物联网时代的嵌入式系统......

从2020年第2期开始，《单片机与嵌入式系统应用》开始推出“卷首语”栏目，每期邀请一位业内专家围绕嵌入式技术针对时下热点分享自己的观点，以飨广大嵌入式技术从业者/爱好者。今天发表的这篇文章是2020年第4期的卷首语！

卷首语

物联网时代的嵌入式系统

华东师范大学 沈建华

网络正在改变人类社会，近30年，我们经历了互联网、移动互联网时代，正进入万物互联的物联网时代。物联网给嵌入式系统带来了巨大的机遇，同时也提出很多挑战。

物联网系统是一个多层架构的应用系统，智能传感、数据采集、实时控制、边缘计算等都与嵌入式系统相关，它们对嵌入式处理器的计算性能、功能、功耗、实时响应等的要求有很大差异，需要不同特性的处理器来满足各种应用的个性化需求。尽管处理器内核种类不会很多，但各种嵌入式MPU、MCU会百花齐放。

物联网系统要把“物”连上网，无线互联成为必需。各种无线技术，如NFC、BLE、ZigBee、Wi-Fi、LoRa、Sigfox、NB-IoT、LTE-M等无线技术各有其自身特点，在通信距离、带宽、功耗、组网方式等方面各有所长，在物联网系统中具有各自的应用场景。在局域短距离方面，考虑到基础设施架构和技术发展的成熟度，BLE和低功耗Wi-Fi将会有很大的发展空间。

随着片上系统（SoC）设计技术的成熟，基于ARM、RISC-V等内核、结合不同无线连接和加速引擎的应用特定架构（Application Specific Architectures）SoC芯片会逐渐成为物联网时代嵌入式应用的主流平台，通用芯片和专用芯片的边界会趋于模糊。

嵌入式软件方面，除了传统的数据采集、处理和控制外，在物联网应用中，嵌入式软件的复杂度大大增加，会面临协议、标准、安全、功耗等更多挑战。对于一个有市场竞争力的物联网产品，开发者的嵌入式软件设计与优化能力至关重要，需要系统性、持续性的学习和经验积累。

操作系统是为提高应用开发效率而提供的系统软件。物联网应用是“端-云”一体的应用系统，开发物联网应用需要一个物联网操作系统（IoT OS）。物联网操作系统应该是“端-云”一体的新一代操作系统，它将突破传统OS的概念和范畴。基于一个IoT OS，开发者可以专注于自己的应用，开发完成一个完整的物联网应用包括设备端、云端、移动端三位一体的应用开发和调试。IoT OS的普及需要技术、工具链、应用和生态的支撑，因而更具挑战性。

在物联网时代，嵌入式系统将是物联网系统中的系统（System of Systems），需要从物联网系统的角度去研究嵌入式系统，特别是系统之间的接口。物联网时代需要大量的新型人才，对技术人才的需求也是多方面的，包括系统架构、设计、开发、实施、运维等。高等院校应有不同的定位，明确各自人才培养的目标，并与工业界紧密合作，打通产学研结合之路。

嵌入式系统是真实的应用，没有什么高大上的概念，就是解决各种实际问题。物联网时代为嵌入式系统应用打开了一片新天地，未来属于有系统思维、脚踏实地的践行者！

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