嵌入式开发在过去二十年中的发展历程
与任何开发领域一样，嵌入式系统开发就像海洋：深海流在很大程度上保持不变，隐藏在很少有的表面之下。冒着被这个比喻淹没的风险，我的观点是，现在嵌入式开发的基础与工程师必须拨动硬连线微型计算机上的拨动开关以运行机器代码时的基础基本相同。像那些工程师一样，我们仍在努力监控外部事件并做出适当的响应。我们到达那里的方式不断变化。
从表面上看，用于构建嵌入式系统的硬件、软件和方法一直在变得更好——或者至少有所不同。作为衡量这种变化的指标，Embedded 在 1999、2009 和 2019 年的调查提供了嵌入式开发在过去二十年中如何发展的快照。
事实上，每项调查的问题本身都反映了这种变化。 1999 年的调查中有很大一部分问题涉及交叉编译器、面向对象的设计方法和在线仿真器，但关于操作系统的问题相对较少。到 2009 年，该调查删除了这些特定部分，更多地涉及多处理器设计、操作系统和特别是嵌入式 Linux，但物联网 (IoT) 和人工智能 (AI) 等主题并未受到任何人的关注。在 2019 年的调查中，这些主题以及安全性都表现出广泛的兴趣和积极的使用。
很难尝试比较这些调查的细节，因为到 2009 年调查方法发生了显着变化。在某些情况下，相同的一般问题被扩展为多项选择题，允许多个答案。这给任何解释增加了不确定性。您将在设计功能的讨论中看到这一点。此外，下面的一些结果缺少 1999 年调查的相应数据，因此您只能看到 2009 年和 2019 年的数据。最后，请记住，结果中的误差幅度通常在 3% 到 6% 以上，因此详细比较是有风险的。最后，作为一个探索过统计操作令人遗憾的深度（又是那个比喻）的人，在以前的职业生涯中做过定量调查研究和系统性能基准测试，
应用重点和功能
嵌入式设计的主要应用细分市场在过去十年中发生了怎样的变化？尽管工业和消费类产品仍排在前五名，但汽车和物联网应用的设计已开始占据主导地位（表 1）。为我们所谓的datacomm设计可能是一个安全的赌注 2009 年归入通讯 2019年。
表 1：前 5 个应用细分市场（受访者百分比）
20092019Industrial30Industrial32Datacomm24Consumer29Consumer22IoT25Electronic Instruments16Communications19Aerospace16Automotive17在过去的二十年里，设计的性质发生了怎样的变化？ 1999 年的调查询问了多个有关将 Web 技术构建到设计中的问题。在研究 1999 年的调查中特别有趣的是，43% 的受访者表示他们不打算这样做，但 14% 的人表示他们有。我不知道那个问题中“Web 技术”究竟是什么意思，但希望没有人试图将 httpd 服务器嵌入到他们的系统中。
更一般地说，表 2 显示了三个关键设计能力是如何演变的。唯一真正的变化是互联设计从千禧年初的 35% 大幅提升到十年前的 90% 以上。 （我认为调查方法使联网 和无线 可能可以互换，但它们的总和在统计上显示出相同的连接水平 2009 年和 2019 年的设计。）
同样，嵌入式开发人员已经开发电池供电设计至少十年了。有时，业界忘记了电池供电设计早在物联网和可穿戴设备兴起之前就已经存在。
表 2：关键设计能力（受访者百分比）
199920092019networked355949无线 n/a3342电池供电 n/a3534编程语言
请记住，C/C++ 并不总是嵌入式开发的主要语言（图 1）。将每个调查中隐藏的其他一些回答考虑在内，很可能更高性能处理器的兴起减少了对汇编级代码的需求。嗯，事实上只有大约 37% 的项目按时完成——尽管 2009 年表示希望修复开发过程，但这个数字在 2019 年并没有显着变化（参见下面的图 6）。
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图 1：主要开发语言（受访者百分比）。
到 2009 年底，开源操作系统 (OS) 开始取代商业操作系统的使用。到 2019 年，这种趋势仍在继续。有趣的是，商业操作系统的取代不仅仅是由于开源操作系统的兴起。定制/内部操作系统也继续得到更多使用（图 2）。
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图 2：操作系统类型（受访者百分比）。
处理器架构
尽管 32 位架构的使用在过去十年中保持不变，但 64 位架构的使用率显着提高（图 3）。人们会怀疑这是一种简单的进化趋势，因为开发人员转向更宽的位宽——从 8 位到 16 位，再到 32 位到 64 位——因为开发人员寻求更高的处理器性能和更高效的内存周期，包括指令提取.
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图 3：处理器架构（% 受访者）。
独立处理器与多核设备
也许 2010 年代最明显的趋势是设计从多处理器芯片减少到多核设备——从具有相同处理器的多个芯片到同构多核设备，或者从具有不同处理器的多个芯片到异构多核设备（图 4）。
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图 4：单个处理器芯片与多核处理器（受访者百分比）。
处理器决策驱动因素
推动处理器选择的主要因素在 20 年内没有改变（图 5）。软件开发工具的可用性仍然是首选。在面板上切换机器代码并不是任何人的好主意。有趣的是，自千禧年以来，对架构的熟悉程度不再那么重要，成本和 IO/外设能力的（相对）重要性继续下滑。
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图 5：处理器选择因素（受访者百分比）。
技术挑战
最后，人们对即将到来的主要技术挑战的看法发生了怎样的变化？如果我们查看 2009 年和 2019 年调查中列出的前五项挑战，集成、代码复杂性和软件工具仍然是关键问题。有趣的是，在过去十年中，人们对开发过程的担忧已经消退，取而代之的是对低功耗和安全性的担忧。事实上，安全问题的增加以及为减轻威胁而采取的措施构成了 2019 年调查的大部分内容。 2009 年，只有 3% 的受访者表示安全问题。如前所述，2009 年和 2019 年项目按时绩效在统计上相似的低率表明，2019 年关于开发过程的相对重要性的转变与这方面的任何明显成功无关，而更多地与出现更重要的问题。
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图 6：主要技术挑战（受访者百分比）。
那么这对 2020 年意味着什么？
我们可能会从这些结果中推断出，软件开发工具和管理代码大小等问题仍然很重要，而性能和外设等处理器特性将相对下降。另一方面，2020 年代只有少数新技术出现，例如无代码开发工具、量子计算和支持可现场训练的神经网络模型的 AI 核心，这似乎是设计挑战发生巨大转变的原因。但是他们会吗？
嵌入式系统仍然需要工具来编写（或生成）代码，并且对于更复杂的异构多处理器硬件设计可能需要这样做。这些设计仍然需要与物理世界进行交互，但接口的性质可能会远离传感器或协作对等设备的硬连线接口。对更多功能的需求将继续上升，从而推动对能够运行更复杂应用程序的硬件的更高性能和增强功能的需求。归根结底，新十年的嵌入式系统设计仍需要更有效地与数据源接口，以最小延迟执行更复杂的代码，并处理更复杂的安全威胁——同时从超低功率源消耗最小电流。我们可能会使用截然不同的方法，但目标将保持不变。
检查此处引用的 1999 年、2009 年和 2019 年的三项调查，并在下面的评论部分告诉我们自己的结论或预测。
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