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嵌入式軟件無處不在
嵌入式軟件無處不在
智能互聯產品的數量以前所未有的速度增長。直到最近，物聯網技術才從我們的手機和計算機躍升為我們的冰箱，照明系統和吸塵器。似乎開始沒有任何東西被排除在這種廣泛的數字化檢修之外。2016年，智能家居市場價值約240億美元。到2022年，預計將達到530億美元。智能家居和機器人已不再是科幻小說。它們正在成為我們日常生活的一部分。
不僅軟件和電子產品出現在所有事物中，而且它們正在取代產品的傳統機械方面。例如，機械組件不再控制飛機的操縱面或汽車。它是軟件和電子產品的結合。有一堆傳感器可以告訴條件C在條件X，Y和Z對齊時執行其工作，而不是用戶按與連接到部分B并激活部分C的部分A一樣的方式。
過去，使日常用車與運動型汽車區分開來的是機械硬件及其在創建懸架系統中的用途。該系統在物理上有所不同，您的選擇是Car A或CarB。如今，他們正在制造電子控制的懸架系統，該系統在不同類型的車輛上都是相同的。您要做的就是設置不同的軟件參數，以從行駛模式更改為運動模式。電子設備和軟件設置會影響懸架的剛度。
防抱死制動示例
當然，懸架系統并不是汽車機械化程度降低和電子化程度提高的唯一部分。對于某些人來說，在一段時間內可能會有些懷舊，而汽車的感覺就不像計算機了。但是這些電子設備為我們帶來的一件很棒的事情是防抱死制動系統。
五十年前，剎車純粹是機械的。踩下踏板時，制動鉗會擠壓制動盤。一種機制將制動踏板連接到制動系統中的卡鉗。如果您發現自己在冰上行駛，則踩下制動踏板，車輪會鎖死。在那之后那將是一個濕滑的斜坡。
在當今的新車中，沒有任何機制可將卡鉗連接至踏板。相反，有一個嵌入式系統，該系統是在電路板上運行的軟件。當您踩下制動踏板時，傳感器會測量出踏板已經下降了多少。嵌入式系統使用該讀數來確定擠壓制動盤的難度。
但是，并不是所有的軟件和電子設備都能對制動系統起作用。傳感器和嵌入式系統可實現防抱死制動。在此應用中，有兩個傳感器：一個用于檢測車輪旋轉的速度，可以計算汽車的速度，另一個用于檢測車輪的速度，該傳感器位于車輛下方，可以通過觀察道路來計算速度。因此，如果您正在滑動，則一個傳感器認為您已經停止，而另一傳感器則沒有。有一種叫做定制集成芯片的東西，可以非常快速地比較傳感器的兩種速度。如果它們不匹配，那就是剎車開始的時候。
控制系統需求IC
從安全駕駛汽車到現在行駛汽車所需的時間非常短。您想檢測汽車是否在滑行，以便啟用某種安全系統，例如防抱死制動系統。您需要快速檢測到它。比較兩個傳感器的讀數并確定它們每秒是否有幾次不同，這需要大量的計算能力。
因此，這些控制系統中的許多系統都需要功能強大的計算資源。通用處理器無法完成工作。他們根本無法實時地快速處理數字。因此，您必須使用定制的IC或FPGA（您可以像IC一樣編程，但速度并不快）。
IC的價格已大幅下降，從成本的角度來看，這使得它們在控制系統中的使用更加可行。但是，它們仍然需要大量時間來開發。一個IC甚至可能需要九個月到一年半的時間才能提供原型。
除了開發IC所需的時間外，使定制軟件在定制IC上運行還存在很多集成問題。要使新軟件在已經存在很長時間的通用處理器上運行就很難做到，而不會出現一些錯誤。您正在談論的是定制的全新芯片，但仍有一些問題需要解決。一旦發現問題，調試也將花費大量時間。
當今的開發時間表正在急劇壓縮，定制IC需要花費很長的時間進行開發和調試。這個問題使產品開發組織陷入了困境。您想制造出優質的產品，但是由于時間表的縮短，一切都必須迅速整合在一起。
隨著軟件應用于如此多的日常產品中，工程師必須找到一種方法，以在越來越嚴格的時間表下交付日益復雜的產品。不久之后，通用計算機處理器將無法削減成本，組織將需要尋求制造更多集成芯片。成本下降了，但要花很多時間。這是今后需要解決的問題。