下,由于效能、連接埠與電源系統(tǒng)僅需相當于單部IPC的產品體積,就可以完成整個應用服務架構,因應在要求更嚴苛、系統(tǒng)穩(wěn)定性要求更高的醫(yī)療、光學檢測系統(tǒng)等應用上,Server IPC更能勝任應用工作需求。