汽車電子化成為普遍的現(xiàn)象，而通過先進(jìn)嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動的新興工業(yè)自動化革命更是持續(xù)進(jìn)行中。
在汽車和制造業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things, IoT)正在加速其轉(zhuǎn)型的腳步。
過去半個(gè)世紀(jì)以來，嵌入式系統(tǒng)市場極速發(fā)展，已經(jīng)成為最具創(chuàng)新力的技術(shù)領(lǐng)域之一。物聯(lián)網(wǎng)讓我們周圍的一切變得更加智能：從汽車到咖啡機(jī)；從工業(yè)機(jī)器人到智能會議室再到零售店，汽車電子化成為普遍的現(xiàn)象，而通過先進(jìn)嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動的新興工業(yè)自動化革命更是持續(xù)進(jìn)行中。
這些趨勢對于你我來說意味著什么？以汽車產(chǎn)業(yè)為例，無人駕駛汽車能在乘客處理其它事務(wù)的同時(shí)快速導(dǎo)航，讓交通更加安全高效。由于人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和其它細(xì)節(jié)導(dǎo)向型工具提升了工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，工廠會更加安全，工人也會更加高效。
無人駕駛汽車挑戰(zhàn)安全性設(shè)計(jì)
汽車制造商將嵌入式設(shè)備集成到汽車中，以提高駕駛安全性。今天先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）幾乎成為新車標(biāo)配。汽車制造商提供碰撞檢測、巡航控制、自動泊車、疲勞警示等等功能。對于汽車行業(yè)來說，下一步即是推出無人駕駛汽車，這也是寶馬等巨頭希望領(lǐng)跑的領(lǐng)域。
毫無疑問，無人駕駛汽車將是21世紀(jì)最具顛覆性的技術(shù)之一。無人駕駛汽車將提高交通運(yùn)行效率、提升乘客生產(chǎn)力并通過大幅降低能耗而減少污染。最重要的是，無人駕駛汽車將從根本上變革道路安全。根據(jù)世界衛(wèi)生組織，全球每年因交通事故死亡的人數(shù)大約為120萬。研究人員認(rèn)為，無人駕駛汽車可以把事故率降低最多90%，每10年則有望使1000萬人免于交通事故。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，無人駕駛汽車需要通過硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——從車輛到云端——來提供空前的可靠性、可用性、安全性以及功能安全。車輛安全極為重要，這也是汽車行業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262的關(guān)鍵所在。乘客必須信任人工智能來導(dǎo)航汽車。
為了盡可能降低事故風(fēng)險(xiǎn)，汽車制造商將需要確保無人駕駛汽車能夠互相通信、識別周圍情況、自適應(yīng)天氣變化、接收實(shí)時(shí)地圖更新并抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊。這些將需要超高處理能力并會生成海量數(shù)據(jù)（每輛車每天4000GB）。應(yīng)對這種數(shù)據(jù)洪流需要5G和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，只有電信公司、技術(shù)公司、汽車制造商和供應(yīng)商進(jìn)行跨行業(yè)合作才能實(shí)現(xiàn)。
英特爾 GO平臺便是為了向汽車制造商和Tier 1供應(yīng)商提供綜合構(gòu)建模塊以推出安全的無人駕駛系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，該解決方案支持廣泛的架構(gòu)，從傳統(tǒng)CPU到FPGA和
深度學(xué)習(xí)硬件加速技術(shù)。重要的是，英特爾 GO無人駕駛解決方案本身就支持功能安全和多層安全，是業(yè)內(nèi)第一個(gè)可支持5G的無人駕駛開發(fā)平臺。
工業(yè)格局面臨重構(gòu)
現(xiàn)今科技廠商在無人駕駛領(lǐng)域做的很多工作也同樣適用于工業(yè)領(lǐng)域。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像識別、精密單點(diǎn)定位、互聯(lián)傳感器和機(jī)器間通信都可用于提高工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。我們已經(jīng)看到工廠正向著自動化流程、機(jī)器人物料運(yùn)輸以及預(yù)測性和自適應(yīng)維護(hù)發(fā)展——邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步在驅(qū)動這一切。
制造商目前面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是需要把功能安全集成到整體控制和自動化架構(gòu)中。英特爾至強(qiáng)處理器D-1529就是為了因應(yīng)這些需求所開發(fā)，該處理器不僅為機(jī)器人、自主系統(tǒng)和工業(yè)控制提供符合IEC 61508安全認(rèn)證的功能安全，還提供高性能計(jì)算能力，同時(shí)確保高可用性和可靠性。
軟件方面，Wind River和處理器的搭配已經(jīng)導(dǎo)入實(shí)際的智慧工廠應(yīng)用了。以一個(gè)內(nèi)置安全功能的機(jī)械臂為例，該機(jī)械臂采用了Wind River的VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及英特爾至強(qiáng)處理器D-1529，會在模擬的系統(tǒng)錯(cuò)誤出現(xiàn)時(shí)進(jìn)入安全模式。
目前的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)也已開始應(yīng)用虛擬化技術(shù)，能夠維護(hù)和升級現(xiàn)有工廠設(shè)備并增加新的技術(shù)功能。通過利用Wind River Helix Device Cloud SaaS平臺及其新的軟件虛擬化平臺（專為推進(jìn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)）能夠隨著現(xiàn)有設(shè)備擴(kuò)展。
另外，處理器和FPGA的搭配也已經(jīng)應(yīng)用在打造智慧工廠的解決方案之中，融合二者技術(shù)，將能創(chuàng)建現(xiàn)代化工業(yè)公司所需的高度自動化物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。以英特爾的Exor智慧工廠方案為例，F(xiàn)PGA在三個(gè)領(lǐng)域輔助英特爾處理器：為數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)加速關(guān)鍵算法；為軟件定義自動化提供運(yùn)行時(shí)可配置硬件；并提供加速、卸載和安全等功能，甚至是工廠內(nèi)安裝FPGA之后。
這些汽車和工業(yè)領(lǐng)域的例子只是嵌入式系統(tǒng)改變各行各業(yè)的概覽，利用英特爾技術(shù)連接廣泛的企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。正是這些連接為現(xiàn)實(shí)帶來非凡體驗(yàn)。
作者：Riccardo Mariani
英特爾物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部首席功能安全技術(shù)專家兼英特爾院士
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