嵌入式系統涵蓋了所有電腦控制的設備，包括PC上常見的儲存媒介、光碟機的伺服控制，以及資料的存取介面等。可以說，嵌入式系統設計與PC技術的演進是相輔相成的，特別是嵌入式系統的需求，更成為了PC產業蓬勃發展的主要動力。嵌入式系統稱得上是最小規模的系統整合，其設計上包括核心元件與系統整合等關鍵。核心元件的採用基本上必須要能滿足各種不同嵌入式應用的需求，例如低功耗便是嵌入式系統十分在意的一個特性。

圖1 : 越來越多感測器已經被應用於工廠的自動化產線中，成為感知網路的第一線關鍵元件。

而近年來，除了對於功耗的要求，針對不同元件也有了許多不同的市場需要，例如感測器需求更高精準度與穩定性，控制器則提供了更多高效能的選擇，以因應各種不同的物聯網應用。至於系統設計，則偏重於設計人員的系統整合能力，不只要能夠讓軟硬體整合後的系統能力充分發揮，重點更是要能夠真正解決該嵌入式應用所應處理的問題。

嵌入式系統需具備聯網能力

在物聯網的應用中，嵌入式系統多半必須要能夠具備聯網功能，才能夠有效傳送或分享數據資料。事實上，網際網路早已被人們應用於改善生活，甚至營造出全新的經濟革命與消費型態。然而網路的普及，卻也造就了另一種奇蹟，消費者身邊的所有電子設備，都將成為物聯網連線中的重要成員。從過去常見的聯網電視，到可聯網的冰箱或冷氣等。這些電子設備的聯網，象徵意義就是可以邁向更為智慧化的生活型態。透過電視上網選擇喜歡的電影節目，冰箱可自動補充即將用盡的食材，冷氣可在即將回家之前自動開啟調節溫度。這其中，嵌入式系統扮演了非常重要的關鍵角色。

圖2 : 嵌入式系統多應用於智慧穿戴裝置上。圖為ST的智慧手錶開發套件。

透過物聯網可進行的事情還不只如此，例如工業上，可透過同步網路，來使遙遠距離的數百公尺的兩顆伺服馬達同步運轉。這意義在於可以透過網路來提供設備同步處理的能力。對於工業生產環境來說，嵌入式系統的特定功能，未來都可以透過網路來同步或更改，或進行維修與更新等作業。

若依據這樣的趨勢觀察，具備聯網功能的嵌入式系統，重要性將與日俱增，特別是在萬物互聯的這個時代。事實上，現今許多嵌入式元件，如MCU與感測器等，都已經內建網路介面，例如藍牙、Wi-Fi、甚至是NB-IoT等無線連結技術，嵌入式元件都已經具備聯網能力，這似乎也意味著嵌入式系統工程師必須都要具備聯網的能力才行，否則將很難在趕上這一波嵌入式的物聯網新革命。

感測器需滿足物聯網多元需求

近年來物聯網成為IT產業的重要趨勢，作為物聯網架構的第一線，感測技術的重要性不在話下。然而，在物聯網系統中，傳統感測器設計已不敷所需，新一代感測網路除了感測功能外，還需有傳送感測訊號的傳輸功能。

面對物聯網需求，相關業者認為磁力感測與顏色感測發展潛力十足，重力感測則多應用於智慧手機，未來智慧家庭也會是其重點發展領域，從設計面來看，目前市場上的感測器仍多為標準品，客製化設計需求相對較少，以日本大廠羅姆半導體為例，客製化感測器約佔整體產品的25％，而若客戶要求的客製化設計廣為市場所接受，相關廠商也會將之標準化，並納入旗下產品線。

圖3 : 智慧手機均內建了多軸感測器，可以滿足多種應用情境。

至於智慧感測應用加速普及，過去5年來無論是技術或產品種類，都有顯著提升，其成長動力來自雲端系統的生態鏈逐漸成形，另外工控領域也是發展重點，近期自動化設備的自我診斷偵測，已然成為工控設備的新興設計。放眼未來，加速度計、磁力、氣壓等感測器將在工控系統加重應用力道，半導體業者與系統整合商的合作深度也會進一步強化。

物聯網應用加速 多軸感測將成主流

感測器經過多年的發展，不但技術成熟，應用也廣泛。特別是針對物聯網的嵌入式應用上，感測器是感知網路的第一線。在技術方面，動作感測是目前最普及的技術，聲音感測則仍處於發展狀態，不過未來相當具有發展潛力。

放眼未來感測技術趨勢，無論是物聯網或穿戴式裝置，感測元件仍有幾個共通趨勢，首先是系統多軸化，感測系統朝向多軸化發展，是感測應用市場的重要趨勢。事實上，感測系統朝多軸化發展的腳步一直沒有停止過，從早一代的單軸感測器，演進到目前常見的3軸、6軸、9軸、10軸、11軸，甚至最新的12軸感測系統，多軸化已經是不可逆的道路。

而感測器所謂的「多軸」，到底有哪幾軸，哪些軸又是必要的，哪些只是次要的？一般來說，從三軸加速度計、三軸陀螺儀到三軸電子羅盤，此9軸已經幾乎成為智慧手機的標準配備，透過這三種感測器，幾乎已經可以完成絕大多數的應用。而除了這三種感測器之外，包括高度計、壓力計、溫度計與光感計等，都陸續被加入感測系統，成為多軸感測器的成員之一。多軸化已是既定趨勢，未來相關廠商也將持續研發多軸感測平台，以符合市場應用需求。

結語

在萬物聯網的趨勢下，嵌入式系統除了必須滿足低功耗的需求之外，近年來的市場需求也讓各種元件的特性持續精進。例如感測器必須走向更高精確度與更高穩定度，控制器則必須提供更高效能以及更多樣化選擇，而聯網功能則必須要滿足遠距離、近距離等各種不同通訊協定。物聯網的應用無遠弗屆，而嵌入式系統的能力也不斷提升，不管應用如何變化，都能輕鬆搞定。

[物聯網發展新趨勢]

很多新科技都在2018年發揚光大，其中也包括物聯網（IoT）。透過物聯網技術，家用恆溫計、智慧門鎖和智慧電表等新應用持續增溫，業界也競相投資物聯網技術以提升獲利成長。歸納物聯網近期的幾項發展趨勢如下。

首先，物聯網的應用更為廣泛。多數企業漸漸將物聯網結合至自身的核心產品和計畫，以推升數位企業發展。在2022年以前，物聯網將成為數百萬業務流程管理中，扮演核心角色。未來甚至可透過物聯網技術遙控汽車空調系統（HVAC systems）。

其次，物聯網也提高了資安需求。隨著連網裝置讓人類的生活更方便，資安的重要性自然也不言而喻。物聯網資安需要多管齊下，且所有在物聯網生態系統的參與者，都應肩負保護資訊安全的責任。因此，預料各界未來對於物聯網資安的投資將持續增加。

第三，由於物聯網將產生大數據，因此會促使行動業者加速朝速度更快的5G網路發展。不過，儘管5G網速將飛躍成長，但不會在短時間內普及。

第四，另一個快速發展的領域是汽車產業，尤其是車隊管理。預料連網汽車產業將快速起飛。而貨車、租車和其他公司利用物聯網技術，也將呈現爆發性成長。

第五，企業也會開始大舉投資物聯網技術。預料政府部門和私部門將會領軍投資物聯網。預測企業在2021年以前對物聯網解決方案的投資將達到6兆美元。預期許多創投業者將會投注更多資金於物聯網產業，主要的資金來源則都將流入物聯網新創業者。

最後，工業物聯網（IIoT）也已經開始起飛。預期工業物聯網將透過併購與取得大數據來革新製造業，目前已經有很多企業開始布局工業物聯網，讓聯網裝置在工廠中發揮更大功能。