嵌入式技術正在發(fā)展——性能更快、更緊湊、成本更低。一臺帶有圖形處理單元 (GPU) 的超級計算機可以一只手拿著，而且只需不到 100 美元即可購買。它可用于進行人工智能 (AI) 開發(fā)和機器學習。自動駕駛汽車控制車輛所需的 AI 模塊現(xiàn)在可以安裝在汽車中。讓我們看看前五個趨勢。

無線連接正在爆炸式增長

根據(jù) Grand View Research的數(shù)據(jù)，到 2025 年，物聯(lián)網(wǎng)市場預計將達到 1 萬億美元。這代表著大量的連接，這將改善我們生活的許多領域，包括制造、零售、能源、智慧城市、健康護理、交通等。制造業(yè)的工業(yè) 4.0 計劃可能是第一個從中受益的。通過物聯(lián)網(wǎng)連接實現(xiàn)的預防性維護、實時數(shù)據(jù)監(jiān)控和報告，智能工廠將以更少的資源生產(chǎn)更多產(chǎn)品。

5G時代將傳輸速度推至20Gbps；6G 有望更快。隨著低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 以及 NimbeLink、Sequans、MultiTech 、 Elektronik、Digi 和 Telit等供應商的芯片和設備的出現(xiàn)，無線連接的爆炸式增長將繼續(xù)加速。物聯(lián)網(wǎng)將無處不在。

速度就是一切

多核處理器性能更好，因為它們可以將單個內核專用于執(zhí)行獨特的計算任務，例如圖形處理。幾乎每個人都熟悉 8 核或 16 核處理器。不過，最近，英特爾和 AMD 一直在推動 128 核處理器。IP 公司 Arm 已將基于 5 納米節(jié)點的192 核處理器的開發(fā)列入其路線圖，并決心超越其他所有人。難怪 GPU 領導者英偉達目前正在尋求以 400 億美元的價格收購 Arm。

每個人都在追逐 5G 互聯(lián)網(wǎng)的超高速（目前被證明能夠達到 10 Gbps 的下行速度，而 4G LTE 的下行速度為 0.5 Gbps）。處理器、互聯(lián)網(wǎng)和系統(tǒng)不僅會變得更快，而且會變得超快。

另外，量子計算的使命是為科學研究和機器學習提供非常快速的計算能力。量子計算可以在幾秒鐘內解決問題，而不是傳統(tǒng)計算機需要幾天才能解決類似問題。量子計算的方法不是使用比特來表示 0 或 1 的狀態(tài)，而是使用量子比特或量子比特來同時表示 0 和 1。

雖然量子計算速度很快，但測量量子位是一項挑戰(zhàn)。然而，芬蘭阿爾托大學的一個團隊最近能夠僅使用非常少量的能量來測量量子比特，這可能會推動該技術向前發(fā)展。

控制量子比特將要走的路線是另一個挑戰(zhàn)。但美國麻省理工學院(MIT) 和紐約城市大學的研究人員報告了量子發(fā)射器在氮化鋁基光子 IC 平臺中的生成和直接集成。

毫無疑問，量子計算將在提高計算速度方面發(fā)揮作用，但量子計算的普及還需要幾年的時間。

網(wǎng)絡攻擊變得越來越頻繁和危險

網(wǎng)絡攻擊一直呈上升趨勢，雖然此類攻擊一直具有破壞性，但它們正變得越來越危險。例如，隨著大流行在春季蔓延，世界衛(wèi)生組織警告說，與一年前相比，對該組織的網(wǎng)絡攻擊增加了五倍。對烏克蘭電網(wǎng)的臭名昭著的襲擊導致 200,000 名客戶斷電，對日常生活造成重大干擾——而且這不是一個孤立的事件。

有許多不同類型的惡意軟件。在勒索軟件攻擊中，黑客強占系統(tǒng)并要求受害者支付贖金，以將控制權交還給合法所有者。勒索軟件黑客變得越來越老練和貪婪。他們襲擊了企業(yè)、政府設施，甚至醫(yī)院。

此前，德國一名患者的死亡與網(wǎng)絡攻擊直接相關。她需要緊急醫(yī)療護理，但她被緊急送往醫(yī)院的杜塞爾多夫醫(yī)院遭到勒索軟件攻擊，該醫(yī)院無法提供挽救她生命所需的服務。病人被轉送到 20 英里外的醫(yī)院，但為時已晚。這是此類悲劇的第一次報道，但可能不是最后一次。

隨著更多連接的建立和更高的 5G 速度，此類攻擊可能會變得更加頻繁。為了應對它們，組織正在加緊網(wǎng)絡安全工作。預計到 2025 年，網(wǎng)絡安全收入將達到 2540 億美元。嵌入式安全軟件和硬件呈指數(shù)級增長。新的硬件設計越來越多地內置了來自英飛凌、Microchip、意法半導體、美光、華邦等公司的安全芯片。

網(wǎng)絡攻擊與反擊之間的競爭將升溫。

虛擬現(xiàn)實正在成為現(xiàn)實

Since the early development of 3D virtual reality for gaming, VR and its offshoots have evolved into a serious, and seriously profitable, business. The initial VR concept has evolved to include augmented reality (AR), mixed or merged reality (MR), and extended Reality (XR), expanding the technology into a range of industrial and commercial applications.

AR 非常適合訓練。用戶佩戴透明護目鏡，信息疊加在屏幕上。例如，該信息可以是執(zhí)行設備維修程序的說明。MR 通過允許用戶查看真實情況和其他可能的場景，混合真實和創(chuàng)建的圖像，進一步推進了這一步驟。最后，XR 是終極應用程序，可以投射出看起來像真實物理事物的全息圖像。例如，XR 將為遠程會議提供新的維度；與傳統(tǒng)的視頻會議不同，使用 XR 時，人的圖像會出現(xiàn)在用戶面前，就好像正在舉行面對面的會議一樣。

可以提高生產(chǎn)力的 VR 應用范圍廣泛，包括醫(yī)藥、制造、培訓和娛樂。例如，一名實習醫(yī)生需要許多實踐經(jīng)驗，如果不難找到，設置成本可能很高。借助 VR，可以為醫(yī)療實習生設置模擬進行練習，而不會對真實患者犯下嚴重錯誤的風險。

投資 VR 的一級組織包括微軟、谷歌和英特爾等。市場觀察人士預計，未來幾個月將出現(xiàn)新的 VR 創(chuàng)新和機會。例如，隨著大流行的蔓延，類似于全息的虛擬會議可能是與同事面對面（真實）面對面會面的下一個最佳選擇。

人工智能將出現(xiàn)在每個嵌入式設計中

人工智能及其實際應用機器學習正在獲得動力，預計隨著時間的推移，更多的嵌入式設計將包含這些概念。今天的人工智能幾乎用于您能想到的任何領域，包括零售、醫(yī)療保健、自動駕駛、電子商務、制造、供應鏈、工業(yè)控制、娛樂、銀行等等。

例如，基于人工智能的系統(tǒng)可以配備攝像機，以確保工人在操作過程中穿戴適當?shù)姆雷o裝備。如今，配備物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的智能工廠可以通過實時監(jiān)控操作并讓人工智能做出避免操作錯誤的決策來提高生產(chǎn)力。從長遠來看，人工智能可以做得更多。在對未來工廠的一個愿景中，該工廠將使用人工智能和機器人技術在飛行中進行自我改造，以生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。例如，一條為生產(chǎn)醫(yī)療設備而設置的裝配線可能會在第二天生產(chǎn)可穿戴智能手表。

人工智能還可以使銀行業(yè)務和其他交易更加安全。Flowchain是一家位于臺灣的基于開源的區(qū)塊鏈組織，它提出了一種結合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和區(qū)塊鏈技術的方法，以創(chuàng)建一種更安全的數(shù)據(jù)挖掘方法。區(qū)塊鏈是一種相對較新的電子賬本解決方案，以確保安全。當交易待處理時，所有利益相關者都會收到通知，并且必須在允許交易發(fā)生之前達成一致。

人工智能領域的合作伙伴包括英偉達和 VMware 之間的合作，VMware 是一家?guī)椭I(yè)部門連接到多云的軟件公司。合作伙伴打算為人工智能提供一個端到端的企業(yè)平臺。英特爾已與海德堡大學計算中心結盟，以趕上事實上的領導者英偉達。

與此同時，更多的人工智能硬件正在以更實惠的價格出現(xiàn)。英偉達最近宣布了一個重新包裝的 GPU 模塊，標價 59 美元，打算向公眾提供。緊湊的模塊提供了許多I/O端口，包括USB、HDMI和千兆以太網(wǎng)，并支持基于該模塊的開源項目。

AI初創(chuàng)公司Hailo最近推出了基于自家Hailo-8芯片的AI加速模塊，與谷歌和英特爾展開競爭。

人工智能的用途僅限于一個人的想象力。隨著人工智能硬件價格的下降，嵌入式設計有望增加人工智能功能。

展望未來

大流行迫使我們以不同的方式看待一切。一些行業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，可能會永遠改變。旅游和娛樂行業(yè)的企業(yè)一直在努力重塑自我，有些企業(yè)被迫永久關閉。但是，遠程醫(yī)療蓬勃發(fā)展，部分原因是新的醫(yī)療設備可以在線連接醫(yī)生和患者。現(xiàn)在可以在家中測量更多生命體征，并將數(shù)據(jù)遠程提供給醫(yī)生。

嵌入式技術將繼續(xù)增長，即使大流行可能改變了這種擴展的路徑。展望未來，預計無線連接將出現(xiàn)更爆炸性的增長、更快的嵌入式處理和計算、更多的網(wǎng)絡攻擊和反擊解決方案、更復雜的虛擬現(xiàn)實以及每個嵌入式設計中的人工智能。