2023 embedded award | 嵌入式大奖 -- 那些用杰出科技改变世界的产品

2023年embedded award嵌入式大奖收到了98家企业的参评申请,是该奖项设立的19年来的新高,就连大奖的评审委员会主席Axel Sikora教授都感叹科技创新迸发的节奏与质量,下面我们就来了解一下获奖公司及他们的产品:

Artificial intelligence人工智能

人工智能(AI)是2023年嵌入式大奖新增的两个类别之一,以顺应越来越多智能系统在嵌入式边缘技术应用的大势所趋。有意思的是,早在上世纪90年代,embedded world的前身叫作“embedded intelligence”--嵌入式智能,这在当时可谓是一个巨大的梦想,而今我们离这个梦想越来越近。当然,我们深知,尽管现在已经取得了重要的进步,但嵌入式AI技术仍处于起步阶段。

随着技术的进阶,我们已打破“云端学习”和“边缘推断”的陈规,而是进入边缘学习的探讨,从而减少网络流量,增加隐私,并兼顾高效的实时性。在这个充满活力的领域,最难的是要选择一个可持续的的有效解决方案。

“嵌入式人工智能(embedded AI)”这个奖项,我们颁给AITAD GmbH,他们带来了一个精彩的应用案例和演示,他们所展示的是一个“人工智能红外淋浴监测传感器无线模块”,它带来淋浴流量的监测与调节,特别是为老年人淋浴提高安全系数,根据特定情况调整淋浴模式和场景,节省水流与能源。

目前市面上符合此种需求特性的设备,既不符合无线与隐私要求(某些功能需要通过摄像头实现),价格也不便宜。而AITAD所演示的设备是基于低分辨率的红外网格传感器,从而很好地解决了隐私问题,从8x8或16x16像素开始,直到更高分辨率。

此外,它是通过AITAD的嵌入式人工智能程序启动的,配合其与Silicon Labs的EFR32-SoC/MCU的人工智能/ML加速单元的专有转换算法,基于Cortex-M33内核,该模块可通过LIN和可比数据总线直接连接,或通过集成的2.4GHz射频单元进行无线连接。

Hardware 硬件

越来越多的软件化并没有改变“硬件平台是每个嵌入式系统的基础”这一事实。今年,该类别再次成为提交嵌入式奖项最多的类别,凸显了嵌入式硬件产品的重要性。评审团特别对三家入围者情有独钟。显然硬件已不再是单纯的一件商品。而硬件奖项的获奖者还是一家初创公司,之后在初创奖的评述中,我们还会详细介绍其重要意义。

GreenWaves Technologies凭借其GAP9处理器获得了该硬件类别的一等奖。

GAP9属于从头开始设计的全新处理器,以满足下一代可听产品的需求,这些产品将提供一个新的音频品质,自适应佩戴者和周边环境。为满足这些要求,GAP9是一个超低功率和易于编程的处理器,能够在能源限制条件较高的设备中处理传统信号和超低延迟的数字信号处理(DSP)和神经网络工作负载。

在最近的MLCommons MLPerf Tiny基准测试结果显示,GAP9在一系列神经网络任务上提供了行业领先的性能,在所有入围者中实现了最低的延迟和最大的能量性能。

GAP9以灵活的RISC-V ISA以及非常同质化的架构为基础,可以提供一个现代的开发环境,大大提高了使用者的工作效率。

Embedded Vision 嵌入式视觉

由于嵌入式视觉的出现,对许多系统元素提出了更高的要求。事实上,其数据量和数据速率明显高于许多其他嵌入式系统。因此,这不仅是对接口或内存等硬件元素的要求,而对软件和人工智能算法的要求也在推动整个行业的发展。

今年的这一奖项颁给ADI公司的产品ADTF3175,这是一个百万像素级的飞行时间(ToF)模块。

现今,许多深度传感器使用三角测量法(即立体二维相机或结构光),但相较于真正的三维深度测量有许多限制。然而,这种飞行传感器的密度传统上被限制在VGA分辨率。

ADI公司的产品推进了深度成像的准确性和质量,从而使自主设备可以通过使用一百万像素的传感器更快、更有效地运行,这是目前我们已知的市场上第一个用于3D深度传感和视觉系统的高分辨率、工业级的、间接飞行时间(ToF)模块。因此,该产品能够在20厘米至约4米的整个深度范围内,以+/-3毫米的精度解析3D图像。

Safety&Security 安全与安保

密集的网络与日益增长的设备自主性、对可靠性提出了更高的要求,由此对嵌入式系统在硬件和软件方面的功能安全以及对防止外部攻击的安全的要求也越来越高。

英飞凌科技公司的产品OPTIGA™ TPM SLB 9673荣膺该类别第一名。

可信平台模块已经存在多年,为“物”提供独特的可识别ID,以使它们能够接入物联网。这种识别可用于跟踪网络上的物联网设备和器材,并验证其受访权限。为了避免伪造风险,这个ID被保护起来,不被修改。

英飞凌最新TPM的特点是不仅支持使用椭圆曲线(即NIST-P521),还支持所谓的XMSS签名,这是一种抗量子的数字签名方案,已被NIST和其他组织标准化。因此,它提供了增强的经典加密能力,是推动PQC与抗量子固件更新机制的一个里程碑。

SoC/IC/IP 设计

集成电路(IC)、系统级芯片(SoC)以及随后被集成到IC中的电路的设计,即所谓的IP,是嵌入式系统开发的核心学科。这一核心学科现在终于找到了它作为一个类别进入嵌入式奖的方式--以加强这一非常先进的设计学科的知名度。

MIPS的MIPS eVocore P8700多处理器系统在此奖项中摘得桂冠。

得益于RISC-V的普及,有各种各样的RISC-V CPU可供选择。在此关键基础上,推动了处理器的安全性和对特定应用的优化,如对汽车功能安全的支持。MIPS eVocore P8700多处理系统推动RISC-V的性能更上一层楼。它是一个高性能、可扩展的RISC-V IP核--第一个具有顺序外(OoO)处理和连贯的多线程、多核和多集群扩展能力。

通过这种方法,多线程、多核CPU的集群--eVocore处理器和其他加速器--可以组合配置,以平衡性能和功耗。

此外,特定市场的基础技术是关键的差异化因素。这包括为ISO 26262 ASIL-B(D)和ASIL-D系统验证的强大安全能力。P8700也是第一个支持汽车级Linux的芯片CPU。

Software软件

软件化无疑正在大力推进embedded world的发展。而且越来越多的软件定义的架构和设备正在投入市场。因此软件类的入围企业数量也是位居本届各类奖项第二。

获奖企业是Emproof公司的Emproof Nyx产品。

众所周知,大型计算机和网络系统、服务器和数据中心使用各种工业标准技术以免受网络攻击。然而,嵌入式系统因功能单一、资源有限,可能更容易受到攻击。安全软件Emproof Nyx比现有的解决方案小3个数量级,实现了多种设计功能,使其成为基于ARM、Intel和RISC-V ISA的嵌入式设备的理想解决方案。

不需要访问源代码,因为转换软件就像一个后编译步骤,只需要访问二进制代码或库,这也意味着它可以与任何构建过程和所有现有的工具链一起工作。对性能的影响是最小的,因为开发人员可以选择保护整个软件或只是保护关键模块,这使得性能可以根据可用资源进行定制。

Emproof Nyx已被开发和编写,它将被认证为汽车功能安全标准ISO26262和航空电子软件工具资格认证DO330,没有其他安全软件解决方案为嵌入式设备设计,可以在同一软件包中提供针对IP盗窃和漏洞缓解的保护,使那些安全专业知识有限或没有的公司提供以前无法实现的安全水平。

值得一提的是,Emproof是一家初创公司。它能在众多入围者中脱颖而出,说明了embedded world的初创企业的高创新水平。

Startup 初创企业

年轻公司对技术进步的促进可见一斑。近年来,embedded world展上特设初创企业专区,初创企业在嵌入式行业的活跃度有目共睹。此外,我们也观察到百亿级企业与小型和年轻企业之间的紧密合作也令人印象深刻。所有这些都足以让我们在嵌入式奖中为初创企业设立一个单独的类别。

初创企业奖由Epishine公司收入囊中,其产品是OneCell。

通过这一奖项,我们再次关注到能源收集领域,以及干电池的处理问题。Epishine OneCell是一种有机太阳能电池,可针对室内光线进行调整,具有世界领先的光能采集性能,即使在照度很低的情况下也能有效采集并转换为电能。OneCell带来一种为小型无线电子产品的可持续供电方式。具有灵活的设计,可以适应复杂或特定的布局,以满足产品特定的表面处理,如软质塑料、皮革、或拉丝表面等。

OneCell的独特构成使其能够在各种情况下附着于产品表面,不受限制,开创了新的光电供应方式。

Tools工具

自动化工具提高了嵌入式价值链各个层面的效率与可靠性,其中不乏多年来被经常使用的工具。然而,为了进一步优化开发流程,始终会有对新工具的需求。

Slint公司的产品获得了工具类的大奖。

另外,该产品的特点是将Rust作为一种“内存安全”和高效的语言--在这种特点下,它成为一种基于Rust的用户界面商用级工具包,可用于在嵌入式设备上创建类似智能手机的图形用户界面。Rust可以生成安全的代码,关键是,它并不需要为实现这一目标而牺牲性能。该语言一直在稳步收获用户群,现在更是已成为Linux中官方认可和接受的语言。

与其他基于Rust的用户界面工具包相比,Slint对嵌入式和桌面平台的关注使其成为一个可扩展的解决方案--能够在只有几KB内存的设备上运行,并在桌面上渲染复杂的用户界面。

Slint利用声明式编程风格,允许用户用标记语言来定义用户界面,可以集成到用任何编程语言编写的现有代码库中。


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