2018年，是嵌入式行業(yè)發(fā)展最快的一年，全球芯片企業(yè)并購加快，人工智能開始普及。在面對(duì)前一年AlphaGo帶來的巨大沖擊背景下，人工智能逐漸滲透至云、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)。而物聯(lián)被譽(yù)為“下一個(gè)工業(yè)革命”，嵌入式作為物聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)組成部分，物聯(lián)網(wǎng)也將成為嵌入式的重要一門概念。另外，機(jī)器人也與嵌入式不可分割。

嵌入式計(jì)算系統(tǒng)（包含傳統(tǒng)嵌入式計(jì)算系統(tǒng)與智能系統(tǒng)，下同）應(yīng)用極其廣泛，遍及各行各業(yè)，總市場(chǎng)規(guī)模非常巨大。IDC 將嵌入式系統(tǒng)的民用應(yīng)用領(lǐng)域劃分為六個(gè)主要行業(yè)：汽車、工業(yè)（包括航空電子、工業(yè)自動(dòng)化、測(cè)量等）、醫(yī)療、能源、通信、消費(fèi)電子。其中，通信和消費(fèi)電子是目前最大的兩個(gè)行業(yè)，而能源行業(yè)則是增長(zhǎng)最快的行業(yè)。

全球嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng) 2013 年達(dá)到1403.2 億美元，預(yù)計(jì)到 2020 年將達(dá)到2,143.9 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 6.3%。另外，國家也曾經(jīng)出臺(tái)軟件增值稅優(yōu)惠政策，極大的推進(jìn)了嵌入式的發(fā)展。

據(jù)了解，目前嵌入式現(xiàn)狀是核心技術(shù)的國產(chǎn)化程度不高、存在很強(qiáng)的發(fā)展訴求；嵌入式計(jì)算供應(yīng)商以國外和***地區(qū)廠商為主；國內(nèi)嵌入式計(jì)算市場(chǎng)的技術(shù)服務(wù)能力更為重要。

未來，嵌入式發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)不斷提高技術(shù)門檻、產(chǎn)品開發(fā)周期不斷壓縮、向智能系統(tǒng)演變、向成體系系統(tǒng)演變、嵌入式計(jì)算與下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的雙向推動(dòng)、嵌入式計(jì)算系統(tǒng)國產(chǎn)化。

那么在未來，有哪些值得關(guān)注的技術(shù)或?qū)⒊蔀榍度胧降钠鯔C(jī)呢？

機(jī)器人與嵌入式

據(jù)IDC最新報(bào)告顯示，中國機(jī)器人和無人機(jī)及相關(guān)服務(wù)的支出額持續(xù)高速增長(zhǎng)，到2022年將達(dá)到805.2億美元，約合5560億元人民幣，2018-2022年復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）達(dá)到27%。

IDC報(bào)告稱，中國是全球最大的機(jī)器人（含無人機(jī)）市場(chǎng)，預(yù)計(jì)到2022年將占全球總量的38％以上。其中，無人機(jī)市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度更快，2018年-2022年符合增長(zhǎng)率（CAGR）為61％。2019年中國機(jī)器人系統(tǒng)近一半的支出將在離散制造業(yè)（包括汽車、電子、金屬加工等），市場(chǎng)規(guī)模超過167億美元，其次是流程制造、醫(yī)療、零售業(yè)和消費(fèi)類。

IDC全球機(jī)器人及亞太制造業(yè)研究總監(jiān)張敬兵博士表示，“在IDC 2018年調(diào)查的包括中國在內(nèi)的所有主要市場(chǎng)中，機(jī)器人仍是制造業(yè)企業(yè)技術(shù)投資的重中之重。未來五年，中國商用服務(wù)機(jī)器人將繼續(xù)以每年26%左右的增速增長(zhǎng)。這一增長(zhǎng)主要得益于服務(wù)機(jī)器人綜合智能化水平的提升、實(shí)用功能的強(qiáng)化、用戶體驗(yàn)的改進(jìn)、以及廠商對(duì)垂直行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的潛心深耕。同時(shí)我們也預(yù)期自主移動(dòng)機(jī)器人和智能協(xié)作機(jī)器人將會(huì)得到更快的推廣應(yīng)用，幫助跨行業(yè)用戶提高產(chǎn)能、生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率。”

從機(jī)器人技術(shù)成分來看，中國市場(chǎng)的機(jī)器人系統(tǒng)支出包括工業(yè)機(jī)器人、商用服務(wù)機(jī)器人和消費(fèi)型機(jī)器人本體、配件、應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、以及相關(guān)咨詢服務(wù)等。2019年機(jī)器人市場(chǎng)的支出主要集中在硬件采購(包括機(jī)器人系統(tǒng)、售后機(jī)器人硬件和系統(tǒng)硬件) ，約占總支出的三分之二。與機(jī)器人相關(guān)的軟件支出，將主要用于購買指揮和控制應(yīng)用程序，以及與機(jī)器人專用應(yīng)用程序；服務(wù)支出將分散在多個(gè)領(lǐng)域，包括系統(tǒng)集成，應(yīng)用程序管理，以及硬件部署和支持。

機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展是緊密相關(guān)的，嵌入式系統(tǒng)在機(jī)器人控制系統(tǒng)被廣泛采用。基于低功耗、低成本、小體積和高可靠性，嵌入式系統(tǒng)在微型機(jī)器人、特種機(jī)器人獲得了極大的發(fā)展。

而在生活中最常見的機(jī)器人就要屬無人機(jī)，目前，無人機(jī)已經(jīng)無處不在，旨在提高工作效率、降低工作量和生產(chǎn)成本、提高準(zhǔn)確性。如，能源行業(yè)的風(fēng)電與光伏已大面積應(yīng)用無人機(jī)檢測(cè)電站問題，提高發(fā)電量。值得強(qiáng)調(diào)的是，無人機(jī)技術(shù)也與嵌入式緊密相關(guān)。據(jù)報(bào)道，2025年無人機(jī)市場(chǎng)將達(dá)到750億元。由此可見，無人機(jī)，甚至是整個(gè)機(jī)器人行業(yè)的飛速發(fā)展都是嵌入式的契機(jī)。

人工智能與嵌入式

回顧今年11月初的萬眾矚目的進(jìn)博會(huì)，其中重大看點(diǎn)就是人工智能，這個(gè)關(guān)鍵詞貫穿了整個(gè)博覽會(huì)的各大展區(qū)。人工智能最終將滲透各個(gè)行業(yè)內(nèi)，而任何智能設(shè)備又都離不開嵌入式。

據(jù)媒體發(fā)布信息，人工智能領(lǐng)域人士普遍將人工智能定義成“強(qiáng)人工智能”與“弱人工智能”兩種，具有行為能力的“弱人工智能”就是智能化工具，即MCU基礎(chǔ)上的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，目前已有40多年歷史。可以驕傲地說，單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)開啟了人工智能的歷史進(jìn)程。

那么人工智能在接下來將如何發(fā)展？賽靈思戰(zhàn)略市場(chǎng)開發(fā)總監(jiān) Andy Walsh曾表示視覺引導(dǎo)導(dǎo)向的系統(tǒng)將成為下階段人工智能發(fā)展與部署的重大領(lǐng)域之一。舉例來說，要確保自動(dòng)駕駛汽車安全行駛，就必須提供相關(guān)智能，這是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)，不僅需要充分利用人工智能創(chuàng)新，同時(shí)還會(huì)造成極大的產(chǎn)業(yè)影響，并有望對(duì)整個(gè)社會(huì)帶來巨大積極影響。

北京云知聲信息技術(shù)有限公司曾表示，由于產(chǎn)業(yè)需求的提升，人工智能目前的發(fā)展勢(shì)頭很足，但是應(yīng)該注重人工智能與產(chǎn)業(yè)的深度結(jié)合，如果脫離產(chǎn)業(yè)，這一輪人工智能浪潮可能還會(huì)“冷下去”。因此，打造人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)很重要。

有網(wǎng)友表示，嵌入式系統(tǒng)的主頻、功耗一般比較低，計(jì)算能力相對(duì)較弱。人工智能算法的復(fù)雜度較高，很多情況下需要服務(wù)器、GPU的介入才能實(shí)現(xiàn)算法的實(shí)時(shí)性。然而，嵌入式產(chǎn)品也具備對(duì)人工智能算法的需求，如人臉識(shí)別、語音識(shí)別等。嵌入式系統(tǒng)可以作為復(fù)雜人工智能產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集終端，或者人機(jī)交互終端，依靠云端完成人工智能系統(tǒng)的復(fù)雜計(jì)算任務(wù)。但是，網(wǎng)絡(luò)接入的流量限制和帶寬限制會(huì)影響用戶體驗(yàn)的流暢性和實(shí)時(shí)性，“離線”人工智能計(jì)算引擎的開發(fā)顯得非常有必要。值得一提的是，FPGA具備功耗低、并行度高、計(jì)算能力強(qiáng)、功能定制靈活的特點(diǎn)，有可能成為未來“離線”人工智能產(chǎn)品的主要計(jì)算部件。

當(dāng)FPGA作為算法加速部件出現(xiàn)時(shí)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可以考慮采取CPU+FPGA的架構(gòu)，CPU與ARM可通過雙口RAM、DDR、總線等方式進(jìn)行通信，也可以在FPGA內(nèi)部構(gòu)造軟核，用來移植部分對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的代碼。

目前，主流的FPGA廠商已經(jīng)開始將CPU硬核(如ARM)與FPGA集成到一個(gè)IC內(nèi)部，與軟核相比，這些硬核具備更強(qiáng)的計(jì)算能力，與片內(nèi)FPGA之間的交互更加方便。同時(shí)，片內(nèi)FPGA為系統(tǒng)的可定制化及復(fù)雜算法的硬件加速提供了保證，這種結(jié)構(gòu)為“離線”人工智能嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)拓寬了思路。

另外，還有網(wǎng)友表示，信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，為人類帶來了極大的便利，即時(shí)通信以及各類移動(dòng)終端的出現(xiàn)，也相應(yīng)地產(chǎn)生了一些數(shù)據(jù)，所以要進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集以及處理。為了更完美地處理數(shù)據(jù)，誕生了更強(qiáng)的算法和效率更高的CPU，并且有了人工智能，這些都是對(duì)硬件的考驗(yàn)。

嵌入式可能在生活中很少有人提到，但我們現(xiàn)在所使用與智能有關(guān)的都離不開嵌入式，如智能手表、微波爐等。在人工智能時(shí)代，強(qiáng)大的算法也不會(huì)拘泥于PC機(jī)實(shí)現(xiàn)，需要落地的話，就要依賴嵌入式承載。嵌入式在智能手機(jī)上的應(yīng)用已經(jīng)足以證明，未來出現(xiàn)的機(jī)器人一定會(huì)使用嵌入式的技術(shù)，所以說對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的需求已經(jīng)非常迫切，期待能夠出現(xiàn)顛覆智能手機(jī)的嵌入式便攜移動(dòng)終端。

物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在今年也成為了最耀眼的亮點(diǎn)。根據(jù)IDC發(fā)布的全球物聯(lián)網(wǎng)支出指南表示，到2022年，全球物聯(lián)網(wǎng)（IoT）支出將達(dá)到1.2萬億美元，2017年至2022年期間復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）為13.6%。其中，中國超越美國成為全球最大的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。到2022年中國復(fù)合增長(zhǎng)率最高的5個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，分別將是：車聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療陪護(hù)、智慧家庭、智能零售和環(huán)境監(jiān)測(cè)垂直應(yīng)用。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，到2023年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到2.8萬億美元左右。

據(jù)報(bào)道，到2035年，全球?qū)⒂幸蝗f億設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，全球累計(jì)IoT設(shè)備產(chǎn)生的新產(chǎn)值將飆升至30萬億美金，其中中國產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)約為33%，下一個(gè)20年中國IoT相關(guān)設(shè)備及產(chǎn)值將超過60萬億人民幣。

目前，我國也正在積極推進(jìn)新一代通訊技術(shù)5G時(shí)代降臨，預(yù)計(jì)2019年可以預(yù)商用，2020年正式進(jìn)入商用。隨著云、人工智能、5G等新興技術(shù)的加速成熟和逐漸普及，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)門檻正在降低，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在行業(yè)市場(chǎng)的滲透率不斷提高，企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用規(guī)模將隨之?dāng)U大，從而推動(dòng)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)解決方案所需的硬件、軟件、服務(wù)和連接支出的持續(xù)增長(zhǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式是密不可分的，雖然物聯(lián)網(wǎng)擁有傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)、射頻識(shí)別，但物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的控制操作、數(shù)據(jù)處理操作，都是通過嵌入式的技術(shù)去實(shí)現(xiàn)的，物聯(lián)網(wǎng)就是嵌入式產(chǎn)品(物)的網(wǎng)絡(luò)化(聯(lián)網(wǎng))。

目前，在共同努力下，我國已形成了芯片、元器件、設(shè)備、軟件、電器運(yùn)營、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等較為完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)部署到機(jī)器。涌現(xiàn)出一批較強(qiáng)實(shí)力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)軍企業(yè)，初步建成一批共性技術(shù)研發(fā)、檢驗(yàn)檢測(cè)、投融資、標(biāo)識(shí)解析、成果轉(zhuǎn)化、人才培訓(xùn)、信息服務(wù)等公共服務(wù)平臺(tái)。

我國在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)建成一批重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，匯聚整合多行業(yè)、多領(lǐng)域的創(chuàng)新資源，基本覆蓋了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新各環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)專利申請(qǐng)數(shù)量逐年增加，2016年達(dá)到7872件。通過試點(diǎn)示范物聯(lián)網(wǎng)加快物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了整體運(yùn)營效率。

據(jù)媒體報(bào)道，截至2016年擁有互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)近1300家，從業(yè)人員超過15萬人，構(gòu)建了比較完整的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入超過2000億元。京東、百度、阿里、小米、奇虎360、三星等巨頭均已在loT布局，未來幾年競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。這或許是嵌入式的一個(gè)契機(jī)。

總結(jié)

嵌入式ARM也曾多次發(fā)文強(qiáng)調(diào)嵌入式的門檻高與起步工資低，而從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，未來嵌入式應(yīng)用場(chǎng)景廣泛而密不可分。也有大量從業(yè)者證明，深入技術(shù)層面后，嵌入式系統(tǒng)前景可期。