Det samlede marked for indlejrede systemer er vokset betydeligt i løbet af de sidste par år. Med fremkomsten af Internet of Things (IoT) og Industrial Internet of Things (IIoT) er indlejrede systemteknologi blevet en muliggører for den hurtige vækst af smarte og forbundne IoT-økosystemer. Det brede, mangfoldige og stærkt fragmenterede marked for indlejrede systemer omfatter software, udviklingsplatforme og hardware. Flere og flere industrier, produkter og tjenester er nu afhængige af indlejrede systemer. Industrielle markeder for indlejrede systemer omfatter kommunikation, bilindustrien, rumfart, forbrugerelektronik, militære systemer samt industriel kontrol og andre, herunder smarte byer.
Indlejrede systemer er normalt en kombination af hardware og software med faste eller programmerbare funktioner. Indlejrede systemer kan designes til at understøtte en eller flere specifikke funktioner i et større system. Eksempler omfatter industrielle kontrolsystemer og maskiner, biler, militære systemer såsom flyelektronik og våbensystemer, medicinsk udstyr, forbrugerprodukter, smartphones og bygningsautomatisering.
For simple,-indlejrede enheder med stor volumen til forbrugermarkedet kan omkostningerne til det indlejrede system være 99 % hardware og 1 % software. For højt specialiserede,-indlejrede systemer med lavt volumen, der bruges i fly, biler eller meget pålidelige industrielle kontroller, kan softwaren dog være 95 % af omkostningerne til det indlejrede system, hvis det inkluderer test og opfylder standarderne for komplekse applikationer. For yderligere at komplicere sagerne er der ingen klar grænse mellem indlejrede systemer og computere. Selv i dag er der en vis debat om, hvorvidt en smartphone eller smart IoT-gateway er et indlejret system eller en selvstændig computer. Hvor traditionelle IoT-gateways indsamler trådløse sensordata og skubber dem til skyen, kan nye smarte IoT-gateways og edge-enheder understøtte LAN, WAN, hardwarekomponenter til markedet for indlejrede systemer omfatter chips, printkort, firmware, målenheder og mere. Softwareelementer omfatter udviklingsplatforme,{10}realtidsoperativsystemer (RTOS), test og meget mere. Selvfølgelig understøtter det samlede marked for disse indlejrede systemer meget større enheder og maskiner.
Indlejrede enheder drives ofte af software, der er integreret med hardwaren, herunder systemer-på-chip (SoC'er), field-programmerbare gate-arrays (FPGA'er), integrerede kredsløb (IC'er), der er designet til at blive programmeret af indlejrede udviklere til specifikke funktioner og andre firmwareversioner. Dette gør det vanskeligt helt at adskille software fra hardware. Leverandører af indlejrede systemer på dette marked kan omfatte dem, der kun tilbyder software, såsom udviklings- og testværktøjer og-realtidsoperativsystemer (RTOS). Samt dem, der også tilbyder FPGA'er, SoC'er og andre firmwareprodukter.
Samlet set er indlejrede systemer en meget moden teknologi, og med den fortsatte udvikling af nye, mere kraftfulde processorer kan teknologien nu understøtte næste generation af smarte enheder, maskiner, udstyr og fabrikker. Indlejrede systemer repræsenterer en nøgleaktiverende teknologi til smarte, forbundne produkter, maskiner og systemer, der omfatter det industrielle internet af tingene og understøtter den digitale transformation af hele industrier.
En af de vigtigste tendenser i det indlejrede rum er fremkomsten af smart edge-enheder, som vil hjælpe med at gøre industrielle produktionssystemer og procesanlæg til en del af den digitale virksomhed. Indlejret intelligens i sensorer og andre måleenheder vil tillade adgang, aggregering og analyse af data for at understøtte avancerede analyser, hvilket gør produktionssystemer og udstyr til en del af det industrielle IoT-økosystem og digitale tvillinger. Disse er ved at blive nøgleteknologier til at hjælpe med at optimere aktivernes livscyklus, især drifts- og vedligeholdelsesfaserne.
For at udnytte forretningsmuligheden skal både cloud- og edge-infrastrukturteknologiudbydere fortsætte med at skalere for at understøtte milliarder af sensorer og titusindvis af intelligente systemer. Edge-enheder skal være tilsluttede og intelligente. Det samlede marked for indlejrede systemer er klar til betydelig vækst på grund af den enorme efterspørgsel efter intelligens på kanten. Det voksende IoT-økosystem og den stadige udvikling af industriel automatisering til cyber-fysiske systemer baseret på forudsigende og præskriptive analyser vil i sidste ende føre til autonome og selvhelbredende systemer. Dette vil være en vigtig industridriver for væksten af indlejrede systemer.
Indlejrede systemer i industrien
Indlejrede systemer har været en vigtig teknologi i industrier som rumfart og forsvar, bilindustrien, medicinsk udstyr, kommunikation og industriel automation i årtier. Efterhånden som processorarkitekturer har udviklet sig, og mere computerkraft kan indlejres i systemer og enheder, er intelligensen og funktionaliteten af disse systemer steget eksponentielt. Dette har gjort produkter, der traditionelt har brugt indlejrede systemer, smartere og mere kraftfulde, og har gjort produkter i andre brancher (forbrugsvarer, husholdningsapparater, sportsartikler osv.) smarte og forbundet. Indlejrede systemer er ved at blive en integreret del af næsten alt i vores liv.
Automotive
I øjeblikket repræsenterer bilapplikationer den største brug af indlejrede systemer og vil sandsynligvis forblive det største segment i de kommende år. I biler bruges indlejrede systemer til infotainment, sikkerhed, førerbevidsthed, vedligeholdelse og overordnet systemkontrol af køretøjet. Behovet for udvidelse af køretøjer med avanceret navigation, førerassistance og køretøjs-til-gadekommunikationsfunktioner vil kun øge efterspørgslen efter indlejrede systemer. Derudover udvides intelligent systemstyring med fremkomsten af hybride elbiler og elbiler.
Derudover vil nye fuldt autonome køretøjer kræve meget intelligente systemer. Langt mere komplekse end de indlejrede systemer i nutidens køretøjer. Computersystemer i disse køretøjer skal køre flere kompleks AI-software og -systemer til navigation, vej- og køretøjsregistrering, trafikmønstre, fodgængerregistrering, risikoopfattelse og vurdering og mere. En ny generation af processorer er ved at blive udviklet til indlejrede systemer for at opfylde disse databehandlings- og intelligenskrav.
Automotive Intelligence Embedded Systems
Når man diskuterer emnet AI i bilindustrien, er det første, der falder de fleste menneskers tanker om, selvkørende biler.- Der er ingen tvivl om, at udvikling af førerløse biler er et meget aktivt forskningsområde, og at teknologien vil være en levedygtig del af transport i fremtiden, hvis ikke den nærmeste fremtid. Men nutidens virkelighed er, at kognitive læringsalgoritmer primært bruges til at forbedre effektivitet, sikkerhed og tilføje værdi til processer omkring traditionelle manuelt drevne køretøjer.
Indtil bilindustrien er klar til at sætte AI "bag rattet", vil den først anvende det på nuværende produktionskøretøjer med en bred vifte af chaufførassistanceteknologier. AI er ideelt egnet til at levere avancerede sikkerhedsfunktioner til tilsluttede køretøjer. Førerassistentfunktioner, der er indlejret i køretøjer, der kommer ud af produktionslinjen i dag, kan hjælpe chauffører med at føle sig godt tilpas med kunstig intelligens, før køretøjet bliver helt autonomt.
Ved at overvåge snesevis af indbyggede sensorer kan AI genkende farlige situationer, automatisk bremse og kontrollere køretøjet for at undgå ulykker og opdage og advare chauffører om farer i og omkring andre køretøjer.
Et område, hvor bilkunder i øjeblikket bruger AI, er AI-baserede skytjenester til forudsigelig vedligeholdelse. I modsætning til konventionelle køretøjer kan tilsluttede køretøjer mere end at advare chauffører gennem kontrollerede motorlys og advarsler om lavt dæk. I mange af de nyeste modeller overvåger indlejrede AI-algoritmer hundredvis af sensorer og kan registrere problemer, før de påvirker køretøjets drift. Ved at overvåge tusindvis af datapunkter i sekundet kan AI registrere små ændringer, der kan indikere komponentfejl eller funktionsfejl.
Sundhedspleje
Healthcare er en af de hurtigst udviklende applikationer til indlejrede systemer. For eksempel gør håndholdte og bærbare terapeutiske enheder, såvel som enheder og udstyr, der bruges til at overvåge vitale tegn, udstrakt brug af indlejrede systemer. Med små indlejrede systemer, der overvåger hjertefrekvens eller identificerer blokerede arterier, har indlejret teknologi også fundet vej til komplekse kirurgiske procedurer.
Mens den fysiske størrelse af halvledere, processorer og chips i indlejrede systemer, der bruges i sundhedsvæsenet, er faldet, ser vi også en eksponentiel stigning i intelligens og funktionalitet. Dette vil gøre det muligt for en ny generation af medicinsk udstyr at handle og gribe ind i kroppen og dens organer på nye og innovative måder. Små, men kraftfulde enheder vil være i stand til at fjernovervåge og bestemme status for flere patienter via mobile enheder, der er tilsluttet webbaserede- diagnostiske centre.
Forbrugerelektronik
Forbrugerelektronik har været et stort marked for indlejrede systemer i årtier, men med fremkomsten af Internet of Things (IoT) får markedet ny betydning. Smart forbundne produkter kræver nye designstandarder, og indlejret intelligens er blevet en vigtig komponent. Iværksætteringeniører kan inkorporere nye typer sensorer og software i de produkter, de designer.
Værdien af at forbinde maskiner og aktiver i fabrikker og infrastrukturer er veletableret, især da det relaterer sig til at reducere uplanlagt nedetid og optimere driften. Til gengæld vil der være en enorm værdi i at forbinde forbrugerprodukter (smarttelefoner, pulsmålere, smarte apparater, belysning, sikkerhed osv.) til sporing, overvågning, kontrol og tuning. Det gælder ikke kun for brugerne af produkterne, men også for produkternes levetid, hvilket vil forbedre produkternes design i fremtiden, samt for de større systemer, som disse produkter er indeholdt i.
Bygningsautomatisering
Automatiseringssystemer til smarte bygninger og HVAC anvender indlejret software og hardware såvel som industrien og vil vokse hurtigt i de kommende år. Når vi går ind i smarte bygningers og smarte byers æra, vil indlejret intelligens blive en integreret del af disse intelligente systemer. Bygningsautomatisering er primært baseret på overvågning og vedligeholdelse af miljøforhold, belysning og adgangskontrol. Efterhånden som systemer bliver smartere, kan smart bygningsfunktionalitet udvides til forudsigende og præskriptive systemer, der bestemmer optimale forhold. I sidste ende er målet at gå over til fuldstændigt autonome og selvhelbredende-systemer. Disse systemer vil være baseret på kunstig intelligens og maskinlæring, alt sammen baseret på indlejret intelligens.