《電子技術(shù)應(yīng)用》
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專(zhuān)家觀點(diǎn):2021年嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)

2020-12-30
作者:何小慶
來(lái)源:嵌入式系統(tǒng)展

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2020年伊始,一場(chǎng)突如其來(lái)的新冠疫情爆發(fā),讓人們生產(chǎn)和生活方式發(fā)生了巨大的變化,催生遠(yuǎn)程辦公、智能生產(chǎn)、智慧零售、智慧城市和智慧健康蓬勃發(fā)展,大數(shù)據(jù)和人工智能(AI)在疫情追蹤上發(fā)揮關(guān)鍵性作用,疫情讓物聯(lián)網(wǎng)(IoT)勢(shì)頭猛增。另外一個(gè)方面,政府將IoT納入國(guó)家新基建的重要組成部分,定義為未來(lái)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施。IoT和AI將引領(lǐng)嵌入式系統(tǒng)走向智能物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)。

人工智能落地、嵌入式系統(tǒng)唱主角

從電子信息產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)看,以自動(dòng)駕駛、智能機(jī)器人和智慧安防為代表的AIoT正在成為新一輪科技創(chuàng)新制高點(diǎn)。5G布置將大大提升端側(cè)智能,助力AIoT 發(fā)展。云端AI在向邊緣AI和端側(cè)AI 演進(jìn)的路線(xiàn)愈來(lái)愈清晰,嵌入式系統(tǒng)正在成為AI落地的重要承載平臺(tái)。

背靠云計(jì)算的“算力”,IoT帶來(lái)的“大數(shù)據(jù)”和超智慧AI的“算法”,三大要素匯集到AI芯片,將成為新一代嵌入式系統(tǒng)的靈魂。針對(duì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)高效低耗AI 芯片,尤其是SoC 型的AI芯片將繼續(xù)是2021年處理器芯片設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)。

ARM 在高端嵌入式AI 處理器上占據(jù)優(yōu)勢(shì),RISC-V在低端 IoT芯片已有所收獲,最近新品不斷推出,中端成為雙方博弈主要戰(zhàn)場(chǎng)。ARM 推出了Cortex-M55,M55增加一個(gè) AI Helium技術(shù),該技術(shù)可用于Cortex-M內(nèi)核的M-Profile矢量擴(kuò)展,為其提供高達(dá)15倍的機(jī)器學(xué)習(xí)性能和高達(dá)5倍的信號(hào)處理能力,M55是一款為AI/ ML設(shè)計(jì)的內(nèi)核。2020年Arm中國(guó)自主研發(fā)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理IP- 周易AIPU,全志已有基于周易的R329AI芯片發(fā)布。

2021年RISC-V 陣營(yíng)的RV64 內(nèi)核處理器會(huì)有更多的芯片亮相,全志基于玄鐵C906的RV64芯片,可運(yùn)行Debian Linux系統(tǒng)。嘉楠科技第二代AI芯片K510投片,算力3TOPS功耗僅3W,瞄準(zhǔn)中高端AI市場(chǎng)。芯來(lái)科技最近也首發(fā)了900系列64位RISC-V IP,該IP針對(duì)高性能嵌入式和實(shí)時(shí)控制處理器市場(chǎng)。

嵌入式AI市場(chǎng),選擇何種AI 芯片,不僅要看芯片本身,更要看軟件和生態(tài)環(huán)境。目前,GPU 在通用AI訓(xùn)練上占據(jù)優(yōu)勢(shì),而SoC在嵌入式端側(cè)推理上更為常見(jiàn),國(guó)產(chǎn)芯片這個(gè)領(lǐng)域有一定優(yōu)勢(shì),2021年將有更多的SoC AI芯片進(jìn)入市場(chǎng)。

32位MCU提速、國(guó)產(chǎn)芯片步入快車(chē)道

2020年32位MCU需求旺盛,傳統(tǒng)的8位MCU正在被性能更高、存儲(chǔ)容量更大、外設(shè)更多、價(jià)格便宜的國(guó)產(chǎn)32 MCU 替代。以靈動(dòng)和航順為代表國(guó)產(chǎn)MCU企業(yè)的M0內(nèi)核芯片勢(shì)頭正旺。歐美的疫情反復(fù),芯片產(chǎn)能減少,國(guó)外芯片交貨大大延遲,價(jià)格上漲,而全球消費(fèi)和健康電子產(chǎn)品需求不降反升;風(fēng)云突變的國(guó)際政經(jīng)環(huán)境,使得國(guó)產(chǎn)芯片獲得了產(chǎn)業(yè)界廣泛接受和政策的支持,這些都讓國(guó)產(chǎn)MCU 步入發(fā)展的快車(chē)道。兆易創(chuàng)新GD32 MCU已有 28個(gè)產(chǎn)品系列370余款產(chǎn)品型號(hào)提供了廣泛的覆蓋度,滿(mǎn)足全球2萬(wàn)多家客戶(hù)不同的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)需求,自2013年問(wèn)世累計(jì)5億出貨量。

樂(lè)鑫科技CEO張瑞安在騰訊物聯(lián)網(wǎng)論壇指出2021年ESP32 IoT MCU兩個(gè)方向:一是ESP32-S該芯片內(nèi)置AI加速器,適合于應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜,智能化程到更高的產(chǎn)品設(shè)計(jì);二是ESP32-C,該芯片基于RISC-V內(nèi)核,保證RF和安全基礎(chǔ)上,成本大幅度降低,滿(mǎn)足各類(lèi)基本IoT產(chǎn)業(yè)需求。以樂(lè)鑫在全球200多國(guó)家數(shù)以?xún)|計(jì)的產(chǎn)品基礎(chǔ),這個(gè)市場(chǎng)趨勢(shì)判斷應(yīng)該是準(zhǔn)確的。

以樂(lè)鑫、芯海、華大和天健為代表的國(guó)產(chǎn)MCU在IoT、信號(hào)鏈和電機(jī)MCU的興起,芯旺微在汽車(chē)MCU市場(chǎng)深耕,極海和國(guó)民在工業(yè)和安全MCU的初試,讓中國(guó)企業(yè)在擅長(zhǎng)的應(yīng)用為導(dǎo)向的市場(chǎng)上,繼續(xù)成本優(yōu)勢(shì)的地位之后,向歐美企業(yè)主導(dǎo)的工業(yè)市場(chǎng)進(jìn)軍。當(dāng)然最后比拼的結(jié)果,還是看MCU企業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)力和長(zhǎng)期角逐的耐力。

開(kāi)發(fā)者生態(tài)一直是國(guó)產(chǎn)MCU的短板,發(fā)展自己的生態(tài)系統(tǒng)是國(guó)產(chǎn)MCU 走出價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)漩渦,走向世界市場(chǎng)的陽(yáng)光之路。隨著國(guó)產(chǎn)軟件和操作系統(tǒng)的崛起,中國(guó)走出疫情恢復(fù)正常的生產(chǎn)生活,國(guó)際產(chǎn)業(yè)界看好中國(guó)MCU企業(yè)發(fā)展勢(shì)頭,2021年將是國(guó)產(chǎn)MCU生態(tài)建設(shè)紅紅火火的一年。

物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)風(fēng)再起、云再涌

騰訊推出物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng) TencentOS tiny,中國(guó)移動(dòng)推出輕量級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)OneOS,微軟推出Azure RTOS,小米推出物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)小米Vela,Google的Fuchsia OS也在做著各種云、邊、端的技術(shù)調(diào)整和創(chuàng)新。各家IT巨頭都試圖通過(guò)軟硬件結(jié)合帶來(lái)的連貫用戶(hù)體驗(yàn),打通從服務(wù)器、桌面、移動(dòng)端、物聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)AIoT產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

2020年中美關(guān)系的巨大變化帶來(lái)很多不確定因素,華為逐步推出各款鴻蒙操作系統(tǒng)(0S)。2020年底,華為按計(jì)劃發(fā)布鴻蒙OS手機(jī)測(cè)試版(坊間稱(chēng)為富鴻蒙),這說(shuō)明華為在手機(jī)OS積累已久,順利的話(huà),可以立竿見(jiàn)影看到效果。物聯(lián)網(wǎng)端鴻蒙OS(坊間稱(chēng)為輕鴻蒙),部分代碼開(kāi)源,圍繞鴻蒙的IoT生態(tài)建設(shè)可不是一朝一夕之功。鴻蒙OS強(qiáng)調(diào)的“一次開(kāi)發(fā),多端部署”,比如手機(jī)開(kāi)發(fā)后直接部署在智能手表和智能電視或者智慧屏這兩個(gè)平臺(tái)上。華為利用OS軟件的分布式和設(shè)備虛擬化特性,實(shí)現(xiàn)基于鴻蒙OS的智能化環(huán)境,就已經(jīng)可以給產(chǎn)業(yè)界帶來(lái)示范性作用,或許大家不必太在意鴻蒙OS內(nèi)核本身。

2021年圍繞AIoT的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)將在車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛、智能家居和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域發(fā)力,RT-Thread 開(kāi)源了微內(nèi)核的RT-Thread Smart,希望借此進(jìn)入汽車(chē)電子市場(chǎng),在2020年底的RT-Thread開(kāi)發(fā)者大會(huì)上發(fā)布了澎心可穿戴OS,更可謂是生逢其時(shí)頗受好評(píng)。老牌的RTOS公司 QNX在中科創(chuàng)達(dá)年會(huì)上展示了QNX hypervisior+ Android 量產(chǎn)車(chē)型的儀表盤(pán)實(shí)物,這讓國(guó)內(nèi)同行有機(jī)會(huì)近距離了解QNX 。微內(nèi)核、虛擬化、分布式、安全性、多核異構(gòu)等技術(shù)是未來(lái)智能物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)(AIoT)技術(shù)演進(jìn)的重要方向。

結(jié)語(yǔ)

北極光創(chuàng)投創(chuàng)始管理合伙人在WISE2020 新經(jīng)濟(jì)之王大會(huì)主題演講中說(shuō),“中國(guó)最強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)就是軟件和硬件的結(jié)合,硬件產(chǎn)業(yè)鏈+軟件快速迭代的能力,使得中國(guó)軟硬結(jié)合,無(wú)論是消費(fèi)類(lèi)還是企服類(lèi)企業(yè),都會(huì)在全世界具有非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力”。嵌入式系統(tǒng)是典型軟硬結(jié)合技術(shù)和產(chǎn)品,在全球,嵌入式系統(tǒng)有著廣泛生態(tài)基礎(chǔ)和創(chuàng)新基因,嵌入式系統(tǒng)即可以幫助新技術(shù)落地,還能賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代。

有人說(shuō)三張互聯(lián)網(wǎng)反壟斷罰單,宣告一個(gè)時(shí)代終結(jié),但互聯(lián)網(wǎng)巨頭拓荒IoT市場(chǎng)的步伐看不到任何減慢的跡象。在錯(cuò)綜復(fù)雜的2021年,傳統(tǒng)嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)。從芯片-模組-板卡-軟件-設(shè)備-系統(tǒng)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈每個(gè)環(huán)節(jié)均應(yīng)該提升自身的價(jià)值,創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)是有力武器。邊緣與端側(cè)AI 就是很好的一個(gè)案例,讓AI落地在端側(cè),這可以大大加重嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的價(jià)值。打造IoT與AI標(biāo)準(zhǔn),建立和互聯(lián)網(wǎng)巨頭的互信通道,探索與大象共舞之道是2021年嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該思考與行動(dòng)的課題。

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ELEXCON電子展暨第十屆嵌入式系統(tǒng)展

2021年9月1-3日,ELEXCON電子展暨第十屆嵌入式系統(tǒng)展將在深圳國(guó)際會(huì)展中心(寶安)舉行,全面展示5G、AIoT、大數(shù)據(jù)、嵌入式技術(shù)、醫(yī)療電子、汽車(chē)智能技術(shù)、智能制造、北斗衛(wèi)星等領(lǐng)域的技術(shù)新品及方案。屆時(shí),Informa英富曼集團(tuán)將全力打造“光+電”全產(chǎn)業(yè)鏈航母旗艦大展!同期總面積達(dá)20萬(wàn)+,參觀觀眾達(dá)13萬(wàn)+。

展會(huì)同期重磅活動(dòng)▼

IoT World China 2021

2021年大會(huì)主題:

全物聯(lián)(市場(chǎng)與趨勢(shì))

消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)(智能家居、智能樓宇、智慧園區(qū)、智慧社區(qū))

全物聯(lián)(產(chǎn)品與技術(shù))

產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧物流)

第三屆5G全球大會(huì)(中國(guó)站)暨5G+C-V2X蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大會(huì)(深圳)

2021年大會(huì)主題:5G+C-V2X 賦能智慧灣區(qū)

熱點(diǎn)議題:

汽車(chē)電子與整車(chē)制造

單車(chē)智能技術(shù)及發(fā)展

蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng)(C-V2X)賦能智能網(wǎng)聯(lián)

智慧交通技術(shù)及發(fā)展

自動(dòng)駕駛

車(chē)聯(lián)網(wǎng)投融資

2021中國(guó)嵌入式技術(shù)大會(huì)ETCC

2021年大會(huì)主題:嵌入式AI技術(shù)與AIOT應(yīng)用

第十二屆MCU技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用大會(huì)

2021年大會(huì)主題:物聯(lián)網(wǎng)安全與MCU生態(tài)建設(shè)


▼往屆展會(huì)部分參與企業(yè)

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即刻聯(lián)系展會(huì)主辦方:(86)755-88311535,搶占2021年嵌入式與AIoT產(chǎn)業(yè)機(jī)遇!

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