在今年的國際嵌入式展會（Embedded World）上，萊迪思研發(fā)高級副總裁Steve Douglass帶來了一場主題演講，闡述了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟件和硬件層面具備靈活性和適應(yīng)性的重要意義,，這有助于跟進(jìn)當(dāng)今和未來重要的技術(shù)趨勢,。本文對該場演講做了簡要回顧。
我們所處的行業(yè)正面臨深刻的技術(shù)變革，這些變化從根本上重塑了我們的世界。全球5G的普及為更多低功耗、低延遲互連設(shè)備的爆發(fā)奠定了基礎(chǔ),，幾乎所有設(shè)備和系統(tǒng)都在接入互聯(lián)網(wǎng)。我們不僅將數(shù)十億臺設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng),，而且還配備了更多的傳感器——攝像頭,、麥克風(fēng)、雷達(dá),、激光雷達(dá),、加速度計(jì)，這些傳感器的加入讓設(shè)備感知周圍的世界能力更強(qiáng),。計(jì)算機(jī)視覺和網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算的發(fā)展進(jìn)一步加強(qiáng)了這些設(shè)備的功能,，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀冎車h(huán)境不可或缺的一部分。這些設(shè)備將生成大量AI的數(shù)據(jù),，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)邊緣智能的爆發(fā)式增長,。
這些趨勢的融合使得人們對更加靈活和適應(yīng)性更強(qiáng)的嵌入式設(shè)計(jì)的需求增加，從而跟上不斷發(fā)展的技術(shù)要求,。想要避免全面的,、自下而上的重新設(shè)計(jì)和部署，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須做好充分準(zhǔn)備面對一系列關(guān)鍵挑戰(zhàn),，包括不斷增加的計(jì)算要求,、系統(tǒng)功能擴(kuò)展、不斷升級的安全威脅以及更短的上市時(shí)間,。
加速發(fā)展的計(jì)算要求
增強(qiáng)系統(tǒng)適應(yīng)性的挑戰(zhàn)之一在于對網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算的需求快速增長,，特別是對人工智需求的快速發(fā)展。這一趨勢在嵌入式計(jì)算設(shè)備中也是如此,，并推動了對異構(gòu)計(jì)算的需求，異構(gòu)計(jì)算具有專用的硬件加速器,，用于最艱巨的計(jì)算任務(wù),。
FPGA本身非常靈活，是嵌入式設(shè)計(jì)的理想選擇,。它們具有可編程邏輯核心,，可配置實(shí)現(xiàn)幾乎所有邏輯功能,，其可編程I/O也支持許多不同的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。即使在現(xiàn)場部署系統(tǒng)之后,，系統(tǒng)功能也可以隨著時(shí)間的推移而持續(xù)更新,，提供了流暢的升級體驗(yàn)和供應(yīng)鏈靈活性，并加快產(chǎn)品上市,。
拓展系統(tǒng)功能
通過集成AI并持續(xù)優(yōu)化,，適應(yīng)性強(qiáng)的設(shè)計(jì)技術(shù)可以讓嵌入式系統(tǒng)更加靈活和強(qiáng)大。
除了拓展車載系統(tǒng)和智能門鈴的智能功能外,，自主移動機(jī)器人,、工業(yè)機(jī)器視覺攝像頭等需要先進(jìn)計(jì)算機(jī)視覺算法的嵌入式視覺應(yīng)用也很好地說明了使用基于FPGA的適應(yīng)性設(shè)計(jì)方法可以實(shí)現(xiàn)最佳的能效和靈活性。由于設(shè)計(jì)人員可以修改加速器,，并使其設(shè)計(jì)適應(yīng)未來不斷變化的AI要求,，因此FPGA是他們的理想選擇。
不斷增長的安全威脅
一個(gè)完全互聯(lián)的世界也有缺點(diǎn),，那就是惡意行為者可以利用這種互連造成破壞,。隨著嵌入式設(shè)計(jì)變得越來越復(fù)雜，其攻擊面和攻擊載體也隨之增加,。這使得軟件和硬件保護(hù)比以往任何時(shí)候都更加必要,。
硬件可信根（HRoT）和平臺固件保護(hù)恢復(fù)（PFR）是開發(fā)高度可信設(shè)備的關(guān)鍵。如果將FPGA作為HRoT,，加密算法則可以隨著時(shí)間的推移而不斷更新,，還能用于監(jiān)視和保護(hù)系統(tǒng)中計(jì)算組件的固件，實(shí)現(xiàn)真正的PFR,。只有軟件和硬件都具有適應(yīng)性才能讓嵌入式設(shè)計(jì)應(yīng)對不斷增長的安全威脅,。
快速上市
除了上述挑戰(zhàn)之外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員還面臨將其解決方案快速推向市場的巨大壓力,。事實(shí)上,，在科技領(lǐng)域，能否率先進(jìn)入市場將是成敗的關(guān)鍵,。
萊迪思專注于提供解決方案集合,，幫助我們的客戶更快、更高效地實(shí)現(xiàn)高度靈活的嵌入式硬件和軟件設(shè)計(jì),。我們的解決方案集合提供針對特定應(yīng)用的交鑰匙解決方案,，這些解決方案結(jié)合了參考平臺和設(shè)計(jì)、演示,、IP構(gòu)建模塊,、FPGA設(shè)計(jì)工具和定制設(shè)計(jì)服務(wù)，可幫助工程師更快地構(gòu)建設(shè)計(jì)并上市。
如今,，萊迪思解決方案集合產(chǎn)品包括了面向AI市場應(yīng)用的Lattice sensAI?,、用于嵌入式視覺的Lattice mVision?、用于工廠自動化領(lǐng)域的Lattice Automate?,、用于安全領(lǐng)域的Lattice Sentry?以及適合5G ORAN?部署的Lattice ORAN?,。我們還有更多產(chǎn)品即將面世。
隨著萬物互聯(lián)讓世界的聯(lián)系愈加緊密以及網(wǎng)絡(luò)邊緣系統(tǒng)變得更加智能（在某些情況下可以完全自動化）,，F(xiàn)PGA固有的靈活性變得越來越重要,。作為系統(tǒng)工程師，采用靈活適應(yīng)的工程思維方式將有助于確保系統(tǒng)和解決方案能夠跟上互連帶來的各種挑戰(zhàn),。
在萊迪思,，我們專注于為客戶提供各種方式，通過我們的小型低功耗FPGA器件和技術(shù),，滿足他們對人工智能,、安全、嵌入式視覺,、控制等應(yīng)用不斷變化的需求,。
