嵌入式软件无处不在

智能互联产品的数量以前所未有的速度增长。直到最近，物联网技术才从我们的手机和计算机跃升为我们的冰箱，照明系统和吸尘器。似乎开始没有任何东西被排除在这种广泛的数字化检修之外。2016年，智能家居市场价值约240亿美元。到2022年，预计将达到530亿美元。智能家居和机器人已不再是科幻小说。它们正在成为我们日常生活的一部分。

不仅软件和电子产品出现在所有事物中，而且它们正在取代产品的传统机械方面。例如，机械组件不再控制飞机的操纵面或汽车。它是软件和电子产品的结合。有一堆传感器可以告诉条件C在条件X，Y和Z对齐时执行其工作，而不是用户按与连接到部分B并激活部分C的部分A一样的方式。

过去，使日常用车与运动型汽车区分开来的是机械硬件及其在创建悬架系统中的用途。该系统在物理上有所不同，您的选择是Car A或CarB。如今，他们正在制造电子控制的悬架系统，该系统在不同类型的车辆上都是相同的。您要做的就是设置不同的软件参数，以从行驶模式更改为运动模式。电子设备和软件设置会影响悬架的刚度。

防抱死制动示例

当然，悬架系统并不是汽车机械化程度降低和电子化程度提高的唯一部分。对于某些人来说，在一段时间内可能会有些怀旧，而汽车的感觉就不像计算机了。但是这些电子设备为我们带来的一件很棒的事情是防抱死制动系统。

五十年前，刹车纯粹是机械的。踩下踏板时，制动钳会挤压制动盘。一种机制将制动踏板连接到制动系统中的卡钳。如果您发现自己在冰上行驶，则踩下制动踏板，车轮会锁死。在那之后那将是一个湿滑的斜坡。

在当今的新车中，没有任何机制可将卡钳连接至踏板。相反，有一个嵌入式系统，该系统是在电路板上运行的软件。当您踩下制动踏板时，传感器会测量出踏板已经下降了多少。嵌入式系统使用该读数来确定挤压制动盘的难度。

但是，并不是所有的软件和电子设备都能对制动系统起作用。传感器和嵌入式系统可实现防抱死制动。在此应用中，有两个传感器：一个用于检测车轮旋转的速度，可以计算汽车的速度，另一个用于检测车轮的速度，该传感器位于车辆下方，可以通过观察道路来计算速度。因此，如果您正在滑动，则一个传感器认为您已经停止，而另一传感器则没有。有一种叫做定制集成芯片的东西，可以非常快速地比较传感器的两种速度。如果它们不匹配，那就是刹车开始的时候。

控制系统需求IC

从安全驾驶汽车到现在行驶汽车所需的时间非常短。您想检测汽车是否在滑行，以便启用某种安全系统，例如防抱死制动系统。您需要快速检测到它。比较两个传感器的读数并确定它们每秒是否有几次不同，这需要大量的计算能力。

因此，这些控制系统中的许多系统都需要功能强大的计算资源。通用处理器无法完成工作。他们根本无法实时地快速处理数字。因此，您必须使用定制的IC或FPGA（您可以像IC一样编程，但速度并不快）。

IC的价格已大幅下降，从成本的角度来看，这使得它们在控制系统中的使用更加可行。但是，它们仍然需要大量时间来开发。一个IC甚至可能需要九个月到一年半的时间才能提供原型。

除了开发IC所需的时间外，使定制软件在定制IC上运行还存在很多集成问题。要使新软件在已经存在很长时间的通用处理器上运行就很难做到，而不会出现一些错误。您正在谈论的是定制的全新芯片，但仍有一些问题需要解决。一旦发现问题，调试也将花费大量时间。

当今的开发时间表正在急剧压缩，定制IC需要花费很长的时间进行开发和调试。这个问题使产品开发组织陷入了困境。您想制造出优质的产品，但是由于时间表的缩短，一切都必须迅速整合在一起。

随着软件应用于如此多的日常产品中，工程师必须找到一种方法，以在越来越严格的时间表下交付日益复杂的产品。不久之后，通用计算机处理器将无法削减成本，组织将需要寻求制造更多集成芯片。成本下降了，但要花很多时间。这是今后需要解决的问题。