嵌入式IDE的未来,重新被定义
如果回到十几年前,我们一定想象不到如今嵌入式MCU/MPU已进化得如此复杂。它们不再只是单个IC,而是复杂的生态系统,包含必须协调工作的异构内核、加速器、DSP和专用域。随着嵌入式AI的崛起,内置NPU也成了主流做法。
当芯片复杂化以及嵌入式AI的崛起,随之而来的,是嵌入式IDE(Integrated Development Environment,集成开发环境)面临的巨大挑战:开发人员所依赖的工具落后于现代硬件的复杂性。
厂商也已经意识到了这个问题,为了让开发者能够充分发挥硬件的性能上限,为了让每个开发者都能拥抱嵌入式AI这一大趋势,厂商正在不断加码软件及IDE上投入的力度。
嵌入式IDE的困境
事实上,当下嵌入式开发流程正在发生巨大转变:
首先,随着芯片片上集成了越来越多功能,开发人员需要跨边界协调、跨架构调试,同时还要保障系统确定性性能,适配多内核差异化指令集、内存空间及工具链;
其次,边缘AI/ML的发展,要求开发人员打通模型训练(PyTorch、TensorFlow等)、嵌入式部署(量化、优化、硬件映射)与代码生成的全流程,弥合数据科学与嵌入式开发的鸿沟;
最后,安全性成为硬性要求,设计之初就要符合IEC 62443标准、欧盟网络弹性法案等规范,必须继深度集成受信任的执行环境(TEE)、安全启动、加密信任根等功能,而不是以后添加。
这一系列变化,使得传统IDE面临着巨大的困境。
第一,当前IDE领域处于分散状态。开发人员往往需要同时操作多个供应商专属环境才能启动系统,调试DSP和MCU复杂问题可能耗费数周时间。当AI模型无法适配资源受限的硬件时,相关工作流程便会陷入停滞。
第二,传统IDE难以满足边缘AI创新需求。极少有IDE原生兼容AI工作流程,开发人员不得不手动整合脚本与框架。
第三,安全集成薄弱。安全性、可重现性和自动化如今已成为必备需求而非可选项,安全启动和空中下载(OTA)更新被视为独立的软件开发工具包(SDK),而非核心工作流程的组成部分。若继续依赖为简单系统打造的传统IDE,边缘领域的创新步伐将会放缓。
第四,嵌入式IDE存在碎片化问题。工具链与单一供应商绑定,多核系统通常需要搭配多个IDE。
第五,开发体验的问题。一些IDE界面存在不一致性且设计过时,导致开发过程容易出错。最终造成时间浪费、重复劳动,进而阻碍创新进程。
厂商不断布局IDE
专用IDE是嵌入式IDE中一大品类,是厂商针对自己旗下产品推出的IDE。大多MCU厂商都会推出自己配套的IDE,同时不断在此基础上不断扩展工具链。这些IDE都针对自家MCU/MPU进行了全面的优化,能够发挥出硬件最大性能,也会与通用IDE如IAR、Segger进行合作,将功能全部集成到一起。
这些工具一般都是免费的,在用厂商的MCU/MPU时候一般都不用再申请License。可以说,这既算是厂商对于自己产品的一种推广,也算是一种售后。
AI无疑是MCU厂商布局的重点,这些厂商也针对这一趋势不断推出自己的IDE产品,旨在简化和加速嵌入式AI的开发。
最近,ADI公司就推出了2.0版本的CodeFusion Studio,迎接物理AI时刻。该工具引入了先进的硬件抽象、无缝AI集成和强大的自动化工具,以简化ADI各种处理器和微控制器从概念到部署的过程。
2.0版本的CodeFusion Studio到底能为开发者提供什么?
首先,为开发人员提供端到端AI工作流程。最新平台基于Microsoft的Visual Studio Code,具有内置模型兼容性检查器、性能分析工具和优化功能;开发人员可以从TensorFlow或PyTorch导入模型,并在几分钟内生成推理就绪代码,借助Zephyr AI Profiler,无需接触硬件即可监控延迟和内存;除了推理之外,该平台还支持 AutoML for Embedded,从而在同一工作流程中实现数据集训练和优化。
其次,统一了开发体验,更新后的CodeFusion Studio System Planner现在支持多核应用和扩展的设备兼容性,而统一的配置工具降低了ADI硬件生态系统的复杂性。开发人员受益于集成调试功能,包括核心转储分析和GDB(GNU 调试器)支持,使故障排除更快、更直观。
最后,保证了数字边界的安全性。借助ADI的可信边缘安全架构(TESA),开发人员可以将安全启动、TrustZone分区和加密协议作为标准工作流程的一部分。这很重要,因为 PI 代理正在推理和控制物理系统。这种控制必须是安全的、确定性的和可审计的。CodeFusion Studio 确保从模型部署到固件更新的每一步都受到保护。
围绕Code Fusion Studio,EEWORLD也采访了ADI软件与安全事业部软件产品与工具负责人Jason Griffin,在谈及“在硬件资源受限的嵌入式应用中,AI如何满足嵌入式的需求”时,他表示,Code Fusion Studio通过提供兼容性与性能分析报告来验证AI模型是否符合硬件约束条件(闪存、RAM、算子支持),同时集成量化和剪枝建议等模型优化工具,并支持轻量级AI框架(如适用于微控制器的TensorFlow Lite)。这些功能共同助力开发者将AI模型适配到嵌入式系统的有限资源环境中。
英飞凌在近期也推出了全新集成开发环境(IDE)——AURIX Configuration Studio(ACS),旨在简化采用AURIX TC3x系列器件的应用开发流程,加快产品上市并降低开发成本。ACS基于成熟的DAVE(数字应用虚拟工程师)技术构建,整合了基于Eclipse的编辑器、GNU C编译器和开源调试器。
这款IDE的亮点包括:直观的图形用户界面(GUI)、自动化资源管理、代码生成。具体而言,ACS的GUI支持用户以直观的方式配置和定制项目,相较于传统开发方法,大幅降低了开发复杂度。该框架通过AI驱动的求解器实现了资源管理自动化,可自动分配并维护硬件资源,使开发者摆脱耗时重复的任务。ACS中的工具会根据界面设置自动生成高质量、可直接用于生产的代码,极大减少人工编码错误。
作为嵌入式工程师,一定绕不开STM32。而STM32CubeIDE for VS code已于10月中旬转为Release版本并发布,完成了从V2.x到V3.x的重大升级。
新版VS Code扩展移除了对STM32CubeCLT的依赖,转而引入STM32Cube bundles manager对插件的自动管理,该工具可自动下载、安装并更新CLI工具及STM32器件支持文件。开发者无需单独再下载安装STM32CubeCLT包,手动安装Cmake工具,也不需要手动设置工具路径等操作,一键安装就能完成安装,即可使用最新编译器或享用对最新STM32器件的支持。
STM32CubeIDE for VS Code是基于VS Code扩展构建的“STM32专属开发环境”,其定位是STM32Cube生态的下一代免费IDE ,在设计之初就深度融入STM32的开发体系。作为STM32Cube生态的一员,STM32CubeIDE for VS Code可与STM32Cube生态工具无缝衔接。
STM32CubeIDE for VS Code支持Windows / Linux / macOS全平台;且通过CMSIS-PACKs支持所有STM32 MCU产品系列。
瑞萨一直很关注嵌入式AI这一趋势,早在2023年,就宣布已在其Reality AI Tools和e2 studio集成开发环境间建立接口,使设计人员能够在两个程序间无缝共享数据、项目及AI代码模块。实时数据处理模块已集成至瑞萨MCU软件开发工具套件,以方便从瑞萨自有的工具套件或使用了瑞萨MCU的客户硬件收集数据。此次整合将缩短物联网网络边缘与终端人工智能(AI)及微型机器学习(Tiny ML)应用的设计周期。
瑞萨自2022年收购Reality AI以来,一直致力于研究、改进并简化AI设计。Reality AI Tools作为支持完整AI应用产品开发而构建的软件环境,允许用户自动探索传感器数据并生成优化模型。而在瑞萨的IDE e2 studio方面,目前瑞萨仍然保持三个月一次升级的频次,不断迭代。
关于IDE的未来
除了助力开发者进行嵌入式AI开发,厂商也在积极借助AI技术优化IDE的开发体验。
11月5日,微软发布博文,公布了其集成开发环境(IDE)Visual Studio的最新 AI 路线图,明确了当前及未来的工作核心——打造“AI 驱动的智能体体验”,为开发者提供更智能、更快速、更直观的编程工具。
微软的路线图重点包含四大方向。其一,将推出自定义、测试、调试等多种新智能体,且支持这些智能体并发运行;其二,会结合社区反馈对聊天功能进行改进,比如引入斜杠命令;其三,将全面实施MCP规范,允许企业设置服务器白名单,以此增强使用安全性;其四,将集成GPT-5 Codex等最新模型,并提供自动模型选择功能。
实际上,很多嵌入式工程师还是习惯自己最熟悉的软件环境,有的工程师就说道:“当AI遇上嵌入式,Keil依然是隐藏王者。”当然,也有工程师自己认为,自己花费大量时间精力搭建IDE,还不如直接用厂商提供的IDE。
每个人都有自己心中的最优解,但对MCU/MPU厂商来说,如何给客户节省宝贵的时间,让他们快速拥抱嵌入式AI,一定是增强他们产品竞争力的关键。
参考文献
[1]ADI:https://developer.analog.com/newsroom/rethinking-ides-the-future-of-embedded-and-ai-development
[2]ADI:https://developer.analog.com/newsroom/analog-devices-unveils-codefusion-studio-20-to-simplify-and-accelerate-embedded-ai-development
[3]ADI:https://developer.analog.com/newsroom/codefusion-studio-accelerating-deployment-of-physical-intelligence
[4]英飞凌:https://www.infineon.com/market-news/2025/INFATV202510-013
[5]ST中文论坛:https://shequ.stmicroelectronics.cn/thread-868922-1-1.html
[6]瑞萨:https://www.renesas.cn/zh/about/newsroom/renesas-extends-its-aiot-leadership-integration-reality-ai-tools-and-e-studio-ide
[7]Electronic Design:https://www.electronicdesign.com/technologies/embedded/media-gallery/21243757/electronic-design-the-top-11-ides-for-embedded-applications
本文来自微信公众号“电子工程世界”(ID:EEworldbbs),作者:付斌,36氪经授权发布。