嵌入式系統(tǒng)的成果是面向應(yīng)用的，重點是先進(jìn)的嵌入式開發(fā)領(lǐng)域，在考慮各種業(yè)務(wù)部門及其應(yīng)用的同時，嵌入式系統(tǒng)和設(shè)備將在未來更受歡迎。

　　嵌入式系統(tǒng)是基于微處理器的集成了軟件的硬件系統(tǒng)，用于處理特定的功能或整個系統(tǒng)的功能。隨著微控制器技術(shù)和發(fā)展的快速增長，嵌入式系統(tǒng)也以各種形式發(fā)展。

　　嵌入式軟件通常是為處理RTOS、Linux、Windows等操作系統(tǒng)中的專用硬件而開發(fā)的。此外，隨著嵌入式系統(tǒng)在機器學(xué)習(xí)、智能可穿戴設(shè)備、家庭自動化、電子設(shè)計自動化等領(lǐng)域的應(yīng)用大幅增加，以及多核處理的進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)市場的未來看起來非常誘人。

　　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計概述

　　通常，一個嵌入式系統(tǒng)由硬件、軟件和嵌入式操作系統(tǒng)組成。硬件包括用戶界面、存儲器、電源和通信端口。在軟件部分，使用C和C++等編程語言創(chuàng)建機器級代碼。RTOS(實時操作系統(tǒng))是最常用于嵌入式操作系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。在嵌入式開發(fā)中，嵌入式系統(tǒng)通常分為三類，從小規(guī)模、中規(guī)模和復(fù)雜系統(tǒng)開始。

　　如果你在沒有計劃的情況下進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，這可能會讓人不知所措。另一方面，系統(tǒng)化的方法有助于將設(shè)計周期分成可管理的階段，允許適當(dāng)?shù)挠媱潯嵤┖蛥f(xié)作。

　　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計包括以下步驟：

　　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計流程

　　產(chǎn)品識別/抽象

　　這一切都是從需求分析開始的，需求分析是從分析產(chǎn)品需求并將其轉(zhuǎn)化為規(guī)格說明書開始的。輸入/輸出數(shù)量和邏輯圖并不是唯一的考慮因素，調(diào)查使用和工作條件有助于確定嵌入式系統(tǒng)的適當(dāng)規(guī)格。

　　布圖設(shè)計

　　一旦需求轉(zhuǎn)化為規(guī)格，硬件設(shè)計師就可以開始構(gòu)建藍(lán)圖。在這一階段，設(shè)計團(tuán)隊必須根據(jù)功耗、外設(shè)、存儲器和其它電路組件選擇合適的微控制器，同時嵌入式開發(fā)人員牢記成本因素。

　　印制電路板

　　PCB是一個組件，它使用銅導(dǎo)線將各種元件電連接起來，并對它們進(jìn)行機械支撐。印刷電路板設(shè)計涉及集思廣益的過程，其中必須遵循特性和功能以及可靠性的最佳實踐。當(dāng)處理高速混合信號電路、微處理器和微控制器時，它變得更加復(fù)雜。

　　原型開發(fā)

　　為特定的細(xì)分市場開發(fā)新產(chǎn)品時，時間是非常重要的，也是至關(guān)重要的一部分。創(chuàng)建一個原型可以讓你盡早發(fā)現(xiàn)缺陷和設(shè)計優(yōu)勢。它有助于更早地識別設(shè)計缺陷，允許測試想法，確定產(chǎn)品可行性，并簡化設(shè)計過程。

　　固件開發(fā)

　　為嵌入式硬件(微處理器、微控制器、FPGA)編寫代碼，相對于成熟的計算機，被稱為固件開發(fā)。控制傳感器、外圍設(shè)備和其他組件的軟件稱為固件。在嵌入式開發(fā)中，為了讓一切正常運行，固件設(shè)計者必須使用編碼讓硬件變得栩栩如生。利用制造商提供的預(yù)先存在的驅(qū)動程序庫和示例代碼將加快這個過程。

　　測試和驗證

　　在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計被授權(quán)用于生產(chǎn)或部署之前，必須通過嚴(yán)格的測試。除了功能測試之外，電路還必須經(jīng)過可靠性測試，尤其是在接近其極限時。

　　嵌入式系統(tǒng)的趨勢

　　技術(shù)趨勢正在加速發(fā)展，設(shè)備已經(jīng)發(fā)展成適合許多類別和領(lǐng)域的獨特品質(zhì)，包括嵌入式設(shè)備。由于其成果是面向應(yīng)用的和重點關(guān)注的高級開發(fā)領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)和設(shè)備將在未來獲得更多的普及，同時考慮到各種商業(yè)領(lǐng)域及其應(yīng)用。讓我們看看嵌入式系統(tǒng)的最新趨勢。

　　片上系統(tǒng)解決方案

　　片上系統(tǒng)(SoC)解決方案是嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的另一個新趨勢。許多企業(yè)提供基于SoC的嵌入式設(shè)備，在這些解決方案中，模擬和混合信號集成電路的市場交付是一種流行的解決方案。具有高性能、小尺寸、低成本和IP保護(hù)的ASIC就是這樣一種解決方案。在嵌入式開發(fā)中，由于其尺寸、重量和電源性能，它非常受特定應(yīng)用系統(tǒng)需求的歡迎。

　　無線技術(shù)

　　構(gòu)建無線嵌入式軟件解決方案的主要目標(biāo)是信息傳輸和接收。無線嵌入式系統(tǒng)在任何環(huán)境下都無法實現(xiàn)物理連接的情況下發(fā)揮著重要作用，物聯(lián)網(wǎng)外圍設(shè)備和設(shè)備的使用變得至關(guān)重要。隨著Z-Wave、藍(lán)牙、Wi-Fi和ZigBee等無線解決方案領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，嵌入式無線系統(tǒng)的適用性大幅提高。

　　自動化

　　現(xiàn)在使用的每個系統(tǒng)都變得更加自動化。每個增長部門都有一定程度的自動化，這主要是由于計算機、機器人的發(fā)展以及人工智能和機器學(xué)習(xí)等智能技術(shù)的進(jìn)步。嵌入式設(shè)備的使用加快了多個存儲組件的連接，并可以輕松地與云技術(shù)連接，為設(shè)備快速擴展認(rèn)知處理提供動力。

　　基于面部識別和視覺解決方案的應(yīng)用程序提供了圖像識別和捕獲、圖像處理、后期處理等優(yōu)點，以及實時安全警報。例如，配備物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的智能工廠可以通過實時監(jiān)控操作并允許AI做出防止操作錯誤的決策來顯著提高生產(chǎn)率。

　　低功耗

　　優(yōu)化電池供電設(shè)備以實現(xiàn)最低功耗和高運行時間對嵌入式開發(fā)人員來說是一個重大挑戰(zhàn)。為了監(jiān)測和降低嵌入式設(shè)備的能耗，目前正在開發(fā)許多技術(shù)/模塊和設(shè)計技術(shù)，其中包括Wi-Fi模塊、增強型藍(lán)牙，這些模塊在硬件層使用更少的功率來優(yōu)化嵌入式系統(tǒng)。

　　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中的挑戰(zhàn)

　　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是一個重要的組成部分，正在迅速發(fā)展;然而，必須解決某些挑戰(zhàn)，例如安全與安全、更新系統(tǒng)硬件和軟件、功耗、無縫集成以及驗證和測試等問題，這些問題在提高系統(tǒng)性能方面起著至關(guān)重要的作用。在開發(fā)嵌入式系統(tǒng)時，避免可能危及用戶的意外行為至關(guān)重要。它的設(shè)計應(yīng)確保關(guān)鍵環(huán)境中的救生功能沒有問題。大多數(shù)情況下，嵌入式設(shè)備是使用移動應(yīng)用程序進(jìn)行控制的，在移動應(yīng)用程序中，確保沒有數(shù)據(jù)接管或泄露的風(fēng)險至關(guān)重要。

　　嵌入式開發(fā)技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展，制造商現(xiàn)在正在大力推廣嵌入式設(shè)備的使用，從汽車到安全系統(tǒng)、消費電子產(chǎn)品到智能家居解決方案等。誠然，嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)在可能是推動設(shè)備認(rèn)知和性能進(jìn)步的最重要因素。