本文回顾了2024年嵌入式技术趋势会议，重点介绍了英国即将实施的智能设备消费者保护法，以及近期来自英飞凌和GlobalFoundries、Microchip、西门子、Morse Micro、Sondrel和EnOcean的嵌入式领域新闻。
我们电子行业的许多人都在谈论如今自动驾驶汽车的尖端边缘计算节点，但在军事嵌入式技术环境中，从战车、无人车到飞机，几乎所有的东西也都是尖端的边缘计算节点。事实上，去年10月，洛克希德·马丁公司董事长吉姆·泰克莱特（Jim Taiclet）在其题为“Integrating a Force for Twenty-First-Century Deterrence and Warfighting”（面向21世纪威慑和作战的一体化部队）的演讲中，将F-35战斗机的尖端技术计划概括为一个有效的边缘计算节点，它就像一个强大的服务器，具有巨大的数据存储和数据处理能力，并可通过多路径连接到云端。
在佛罗里达州劳德代尔堡举行的“Embedded Tech Trends 2024”（2024年嵌入式技术趋势）会议上，通过现场和云端高性能处理和连接实现先进边缘智能所面临的挑战成为讨论的重点。一些关键主题涉及利用人工智能实现现场决策优势（包括JADC2）、如何提供所需的高性能计算（HPC）、正在使用的一些GPU和FPGA系统，以及各方面连接所需的直接射频技术和光学收发器。
Concurrent Technologies公司的Nigel Forrester在2024年嵌入式技术趋势上发表演讲。（图片来源：Nitin Dahad）
发言人强调了数据量的巨大，并围绕应在传感器本身的边缘处理多少数据，以及应将多少数据带回系统中的高级区域并应用高度传感器融合进行了争论。重要的是，在构建系统时，要知道哪些数据在未来的机器学习算法有用，这样就不会在传感器本身放弃这些数据——因为数据一旦丢失，就会消失，这对未来的学习没有什么用处。
发言人强调了将过多处理推向边缘的利弊。（图片来源：Nitin Dahad）
根据开放标准开发这些系统是一个关键议题。会议由VITA主办，VITA是一家非营利行业组织，专注于关键嵌入式计算的标准和开放技术概念的推广，会议重点关注军事和太空环境所需的高性能边缘计算和连接方面的挑战。
编者按：随着物联网的兴起和人工智能的快速发展，嵌入式系统迎来了新的机遇和挑战。如何在云计算和边缘计算之间取得平衡？如何才能满足最新网络安全法所提出的要求？3月29日，“MCU与嵌入式系统应用论坛”即将在上海张江科学会堂举办，快来报名听听半导体原厂专家的说法吧！
近期其他嵌入式领域新闻
- 英国智能设备网络安全法即将生效
- 英飞凌与GlobalFoundries扩展汽车MCU协议
- Microchip通过可配置逻辑MCU解决定制问题
- 西门子提供嵌入式BCI-ROM散热模型
- 摩尔斯微电子（Morse Micro）演示了3km距离的Wi-Fi认证HaLow
- Sondrel完成500亿晶体管5nm芯片设计
- 易能森（EnOcean）能量采集蓝牙模块将传输功率提高一倍
英国智能设备网络安全法即将生效
英国政府的强制性联网智能设备安全法将在2024年4月29日生效。该法对消费者保护措施进行了规定，例如消除通用默认密码，并使制造商对产品在整个生命周期内多久会收到安全更新保持透明。该法通过“the Product Security and Telecommunications Infrastructure Act (PSTI) 2022”（2022年产品安全和电信基础设施法（PSTI））和“the PSTI Regulations 2023”（2023年PSTI条例）引入，它将对智能设备的制造商、零售商和进口商实施新的最低网络安全标准。如果不遵守这些标准，将被处以高达1000万英镑或制造商全球收入的4%的罚款，以较高者为准。包括ETSI EN 303 645消费者物联网基准要求在内的完整指南可在这里找到。
英飞凌与GlobalFoundries扩展汽车MCU协议
英飞凌科技（Infineon Technologies）和格罗方德（GlobalFoundries）宣布就供应英飞凌AURIX TC3x 40nm汽车微控制器以及电源管理和连接解决方案达成一项新的多年期协议。新增产能将有助于确保英飞凌在2024年到2030年的业务增长。英飞凌和GlobalFoundries自2013年以来一直合作开发差异化的汽车、工业和安全半导体技术和产品。此次合作的核心是高可靠性的嵌入式非易失性存储器（eNVM）技术解决方案，该解决方案适用于支持任务关键型汽车应用，同时满足下一代汽车系统严格的安全和安保要求。
“通过这项长期协议，英飞凌进一步加强了半导体解决方案的供应，推动了去碳化和数字化的进程。”英飞凌首席运营官Rutger Wijburg博士表示，“随着汽车应用的需求不断增长，我们的目标是提供具有增强连接性和先进安全性的高品质微控制器。我们的AURIX微控制器是实现可靠电子产品的关键要素，因为我们正在迈向全电动、全互联、以用户为中心的自动驾驶汽车的世界。”
Microchip利用可配置逻辑MCU解决定制问题
为了满足嵌入式应用中日益增长的定制化需求，Microchip Technology推出了PIC16F13145系列微控制器（MCU），该系列具有可配置逻辑块（CLB）模块，可直接在MCU中创建基于硬件的定制组合逻辑功能。这使设计人员能够优化嵌入式控制系统的速度和响应时间，无需外部逻辑器件，并降低物料清单（BOM）成本和功耗。图形界面工具有助于使用CLB综合定制逻辑设计，从而进一步简化了该过程。PIC16F13145系列专为利用自定义协议、任务排序或I/O控制来管理工业和汽车领域的实时控制系统的应用而设计。
Microchip的CLB Synthesizer（CLB综合器）工具。
CLB可用于在CPU休眠模式下做出逻辑决策，包括一个内置计算的快速10位模数转换器（ADC）、一个8位数模转换器（DAC）、多个快速比较器、8位和16位定时器以及串行通信模块（I2C和SPI），使许多系统级任务无需CPU即可执行。PIC16F13145系列MCU由MPLAB代码配置器（MCC）支持，这是MPLAB X IDE中的一个免费软件插件，提供了一个基于GUI的简易界面，用于配置器件和板载外设（包括CLB）。
西门子提供嵌入式BCI-ROM散热模型
西门子数字工业软件公司推出了可嵌入式边界条件独立降阶模型（BCI-ROM）技术，使半导体公司能够生成精确的模型，并与客户共享，用于下游高保真3D散热分析，而无需暴露IC的内部物理结构。这样就可以在电子供应链中共享IC封装的精确散热模型，有助于保护知识产权、加强供应链协作以及稳态和瞬态散热分析模型的准确性，从而加强设计研究。在西门子Xcelerator行业软件组合中用于电子冷却仿真的Simcenter Flotherm软件的最新更新中引入了该软件，联发科公司正在使用它来提高与客户合作的效率。
西门子的工具可在电子供应链中共享IC封装的精确散热模型。（图片来源：西门子）
微型化趋势和苛刻的处理要求给设计过程中的散热带来了挑战。现代IC封装架构（如2.5D、3D IC或基于芯粒的设计）越来越多地面临高度复杂的散热管理挑战，在开发过程中以及将IC封装集成到电子产品中时都需要进行3D散热仿真。
Morse Micro演示了3km距离的Wi-Fi认证HaLow
Morse Micro公司利用Wi-Fi认证HaLow技术演示了3km距离的实时视频通话，并称这是世界首创。这次演示（参见此处）是在旧金山的海洋海滩社区进行的一次长距离视频通话现场测试，展示了sub-GHz Wi-Fi HaLow信号在具有挑战性的现实条件下的长距离传输能力。Wi-Fi HaLow是一种基于IEEE 802.11ah标准的低功耗、长距离Wi-Fi版本，其覆盖范围是传统Wi-Fi技术的10倍以上，覆盖面积是传统Wi-Fi技术的100倍以上，覆盖体积是传统Wi-Fi技术的1000倍以上。该协议3km的覆盖范围是由Morse Micro的HaLow片上系统（SoC）解决方案实现的。Morse Micro正在为其通过Wi-Fi联盟和FCC认证的MM6108生产芯片提供样品，并称这是市场上速度最快、体积最小、功耗最低、距离最远的Wi-Fi HaLow SoC。Morse Micro已经建立了一个由模块合作伙伴和ODM组成的广泛生态系统，并在基础设施应用和IoT设备方面取得了显著进展，包括室内和室外IP安防摄像头、双模Wi-Fi接入点以及CES 2024上合作伙伴演示的许多其他IoT产品。
Morse Micro在旧金山演示了通过Wi-Fi认证的HaLow进行3km距离的视频通话。（图片来源：Morse Micro）
Sondrel完成500亿个晶体管5nm芯片设计
Sondrel公司表示，它已完成了迄今为止最复杂的芯片设计，这是一种超复杂设计，拥有500多亿个晶体管，采用5nm工艺节点设计。该公司首席执行官Graham Curren表示：“实施5nm设计需要考虑许多因素：从事设计工作的工程师人数、设计数据库的规模、数据管理的复杂性、设计规则的数量以及计算基础设施的扩展能力。这样的项目还需要复杂的项目管理系统来监督设计的方方面面，以确保按时交付最高质量的产品。我们通常会同时进行多个这样的超大型芯片设计，因为我们拥有130多名工程师，可以利用内部的技术资源组建设计每个阶段所需的团队。我们正利用所有这些技能，在3nm工艺下进行更复杂的设计，晶体管数量超过1000亿个。”
（图片来源：Sondrel）
EnOcean能量采集蓝牙模块将传输功率提高一倍
EnOcean推出了第二代蓝牙开关模块PTM 216B，这是一种能量采集模块，与上一代产品PTM 215B相比，其无线电传输功率提高了一倍多，大大增加了可用通信距离。这一改进实现了对高棚照明的控制，将应用领域扩展到仓库和高天花板建筑项目。PTM 216B在安装位置和重新定位方面具有灵活性。在布局灵活、墙壁灵活的现代办公室中，无需布线可大大简化安装过程。它可以使用NFC技术进行快速配置，提供了一种简单、快速和可靠的照明安装方式。
用于高棚照明控制的EnOcean PTM 216B模块。
(原文刊登于EE Times姊妹网站Embedded，参考链接：Embedded Tech Trends, plus 100 days to smart connected device law，由Franklin Zhao编译)
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