新技术发展离不开嵌入式 未来前景可期

2018年，是嵌入式行业发展最快的一年，全球芯片企业并购加快，人工智能开始普及。在面对前一年AlphaGo带来的巨大冲击背景下，人工智能逐渐渗透至云、大数据、物联网。而物联被誉为“下一个工业革命”，嵌入式作为物联网的重要技术组成部分，物联网也将成为嵌入式的重要一门概念。另外，机器人也与嵌入式不可分割。

嵌入式计算系统（包含传统嵌入式计算系统与智能系统，下同）应用极其广泛，遍及各行各业，总市场规模非常巨大。IDC 将嵌入式系统的民用应用领域划分为六个主要行业：汽车、工业（包括航空电子、工业自动化、测量等）、医疗、能源、通信、消费电子。其中，通信和消费电子是目前最大的两个行业，而能源行业则是增长最快的行业。

全球嵌入式系统市场 2013 年达到 1403.2 亿美元，预计到 2020 年将达到 2,143.9 亿美元，年复合增长率达 6.3%。另外，国家也曾经出台软件增值税优惠政策，极大的推进了嵌入式的发展。

据了解，目前嵌入式现状是核心技术的国产化程度不高、存在很强的发展诉求；嵌入式计算供应商以国外和***地区厂商为主；国内嵌入式计算市场的技术服务能力更为重要。

未来，嵌入式发展趋势将会不断提高技术门槛、产品开发周期不断压缩、向智能系统演变、向成体系系统演变、嵌入式计算与下游产业发展的双向推动、嵌入式计算系统国产化。

那么在未来，有哪些值得关注的技术或将成为嵌入式的契机呢？

据IDC最新报告显示，中国机器人和无人机及相关服务的支出额持续高速增长，到2022年将达到805.2亿美元，约合5560亿元人民币，2018-2022年复合年增长率（CAGR）达到27%。

IDC报告称，中国是全球最大的机器人（含无人机）市场，预计到2022年将占全球总量的38％以上。其中，无人机市场的增长速度更快，2018年-2022年复合增长率（CAGR）为61％。2019年中国机器人系统近一半的支出将在离散制造业（包括汽车、电子、金属加工等），市场规模超过167亿美元，其次是流程制造、医疗、零售业和消费类。

IDC全球机器人及亚太制造业研究总监张敬兵博士表示，“在IDC 2018年调查的包括中国在内的所有主要市场中，机器人仍是制造业企业技术投资的重中之重。未来五年，中国商用服务机器人将继续以每年26%左右的增速增长。这一增长主要得益于服务机器人综合智能化水平的提升、实用功能的强化、用户体验的改进、以及厂商对垂直行业应用场景的潜心深耕。同时我们也预期自主移动机器人和智能协作机器人将会得到更快的推广应用，帮助跨行业用户提高产能、生产力和生产效率。”

从机器人技术成分来看，中国市场的机器人系统支出包括工业机器人、商用服务机器人和消费型机器人本体、配件、应用软件、网络设备、以及相关咨询服务等。2019年机器人市场的支出主要集中在硬件采购(包括机器人系统、售后机器人硬件和系统硬件) ，约占总支出的三分之二。与机器人相关的软件支出，将主要用于购买指挥和控制应用程序，以及与机器人专用应用程序；服务支出将分散在多个领域，包括系统集成，应用程序管理，以及硬件部署和支持。

机器人技术的发展与嵌入式系统的发展是紧密相关的，嵌入式系统在机器人控制系统被广泛采用。基于低功耗、低成本、小体积和高可靠性，嵌入式系统在微型机器人、特种机器人获得了极大的发展。

而在生活中最常见的机器人就要属无人机，目前，无人机已经无处不在，旨在提高工作效率、降低工作量和生产成本、提高准确性。如，能源行业的风电与光伏已大面积应用无人机检测电站问题，提高发电量。值得强调的是，无人机技术也与嵌入式紧密相关。据报道，2025年无人机市场将达到750亿元。由此可见，无人机，甚至是整个机器人行业的飞速发展都是嵌入式的契机。

回顾今年11月初的万众瞩目的进博会，其中重大看点就是人工智能，这个关键词贯穿了整个博览会的各大展区。人工智能最终将渗透各个行业内，而任何智能设备又都离不开嵌入式。

据媒体发布信息，人工智能领域人士普遍将人工智能定义成“强人工智能”与“弱人工智能”两种，具有行为能力的“弱人工智能”就是智能化工具，即MCU基础上的嵌入式应用系统，目前已有40多年历史。可以骄傲地说，单片机、嵌入式系统开启了人工智能的历史进程。

那么人工智能在接下来将如何发展？赛灵思战略市场开发总监 Andy Walsh曾表示视觉引导导向的系统将成为下阶段人工智能发展与部署的重大领域之一。举例来说，要确保自动驾驶汽车安全行驶，就必须提供相关智能，这是一项艰巨的挑战，不仅需要充分利用人工智能创新，同时还会造成极大的产业影响，并有望对整个社会带来巨大积极影响。

北京云知声信息技术有限公司曾表示，由于产业需求的提升，人工智能目前的发展势头很足，但是应该注重人工智能与产业的深度结合，如果脱离产业，这一轮人工智能浪潮可能还会“冷下去”。因此，打造人工智能产业生态很重要。

当FPGA作为算法加速部件出现时，产品的设计可以考虑采取CPU+FPGA的架构，CPU与ARM可通过双口RAM、DDR、总线等方式进行通信，也可以在FPGA内部构造软核，用来移植部分对实时性要求不高的代码。

目前，主流的FPGA厂商已经开始将CPU硬核(如ARM)与FPGA集成到一个IC内部，与软核相比，这些硬核具备更强的计算能力，与片内FPGA之间的交互更加方便。同时，片内FPGA为系统的可定制化及复杂算法的硬件加速提供了保证，这种结构为“离线”人工智能嵌入式产品的设计拓宽了思路。

另外，还有网友表示，信息技术飞速发展的今天，为人类带来了极大的便利，即时通信以及各类移动终端的出现，也相应地产生了一些数据，所以要进行数据的收集以及处理。为了更完美地处理数据，诞生了更强的算法和效率更高的CPU，并且有了人工智能，这些都是对硬件的考验。

嵌入式可能在生活中很少有人提到，但我们现在所使用与智能有关的都离不开嵌入式，如智能手表、微波炉等。在人工智能时代，强大的算法也不会拘泥于PC机实现，需要落地的话，就要依赖嵌入式承载。嵌入式在智能手机上的应用已经足以证明，未来出现的机器人一定会使用嵌入式的技术，所以说对于嵌入式系统的需求已经非常迫切，期待能够出现颠覆智能手机的嵌入式便携移动终端。

物联网技术在今年也成为了最耀眼的亮点。根据IDC发布的全球物联网支出指南表示，到2022年，全球物联网（IoT）支出将达到1.2万亿美元，2017年至2022年期间复合年增长率（CAGR）为13.6%。其中，中国超越美国成为全球最大的物联网市场。到2022年中国复合增长率最高的5个物联网应用场景，分别将是：车联网、医疗陪护、智慧家庭、智能零售和环境监测垂直应用。据业内人士分析，到2023年全球物联网市场规模有望达到2.8万亿美元左右。

据报道，到2035年，全球将有一万亿设备实现互联，全球累计IoT设备产生的新产值将飙升至30万亿美金，其中中国产业市场份额预计约为33%，下一个20年中国IoT相关设备及产值将超过60万亿人民币。

目前，我国也正在积极推进新一代通讯技术5G时代降临，预计2019年可以预商用，2020年正式进入商用。随着云、人工智能、5G等新兴技术的加速成熟和逐渐普及，物联网技术门槛正在降低，物联网应用在行业市场的渗透率不断提高，企业的物联网应用规模将随之扩大，从而推动实现物联网解决方案所需的硬件、软件、服务和连接支出的持续增长。

物联网与嵌入式是密不可分的，虽然物联网拥有传感器、无线网络、射频识别，但物联网系统的控制操作、数据处理操作，都是通过嵌入式的技术去实现的，物联网就是嵌入式产品(物)的网络化(联网)。

目前，在共同努力下，我国已形成了芯片、元器件、设备、软件、电器运营、物联网服务等较为完善的物联网产业链，基于移动通信网络部署到机器。涌现出一批较强实力物联网领军企业，初步建成一批共性技术研发、检验检测、投融资、标识解析、成果转化、人才培训、信息服务等公共服务平台。

我国在物联网领域已经建成一批重点实验室，汇聚整合多行业、多领域的创新资源，基本覆盖了物联网技术创新各环节，物联网专利申请数量逐年增加，2016年达到7872件。通过试点示范物联网加快物联网技术，有效降低企业生产成本，提高了整体运营效率。

据媒体报道，截至2016年拥有互联网企业近1300家，从业人员超过15万人，构建了比较完整的物联网产业链，物联网产业营业收入超过2000亿元。京东、百度、阿里、小米、奇虎360、三星等巨头均已在loT布局，未来几年竞争将更加激烈。这或许是嵌入式的一个契机。

总结

嵌入式ARM也曾多次发文强调嵌入式的门槛高与起步工资低，而从产业发展来看，未来嵌入式应用场景广泛而密不可分。也有大量从业者证明，深入技术层面后，嵌入式系统前景可期。