對嵌入式處理技術發展遠景的設想

嵌入式處理技術自誕生起一直快速發展。假設在2028年回顧過去，我們將深刻體會到嵌入式處理技術的進步給世界帶來的重大影響，尤其是在以下四個方面。

David Katz

設計工具

芯片開發人員一直渴望得到簡單易用的設計工具。“圣杯(holy grail)”可以讓一個聰明的12歲孩子運用開源繪圖程序和口頭命令相結合的方法，設計出一顆深亞納米處理器。遺憾的是，這個愿望尚未實現。但新推出的PowerPoint2027已達到近乎完美的程度：它包含從PPT到網表的轉換器。

利用該工具，按照4個簡單步驟就能輕松創建出基于圖形模塊的ASIC底層規劃圖。每個模塊通過標簽被自動鏈接到一個復雜陣列，該陣列由一些經過較低層次綜合的CPU單元、存儲器和外圍器件組成。如果不包含動畫效果或復雜的陰影處理，整個過程只需約4個小時。盡管這種方法在芯片設計界遇到了一些阻力，但芯片出帶時間的減少足以使抱有抵觸情緒的設計人員改變看法。

光學處理

20年前，學者們在贊嘆摩爾定律的同時，也對晶體管性能已達頂峰而感到沮喪，實現更快速度的唯一方式是采納多內核方法。多內核方法在一段時期內令人滿意，直到出現“內核定律”(即處理器平臺上的內核數量每24個月翻番)，當32核嵌入式處理器超出IDDE(集成開發與調試環境)屏幕上的窗口顯示極限時，開發工具提供商開始質疑這種方法。

幸運的是，光學晶體管及時邁入主流。曾因功耗要求相對較高以及依賴于物理光纖而遭詬病的光學計算，借助基于MEMS的光耦合技術得以重獲青睞。這種技術可實現極高密度的光學晶體管排列，從而為謀求下一次性能飛躍的嵌入式市場注入新的活力。

Rick Gentile

蜂群計算

大約20年前，關于在監控或軍事應用中使用“電子昆蟲”曾有許多爭論。當時的想法是設計出微小的昆蟲機器人，或以電子方式操縱有害目標的活動。在這種創意被實現并在許多軍事行動和間諜任務中發揮重要作用之后，工程師開始為這些奇異的小東西尋找其它用途。

如果沒有其它成就，2028年將作為“蜂群計算(Swarm Computing)”年被紀念，蜂群計算從研究機構中誕生并進入商業嵌入式應用中。通過以“蜂王-工蜂”模式控制昆蟲機器人的自適應個人局域微網絡，天空將不再是限制。一個激動人心的早期例子是，由數千個配有微小揚聲器的昆蟲構成的“個人音樂云”，它將取代環繞立體聲影院系統，根據影院中的位置和影片所要求的瞬間效果，每只昆蟲的嵌入式“大腦”能夠不斷做出調整。不過，由于社會原因，個人音樂云尚不能替代高保真愛好者移動時佩戴的無線耳機。

細胞電源

基于DNA和化學元素的計算機在2020年早期已成功實現了商品化。在過去一年中，采用這種成熟技術的植入式自供電醫療設備開始出現，這些芯片能夠從人體細胞中汲取能量。與目前廣泛應用的E-UWB(極端超寬帶)無線鏈接技術，以及基于集成式MEMS的血液分析技術相結合，這些植入式設備有望給醫療遙測領域帶來一場變革，并極大提高人類平均壽命。