開發(fā)工具預(yù)示著物聯(lián)網(wǎng)的未來

 離開他們，每一個嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的未來都將搖搖欲墜！

盡管嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計不是十分復(fù)雜，但是有幾個趨勢使他更具有挑戰(zhàn)性。在高性能領(lǐng)域，嵌入式工程師必須要與多種器件打交道，如FPGA、四核CPU。并且很多SFF（small form factor）設(shè)備包含了子系統(tǒng)，并且終端產(chǎn)品能夠適應(yīng)手表大小的其他產(chǎn)品。目前，許多嵌入式產(chǎn)品都具有通過藍牙、ZigBee或Wifi進行單板互聯(lián)網(wǎng)通信的能力。可以很確信的說，沒有綜合評估板和軟件開發(fā)套件，就沒有嵌入式設(shè)備的今天。幸運的是，器件廠商了解這些，他們所提供完善的軟件開發(fā)工具可以造就一代產(chǎn)品。

今天很多高性能嵌入式系統(tǒng)可以實現(xiàn)在一個3U或6U的板卡上，這實在是令人驚嘆。例如，一個典型的單板計算機或DSP板，可以包含一個或多個FPGA，一個四核CPU、高速高分辨率高寬帶的ADC和DAC，也許還有一個獨立顯卡和強大的I/O。

另一方面，開發(fā)套件的綜合性越來越高。類似Broadcom公司基于BCM20737S SoC的Broadcom's WICED Sense Bluetooth Smart Sensor開發(fā)套件，通過開發(fā)套件可以創(chuàng)建安全的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。開發(fā)套件包含六個MEMS陀螺傳感器、加速度計、指南針、壓力傳感器、濕度和溫度傳感器、WICED、USB轉(zhuǎn)MicroUSB電纜，例程下載鏈接和開發(fā)軟件下載鏈接。目標標簽的固件可以從一個智能手機,平板電腦或者電腦進行更新。該公司表示,通過該套件，可以將藍牙應(yīng)用程序的開發(fā)時間從幾個月縮減到幾分鐘。

圖1 利用Broadcom development kit設(shè)計的移動設(shè)備APP

RF謎團

嵌入式團體也以連接任何一個可能的人,地方,或事情作為自己的任務(wù)。同時，他們也面對了射頻和微波(即無線)技術(shù)不再是一個異類的事實。它已經(jīng)成為一個標準的要求,需要把精力放在高格調(diào)的射頻領(lǐng)域。這并不奇怪,因為世界的“字段和波”股小的數(shù)字,需要不同領(lǐng)域的專家,可以顯著增加任何設(shè)備的復(fù)雜性,這是合并。也就是說，沒有和外界世界的連接，很多嵌入式系統(tǒng)將成為孤島。因此RF和微波技術(shù)被迫被人們所接受。

對嵌入式領(lǐng)域的消費者來說是幸運的，有無線功能的嵌入式產(chǎn)品都是小信號設(shè)備，其接收和發(fā)射功耗很小并且不需要很大的RF輸出功率，所以不會增加產(chǎn)品的尺寸，不會給便攜式設(shè)備帶來電池的負擔(dān)，更不會帶來昂貴的費用。整個無線系統(tǒng)的單芯片簡化了問題，但仍需要注意RF設(shè)計的變幻莫測。技術(shù)需求不是MIMO而是頻率高達60GHz的MU-MIMO，并且類似OFDM的高階調(diào)制方案似乎沒有幫助。同時，也不需要特定的生產(chǎn)工藝和大量的編程時間來保證系統(tǒng)的正常運行。

Microchip的PIC32藍牙入門套件（圖2），使用PIC32MX270F256D MCU。除此之外，套件還包含一個藍牙終端，一個按鈕，多色和單色的LED，加速計，溫度傳感器，板上調(diào)試接口，以及Android應(yīng)用程序，演示代碼和一個串行端口配置文件堆棧。

圖2 Microchip的藍牙開發(fā)套件是一個帶有軟件的低價的藍牙開發(fā)平臺

聽IoT聽到煩了？習(xí)慣它吧

物聯(lián)網(wǎng)的涵蓋性術(shù)語可能已經(jīng)不再像一開始那么受歡迎，但它并沒有消失，并且在實際上遠遠超出其缺乏綜合性的前任，叫做“收斂”。在Intel，計劃到2020年讓超過200,000,000臺設(shè)備彼此連接，或者連接到云上，直接地說就是：“到2012年，任何沒有集成網(wǎng)關(guān)功能（通過網(wǎng)絡(luò)連接資源和編目數(shù)據(jù)的能力）的端口設(shè)備將很無用”

為了這個目的，公司在積累包含一系列眼花繚亂功能的網(wǎng)管開發(fā)平臺（圖3），為能源業(yè)，工業(yè)，運輸業(yè)和廣大開發(fā)者服務(wù)。它的Quark-branded SoCs，為從工業(yè)系統(tǒng)到可穿戴設(shè)備，Wind River軟件工具，廣泛安全資源而設(shè)計，支持幾乎所有非常知名的有線或無線設(shè)備通信協(xié)議，還有許多其他特點。其它公司也依葫蘆畫瓢。

圖3 Intel基于夸克Soc的網(wǎng)管平臺

總結(jié)

今天的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計不適合心臟虛弱的人們，在某些領(lǐng)域，新的挑戰(zhàn)來自于將一切設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)（以及云），這也使其更有“有趣”。從高性能計算，國防和其他應(yīng)用程序的角度來看，嵌入式系統(tǒng)受益于標準化和已經(jīng)發(fā)展了幾十年的內(nèi)部和外部的通信標準，但他們的設(shè)計仍具有很大的挑戰(zhàn)。

相比之下，無處不在的物聯(lián)網(wǎng)是一個新興的領(lǐng)域，很多軟件開發(fā)是受到應(yīng)用所驅(qū)動，他們需要將最先進通信技術(shù)實現(xiàn)在一個狹小的空間里，這將給設(shè)計師帶來很長一段時間的挑戰(zhàn)。

好消息是，對于“連接”的需求創(chuàng)造了一個從市場底部到頂端的全新市場，從分立器件到系統(tǒng)級芯片和完整的系統(tǒng)。