关于全球嵌入式技术与IoT发展新趋势的介绍和分析

非常感谢创意时代组织非常专业的嵌入式和物联网方面的研讨会，我第一次参加创意时代组织的活动是在五六年前，他们的MCU和嵌入式论坛，后面发展成嵌入式系统展，他们在中国做的嵌入式系统展应该是中国唯一一个，希望能够越办越好，越来越成功。

过去30年我基本上都跟嵌入式系统相关，也主要都跟嵌入式软件和操作系统相关，我非常尊敬风河公司，听说创意时代要组织嵌入式展的宣传活动，我第一个推荐的就是风河，风河是我们嵌入式操作系统行业的长青树，今天也很高兴看到风河公司又针对工业和电信推出虚拟化的一套解决方案。因为这个市场按我自己的理解，这个市场在数据中心和企业级的数据是非常庞大的。最高明的是VMware这家公司在美国硅谷市场除了大学、科技研坐拥5000多员工，我曾经两次去访问过，这本书对风河的系统也做了简单的描述。

第一个就是万物互联。2008年温总理到无锡提到物联网的概念，当时说传感网，无锡准备打造中国的传感仪器和传感网的中心，到现在已经10年了。物联网在不知不觉当中实际上已经落地，很多人过去几年一直在谈物联网何时落地，我们也没有看到一个非常大的声响，但是物联网现在确实跟我们的生活息息相关。

前段时间网上都在讲一个最重要的事情，就是摩拜，我想摩拜对于我们这些做物联网和嵌入系统的技术人员来讲，摩拜最吸引我们的，它能够成功的一个模式就是因为物联网，如果没有物联网，摩拜这么多单车整起来相当的困难，不可能支撑摩拜这个企业在3-4年的过程当中有这么好的市场覆盖，当然创始人也非常的成功，几个80后的孩子，也成为新一代年轻人创业的典范。

第二，万物智能？是不是所有的万物都可能是人工智能的，或者说人工智能到底到什么样的一个程度，这还在发展当中，但这个的确很火。这两个因素促使嵌入式系统和物联网在发展。

这个发展，未来我认为有三大主要的基础是不能动摇的，或者说这三个方向应该非常明确的。

第一个方向就是互联互通，以前互联网是把我们所有的人通过智能手机，通过笔记本电脑连起来了，现在所有的装置。比如说刚才在群里有人说太热了，我估计创意时代的朋友马上回馈调空调。但如果有一个自动的感应，感觉到温度不是很适应，系统应该有自动调节的方式，靠的就是连接，首先我们要做到连接。

第二就是环保，未来大数据的世界必须是绿色环保的，万物互联之后，我们会给整个社会产生大量的能耗，就要求所有的计算装置是低功耗的，每一个节点都是智能的，但每一个节点产生的功耗是非常的小。

第三，风河在这个讲演当中也反复强调的，就是安全，安全有双层含义，一个就是Safety，要求我们的嵌入式设备都能保证6个9，一年365天，一天24小时，都能够不间断的运行。另外一个Security保证嵌入式系统不受到黑客的攻击。

这三大基石所制定的方向是我们嵌入式系统和物联网未来将要去努力，也是所有的芯片产业、软件产业以及做设备的，以及做系统的，所有人要去努力的。

嵌入式系统的一个基石就是芯片，过去几年半导体行业大量的并购，对我们嵌入式系统所产生的影响。如果说没有芯片，那我们这个嵌入式系统就没有基本的载体。反过来说，如果说没有软件，半导体也就是一个沙子，二者缺一不可。并购最重要的一个原因是什么呢？就是红色的字体标注出来的部分（PPT），所有的厂商都希望能够把成本降下来，把利润提上去。

我不知道大家有没有这么一个印象，现在整个社会，可以看到许多的东西都是涨价的，特别是吃、穿、住、行，深圳的房价2017年至少涨了20-30%，甚至50%，日常买的青菜、牛奶各方面的日用品都涨价，但是有一个东西是降价的，就是电子产品，电子产品降价最主要的基础是我们的半导体芯片，我们的半导体芯片要便宜。

在这样的推动下，就发生了过去几年发生的故事，高通在收购NXP，之前高通已经把Freescale收购了，好事多磨，高通的收购到现在还没有完成。现在又来了博通要收购高通，特朗普已经给拒了，高通收购NXP中国商务部审核可能会延长，我想我们能做些什么事情。其他小的收购在嵌入式里面，比如说Michrochip把Atmel给买了，这个没有什么太多的意义。结论是什么呢？就是说花钱买时间，大家感觉到市场的压力，要快速的发展，否则的话做一些芯片不可能涨价，而且花费更多的研发人员。

现在的观点，2018年基本上是这些案子的收官期，所以会看到陆续的这些公司会推出一些新的芯片，虽然说NXP和高通合并没有完成，但是这两家公司的磨合还是不错的，基本上会明确该做什么，一个是汽车，一个是嵌入式、物联网的方向。高通继续干通信，这是很明确的。去年年底，今年陆续有很多新的芯片出来，买之后要花很多的时间来消化，像Michrochip跟Atmel收购花了更多的时间精力，这两家公司至少从我的眼里看没有更新、更强的东西出来，可能都是周边的，没有特别新意事情的发生。

IoT会驱动整个芯片产业向更安全、更低的成本，更高的性能，更低的功耗这几个方面去发展，预计今年会比2017年看到更多更好的IoT芯片。在IoT这个领域里面，MCU将会是一个最主要的一个表演者，会看到更多的芯片是400-500兆的，芯片出了跨界的MCU，这种芯片可以跟原来处理器级别的芯片比拼。

并购会产生一个现象，到一些专业的应用领域里面去，这些领域可能是原来我们嵌入式通用处理器不太去涉及到的，但这些领域，芯片厂商会认为未来的发展，市场的发展前景会更好，速度会更快。

比如说汽车，汽车里面的ADAS，自动驾驶，计算机视觉，人工智能，窄带的IoTNB，这些领域半导体公司都会去，进入这些领域，半导体公司都是以收购的方式。比如说三星收购进入汽车，比如说英特尔收购Movidius进入计算机视觉，这个领域很火，因为无人驾驶需要这个技术。这种收购的趋势，未来在垂直应用的市场里面还会更多。因为大的公司不具备专业的技术，它会依靠小的公司在这方面创新。

这次我也是特别邀请了胡振波，他在研究最先进的计算机核的技术，开源的计算机核的技术。我们看到在嵌入式领域基本上99%都是ARM，从MCU到MPU以及到应用处理器，手机上的，甚至服务器，几乎所有都是ARM。好处就是，从学生到工程师，大家从上学的时候就开始学，然后到工作的时候不需要跨越太多的学习的路径，而且有一个非常好的生态环境。但是产业需要的是多样性，多样性让产业产生革命性的创新。

在IoT这个领域会造成一些不是ARM内核的处理器核的出现，举个例子，所有人都知道可能都知道内核处理器，但是或许你们都不知道这个处理器用的可能不是ARM的核，用ESP8266，拥有者是Candence，但另外一家EDA Synopsy还拥有ACR这个核。

无论是哪一个核，未来IoT的世界会产生很多的非ARM核处理器的机会，包括像RISC-V、中国的中天威（谐音），***的晶芯的核，晶芯最近也在采用RISC-V的一些技术。为什么呢？因为在这个领域当中越靠边缘建立生态环境越容易，不需要建立像安卓这样的生态环境。我想大家都可以想象到，如果现在做一个自己的芯片，做一款手机，这个事情可能比你想想的难度要大的多，因为很难跨越整个手机的生态环境。但是做一个传感网的边缘节点用处理器难度小的多。

边缘计算未来会让半导体厂商在这个领域做更多的投入，因为人工智能催生出很多的运算机会，不是百分之百在云端，而是说要拿出一部分，可能10%或者是20%，甚至30%等等，一些计算的能力要放到边缘，这个边缘可能在传感节点，也可能在边缘路由器，不知道在哪个位置，但是一定要放一些计算，因为功耗和实时性，在这个领域需要一些特殊的处理器和计算机制，未来半导体产业在这方面也会做更多的投入和研究。

什么是边缘计算？引用美国韦恩大学施巍松教授一篇论文上有一个定义，Edge Computing是一种赋能技术，计算在网络的边缘可以完成，数据下行也可以，也可以让数据上行，平衡整个IoT的服务。GE是全世界工业物联网的倡导者，现在德国有工业4.0，最早在美国倡导工业物联网的是GE，GE定义Edge是一些以工业的机器、控制器，以及各种sensons。（PPT）这张图有更多的描述，更多计算的节点机会可能是在边缘。

举一个设备，是我周末到香港电子展看到的，实际上是一家硅谷的创业公司，有几个创始人，其中我认识一个创始人，他做了的是VSLAM的定位和地图构造，实际上是一个3D的定位和地图构造的一个智能硬件，是一个小装置，可以看到一个小装置，实际上只有手掌这么大，里面的硬件两个摄像头，这个装置实际上用的是英特尔Real Sense技术，其实英特尔也做了一个开发装置，它比英特尔好在哪？就是可以提供边缘计算，它里面有处理器，在这个装置当中，可以设置这个节点自己去做一些计算的功能，来感知到你在一个三维动画空间实际的位置，这是它这个产品的好处。    刚才讲的是关于半导体产业，现在往上走，讲一下云，IoT一定是离不开云。过去几年IoT有一个应用的领域，是已经在逐渐成熟的，这个领域就是IoT的云平台。我们知道云计算有三类，第一类是软件即服务；第二了就是PaaS，第三是架构是服务，IoT应该是一个PaaS平台，服务的一个形体，提供所有的Device，通过云端进入互联网，提供这样的管理。类似于这样的平台，中国也有不少的企业在做，美国也有一些专业的，原来从事互联网云平台的一些公司在做。过去我看到的情况是创业公司基本上退出了，中小公司基本上退出了，剩下大公司了。

比如说我们看到了一些巨头，今天可以看到阿里、亚马逊、IBM，如果今天看它们的云计算大会，每次都在讨论IoT，一定都在说他们的服务提供IoT的服务，为什么它感兴趣？因为IoT可以提供更多的机会，更多的数据。拿到更多的数据，未来才可能产生更多的人工智能的机会。

除了个别的，比如说GE有一个Predix，阿里、百度，它们应该是在第一个环节，它们已经是全世界最大的互联网公司了，它们也是全世界的云计算公司，这几家应该在上面，但是我很担心这些小一点的公司，除非有很多钱去匝，比如说广州机智云创业公司，因为我看到美国的几家创业公司，比如说thing worx，Facebook收购一家公司，以前上课的时候还在用，结果那些公司该关门的已经关门了，该收购的已经被收购了。除了云计算公司，另外还有IT公司，它们也在做，有一本书《Enterprise IoT》叫企业的IoT，做企业的解决方案，把企业需要的服务、云计算包括了，最后到亚马逊租用一些共有云的设备，但是所有的平台服务全部都能提供。

未来，IoT的云最有可能发展的机会在哪里呢？会产生大的数据应用场景当中，有三个领域是未来发展最快的，比如说智能汽车，因为一辆汽车会产生非常大的数据，如果真正的跑起来，现在还不具备跑起来的可能。另外就是智慧城市，人脸识别，还有城市的监控系统，还有地铁。我们的手机全部都是可以支付，马上扫描检票。以及智能制造。未来这个领域是IoT、云计算发展最快的一个机会。

为了抢占IoT的云平台，很多云计算的公司或者是互联网公司现在开始在操作系统这个领域兴风作浪，这个领域原来不是他擅长的，或者说不是他来玩的，这种领域应该是像风河这样的公司来做的，但是这几年，我们会看到非常有趣的事情，谷歌也来做物联网操作系统，阿里也来做，当然像ARM这种芯片公司也希望来主导这个市场，亚马逊也来了，它是用了FreeRTOS。

越来越多的人来到这个领域，为什么做这个事情？有没有钱可以赚？互联网抢占入口，我曾经听到一家芯片公司来跟我讲，问我有什么建议，因为我关注物联网操作系统是从2014年开始，到现在大概4-5年，在国内应该是最早的写第一篇文章，出第一本书跟物联网OS相关的。

芯片公司问我怎么看阿里云的操作系统，我说你有什么问题吗？他说我们在合作，我们想接入阿里云，但是他们一定要我们用阿里OS在我们的MCU上。因为它希望所有的MCU里面都装上它的操作系统，如果装了它的操作系统，未来都指向阿里云，因为装了它的操作系统不会上到别人家的云。如果只让你的设备连它的云，可能未来这个设备会用百度的云，用亚马逊的云都有可能，所以希望绑定它的操作系统。我想应该是这样的意思，通过绑定的方式，更加精准的让你们一套解决方案都用一家的操作系统，这是阿里的意思。所有基于ARM的芯片都可以用 Ail OS系统接入。

物联网操作系统发展历史，起源于传感网的操作系统。从2014年开始，所有国外媒体也是从2014年开始大量的报告有一个IoT的OS，有Micosoft OS，到2017之后，逐个每一年都会有2-3个的产品出现。

我们看一下IoT的操作系统在哪里？现在它还没有什么市场。大概2014年左右的数据，还是linux用的最多，其他的还没有到10%，IoT的位置在哪里？现在还没有非常好的市场空间让IoT的操作系统放。

2016年的数据，IoT的操作系统还是像linux占大多数，有了一点点IOTOS的操作系统，占几个百分点。这应该是未来的趋势（PPT）。我翻阅过一些学术的资料，包括书籍和杂志、期刊，都没有对IoT有很好的定义。看到微软、安桌、华为的一些定义（PPT），现在来讲，唯一比较学术界的定义是来自于一个IEEE IoT的专刊杂志的期刊（PPT），它的内涵和外联，还不是非常的清晰。

IoT有什么样的应用，Amazon FreeRTOS，这个产品是一个开源的，它的内核还是基于FreeRTOS，加了一些网络的组件，能够提供一个基于适合于MCU的一个IoT的操作系统。

亚马逊在官网上举了一个Honeywell的例子，这个例子当中阐述一个应用的场景，这个应用的场景，物联网操作系统给了它两个非常显著的功能，一个功能就是可以进行在线的升级，因为这是一个采模的装置，另外是用了亚马逊的边缘计算装置，可以让这个设备提供本地的运算能力。

IoT的安全，我的结论是，IoT的安全还是一个任重而道远的一条路，目前的技术发展非常的不完善。我看到的IoT安全，目前在两端，工业界都已经有了一些相应的解决方案，包括芯片和云，我3月份在上海电子展看到有一个Psoc6物联网安全的芯片，这已经是一个成品芯片的方式可以提供的，另外一个就是在云端，亚马逊的云已经提供了非常完善的一套安全装置。在设备和通信两端，尤其是在设备端，IoT的安全目前还处在各家企业都在探索不同的解决方案，在通信协议方面，有信道加密的方式，这些在云端、芯片里面也都会采用。

关于嵌入式和物联网产业技术发展，关于通信，有两个方面，一个是窄带物联网，一个是5G，在过去几年都会有相当快速的发展。看了一个华为的报告，华为预测2023年NB-IoT的市场将会达到42billion USD，NB现在在慢慢的爬坡。5G有一些试验的基站在杭州布置，杭州正在准备建立一个5G基站的实验网络，这个网络可以帮助智能汽车，提供智能汽车的一个实验通道，因为我们知道智能汽车如果真正高速运行起来，需要一个大的高速的通信链路。5G通道出来，杭州智能汽车实验的线路是有可能的。阿里在杭州的无人汽车的团队最近也在不断的找人，所以我觉得这也是值得期待的。

最后做一个结论，嵌入式的技术发展，过去几年的聚积，特别是半导体、软件，以及通信，这三大支柱方面，今年和明年在技术的层面来讲会有一些突破性的发展，我们已经看到一些好的芯片技术，2018年-2020年，我觉得在IoT的操作系统，以及无线通信的技术，会逐渐的成熟。人工智能会推动处理器技术的发展，可能不会成熟，但是会有许多初创公司拿出一些让你感觉挺有意思的产品出来，但是大量的还不到时候。IoT的安全，在一些基础架构上，就刚才讲的芯片和云端的基础架构上，技术在未来2-3年会比较成熟，但是在应用解决方案上用户能不能接受，我觉得这还是一个问题，最终是否安全还是用户说了算。英文的稿子在我个人的网站上可以拿到（PPT）。