六大技术热点，探索未来嵌入式软硬件如何发展

随着云计算、互联网的发展，以及AI、5G和自动驾驶的兴起，硬件和产品的开发流程需求在发生着前所未有的变化。“软件定义硬件”的概念被人多次提到，人们希望芯片中所有操作的控制和调度都由软件来完成，从而减少相应的硬件开销，把节省的部分用于运算和片上存储。

9月即将在深举行的第四届中国嵌入式技术大会、ELEXCON深圳国际电子展暨嵌入式系统展，每年云集了全球嵌入式领域里的众多优质企业参加，为观众带来了业界前沿的创新技术与产品。2022年已过半，让我们一起来关注下今年火爆的六大技术热点，探索未来嵌入式软硬件如何发展。(文末活动详情)

AI边缘化推动未来计算高速增长！

Xilinx自适应计算、瑞萨异构SoM加速“软件定义硬件时代”到来

AI扩展到边缘，甚至到端点的应用，特别是基于人工智能训练和推理技术的数据中心，未来五年将推动计算市场强势增长。以往，芯片算力的提升主要依靠于半导体工艺的进步。但随着半导体工艺发展遇到瓶颈，制程技术对算力提升的影响减弱至40%，而平台和设计的优化占据了60%的比重。因此，通过设计创新、架构优化以及平台优化来提升芯片性能变得越来越重要。

为此，赛灵思构建了自适应计算平台。自适应计算以FPGA技术为基础，支持在芯片上动态构建特定领域架构（DSA）。也就是说，自适应计算允许DSA随需求变化进行动态更新，从而避免受到漫长的ASIC设计周期和高昂的NRE成本的约束，不仅能够支持软件的无线（OTA）更新，也支持硬件无线更新，而且更新可以几乎无限次数反复进行。

例如，2011 年发射的火星探测车“好奇号”和近期发射的“毅力号”都采用了自适应计算。如果在“毅力号”前往火星的八个月时间里，有新的算法出现或者发现了硬件缺陷，自适应计算允许技术人员通过无线或空间远程发送硬件更新，就如同软件更新一样方便快捷。

自适应计算能够从云端部署到边缘再部署到终端，将最新的架构创新提供给端到端应用的每一个部分。并且借助当今的硬件抽象工具，软件和 AI 开发者现在都能充分发挥它的优势，而无需成为硬件专家。

图：赛灵思自适应计算平台 Kria SOM

不久前，瑞萨电子、易灵思和中印云端还合作推出了一款异构SoM（System on Module）：ProMe系列异构SoM是将微控制器（MCU）、FPGA、可编程混合信号矩阵集成在板卡的一项技术，能够帮助用户在设计产品时，取代传统“芯片先定”的开发策略。

“部署后可更新、升级的硬件”产品概念，其核心在于ProMe SoM是针对特定应用高度优化的芯片硬件。这种优化在硬件制造后进行，几乎没有重复次数限制。因此系统无需安装新硬件，便可适应新的需求。这对于整个产业都是十分新兴的技术理念。

高通引领 WiFi 7突破无线连接的边界

WiFi 6得到规模应用后，用户对无线网络性能的要求进一步在提升，WiFi 7的时代即将到来。基于在时延、速度和容量等方面的优化组合，WiFi 7将成为扩展现实（XR）、元宇宙、社交游戏和边缘计算等前沿应用场景的核心。目前，已经有博通、高通、MTK 等厂商相继宣布，推出 WiFi7 的解决方案。

6月，高通推出一款关键组成部分——全新的WiFi 7射频前端模组，而在今年年初和5月份，高通已经接连发力，围绕WiFi 7发布其第三代高通专业联网平台，以及手机侧的FastConnect 7800移动连接系统。

图片来源：高通官网

高通认为，此次射频前端模组的发布，可以进一步将WiFi 7用在智能手机之外广泛的终端品类上，包括汽车、扩展现实、PC、可穿戴设备、移动宽带和物联网等。搭载该全新解决方案的商用终端预计将于2022年下半年上市。

WiFi 7 最大的技术亮点，就是支持 320MHz 的通道，这是过往的家用路由器从来没有使用过的通道。WiFi6 最大可以做到 160MHz，而 WiFi7 直接翻倍。

更猛的是，WiFi 7 允许使用 1GHz 到 7.2GHz 的频谱资源，并重点兼容之前 WiFi 标准的 2.4GHz 和 5GHz 频段，通过超大的频谱面实现了更大的理论带宽。要知道，1GHz是目前穿透力最强的频谱，如果真的能上，那 WiFi 7 路由器的穿墙能力恐怕就要达到前无古人的程度了。

鸿蒙3.0即将亮相！用户量近4亿，华为Harmony OS生态未来可期

目前我们正在使用的各种智能设备，如：手机、PC电脑、平板电脑、智能手表等，它们全都有自己的系统，即使是同一个品牌下的产品，也会有专门为它定制的系统，如苹果公司：手机 iOS、电脑 MacOS、手表 watchOS、电视 tvOS、平板 iPadOS。

虽然苹果公司将它们之间的互动做得很好，但仍然需要大量的人工来编写和维护不同的系统，站在开发者的角度来看，可能需要针对不同的平台调整不同的架构和UI，这是一个比较耗时的工作。

对Android系统的设备来说就更别提了，除了系统的碎片化之外，不同厂商之间都有自己的规则，没有一个统一的标准，再加上乱七八糟的第三方APP，导致安卓设备体验极差。

为此，华为的鸿蒙系统提出了“微内核”概念，可以让开发者提交的应用，最方便、最快地适配所有硬件，这对消费者来说也有非常大的好处，可以第一时间更新手里的所有智能设备，类似苹果每年的大版本系统更新，几乎全球的用户都可以同时更新。

Harmony OS 鸿蒙是基于微内核的全场景分布式OS。它不是一个专门为单独设备准备的系统，而是一个平台式的系统，可以通过中心网络派发资源和功能，所有功能又可以单独使用，灵活多变但统一和谐。

而且，它会让硬件本身的功能成为系统可以调配的东西，比如手机上的摄像头，可以通过系统间的调度被电视或手表使用，因为它们用的是同一个系统，所以具备了相互通信的能力。

在系统安全性方面，由于鸿蒙系统代码量不大，可以用到更深度的安全级别措施，且不会给任何第三方应用或个人系统最核心的root权限，能够最大限度的保证安全。

鸿蒙OS保留了Linux内核可以直接兼容安卓应用，当鸿蒙OS的生态建立完全时，即当使用方舟编译器开发的应用足够多时，或者说90%以上常用APP都有方舟编译器的版本时，鸿蒙OS的底层会完全抛弃Linux内核，只保留鸿蒙微内核，这个时候鸿蒙OS才可以发挥接近100%的实力。

这也是鸿蒙OS优先使用在电视而非手机上的原因。为了早日实现这一天，华为甚至为开发者提供了非常便捷的开发环境，很多基础操作都可以直接用拖拽的方式来完全设计，模块化编程将成为未来的趋势。

如今，鸿蒙OS的生态用户量将近4亿，其中，超过2.4亿都是手机等移动用户，已经成为全球发展速度最快的系统。鸿蒙3.0正式版也将于7月27日发布会上正式亮相。虽然相较于安卓和苹果生态，鸿蒙操作系统生态建设任重道远，但值得期待。

审核编辑 ：李倩