遗留系统如何向人工智能与物联网时代扩展

最近，第三代英特尔酷睿处理器正式停产了。这消息在行业内引起了不少讨论——很多人都在问，接下来数字化转型的路该怎么走？

其实，几乎所有行业都在探索如何利用AI、机器学习和物联网这些技术大趋势。这些技术不仅仅是用来提高效率、降低成本那么简单，更重要的是，它们能催生全新的应用、服务和商业模式。问题在于，现实中很多电子系统的服役时间太长了——五年、十年甚至更久。这对OEM和系统集成商来说，意味着想跟上新技术浪潮非常困难。在这个快速迭代的时代，老旧的电子系统反而成了技术和业务更新换代的绊脚石。

工业自动化、医疗设备、测试与测量等领域尤其如此。这些系统多数采用集成化架构设计，工程师想引入最新技术时，往往会碰到兼容性问题——换个新组件，很可能整个系统都要跟着调整。结果就是，每次有组件或子系统停产，整个设计就显得更落后一些。

眼下，围绕第三代英特尔酷睿处理器开发的设备，就正面临这个困境。

话虽如此，AI和物联网带来的好处实在诱人。能收集设备或过程数据，再交给AI实时分析、获得可执行洞察，这已经在实实在在提升业务和运营水平：

在自动化领域，预测性维护减少了设备停机时间，提高了产品良率和产量，供应链更优化，工作场所也更安全。

在医疗保健领域，诊断更精准了，患者护理质量上去了，行政流程简化了，住院总费用也降下来了。

在测试测量领域，测量更准确了，测试周期缩短了，人力资源释放出来了，开支也减少了。

那么，有没有办法在拥抱新技术的同时，还能用上现有的工程投入？答案在于基于COM Express的模块化设计。

COM中的互联智能

COM Express的思路很巧妙：把计算、网络这些核心资源和系统的其他功能彻底分开。它采用双板架构——一块计算模块，一块底层载板。载板可以根据具体应用定制I/O接口，负责计算模块和系统其他部分之间的数据和电力传输。

这样一来，旧的计算模块可以直接替换成集成AI或物联网功能的新模块。趁着第三代酷睿处理器停产这个时机，COM Express已经准备好了第七代酷睿嵌入式处理器这条扩容路径。

第七代酷睿嵌入式处理器基于Kaby Lake架构，最高提供4个核心、4.2GHz的时钟频率，而TDP只有35W。它还集成了不少面向AI和物联网系统的特性：

• 英特尔高级矢量扩展2（A VX2）：为浮点计算提供优化指令，支持256位整数融合乘加操作。这些是高效运行AI和机器学习算法的关键。配合英特尔OpenVINO工具包，可以在第七代酷睿的集成图形单元或Movidius视觉处理单元（VPU）上开发和优化算法。
• 支持高达64GB的2133MHz DDR4内存：这对AI推理来说很重要，因为CPU需要利用宽矢量单元进行高级算术。
• 安全技术：包括英特尔保护技术（IPT）、AES-NI、内存保护扩展（MPX）等，保护启动过程、敏感数据和内存区域，防止网络攻击和软件漏洞。在物联网环境下，它们还能加速加密工作负载，释放主CPU资源，并提供唯一的不可更改的身份用于远程认证。
• Intel vPro：提供虚拟化和远程管理能力，让嵌入式系统像企业服务器一样运行。英特尔虚拟化技术（VT-x）可以帮助对多核设备进行分区，让部分核心运行企业软件更新，同时与其他实时功能保持隔离。vPro还包括远程管理规范，让设备可以通过有线或无线方式安全地监控、升级或修复。

用COM Express连接传统与未来

凌华科技提供10年生命周期支持，对英特尔嵌入式CPU的支持更是长达15年。基于第七代酷睿的Express-KL2和基于第六代酷睿的Express-SL2，可以说是把老设备迁移到AIoT时代的靠谱选择。

特别值得一提的是，COM Express Type 2模块保留了VGA、PATA IDE和PCI兼容的引脚定义，这让它能对接很多已经进入生命周期末端的系统。而且，它原生支持Windows 7、Windows Embedded Standard 7、Windows 8.1和Embedded Linux等操作系统。也就是说，现有的基于COM Express Type 2标准的系统，不需要重新集成载板、计算模块和软件，只需换上Express-SL2或KL2模块，就能用上现代处理器。

图。Express-SL2/KL2的Type 2引脚支持PCI、PATA IDE和VGA等传统接口，只需更换计算模块就能让现有系统迁移到现代性能。

对工程团队来说，如果是从头做新系统设计，COM Express架构的优势很明显。标准化的模块和架构提供了一条直接的升级路径，可以让产品维持并现代化数十年。但对于那些基于集成架构的旧系统，可能需要改造。

在这种情况下，Express-SL2/KL2平台对传统I/O和软件的支持就显得特别重要。凌华科技的设计服务器可以提供BIOS修改、硬件迁移甚至测试支持来帮助改造项目。虽然短期内NRE投入较高，但能重用已有技术、延长设备寿命，这些成本很快就会赚回来。

想在Express-SL2/KL2上进一步提升AI性能的工程师，可以利用英特尔OpenVINO工具包，在第六代和第七代处理器集成图形核心上开发精准的AI推理算法。

如果需要更强的机器学习性能，可以在载板上加装像Movidius X VPU这样的离散AI翻跟斗。这些超低功耗的专用硬件翻跟斗集成了专门的视觉处理核心，可以增强主处理器的AI能力，或者为原本不包含AI兼容主机的COM Express设计提供AI算力。

把翻跟斗安装在载板上，工程师就有了更多选择，也为未来留下了更大的灵活性。

除了第六代和第七代Core处理器，Express-SL2/KL2还支持Intel Xeon和Celeron设备。从0°C到60°C，再到-40°C到+85°C的工作温度范围，加上这么宽的处理器支持，让Express-SL2和-KL2系统能够在性能和功耗之间自由滑动，满足多数自动化、医疗和测试系统的需求。

简化数字化转型

以凌华科技Express-SL2/KL2为代表的解决方案，允许企业升级产品的同时，保留之前的硬件和软件投入。这真的能把老旧系统带入互联智能的新时代。

在医疗设备领域，OEM正在用这些模块升级超声、X射线和内窥镜设备——这些设备对图形和视频编码/解码性能要求越来越高，尤其是在3D成像应用中。在自动化领域，Express-SL2/KL2增强的多核性能和千兆以太网接口，正在支持工业4.0设计，让企业和运营应用程序能运行在同一套硬件上，并能直接访问IP网络。测试测量系统则利用这个平台，为日益复杂的仿真任务提供更强的性能。

可以预见，随着下一代计算、内存和网络技术逐渐集成到先进的SoC中，未来的COM Express技术将继续帮助这些行业的设计人员，最大化利用他们已有的知识产权。

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