“我不需要懂AI,我是一名嵌入式系统工程师!”(I don’t need to know AI; I’m an embedded systems engineer!)
这句话在几年前或许还说得通。但在今天,若仍抱着这样的态度,你将错过一项正在彻底改变软件与系统设计方式的关键技术,而它的影响力将持续主导未来数十年。
AI早已不再是云工程师与数据科学家的专利。虽然在许多微控制器(MCU)级的系统中,AI-on-chip (片上AI)仍遥不可及,但对嵌入式开发者来说,忽视AI等于错失能彻底改变固件设计、开发与交付方式的强大工具。
无论你专注于实时控制回路、安全关键固件,还是低功耗物联网(IoT)设备,AI早已不是可有可无的选项。它已成为推动更快速、更智能固件的关键。
本文将带读者认识三款我认为每位嵌入式开发与管理人员都该学习与探索的AI工具。
Ollama:在本地运行LLM
Ollama是一个开源平台,让你可在自己的硬件上本地运行各种大语言模型(LLM),如LLaMA、Mistral、Gemma等,无需依赖云服务,没有隐私风险,完全本地的发挥AI强大的性能。(我有提到吗?它也不需要订阅费用。)
为什么要这么设计,这样的设计有什么好处,答案很明显。首先,Ollama从设计上就强调安全性。由于它完全在离线环境运行,能确保你的源代码、文件、流程与任何专有知识都不会外泄。(当然,这不代表你就能用不安全的脚本乱搞而不出问题。)
其次,Ollama是开源的,意味着它非常灵活而且免费。你可以根据自己的需求搜寻合适的模型,并直接下载到你的机器上。这还不是唯一的方式,你也可以从Hugging Face等平台上找到开源模型拉到你的系统上。
最后,你可以自定义与微调模型。你可以针对开源模型进行训练与调整,用来自动生成外设驱动程序、建立测试框架,甚至撰写独属于你风格的技术文件。
如果你重视安全性,同时又希望能在离线环境中持续使用LLM,那么Ollama会是你的最佳选择。我个人最喜欢的一点是,它让你能在不受特定厂商限制的前提下自由实验各种语言模型,这比很多在线平台所能提供的自由度高得多。
当然,也有几点需注意。首先,它没有实时的客服支持。遇到问题时,你只能依靠自己的设备与社区的协助。其次,若想要获得最佳性能,你需要具备本地GPU或服务器。
若想在不牺牲安全性与控制力的情况下导入AI,那么Ollama会是个理想的起点,它能无缝融入开发更快、更智能固件的工作流程中。
Agentized IDE:AI辅助的集成开发环境
所谓Agentized IDE,指的是集成了AI代理功能的下一代开发平台。这些IDE多半是以Visual Studio Code为基础,再通过各种附带插件扩充AI代理能力,协助开发者在日常开发工作中大幅提升效率。
目前市面上已有多个具备AI集成功能的IDE,例如Cursor、WindSurf以及Fire Studio。这些开发环境内置了AI助手,能理解你的程序代码以及开发环境。
那么,这类AI代理IDE实际能带来什么样的功能呢?以下是一些核心能力:
智能补全与重构建议
基于项目历史记录的实时建议
自动生成的测试代码、文件与框架
脚本构建与CI/CD配置建议支持
交互式调试支持与搜索功能
这些功能对所有嵌入式开发者都相当实用。嵌入式开发常常会涉及高重复性、细节繁琐的底层工作,这些任务未必需要你全神贯注。通过Agentized IDE,你可以将这类繁琐工作交由AI处理,专注于系统级的设计决策。
你或许会怀疑:“我的工作是深度嵌入式的,AI助手真的帮得上忙吗?”事实上,即使是这类深度开发工作,AI IDE也能在创建脚本、开发工具(如一次性使用的IDE或分析工具)等方面提供巨大助力。
当然,这类智能IDE不会取代你的编译器或调试器,但它能大幅加速你的整体工作流程,让你能更快完成更多有价值的设计与验证。
Codex:专为程序语言设计的LLM
Codex是由OpenAI开发的、专注于程序语言处理的LLM,能理解并生成超过数十种程序语言代码,包括C、C++与Rust等嵌入式系统常见语言。
Codex被训练用于自动补全函数、跨语言逻辑转译,甚至能解释编译错误信息。
对嵌入式开发者而言,Codex可提供多方面的帮助。首先,它可以用来编写与硬件交互的底层驱动程序。例如,你可以请它产生SPI、I2C、USART等的驱动程序。(没错,很多团队都依赖原厂提供的程序代码,但若你需要进一步优化,Codex能协助你重构出性能更佳的版本。)
其次,开发过程中常需要用不同语言创建应用模块的原型来验证功能。例如,你可能会先用Python建立一个滤波器,再转译成C或C++以便部署。Codex在语言转译这方面表现极佳,非常适合这类用途。
最后,就我们嵌入式应用而言,Codex也能协助你产生单元测试模板,甚至直接建立测试用例。
当然,你可能会有疑虑:“让AI帮我写程序会不会有风险?这不是等于把饭碗交给机器了吗?”实际上,Codex不是威胁,而是一个工具。就如同助手一样,它的价值取决于你如何引导它。对嵌入式工作来说,它不会取代你的设计思维或时序分析技能,但它确实能大幅加速那些日常的工作。
Codex就像一位永不疲倦的智能编码助手,能协助你更快打造稳定、可量产的高质量固件。
结语:AI在嵌入式开发中的角色
对嵌入式开发者而言,很容易忽视AI。毕竟,AI可能无法直接运行在你设计的目标系统上——但它完全可以且应该融入你的开发流程中。
AI可提供一套强大且易于获取的工具,能从根本改变固件编写的方式。
这些AI工具能带来的实质好处包括:
为日常工作自动生成程序代码,如外设驱动程序、单元测试与技术文件
通过AI进行错误解释、问题追踪与修复建议,加速调试流程
更精准的程序代码审查,在同行评审之前就先拦截错误
这些工具的目的并非取代工程师,而是让我们摆脱繁琐、重复与猜测的工作。因为在现代嵌入式系统领域,唯有那些能更快、更智能建构固件的开发人员才是赢家。
