2021年版嵌入式系統設計解密

迎合5G+AIoT應用需求　嵌入式系統「5」力全開

5G、人工智慧(AI)為物聯網發展注入強勁成長動能，並促使各種嵌入式系統規格加速翻新升級，特別是核心運算、感知偵測、連結/傳輸、記憶/儲存，及電源供應等子系統，在創新技術與解決方案助力下，性能不斷向上提升，以滿足愈來愈強大的智慧應用需求。

以核心運算來說，為嵌入式裝置增添AI功能已是當今業界發展的重要趨勢，因而掀起「邊緣運算(Edge Computing)」新風潮，從最常見的微控制器(MCU)，到DSP、CPU、GPU、NPU、特定應用積體電路(ASIC)，甚至現場可編程閘陣列(FPGA)等元件，無不投入相關技術發展，致力突破尺寸、功耗、效能關卡，以推出體積更小、功耗更低、算力更強的新一代解決方案，引發邊緣推論晶片市場熱戰。

感知偵測則是發揮AI邊緣運算功能不可或缺的要件，未來物聯網時代的嵌入式系統，與過去最大的差別，就是能藉由各種感測器，對周遭環境與自身系統進行偵測和感知，並搭配AI演算和機器學習，實現更高層級的智慧應用，例如工廠設備透過感知機台震動，預知機台健康狀況，降低停機與維修所造成的損失。這樣的發展趨勢，正驅動各式各樣感測技術的演進與創新，除MEMS感測器之外，飛時測距(ToF)、毫米波雷達、3D機器視覺也日益嶄露頭角。

至於連結/傳輸子系統，最大的改變驅力就是5G的商轉。5G將是未來各種智慧聯網應用的基礎網路，它大頻寬、低延遲、廣連結的特性，將在未來10年漸次擴大影響範圍，並深入到消費性與各種垂直市場，使得相關嵌入式系統裝置也須進行相應升級，如5G射頻前端的實作、eSIM的導入、CV2X的崛起、光通訊加速朝向400G、無線區域網路(WLAN)進化至Wi-Fi 6，還有MIPI、PCIe、USB等內外部互連介面性能突飛猛進。

隨著算力、感知力、連結力的提升，嵌入式系統對記憶、儲存和電力的要求也同步升高，更省電、更快反應速度、更可靠的新興記憶/儲存技術已開始受到矚目；而具有更高功率密度與轉換能效的寬能隙功率元件，亦可望在新一代嵌入式系統設計扮演要角。

由新電子科技雜誌企劃、出版的「2021年版嵌入式系統設計解密」特刊，將分別從「運算」、「感知」、「連結」、「記憶/儲存」與「電源」五個面向，深入剖析各種嵌入式系統結合5G、AI應用的設計新動向，以及關鍵元件、技術標準的最新進展，協助產品規畫或研發人員掌握正確開發方向。