嵌入式電腦可廣泛歸納為具有專用功能的電腦，此功能以實體方式實作於大型系統中。它們有各種不同的形狀和尺寸，因此您可以將它們應用於各種應用，從控制和監控自動化生產線到管理大眾運輸的巴士監控攝影機。此外，由於其專用性質，工程師可以優化特定配置，以降低硬體要求和可程式設計軟體。隨著科技的不斷進步，這些嵌入式電腦正變得越來越智慧且複雜，在推動物聯網發展和促進人機連接方面發揮著關鍵作用。
現今，幾乎所有東西都運行於嵌入式電腦，從汽水販賣機到汽車系統。據估計，到 2025 年底，嵌入式運算市場將達到 1,057 億美元的規模，較 2017 年的 689 億美元增長驚人。[1]
全球的汽水販賣機皆使用嵌入式電腦系統來協助管理庫存數量並即時監控溫度，全天候提供冰涼的飲料
嵌入式電腦的特性
儘管嵌入式電腦涵蓋了廣泛的專用系統，但它們之間存在共同的特性，這些特性為在許多運算條件下表現出色提供了有利優勢：
- 小巧的外形尺寸，透過焊接元件和 SoC 設計，減少了元件的複雜性，使其能夠應用於狹窄的空間和堅固耐用的部署環境。
- 被動式散熱透過熱導管和散熱片，無需使用機械風扇，避免內部元件暴露於灰塵和碎屑。大多數嵌入式電腦結合了低熱設計功耗 (TDP) 元件和被動式散熱設計；這種組合是嵌入式運算的一個關鍵特性，有助於散發元件產生的有害熱量。這種設計使嵌入式運算在溫度可能無法控制的惡劣應用中變得可行。深入了解嵌入式工業運算中被動式和主動式散熱方法的差異。
- 堅固耐用的設計特色，支援寬廣的操作溫度、寬電壓，並具備抗震抗振能力。這些功能對於確保產品的壽命和穩定性、將故障點降至最低至關重要。寬廣的操作溫度範圍使其能夠部署在無法控制溫度的室外環境中，而寬電壓保護對於會遇到電壓突波的環境是必需的。此外，抗震抗振對於車載應用至關重要，特別是在可靠性是必需的關鍵任務服務中。
- 低維護與高可靠性對於嵌入式電腦至關重要，這就是為什麼它們依賴無風扇和無纜線設計來最大限度地減少移動元件的數量。這些特定類型的設計降低了在可能存在衝擊和振動元件的惡劣應用中損壞元件的風險。此外，一些工業應用要求系統持續運行，因為維修或停機可能對製造過程造成損害；因此，對能夠提供長期可靠性和 24/7 功能的嵌入式電腦產生了需求。
- 嵌入式電腦的專用性質使其能夠利用客製化軟體來最小化硬體需求。例如，微軟 提供專為嵌入式和物聯網應用設計的 Windows 版本（Win 10 IoT）。Windows 10 IoT 具有實用的開發人員工具和豐富的支援，簡化了流程，讓您可以打造自己的物聯網願景。
- 低功耗透過更節能的處理器，減少內部元件產生的熱量。例如，Intel 提供一系列多核心 SoC 行動處理器，其特色是具有節能處理能力和低功耗。這消除了對風扇和移動元件的需求，從而降低了功耗，以實現整體更低的成本。深入了解單晶片系統 (SoC) 與插槽式處理器的差異。
- 物聯網 (IoT) 將成為嵌入式系統主要參與者的基石，這些參與者正在尋求利用人工智慧、機器學習和邊緣運算來改造其產品。物聯網生態系統將其收集的感測資料與嵌入式電腦的處理能力結合，在此進行分析並用於可執行的結果。物聯網鼓勵公司提高生產力並重新思考其業務方法。
安全監控技術採用嵌入式電腦，利用臉部辨識追蹤人員，並透過機器學習分析即時辨識個體。
嵌入式電腦與一般電腦
嵌入式電腦與一般電腦之間的主要區別在於其設計理念。嵌入式電腦是任務專用的，旨在以盡可能高的效率完成單一任務，幾乎無需人工互動。它們的專用性質利用輕量級軟體和板載 ASICS（特定應用積體電路）來最大限度地降低硬體成本和功耗。由於它們用於多種環境，因此其設計方法將取決於它們的使用地點。大多數嵌入式電腦都採用插槽式或 SoC CPU 設計，以平衡所需的最佳功耗和效能。在需要更高效能的情況下，使用插槽式 CPU 設計會是理想的選擇。但如果您需要效能較低但功能更強的設備，SoC 晶片就足夠了。
相較於嵌入式電腦，一般電腦的決定性特徵是其多功能性。它們可以進行任何類型的程式設計，因此應用更加靈活。這更適用於辦公室或家庭的日常應用。
嵌入式電腦系統的類別與分類方式？
- 即時嵌入式電腦為關鍵情況提供快速響應，並持續對系統環境的變化做出反應。這些系統採用高品質硬體，以最大程度地減少任何潛在的故障點，因為它們不能停機維修，且必須為了安全原因保持運行。現今，對於火車號誌、海底維護和航空航太導航等應用，即時嵌入式系統的需求量很大。
- 網路嵌入式電腦依賴連接的網路來執行其指定的任務。網路可以是區域網路或廣域網路，連接可以是無線或有線。最主要的應用是在辦公室安全系統中，這些系統連接不同的感測器和控制器以發揮功能。
- 行動嵌入式電腦旨在實現行動連線，因此它們的資源（例如記憶體）非常有限。由於其緊湊的尺寸，它們用於智慧型手機和數位相機。
- 堅固耐用的嵌入式電腦是緊湊、功能強大的系統，專為承受最惡劣的環境和極端溫度而設計。這些小型、堅固耐用的系統是關鍵任務應用（例如病患監護和軍事防禦）的理想解決方案。
Premio 堅固型嵌入式電腦配備各種串行 I/O 埠，支援傳統設備，並採用專利鋁製機殼，即使在最惡劣的環境中也能提供全面防護。
嵌入式電腦最受歡迎的應用？
嵌入式電腦已成為我們生活中不可或缺的一部分，幾乎整合在我們每天使用的所有電子產品中。而且它們只會持續增長，這很大程度上是由物聯網 (IoT) 所推動。其工業級結構賦予它們堅固耐用的優勢，使其能夠應用於企業級應用。
- 安全監控：嵌入式系統可讓您從任何地方透過行動裝置觀看行動 IP 攝影機和感測器提供的完整視覺影像。它們可以安裝在您的家中或大眾運輸服務中。
- 機器視覺：結合工業硬體和訓練有素的軟體，根據圖像感測資料的擷取和分析，為設備提供操作指導。應用範圍從無人製造到協作機器人製造。
- 數位看板：使用 LED 面板、高解析度顯示器和投影機等數位螢幕來顯示資訊內容。最常見的用途是數位廣告。
- 工廠自動化：使用即時運算技術來控制和監控工業製程、設備和機器。生產線上的重複性任務可以輕鬆自動化，透過明確定義的製程運作，將人工互動降至最低。
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交通運輸：嵌入式電腦可在感測器和其他設備之間提供安全可靠的資料傳輸。隨著 5G 連線的出現，資料傳輸速度越來越快且效率更高，允許即時決策，這將有助於自動化交通運輸產業，從航班到汽車。
- 自助服務機與互動式智慧機台：嵌入式電腦和觸控螢幕面板電腦與機台製造商的最終設計整合。特別是在物聯網和邊緣運算分析時代，嵌入式電腦是可靠的機器，已經過測試，能夠承受機台部署的獨特環境。為了提供無縫的客戶驅動體驗，機台製造商將互動式軟體和技術整合到運算、觸控螢幕、智慧感測器和攝影機中。軟體和嵌入式硬體的獨特組合提供了高響應度的機台，有助於即時轉變終端用戶體驗。
此類自助服務機資訊站配備嵌入式電腦和互動式人機介面，幫助人與機器連接以實現更有效率的互動。
[1] https://www.thomasnet.com/insights/5-key-trends-for-embedded-systems-in-2019/
下載嵌入式電腦和工業觸控顯示器解決方案指南
