像任何开发领域一样，嵌入式系统的开发就像大海一样：深流在很大程度上保持不变，在很少有的表面之下。冒着被淹死的风险，我的观点是，嵌入式开发的基础现在与工程师不得不在硬连线微型计算机上拨动拨动开关以运行机器代码时的基础相同。像那些工程师一样，我们仍在尝试监视外部事件并做出适当响应。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，软件和方法在不断改进，至少有所不同。作为这种变化的一种衡量标准，Embedded在1999年，2009年和2019年的调查提供了过去20年嵌入式开发如何演变的快照。
实际上，每个调查的问题本身都反映了这种变化。1999年的调查涉及很多部分，其中涉及交叉编译器，面向对象的设计方法和在线仿真器的问题，但在操作系统方面却很少。到2009年，该调查已删除了那些特定的部分，并包含了有关多处理器设计，操作系统以及特定的嵌入式Linux的更多信息，但诸如物联网（IoT）和人工智能（AI）之类的话题已不在人们的视野中。在2019年的调查中，这些主题以及安全性表现出广泛的兴趣和积极使用。
很难比较这些调查的详细信息，因为调查方法在2009年之前发生了巨大变化。在某些情况下，同一一般性问题扩展为允许选择多个答案的多项选择题。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，以下某些结果缺少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，结果的误差范围通常在大约3％到6％以上，因此进行详细比较是有风险的。最后，作为探索过统计学操纵的令人遗憾的深度（再次隐喻）的人，在先前的职业生涯中进行了定量调查研究和系统性能基准测试。

应用程序重点和功能
在过去的十年中，嵌入式设计的顶级应用领域是如何转变的？尽管工业和消费者仍位居前五名，但针对汽车和物联网应用的设计已开始占主导地位（表1）。将我们在2009年称为数据通信的设计包含在2019年的通信下可能是一个安全的押注。

表1：应用程序的前5个领域（占受访者的百分比）

在过去的二十年中，设计的性质如何变化？1999年的调查提出了有关将Web技术集成到设计中的多个问题。在研究1999年调查时特别有趣的是，有43％的受访者表示他们不打算这样做，但有14％的受访者表示愿意。我不知道该问题中“ Web技术”的确切含义，但我们希望没有人试图将httpd服务器嵌入其系统中。
更一般地，表2显示了三个关键设计功能是如何演变的。唯一真正的变化是互联设计的巨大增长，从千年初的35％增长到十年前的90％以上。（我认为调查方法使网络和无线具有潜在的互换性，但从统计数字上看，它们的总和显示了2009年和2019年相同水平的互联设计。）
同样，嵌入式开发人员至少已经建立了电池供电的设计十年。有时，业界会忘记电池供电的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）

程式语言

最好记住，C / C ++并不总是嵌入式开发的主要语言（图1）。考虑到每个调查中埋藏的其他一些响应，高性能处理器的兴起很可能减少了对汇编级代码的需求。嗯，事实是，只有约37％的项目按计划进行了-尽管2009年表示希望修复开发过程，但这个数字在2019年并没有大幅波动（请参见下面的图6）。

图1：热门开发语言（占受访者的百分比）

到2009年底，开源操作系统（OS）开始取代商用OS的使用。到2019年，这一趋势仍在继续。有趣的是，商用OS的取代并不仅是开源OS的兴起。定制/内部操作系统也继续得到更多使用（图2）。

图2：操作系统类型

处理器架构

尽管在过去的十年中，使用32位体系结构保持不变，但64位体系结构却获得了显着增长（图3）。人们可能会怀疑，这是一种简单的演变趋势，因为开发人员正在寻求更宽的位宽（从8位到16位再到32位再到64位），因为开发人员希望获得更高的处理器性能和更高效的内存周期（包括指令提取） 。

图3：处理器架构

独立处理器与多核设备

2010年最明显的趋势也许是设计减少，从多处理器芯片减少到多核设备–从具有相同处理器的多芯片减少到同质多核设备，或者从具有不同处理器的多芯片减少到异构多核设备（图4）。

图4：单个处理器芯片与多核处理器

处理器决策驱动力

二十年来，决定处理器选择的主要因素没有改变（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所有人都想过的好时机。有趣的是，自从千年开始以来，对体系结构的熟悉就失去了重要的地位，而成本和IO /外围功能都在（相对）重要性方面继续下滑。

图5：加工者选择因素

技术挑战

最后，对即将到来的技术挑战的看法如何改变？如果我们看一下2009年和2019年调查中列出的前五个挑战，那么集成，代码复杂性和软件工具仍然是主要问题。有趣的是，在过去的十年中，人们对开发过程的担忧逐渐消失，取而代之的是对低功耗和安全性的担忧。实际上，对安全性的关注以及为减轻威胁而采取的措施构成了2019年调查的主要内容。2009年，只有3％的受访者表示安全是一个问题。如前所述，

图6：最高技术挑战

那么，这对于2020年代意味着什么？

我们可以从这些结果推断出，软件开发工具和代码大小管理等问题仍然很重要，而性能和外围设备等处理器特性将变得相对重要。另一方面，到2020年代，只有少数新技术（如无代码开发工具，量子计算和支持现场可训练神经网络模型的AI核心）的出现似乎为设计挑战带来了重大转变。但是会吗？

嵌入式系统仍将需要工具来编写（或生成）代码，并且对于更复杂的异构多处理器硬件设计而言，可能需要这样做。这些设计仍将需要与物理世界进行接口，但是接口的性质可能会进一步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增长，从而推动能够运行更复杂应用程序的硬件对更高性能和增强功能的需求。最终，在这个新的十年中，嵌入式系统设计仍将需要更有效地与数据源接口，以最小的延迟执行更复杂的代码以及应对更复杂的安全威胁，同时还要消耗来自超低功率源的最小电流。