對嵌入式處理技術發(fā)展遠景的設想

嵌入式處理技術自誕生起一直快速發(fā)展。假設在2028年回顧過去，我們將深刻體會到嵌入式處理技術的進步給世界帶來的重大影響，尤其是在以下四個方面。

David Katz

設計工具

芯片開發(fā)人員一直渴望得到簡單易用的設計工具。“圣杯(holy grail)”可以讓一個聰明的12歲孩子運用開源繪圖程序和口頭命令相結合的方法，設計出一顆深亞納米處理器。遺憾的是，這個愿望尚未實現(xiàn)。但新推出的PowerPoint2027已達到近乎完美的程度：它包含從PPT到網表的轉換器。

利用該工具，按照4個簡單步驟就能輕松創(chuàng)建出基于圖形模塊的ASIC底層規(guī)劃圖。每個模塊通過標簽被自動鏈接到一個復雜陣列，該陣列由一些經過較低層次綜合的CPU單元、存儲器和外圍器件組成。如果不包含動畫效果或復雜的陰影處理，整個過程只需約4個小時。盡管這種方法在芯片設計界遇到了一些阻力，但芯片出帶時間的減少足以使抱有抵觸情緒的設計人員改變看法。

光學處理

20年前，學者們在贊嘆摩爾定律的同時，也對晶體管性能已達頂峰而感到沮喪，實現(xiàn)更快速度的唯一方式是采納多內核方法。多內核方法在一段時期內令人滿意，直到出現(xiàn)“內核定律”(即處理器平臺上的內核數(shù)量每24個月翻番)，當32核嵌入式處理器超出IDDE(集成開發(fā)與調試環(huán)境)屏幕上的窗口顯示極限時，開發(fā)工具提供商開始質疑這種方法。

幸運的是，光學晶體管及時邁入主流。曾因功耗要求相對較高以及依賴于物理光纖而遭詬病的光學計算，借助基于MEMS的光耦合技術得以重獲青睞。這種技術可實現(xiàn)極高密度的光學晶體管排列，從而為謀求下一次性能飛躍的嵌入式市場注入新的活力。

Rick Gentile

蜂群計算

大約20年前，關于在監(jiān)控或軍事應用中使用“電子昆蟲”曾有許多爭論。當時的想法是設計出微小的昆蟲機器人，或以電子方式操縱有害目標的活動。在這種創(chuàng)意被實現(xiàn)并在許多軍事行動和間諜任務中發(fā)揮重要作用之后，工程師開始為這些奇異的小東西尋找其它用途。

如果沒有其它成就，2028年將作為“蜂群計算(Swarm Computing)”年被紀念，蜂群計算從研究機構中誕生并進入商業(yè)嵌入式應用中。通過以“蜂王-工蜂”模式控制昆蟲機器人的自適應個人局域微網絡，天空將不再是限制。一個激動人心的早期例子是，由數(shù)千個配有微小揚聲器的昆蟲構成的“個人音樂云”，它將取代環(huán)繞立體聲影院系統(tǒng)，根據(jù)影院中的位置和影片所要求的瞬間效果，每只昆蟲的嵌入式“大腦”能夠不斷做出調整。不過，由于社會原因，個人音樂云尚不能替代高保真愛好者移動時佩戴的無線耳機。

細胞電源

基于DNA和化學元素的計算機在2020年早期已成功實現(xiàn)了商品化。在過去一年中，采用這種成熟技術的植入式自供電醫(yī)療設備開始出現(xiàn)，這些芯片能夠從人體細胞中汲取能量。與目前廣泛應用的E-UWB(極端超寬帶)無線鏈接技術，以及基于集成式MEMS的血液分析技術相結合，這些植入式設備有望給醫(yī)療遙測領域帶來一場變革，并極大提高人類平均壽命。