在开发嵌入式物联网设备时,硬件设计被认为是物联网产品成功的关键组成部分。为了确保嵌入式物联网产品满足要求的功能、低功耗、安全可靠,嵌入式物联网设备制造商在这些设备的硬件设计阶段面临着许多挑战。随着物联网的出现,由于连接设备的快速增长,嵌入式系统市场出现了大幅增长。嵌入式系统在物联网中的作用物联网(IoT)被定义为物体配备传感器、执行器和处理器的过程,涉及硬件板卡、软件系统、WebAPI和协议的设计和开发,其中一起为嵌入式系统创建连接环境。这种互联环境允许技术连接多个设备、平台和网络,创建一个通信网络,彻底改变我们与世界进行数字交互的方式。例如与我们的环境、社区和家庭,甚至与我们自己的身体的互动和行为。我们周围的嵌入式系统采用商业系统的形式,例如自动售货机、智能售货亭、空调控制器、联网汽车、酒店门票打印机等,它们能够执行独特的各种操作。因此,在设计这些嵌入式物联网系统时,需要针对特定??的功能进行设计,具有良好的产品设计质量,如低功耗、安全架构、可靠的处理器等。然而,设计一个嵌入式物联网硬件系统并不简单。嵌入式物联网(IoT)的六大硬件设计挑战1.在嵌入式系统上运行应用程序缺乏必要的灵活性随着对连接设备的需求不断增长,嵌入式系统需要与异构设备协同工作并适应不同的网络架构以处理新功能和实时环境中的性能。由于这种不断增加的技术使用和新应用的部署,嵌入式系统设计人员在开发嵌入式物联网系统时面临着几个灵活性问题,例如:确保新服务的顺利集成的问题难以适应新环境的硬件和软件设施芯片体积小、重量轻、功耗低、执行节能运行等封装集成问题2、嵌入式系统设计中的安全危机所有物联网硬件产品都需要在实时嵌入式环境中做它安全地。由于所有嵌入式组件都在资源高度受限且物理上不安全的情况下运行,因此工程师经常面临确保这些嵌入式组件安全的问题。这些系统的设计和实现必须稳健可靠,并且必须使用加密算法和安全程序加以保护。它涉及保护嵌入式系统所有组件的不同方面,从原型到部署。3.嵌入式系统设计中的高功耗另一个日益增长的限制因素是微处理器硬件设计的功耗,以从实时应用程序和设备中获得最佳性能。持续的挑战是如何以可接受的功耗比部署具有越来越多晶体管的嵌入式系统。在设计低功耗嵌入式系统时,功耗高的原因有两个:首先,由于每个晶体管的功耗随着栅极密度的增加而增加,因此工程师必须通过使用高效的系统架构设计来降低嵌入式系统的整体功耗,而不是仅仅依靠工艺技术。其次,工程师通过提高系统频率来实现更好的低功耗性能,从而消耗更多的功率,工程师也需要更加注意设计选择。4.嵌入式系统设计测试中的问题为了确保产品设计的可靠性,深入的测试是另一个挑战。嵌入式硬件测试:这类似于嵌入式开发人员使用基于硬件的测试工具根据产品需求测试系统性能和一致性的所有测试。验证:确保功能已正确实施,指确保产品符合要求并通过所有质量标准。5.嵌入式系统功能安全不足功能安全被认为是产品整体安全的一部分。嵌入式系统被认为是执行各种控制功能的通用控制系统,这些控制功能需要自治、重新配置、安全、容错,并且需要消除所有不可接受的风险以满足功能安全要求。这些考虑极大地影响了它们在许多功能循环竞争计算资源的应用程序设计中的使用,从而产生了许多计时和任务调度问题。6.增加的成本和上市时间除了灵活性和安全性之外,嵌入式系统还受到成本的严重限制。在嵌入式硬件设计中,需要一种更好的方法来使用数字电子元件和生产数量来处理从开发到部署周期的成本建模或成本优化。硬件/软件代码设计人员还需要解决设计时间问题,并及时将嵌入式设备推向市场。
