再也沒有比現在更容易創辦一家硬件公司了。被許多人稱為嵌入式運算未來的「物聯網」（IoT），如今被視為一種更可負擔的軟、硬件融合平臺。然而，于此同時，軟件的復雜性又使得物聯網設計過程成為「適者生存」（survival of the fittest）的經典案例。

　　物聯網設計無法「一勞永逸」，因為多樣化的傳感器和連接解決方案要求新的設計理念。另外，物聯網項目一般被認為具有高性能、低成本和低功耗等特點，而這些特性都和嵌入式軟件作業的某個方面密切相關。

　　例如，以高性能和低成本的特點而言，這意味著重復利用前項項目的可能性非常有限，軟件工程團隊也不可能因此而按比例擴增。由于無法隨意擴大軟件團隊和提高項目的成本預算，物聯網產品開發人員只能寄望于新一代的工具鏈，協助他們實現更高的軟件生產力。

　　圖1：在異質的物聯網設計中，全方位的軟件工具鏈至關重要 （來源：Atmel）

　　打造物聯網設計必須善于權衡折衷，一方面也因為其中存在許多可變動組件，設計工程師承擔不起先打造次系統后再觀察是否有效作業的后果。而如果從頭開始設計不僅增加項目成本，也會對于異質的物聯網設計世界帶來更嚴格的上市時間限制。

　　因此，物聯網設計解決方案——從傳感器的數據擷取到云端的數據分析——都要求必須提早在工程師為物聯網產品進行芯片設計之前先進行設計驗證。因此，無疑地，在處理伴隨以無縫方式連接大量裝置的挑戰而來的復雜過程中，端到端的軟硬件平臺和連接解決方案套件至關重要。

　　本文將討論物聯網設計領域中的主要軟件挑戰，并介紹正確的工具鏈選擇如何有助于因應這些嵌入式設計挑戰。文中主要關注于物聯網軟件生態系統中的三大關鍵領域，以及引導思考如何以高效和高性價比的方式執行軟件作業。

　　軟件復雜性

　　在嵌入式設計項目中，「硬件-軟件」任務的比重分配一般是40:60。然而，針對物聯網設計項目，更偏重于軟件生態系統。

　　為了實現更高性能以及增強聯機能力、繪圖顯示和云端運算等方面的功能，物聯網開發人員正從8位和16位微控制器（MCU）轉向32位組件。

　　這要求新的軟件運用平臺，以便高效率地執行通訊和云端運算協議堆棧。然后執行諸如實時采樣傳感器數據、組件配置、安全密鑰、應用程序以及數據分析等任務。

　　另外，物聯網設計中有許多軟件涉及TCP/IP等通訊協議堆棧以及SSL、TLS等安全工具庫；這些軟件的編寫必須符合特定的標準。這一類軟件組成在很久以前即已編寫，并經過時間的進展變得日益完善，因此，對于時間緊迫的物聯網開發人員來說，如果還要重新編寫而不善加利用這些現有軟件，實在沒什么道理。

　　事實上，從頭開始開發這類軟件可能面臨的風險是發現一些現實中曾經出現過并已解決的問題。

　　圖2：面對物聯網設計的復雜性，建立完整的軟件生態系統至關重要 （來源：Atmel）

　　提示與技巧：

　　· 因應物聯網應用建置更多功能帶來的軟件復雜性，集成開發環境（IDE）是第一道防線。

　　· 當物聯網設計者為其應用增加服務時，與其相關的軟件部份和驅動程序會自動增加至物聯網設計中。舉例來說，如果一位嵌入式開發人員在其設計中增加了一個USB組件，Atmel Software Framework （ASF）會自動將底層的USB驅動程序加入設計中。

　　· 透過使用諸如Atmel START這樣的在線軟件配置和部署引擎，能夠進一步加快嵌入式軟件的創建。Atmel START是一種基于網絡的工具，讓開發人員能以圖形化的方式選擇和配置軟件組件，并將其整合于所需的硬件和中間件等資源中。這種工具完全獨立于操作系統，在使用前也不需要在使用者的PC上進行安裝。此外，它所產生的項目可以成為任何嵌入式IDE的目標，因此具有無與倫比的靈活性。