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2019展会时间
12月19-21日
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展望2019丨人工智能热潮下,物联网与嵌入式系统如何发展?

展望2019丨人工智能热潮下,物联网与嵌入式系统如何发展?



                                 
                                 
人工智能和边缘计算

过去的2018年,人工智能(AI)无疑是电子信息行业最热门的话题和关注点。数据对于人工智能的重要性不言而喻了,因此若要使AI引擎变得更聪明、更强大,需要的是持续的数据流入,AI可以处理和从中学习的数据越多,其预测的准确率也会越高,物联网(IoT)就是AI非常好的管道和数据来源。2019年AI热还将会继续持续,AI、IoT 将越来越多呈现“一体化”趋势,“人工智能”逐渐向“应用智能”发展,物联网也将会向“智联网”发展。

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人工智能延展到物联网,就产生了边缘计算,凡有实时性低功耗和安全隐私要求的物联网应用,均会有边缘计算的需求。需要指出的是,边缘计算设备一般会安装在系统传感和执行端,多数边缘计算设备是嵌入式系统。从物联网系统角度看,边缘计算设备是整个物联网系统一个组成部分,不能单独存在,需要云计算和人工智能技术的支撑和服务。边缘计算技术的研究和产品开发目前处在初期阶段,云计算、通信设备和嵌入式企业非常关注, 物联网的高速发展是边缘计算兴起的最大推手。物联网发展大致分成两个时期,第一个时期是从互联走向智能,第二个时期从智能走向自治,目前大多数物联网项目还是第一个时期,进入第二个时期,边缘计算将发挥重要作用,2019年边缘计算将迎来快速发展的一年,人工智能向边缘和终端侧延展,嵌入式人工智能时代将要来到,AI芯片是未来发展热点。

                                         
                                                  5G和NB-IoT

进入2019年5G的脚步越来越近,最近新闻里面不断出现的华为和5G,也让百姓感觉到5G将要来到。5G不仅能让没有电视和光纤电缆的偏远地区可以看到高清电视,5G的高带宽、低延时和高稳定的特性,为汽车自动驾驶和高清 AR/VR 的应用真正奠定了基础,有了5G网络具有划时代意义的人工智能应用才可能落地。在过去2018年,移动通信技术发展的另外一个分支-窄带物联网成为万物互联网络的一个重要分支。 窄带物联网中的NB-IoT构建于蜂窝网络, 只消耗大约180KHz的带宽,正常运行功耗小于20mA, 仅为2G的1/10, 终端??榈拇奔淇沙ご?0年,模组批量的价格降至20元。从2G到4G,移动通信网络都只是为了连接“ 人” 而生。 但随着万物互联时代的到来, 5G移动通信网络需面向连接“ 物” 而演进?;げ?018年NB-IoT连接数达到5000万以上,2019年有望达到2亿以上。同时阿里云IoT获得Semtech国内首个LoRa IP授权, 2019年将是窄带物联网市场的上量一年。


                                                   RISC-V和MCU
RISC-V 开放指令集和开源芯片为ARM一统的处理器架构世界带来了一缕春风,其传播的速度非常凶猛,高校拿RISC-V做教学,科技巨头纷纷宣布支持RISC-V,并且涌现一批初创的科 技公司。目前RISC-V 技术还在发展,各家芯片平台在开发和完善之中,应用将会逐步展开和落地。千里之行始于足下,芯片、开发板、调试器、软件、培训、社区和图书,这些都是RISC-V应用不可缺少的生态环境。正如中国集成电路老前辈、许居衍院士指出:RISC-V当前最适合用于IoT之类的“看不见的计算”中,现在看 来RISC-V要形成生态,希望很可能在中国??梢栽ぜ?,物联网和嵌入式应用一定是RISC-V最先落地点,2019年将是RISC-V 成长的一年。


 

根据IC insight 2018年市场研究,IoT市场发展迅速,2017-2022年复合增长率接近15%,2018年新增IoT入网设备超过20亿,到2022年将达到40亿, IoT 设备中的MCU 2018年大约有18亿颗,2017-2022年复合年均增长率达到17% ,数量接近35亿颗。32位MCU 正在IoT 设备和应用中发挥核心的技术作用,比如运算处理、安全、联网、感知和控制,以及传统的电机控制和电源管理都离不开MCU。

 

展望未来,IoT 和AI 应用对MCU 提出更高的要求:更高的处理能力,更多的安全组件,多种连接能力和更低功耗 , IoT 应用日益复杂,MCU的操作系统从简单任务调度发展为IoT OS平台,软件复杂度大幅增加,平台级软件及工具需求旺盛。决胜未来,MCU 生态建设已经成为新的制高点,云计算公司进入MCU和嵌入式系统生态圈,MCU企业与算法公司、软件公司和高校的合作越来越多。

 

中国有数十家MCU企业,有关报道透露,40余家企业获得了ARM Cortex-M 内核的授权,也就是说这些企业具备开发和生产目前市场主流的32位ARM 内核的MCU能力 。研究机构IHS2018年研究预估,中国市场前10名的MCU企业,中颖和兆易已经入围,排名第九和第十。国内MCU应用领域多集中在低端的产品中,中高端产品的MCU市场还在外企手里,中颖和兆易2018年MCU 产值也只是前两名ST 和NXP 的大约十分之一, 上升空间还是非常大,2019年将是国产MCU 快速增长的一年。

                                        IoT OS与物联网安全

过去的2018年随着 IoT 成为重要风口,众多国内外科技巨头以及中小企业都开展了在 IoT 方面的布局,阿里云称IoT 是其第五赛道,以阿里云为支撑,在端侧有AliOS Things,在其上阿里有物联网市场和一站式开发平台,再上面就是包括消费和行业应用。 华为布局AIoT, 推出HiLink标准协议。在端侧华为有Huawei LiteOS,端云结合是通过OceanConnect,它是华为云推出的IoT联接管理平台,行业应用上,华为重点在NB-IoT的推广。亚马逊推出Amazon FreeRTOS ,借助嵌入式系统最具影响力的RTOS- FreeRTOS, 亚马逊扩展其在物联网系统中的市场地位,借助AWS IoT 云和边缘计算Greengrass 技术,为开发者提供一站式解决方案。微软在物联网设备端布置Azure Sphere OS,可以运行在MCU上,边缘侧微软有Azure IoT Edge,可以运行在Linix 和windows 系统,在云端微软有Auzre IoT stack 负责对IoT设备进行安全管理和维护。 ARM mbed OS 是最早推出的IoT OS ,在行业具有标杆作用,2018年ARM 推出Arm Pelion IoT Platform,提供端-端IoT 安全解决方案,据悉Pelion计划在2019年在中国落地。


IoT OS 是一种面向“物”通讯和管理软件平台,它的推动力主要来自企业和大众。IoT OS有三个重要部分:嵌入式实时操作系统、物联网的通讯协议和物联网系统的安全。目前看IoT OS还需要长时间的市场培养,预计2019年在边缘计算、物联网安全和生态建设上,IoT OS会有许多新的进展。


长期以来电子产品制造商只是考虑?;に堑纳璞傅陌踩退撬莸陌踩?,即使是这个要求,设备制造商,特别是消费类电子产品,许多是完不成这个任务。进入物联网时代,现在他们被要求帮助?;ど璞负屯?,甚至不属于他们自己的客户的安全性。过去的一年物联网安全的形式越发严峻, 物联网安全需要产业链的通力合作 ,也就是芯片-云端一体化解决方案,未来的物联网还将是信息安全和功能安全的融合体,国外的专家说法是:No Safety Without Security??上驳氖?018年我们看到物联网安全产品开发技术的诸多进展,比如IoT 安全芯片,安全架构,风险评估、测试和安全升级(OTA)的技术和工具,2018年NXP、ST、Cypress、Microchip、ARM 、杭州中天微(阿里收购)、IAR、风河、HCC和亚马逊等企业都有新技术和产品,2019年将是物联网安全技术有更多进展的一年,物联网安全技术也将逐渐落地关键行业应用,比如工业物联网。

                                                   总结

国际国内多方面因素,决定了2019年的世界和中国经济颇为严峻,但科技的创新与发展的脚步一点没有放缓。作为支撑人工智能、物联网和5G 发展,作为连接芯片与应用粘结剂的嵌入式技术也将迎来新的机遇。我们已经习以为常的性能扩展速度现在已经难以为继。过去,性能每隔18个月翻一番。单一CPU性能提升每年仅有3%、20年才能翻一番。人们已经从关注单CPU转向了多核和异构计算,其中异构指CPU+GPU/DSP/FPGA/ASIC,未来最大的关注点将集中在嵌入式人工智能的AI芯片上。长期以来开源软件为电子信息产业做出巨大的贡献,今天以RISC-V为代表的开放指令集和开源硬件也将深刻影响产业发展,未来最大的关注点将是IoT芯片,这些都跟“嵌入式”技术密切相关。

 

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作者简介

 

何小庆是著名的嵌入式系统专家,国内最早涉足嵌入式OS和IoT OS者之一,创办了北京麦克泰软件技术有限公司,有30年嵌入式技术和市场经验。他是中国软件行业协会理事、嵌入式系统分会副理事长,嵌入式系统联谊会秘书长,《单片机与嵌入式系统应用》编委会副主任,出版有《嵌入式操作系统风云录:历史演进与物联网未来》,《嵌入式实时操作系统μC/OS-III应用开发》和《嵌入式软件精解》等多本著作和译著,他还在高校和企业兼职授课 。个人网页:www.hexiaoqing.net.
 

第八届嵌入式系统展

 

IEE2019第八届嵌入式系统展将于2019年12月19-21日在深圳会展中心召开,第八届嵌入式系统展将全面升级扩容,以推动“嵌入式智能设计,助力中国行业智能系统与物联网应用”为主旨,密切关注本地化设计和需求,进一步推动“开源、物联与安全设计”,全面展示嵌入式软件、硬件、工具以及在人工智能、物联网和智能汽车等领域的解决方案。

 

参展请联系:
电话:86-755-88311535
参观请联系:
电话:86-755-88312773

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时间
2019年12月19-21日
地点
中国深圳会展中心
主办单位
博闻创意会展(深圳)有限公司
支持及活动单位
中国通信学会、电子圈
中国电子元件行业协会
中国半导体行业协会
深圳市医疗器械行业协会
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