有关嵌入式处理技术发展远景的设想

2009年06月16日 10:06    qupeng2008
关键词: 嵌入式
嵌入式处理技术自诞生起一直快速发展。假设在2028年回顾过去,我们将深刻体会到嵌入式处理技术的进步给世界带来的重大影响,尤其是在以下四个方面。

设计工具

芯片开发人员一直渴望得到简单易用的设计工具。“圣杯(holy grail)”可以让一个聪明的12岁孩子运用开源绘图程序和口头命令相结合的方法,设计出一颗深亚纳米处理器。遗憾的是,这个愿望尚未实现。但新推出的PowerPoint2027已达到近乎完美的程度:它包含从PPT到网表的转换器。利用该工具,按照4个简单步骤就能轻松创建出基于图形模块的ASIC底层规划图。每个模块通过标签被自动链接到一个复杂阵列,该阵列由一些经过较低层次综合的CPU单元、存储器和外围器件组成。如果不包含动画效果或复杂的阴影处理,整个过程只需约4个小时。尽管这种方法在芯片设计界遇到了一些阻力,但芯片出带时间的减少足以使抱有抵触情绪的设计人员改变看法。

光学处理

20年前,学者们在赞叹摩尔定律的同时,也对晶体管性能已达顶峰而感到沮丧,实现更快速度的唯一方式是采纳多内核方法。多内核方法在一段时期内令人满意,直到出现“内核定律”(即处理器平台上的内核数量每24个月翻番),当32核嵌入式处理器超出IDDE(集成开发与调试环境)屏幕上的窗口显示极限时,开发工具提供商开始质疑这种方法。

幸运的是,光学晶体管及时迈入主流。曾因功耗要求相对较高以及依赖于物理光纤而遭诟病的光学计算,借助基于MEMS的光耦合技术得以重获青睐。这种技术可实现极高密度的光学晶体管排列,从而为谋求下一次性能飞跃的嵌入式市场注入新的活力。

蜂群计算

大约20年前,关于在监控或军事应用中使用“电子昆虫”曾有许多争论。当时的想法是设计出微小的昆虫机器人,或以电子方式操纵有害目标的活动。在这种创意被实现并在许多军事行动和间谍任务中发挥重要作用之后,工程师开始为这些奇异的小东西寻找其它用途。

如果没有其它成就,2028年将作为“蜂群计算(Swarm Computing)”年被纪念,蜂群计算从研究机构中诞生并进入商业嵌入式应用中。通过以“蜂王-工蜂”模式控制昆虫机器人的自适应个人局域微网络,天空将不再是限制。一个激动人心的早期例子是,由数千个配有微小扬声器的昆虫构成的“个人音乐云”,它将取代环绕立体声影院系统,根据影院中的位置和影片所要求的瞬间效果,每只昆虫的嵌入式“大脑”能够不断做出调整。不过,由于社会原因,个人音乐云尚不能替代高保真爱好者移动时佩戴的无线耳机。

细胞电源

基于DNA和化学元素的计算机在2020年早期已成功实现了商品化。在过去一年中,采用这种成熟技术的植入式自供电医疗设备开始出现,这些芯片能够从人体细胞中汲取能量。与目前广泛应用的E-UWB(极端超宽带)无线链接技术,以及基于集成式MEMS的血液分析技术相结合,这些植入式设备有望给医疗遥测领域带来一场变革,并极大提高人类平均寿命。

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