传统设计模式所应对的挑战

　　嵌入式系统正在渗入现代社会的各个方面，广泛地应用于航空航天、通信设备、消费电子、工业控制、汽车、船舶等领域，据统计，在美国平均每个中产阶级家庭要使用40~50个嵌入式系统。巨大的市场需求推动了嵌入式系统向更高的技术水平发展。设计师们一方面采用性能更强大的嵌入式处理器如32位、64位RISC芯片取代传统的8位、16位微处理器；另一方面嵌入式系统也由单处理器单操作系统的传统结构向混合型Multi-core系统发展，通过采用多个处理器和OS提高系统并行度来提高系统运行效能，并且设计师们往往同时采用MPU、DSP和FPGA等多种可编程器件来增强处理能力，满足应用功能的升级。

　　嵌入式系统复杂性的不断增加给设计师们带来了很大的挑战，代码长度呈指数级增加，根据十年前的估计，嵌入式系统的平均代码量为10万行，到2001年实际已经超过了100万，而现在估计为500万。第三方独立市场预测机构EMF在对900多名嵌入式系统开发人员进行调研后指出，超过50%的嵌入式设计比预期时间晚上市，而平均延迟高达4个月；在已发布的产品中，有近30%的设计未达到预期的功能和指标。由此可见，随着嵌入式系统复杂性的不断增加，软件工程的重要性毋庸置疑，而大部分的嵌入式系统开发人员都缺乏这方面的专业训练。与此同时，随着嵌入式系统的广泛应用，越来越多领域的专家比如机器人设计师、控制工程师、测试工程师需要使用嵌入式技术来构建他们的系统，他们既缺乏嵌入式系统的专业知识，也不一定经过软件工程的专业训练。因此，无论是嵌入式系统本身的发展，还是开发人员的专业限制，都需要一种新的设计模式和解决问题的途径来应对目前的挑战。

　　嵌入式系统开发工具的发展趋势

　　随着嵌入式系统的快速发展和复杂性的不断增加，基于文本的编程方式所面临的挑战愈发严峻，这种编程模式在将来不可能彻底解决问题。加州大学伯克利分校嵌入式研究专家Edward Lee博士指出，现有的嵌入式系统的开发手段如基于文本编程和面向对象的工具都难以用来构建嵌入式实时系统，因为面向对象很难直观地表达时间和平行性(parallelism），而时间和平行性或并行(concurrency）在现在的嵌入式系统中是必不可少的。面向角色(actor-oriented）的图形化方法是更适合嵌入式软件设计的工具。