2023年值得关注的嵌入式软件发展趋势_Jacob Beningo.pdf

8 M i c r o c o n t r o l l e r s&E m b e d d e d S y s t e m s 2 0 2 3年第4期w w w.m e s n e t.c o m.c n 2 0 2 3 年值得关注的嵌入式软件发展趋势作者 J a c o b B e n i n g o(美)译者 禾沐0 引 言2 0 2 2年已结束,许多人可能都会反思:过去的一年中,哪些决策是对的,哪些决策是错的。与此同时,您可能正在展望未来并考虑 2 0 2 3年会是什么样子。技术不断发展,人们创造了新的方法和技术来提高软件质量、降低成本并且缩短交付时间。2 0 2 2年,我们看到了许多激动人心的趋势浮出水面,有些在意料之中,有些则不然。本文要探讨的是2 0 2 3年将呈现的一些嵌入式软件发展趋势,以便大家给予更多的关注。1 趋势一:采用容器嵌入式开发人员经常会遇到一些实际的问题。首先,每个开发人员在每台开发机上分别安装他们的开发工具链,工具链和库之间微小的差异可能会产生不同的结果,从而产生难以追踪的错误。其次,嵌入式软件应用程序(特别是基于微控制器的系统中)是整体的、单一的二进制映像文件,要么全有,要么全无。创建更新和添加新功能时,需要刷新整个应用程序,即使在开发中,也很难区分它们彼此的工作。容器是一种流行的工具,它帮助嵌入式软件开发人员彻底改变了网络、服务器和分布式应用程序。然而,还可以通过多种不同的方式帮助嵌入式软件开发人员缓解一些痛点。例如,我们可以创建一个自动安装正确版本的工具和库的容器,而不是让每个开发人员安装他们的开发环境。此外,使用容器有助于确保每个开发人员都拥有相同的工具,将他们的主机操作系统或配置从问题原因中消除。容器也可以在设备上发挥作用。我们可以将容器和容器运行库做得足够小,可以在中型微控制器上运行。一旦配置好,开发人员可以使用一个完全抽象的微控制器。应用程序可以变成面向服务的、支持更现代的架构。更新应用程序不再需要刷新完整设备闪存,而只是替换单个服务或添加新的服务。未来,容器技术将获得更为快速的发展。2 趋势二:编程语言大战复燃2 0世纪9 0年代后期,我开始从事嵌入式系统开发。当时,整个行业都在为开发时使用 C语言还是C+的问题而争论不休。这是一场激烈的辩论,双方各持己见,存在很多误解。随着时间的推移,争论逐渐缓和,开发人员根据实际情况选择自己认为最适合的编程语言。在过去的几个月里,关于嵌入式设备编程语言的大战重新拉开帷幕。不同的是,这一次,不是C和C+之间的争论,而是C+和R u s t之间的争论。R u s t拥护者的数量一直在不断攀升,其中一部分原因是R u s t内存安全模型具有提高设备安全性的潜力。不久的将来,或许会有越来越多的嵌入式开发人员对使用R u s t感兴趣,他们并不在意关于R u s t是否已准备好用于生产设备的争论。与此同时,我们看到了行业中从C语言到C+语言的重大转变。因此,尽管关于哪种语言是正确语言的争论愈演愈烈,但实际上,这取决于你的系统目标是什么、你的团队拥有哪种语言的专业知识以及与所选择语言相关的风险级别。3 趋势三:更为关注安全许多行业都大力推动嵌入式系统的联网,物联网发展迅速,并开启了广泛的业务案例,为企业和客户提供价值。最普通的设备攻击形式是远程攻击,任何连接到互联网的设备都是潜在的目标。每个物联网设备都需要增强安全性,许多过去忽视安全性的行业现在也不得不考虑如何保护他们的系统。在接下来的一年里,可能会有几种技术对于保护嵌入式系统至关重要。首先,我们会看到产业界大力推动使用R u s t等内存安全编程语言。你可能会发现,基于学习该语言的成本,以及从维护或演进的角度来看使用该语言的风险,这种情况下,使用内存安全的语言对你来说没有意义。当你面对转向内存安全编程语言的压力时,可以通过遵循C/C+等语言的最佳实践来获得类似的结果,一种内存安全的语言只会让它更易于管理。接下来,将继续看到微控制器的发展,其中一个趋势是,微控制器中将包含越来越多针对安全的功能。嵌入式软件开发人员通常缺乏安全方面的经验,因此微控制器供应商通过添加片上功能并使用软件框架支持这些功能来简化安全性。这些功能将减轻安全负担,但开发人员仍将面临艰苦的工作,以确保正确使用它们并保证设备和数据 敬请登录网站在线投稿(t o u g a o.m e s n e t.c o m.c n)2 0 2 3年第4期 9 的安全,从而满足他们的特定需求。最后,我们将看到一种安全发展趋势,即从一开始就忽视安全性的设备制造商将被法律强制在其设备上实施安全性以保护用户数据的安全。4 趋势四:采用敏捷开发方法敏捷开发方法已经存在了二十多年。在那段时间里,产业界已经开发了4 0多种不同的方法和系统来帮助软件开发人员采用这些方法以帮助他们“按时”交付功能更强大的 软 件。不 幸 的 是,虽 然 有 一 些 嵌 入 式 团 队 采 用S C RUM 技术,但他们在采用D e v O p s等其他有用工具方面却落后了。你将在2 0 2 3年及以后看到的一个趋势是采用更先进的敏捷开发方法。世界各地的团队都在其流程中利用持续集成和部署等概念。C I/C D可以帮助实现自动化构建、软件分析、单元测试、硬件闭环测试、部署等。值得注意的是,这些改进是渐进的,如果你在2 0 2 3年采用最新的敏捷开发方法,注意请慢慢开始。例如,在一年内对D e v O p s流程进行微小的改进可能会产生流程重要变化。试图仓促行事可能会导致流程不畅,并让开发人员感到沮丧,认为“这行不通”,然后会比开始时更糟。5 趋势五:基于多核微控制器 越来越多的应用程序需要在嵌入式系统中进行并行处理。例如,物联网应用程序可能在一个处理内核上作为安全处理器执行,而另一个内核管理标准应用程序。一个团队可能将一个内核用作收集传感器数据的实时处理器,另一个内核则运行显示或机器学习推理。多核微控制器允许团队创建多个执行域,而不仅仅是嵌入式开发人员习惯的单域。比如,我们可以将应用程序代码与网络堆栈分开、在不同域中运行,帮助产品满足实时期限并简化团队的调试和软件开发。在接下来的一年或更长时间里,我们会看到更多价格越来越低的多核微控制器,尤其是在我们度过芯片短缺之后。多核微控制器的潜力以及它们为产品提供的价值是惊人的。6 结 语我们刚刚探讨了 2 0 2 3 年嵌入式软件开发人员流行的5种发展趋势。这些趋势来自嵌入式软件行业的普遍的观点,然而,我们的行业并不是孤立的,嵌入式软件未来的走向取决于商业压力,更重要的是,我们要观察软件行业的走向。此外,不同的团队会有不同的需求。因此,未来我们一定要观察自己的团队以及他们在新的一年中需要取得成功的地方。(原文详见h t t p s:/w w w.b e n i n g o.c o m/)J a c o b B e n i n g o:嵌入式软件顾问,拥有超过 1 5 年的嵌入式实时系统开发经验。他帮助世界各地的客户加速创新并应对嵌入式产品挑战,例如降低成本、加快上市速度、降低功耗和增强系统安全。他发表了 2 0 0 多篇关于嵌入式软件开发技术的文章,是一位广受欢迎的演讲者和技术培训师。(责任编辑:芦潇静 收稿日期:2 0 2 3-0 2-1 1)美光D D R 5为第四代英特尔至强可扩展处理器带来更强性能M i c r o n T e c h n o l o g y,I n c.(美光科技股份有限公司)近日宣布,公司旗下面向数据中心的 D D R 5 服务器内存产品组合已在第四代英特尔至强可扩展处理器系列产品中完成验证。美光 D D R 5 所提供的内存带宽相比前几代产品实现了翻番,为当今数据中心快速增长的处理器内核提供更强赋能。升级到 D D R 5 将带来更高的带宽,有助于充分释放每台处理器的计算能力,从而缓解其未来几年可能面临的性能瓶颈。美光 D D R 5 与第四代英特尔至强可扩展处理器强强联手,可为各种工作负载赋能。例如,S P E C j b b 在关键 j O P S(每秒 J a v a 运行次数)的基准测试中,性能比前代产品提升了近 4 9%。除了更高的内存带宽和更强的性能外,美光 D D R 5 内存还设有片上纠错码(O D E C C)和有限故障等功能,可提升整个数据中心的可靠性。O D E C C 功能可纠正单比特错误并检测多比特错误。美光高级副总裁暨计算与网络事业部总经理 R a j H a z r a 表示:“英特尔是我们非常重要的生态系统合作伙伴,双方的深度合作使美光能够在业界向 D D R 5 转型升级的过程中始终保持领先地位。此次验证工作使我们能为数据中心客户提供关键的解决方案,帮助他们有效应对复杂需求和挑战,实现将海量数据转化为深度洞察。”英特尔内存与 I O 技术副总裁 D i m i t r i o s Z i a k a s 博士表示:“第四代英特尔至强可扩展处理器(代号S a p p h i r e R a p i d s)能为各种工作负载带来性能上的巨大提升,例如快速增长的人工智能、分析和网络、存储和任务关键型工作负载。该处理器可支持业界广泛的内存解决方案。美光经过充分验证的 D D R 5 服务器内存是英特尔全方位验证矩阵中的关键一环,我们将为数据中心客户提供更出色的可靠性和可扩展性能,以及更灵活的基础设施和配置。”通过与联想密切合作,美光 D D R 5 与第四代英特尔至强 8 4 8 0 H 铂金处理器组合,对比美光 D D R 4 与第三代英特尔至强8 3 8 0 铂金处理器组合,可将 S A P 工作负载的处理量提高 4 3%。