复杂的人工智能驱动的小型处理器和网络安全将主导未来嵌入式系统设计

当前嵌入式市场的几个关键趋势推动着，其中包括对智能物联网设备在工业自动化、汽车电子（电动、自动驾驶车辆）、智能万物（城市、农业系统、交通运输）中的需求增长，以及近年来基于单个系统（工业设备中的机器或农业拖拉机）上的机器学习（ML）和人工智能（AI）、升级的无线连接（5G及6G）。 以及自主机器人和无人机。

财富商业洞察的一份报告指出，2022年嵌入式系统市场的估值为947.7亿美元，并预测到2030年将达到1618.6亿美元，年复合增长率为7.1%。2022年，北美市场规模为390.6亿美元。

设备复杂度以小尺寸实现

嵌入式系统承担专门的功能，可以作为独立角色或更大系统的一部分。根据应用不同，嵌入式系统可以包含一个带有简单外设的微控制器，用于低复杂度设备，如可穿戴设备或数字手表，也可以是多处理器配置，集成多个其他设备（DSP、FPGA、GPU、ASIC、NPU等）、外设和接口——这通常是汽车行业或数据中心所需的复杂性。

然而，无论是最新的微处理器，还是配备AI加速器或额外无线连接的微处理器，所有这些创新都必须在不增加物理空间的情况下实现，以实现快速的产品迭代。设计师们正从微控制器转向微处理器，拥有更多功能和更多内存，但需要将这些元素融入小巧的体积内。

工程师们越来越多地转向计算模块，以获得灵活性，满足应用日益增长的需求，并加快市场交付速度。模块减少了支持多处理器的任务，使设备选择变得更轻松，因为性能提升可以轻松快捷。新标准——如开放标准模块（OSM）——为开发者提供了一套通用的足迹，例如，这些封装不比处理器本身大多少。

OSM的格式允许开发可靠的模块，类似于具有统一封装和引脚配置的球栅阵列封装。随后，最合适的模块可以轻松选择并集成到应用中。如果采用可焊接格式，通常以磁带形式供应，OSM还支持自动化生产，加快产品交付时间。

使用OSM也可以缩短软件开发时间，因为它们可以在硬件开发和原型制作之前就开始产品开发。

嵌入式系统将越来越需要安全性

当今嵌入式系统中使用的处理器性能和复杂性不断提升，以及OSM体积紧凑，给设计和开发工程师带来了挑战，因此选择经验丰富且有良好业绩的供应商，提供广泛且可靠的模块组合非常重要。

这不仅仅是提供优质硬件：软件和安全支持同样至关重要。几年内，“寄出后忘了”的设备和系统政策将成为过时的政策。由于设备和系统安全监管日益严格，例如最近出台的《欧洲网络韧性法案》，软件和网络安全必须在现场定期更新以修复漏洞，因此这类支持在未来将变得更加重要。

欧盟在这方面领先世界其他国家，其于2024年12月推出的《网络韧性法案》（CRA）将其产品和系统安全责任交给了OEM厂商。美国正迅速迈向类似的网络安全监管和治理，以与欧盟的做法相呼应。

为了满足这些需求，设计师们希望设备和电路板拥有更多功能，严格的安全是嵌入式系统开发中相对较新但至关重要的考虑因素。

展望未来

2025年嵌入式市场已经出现了显著变化，但这仅仅是个开始。随着传统市场（工业、汽车等）回归增长，新的市场也在涌现——人工智能在设备、机器人、网络安全、传感器融合等领域的日益整合——这将带来更大的创新，但也将为嵌入式系统开发者和OEM带来更大的挑战。