如何将遗留系统扩展到人工智能和物联网时代

各行各业的组织都在寻找利用人工智能、机器学习和物联网等技术大趋势的方法。这些使能技术不仅能提高效率和降低成本，还允许实施新的应用程序、服务和收入模式。

然而，目前运行的许多电子系统通常部署5年，10年或更长时间，这使得OEM和系统集成商难以利用技术的新进步。事实上，在这个快速创新的时代，仅仅存在遗留电子系统就可以加速技术和业务的过时。

工业自动化、医疗保健和测试与测量等领域就是这种情况，其中许多电子系统都是围绕集成架构设计的。这使得工程师难以采用最新技术，因为使用新组件升级集成系统通常会导致兼容性问题。因此，每当组件或子系统过时时，整个设计就会变得越来越过时。

目前，这是围绕最近停产的3设计的许多设备所面临的情况。断续器一代智能英特尔酷睿处理器产品线。

尽管如此，人工智能和物联网的优势仍然难以忽视。收集设备或过程数据并将其传输到AI可以立即产生可操作的见解。这正在改善上述行业的业务和运营职能：

在自动化中，它们可以通过预测性维护减少设备停机时间，提高制造产品的产量和质量，优化供应链，并提高工作场所的安全性。

在医疗保健方面，它们可以提高诊断的准确性和患者护理的质量，简化管理流程，并降低整体住院成本。

在测试&测量中，它们可以提高测量的准确性，减少所需的测试周期数，释放人力资源并减少费用。

基于COM Express的模块化设计使组织能够利用这一潜力，同时最大限度地提高对新系统和遗留系统的现有工程投资。

COM 中的互联智能

COM Express 通过将计算、网络和其他资源与核心系统功能分离来解决集成系统体系结构的挑战。它通过基于计算模块和底层载板的双板架构实现了这一点。载板可以使用特定于应用的 I/O 进行定制，从而允许在 COM Express 计算模块和系统其余部分之间传输数据和电源。

因此，可以将旧版 COM Express 计算模块替换为包含 AI 或以 IoT 为中心的功能的较新模型。鉴于最近流行的3的停止断续器一代智能英特尔酷睿处理器，COM Express以7的形式提供了可扩展的前进道路千一代英特尔酷睿嵌入式处理器。

第七代酷睿嵌入式处理器基于Kaby Lake微架构，提供多达四个内核和4.2 GHz的最大时钟频率，可配置的TDP仅为35W。这些设备还集成了一系列面向人工智能和物联网系统的功能，包括：

英特尔高级矢量扩展指令集 2 为浮点计算提供优化指令，并为融合乘法 （FMA） 运算提供 256 位整数指令。这些类型的算术对于AI和机器学习算法的高效，精确执行至关重要。可以针对集成的 7 个高清图形单元开发和优化此类算法千使用英特尔® OpenVINO 工具包等人工智能开发框架的一代酷睿处理器或配套加速器（如 Movidius 视觉处理单元 （VPU））。

支持高达 64 GB 的 2133 MHz DDR4 内存，这对于 AI 推理至关重要，因为 CPU 用于上述高级算术的宽矢量单元。

英特尔保护技术 （IPT）、英特尔 AES-NI、英特尔内存保护扩展 （MPX） 等安全技术有助于保护启动顺序、敏感数据和内存区域免受网络传播的攻击和软件漏洞。在物联网系统环境中，它们还可以加速加密工作负载以释放主CPU上的资源，并提供可用于远程身份验证的唯一，不可更改的身份。

英特尔博锐提供虚拟化和远程管理功能，使嵌入式系统能够像企业服务器一样运行。英特尔虚拟化技术（英特尔 VT-x）可以帮助对多核设备进行分区，以便可以使用新软件（企业持续交付模型）更新托管企业功能的某些内核。这同时与系统的其他实时功能保持隔离。博锐还包括远程管理条款，以便通过无线或电线安全地监控、升级或维修设备。

这些处理器在COM高速2型模块上受支持，如凌华科技速递-SL2/KL2。

图 1.凌华科技速递-SL2/KL2 COM快车2型模块提供了从最近停产的3型模块升级的途径断续器一代智能英特尔酷睿处理器到更现代的 6千和 7千生成设备

通过 COM 快递在传统和机遇之间架起桥梁

凭借凌华科技的10年生命周期支持和15年的英特尔嵌入式CPU支持，7千基于英特尔酷睿的 Express-KL2 和 6 代千基于英特尔酷睿的 Express-SL2 一代是将传统设备迁移到 AIoT 系统时代的可行选择。

最值得注意的是，COM Express 类型 2 模块具有 VGA、PATA IDE 和 PCI 兼容的引脚排列，使其能够与一系列已进入部署生命周期的系统进行交互。它们还与操作系统（如 Windows 7、嵌入式标准 7、Windows 8.1 和嵌入式 Linux）本机兼容。因此，基于流行的 COM Express Type 2 规范的现有系统无需重新集成新的载板、计算模块和软件，只需插入 Express-SL2 或 KL2 处理器模块即可利用现代处理器功能。

图 2.Express-SL2/KL2 的 2 类引脚排列支持 PCI、PATA IDE 和 VGA 等传统接口，只需更换计算模块即可使现有系统迁移到现代性能

对于开始新系统设计的工程团队来说，COM Express 架构的好处是显而易见的。标准的普及和架构的模块化提供了一条简单的迁移路径，可以维持和现代化产品数十年。但另一方面，对于基于集成架构的遗留系统，可能需要进行改造。

在这些情况下，在Express-SL2 / KL2等平台上对传统I / O和软件的上述支持是可能的。凌华科技设计服务器可以协助进行BIOS修改、硬件迁移，甚至测试，以支持改造项目。虽然NRE投资在短期内更高，但重用技术和延长具有现代化处理器综合体的机械的能力很容易抵消这些成本。

希望为基于 Express-SL2/KL2 的设计添加突破性 AI 性能的工程师可以利用上述英特尔 OpenVINO 工具包开发在主机 6 的集成图形内核上运行的精确人工智能推理算法千和 7千世代核心处理器。

对于需要更多 ML 性能的设计，可以在配套载板上配备像 Movidius X VPU 这样的分立式 AI 加速器。这些用于神经网络推理工作负载的极低功耗硬件加速器集成了专门的视觉处理内核，可用于增强主机处理器的 AI 性能，或为不包含 AI 兼容主机的 COM Express 设计提供 AI 计算功能。

再一次，由于加速器安装在载板上，工程师为未来留下了更多的选择和更大的灵活性。

除了 6千和 7千一代酷睿处理器，Express-SL2/KL2 支持英特尔至强处理器和英特尔赛扬设备。除了 0ºC 至 60ºC 至 -40ºC 至 +85ºC 的工作温度范围选项外，这种广泛的处理器支持还为 Express-SL2 和 -KL2 系统提供了滑动级的性能和功耗，以满足大多数自动化、医疗保健和测试系统的要求。

简化数字化转型

凌华科技的Express-SL2/KL2模块等解决方案能够升级产品，同时保持以前的硬件和软件投资，可以将系统推向互联智能领域。

例如，在医疗保健行业，OEM 正在利用这些设备升级超声波、X 射线和内窥镜检查机器，这些机器受益于当前一代英特尔处理器在 3D 成像应用中提供的改进的图形和视频编码/解码性能。在自动化领域，Express-SL2/KL2上的增强型多核性能和千兆以太网接口正在为工业4.0设计提供支持，使企业和运营应用能够在同一硬件上实现，并能够立即访问IP网络。测试和测量系统正在利用该平台为日益复杂的仿真增加越来越多的性能。

而且，随着下一代计算、内存和网络技术集成到先进的 SoC 中，未来的 COM Express 技术将帮助这些行业的设计人员继续最大限度地利用其 IP。

审核编辑：郭婷