2011年，谷歌Android和蘋果iOS的“戰役”，毫無疑問仍然在智能手機和平板電腦領域中繼續。但更多的較量，將在嵌入式領域出現。

　　使用閃存的企業與日俱增，并行編程工具大行其道。此外，原本是云計算要求的虛擬化，也正不斷向小型嵌入式平臺演進。云通信越來越多，它將在今年更容易被實現。前景廣闊的新興技術如此之多，下面我們將對此一一進行詳述。

　　虛擬化

　　在云計算環境中，處處都有虛擬機。今年，致力于將嵌入式網絡設備用于企業服務器的開發人員，在提供如Eurotech公司云設備等完整解決方案方面，可能會有更多的選擇（例如在Java 環境下運行的嵌入式云終端）。借助云，開發人員可按照所支持的遠程設備要求，測試并部署服務器端資源，但是這要求開發人員熟悉這種技術。

　　考慮到向多核和集群的發展，服務器虛擬化被視為是理所當然的。由于并非只有通信應用需要高可靠性，因此許多廣泛用于高可用性系統（如MontaVista公司的Carrier Grade Edition 6.0）的工具，將會在通信應用之外的領域找到用武之地。像裸金屬虛擬化這樣的新功能可使更廣泛的平臺從中受益。

　　虛擬化甚至將在單芯片、模塊或單板環境中更普及，在這種環境中，兩到三個虛擬機將為融合新代碼的舊應用提供應用隔離或支持。此時，虛擬化技術將應用在64位平臺上，但是今年32位平臺將更多地采用虛擬化技術。

　　實現更高智能的軟件工具

　　功率調試有可能在今年年底前成為目標應用。IAR Systems等公司已開始在他們的調試器中引入該功能。IAR公司的Embedded Workbench（圖1），可將功率的使用對應到代碼行。

　　功率確實只是設計的一個方面，它游離于傳統代碼區之外，因此在未來，開發人員更容易獲得邏輯分析儀形式的信息作為調試器功能集的一個標準部分。

　　你正在使用靜態和動態源代碼分析工具嗎？今年可能是搶占先機的一個好時機。只有借助這些改進的開發工具，才能實現交付更快和錯誤更少的目標。

　　開發人員是一如既往地聰明。但是隨著應用復雜性與日俱增以及安全性等其他標準的引入，在設計和開發過程中防止錯誤或找出錯誤顯得愈發關鍵。

　　蘋果的iOS、谷歌的Android以及英特爾和諾基亞的MeeGo，將繼續在智能手機、平板電腦等各式平臺混戰，這將為大范圍的開發人員提供各種目標平臺。嵌入式開發人員更感興趣的，是借助這些平臺擴展使用iPad和Droid等設備作為控制面板的其他應用硬件和軟件。

　　開發人員將很難對大量iPad備選方案或iPad本身的價格和選擇方案進行匹配。期待有更多的產品整合到支持智能手機的Web服務器和支持應用中。

　　去年推出了相當多帶高級軟件仿真支持的多核設計，這使開發人員能夠在交付芯片之前展開工作。這一趨勢在今年甚至將更加普遍，這是因為開發人員特別喜歡曝光系統內部，而這在真實的硬件中是不可能實現的。

　　多核編程

　　處理多核平臺的技術就像這些平臺本身一樣多種多樣。單芯片、對稱多處理（SMP）多核最容易用現有工具處理，這些工具一般可以分區（特別是與虛擬化結合使用時）。在這些情況下，內核數目多是一種優勢。

　　多核處理器集群將核的個數擴展到上千個的級別。OpenMP、MPI和OpenCL紛紛開始投入使用。這些工具已從學術界走向商業領域，而且這種趨勢將在今年加速發展。并行編程平臺目前瞄準Linux和Windows，而英特爾的Intel Parallel Studio XE和Cluster Studio，只是一些開發人員將來能夠使用的新工具。

　　學生們經常攀比超級電腦并不足為奇，而它們的價格確實比過去更為實惠，特別是當圖形處理單元（GPU）被集成后。

　　近期最大的不同，是能夠充分發揮GPU中上百個內核優勢的商業應用數量。在許多系統中，多個GPU與一個CPU匹配。機架式GPU系統已作為NVidia、Supermicro、Appro和AMBX Servers等供應商的標準配置提供。

　　開發人員將需要采用用于SeaMicro公司的SM10000等平臺的并行編程工具。SM10000整合了512個1.6GHz Z530 Atom處理器和1 Tbyte DRAM。

　　Tilera公司的Tile-GX100（圖2）在單個芯片中整合了100個超長指令字（VLIW）、64位內核。mPIPE線速數據包處理系統充當多達32 Gb以太網端口的前端。開發人員可對SMP區域進行分區，甚至通過零開銷Linux支持運行單個內核。

　　一些開發人員正使用NI的LabVIEW等圖形編程環境和MathWorks的MATLAB等面向矩陣的工具，作為并行處理的備選方案。除多核平臺外，這兩種工具還支持GPU。

　　安全應用

　　考慮到多數嵌入式開發環境中的安全實踐有限，假冒行為有可能驅使開發人員進行不僅僅是安全性的考量。如今，固件、加密通信鏈路和認證機制很容易獲得，但是協調使用往往比底層應用更復雜。這里的挑戰在于獲得長期的回報。

　　另一方面，防假冒措施往往更獨立，并且更容易獲得可確認的回報。硬件措施正越來越普遍，盡管在這一點上硬件措施的成本似乎很高。

　　隨著針對軍事環境的安全隔離內核和管理程序的工作進入商業產品中，用虛擬化和分區操作系統隔離應用將在嵌入式領域中越來越普遍。商業市場并非必需ARINC 5653支持和DO-178B認證，但是需要這些架構所提供的功能和可靠性。

　　2011年，谷歌Android和蘋果iOS的“戰役”，毫無疑問仍然在智能手機和平板電腦領域中繼續。但更多的較量，將在嵌入式領域出現。

　　使用閃存的企業與日俱增，并行編程工具大行其道。此外，原本是云計算要求的虛擬化，也正不斷向小型嵌入式平臺演進。云通信越來越多，它將在今年更容易被實現。前景廣闊的新興技術如此之多，下面我們將對此一一進行詳述。

　　虛擬化

　　在云計算環境中，處處都有虛擬機。今年，致力于將嵌入式網絡設備用于企業服務器的開發人員，在提供如Eurotech公司云設備等完整解決方案方面，可能會有更多的選擇（例如在Java 環境下運行的嵌入式云終端）。借助云，開發人員可按照所支持的遠程設備要求，測試并部署服務器端資源，但是這要求開發人員熟悉這種技術。

　　考慮到向多核和集群的發展，服務器虛擬化被視為是理所當然的。由于并非只有通信應用需要高可靠性，因此許多廣泛用于高可用性系統（如MontaVista公司的Carrier Grade Edition 6.0）的工具，將會在通信應用之外的領域找到用武之地。像裸金屬虛擬化這樣的新功能可使更廣泛的平臺從中受益。

　　虛擬化甚至將在單芯片、模塊或單板環境中更普及，在這種環境中，兩到三個虛擬機將為融合新代碼的舊應用提供應用隔離或支持。此時，虛擬化技術將應用在64位平臺上，但是今年32位平臺將更多地采用虛擬化技術。

　　實現更高智能的軟件工具

　　功率調試有可能在今年年底前成為目標應用。IAR Systems等公司已開始在他們的調試器中引入該功能。IAR公司的Embedded Workbench（圖1），可將功率的使用對應到代碼行。

　　功率確實只是設計的一個方面，它游離于傳統代碼區之外，因此在未來，開發人員更容易獲得邏輯分析儀形式的信息作為調試器功能集的一個標準部分。

　　你正在使用靜態和動態源代碼分析工具嗎？今年可能是搶占先機的一個好時機。只有借助這些改進的開發工具，才能實現交付更快和錯誤更少的目標。

　　開發人員是一如既往地聰明。但是隨著應用復雜性與日俱增以及安全性等其他標準的引入，在設計和開發過程中防止錯誤或找出錯誤顯得愈發關鍵。

　　蘋果的iOS、谷歌的Android以及英特爾和諾基亞的MeeGo，將繼續在智能手機、平板電腦等各式平臺混戰，這將為大范圍的開發人員提供各種目標平臺。嵌入式開發人員更感興趣的，是借助這些平臺擴展使用iPad和Droid等設備作為控制面板的其他應用硬件和軟件。

　　開發人員將很難對大量iPad備選方案或iPad本身的價格和選擇方案進行匹配。期待有更多的產品整合到支持智能手機的Web服務器和支持應用中。

　　去年推出了相當多帶高級軟件仿真支持的多核設計，這使開發人員能夠在交付芯片之前展開工作。這一趨勢在今年甚至將更加普遍，這是因為開發人員特別喜歡曝光系統內部，而這在真實的硬件中是不可能實現的。

　　多核編程

　　處理多核平臺的技術就像這些平臺本身一樣多種多樣。單芯片、對稱多處理（SMP）多核最容易用現有工具處理，這些工具一般可以分區（特別是與虛擬化結合使用時）。在這些情況下，內核數目多是一種優勢。

　　多核處理器集群將核的個數擴展到上千個的級別。OpenMP、MPI和OpenCL紛紛開始投入使用。這些工具已從學術界走向商業領域，而且這種趨勢將在今年加速發展。并行編程平臺目前瞄準Linux和Windows，而英特爾的Intel Parallel Studio XE和Cluster Studio，只是一些開發人員將來能夠使用的新工具。

　　學生們經常攀比超級電腦并不足為奇，而它們的價格確實比過去更為實惠，特別是當圖形處理單元（GPU）被集成后。

　　近期最大的不同，是能夠充分發揮GPU中上百個內核優勢的商業應用數量。在許多系統中，多個GPU與一個CPU匹配。機架式GPU系統已作為NVidia、Supermicro、Appro和AMBX Servers等供應商的標準配置提供。

　　開發人員將需要采用用于SeaMicro公司的SM10000等平臺的并行編程工具。SM10000整合了512個1.6GHz Z530 Atom處理器和1 Tbyte DRAM。

　　Tilera公司的Tile-GX100（圖2）在單個芯片中整合了100個超長指令字（VLIW）、64位內核。mPIPE線速數據包處理系統充當多達32 Gb以太網端口的前端。開發人員可對SMP區域進行分區，甚至通過零開銷Linux支持運行單個內核。

　　一些開發人員正使用NI的LabVIEW等圖形編程環境和MathWorks的MATLAB等面向矩陣的工具，作為并行處理的備選方案。除多核平臺外，這兩種工具還支持GPU。

　　安全應用

　　考慮到多數嵌入式開發環境中的安全實踐有限，假冒行為有可能驅使開發人員進行不僅僅是安全性的考量。如今，固件、加密通信鏈路和認證機制很容易獲得，但是協調使用往往比底層應用更復雜。這里的挑戰在于獲得長期的回報。

　　另一方面，防假冒措施往往更獨立，并且更容易獲得可確認的回報。硬件措施正越來越普遍，盡管在這一點上硬件措施的成本似乎很高。

　　隨著針對軍事環境的安全隔離內核和管理程序的工作進入商業產品中，用虛擬化和分區操作系統隔離應用將在嵌入式領域中越來越普遍。商業市場并非必需ARINC 5653支持和DO-178B認證，但是需要這些架構所提供的功能和可靠性。

　　精選編程語言

　　C和C++將一直是較大范圍內嵌入式編程語言的默認選擇，但是Python、Microsoft的C#甚至Java等其他編程語言的使用有望出現增長。NI的LabVIEW等圖形編程系統和MathWorks 的MATLAB和Simulink等開發工具，有可能會吸引更多擁躉。

　　由于嵌入式平臺的內存量和性能級別正在提升，因此C語言的替代語言更有可能非常簡單。設計人員通常可以借助其他編程工具利用多核和大集群的高效優勢。

　　徘徊不前的機器人

　　新平臺的試驗正在機器人技術領域進行。許多機器人研究和支持軟件仍然專有，但是更多開源平臺和工具正使得開發人員能夠更輕松地了解機器人。

　　成功的商業機器人并非僅限于智能吸塵器。無人機（UAV）和其他無人駕駛飛行器正在大量交付。盡管技術的改進很有可能打造更安全的飛行器，但是在工業領域中使用無人機的挑戰，更多地表現在聯邦航空局（FAA）規則的限制上，而不是技術上。

　　更快的電路板，更快的系統

　　2010年，OpenVPX架構對軍事和航空電子設計產生了巨大的影響，從目前來看，這種影響在2011年將更加深遠。該架構可提高VPX外形規格在新設計中的使用率。

　　微型軍用標準屬于VITA-73、VITA-74和VITA-75等VITA之列。VITA-73（圖3）基于PCI Systems的2.5英寸硬盤驅動器外形規格。VITA-74基于nano-ETXexpress外形規格，而VITA-75則是較小的VPX外形規格。

　　這些小尺寸板標準采用高速串行接口。開發人員甚至能以更小的外形尺寸在這些系統中整合相當高的計算能力。更小的系統往往能與傳感器和控制元件靠得更近，并且能夠在微型UAV等小型平臺上運行。

　　期待PC/104 Consortium的PCI/104-Express和PCIe/104，以及微型化技術推廣聯盟（SFF-SIG）的SUMIT板獲得更多進展。Ampro Adlink公司的ReadyBoard 850（圖4），將EPIC標準與SUMIT PCI Express堆棧整合在一起。

　　許多可堆疊應用對PCI Express的需求并不大，因為甚至是舊式的ISA總線也已經足夠了。同時，大量PC/104板已使得設計變得簡單。但是隨著需要處理視頻的應用要求更高的性能，這種局面正在發生變化。在這種情況下，PCI Express發揮了重要作用。

　　在IBase Technology的ET830 Nano ETX COM Express模塊（圖5）中，我們可以看到對PCI Express板和模塊的需求，該模塊在55×84mm2的標準外形規格中，整合了一個1.6GHz Z530 Atom系統。Nano ETX COM Express外形規格僅為較大的COM Express模塊的39%。較大型的模塊仍然會流行，但是將提供更高的性能支持，而這些小型模塊則滿足低端需求。

　　存儲狀態

　　閃存仍主導微控制器的片上存儲領域。此外，閃存正成為MP3播放器和相機等移動設備之外的領域中采用驅動器或外部閃存的嵌入式系統的標準。

　　SanDisk公司的iSSD（圖6）是一款片上SATA II閃存驅動器。球柵陣列（BGA）封裝可達到64GB容量。它是在母板上焊接閃存的代表性趨勢。Viking Modular Solutions公司的SATADIMM也有一個SATA II接口，但是插入DDR3 240引腳雙列直插內存模塊（DIMM）插座來汲取功率。它通過SATA線纜與控制器相連。

　　LSI公司的WarpDrive SLP-300和Fusion-IO公司的ioDrive Duo（圖7），被設計成插入PCI Express插槽以直接訪問閃存，從而使其比傳統固態驅動器（SSD）更高效。今年可能是MRAM和相變存儲器（PCM）等其他技術開始逐漸普及到這些設備和SSD的時機。

　　觸摸顯示屏和視頻

　　雖然消費者對3D不夠熱情，但3D顯示仍是高清電視（HDTV）的口號。越來越多的3D藍光電影和在線3D內容很有可能在今年改變一些“觀點”，這意味著該技術將被用于其他用途。這些成本相對低廉的大型3D演示系統可能用于醫療成像和工業成像等應用中。

　　與3D相比，今年觸摸屏和多點觸摸支持對嵌入式設計人員而言將變得更重要。成功的關鍵是軟件支持，特別是對大尺寸顯示屏的軟件支持。多點觸摸可能需要進行一些應用重新設計，從而充分發揮附加輸入的優勢，而且對手勢的支持同樣充滿挑戰。

　　期待攝像頭更加普及。攝像頭將在不久的將來成為所有汽車的標準配置，它是今年交付的多數汽車的可選配置。在許多情況下，一輛汽車的攝像頭數量可能會達到兩位數。請忽略機器人上用來翻轉攝像頭的伺服系統。低成本攝像頭使多攝像頭系統的價格變得更實惠。

　　向高清攝像機發展還將對網絡帶寬、處理要求和壓縮算法產生影響。其他嵌入式應用將能發揮數碼相機、網絡攝像頭、攝像機以及汽車應用的影響。

　　今年，嵌入式和系統設計人員將有相當多的新選擇方案可供考慮，范圍涵蓋并行編程工具、閃存和3D顯示。新產品的大量涌現非常值得關注。