Najbliższe 12 miesięcy zapowiada się interesująco dla rynku rozwiązań wbudowanych, ponieważ będziemy świadkami wzrostu zapotrzebowania na wydajność, zarówno w zakresie przetwarzania surowego, jak i uczenia maszynowego oraz sztucznej inteligencji (AI). W tym samym czasie wchodzi w życie europejska ustawa o bezpieczeństwie cybernetycznym, więc oczekuje się, że w większym stopniu będziemy koncentrować się na bezpieczeństwie, szczególnie w Internecie rzeczy (IoT).

Aby sprostać tym wymaganiom, projektanci szukają większych możliwości w układach i płytkach, niezależnie od tego, czy będą one zawdzięczane najnowszym mikroprocesorom, mikroprocesorom z akceleratorem sztucznej inteligencji, czy też dodatkowej łączności bezprzewodowej. Innowacje te muszą jednak być realizowane bez zmiany zajmowanej przez produkt powierzchni, aby umożliwić szybką jego iterację.

Potrzeba elastyczności

Jedną z kluczowych lekcji z ostatnich kilku lat jest konsolidacja platform. Trend ten będzie rósł w 2025 roku. Zakłócenia w łańcuchu dostaw podczas i po pandemii Covid-19 pokazały firmom, że korzystają one ze zbyt wielu platform. Dlatego producenci OEM chcą być bardziej elastyczni pod względem technologicznym i mniej zależni od jednej konkretnej platformy, jednocześnie upraszczając własny łańcuch dostaw w całym cyklu życia produktu, począwszy od jego projektowania.

Istnieje również znacznie silniejszy popyt na wyższe parametry działania. Projektanci przechodzą z mikrokontrolerów na mikroprocesory z rozszerzonymi funkcjami i dostępem do większej ilości pamięci, które są konieczne, aby zmieścić się z produktem na niewielkiej powierzchni.

W 2025 r. coraz większa będzie presja na projektantów, aby dobrze przemyśleli decyzję, czy lepiej produkować czy kupować dany komponent. W całej społeczności projektantów sprzętu, w ciągu najbliższych kilku lat wielu inżynierów przejdzie na emeryturę. Jednocześnie stosowane obecnie mikroprocesory różnych firm stają się coraz bardziej skomplikowane.

Oznacza to, że projektowanie na poziomie mikroukładów staje się coraz większym wyzwaniem, więc zespoły inżynieryjne analizują dostępne opcje. Zakup technologii w postaci modułu pozwala zaoszczędzić znaczne zasoby i skrócić czas wprowadzania produktu na rynek. Pozwala on również firmom na wyróżnienie się dzięki oprogramowaniu, ponieważ sam sprzęt nie jest niczym więcej niż towarem.

Inżynierowie coraz częściej sięgają po moduły obliczeniowe, aby również zapewnić sobie elastyczność, przyspieszyć wprowadzanie produktów na rynek i sprostać rosnącym wymaganiom ich zastosowań. Moduły zmniejszają wyzwania związane z obsługą wielu procesorów, dzięki czemu wybór urządzenia jest łatwiejszy, ponieważ można je szybko i łatwo rozbudować w celu osiągnięcia wyższych parametrów działania lub szybko i łatwo pozyskać podobną część. Nowy typ rozwiązania — taki jak moduły o otwartym standardzie (OSM) — zapewnia deweloperom jednolity wachlarz rozmiarów jedynie w niewielkim stopniu przekraczających rozmiar samego procesora.

Otwarty standard (OS) będzie zmianą o krytycznym znaczeniu, ponieważ pozwala na opracowywanie niezawodnych modułów, które są podobne do obudów z wyprowadzeniami sferycznymi w siatce rastrowej, charakteryzujących się jednolitym rozmiarem i układem wyprowadzeń, pozostawiając twórcom modułów możliwość wprowadzania innowacji w zakresie tego, co zmieszczą w danej przestrzeni. Następnie można łatwo wybrać najlepsze moduły i zintegrować je z dowolnym rozwiązaniem.

Dzięki zastosowaniu modułów o otwartym standardzie (OSM) można również skrócić ramy czasowe tworzenia oprogramowania, gdyż moduły te mogą być wykorzystane do rozpoczęcia prac rozwojowych przed opracowaniem i prototypowaniem sprzętu.

Różnicą będzie tutaj strategia testowania, bo w standardowym produkcie przeprowadzono by pojedynczy test lub kilka jego powtórzeń. Przejście na moduł o otwartym standardzie (OSM) oznacza posiadanie szeregu procesorów w szeregu modułów, co może zwiększyć liczbę testów wymaganych dla konkretnego produktu.

Lutowane modułów o otwartym standardzie (OSM), które zwykle są dostarczane na taśmie, pozwala na bardziej zautomatyzowaną produkcję, eliminując potrzebę stosowania płytek nośnych i przyspieszając czas realizacji projektu, ale nowa technologia wiąże się z nowymi strategiami testowania.

Wpływ sztucznej inteligencji (AI)

W ośrodkach przetwarzania danych sztuczna inteligencja (AI) jest silnym trendem, który zaczyna w równym stopniu wkraczać na rynek przemysłowy. Istnieje kilka zastosowań, w których sztuczna inteligencja (AI) ma sens, takich jak konserwacja predykcyjna i wideo, ale ogólnie wiele podmiotów nie rozwinęło jeszcze swojej strategii sztucznej inteligencji (AI) do poziomu, na którym miałaby ona konkretne uzasadnienie biznesowe. To trochę jak dyskusja na temat Internetu rzeczy (IoT) sprzed 15 lat.

Projektanci muszą jednak zbadać tę przestrzeń i ocenić różne procesory i akceleratory, a moduły to łatwy sposób na dodanie tej funkcji do projektu. Powoduje to wzrost zainteresowania zestawami demonstracyjnymi do różnych zastosowań, w szczególności zastosowań wideo i widzenia komputerowego.

Potrzeba większych możliwości komunikacyjnych

Innym silnym trendem jest technologia bezprzewodowa. Pojawienie się technologii 5G i wielu innych standardów bezprzewodowych oznacza, że obecnie dostępna jest znacznie większa przepustowość, nawet w zastosowaniach, w których w przeszłości ludzie byli nieco niezdecydowani, takich jak automatyka przemysłowa, więc łączność bezprzewodowa będzie coraz bardziej widoczna.

Co ciekawe, firmy takie jak Qualcomm wkraczają na rynek przemysłowy i plasują się pomiędzy architekturą x86 i istniejącym portfolio ARM. Klienci są zachwyceni, ponieważ oferują szeroką gamę procesorów i łączności bezprzewodowej do różnych zastosowań.

Coraz większy nacisk na bezpieczeństwo

Przy opracowywaniu systemów wbudowanych bezpieczeństwo zawsze było kwestią kluczową. Jednak w grudniu 2024 r. weszła w życie europejska ustawa o cyberodporności i będzie miała ona ogromne znaczenie. Producenci modułów będą musieli zadbać o przestrzeganie przepisów do 2025 roku dla swoich klientów.

Opracowywanie modułów, które sprostają wyzwaniom

Rosnąca wydajność i złożoność procesorów używanych we współczesnych systemach wbudowanych oraz kompaktowe rozmiary modułów o otwartym standardzie (OSM) oznaczają, że opracowywanie modułów wiąże się z wieloma wyzwaniami. Dostawcy z wieloletnim doświadczeniem wnoszą ze sobą doświadczenie, które pozwala im dostarczać szerokie portfolio niezawodnych modułów.

Nie chodzi tylko o zapewnienie doskonałego sprzętu. Kluczowe jest wsparcie w zakresie oprogramowania i zabezpieczeń — nie można tak po prostu wysłać modułu i o nim zapomnieć. Ten wymóg wsparcia będzie znacznie ważniejszy w 2025 roku. Firma Tria posiada grupę zadaniową, która analizuje przepisy i czuwa nad tworzeniem produktów zgodnie z przepisami. Posiadamy również silny zespół ds. oprogramowania, który pomaga klientom w procesie projektowania, przy integracji oprogramowania oraz przez cały okres trwania projektu, aby zapewnić jego zgodność z przepisami.

Firma Tria rozpoczęła prace rozwojowe nad modułami i ich produkcję wiele lat temu, prowadząc intensywne badania i rozwój oraz produkcję w Niemczech. Teraz utworzyliśmy zespoły w obu Amerykach, we Włoszech i Chinach, budując globalną sieć projektowania. W 2025 roku planujemy zwiększenie naszego potencjału badawczo-rozwojowego.

Rok 2025 przyniesie znaczne zmiany na rynku systemów wbudowanych, ale to dopiero początek. Gdy tylko rynek przemysłowy na nowo zacznie rosnąć, w nadchodzących latach pojawi się coraz więcej innowacji.

Obrazy z Adobe Stock, udostępnione przez firmę Napier Partnership Ltd