在嵌入式开发中，微控制器(MCU)正日益推进终端智能。那么，未来十年，我们对MCU有什么期待呢？我们确定了七个关键预测，这些芯片将如何通过日益复杂的应用进一步改变我们的生活。

 

作为每台电脑和智能手机的核心，微处理器一直是嵌入式系统中勤劳、低功耗的微控制器的更智能、更快速的表亲。

 

然而，随着设计人员利用片上系统组件在“边缘”采用机器学习(ML)算法的能力，这种默默无闻的微控制器现在获得了新的尊重，这意味着在本地靠近数据源，而不是在“云中”。

 

微控制器最近在诸如工业设备的预测性维护和消费产品的语音处理等杂务方面表现出色。在边缘使用微控制器可以快速产生结果，并消除系统将数据发送到耗电数据中心进行处理的需要。这种系统也不需要专门的应用处理器，比如用于导航的自动驾驶汽车或用于监控的无人机。这是因为在嵌入式开发中今天的微控制器足够复杂，可以在小功率预算下运行ML模型。

 

微控制器目前的优势只是一个新趋势的开始，这种趋势是更低成本、更低功耗的微控制器，将人工智能和机器学习内置于传感器中——例如可以区分玻璃窗破碎声和婴儿啼哭声的智能加速度计。

 

边缘的微控制器降低了能耗，消除了将数据发送到高能耗数据中心进行处理的延迟。事实上，今天复杂的微控制器有时可以取代物理设备中更昂贵的专用应用处理器。

 

与传统的计算机学习模型不同，ML模型是针对特定情况的特定数据集进行训练的。一旦这些数据被捕获，运行在边缘设备中支持ML的控制器内的模型可以实时识别输入，分析输入，并决定结果。

未来十年MCU应用趋势：我们的预测

以下是对未来十年在嵌入式开发中我们可能看到的越来越复杂的MCU应用的七个预测。所描述的应用和模型只是一个开始，但它们指出了MCU改善我们生活的潜力：

 

交通：相机中的嵌入式MCU可以收集视觉数据，用于分析交通模式以优化公共交通路线，还可以收集数据点以支持自动车辆导航。可以部署大量智能MCU来实时监控城市的基础设施和交通状况。这些数据可以用来预测事故发生的可能性，并在事故发生前向相关方发出警报。它们还可以用于根据历史数据确定最佳交通模式，然后将特定车辆发送到最有效的路线上，同时避免拥堵和其他道路危险。

 

物流：海运集装箱中的MCU可以基于关于该港口的典型运输时间的历史数据来学习预测下一批货物将何时到达其最终目的地；如果它检测到数据流中的异常，它将发出警报，通知卡车运输公司、分销商、批发商和零售商。

 

医疗保健：MCU可以用于人体，以创建一个可以警告潜在健康问题的网络。他们甚至可以用药。

 

建筑自动化：由于嵌入式MCU，建筑物中的智能建筑材料可以监控结构完整性，帮助人类检查员进行例行检查，或在地震等灾难发生后帮助紧急救援人员。在嵌入式开发中可以使用嵌入式微控制器来完成监控，这些微控制器可以收集数据，如GPS位置、加速度计数据、温度和湿度、金属物体的弯曲、检测混凝土墙裂缝的紫外线强度，或者检测建筑物周围管道泄漏的压力传感器。

 

智能家居：微控制器在家用电器和家庭自动化应用中已经很常见，可能不再需要从中央控制或数据中心发送和接收命令。相反，他们可以在从联网设备中的传感器收集数据后，自己生成命令。

 

基础设施：微控制器将用于监控电力线和其他公用基础设施，以便在异常情况导致灾难性破坏之前发现它们。例如，在最近的飓风Ida等重大风暴后进行自动检查，或者对电力变压器产生的火花发出警报，这些火花可能会在干旱地区引发野火。

 

工业：微控制器可以用来优化工厂操作流程。例如，MCU可以实时监控工业设备的性能，并调整该设备的运行参数，以提高产品质量并减少浪费。

 

在接下来的几年里，工程师们将设计出能够适应这种新能力的系统和结构。支持这些趋势的MCU硬件的改进令人兴奋，但如果没有保护整个数据流以保存敏感信息的安全性，这种改进将是不切实际的。强大的安全技术对于保护从核心到终端的任务关键型部署至关重要。

当然，物联网(IoT)等技术已经在边缘处理中使用了微控制器，改变了创新格局。半导体公司面临的持续挑战是使MCU芯片能够处理更复杂的ML算法，同时继续缩小硬件尺寸和功耗，这是当前的趋势，然而我们只是开始。由于灵活、小巧、廉价和集成，在嵌入式开发中MCU将在未来几年继续推进终端智能。