工作負(fù)載整合正在為工業(yè)自動(dòng)化、車隊(duì)管理、智慧城市等領(lǐng)域的堅(jiān)固優(yōu)勢(shì)服務(wù)的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)軍。換句話說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)始從不同子系統(tǒng)專用于特定應(yīng)用程序的傳統(tǒng)架構(gòu)轉(zhuǎn)向更具可擴(kuò)展性的選項(xiàng)，其中計(jì)算和連接資源正在融合在單個(gè)硬件或計(jì)算平臺(tái)上。

但是，在我們深入研究工作負(fù)載整合如何塑造堅(jiān)固邊緣設(shè)計(jì)之前，讓我們先從什么是堅(jiān)固邊緣以及定義堅(jiān)固邊緣的硬件要求開(kāi)始。此外，為什么在惡劣的環(huán)境中部署物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 設(shè)備并不容易。

隨著邊緣計(jì)算從辦公室和數(shù)據(jù)中心的受控環(huán)境擴(kuò)展到制造和自動(dòng)化中更具挑戰(zhàn)性的條件，邊緣計(jì)算不僅需要從機(jī)械和熱工程的角度進(jìn)行加固，而且還需要在系統(tǒng)級(jí)別提供功能和特性的能力以更靈活的方式。

例如用于車隊(duì)管理的智能交通等移動(dòng)應(yīng)用程序，其中車輛不斷行駛，需要強(qiáng)大的連接性才能通過(guò)無(wú)線鏈路來(lái)回傳遞遙測(cè)數(shù)據(jù)。

然后在偏遠(yuǎn)和崎嶇的地方部署了自助服務(wù)亭。在這里，除了抗沖擊、振動(dòng)和極端溫度之外，戶外信息亭和車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還至關(guān)重要的是工作負(fù)載整合，以正確組合計(jì)算、存儲(chǔ)、連接和 I/O 多樣性的形式，以確保高效和在邊緣進(jìn)行可靠的遠(yuǎn)程管理。

IoT Edge 的工作負(fù)載整合

邊緣計(jì)算現(xiàn)在配備了多核處理器、巨大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和各種 I/O 選項(xiàng)。接下來(lái)，有硬件加速器形式的可擴(kuò)展計(jì)算選項(xiàng)，可降低 CPU 功率并利用以前設(shè)計(jì)人員僅從 GPU 獲得的機(jī)器學(xué)習(xí)功能進(jìn)行推理分析。

因此，負(fù)責(zé)分析數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)行動(dòng)的邊緣節(jié)點(diǎn)必須針對(duì)各種工作負(fù)載優(yōu)化這些資源。由于遠(yuǎn)程應(yīng)用程序缺乏現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持，這種新需求使工作負(fù)載整合成為移動(dòng)和遠(yuǎn)程部署的關(guān)??鍵基礎(chǔ)，這些部署嚴(yán)重依賴關(guān)鍵任務(wù)功能來(lái)確保 24/7 的可靠性。

以RCO-3400堅(jiān)固型邊緣嵌入式計(jì)算機(jī)為例，它為由第 7 代 Intel Core Mobile-U 處理器提供支持的較重工作負(fù)載提供了更高的處理器速度（圖2）。低功耗 BGA 處理器 （Mobile-U） 有助于在這款堅(jiān)固耐用的邊緣嵌入式計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)。RCO-3400 是一款功能強(qiáng)大且結(jié)構(gòu)緊湊的機(jī)器，經(jīng)測(cè)試可承受破壞性環(huán)境因素，如寬溫（-40C 至 70C）、寬電壓和電源保護(hù)（9VDC – 50VDC）以及沖擊和振動(dòng)（5gRMS 振動(dòng)和 50G震驚）。

再加上支持用于高速互連的 PCIe Gen 3 接口和用于易失性緩存的 DDR4 內(nèi)存，嵌入式系統(tǒng)工程師可以在移動(dòng)和遠(yuǎn)程環(huán)境中執(zhí)行數(shù)據(jù)記錄和監(jiān)控、監(jiān)視以及其他物聯(lián)網(wǎng)邊緣應(yīng)用。

另一款工業(yè)邊緣計(jì)算機(jī)VCO-3400有助于工廠和其他工業(yè)環(huán)境中的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用。除了充足的計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量外，這款無(wú)風(fēng)扇視覺(jué)計(jì)算機(jī)還提供多達(dá) 4 個(gè) PCI 擴(kuò)展插槽，此外還支持用于傳統(tǒng)設(shè)備集成的隔離 DIO 和 COM 端口。VCO-3400 專為機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，最關(guān)鍵的 I/O 端口位于前端，用于支持 DIN 導(dǎo)軌。

上述設(shè)計(jì)示例還強(qiáng)調(diào)了一個(gè)事實(shí)，即除了多核處理器和高密度內(nèi)存之外，模塊化 I/O 和擴(kuò)展插槽的靈活性對(duì)于平衡和卸載各種復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)工作負(fù)載具有重要意義。這允許具有最佳端口訪問(wèn)的邊緣計(jì)算機(jī)通過(guò)各種接口和控制能力來(lái)優(yōu)化不同場(chǎng)景的功能。

隨著機(jī)器雙向通信，硬件安全和關(guān)鍵數(shù)據(jù)加密是最重要的挑戰(zhàn)之一。物聯(lián)網(wǎng)安全性在服務(wù)于移動(dòng)和遠(yuǎn)程應(yīng)用的堅(jiān)固邊緣設(shè)計(jì)中尤為重要。在這里， RCO-3400和VCO-3400等堅(jiān)固耐用的邊緣計(jì)算機(jī)提供了實(shí)施可信平臺(tái)模塊 （TPM 2.0） 的選項(xiàng)，這是使用加密密鑰保護(hù)計(jì)算設(shè)備的最新硬件規(guī)范。

TPM 2.0 可防止在啟動(dòng)過(guò)程中記錄和自動(dòng)報(bào)告軟件上傳時(shí)導(dǎo)出身份驗(yàn)證密鑰，以阻止惡意軟件攻擊。

審核編輯：郭婷