云系統已經進入人工智能和機器學習領域，改變了嵌入式物聯網開發的性質，這已經需要大量的技能組合。
隨著人工智能工作在許多物聯網部署中轉移到邊緣，這種趨勢可能會加速，為平臺多樣性的更大發展奠定基礎。
盡管如此，所有道路都將繼續通過嵌入式開發。今天，在龐大的全球系統邊緣對嵌入式設備進行編程仍然是一種藝術形式。功率和內存限制仍然存在，延遲要求非常嚴格——以毫秒為單位。
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為了克服這些障礙，嵌入式物聯網開發人員采用了來自主線云提供商或專家的模擬器、模擬器、測試臺、軟件開發工具包和云平臺。他們的嵌入式開發人員隊伍中仍然包括熟練使用烙鐵的人。
C 語言仍然是嵌入式微控制器、微處理器和片上系統、片上模塊和它們驅動的板級系統的中流砥柱。但在計算和存儲幾乎無限的云中，Python 的高級語言在機器學習開發方面取得了成功。
當世界碰撞
如今，云和嵌入式開發風格有所不同。但據全球半導體 IP 領導者 Arm 產品營銷總監 Chris Shore 稱，這種情況可能會改變。Shore 擁有 30 多年的嵌入式開發經驗，是最早將 Linux 移植到 Arm 的公司之一。
“有兩個世界在碰撞。它涉及專業知識的變化和工作實踐的變化，”肖爾說。“如果您在云上使用微服務運行分析機器學習作業，您就不必關心它使用了多少能源，或者您需要多少內存。但如果你把這樣的分析放在一個嵌入式小部件上，你就不必擔心了。”
邊緣和云之間的通信行程也是開發人員關心的問題。在收集點分析的數據可以更快地采取行動；系統無需等待數據往返于云端。他說，因此物聯網設備模塊上的人工智能處理引起了人們的關注。
幾家半導體公司正在迅速采取行動，將人工智能和機器學習設計與嵌入式系統聯系起來。例如，今年早些時候，Arm 推出了 Ethos-U55 神經處理單元，用于邊緣機器學習處理。
物聯網快速發展
嵌入式開發人員對物聯網開發中的大部分內容都很熟悉；需要進行設備測量，需要判斷級別——這些和類似的系統事件會啟動其他進程，等等。
將這些嵌入式系統連接到網絡也很熟悉。這就是為什么不少資深嵌入式開發人員對物聯網產生的宣傳感到不安的原因。其中包括獨立嵌入式系統工程師、嵌入式繆斯通訊的作者和編輯 Jack Gansalle 。
“從我開始工作的那天起，設備就已經連接到網絡。當物聯網出現時，我們已經這樣做了 20 年，”Gansalle 說。
然而，嵌入式物聯網領域發展迅速，很少有工程師了解全球聯網分布式傳感器數據處理和分析所需的細微差別。從頭開始構建不是一種選擇。
因此，“工程師以軟件和硬件的形式購買連接，”他說。重要的是，專注于運營的嵌入式開發人員現在發現自己與 IT 團隊的合作更加緊密。Gansalle 指出，這些團隊包括精通機器學習和其他高級分析的云開發人員。
此外，他說，作為嵌入式開發基本要素的實時操作系統正在增加云功能。
云平臺提供商強調嵌入式操作系統對物聯網的重要性。例如，考慮一下 Amazon Web Services 使用Amazon FreeRTOS增加的活動。對于 AWS 而言，減輕嵌入式系統開發的任務是將其云服務遷移到物聯網的關鍵一步。
就其本身而言，微軟最近宣布了 Azure RTOS 嵌入式物聯網開發工具包，以簡化開發。Azure RTOS 源于微軟 2019 年收購 Express Logic。Microchip Technology、NXP、Qualcomm、Renesas 和 STMicroelectronics 的開發硬件支持新套件。它們構成了云計算和嵌入式計算之間的重要互連。
平臺顯示承諾
隨著人工智能和機器學習成為嵌入式物聯網討論的一部分，用于云和邊緣的現場可編程門陣列已進入混合體。
嵌入式開發人員可以配置和重新配置 FPGA，這些 FPGA 非常靈活，可以支持各種機器學習模型，包括卷積神經網絡。
為嵌入式系統對這些芯片進行編程的開發技能范圍可能很廣，因此工具也必須如此。FPGA 制造商 Xilinx 視覺、醫療保健和科學服務總監 Chetan Khona 表示，雖然專門的嵌入式系統開發人員需要軟件開發套件，但數據科學家需要機器學習開發框架。
他說，曾經在該領域工作 10 年不變的嵌入式系統——他以復印機為例——現在可能會像數字企業中的其他一切一樣定期更新。
在 Khona 的估計中，這推動了基于標準的開發平臺的強勁發展，以處理電子、控制、連接、安全和人工智能的不同層。這些平臺的目標是最終將在不同嵌入式設計級別工作的開發人員的工作結合起來。
“我們發現今天沒有一個人做出關鍵的開發決策。涉及不同的角色，”Khona 說。“有硬件開發人員、FPGA 開發人員、系統架構師、應用程序開發人員和數據科學家。你需要為這些不同的個性中的每一個提供一個產品。”
Khona 表示，賽靈思一直致力于通過 PYNQ 將 Python 語言開發人員（通常是數據科學團隊的關鍵成員）引入 FPGA 開發，PYNQ 是該公司創建的一個允許使用 Python 語言和庫的開源項目。
嵌入式物聯網開發的機遇和限制
面向云的嵌入式物聯網開發平臺的推動正在重塑行業產品。以電子元件分銷商 Avnet 為例。
2018 年，該公司收購了 Azure 云連接和數據分析服務提供商 Softweb Solutions，隨后在 2019 年收購了嵌入式物聯網開發平臺制造商 Witekio。
Witekio 的創始人兼總裁 Yannick Chammings 表示，目標是刺激嵌入式物聯網的發展，他現在作為 Avnet 公司運營。
查明斯說，今天的嵌入式物聯網開發有點像“狂野西部”，需要更多的工具集成。
今天，他看到不同的利益相關者開始走到一起，追求比過去更緊密的設計。但這是一種權衡。
“嵌入式社區習慣于在一個充滿約束的世界中工作——另一方面，你擁有一個充滿新可能性的物聯網世界——如果你將數據帶到云端，你可以構建新的功能，”查明斯說。
他說，管理人員必須為機遇和限制做好準備，才能在當今的物聯網發展中取得成功。他警告說，他們必須意識到他們可能會在等式的任何一方失敗，并推薦早期創新研討會，將系統架構師與其他團隊成員聚集在一起來整理選擇。
容器來了
工業互聯網聯盟內 OpenFog 聯盟的首席技術官查克·拜爾斯 (Chuck Byers) 表示，除了人工智能和機器學習之外，當今影響物聯網發展演變的主要趨勢還包括敏捷方法和開源軟件。
他指出，敏捷方法將復雜的程序提煉成可管理的代碼塊，而開源軟件可以加速設計——提供與一般定義的協議棧相關的 API 和庫。
還有嵌入式參考架構，例如 Byers 在 Cisco 期間幫助打造的 Fog 和 Edge 計算架構，以及作為 OpenFog Consortium 的一部分。
Byers 看到了影響物聯網設備開發的云架構趨勢。其中最主要的是微服務和基于容器的技術，它們將代碼片段與可以在云中、邊緣、智能傳感器或其他任何地方運行的資源集結合起來。
“云正在迅速轉向基于容器的工作負載。這些允許開發人員將代碼從云端移植到安全攝像頭、無人機——邊緣的不同節點，”他說。他繼續說，這些工作負載可以即時啟動，并在短短 1 秒內部署到互聯網上的任何地方。
這種技術很可能代表嵌入式物聯網開發的下一步。
像 1995 年那樣編程？
根據 Moor Insights and Strategy 物聯網分析師、Tread Group創始人 Bill Curtis 的說法，隨著時間的推移，人們將看到轉向能夠降低物聯網開發整體復雜性的平臺，該組織追求基于低功耗互聯網協議的標準。 （基于 IP 的）計算。
“今天，我們仍然像 1995 年一樣為物聯網開發軟件。我們的內存占用很小，設備非常有限，人們仍在編寫低級 C 和匯編代碼，”他說。“此外，如果沒有真正的平臺，您將無法獲得安全性。”
這些平臺涵蓋從邊緣物聯網設備到云數據中心的開發，Curtis 說，這些平臺將成為標準平臺，允許開發經理“將他們的云編程模型轉移到物聯網世界。
“這意味著在云上工作的相同開發人員可以每天在物聯網上工作，而無需更改工具，”他繼續說道。
計算這種變化發生的速度是困難的部分。在這一點上，行業資深人士柯蒂斯補充了一句哲理的話。嵌入式物聯網開發的巨大變化可能不會來得太早，但也可能不會太晚。
“人們總是傾向于高估兩三年內的技術變化，但他們低估了 10 年內發生的事情，”他說，并轉述了微軟創始人比爾·蓋茨的話說。
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