AUTOSAR CP (Classic Platform)平台虽在提升车辆软件的模块化、可重用性、可扩展性以及跨系统集成方面成效显著,有效缩短了开发周期、提升了软件质量、降低了成本,但面对软件定义汽车的巨浪,其仍面临软件复杂度激增、功能快速迭代与开发效率瓶颈等挑战。与此同时,始于2016年Zephyr项目作为近年来发展迅猛的现代化开源嵌入式系统软件平台,以其功能强大、可扩展、安全和高度模块化的架构在嵌入式领域崭露头角。本文深入分析Zephyr的核心架构与成功实践,结合汽车电子应用场景,提出一种在Zephyr RTOS基础上构建兼容AUTOSAR CP的智能车控操作系统的构想,并探讨其技术可行性及所面临的关键挑战,为未来高可靠、高效率、智能化的车控软件平台演进提供新思路。
随着以ChatGPT、Claude、Gemini为代表的大语言模型(Large Language Models, LLM)技术的成熟,人机交互正从“操作式”向“理解式”范式演化。传统对话系统侧重任务执行,而新一代智能体开始展现出拟人化思维与情感表达的潜能。然而,现有系统仍在人格一致性、长期记忆以及低时延交互与深度优化的平衡方面存在关键缺口。本文提出人格智能系统(Personality Intelligence System, PIS),以三层心理学模型(大五人格、三我理论、MBTI)为核心,构建人格的定义–决策–表达一体化机制。系统引入动静分离人格建模与双时域优化机制,在时间维度上实现短期自适应与长期演化的统一;并通过人格记忆网络(Personality Memory Network, PMN)整合短期上下文、长期事实与知识图谱,实现人格状态的可解释更新。输出层采用一致性锚定(Consistency Anchoring)机制,在人格、语义与情感维度上保持输出稳定性。本文进一步给出人格状态更新的数学形式、收敛条件及学习机制分析,证明系统在收缩映射假设下的人格演化具有稳定性。研究结果表明,PIS能在认知与情感层面实现人格的连续表达,为虚拟伴侣、教育辅导与心理健康支持等领域提供理论支撑。原型系统与相关数据集将于后续公开,以促进人格智能的开放研究。
为解决传统短距无线技术在智能汽车、工业控制等场景下面临的高时延与低可靠性问题,即“确定性鸿沟”,本文对新一代星闪(NearLink)无线通信技术进行了系统性分析。文章首先剖析了星闪为实现确定性通信所采用的核心技术,包括其集中式调度机制、SLB (SparkLink Basic)/SLE (SparkLink Low Energy)双模接入架构以及集成了Polar码和HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest)机制的物理层设计。分析结果表明,星闪通过上述设计,在关键性能上取得了显著提升,其空口时延低于20 µs,传输可靠性高于99.999%,峰值速率可达920 Mbps。目前,星闪技术已在消费电子、汽车电子、工业控制等领域得到初步商业应用,相关产业链与生态系统正在构建中。本文认为,星闪技术为需要精密同步和高可靠性交互的应用场景提供了有效的解决方案,标志着短距无线通信正从“尽力而为”的模式向着提供可预测服务的方向发展,具备较好的应用前景。
随着物联网技术发展,智能家居、工业互联等场景对无线通信提出低延迟、高可靠、多设备连接和低功耗的要求。星闪(SLE)作为我国自主研发的短距无线技术,为物联网碎片化连接提供了解决方案。本文基于海思Hi3863芯片设计多模星闪网关系统,实现星闪与Wi-Fi异构网络的互联,构建边缘数据枢纽。本文首先分析了多模网关的需求,提出了以Hi3863为主控、集成了星闪与Wi-Fi通信模组的硬件架构。系统采用分层软件设计,底层基于LiteOS操作系统抽象层进行任务调度与资源管理;中间层分别实现了星闪协议栈的设备发现、连接管理、数据传输功能,以及基于LWIP的Wi-Fi TCP/IP通信功能;应用层核心设计了一个智能数据转发引擎,通过解析数据包中的网络与设备标识,实现星闪网络与Wi-Fi网络间数据的无缝转换与可靠转发。测试结果表明,本系统能够稳定维护多个星闪设备与Wi-Fi客户端的并发连接,成功实现了跨异构网络的数据透传,有效验证了基于Hi3863构建低成本、高性能多模星闪网关系统的可行性。
CCF嵌入式系统专业委员会成立于1979年,作为CCF旗下立足于嵌入式系统技术领域的专业平台,专委以“聚焦价值、追求卓越、服务社会”为宗旨,致力于服务嵌入式计算与系统技术的推动发展和领域专业人才的培养,期望为国内外嵌入式系统及相关领域的专家、学者、工程师、技术管理者和研究生提供学术研讨和技术交流平台,推动“政产学研用”合作,引领技术进步、支撑产业发展。相关技术领域全面覆盖嵌入式微处理器、系统芯片及智能微系统、嵌入式系统设计、嵌入式软件工程、嵌入式系统应用技术等专业方向,以及可信嵌入式计算、开源嵌入式软硬件、物联网技术、信息物理融合系统等前沿领域。
云边端协同计算作为应对数据爆炸与实时智能需求的关键架构,通过将计算任务合理分布于终端、边缘与云端,有效缓解了传统云计算在高时延、带宽压力和隐私安全等方面的瓶颈。文章系统梳理了云边端协同计算与智能的国内外研究进展,重点从云边端协同计算框架构建与分布式智能实现两个维度展开分析,总结了包括任务卸载、资源调度、多模态感知、联邦学习等关键技术路径。文章进一步展望了未来发展趋势,指出算力网络化、边缘智能化、绿色计算与内生安全将成为推动云边端协同走向纵深的核心方向,为我国构建高效、可信、可持续的协同智能基础设施提供理论参考。
随着人工智能技术与嵌入式硬件的快速发展,嵌入式人工智能系统(如移动机器人、自动驾驶汽车和星载无人机)在工业自动化、交通运输和航空航天等关键领域变得越来越重要。作为集成CPU、GPU、NPU等多种异构处理器单元的智能实时系统,其核心任务是通过计算密集型的深度神经网络(DNN)实现环境感知、决策控制等复杂功能,同时面临严格的时间约束与资源瓶颈。文章从网络模型在嵌入式系统加速推理优化的角度,将围绕DNN模型轻量化、推理加速优化与动态任务调度三个方面,详细分析嵌入式智能系统的国内外研究现状。
嵌入式中间件与软总线作为现代分布式系统的核心基础设施,对于降低系统开发复杂度、实现异构环境互操作至关重要。文章系统梳理了应用服务器、远程过程调用(RPC)、消息中间件、容器编排平台等主流中间件以及新兴软总线技术的发展脉络。通过从系统完整性、环境适配性、对分布式架构与大模型等新兴技术的支撑性三个维度进行深入对比,揭示了国内外技术方案的差异化格局。研究发现,国际中间件凭借成熟的生态与标准化设计在系统完整性上具备优势,而国内中间件在国产化浪潮驱动下,依托云原生架构实现了跨越式发展,尤其在服务治理、本土软硬件生态适配及新兴场景应用方面形成了独特竞争力。展望未来,嵌入式中间件与软总线技术正朝着系统完整性更高、适配性更强,并与云原生、人工智能等前沿技术深度融合的方向演进,将成为构筑智能制造、智慧城市等未来应用场景的泛在连接与智能协同的核心技术底座。
嵌入式网络正处于由“万物互联”向“万物智联”演进的关键阶段,对低时延、高可靠与异构融合提出了更高要求。最近,国际研究聚焦于体系架构创新与范式重塑,如太赫兹通信及时间敏感网络调度优化;国内研究则更强调工程可行性与系统集成,例如5G-A与TSN异构融合、自主短距协议星闪、WiFi智能感知及RFID精确定位等方面取得进展。未来,嵌入式网络将沿着“通信–感知–计算–智能”一体化等方向演进,为工业、车载与智慧城市等场景提供确定性与智能化的网络支撑。
嵌入式系统作为针对各类特定用途的计算平台,已被广泛应用到航空航天、轨道交通、汽车电子以及智慧城市等领域。随着嵌入式系统复杂度增加,传统嵌入式软件语言及开发面临性能瓶颈、资源受限、安全要求严苛及开发效率低下等多重挑战。传统嵌入式软件语言内存管理机制复杂不仅提高了学习门槛,也增加了维护难度。嵌入式软件开发层次多、复杂性高、软硬件耦合紧密导致上市时间长难以快速迭代。近年来兴起的新型嵌入式开发语言、低代码平台、智能开发辅助工具以及虚拟仿真平台有效提升了嵌入式开发效率。文章将围绕这些新兴的嵌入式软件语言和开发范式,综述国内外研究现状与发展趋势,为嵌入式软件开发提供参考。
随着信息技术的迅速发展,嵌入式系统已由传统的单一功能控制器演进为支撑物联网、工业互联网、智能汽车和消费电子等领域的核心计算平台。嵌入式操作系统(Embedded Operating System, EOS)作为嵌入式设备的基础软件,在资源调度、安全隔离和智能协同方面发挥着关键作用,其性能、可靠性与安全性直接影响系统的实时性、能效与可信度。文章系统梳理了嵌入式操作系统的研究现状与发展趋势。从安全架构、漏洞防御、模糊测试、形式化验证等方面总结了国内外在嵌入式系统安全技术方面的主要进展;从调度优化、能效管理、内存与缓存协同设计等角度分析了性能优化的关键技术;在文件系统层面,归纳了面向资源受限设备的高效文件管理与闪存优化方案;最后,从智能化、泛在化及基于Rust语言的安全可扩展方向,探讨了嵌入式操作系统未来的发展趋势。研究表明,嵌入式操作系统正由传统的“轻量与实时”逐步迈向“安全、智能与泛在”的新阶段,成为万物互联时代的关键基础软件。
嵌入式系统作为信息技术的神经末梢,经历了从1971年微处理器出现到半个世纪的演进,形成了硬件中心、RTOS支撑、SoC集成、AI边缘等多阶段发展。文章系统阐述了嵌入式系统体系架构的研究现状与发展趋势,回顾了国外从Apollo制导计算机到现代AI异构平台的演进历程,梳理了国内自80年代引进模仿到近年来鸿蒙微内核、RISC‑V和边缘AI的自主创新路径,对比了中外在技术起步、生态成熟度和创新模式上的差异,最后展望了异构计算、微内核模块化、边缘智能和分布式协同等未来发展方向,指出嵌入式架构将向高性能、安全、可扩展和智能协同演进。
嵌入式(计算机)系统是计算机技术演化中形成的一个重要分支,是赋予“万物”与环境进行感知、交互、互联与协同能力的技术基石。其技术体系高度综合,不仅具有与通用计算技术同样完整的技术体系和范式,还呈现出内涵持续演化、软硬件形态多元、技术路径丰富、应用领域广泛等诸多特征。从知识与技术体系看,嵌入式计算与系统覆盖了计算机科学与工程、软件工程、自动化与电气工程等多个信息学科,同时又与航空航天、工业制造、交通运输、电力电网、智能家居、医疗电子等广泛应用领域紧密交叉融合。由此,嵌入式系统已经成为融通信息与物理世界,构建新型具身智能机器人等新型智能体与虚实融合空间的重要载体和底座,是新数智化时代全球科技创新、产业变革发展的强大驱动力。