未来嵌入式系统的公式

如果我们能设计一个公式来描述网络物理系统（CPS）的演变，那会怎么样？作为由欧盟委员会资助的HiPEAC愿景工作的一部分，我们提出了一个：未来的CPS = 5S。让我们来分解一下。

网络物理系统正变得越来越智能、主动响应和复杂。换句话说，我们越来越多地看到的是：认知网络预测物理系统系统——CCPPSS，或CPS2。（好吧，这很怪异，但它很优雅，对吧？

更详细地介绍一下，我们看到这个平移如下：

认知

人工智能（AI）无处不在，它将帮助CPS更好地“理解”他们的环境，更好地感知周围环境。为了推动人工智能向前发展，我们建议投资超低功耗加速器，并研究较少依赖标记数据的训练方法。

网络

欧洲是万维网发展的领导者，因此也是网络革命的领导者，我们认为它仍然可能处于下一个网络的最前沿，这将在现有技术的基础上增加创新。我们还可以与网络安全建立心理联系，网络安全正变得越来越重要，

预测

CPS应该对其环境进行建模，并对各种潜在的未来演变进行预测。因此，他们将能够在某种程度上预测环境将如何反应。

物理的

到目前为止，计算系统还没有考虑到现实世界的限制：时间是如此抽象，以至于大多数编程语言甚至没有办法表达它，而能量通常是事后的想法，等等。CPS系统应考虑现实世界的属性（即非功能性属性），以完成其任务。我们希望看到更多关于建模系统如何与物理世界相互作用的研究。因此，他们必须遵守诸如时序和能量之类的限制，以便拥有更安全，更安全的系统。

系统之系统

随着计算越来越多地在从边缘到云的连续体中进行，开发工具来编排大型、动态和异构系统应该是一个明确的优先事项。

那么5S呢？好吧，这些是我们选择关注的非功能性属性 - 可以总结如下：

清醒：这一切都与能源效率有关 - 随着数十亿台连接设备在未来几年蓬勃发展，电池寿命需要延长，系统需要尽可能节能。能源也是服务器拥有成本的重要组成部分，通信的能源成本也不容忽视。我们需要超低功耗计算平台，涵盖从深边缘到云和高性能计算（HPC）的完整数字连续体，以及允许评估和设计具有明确功率约束的系统的工具。

安全：最近的网络安全攻击再次将安全置于聚光灯下。我们认为研究应该集中在现有系统中安全风险的自动检测上，并确保它们通过构建尽可能正确。我们还希望看到对自动减轻或消除安全风险的方法的研究，安全硬件的开发以及可以产生设计安全的软件和硬件的工具的开发。

安全：因为没有人想在他们的机器人外科医生身上看到蓝屏死机，或者当他们的自动驾驶汽车在高速公路上高速行驶时，系统应该是安全的，并且/或者应该能够被证明是安全的，并在可能的情况下实施所有可能的故障回复。

直截了当：不言而喻，未来的网络物理系统将非常复杂。我们怎样才能驯服这种九头蛇？我们建议最大限度地提高设计和管理复杂系统的生产力，包括使用人工智能技术。人类仍然应该在循环中，但要有适当的抽象级别，这样他们就可以尽可能高效并信任系统。

可持续的：最先进的电子设备需要使用元素周期表上102个元素中的大约65个，如果这些元素开始耗尽，相比之下，目前的芯片短缺将相形见绌。再加上全球只有15%的计算设备被回收利用，重复使用组件的理由变得更加引人注目。我们希望看到进一步的研究，以降低设备的隐含能量，并通过升级，再利用和维修来帮助延长产品寿命，欧洲成为可持续电子产品设计的领导者。

审核编辑：郭婷