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【嵌入式系統＝智能互聯】

什麼是嵌入式系統？市調機構看好汽車行業將成為嵌入式運算市場的主要動能——混合動力電動汽車 (HEV) 和純電動車 (EV) 興起，帶領智能系統控制不斷擴張，全自動駕駛尤需運行多個複雜的人工智慧 (AI) 軟體和系統。隨著物聯網 (IoT) 和工業物聯網 (IIoT) 出現，嵌入式技術已成智能生態迅速拓展的推動者。

嵌入式設備通常由系統單晶片 (SoC) 與現場可編程邏輯閘陣列 (FPGA) 等「與硬體集成的軟體」提供動力，以便開發人員針對特定功能進行編程積體電路 (IC) 和其他韌體版本，意謂軟體和硬體已然密不可分。簡單、大批量消費市場的嵌入式系統多由 99% 硬體＋ 1% 軟體所組成，但飛機、汽車或高度可靠的工控應用，則以高度專業化、小批量為主；若測試及應用程式繁複，軟體所佔嵌入式系統成本的比例甚或可高達 95%！

嵌入式系統雖是非常成熟的技術，但新一代功能強大的處理器不斷發展，使嵌入式系統幾與「智能互聯」畫上等號，而「智能邊緣設備」(Edge AI) 將促使整個嵌入式系統顯著增長。在分眾市場分面，數十年來，消費電子一直是嵌入式系統的主要市場，但物聯網的出現將賦予它們全新意義——新型感測器和軟體等嵌入式智能已成為主要元素。醫療保健則是嵌入式系統開發最快的應用之一，例如，手持式／可攜式治療設備及用於監測生命體徵的設備。

此外，智能建築和智慧城市的來臨，將使嵌入式系統擴展預測性和規範性，基於 AI 和機器學習 (ML) 實現完全自主和自我修復，前三大 Edge AI 產品分別為：智慧手機、智慧音箱與 AR/VR/MR 等抬頭顯示設備 (HUD)。其中，成長最快速的產品是消費型與企業用機器人及安全監控攝影機。技術挑戰在於：發展低能耗、高準確率的認知計算，包括新型運算架構電路設計、演算法等。預期未來 IoT 裝置所使用的控制晶片，皆將內含 AI 加速晶片。

AI 創新能量蓬勃，演算法每幾個月就有大躍進，如何讓電子器件的開發環境與其無縫接軌，成為影響採用意願的要素之一。於是，各家處理器供應商無不絞盡腦汁在整合開發環境 (IDE)、打包軟體套件、創造韌體差異、各式開發板，乃至與雲端服務供應商 (CSP) 的合作上，目標是為各有專長的工程師形塑「工具鏈」、鋪設一條康莊大道，讓底層基本核心、韌體、中介軟體 (Middleware) 和最上層的應用軟體毫無隔閡。我們日前所介紹的「Microchip MPLAB」系列就是一例。

另為擴大應用，近年 FPGA 在本質上也有了變化：一是整合應特定用途的處理器做異構運算，二是軟核 (軟體為基礎的 IP 內核) 崛起，三是完善開發環境，四是與雲端平台結盟……。

延伸閱讀：
《智能邊緣引領「嵌入式系統」騰飛》
http://compotechasia.com/a/feature/2019/1111/43273.html
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