嵌入式预测：更好的硬件，可疑软件|电子设计

本文是2022电子设计预测问题

您将学到什么：

PCI Express的影响，包括PCIE Gen 4和PCIE Gen 5的出现。
HBM及其对射线追踪的支持。
为什么RISC-V和小型FPGA会变得更加普遍。
开源软件的困境。

对我来说，一些文章似乎写了自己。预测文章并不属于这一类，可能是因为我看到我们行业中发生的合并和依赖性使系统设计变得更加复杂。我记得何时尺寸，重量和功率（交换）加价是开发人员的主要关注点。如今，它还包括安全性，人工智能，可用性，通信，兼容性等细节。

我们面临的挑战是我们从微控制器到云服务器涵盖的技术跨度。一路上的差异从未如此鲜明。在低端，将许多不同的组件集成到单个芯片中更为常见，而分类正在成为云中的规范。在后者中，存储和通信正在从服务器框中分解为通过高速网络连接的自己的农场。

PCI Express（PCIE）5的增长和新兴PCIE 6标准支持CXL和CCIX标准这可以直接访问外围设备和存储。吸收Gen-Z后，CXL似乎具有动量。

PCIE GEN 4将是今年的主要支柱，但是PCIE Gen 5平台是最前沿。挑战将是可用性而不是技术。对于高端应用程序，即使PCIE Gen 3的4 gtransfers/s/pin与PCIE GEN 6的64-GT/S/PIN速率相比，这是高端应用程序的问题。

我们在外部记忆空间上看到了类似的支持，即使DDR5今年抬起头来，DDR4的口味仍然是选择的技术。价格和可用性将限制DDR5的采用，尤其是在嵌入式空间中。DDR6仍保留在绘图板上。

高带宽内存（HBM）也已成为规范，利用堆叠的内存模具，可提供更高的片上记忆和更高吞吐量的能力。这是由于宽阔的内存总线，无法通过DDR或GDDR DIMMS（例如DDR或GDDR DIMMS）复制。HBM3是最新一代。HBM存储在GPU上开始，但用于CPU和加速器（图。1）。

图形处理可以利用HBM，对射线追踪的更多支持正在导致对片上记忆的需求更高，并提供了显着改进的图形表示。NVIDIA一直在推动Ray Tracing - 该公司已将这一支持从其高端解决方案转移到中端，而想象力技术已为移动应用提供了支持。

射线追踪是有用的，但不仅限于游戏应用程序和多媒体创建。例如，它将证明在虚拟现实（VR）应用程序中有效。VR和增强现实（AR）也因改进的硬件而进入主流。

荟萃分析不仅仅是炒作，但是要花一段时间才能大批使用它。这与软件和硬件一样多。同时，AR/VR的工业应用将是资金所在的地方，尤其是与数字双重支持息息相关时，该支持在行业中正在显着增长（图2）。成功的原因与较低的成本有关，而是软件的改进以及使用该技术可以大大降低培训和支持成本的事实。

但是回到计算机和CPU

尽管单一内核的增量改进开始，但X86和ARM平台的投资回收仍是多功能解决方案。在SOC中混合不同的性能核心已经很普遍，但会变得更加普遍。同样，安全处理器将更加普遍，更容易使用，尤其是在移居部署时。当连接到云时，安全最终已从可能性转变为需求。

房间里生长的大象是RISC-V。是的，这只是一个指令集的定义，但是从本质上讲，它提供了建造硬件的体系结构，如今有很多来源。标准，独立芯片以及RISC-V集成的FPGA等。想象技术等服装已将RISC-V添加到其投资组合中。这并不是说X86或ARM架构正在消失，但是它们现在具有重要的竞争对手。

要注意的另一个项目是小型FPGA。尽管它们已经存在很长时间了，但重点似乎是在高端，高性能的解决方案上。小规模逻辑设备可以做的是提供硬件自定义，以提供电源和价格性能优势与软件替代方案。开发工具更易于使用，因此您需要的只是逻辑图。考虑到COVID-19的含义，通常芯片的可用性有限（图3），使用可以自定义的更容易获得的FPGA集合是有意义的。