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嵌入式设计正在被关键行业塑造的更加完善 时间:2021-01-27      来源:原创
嵌入式技术正在发展-性能更快,变得更紧凑,成本更低。带有一只图形处理单元(GPU)的超级计算机可以一只手拿在手里,而且价格不到100美元。它可用于进行人工智能(AI)开发和机器学习。无人驾驶汽车需要控制车辆的AI模块现在可以安装在汽车中。让我们看一下前五种趋势。
 
无线连接正在发生爆炸性增长
 
根据Grand View Research的预测,到2025年,物联网市场规模将达到1万亿美元。这代表着数量众多的联系,这将改善我们生活的许多领域,包括制造业,零售业,能源业,智慧城市,医疗保健业护理,运输等。制造业的工业4.0倡议可能是第一个获得收益的机构。借助预防性维护,实时数据监控以及IoT连接成为可能的报告,智能工厂将以更少的成本生产更多的产品。
 
5G时代将把传输速度提高到20 Gbps;6G有望更快。并用低功率广域网(LPWANs)的可用性,以及芯片和从供应商如NimbeLink,Sequans公司,MULTITECH设备, Elektronik公司,的Digi,和泰利特,无线连接的爆炸性增长将继续加速。物联网将无处不在。
 
速度就是一切
 
多核处理器的性能更好,因为它们可以将各个内核专用于执行独特的计算任务,例如图形处理。几乎每个人都熟悉8核或16核处理器。不过,最近,英特尔和AMD一直在推销128核处理器。一家知识产权公司Arm,已将其基于5纳米节点的192核处理器的开发列入其发展蓝图,该公司决心超越其他所有人。难怪GPU领导者英伟达(Nvidia)目前正以400亿美元的价格收购Arm。
 
每个人都在追求5G互联网的超速(目前已证明能够达到10 Gbps的下行链路速度,而4G LTE为0.5 Gbps)。处理器,互联网和系统将不仅变得更快,而且将变得更快。
 
另外,量子计算的任务是为科学研究和机器学习提供非常快速的计算能力。量子计算可以在几秒钟内解决问题,而不是传统计算机解决类似问题所需要的几天。量子计算的方法不是使用位来表示0或1的状态,而是使用量子位或qubit来同时表示0和1。
 
尽管量子计算速度很快,但是测量量子位是一个挑战。但是,芬兰阿尔托大学的一个团队最近仅使用很小的能量就能测量出量子比特,从而有可能推动该技术的发展。
 
控制量子位将采用的路径是另一个挑战。但是美国麻省理工学院(MIT)和美国纽约市大学的研究人员报道了量子发射器在基于氮化铝的光子IC平台中的产生和直接集成。
 
毫无疑问,量子计算将在提高计算速度中发挥作用,但是广泛的量子计算仍需要几年的时间。
 
网络攻击变得越来越频繁,越来越危险
 
网络攻击一直在增加,尽管此类攻击始终具有破坏性,但它们变得越来越危险。例如,随着春季大流行的蔓延,世界卫生组织警告说,对该组织的网络攻击比去年同期增加了五倍。乌克兰电网遭受的臭名昭著的袭击使200,000名客户失去了电力,这对日常生活造成了重大影响-这不是一个孤立的事件。
 
有许多不同类型的恶意软件。在勒索软件攻击中,黑客指挥了一个系统并要求受害者提供赎金,以将控制权交还给合法所有者。勒索软件黑客变得越来越老练,越来越贪婪。他们袭击了企业,政府机构,甚至医院。
 
9月,德国一名患者的死亡与网络攻击直接相关。她需要紧急医疗救护,但是对杜塞尔多夫医院的勒索软件攻击使她急忙寻求护理,导致该设施无法提供挽救生命的必要服务。病人被送往20英里外的医院,但为时已晚。这是此类悲剧的第一次报道,但可能不是最后一次。
 
随着建立更多的连接和更高的5G速度,此类攻击可能会变得更加频繁。为了应对这些问题,组织正在加紧其网络安全工作。预计到2025年,网络安全收入将达到2540亿美元。嵌入式安全软件和硬件呈指数增长。新的硬件设计越来越多地具有来自Infineon,Microchip,STMicroelectronics,Micron,Winbond等的内置安全芯片。
 
网络攻击和反攻之间的竞争将会加剧。
 
虚拟现实正在成为现实
 
自从用于游戏的3D虚拟现实的早期开发以来,VR及其分支机构已发展成为一项严肃且可观的利润业务。最初的VR概念已经演变为包括增强现实(AR),混合或融合现实(MR)和扩展现实(XR),从而将该技术扩展到一系列工业和商业应用中。
 
AR是培训的理想选择。用户戴着透明的护目镜,信息叠加在屏幕上。该信息例如可以是用于执行设备维修程序的指令。MR通过允许用户查看实际情况和其他可能的情况,并混合实际图像和创建的图像,进一步迈出了这一步。最后,XR是最终的应用程序,可以投射出看起来像真实的物理物体的全息图像。例如,XR将为远程会议提供新的维度。与传统的视频会议不同,使用XR,该人的图像将出现在用户面前,就像正在召开面对面会议一样。
 
可以提高生产力的VR应用程序涉及广泛,包括医学,制造,培训和娱乐。例如,培训医生需要许多动手经验,如果很难找到的话,建立起来可能会很昂贵。借助VR,可以为医学实习生设置一个模拟练习,而无需冒着对真实患者造成严重错误的风险。
微软HoloLens混合现实智能眼镜
 
投资VR的一级组织包括Microsoft,Google和Intel等。市场观察家预计,未来几个月将出现新的VR创新和机遇。例如,随着流行病的蔓延,像全息照相的虚拟会议可能是与面对面(真实)的同事开会的次佳选择。
 
人工智能将出现在每个嵌入式设计中
 
人工智能及其实际应用(机器学习)正在蓬勃发展,随着时间的推移,预计会有更多的嵌入式设计包含这些概念。当今的AI几乎可以用于您想到的任何细分市场,包括零售,医疗保健,自动驾驶,电子商务,制造业,供应链,工业控制,娱乐,银行等。
 
例如,基于AI的系统可以配备摄像机,以确保工人在操作过程中穿戴正确的防护装备。如今,配备了物联网和AI的智能工厂可以通过实时监控操作并让AI做出避免操作错误的决策来提高生产率。从长远来看,人工智能可以做的更多。在对未来工厂的一种构想中,该工厂将使用AI和机器人技术即时进行自我改造,以生产其他产品。例如,为一天建立医疗设备而设置的装配线可能第二天就建立可穿戴智能手表。
 
人工智能还可以使银行业务和其他交易更加安全。Flowchain是一家位于台湾的基于开源的区块链组织,它提出了一种将IoT,AI和区块链技术相结合以创建更安全的数据挖掘方法的方法。区块链是一种相对较新的电子账本解决方案,可确保安全性。当交易待处理时,所有利益相关者都会得到通知,并且必须同意才能进行交易。
 
人工智能方面的合作伙伴关系包括Nvidia与VMware的合作,VMware是一家软件公司,可帮助工业部门连接到多云。合作伙伴打算为AI提供端到端企业平台。英特尔已经与海德堡大学计算机中心保持一致,以赶上事实上的领导者英伟达。
 
同时,越来越多的AI硬件以可承受的价格出现。Nvidia最近宣布了重新包装的GPU模块,价格为59美元,打算向公众提供。紧凑型模块提供许多I / O端口,包括USB,HDMI和千兆以太网,并支持基于该模块的开源项目。
英伟达的Jetson Nano 2GB
 
人工智能初创公司Hailo最近推出了基于自己的Hailo-8芯片的AI加速模块,以与Google和Intel竞争。
 
人工智能的用途仅受想象力的限制。随着AI硬件价格的下降,嵌入式设计有望增加AI功能。
 
大号ooking提前
 
大流行迫使我们以不同的方式看待一切。一些行业已经被颠倒了,并且可能永远被改变。旅行和娱乐业的企业一直在努力改造自己,有些企业被迫永久关闭。但是,远程医疗蓬勃发展,部分原因是通过新的医疗设备在线连接了医生和患者。现在,可以在家中测量更多生命体征,并且可以将数据远程提供给医生。
 
嵌入式技术将继续增长,即使大流行可能已经改变了这种扩展的路径。展望未来,在每个嵌入式设计中,无线连接,更快的嵌入式处理和计算,更多的网络攻击和反击解决方案,更复杂的虚拟现实以及人工智能将有望看到爆炸性的增长。

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