Bendra įterptųjų sistemų rinka per pastaruosius kelerius metus labai išaugo. Atsiradus daiktų internetui (IoT) ir pramoniniam daiktų internetui (IIoT), įterptųjų sistemų technologija tapo spartaus išmaniųjų ir sujungtų daiktų interneto ekosistemų augimo priemone. Plati, įvairi ir labai susiskaidžiusi įterptųjų sistemų rinka apima programinę įrangą, kūrimo platformas ir techninę įrangą. Vis daugiau pramonės šakų, produktų ir paslaugų dabar priklauso nuo įterptųjų sistemų. Įterptųjų sistemų pramonės rinkos apima ryšių, automobilių, kosmoso, plataus vartojimo elektronikos, karinių sistemų, pramonės valdymo ir kitas rinkas, įskaitant išmaniuosius miestus.
Įterptosios sistemos paprastai yra tam tikras techninės ir programinės įrangos derinys su fiksuotomis arba programuojamomis funkcijomis. Įterptosios sistemos gali būti sukurtos palaikyti vieną ar daugiau specifinių funkcijų didesnėje sistemoje. Pavyzdžiui, pramoninės valdymo sistemos ir mašinos, automobiliai, karinės sistemos, tokios kaip aviacijos elektronika ir ginklų sistemos, medicinos prietaisai, plataus vartojimo prekės, išmanieji telefonai ir pastatų automatika.
Paprastų, didelės apimties{0}}įterptųjų įrenginių, skirtų vartotojų rinkai, įterptosios sistemos kaina gali sudaryti 99 % aparatinės įrangos ir 1 % programinės įrangos. Tačiau labai specializuotoms, mažos apimties įterptinėms sistemoms, naudojamoms orlaiviuose, automobiliuose ar labai patikimuose pramoniniuose valdikliuose, programinė įranga gali sudaryti 95 % įterptosios sistemos kainos, jei ji apima testavimą ir atitinka sudėtingų programų standartus. Dar labiau apsunkina tai, kad nėra aiškios ribos tarp įterptųjų sistemų ir kompiuterių. Net ir šiandien kyla diskusijų, ar išmanusis telefonas ar išmanusis daiktų interneto šliuzas yra įterptoji sistema, ar atskiras kompiuteris. Kai tradiciniai IoT šliuzai renka belaidžių jutiklių duomenis ir perduoda juos į debesį, nauji išmanieji daiktų interneto šliuzai ir kraštiniai įrenginiai gali palaikyti LAN, WAN. Įterptųjų sistemų rinkai skirti aparatūros komponentai apima lustus, spausdintines plokštes, programinę-aparatinę įrangą, tikslinius įrenginius ir kt. Programinės įrangos elementai apima kūrimo platformas,{10}}realaus laiko operacines sistemas (RTOS), testavimą ir kt. Žinoma, bendra šių įterptųjų sistemų rinka palaiko daug didesnius įrenginius ir mašinas.
Įterptuosius įrenginius dažnai maitina programinė įranga, integruota su aparatine įranga, įskaitant sistemas -on-chip (SoC), lauko-programuojamų vartų matricas (FPGA), integrinius grandynus (IC), skirtus programuoti įterptųjų kūrėjų konkrečioms funkcijoms atlikti, ir kitas programinės aparatinės įrangos versijas. Dėl to sunku visiškai atskirti programinę įrangą nuo aparatinės įrangos. Įterptųjų sistemų pardavėjai šioje rinkoje gali būti tie, kurie siūlo tik programinę įrangą, pvz., kūrimo ir testavimo įrankius bei realaus laiko operacines sistemas (RTOS). Taip pat tie, kurie taip pat siūlo FPGA, SoC ir kitus programinės įrangos produktus.
Apskritai įterptosios sistemos yra labai brandi technologija, o toliau tobulinant naujus, galingesnius procesorius, technologija dabar gali palaikyti naujos kartos išmaniuosius įrenginius, mašinas, įrangą ir gamyklas. Įterptosios sistemos yra pagrindinė išmanių, sujungtų produktų, mašinų ir sistemų įgalinimo technologija, kuri apima pramoninį daiktų internetą ir palaiko skaitmeninę transformaciją visose pramonės šakose.
Viena iš pagrindinių įterptosios erdvės tendencijų – išmaniųjų krašto įrenginių atsiradimas, padėsiantis pramonines gamybos sistemas ir perdirbimo gamyklas paversti skaitmeninės įmonės dalimi. Jutikliuose ir kituose matavimo įrenginiuose integruotas intelektas leis pasiekti, kaupti ir analizuoti duomenis, kad būtų palaikoma pažangi analizė, todėl gamybos sistemos ir įranga taps pramoninės daiktų interneto ekosistemos dalimi ir skaitmeniniais dvyniais. Tai tampa pagrindinėmis įgalinimo technologijomis, padedančiomis optimizuoti turto gyvavimo ciklą, ypač eksploatavimo ir priežiūros etapus.
Norėdami pasinaudoti verslo galimybėmis, tiek debesų, tiek krašto infrastruktūros technologijų teikėjai turės toliau plėstis, kad palaikytų milijardus jutiklių ir dešimtis tūkstančių išmaniųjų sistemų. Edge įrenginiai turi būti prijungti ir išmanūs. Bendra įterptųjų sistemų rinka yra pasirengusi dideliam augimui dėl didžiulės žvalgybos paklausos. Auganti daiktų interneto ekosistema ir nuolatinis pramonės automatizavimo progresas iki kibernetinių -fizinių sistemų, pagrįstų nuspėjamąja ir įsakmiąja analize, ilgainiui sukurs autonomines ir savaime{4}}gyjančias sistemas. Tai bus pagrindinis pramonės variklis, skatinantis įterptųjų sistemų augimą.
Įterptosios sistemos pramonėje
Įterptosios sistemos dešimtmečius buvo pagrindinė technologija tokiose pramonės šakose kaip aviacija ir gynyba, automobiliai, medicinos prietaisai, ryšiai ir pramonės automatika. Tobulėjant procesorių architektūrai ir į sistemas bei įrenginius įterpiant daugiau skaičiavimo galios, šių sistemų intelektas ir funkcionalumas išaugo eksponentiškai. Dėl to produktai, kuriuose tradiciškai buvo naudojamos įterptosios sistemos, tapo išmanesni ir galingesni, o kitų pramonės šakų produktai (vartojimo prekės, buitinė technika, sporto prekės ir kt.) tapo išmanesniais ir sujungtais. Įterptosios sistemos tampa neatsiejama beveik visko mūsų gyvenime dalimi.
Automobiliai
Šiuo metu automobilių taikomosios programos yra daugiausiai įterptųjų sistemų naudojimo ir tikriausiai išliks didžiausiu segmentu ateinančiais metais. Automobiliuose įterptosios sistemos naudojamos informacijos ir pramogų sistemai, saugai, vairuotojų informuotumui, priežiūrai ir bendrai transporto priemonės sistemos valdymui. Poreikis plėsti transporto priemones su pažangia navigacija, pagalba vairuotojui ir transporto priemonės-to{3}}ryšio galimybėmis tik padidins įterptųjų sistemų paklausą. Be to, išmaniųjų sistemų valdymas plečiasi, kai atsiranda hibridinės elektromobilių ir elektromobilių.
Be to, atsirandančioms visiškai autonominėms transporto priemonėms reikės labai išmaniųjų sistemų. Daug sudėtingesnė nei įterptosios sistemos šiandieninėse transporto priemonėse. Šių transporto priemonių kompiuterinėse sistemose reikės paleisti daugybę sudėtingų AI programinės įrangos ir sistemų, skirtų navigacijai, kelių ir transporto priemonių aptikimui, eismo modeliams, pėsčiųjų jutimui, rizikos suvokimui ir įvertinimui ir kt. Kuriami naujos kartos procesoriai, skirti įterptinėms sistemoms, kad atitiktų šiuos skaičiavimo ir intelekto reikalavimus.
Automotive Intelligence įterptosios sistemos
Kai kalbame apie AI automobilių pramonėje, daugumai žmonių pirmiausia ateina į galvą{0}}automobiliai. Neabejotina, kad automobilių be vairuotojo kūrimas yra labai aktyvi tyrimų sritis ir kad technologija ateityje, jei ne artimiausioje ateityje, bus gyvybinga transporto dalis. Tačiau šiandienos realybė yra tokia, kad kognityvinio mokymosi algoritmai pirmiausia naudojami siekiant pagerinti efektyvumą, saugumą ir pridėtinę vertę procesams, susijusiems su tradicinėmis rankomis valdomomis transporto priemonėmis.
Kol automobilių pramonė nebus pasiruošusi dirbtinio intelekto „už vairo“, ji pirmiausia norės jį pritaikyti dabartinėms serijinėms transporto priemonėms su įvairiomis vairuotojo -pagalbos technologijomis. AI idealiai tinka teikti pažangias saugos funkcijas prijungtose transporto priemonėse. Vairuotojo pagalbos funkcijos, įdiegtos transporto priemonėse, kurios šiandien nuleidžiamos nuo gamybos linijos, gali padėti vairuotojams jaustis patogiai naudojant dirbtinį intelektą, kol transporto priemonė tampa visiškai savarankiška.
Stebėdamas daugybę įmontuotų jutiklių, dirbtinis intelektas gali atpažinti pavojingas situacijas, automatiškai stabdyti ir valdyti transporto priemonę, kad išvengtų nelaimingų atsitikimų, ir aptikti bei įspėti vairuotojus apie pavojus kitose transporto priemonėse ir aplink juos.
Viena sritis, kurioje automobilių klientai šiuo metu naudoja dirbtinį intelektą, yra AI{0}}pagrįstos debesies paslaugos, skirtos numatomai priežiūrai. Skirtingai nuo įprastų transporto priemonių, prijungtos transporto priemonės gali daugiau nei įspėti vairuotojus tikrindamos variklio lemputes ir įspėjimus apie žemą padangą. Daugelyje naujausių modelių įterptieji AI algoritmai stebi šimtus jutiklių ir gali aptikti problemas, kol jos nepaveiks transporto priemonės veikimo. Stebėdamas tūkstančius duomenų taškų per sekundę, AI gali aptikti nedidelius pokyčius, kurie gali rodyti komponento gedimą arba gedimą.
Sveikatos priežiūra
Sveikatos priežiūra yra viena iš greičiausiai besivystančių įterptųjų sistemų taikomųjų programų. Pavyzdžiui, rankiniuose ir nešiojamuosiuose terapijos prietaisuose, taip pat prietaisuose ir įrangoje, naudojamoje gyvybiniams požymiams stebėti, plačiai naudojamos įterptosios sistemos. Su mažomis įterptomis sistemomis, kurios stebi širdies ritmą arba nustato užblokuotas arterijas, įterptosios technologijos taip pat pateko į sudėtingas chirurgines procedūras.
Nors fizinis puslaidininkių, procesorių ir lustų, naudojamų sveikatos priežiūroje naudojamose įterptosiose sistemose, dydis sumažėjo, taip pat pastebime, kad sparčiai auga intelektas ir funkcionalumas. Tai leis naujos kartos medicinos prietaisams veikti organizme ir jo organuose naujais ir naujoviškais būdais. Maži, bet galingi įrenginiai galės nuotoliniu būdu stebėti ir nustatyti kelių pacientų būseną mobiliaisiais įrenginiais, prijungtais prie žiniatinklio{2}}diagnostikos centrų.
Buitinė elektronika
Buitinė elektronika dešimtmečius buvo pagrindinė įterptųjų sistemų rinka, tačiau atsiradus daiktų internetui (IoT) rinka įgauna naują reikšmę. Išmaniesiems prijungtiems gaminiams reikalingi nauji dizaino standartai, o įterptasis intelektas tapo pagrindiniu komponentu. Verslūs inžinieriai į savo sukurtus gaminius gali įtraukti naujų tipų jutiklius ir programinę įrangą.
Mašinų ir turto sujungimo gamyklose ir infrastruktūrose vertė yra gerai žinoma, ypač kai tai susiję su neplanuotų prastovų mažinimu ir operacijų optimizavimu. Savo ruožtu bus nepaprastai naudinga sujungti plataus vartojimo produktus (išmaniuosius telefonus, širdies ritmo stebėjimo įrenginius, išmaniuosius prietaisus, apšvietimą, apsaugą ir kt.), kad būtų galima sekti, stebėti, valdyti ir derinti. Tai taikoma ne tik gaminių naudotojams, bet ir gaminių ilgaamžiškumui, kuris ateityje pagerins gaminių dizainą, taip pat didesnėms sistemoms, kuriose šie gaminiai yra.
Pastatų automatika
Išmaniųjų pastatų ir ŠVOK automatizavimo sistemose naudojama įterptoji programinė ir techninė įranga, taip pat pramonė ir ateinančiais metais sparčiai augs. Įžengus į išmaniųjų pastatų ir išmaniųjų miestų erą, įterptasis intelektas taps neatsiejama šių išmaniųjų sistemų dalimi. Pastatų automatizavimas visų pirma grindžiamas aplinkos sąlygų stebėjimu ir palaikymu, apšvietimu ir prieigos kontrole. Sistemoms tampant išmanesnėmis, išmaniojo pastato funkcionalumas gali išsiplėsti į nuspėjamąsias ir įsakmias sistemas, kurios nustato optimalias sąlygas. Galiausiai tikslas yra pereiti prie visiškai autonominių ir savaime{4}}gydančių sistemų. Šios sistemos bus pagrįstos dirbtiniu intelektu ir mašininiu mokymusi, visa tai bus pagrįsta įterptuoju intelektu.