1月20日，2020年1月20日 • simics.

嵌入式系统设计过程:传统方法如何阻碍你

由肖恩·Evoy

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嵌入式系统软件开发和测试经常受到目标硬件和相关系统元素(如外围设备)可用性的限制。长期以来，这种限制被视为产品开发的不变规则，但它会减慢速度嵌入式系统企业。慢速市场;高资本和营业费用（CAPEX和OPEX）;和次优质的质量管理让客户不开心。此外，当前方法仅允许有限的安全测试。

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传统的嵌入式系统设计流程：现状

直到最近，开发、测试、部署和支持嵌入式系统的过程都依赖于对预期设备所需的确切硬件和扩展系统的访问。在这种情况下，开发人员和产品设计人员需要使用“目标硬件”构建物理实验室环境来创建嵌入式系统并编写代码。

使用物理实验室显着减慢了嵌入式系统设计过程。

测试人员需要相同的设置来运行测试并确保可靠性。操作还需要访问目标硬件，以便将设备放入制造工作流中。只有在相同的硬件上复制客户环境，支持工程师才能为客户提供有意义的帮助，因此他们也需要自己的实验室。建立独立的实验室的成本往往是高昂的。因此，多个团队必须协调对共享实验室的访问——但同一时间只有一个团队可以使用该实验室。这是当今许多嵌入式系统制造商的现状。结果如图1所示，显示了较长的开发时间表和相关的高水平的成本和风险。

图1:有了用于开发和测试的目标硬件和物理实验室，创建一个新的嵌入式系统所固有的时间要求和风险相对较高

现状产生的问题

目前的现状是昂贵和缓慢，但它目前仍然有效。然而，随着行业转向更快、更复杂的产品发布周期，它将变得越来越不可行。市场期望先进的新型嵌入式系统能够加速推出。不幸的是，传统的物理实验室和目标硬件/系统的使用会减慢一切。

发展延误

开发人员必须等待目标硬件从原型制造中出现，这延迟了开发工作并阻碍了自动化开发过程的能力。测试人员还必须等待目标硬件/系统运行其测试序列，延迟测试周期。不可避免的匆忙测试时间表限制了测试的程度和持续时间，导致受阻质量和安全性。

所有这些硬件都是昂贵的，需要资本支出（CAPEX）。在大多数嵌入式系统组织中，每个人都争取目标系统的稀缺。人们排队等待进入设备。即使是最好的意图，新硬件也需要时间才能经历“磁带上”和原型设计。设置和配置时间延长了上市时间周期，减慢了收入增长和对竞争战略的负面影响。

防止新的Devops方法

支持团队必须接收，然后配置目标硬件的实验室，以便他们可以模仿客户环境。在多个硬件平台上支持嵌入式系统的需要进一步复制这些已经不可提供的手动过程。例如，设备制造商可能需要创建在X86芯片上运行Linux操作系统的设备的版本，并在ARM芯片上的Linux上。这需要开发，测试和支持团队设置三组独立的目标系统配置。随着配置数量的增长，维护硬件设置变得更加复杂。

软件开发和新技术产品的创建正在以德文，敏捷方法的形式朝着更敏捷，协作和自动化的方法迈向更加敏捷，协作和自动化的方法持续开发/持续集成(CI/CD）。然而，利用目标硬件的当前实践，使用这些对构建嵌入式系统的方法有效地不可能。如果无法轻松访问相同配置的硬件/系统实例，跨职能团队将努力共同努力。

没有对完全相同的硬件和软件设置的并发访问，就不可能实现敏捷开发方法。

例如，在没有共享工具，数据和资产的情况下，调试复杂系统非常具有挑战性。测试仪可以识别问题，但它可能很难复制。结果是一个立场。“它在我的目的上工作”是这种情景中的常见避免。但是，由于产品的质量保证时间较低的产品，这是遭受的顾客。

工具的局限性

目前大多数可用的工具都是用于评估硬件或简单代码，而不是用于调试包含多种设备组合的复杂嵌入式系统。它们在预期的环境中工作得很好，但在用于测试或设计复杂的嵌入式系统时就不够了。其结果是延迟上市时间，提高开发成本，损失收入和市场份额。

阻碍质量和安全

通常，缺乏硬件可以防止团队执行足够的测试周期和各种场景，以保持质量和安全性，除非产品递送循环延伸以适应必要的时间。此外，一些安全测试有可能对设备造成损坏，需要等待更换硬件继续测试。新产品介绍的延误是不可接受的，因为延迟产品可用性导致收入损失。公司之间的需求撕裂，以便将新产品介绍，按计划与客户问题的潜力。由于客户问题只是“潜力”，并且可以在以后修复，如果他们确实发生，速度通常会赢得。