Desenvolvimento Embarcado: Como o Cenário Evoluiu nas Últimas Duas Décadas

A engenharia de sistemas embarcados, como o oceano, tem correntes persistentes que moldam sua superfície. Enquanto a tarefa central – monitorar eventos externos e responder – permaneceu constante, as ferramentas e técnicas que usamos para alcançá-la se transformaram dramaticamente.

As pesquisas flagship da Embedded de 1999, 2009 e 2019 fornecem um instantâneo claro, data-driven destas mudanças. As próprias perguntas de cada pesquisa refletem a evolução da indústria: o questionário de 1999 focou em cross compilers, design orientado a objetos e in-circuit emulators, com ênfase mínima em sistemas operacionais. Em 2009 a pesquisa pivotou para cobrir design multiprocessador, sistemas operacionais (especialmente embedded Linux) e descartou alguns tópicos anteriores. A edição de 2019 adicionou IoT, IA e segurança – tópicos que se tornaram mainstream até então.

Interpretar os resultados requer cautela. Metodologias mudaram em 2009, expandindo algumas perguntas de single-choice para formatos multi-select, o que adiciona incerteza interpretativa. Alguns pontos de dados estão disponíveis apenas para 2009 e 2019, e margens de erro tipicamente variam de 3% a mais de 6%. Consequentemente, as figuras abaixo são apresentadas como tendências em vez de comparações exatas. Estes números são apenas para fins de entretenimento.

Foco de Aplicações e Capacidades

Como os principais segmentos de aplicação para designs embarcados mudaram na última década? Industrial e consumidor permanecem no top cinco, mas automotivo e IoT começaram a dominar (Tabela 1). A categoria "datacomm" de 2009 foi absorvida no segmento mais amplo "communications" em 2019.

Tabela 1: Top 5 Segmentos de Aplicação (% respondentes)

A natureza do design também mudou. A pesquisa de 1999 perguntou sobre integração de tecnologias Web; 43% dos respondentes disseram que não tinham planos, enquanto 14% pretendiam. Os dados de 2009 e 2019 ilustram um aumento dramático em conectividade: designs networked cresceram de 35% na virada do milênio para mais de 90% uma década depois (Tabela 2). Designs alimentados por bateria têm sido um foco consistente por pelo menos uma década, sublinhando que engenharia de baixo consumo predatou o boom IoT.

Tabela 2: Principais Capacidades de Design (% respondentes)

Linguagem de Programação

Embora C/C++ nem sempre fossem as linguagens dominantes, a tendência para processadores de maior performance reduziu a necessidade de assembly. Apenas cerca de 37% dos projetos foram entregues no prazo – um número que permaneceu inalterado até 2019 apesar de um chamado em 2009 para melhorias de processo.

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Figura 1: Principais linguagens de desenvolvimento (% respondentes).

Sistemas operacionais open-source começaram a deslocar OSs comerciais em 2009 e a tendência acelerou em 2019. OSs custom ou in-house também ganharam tração, como mostrado na Figura 2.

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Figura 2: Tipo de sistema operacional (% respondentes).

Arquitetura de Processador

Arquiteturas 32-bit se mantiveram estáveis, enquanto adoção de 64-bit disparou, refletindo uma evolução natural para bit-widths mais amplos para performance e eficiência de memória.

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Figura 3: Arquiteturas de processador (% respondentes).

Processadores Separados vs. Dispositivos Multicore

Os anos 2010 viram uma clara mudança de múltiplos chips discretos para soluções multicore – homogêneas ou heterogêneas – reduzindo complexidade de placa e melhorando integração.

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Figura 4: Chips de processador individuais versus processadores multicore (% respondentes).

Drivers de Decisão de Processador

Disponibilidade de ferramentas permanece o principal driver para seleção de processador, uma constante por duas décadas. Familiaridade com a arquitetura diminuiu em importância, enquanto custo e capacidade de I/O/periféricos declinaram constantemente em influência relativa (Figura 5).

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Figura 5: Fatores de escolha de processador (% respondentes).

Desafios Tecnológicos

Principais desafios em 2009 e 2019 consistentemente incluíram integração, complexidade de código e ferramentas de software. No entanto, preocupações sobre baixo consumo e segurança subiram acentuadamente em 2019 – segurança movendo de uma preocupação de 3% em 2009 para um problema proeminente em 2019, refletindo a crescente paisagem de ameaças.

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Figura 6: Principais desafios tecnológicos (% respondentes).

O Que Isso Significa para os Anos 2020?

Podemos antecipar que ferramentas de desenvolvimento de software e gerenciamento de tamanho de código permanecerão críticos, enquanto características de processador como performance bruta e opções de periféricos gradualmente mudarão para papel secundário. Paradigmas emergentes – plataformas no-code, computação quântica, núcleos de IA para redes neurais on-device – poderiam alterar o cenário de design, mas os objetivos centrais permanecem os mesmos: interfaces de dados eficientes, execução low-latency, segurança robusta e consumo ultra-baixo de energia.

Designers embarcados enfrentarão cada vez mais arquiteturas heterogêneas multi-core que ainda requerem ambientes de desenvolvimento simplificados. A trajetória da indústria sugere que enquanto abordagens evoluem, o desafio fundamental de casar software complexo com o mundo físico persiste.

Convidamos você a revisar as pesquisas de 1999, 2009 e 2019 e compartilhar seus insights ou previsões nos comentários abaixo.