以北美的嵌入式系统会议(Embedded Systems Conference)和嵌入式系统设计杂志（Embedded Systems Design）召开和创立为标志，2008年是嵌入式系统20年的纪念。4月在硅谷的嵌入式系统西海岸会议，因为次贷危机引起金融风暴只是略显端倪，依然是一派繁荣的景象。但是到10月波士顿东部会议，一是因为每年的规模都要远远小于西部，而且金融风暴已经刮起并开始蔓延全球，会议变得比较冷清也应该是情理之中。进入2008岁末，金融危机搞得大家有点心神不宁，人们更多的关心2009年将会如何，此时此刻畅想一下20年后嵌入式系统，也许能让这个严寒的冬日增加些暖意。
20年嵌入式系统回顾
2008年初我曾经写了一篇文章，题目是《我和单片机与嵌入式系统20年》在杂志上发表后在互联网上广为流传，应该是那段记述了单片机（MCU）到嵌入式系统发展的过程让今天70和80后一代人们感到了新鲜和收获。回想嵌入式计算机系统在60-70年代只是在欧美军事和航天中应用，而且还是一个相当复杂、庞大和昂贵的系统，到了1971年微处理器（MPU）出现之后，才得以改变这种只有政府才能够享受的昂贵技术的局面。今天我们看到的各种各样嵌入式系统的应用，好像已经是无所不在了。互联网出现改变了人们的生活和经济发展方式，PC 和各种便携消费产品随处可见，全球经济一体化和外包让中国和印度成为市场的工厂，结果是电子产品变得便宜和普及。嵌入式系统和技术渐渐走下圣殿成为日用品。笔者最近参加了一家国内著名嵌入式教育产品公司组织的嵌入式电子设计竞赛的评审工作，参加竞赛的都是大学3-4年级的学生，以我的眼光他们经过6-18月的学习和准备的作品的水平可以和4年前商业公司一个5人项目组同样时间的工作量比拟，这个结果让人深思。当然现象还可以说明嵌入式系统在国内趋于成熟，就像我在上面提到的文章总结到的；单片机帮助我们认识了嵌入式系统，ARM和开源Linux让我们真正步入了嵌入式系统。今天的中国嵌俄入式系统已经形成芯片设计、软件和操作系统开发、应用系统和教育培训等服务支撑体系的完整产业链。从嵌入式系统应用的角度看中国和世界基本同步。
回顾过去的20年，看看嵌入式系统设计的方法、使用的工具、系统复杂度（代码和硬件构成）我们就不难有答案；20年前美国嵌入式编程杂志（嵌入式系统设计杂志的前身）刊登的各种嵌入式软件、工具和芯片的广告，今天多数公司已经不存在了，芯片已经有很大的变化，但是嵌入式系统核心的设计方法没有变化，更换些新的公司和名称而已。虽然MCU/MPU过去的20年已经更换了几个朝代，硬件（芯片和单板）设计在自动化工具帮助下，变得更加抽象、灵活和简单了，但是嵌入式软件依然依靠的是手工编程，可是代码已经从几十K到了几M字节；嵌入式系统依然是使用大量各种非标准的嵌入式操作系统（RTOS），通用型操作系统Linux和WinCE大量的使用在今天的嵌入式产品上，但是不可能占领所有的市场，因为嵌入式系统本身就没有一个像PC那样的标准硬件平台环境。各个产品使用的MCU/MPU、RAM、FLASH、I/O都不一样，系统的性能、功耗和功能要求都不一样，谈论已久的模型设计方式在嵌入式系统还一直是雷声大雨点小，C语言依然主导着嵌入式编程。人们依然还面临移植操作系统、书写驱动程序、集成应用组件，然后还要优化系统的性能，改进电源管理等棘手的要求，这些20年以后也许还不会还依然存在。
嵌入式系统发展的推动力
如果谈到嵌入式系统的变化，互联网和多媒体渗透到嵌入式系统是过去20年最具有革命性的进步，具有联网能力的嵌入式设备的价值得到新的评估，全球已经有超过数亿的设备连接在网络上，20年后这个数目可能要到数百亿，如果再把各种智能传感器计算进来未来还会更多，典型的例子是像iPhone的这样的手机，它已经不是传统意义的手机了-它包含电话、PDA、多媒体、网络和PC的部分功能。工业界也正在为未来的互联的世界构造着各种的无线技术、芯片和智能装置，P2P(人到人)和M2M（机器到机器）是人类在未来20年里可以预见的伟大的理想，无需置疑，嵌入式系统将在这个互联的世界里发挥重要的作用，基于Web 2.0思想和方法将影响和改变着嵌入式系统，而嵌入式系统也将拓宽互联网的边界，这也许可能将要改变今天嵌入式系统的定义-专门设计的专门应用的智能装置，而变成-设计用来可以完成各种应用的智能和互联装置，这难道不是一件好事吗。
另外一个可能的发展动力，就是解决人类面临的日益恶化的能源和污染问题。2008年除了金融危机外人们谈论最多也是这个话题，2008年北京奥运会除了给人们展示无与伦比的建筑、眼花缭乱的开闭幕式，还有一个今天还让人记忆犹新的便利的交通和清新的空气，好在石油的价格已经回到了每桶40美元，要不北京市民一定都放弃汽车，去乘坐地铁和公共汽车，也许是冬天供暖的缘故，人们更多的怀念2008的夏季。新型能源的研究，更好的减少排放的新型汽车控制系统的设计，绿色和节能的电子产品，建筑家庭的能源管理，城市交通控制和无处不在的智能传感器都离不开嵌入式系统的贡献，也是嵌入式系统的责任和希望所在。
嵌入式系统的热点技术
2008年11月中旬在北京我见到来自VirtualLogix嵌入式软件公司的CEO 、Peter Richards，我原本以为会从他那里听到更多有关美国金融危机对IT和嵌入式系统的影响，但是让我吃惊的是，他只是轻描淡写的说了一下金融危机的由来，然后话锋很快转到嵌入式系统的新技术：多核和虚拟化上来，这些和我在之前一周拜访北航计算机学院体系结构专家金惠华教授的时候所谈完全吻合。因为我也是北航计算机学院的学生和金老师团队在嵌入式系统合作关系，年过花甲的金教授侃侃而谈。我们谈到虚拟化在服务器已经取得了成功，正在进军桌面和嵌入式系统，虚拟化可以用在多核、单核高性能处理器上，解决安全、比如构建一个安全操作系统和开发操作系统环境手机保证移动网上银行支付问题；软件再用、比如大量已经验证了代码，通过虚拟化和通用的操作系统结合形成全新的高密度计算平台。未来虚拟化将会在桌面、嵌入式和各种计算能力的系统中使用。
未来可能对嵌入式系统影响最大的技术之一还是多核，谈到多核就要说到集成电路，进入20世纪后摩尔定律推动下的集成电路设计正在面临着制造、性能和功耗的平衡、设计和方法学等诸多因素的挑战，人总是惰性的，如果传统思想可以解决所有的问题，那还何必再寻求彻底的改变呢，今天看来是到时候了。多核技术演衍出的多核芯片已经开始出现在嵌入式系统中，先是高密度计算需求的应用，比如网络、汽车电子系统和多媒体应用，然后进入会逐渐渗透到各个领域。今天人们看到的各自嵌入式系统技术和工具，虽然有许多商业公司都号称他们已经有很好的解决方法，事实即使是在多核服务器上，设计方法和软件还远远的落在后面。各种专门的设计可以解决特定功能多核系统的要求，比如今天高性能网络设备、游戏机，多媒体装置，但是它们的实质还是一个个单核系统叠加。SMP（对称多处理）也只能解决一部分多核（以前的多处理器）负载均衡问题，但未来的路还很长，可以预见自动化的设计工具和操作系统将会帮助嵌入式系统开发者完成多核系统的设计，而且也是必须的。
除了多核，集成电路的发展蕴壤可配置技术巨大的机会，这也是今天人们看到的Xilinx FPGA，Cypress Psoc ，Tensilica 这样配置处理器等大行其道的原因，道理很简单，用户需要最新、最好、最酷的电子产品（所有的电子产品已经都消费化），半导体公司一定要使用最先进的制造工艺生产出最好性价比的芯片，OEM/ODM使用它们在最短的时间内作出产品，而且还要在3-6个月之间不断的更新。设计者需要的芯片的技术就要像软件那样可以不断地改变，以适应不同的标准、规格要求，比如今天热炒的移动电视标准问题。未来也许只有少数的公司拥有自己的半导体工厂(连AMD也成为Fabless-无晶圆IC设计公司），绝大多数的IC设计公司成为IP和嵌入式软件公司，这也印证了一位著名微电子学者的话；软件的增值会给设计公司带来很大的收入。
11月底，麦克泰成为ARM合作联盟成员（ACC），我被邀请参加ARM 年度技术研讨会，给我印象最深的除了ARM 公司最新2D/3D Mail GPU（图像处理器）演示外，就是ARM 宣布Adobe和Canonical将在今年4月前将Ubuntu 和Flash Player 10移植到ARM上，加上会议上飞思卡尔和TI介绍他们基于ARM核的新型高性能MPU的MID/Netbook设计方案，这让人们不仅要联想到Intel频频发力MID和嵌入式市场，嵌入式系统和桌面电脑的界限正变得模糊，好像嵌入式系统的开发未来也要转到PC模式吗？这的确是一个全新的思路和方法，因为MID/Netbook以及不是传统意义的嵌入式系统，PC模式开发方式的确很是适合，浩瀚的互联网应用不可能全部重新进行交叉开发，但是，这不是嵌入式系统的全部。 嵌入式系统的专用、特殊、定制的特点决定了各种嵌入式技术将会以用户和应用为导向；传统的MCU开发方式、私有的嵌入式操作系统、开源软件、商用软件将会并存；传统的以通用性芯片为核心的嵌入式系统设计方法正在朝着面向应用和用户需求为目标路线系统应用上发展。
5年后，今天70后一代将是未来嵌入式系统的领军人物；10后的年80后将年富力强，是嵌入式系统的中流砥柱。金融危机总是要结束的，经济和生活总将恢复往日的繁荣，但是嵌入式系统所具有的多学科积累、知识沉淀和复用性效应将不会改变，换言之、20年前掌握的嵌入式系统基础知识今天依然有用，也许20年年后还能用。回顾过去是为了掌握今天和了解未来，学习主流嵌入式系统知识、不断实践；了解未来发展、把握人生中机会是每个已经投身或者希望投身嵌入式系统的朋友要走的路。《我与单片机和嵌入式系统20年》文章发表后得到许多热心的朋友阅读、留言和推荐，我愿此文和大家共勉。
*作者：何小庆 北京麦克泰软件技术有限公司（BMR）创始人/董事长