嵌入式系統
Embedded Computer
定義
- 核心定義：專為執行特定 功能、任務 設計的專用電腦系統，通常隱藏在更大型的 機械、電子設備 中，作為負責 控制、運算 的核心大腦。
- 專屬定位：有別於多功能的通用電腦，它捨棄了不必要的功能，將資源集中於滿足 單一、少數 特定應用需求。
- 系統組成：通常包含 中央處理器、記憶體、輸入輸出介面，並搭載專屬的作業系統 (如：即時作業系統)。
- 軟硬整合：高度整合 硬體、軟體，將 微處理器、周邊設備 無縫結合，確保系統能即時且穩定地運作。
核心概念
- 即時性：具備即時處理能力，快速回應外部訊號。
- 穩定性：為追求系統穩定，技術規格的迭代通常比消費性電子慢 (1~2) 年。設計必須強固，能在極端環境下長時間穩定運作。
- 客製、強固：具備高度 客製化、強固 設計，如：採用無風扇散熱系統、支援寬溫運作，甚至需具備 IP65 等級的防塵防水能力，以抵抗現場的 粉塵、潮濕、化學氣體。
- 資源受限：在有限的 運算資源、記憶體、功耗 下執行。
應用
- 工業自動化：工廠產線機台控制、自動化設備。
- 交通運輸：車載系統、交通號誌控制。
- 醫療設備：醫療儀器、生理監測系統。
- 智慧城市：環境監控、智慧電網。
補充背景
- 產業地位：為物聯網 (IoT) 架構中的底層核心運算單元。
- 發展演進：隨著晶片效能提升，逐步具備邊緣運算 (Edge AI) 能力。
- Edge AI 應用：直接在資料產生的邊緣端 (地端，如：機器人、工廠檢測機台、醫院儀器 內) 進行 AI 推論、即時運算。
- 即時反應：物理 AI 時代下，機器需與真實世界互動，設備必須即時感知環境並做出反應，無暇等待網路來回傳輸。
- 隱私安全：將運算留在地端，可確保 工廠機密製程數據、病患隱私 的絕對安全性。
- 減輕負荷：將龐大的即時影像辨識 (如：AOI 檢測) 留在產線邊緣端進行初步過濾，可大幅減輕雲端伺服器的 運算、儲存 負荷。