隨著云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以及AI、5G和自動(dòng)駕駛的興起，硬件和產(chǎn)品的開發(fā)流程需求在發(fā)生著前所未有的變化?！败浖x硬件”的概念被人多次提到，人們希望芯片中所有操作的控制和調(diào)度都由軟件來完成，從而減少相應(yīng)的硬件開銷，把節(jié)省的部分用于運(yùn)算和片上存儲(chǔ)。

9月即將在深舉行的第四屆中國嵌入式技術(shù)大會(huì)、ELEXCON深圳國際電子展暨嵌入式系統(tǒng)展，每年云集了全球嵌入式領(lǐng)域里的眾多優(yōu)質(zhì)企業(yè)參加，為觀眾帶來了業(yè)界前沿的創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品。2022年已過半，讓我們一起來關(guān)注下今年火爆的六大技術(shù)熱點(diǎn)，探索未來嵌入式軟硬件如何發(fā)展。(文末活動(dòng)詳情)

AI邊緣化推動(dòng)未來計(jì)算高速增長！

Xilinx自適應(yīng)計(jì)算、瑞薩異構(gòu)SoM加速“軟件定義硬件時(shí)代”到來

AI擴(kuò)展到邊緣，甚至到端點(diǎn)的應(yīng)用，特別是基于人工智能訓(xùn)練和推理技術(shù)的數(shù)據(jù)中心，未來五年將推動(dòng)計(jì)算市場(chǎng)強(qiáng)勢(shì)增長。以往，芯片算力的提升主要依靠于半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步。但隨著半導(dǎo)體工藝發(fā)展遇到瓶頸，制程技術(shù)對(duì)算力提升的影響減弱至40%，而平臺(tái)和設(shè)計(jì)的優(yōu)化占據(jù)了60%的比重。因此，通過設(shè)計(jì)創(chuàng)新、架構(gòu)優(yōu)化以及平臺(tái)優(yōu)化來提升芯片性能變得越來越重要。

為此，賽靈思構(gòu)建了自適應(yīng)計(jì)算平臺(tái)。自適應(yīng)計(jì)算以FPGA技術(shù)為基礎(chǔ)，支持在芯片上動(dòng)態(tài)構(gòu)建特定領(lǐng)域架構(gòu)（DSA）。也就是說，自適應(yīng)計(jì)算允許DSA隨需求變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，從而避免受到漫長的ASIC設(shè)計(jì)周期和高昂的NRE成本的約束，不僅能夠支持軟件的無線（OTA）更新，也支持硬件無線更新，而且更新可以幾乎無限次數(shù)反復(fù)進(jìn)行。

例如，2011 年發(fā)射的火星探測(cè)車“好奇號(hào)”和近期發(fā)射的“毅力號(hào)”都采用了自適應(yīng)計(jì)算。如果在“毅力號(hào)”前往火星的八個(gè)月時(shí)間里，有新的算法出現(xiàn)或者發(fā)現(xiàn)了硬件缺陷，自適應(yīng)計(jì)算允許技術(shù)人員通過無線或空間遠(yuǎn)程發(fā)送硬件更新，就如同軟件更新一樣方便快捷。

自適應(yīng)計(jì)算能夠從云端部署到邊緣再部署到終端，將最新的架構(gòu)創(chuàng)新提供給端到端應(yīng)用的每一個(gè)部分。并且借助當(dāng)今的硬件抽象工具，軟件和 AI 開發(fā)者現(xiàn)在都能充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)，而無需成為硬件專家。

圖：賽靈思自適應(yīng)計(jì)算平臺(tái) Kria SOM

不久前，瑞薩電子、易靈思和中印云端還合作推出了一款異構(gòu)SoM（System on Module）：ProMe系列異構(gòu)SoM是將微控制器（MCU）、FPGA、可編程混合信號(hào)矩陣集成在板卡的一項(xiàng)技術(shù)，能夠幫助用戶在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，取代傳統(tǒng)“芯片先定”的開發(fā)策略。

“部署后可更新、升級(jí)的硬件”產(chǎn)品概念，其核心在于ProMe SoM是針對(duì)特定應(yīng)用高度優(yōu)化的芯片硬件。這種優(yōu)化在硬件制造后進(jìn)行，幾乎沒有重復(fù)次數(shù)限制。因此系統(tǒng)無需安裝新硬件，便可適應(yīng)新的需求。這對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)都是十分新興的技術(shù)理念。

高通引領(lǐng) WiFi 7突破無線連接的邊界

WiFi 6得到規(guī)模應(yīng)用后，用戶對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)性能的要求進(jìn)一步在提升，WiFi 7的時(shí)代即將到來?；谠跁r(shí)延、速度和容量等方面的優(yōu)化組合，WiFi 7將成為擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）、元宇宙、社交游戲和邊緣計(jì)算等前沿應(yīng)用場(chǎng)景的核心。目前，已經(jīng)有博通、高通、MTK 等廠商相繼宣布，推出 WiFi7 的解決方案。

6月，高通推出一款關(guān)鍵組成部分——全新的WiFi 7射頻前端模組，而在今年年初和5月份，高通已經(jīng)接連發(fā)力，圍繞WiFi 7發(fā)布其第三代高通專業(yè)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，以及手機(jī)側(cè)的FastConnect 7800移動(dòng)連接系統(tǒng)。

圖片來源：高通官網(wǎng)

高通認(rèn)為，此次射頻前端模組的發(fā)布，可以進(jìn)一步將WiFi 7用在智能手機(jī)之外廣泛的終端品類上，包括汽車、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、PC、可穿戴設(shè)備、移動(dòng)寬帶和物聯(lián)網(wǎng)等。搭載該全新解決方案的商用終端預(yù)計(jì)將于2022年下半年上市。

WiFi 7 最大的技術(shù)亮點(diǎn)，就是支持 320MHz 的通道，這是過往的家用路由器從來沒有使用過的通道。WiFi6 最大可以做到 160MHz，而 WiFi7 直接翻倍。

更猛的是，WiFi 7 允許使用 1GHz 到 7.2GHz 的頻譜資源，并重點(diǎn)兼容之前 WiFi 標(biāo)準(zhǔn)的 2.4GHz 和 5GHz 頻段，通過超大的頻譜面實(shí)現(xiàn)了更大的理論帶寬。要知道，1GHz是目前穿透力最強(qiáng)的頻譜，如果真的能上，那 WiFi 7 路由器的穿墻能力恐怕就要達(dá)到前無古人的程度了。

鴻蒙3.0即將亮相！用戶量近4億，華為Harmony OS生態(tài)未來可期

目前我們正在使用的各種智能設(shè)備，如：手機(jī)、PC電腦、平板電腦、智能手表等，它們?nèi)加凶约旱南到y(tǒng)，即使是同一個(gè)品牌下的產(chǎn)品，也會(huì)有專門為它定制的系統(tǒng)，如蘋果公司：手機(jī) iOS、電腦 MacOS、手表 watchOS、電視 tvOS、平板 iPadOS。

雖然蘋果公司將它們之間的互動(dòng)做得很好，但仍然需要大量的人工來編寫和維護(hù)不同的系統(tǒng)，站在開發(fā)者的角度來看，可能需要針對(duì)不同的平臺(tái)調(diào)整不同的架構(gòu)和UI，這是一個(gè)比較耗時(shí)的工作。

對(duì)Android系統(tǒng)的設(shè)備來說就更別提了，除了系統(tǒng)的碎片化之外，不同廠商之間都有自己的規(guī)則，沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，再加上亂七八糟的第三方APP，導(dǎo)致安卓設(shè)備體驗(yàn)極差。

為此，華為的鴻蒙系統(tǒng)提出了“微內(nèi)核”概念，可以讓開發(fā)者提交的應(yīng)用，最方便、最快地適配所有硬件，這對(duì)消費(fèi)者來說也有非常大的好處，可以第一時(shí)間更新手里的所有智能設(shè)備，類似蘋果每年的大版本系統(tǒng)更新，幾乎全球的用戶都可以同時(shí)更新。

Harmony OS 鴻蒙是基于微內(nèi)核的全場(chǎng)景分布式OS。它不是一個(gè)專門為單獨(dú)設(shè)備準(zhǔn)備的系統(tǒng)，而是一個(gè)平臺(tái)式的系統(tǒng)，可以通過中心網(wǎng)絡(luò)派發(fā)資源和功能，所有功能又可以單獨(dú)使用，靈活多變但統(tǒng)一和諧。

而且，它會(huì)讓硬件本身的功能成為系統(tǒng)可以調(diào)配的東西，比如手機(jī)上的攝像頭，可以通過系統(tǒng)間的調(diào)度被電視或手表使用，因?yàn)樗鼈冇玫氖峭粋€(gè)系統(tǒng)，所以具備了相互通信的能力。

在系統(tǒng)安全性方面，由于鴻蒙系統(tǒng)代碼量不大，可以用到更深度的安全級(jí)別措施，且不會(huì)給任何第三方應(yīng)用或個(gè)人系統(tǒng)最核心的root權(quán)限，能夠最大限度的保證安全。

鴻蒙OS保留了Linux內(nèi)核可以直接兼容安卓應(yīng)用，當(dāng)鴻蒙OS的生態(tài)建立完全時(shí)，即當(dāng)使用方舟編譯器開發(fā)的應(yīng)用足夠多時(shí)，或者說90%以上常用APP都有方舟編譯器的版本時(shí)，鴻蒙OS的底層會(huì)完全拋棄Linux內(nèi)核，只保留鴻蒙微內(nèi)核，這個(gè)時(shí)候鴻蒙OS才可以發(fā)揮接近100%的實(shí)力。

這也是鴻蒙OS優(yōu)先使用在電視而非手機(jī)上的原因。為了早日實(shí)現(xiàn)這一天，華為甚至為開發(fā)者提供了非常便捷的開發(fā)環(huán)境，很多基礎(chǔ)操作都可以直接用拖拽的方式來完全設(shè)計(jì)，模塊化編程將成為未來的趨勢(shì)。

如今，鴻蒙OS的生態(tài)用戶量將近4億，其中，超過2.4億都是手機(jī)等移動(dòng)用戶，已經(jīng)成為全球發(fā)展速度最快的系統(tǒng)。鴻蒙3.0正式版也將于7月27日發(fā)布會(huì)上正式亮相。雖然相較于安卓和蘋果生態(tài)，鴻蒙操作系統(tǒng)生態(tài)建設(shè)任重道遠(yuǎn)，但值得期待。

審核編輯 ：李倩