從2020年第2期開始，《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》開始推出“ 卷首語(yǔ)”欄目，每期邀請(qǐng)一位業(yè)內(nèi)專家圍繞嵌入式技術(shù)針對(duì)時(shí)下熱點(diǎn)分享自己的觀點(diǎn)，以饗廣大嵌入式技術(shù)從業(yè)者/ 愛好者。今天發(fā)表的這篇文章是2020年第3期的卷首語(yǔ)！

人工智能：嵌入式技術(shù)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著大數(shù)據(jù)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能在語(yǔ)音分析、計(jì)算機(jī)視覺(jué)以及自然語(yǔ)言處理等方面取得巨大突破，并應(yīng)用于智慧城市、智慧家庭和工業(yè)制造等領(lǐng)域，正逐步改變著社會(huì)的運(yùn)行模式和人們的生活方式。

1 人工智能產(chǎn)業(yè)為嵌入式技術(shù)帶來(lái)新的機(jī)遇

嵌入式系統(tǒng)40多年的發(fā)展過(guò)程經(jīng)歷了控制器、實(shí)時(shí)系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)三個(gè)階段。每經(jīng)歷一個(gè)階段，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)都會(huì)出現(xiàn)一次飛躍。例如，以智能移動(dòng)終端為代表的復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)，它在提升處理器性能、降低系統(tǒng)能耗、增加操作系統(tǒng)的復(fù)雜度、改善應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境等方面均有顯著的進(jìn)步。嵌入式人工智能系統(tǒng)對(duì)強(qiáng)大計(jì)算能力的需求以及多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景，必然帶來(lái)一些新的問(wèn)題，而解決這些新問(wèn)題，將為嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展提供又一次機(jī)遇。

2 人工智能的特殊性對(duì)嵌入式技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)

第一，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)計(jì)算能力和資源有很高的需求，必然導(dǎo)致系統(tǒng)功耗的增加。平衡計(jì)算性能與能耗，依靠有限的計(jì)算能力和存儲(chǔ)資源，發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能并保證其準(zhǔn)確性，是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

第二，支持深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速的處理器通常是集成多種體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜SoC，這給操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境和應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。

第三，在一些場(chǎng)景中，多個(gè)智能設(shè)備需要與邊緣端設(shè)備甚至云端協(xié)同運(yùn)作。如何在邊緣端和設(shè)備端之間動(dòng)態(tài)進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，以及實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的任務(wù)協(xié)同，同樣帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)。 第四，智能設(shè)備具有自學(xué)習(xí)和執(zhí)行能力，一旦被攻擊，將導(dǎo)致更為嚴(yán)重的安全威脅。智能嵌入式系統(tǒng)的傳感、數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)方法等都是易被攻擊的對(duì)象，對(duì)此類攻擊的防范是系統(tǒng)面臨的安全挑戰(zhàn)。

機(jī)遇總是伴隨著挑戰(zhàn)，而新的問(wèn)題終將會(huì)被解決。面向嵌入式智能系統(tǒng)的高性能、低功耗處理器，面向嵌入式系統(tǒng)的輕量級(jí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以及針對(duì)系統(tǒng)的安全策略和方案，已經(jīng)出現(xiàn)。

隨著所遇到的難關(guān)被逐步攻克，嵌入式技術(shù)將迎來(lái)又一個(gè)春天！