擁抱嵌入式設(shè)計的變化

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)計中軟件和硬件層面具備靈活性和適應性的重要意義，這有助于跟進當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、雷達、激光雷達、加速度計，這些傳感器的加入讓設(shè)備感知周圍的世界能力更強。計算機視覺和網(wǎng)絡邊緣計算的發(fā)展進一步加強了這些設(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)，導致網(wǎng)絡邊緣智能的爆發(fā)式增長。

這些趨勢的融合使得人們對更加靈活和適應性更強的嵌入式設(shè)計的需求增加，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)計和部署，系統(tǒng)設(shè)計人員必須做好充分準備面對一系列關(guān)鍵挑戰(zhàn)，包括不斷增加的計算要求、系統(tǒng)功能擴展、不斷升級的安全威脅以及更短的上市時間。

加速發(fā)展的計算要求

增強系統(tǒng)適應性的挑戰(zhàn)之一在于對網(wǎng)絡邊緣計算的需求快速增長，特別是對人工智需求的快速發(fā)展。這一趨勢在嵌入式計算設(shè)備中也是如此，并推動了對異構(gòu)計算的需求，異構(gòu)計算具有專用的硬件加速器，用于最艱巨的計算任務。

FPGA本身非常靈活，是嵌入式設(shè)計的理想選擇。它們具有可編程邏輯核心，可配置實現(xiàn)幾乎所有邏輯功能，其可編程I/O也支持許多不同的標準和協(xié)議。即使在現(xiàn)場部署系統(tǒng)之后，系統(tǒng)功能也可以隨著時間的推移而持續(xù)更新，提供了流暢的升級體驗和供應鏈靈活性，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，適應性強的設(shè)計技術(shù)可以讓嵌入式系統(tǒng)更加靈活和強大。

除了拓展車載系統(tǒng)和智能門鈴的智能功能外，自主移動機器人、工業(yè)機器視覺攝像頭等需要先進計算機視覺算法的嵌入式視覺應用也很好地說明了使用基于FPGA的適應性設(shè)計方法可以實現(xiàn)最佳的能效和靈活性。由于設(shè)計人員可以修改加速器，并使其設(shè)計適應未來不斷變化的AI要求，因此FPGA是他們的理想選擇。

不斷增長的安全威脅

一個完全互聯(lián)的世界也有缺點，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)計變得越來越復雜，其攻擊面和攻擊載體也隨之增加。這使得軟件和硬件保護比以往任何時候都更加必要。

硬件可信根（HRoT）和平臺固件保護恢復（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間的推移而不斷更新，還能用于監(jiān)視和保護系統(tǒng)中計算組件的固件，實現(xiàn)真正的PFR。只有軟件和硬件都具有適應性才能讓嵌入式設(shè)計應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)計人員還面臨將其解決方案快速推向市場的巨大壓力。事實上，在科技領(lǐng)域，能否率先進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、更高效地實現(xiàn)高度靈活的嵌入式硬件和軟件設(shè)計。我們的解決方案集合提供針對特定應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、演示、IP構(gòu)建模塊、FPGA設(shè)計工具和定制設(shè)計服務，可幫助工程師更快地構(gòu)建設(shè)計并上市。

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、控制等應用不斷變化的需求。