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(yīng)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(luò)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(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(yīng)性的挑戰(zhàn)之一在于對網(wǎng)絡(luò)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(wù)。
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(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(yīng)用也很好地說明了使用基于FPGA的適應(yīng)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(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(yīng)性才能讓嵌入式設(shè)計應(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(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、演示、IP構(gòu)建模塊、FPGA設(shè)計工具和定制設(shè)計服務(wù)，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(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。
