解讀全球的嵌入式開發(fā)最新開發(fā)現(xiàn)狀

在硬件制造過程中，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)成為不可或缺的重要一部分。

近日，AspenCore Media 在進(jìn)行嵌入式市場調(diào)查之后，圍繞嵌入式開發(fā)環(huán)境、操作系統(tǒng)、微處理器/微控制器/FPGA 和設(shè)計(jì)工具等層面發(fā)布了《嵌入式開發(fā)現(xiàn)狀》的研究報(bào)告，解讀全球的嵌入式開發(fā)最新開發(fā)現(xiàn)狀。

01

嵌入式開發(fā)環(huán)境

就應(yīng)用而言，嵌入式項(xiàng)目的目標(biāo)范圍很廣，大多數(shù)傾向于工業(yè)自動(dòng)化和儀器儀表、物聯(lián)網(wǎng)、通信和汽車；其中特別關(guān)注性能、連接性、功率效率和信號(hào)處理。

嵌入式項(xiàng)目是針對什么類型的應(yīng)用開發(fā)的

根據(jù)調(diào)查顯示，嵌入式項(xiàng)目開發(fā)中，最緊迫的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是滿足性能規(guī)格、選擇合適的處理器和測試/調(diào)試，以及安全性和電源管理。超過三分之一的嵌入式設(shè)計(jì)包含無線功能，近三分之一的嵌入式設(shè)計(jì)全部或部分致力于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，其中大多數(shù)用于傳感器驅(qū)動(dòng)、工業(yè)或移動(dòng)通信。在安全方面，IP 盜竊、產(chǎn)品篡改和克隆是主要的安全問題，特別是對于大型 OEM 而言。

隨著圍繞人工智能的持續(xù)炒作，今年早些時(shí)候進(jìn)行的一項(xiàng)研究反映了這一點(diǎn)：嵌入式人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)吸引了相當(dāng)多的關(guān)注量，其次是嵌入式視覺和語音功能也是大家關(guān)注的重點(diǎn)。與此同時(shí)，六分之一的受訪者正在從事包含人工智能的嵌入式項(xiàng)目。

嵌入式人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)引起了廣泛關(guān)注

研究中的大多數(shù)嵌入式開發(fā)人員都從事與軟件或硬件相關(guān)的活動(dòng)——無論是編寫、測試、調(diào)試還是共同設(shè)計(jì)或與參與硬件集成。

事實(shí)上，軟件占據(jù)了開發(fā)人力資源的最大份額。同時(shí)，專有代碼重用比例比硬件或 IP 重用更為常見。

硬件和軟件重用正在成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的常態(tài)

對于軟件開發(fā)而言，C 和 C++ 仍然在軟件編程語言中占主導(dǎo)地位。這種對 C 語言的偏好在北美以外地區(qū)和經(jīng)驗(yàn)豐富的嵌入式設(shè)計(jì)人員中尤其明顯，而早期專業(yè)嵌入式開發(fā)人員比他們的老同事更傾向于使用 ADA 或 Java。

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Linux和 FreeRTOS 并列位居嵌入式開發(fā)操作系統(tǒng)榜首

大多數(shù)嵌入式項(xiàng)目都以某種形式依賴于操作系統(tǒng)。

在最流行的操作系統(tǒng)列表中，嵌入式 Linux 和 FreeRTOS 位居榜首，其次是 Ubuntu、Debian、Android 和 RTX，最后是 ThreadX。

此外，業(yè)界對開源或定制專有解決方案的依賴仍然占主導(dǎo)地位：只有十分之四的項(xiàng)目全部或部分使用商業(yè)操作系統(tǒng)。其原因是開發(fā)團(tuán)隊(duì)除了滿足于現(xiàn)有的產(chǎn)品之外，綜合成本、易用性、兼容性、安全性等因素考慮，還希望避免只依賴某一家商業(yè)供應(yīng)商。

流行的嵌入式操作系統(tǒng)

03

多個(gè)團(tuán)隊(duì)經(jīng)常更換處理器品牌或系列

在嵌入式領(lǐng)域，使用多個(gè)處理器是常態(tài)，尤其是在北美設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中。

開發(fā)人員在有限的設(shè)計(jì)周期時(shí)間內(nèi)其實(shí)并不想更換處理器或是增加處理器，然而，近一半的項(xiàng)目涉及使用與以前不同的處理器，以便獲得更豐富的功能，并與具有更好、更清晰的路線圖的供應(yīng)商合作。

四分之一的嵌入式開發(fā)人員往往需要在嵌入式開發(fā)中遷移到截然不同的處理器系列、架構(gòu)或供應(yīng)商的處理器。

更換處理器時(shí)的首要考慮因素

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在嵌入式環(huán)境中更換處理器頻次比以前想象得更為常見。有許多因素需要考慮，最重要的事項(xiàng)（除了所需的性能和適當(dāng)?shù)耐庠O(shè)之外）都與工具和支持生態(tài)系統(tǒng)、強(qiáng)大的軟件支持（包括現(xiàn)有代碼和中間件的可用性）、硬件工具等問題有關(guān)，然后是成本。

數(shù)據(jù)顯示，亞洲開發(fā)團(tuán)隊(duì)比其他地方更敏銳地意識(shí)到和關(guān)注其中的大多數(shù)問題。

有趣的是，處理器供應(yīng)商的品牌在決策過程中起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，意法半導(dǎo)體是最廣為人知的微處理器或微控制器供應(yīng)商（從過去幾年的排名來看，該公司的地位有所提高），其次是 Microchip、德州儀器、英特爾和恩智浦。較大的 OEM 廠商對這些特定供應(yīng)商的認(rèn)知度更高，并且正如預(yù)期的那樣，經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師也更了解這些供應(yīng)商。

處理器供應(yīng)商的品牌在決策過程中起著重要作用

對于專用數(shù)字信號(hào)處理器，嵌入式開發(fā)的很大一部分似乎已經(jīng)不會(huì)在其設(shè)計(jì)中使用 DSP。但在考慮該解決方案的企業(yè)中，最廣泛考慮的是 Microchip 的 dsPIC 和 Analog Devices 的多個(gè)系列（ADSP-21xx、SHARC 和 TigerSHARC）。

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MATLAB 是使用最廣泛的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)工具

盡管基于 FPGA 的原型設(shè)計(jì)和 System C 或其他 HDL 方法已經(jīng)占據(jù)了一定的市場地位，但 MATLAB 仍然是使用最廣泛的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)工具，尤其是在大公司中。

除此之外，LabView 和 Simulink 的使用量較之前有所下降。云集成工具經(jīng)常用于固件更新和管理安全補(bǔ)丁（尤其是在北美）。

MATLAB 仍然是使用最廣泛的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)工具

嵌入式設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用各種軟件和硬件設(shè)計(jì)工具，包括編譯器、調(diào)試器、示波器、邏輯分析儀、設(shè)計(jì)環(huán)境和軟件庫等等。

該報(bào)告指出，未來嵌入式開發(fā)人員將尋找各種軟件和硬件工具來協(xié)助他們的工作并增強(qiáng)他們的開發(fā)環(huán)境，其中會(huì)主要體現(xiàn)在軟件測試以及模擬和仿真工具的改進(jìn)方面。