CCF嵌入式系統(tǒng)專業(yè)委員會成立于1979年，作為CCF旗下立足于嵌入式系統(tǒng)技術領域的專業(yè)平臺，專委以“聚焦價值、追求卓越、服務社會”為宗旨，致力于服務嵌入式計算與系統(tǒng)技術的推動發(fā)展和領域專業(yè)人才的培養(yǎng)，期望為國內外嵌入式系統(tǒng)及相關領域的專家、學者、工程師、技術管理者和研究生提供學術研討和技術交流平臺，推動“政產學研用”合作，引領技術進步、支撐產業(yè)發(fā)展。相關技術領域全面覆蓋嵌入式微處理器、系統(tǒng)芯片及智能微系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)設計、嵌入式軟件工程、嵌入式系統(tǒng)應用技術等專業(yè)方向，以及可信嵌入式計算、開源嵌入式軟硬件、物聯(lián)網(wǎng)技術、信息物理融合系統(tǒng)等前沿領域。
作為信息世界與物理世界的橋梁，嵌入式系統(tǒng)發(fā)展呈現(xiàn)出網(wǎng)絡化、智能化、協(xié)同化發(fā)展特征與趨勢，其安全、可信問題日益突出。首先分析、討論了面向嵌入式系統(tǒng)的安全、可信計算體系與技術。進而，重點從國內與國外、學術與技術、可信本體與計算架構等多個維度，對增強、提升嵌入式系統(tǒng)安全、可信性的相關理論與技術進展進行了梳理、分析與對照。
云邊端協(xié)同計算作為應對數(shù)據(jù)爆炸與實時智能需求的關鍵架構，通過將計算任務合理分布于終端、邊緣與云端，有效緩解了傳統(tǒng)云計算在高時延、帶寬壓力和隱私安全等方面的瓶頸。文章系統(tǒng)梳理了云邊端協(xié)同計算與智能的國內外研究進展，重點從云邊端協(xié)同計算框架構建與分布式智能實現(xiàn)兩個維度展開分析，總結了包括任務卸載、資源調度、多模態(tài)感知、聯(lián)邦學習等關鍵技術路徑。文章進一步展望了未來發(fā)展趨勢，指出算力網(wǎng)絡化、邊緣智能化、綠色計算與內生安全將成為推動云邊端協(xié)同走向縱深的核心方向，為我國構建高效、可信、可持續(xù)的協(xié)同智能基礎設施提供理論參考。
隨著人工智能技術與嵌入式硬件的快速發(fā)展，嵌入式人工智能系統(tǒng)(如移動機器人、自動駕駛汽車和星載無人機)在工業(yè)自動化、交通運輸和航空航天等關鍵領域變得越來越重要。作為集成CPU、GPU、NPU等多種異構處理器單元的智能實時系統(tǒng)，其核心任務是通過計算密集型的深度神經網(wǎng)絡(DNN)實現(xiàn)環(huán)境感知、決策控制等復雜功能，同時面臨嚴格的時間約束與資源瓶頸。文章從網(wǎng)絡模型在嵌入式系統(tǒng)加速推理優(yōu)化的角度，將圍繞DNN模型輕量化、推理加速優(yōu)化與動態(tài)任務調度三個方面，詳細分析嵌入式智能系統(tǒng)的國內外研究現(xiàn)狀。
嵌入式中間件與軟總線作為現(xiàn)代分布式系統(tǒng)的核心基礎設施，對于降低系統(tǒng)開發(fā)復雜度、實現(xiàn)異構環(huán)境互操作至關重要。文章系統(tǒng)梳理了應用服務器、遠程過程調用(RPC)、消息中間件、容器編排平臺等主流中間件以及新興軟總線技術的發(fā)展脈絡。通過從系統(tǒng)完整性、環(huán)境適配性、對分布式架構與大模型等新興技術的支撐性三個維度進行深入對比，揭示了國內外技術方案的差異化格局。研究發(fā)現(xiàn)，國際中間件憑借成熟的生態(tài)與標準化設計在系統(tǒng)完整性上具備優(yōu)勢，而國內中間件在國產化浪潮驅動下，依托云原生架構實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，尤其在服務治理、本土軟硬件生態(tài)適配及新興場景應用方面形成了獨特競爭力。展望未來，嵌入式中間件與軟總線技術正朝著系統(tǒng)完整性更高、適配性更強，并與云原生、人工智能等前沿技術深度融合的方向演進，將成為構筑智能制造、智慧城市等未來應用場景的泛在連接與智能協(xié)同的核心技術底座。
嵌入式網(wǎng)絡正處于由“萬物互聯(lián)”向“萬物智聯(lián)”演進的關鍵階段，對低時延、高可靠與異構融合提出了更高要求。最近，國際研究聚焦于體系架構創(chuàng)新與范式重塑，如太赫茲通信及時間敏感網(wǎng)絡調度優(yōu)化；國內研究則更強調工程可行性與系統(tǒng)集成，例如5G-A與TSN異構融合、自主短距協(xié)議星閃、WiFi智能感知及RFID精確定位等方面取得進展。未來，嵌入式網(wǎng)絡將沿著“通信–感知–計算–智能”一體化等方向演進，為工業(yè)、車載與智慧城市等場景提供確定性與智能化的網(wǎng)絡支撐。
嵌入式系統(tǒng)作為針對各類特定用途的計算平臺，已被廣泛應用到航空航天、軌道交通、汽車電子以及智慧城市等領域。隨著嵌入式系統(tǒng)復雜度增加，傳統(tǒng)嵌入式軟件語言及開發(fā)面臨性能瓶頸、資源受限、安全要求嚴苛及開發(fā)效率低下等多重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)嵌入式軟件語言內存管理機制復雜不僅提高了學習門檻，也增加了維護難度。嵌入式軟件開發(fā)層次多、復雜性高、軟硬件耦合緊密導致上市時間長難以快速迭代。近年來興起的新型嵌入式開發(fā)語言、低代碼平臺、智能開發(fā)輔助工具以及虛擬仿真平臺有效提升了嵌入式開發(fā)效率。文章將圍繞這些新興的嵌入式軟件語言和開發(fā)范式，綜述國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，為嵌入式軟件開發(fā)提供參考。
隨著信息技術的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已由傳統(tǒng)的單一功能控制器演進為支撐物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能汽車和消費電子等領域的核心計算平臺。嵌入式操作系統(tǒng)(Embedded Operating System, EOS)作為嵌入式設備的基礎軟件，在資源調度、安全隔離和智能協(xié)同方面發(fā)揮著關鍵作用，其性能、可靠性與安全性直接影響系統(tǒng)的實時性、能效與可信度。文章系統(tǒng)梳理了嵌入式操作系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。從安全架構、漏洞防御、模糊測試、形式化驗證等方面總結了國內外在嵌入式系統(tǒng)安全技術方面的主要進展；從調度優(yōu)化、能效管理、內存與緩存協(xié)同設計等角度分析了性能優(yōu)化的關鍵技術；在文件系統(tǒng)層面，歸納了面向資源受限設備的高效文件管理與閃存優(yōu)化方案；最后，從智能化、泛在化及基于Rust語言的安全可擴展方向，探討了嵌入式操作系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。研究表明，嵌入式操作系統(tǒng)正由傳統(tǒng)的“輕量與實時”逐步邁向“安全、智能與泛在”的新階段，成為萬物互聯(lián)時代的關鍵基礎軟件。
嵌入式系統(tǒng)作為信息技術的神經末梢，經歷了從1971年微處理器出現(xiàn)到半個世紀的演進，形成了硬件中心、RTOS支撐、SoC集成、AI邊緣等多階段發(fā)展。文章系統(tǒng)闡述了嵌入式系統(tǒng)體系架構的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，回顧了國外從Apollo制導計算機到現(xiàn)代AI異構平臺的演進歷程，梳理了國內自80年代引進模仿到近年來鴻蒙微內核、RISC?V和邊緣AI的自主創(chuàng)新路徑，對比了中外在技術起步、生態(tài)成熟度和創(chuàng)新模式上的差異，最后展望了異構計算、微內核模塊化、邊緣智能和分布式協(xié)同等未來發(fā)展方向，指出嵌入式架構將向高性能、安全、可擴展和智能協(xié)同演進。
嵌入式(計算機)系統(tǒng)是計算機技術演化中形成的一個重要分支，是賦予“萬物”與環(huán)境進行感知、交互、互聯(lián)與協(xié)同能力的技術基石。其技術體系高度綜合，不僅具有與通用計算技術同樣完整的技術體系和范式，還呈現(xiàn)出內涵持續(xù)演化、軟硬件形態(tài)多元、技術路徑豐富、應用領域廣泛等諸多特征。從知識與技術體系看，嵌入式計算與系統(tǒng)覆蓋了計算機科學與工程、軟件工程、自動化與電氣工程等多個信息學科，同時又與航空航天、工業(yè)制造、交通運輸、電力電網(wǎng)、智能家居、醫(yī)療電子等廣泛應用領域緊密交叉融合。由此，嵌入式系統(tǒng)已經成為融通信息與物理世界，構建新型具身智能機器人等新型智能體與虛實融合空間的重要載體和底座，是新數(shù)智化時代全球科技創(chuàng)新、產業(yè)變革發(fā)展的強大驅動力。
人工智能飛速發(fā)展必然帶動嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。人工智能與嵌入式系統(tǒng)的融合的人才有哪些特點，該如何培養(yǎng)是當前高校所面臨的問題。本文分析了人工智能與嵌入式系統(tǒng)的融合人才的特點：系統(tǒng)優(yōu)化思想、具備神經網(wǎng)絡新知識、交叉學科創(chuàng)新、跨學科自學等。再針對這些特點，提出了建議的新課程體系和一些可行的培養(yǎng)方法。
隨著物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，實時操作系統(tǒng)(RTOS)的安全性和性能需求日益提高。傳統(tǒng)基于C語言的RTOS在內存安全和并發(fā)控制方面存在局限，容易導致緩沖區(qū)溢出、數(shù)據(jù)競爭等問題。本項目以RT-Thread為基礎，使用Rust語言重構其內核，形成了全新的RusT-Thread系統(tǒng)。系統(tǒng)采用模塊化架構，涵蓋內核服務、進程調度、內存管理、線程通信與時鐘控制等核心功能，并充分利用Rust的所有權模型與類型系統(tǒng)，實現(xiàn)內存安全與并發(fā)安全保障。項目創(chuàng)新性地引入改進的多級反饋隊列調度算法、中斷安全數(shù)據(jù)容器(RTIntrFreeCell)、內聯(lián)匯編與動態(tài)–靜態(tài)數(shù)據(jù)分離等技術，在保證功能兼容性的同時優(yōu)化了代碼簡潔性與可維護性。通過單元測試、集成測試和性能基準測試，RusT-Thread在中斷延時、上下文切換和線程創(chuàng)建時間等關鍵指標上表現(xiàn)出與RT-Thread相當甚至更優(yōu)的實時性能。該工作不僅展示了Rust在系統(tǒng)軟件開發(fā)中的可行性與優(yōu)勢，也為未來安全可靠的嵌入式RTOS設計提供了參考。
本文介紹了關于嵌入式虛擬化技術的主要類型和特點。針對虛擬化技術在嵌入式領域中應用的主要問題，提出了降低虛擬化損耗和提升系統(tǒng)實時性的方法。并針對嵌入式設備的需求，給出虛擬化下動態(tài)調頻的技術方案，用于提升系統(tǒng)性能的同時，降低設備功耗。最后列舉了兩個關于不同虛擬化類型在工業(yè)場景下的實際應用。
CherryUSB是一個輕量級、高性能的開源USB主從協(xié)議棧，由國內開發(fā)者維護，專為資源受限的帶USB外設的嵌入式系統(tǒng)設計。近年來，隨著帶USB外設的嵌入式設備逐漸增多，CherryUSB成為了一個可靠穩(wěn)定的選擇。相比其他USB協(xié)議棧，CherryUSB更注重用戶閱讀體驗、驅動全面性、穩(wěn)定性和高性能，降低了開發(fā)者入門的門檻，發(fā)揮出了嵌入式設備中USB的優(yōu)勢。本文對CherryUSB主機和從機代碼進行原理性的分析，并基于rt-thread artpi2開源硬件平臺，進行CherryUSB主從機的應用實踐，為嵌入式USB開發(fā)提供參考和借鑒。
在大數(shù)據(jù)與深度學習浪潮的推動下，數(shù)據(jù)驅動模型已全面取代傳統(tǒng)規(guī)則式算法，成為提升圖像分辨率的核心引擎。本文綜述了數(shù)據(jù)驅動模型在圖像分辨率提升方面的應用，涵蓋了三維重建、壓縮感知、單像素成像和超分辨率技術，并進一步探討數(shù)據(jù)驅動模型在視覺成像、工業(yè)無損評估和醫(yī)學影像處理等實際場景中的落地實踐，以及未來的發(fā)展趨勢。
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