信息时代，人们和外界接触靠的是传感器和通信系统。这些传感器大部分是微博、毫米吧或THz频段上的。无线通信、雷达、计算机视觉在军事、工业、科学和医疗应用中越来越重要。
在未来的传感器和通信系统中，混合信号和模拟电路性能必须有所突破，这些电路必须具有低噪声、高灵敏度、低功耗等特性，同时还能确保操作方便。为了保障这些应用，需要把传感器、通信系统和处理器集成在一块芯片上。研究人员会遇到材料、设备、器件、电路、集成和封装、架构与算法上的问题。
新一代传感器和通信系统具有以下特点
灵活性：可重新配置、自适应、多功能、多模式、自校准的传感器；
超线性通信：可实现高调制格式和用于IoT的集成通信组件，以及分布式传感系统，可实现高线性上/下转换的超低功耗，高数据速率，长距离传感器通信。
在传统的计算和网络中，对称多处理器的集中式计算系统仍起着关键作用，而对称多处理器的内存一致性限制了处理器的使用数量。分布式系统因其不需要内存一致性，因此能使用更多数量的处理器。于是，未来的系统必将是基于分布式架构的。
分布式架构包括计算、内存、存储、传感器和执行器在内的资源及整个系统，并用各种网络架构和技术进行连接。由于应用程序的执行必须访问这些联网资源，所以计算成本众通信的成本位系统性能和效率的重要因素。于是在分布式计算和网络中必须对终端用户的应用程序的通信进行改进，降低其成本和延迟，增加其贷款。
基于物理延迟和能耗的约束，改进通信面临着以下挑战：
系统性能、效率和适用性：多个异构层的大系统实现可扩展性并提高效率。在计算、存储和网络方面实现性能、能耗的改进；
网络和通信：分布式系统需要系统层级的各个层次的高效通信机制和技术，从片上通信到数据中心之间的广域网。体系结构、协议、算法和系统，以支持大于10倍的功率效率和有线及无线通信的延迟。提高数据中心及互联和网络的可扩展性，减少延迟和能耗。自由化和弹性网络，可重构互连结构及高速、安全的数据链路。
系统管理：分布式系统管理有很多方面。必须对系统进行监控以进行正确的操作，并且对其进行调整和优化，以实现必要的性能和服务质量。数据的安全和隐私必须得以监控、管理和保障。必须合理规划、监控和调整工作负载。
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