機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用

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1、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)中的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)ZhaoLianZhengShandongUniversityofScienceandTechnologyInformationandSciencesQingdao,China185948214@qq.comAbstract—Thispaperintroducestheconceptsandcharacteristicsofembeddedsystems,reviewtheapplicationofmachinelearningtechnology-relatedtechnologyinembeddedsystems.Tounderstandthestatu

2、softheapplicationofmachinelearningtechnologyinembeddedsystemsbasedontheproposeddevelopmenttrendofembeddedsystemsbasedonmachinelearningtechniques.Keywords-embedded;machinelearning;techniquesI.引言以嵌入式計(jì)算機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)(EmbeddedSystem)是繼IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，又一個(gè)新的技術(shù)發(fā)展方向，它以其強(qiáng)大而靈活的可應(yīng)用性得到了計(jì)算機(jī)、通信和信息等產(chǎn)業(yè)的廣泛認(rèn)可，已被廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制、交通管

3、理、信息家電、家庭智能管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)、環(huán)境監(jiān)測和機(jī)器人控制等領(lǐng)域[1]。嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)與發(fā)展將真正實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的“無處不在”機(jī)器學(xué)習(xí)(MachineLearning)是研究計(jì)算機(jī)怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，以獲取新的知識(shí)或技能，重新組織已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使計(jì)算機(jī)具有智能的根本途徑，其應(yīng)用遍及人工智能的各個(gè)領(lǐng)域，它主要使用歸納、綜合而不是演繹[2]。II.嵌入式系統(tǒng)A.嵌入式系統(tǒng)的定義及其特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)（Embeddedsystem），是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，根據(jù)英國電器工程師協(xié)會(huì)（U.K.In

4、stitutionofElectricalEngineer）的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備。與個(gè)人計(jì)算機(jī)這樣的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。由于嵌入式系統(tǒng)只針對(duì)一項(xiàng)特殊的任務(wù)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)λM(jìn)行優(yōu)化，減小尺寸降低成本。嵌入式系統(tǒng)通常進(jìn)行大量生產(chǎn)，所以單個(gè)的成本節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進(jìn)行成百上千的放大[3]。嵌入式系統(tǒng)的核心是由一個(gè)或幾個(gè)預(yù)先編程好以用來執(zhí)行少數(shù)幾項(xiàng)任務(wù)的微處理器或者單片機(jī)組成。與通用計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)行用戶選擇的軟件不同，嵌入式系統(tǒng)上的軟件通常是暫時(shí)不變的；所以經(jīng)常稱為“固件”[4]。國內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入

5、式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[5]。嵌入式系統(tǒng)從應(yīng)用角度出發(fā)，它是20世紀(jì)70年代以后計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)分支，以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟、硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等方面有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。簡單的說，嵌入式系統(tǒng)是嵌入到目標(biāo)體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[6]。嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式軟件操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序4部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他外部設(shè)備控制以及網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換等功能[7]。針對(duì)于某種特定的應(yīng)用需求，嵌入式系統(tǒng)嵌

6、入到對(duì)象軟硬件體系中,從而實(shí)現(xiàn)其對(duì)應(yīng)的功能[8]。嵌入式系統(tǒng)與普通的PC系統(tǒng)相比主要具有以下特點(diǎn)：(1)嵌入式系統(tǒng)功耗低，體積小，專用性強(qiáng)。嵌入式CPU工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，能夠把PC中許多板卡完成的任務(wù)集成到芯片內(nèi)部，有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的小型化[9]。(2)嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般固化在存儲(chǔ)芯片或單片機(jī)本身中，以提高實(shí)行速度與系統(tǒng)可靠性。硬軟件都必須高效設(shè)計(jì)，系統(tǒng)要精簡，對(duì)軟件代碼質(zhì)量要求很高。操作系統(tǒng)一般和軟件集成在一起。(3)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境[10]。I.機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)A.機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)簡介及特點(diǎn)機(jī)器學(xué)習(xí)是一門研究機(jī)器獲取新知識(shí)和新技能，并識(shí)別現(xiàn)有知

7、識(shí)的學(xué)問。機(jī)器學(xué)習(xí)是計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能中非常重要的一個(gè)研究領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)不但在計(jì)算機(jī)科學(xué)的眾多領(lǐng)域中大顯身手，而且成為一些交叉學(xué)科的重要支撐技術(shù)[11]。機(jī)器學(xué)習(xí)在人工智能的研究中具有十分重要的地位。一個(gè)不具有學(xué)習(xí)能力的智能系統(tǒng)難以稱得上是一個(gè)真正的智能系統(tǒng)[12]。計(jì)算機(jī)是是如何進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)的呢？通俗來說，計(jì)算機(jī)程序是隨著經(jīng)驗(yàn)積累自動(dòng)提高性能[13]，更深層來說就是計(jì)算機(jī)是如何通過修改代碼來發(fā)展出自己新的功能，從而變得獨(dú)立而強(qiáng)大