從2020年第2期開始，《單片機與嵌入式系統(tǒng)應用》開始推出“ 卷首語”欄目，每期邀請一位業(yè)內(nèi)專家圍繞嵌入式技術針對時下熱點分享自己的觀點，以饗廣大嵌入式技術從業(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！

人工智能：嵌入式技術的機遇與挑戰(zhàn)

進入21世紀以來，隨著大數(shù)據(jù)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡等技術的飛速發(fā)展，人工智能在語音分析、計算機視覺以及自然語言處理等方面取得巨大突破，并應用于智慧城市、智慧家庭和工業(yè)制造等領域，正逐步改變著社會的運行模式和人們的生活方式。

1 人工智能產(chǎn)業(yè)為嵌入式技術帶來新的機遇

嵌入式系統(tǒng)40多年的發(fā)展過程經(jīng)歷了控制器、實時系統(tǒng)和復雜系統(tǒng)三個階段。每經(jīng)歷一個階段，嵌入式系統(tǒng)技術都會出現(xiàn)一次飛躍。例如，以智能移動終端為代表的復雜嵌入式系統(tǒng)，它在提升處理器性能、降低系統(tǒng)能耗、增加操作系統(tǒng)的復雜度、改善應用軟件開發(fā)環(huán)境等方面均有顯著的進步。嵌入式人工智能系統(tǒng)對強大計算能力的需求以及多樣化的應用場景，必然帶來一些新的問題，而解決這些新問題，將為嵌入式系統(tǒng)技術的發(fā)展提供又一次機遇。

2 人工智能的特殊性對嵌入式技術提出新的挑戰(zhàn)

第一，深度神經(jīng)網(wǎng)絡對計算能力和資源有很高的需求，必然導致系統(tǒng)功耗的增加。平衡計算性能與能耗，依靠有限的計算能力和存儲資源，發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡的功能并保證其準確性，是一個巨大的挑戰(zhàn)。

第二，支持深度神經(jīng)網(wǎng)絡加速的處理器通常是集成多種體系結構的復雜SoC，這給操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境和應用軟件的開發(fā)帶來一定挑戰(zhàn)。

第三，在一些場景中，多個智能設備需要與邊緣端設備甚至云端協(xié)同運作。如何在邊緣端和設備端之間動態(tài)進行任務調度，以及實現(xiàn)設備之間的任務協(xié)同，同樣帶來不小的挑戰(zhàn)。 第四，智能設備具有自學習和執(zhí)行能力，一旦被攻擊，將導致更為嚴重的安全威脅。智能嵌入式系統(tǒng)的傳感、數(shù)據(jù)、學習方法等都是易被攻擊的對象，對此類攻擊的防范是系統(tǒng)面臨的安全挑戰(zhàn)。

機遇總是伴隨著挑戰(zhàn)，而新的問題終將會被解決。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)的輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡，以及針對系統(tǒng)的安全策略和方案，已經(jīng)出現(xiàn)。

隨著所遇到的難關被逐步攻克，嵌入式技術將迎來又一個春天！