行業(yè)里有一句理解嵌入式的俗語：“嵌入式，就是把寫的應(yīng)用程序，嵌入到芯片里面去執(zhí)行！”

本文就和大家探討一下嵌入式的概念、以及基于現(xiàn)代化發(fā)展“嵌入式技術(shù)”未來的一些思考。

嵌入式，通常指的是嵌入式系統(tǒng)，其英文術(shù)語為“embedded system”。而嵌入式開發(fā)，實(shí)質(zhì)上就是對這類系統(tǒng)的開發(fā)工作。根據(jù)IEEE（美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）的定義，嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或輔助機(jī)器和設(shè)備操作的裝置”。

相比之下，國內(nèi)學(xué)術(shù)界給出了更為具體且易于理解的定義：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為核心，依托計(jì)算機(jī)技術(shù)，其軟硬件可根據(jù)需求進(jìn)行裁剪，特別適用于對功能、可靠性、成本、體積和功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

以應(yīng)用為核心，意味著嵌入式系統(tǒng)具有明確的實(shí)際應(yīng)用目標(biāo)。依托計(jì)算機(jī)技術(shù)，則表明它實(shí)質(zhì)上是一種特殊類型的計(jì)算機(jī)。軟硬件的可裁剪性，彰顯了其高度的靈活性和可定制性。作為專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，“專用”與“通用”形成對比。我們?nèi)粘Ｊ褂玫膫€(gè)人PC、筆記本電腦和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等，由于可用于多種用途，因此被視為“通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。

那么，嵌入式系統(tǒng)具體應(yīng)用于哪些“專用”領(lǐng)域呢？以下是一些實(shí)例：

個(gè)人通信與娛樂系統(tǒng)領(lǐng)域，如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、音樂播放器、可穿戴電子產(chǎn)品以及PSP游戲機(jī)。

家電類產(chǎn)品，例如數(shù)字電視、掃地機(jī)器人和智能家電。

辦公自動(dòng)化設(shè)備，包括打印機(jī)、復(fù)印機(jī)和傳真機(jī)。

醫(yī)療電子類產(chǎn)品，如生化分析儀、血液分析儀和CT設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)通信類產(chǎn)品，涉及通信交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如交換機(jī)、路由器和網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備）。

汽車電子類產(chǎn)品，涵蓋引擎控制、安全系統(tǒng)以及汽車導(dǎo)航與娛樂系統(tǒng)。

工業(yè)控制類產(chǎn)品，如工控機(jī)、交互式終端（POS、ATM）、安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸以及儀器儀表。

軍事及航天類產(chǎn)品，包括無人機(jī)、雷達(dá)和作戰(zhàn)機(jī)器人。

嵌入式處理技術(shù)的未來如何？

從技術(shù)層面審視，嵌入式系統(tǒng)將邁向更高能效的境地，畢竟，在國家提倡節(jié)能環(huán)保的概念下，這不僅有助于能源的節(jié)約，還促進(jìn)了電子產(chǎn)品向環(huán)境可持續(xù)性的方向發(fā)展。

當(dāng)然，還將進(jìn)一步深化與人類的交互體驗(yàn)，例如，更先進(jìn)的自主機(jī)器人將執(zhí)行各種任務(wù)，極大提升生活的便利性。此類系統(tǒng)還將具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、分析能力，并能對日益增長的數(shù)據(jù)做出迅速響應(yīng)。

所以說，嵌入式是人類美好幸福生活的關(guān)鍵不過分吧。

為了實(shí)現(xiàn)這一未來愿景，嵌入式處理器必須持續(xù)進(jìn)化：它們需在智能化程度提升的同時(shí)，降低功耗。此外，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、高度集成以及直觀的嵌入式軟件和工具支持也是不可或缺的要素。

基于對行業(yè)的洞察以及從客戶那里獲取的信息，所有嵌入式處理產(chǎn)品系列都呈現(xiàn)出以下三種明顯趨勢，這也是它們的核心功能所在：

集成更多感應(yīng)功能：

以智能城市為例，能源管理系統(tǒng)可利用數(shù)據(jù)監(jiān)測和控制建筑物的能源使用，從而減少浪費(fèi)并降低成本。公共安全系統(tǒng)也可增添智能功能，以發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對緊急情況，確保城市安全。

在智能家居領(lǐng)域，互聯(lián)設(shè)備構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)可為居民帶來能耗降低、舒適性和安全性提升等多重益處。而電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)也需要更可持續(xù)和可再生的能源，以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的嵌入式智能。這僅僅是眾多快速發(fā)展中的應(yīng)用場景之一，它們共同提升了我們生活的質(zhì)量和便利性。

在每個(gè)嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)人工智能：

無論是智能安防攝像頭還是自主機(jī)器人，使每個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化已成為常態(tài)。

隨著各領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)化（尤其是智能自動(dòng)化）的需求日益增長，設(shè)計(jì)工程師將更多的特性和功能應(yīng)用到系統(tǒng)中，使其能夠處理持續(xù)增長的數(shù)據(jù)、做出明智決策并快速響應(yīng)。邊緣智能將成為智能自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，意味著數(shù)據(jù)在采集傳感器附近進(jìn)行計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)更安全、更快速且可靠的處理。

例如，在工廠環(huán)境中，攝像頭持續(xù)監(jiān)測設(shè)備以檢測和預(yù)測機(jī)械故障。若將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進(jìn)行處理和分析，再等待停止裝配線的決定，可能會(huì)影響質(zhì)量和吞吐量并增加成本。而邊緣智能的實(shí)現(xiàn)則可使裝配過程在需要時(shí)瞬間停止。

易用性加速產(chǎn)品上市：

客戶面臨著盡快將新產(chǎn)品和創(chuàng)新成果推向市場的挑戰(zhàn)，因此嵌入式系統(tǒng)的易用性變得尤為重要?？蛻粜枰焖?、可靠地創(chuàng)建差異化功能，并能靈活應(yīng)對不斷變化的市場條件和客戶偏好。

嵌入式處理產(chǎn)品系列及其配套生態(tài)系統(tǒng)必須易于設(shè)計(jì)使用，同時(shí)提供強(qiáng)大的支持，幫助客戶滿足所有嵌入式需求、加速產(chǎn)品上市，并為設(shè)計(jì)人員留出更多時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新。

應(yīng)用牽引著嵌入式技術(shù)的發(fā)展方向

不難看到，人類對信息獲取、表征、傳遞、處理和使用的不懈追求，不斷推動(dòng)著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，使其在每個(gè)時(shí)代及其不同階段都展現(xiàn)出獨(dú)特的特征。

在工業(yè)化時(shí)代，嵌入式技術(shù)最早應(yīng)用于儀表控制、工業(yè)裝備及自動(dòng)控制等領(lǐng)域；而進(jìn)入信息化時(shí)代，家電、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，同樣離不開嵌入式技術(shù)的支撐。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、區(qū)塊鏈、人工智能等時(shí)代熱點(diǎn)的涌現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)直播、人臉識(shí)別、智能家具、自動(dòng)駕駛、智慧城市等海量應(yīng)用也應(yīng)運(yùn)而生。智能手機(jī)、多用途無人機(jī)、智能輔助汽車、機(jī)器人等產(chǎn)品琳瑯滿目，嵌入式應(yīng)用需求日益豐富多樣。

如今，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)快速落地，嵌入式技術(shù)也以更大的廣度和深度融入人類生活。應(yīng)用場景的不斷擴(kuò)展和革新，對嵌入式系統(tǒng)軟硬件生態(tài)提出了更多要求。

早期，嵌入式技術(shù)主要面向工業(yè)控制，微控制器是其主要代表。但很快，面向信號(hào)處理、圖形處理的DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）、GPU也應(yīng)運(yùn)而生。

2010年以后，隨著應(yīng)用場景和服務(wù)內(nèi)容的不斷豐富，嵌入式系統(tǒng)芯片種類迅速增長，復(fù)雜度也呈指數(shù)級(jí)提升。飛機(jī)、汽車、手機(jī)、手表等不同應(yīng)用領(lǐng)域都出現(xiàn)了定制的異構(gòu)、多核嵌入式SoC系統(tǒng)芯片。這種快速發(fā)展和不斷細(xì)分的應(yīng)用場景要求嵌入式系統(tǒng)更加專業(yè)化、定制化，而人工智能的陸續(xù)落地將進(jìn)一步加劇這一趨勢。

因此，面向應(yīng)用場景定制專用處理器是未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展方向。

同時(shí)，處理器功能的日益復(fù)雜和應(yīng)用場景的多樣化也對軟件生態(tài)提出了更高要求。隨著嵌入式系統(tǒng)在金融、飛機(jī)、汽車、核電等高安全領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，其安全性、可靠性、可信任性也成為關(guān)注焦點(diǎn)。

為此，各行各業(yè)制定了各種軟硬件研制規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及過程管控體系，并研制出相應(yīng)的處理器和操作系統(tǒng)。然而，隨著應(yīng)用復(fù)雜度的不斷提升和嵌入式系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，如何滿足安全性、可靠性、可信任性等特性的設(shè)計(jì)方法仍需進(jìn)一步探索。

總之，應(yīng)用將持續(xù)牽引嵌入式各項(xiàng)技術(shù)協(xié)同、可持續(xù)發(fā)展。