工廠自動化、機器人、電力系統與工業物聯網都面臨同一項隱藏的挑戰：開發複雜度的成長速度，超出了團隊所能管理的範圍。
工廠現場的控制器可能需要持續運作 15 年。機器人系統必須以微秒等級的精度同步多個軸向，同時維持 IEC 61508 認證。智慧電網節點則必須支援十多種通訊協定、接受安全性更新，並在原始開發團隊離開後很長一段時間內，仍維持可稽核性。
這些並非少見的特殊案例，而是工業嵌入式開發每天都必須面對的現實。因此，團隊所依賴的工具也必須能夠承擔這樣的責任。
工業專案實際在哪些環節開始變慢?
詢問嵌入式工程師是什麼讓專案進度變慢，得到的答案往往很一致。問題很少出在硬體或應用程式邏輯，而是出現在開發基礎架構上的各種阻礙。
工具鏈分散是最大的阻礙來源之一。工業硬體本身就相當多元，包括 Arm、RISC-V、Renesas RX/RL78/RH850/RZ、TI MSP430、STM8 等。每次架構轉換，都代表團隊必須重新建立既有知識，並重複進行原本已完成的認證工作。
安全認證讓問題更加複雜。IEC 61508 合規是不可省略的要求，但工具認證、產生相關證據，以及隨著軟體演進持續維護這些證據，都相當耗時，而且大多需要人工處理。
通訊協定整合又增加了另一層複雜度。工業系統仰賴 PROFINET、EtherCAT、Modbus、CANopen、OPC UA 等通訊協定來實現確定性的通訊。能夠找到已完成整合與驗證的基礎方案，對專案時程有非常大的影響。
長期可維護性可能是最容易被低估的挑戰。今天出貨的產品到了 2035 年，仍需要能夠套用修補程式、重新建置並接受稽核。
建置環境會逐漸改變，工具鏈版本會更新，團隊成員也會更替。如果沒有針對長期穩定性進行設計，每次更新都可能成為一次風險事件。
為工業自動化需求而設計的嵌入式開發平台
IAR 的嵌入式開發平台，是以工業自動化所面臨的各項限制為核心打造，包括產品生命週期長、嚴格的安全要求、多元的硬體，以及整個軟體堆疊各層都必須具備確定性行為的需求。
圖片：IAR 在敏捷工作流程中的應用
IEC 61508 安全認證，降低工具認證負擔
IAR 的工具鏈通過 TÜV SÜD 的 IEC 61508 認證，並被歸類為適用於任何安全完整性等級（Safety Integrity Level）的 T3 工具。
這代表編譯器與建置工具已完成預先驗證，並提供公開的 Safety Manual 與認證文件，可直接降低工具認證所帶來的負擔，而不是將這些工作轉嫁給開發團隊。ST STM32、Renesas RA、RX 與 RH850 系列、NXP 等平台皆提供經認證的套件，因此相同的方法可以延伸至多元的裝置產品組合，而不必從頭重新建立證據。
在一致的工作流程中實現架構彈性
IAR Platform 在單一且一致的工具鏈中支援超過 20 種架構，包括 Arm、RISC-V、Renesas RL78/RX/RH850、STM8 等。
針對 NXP、Infineon、TI、Renesas 與 ST 等不同裝置系列進行開發的團隊，不需要將開發環境或合規流程分散開來。單一經認證的基礎，支援各種硬體。
工業通訊協定堆疊與生態系整合
IAR 的高最佳化編譯器可確保工業通訊協定堆疊具備嚴格的時序控制、小型記憶體占用量與可預期的行為。
該平台已與包括 port GmbH、rt-labs、Hilscher 與 Softing 在內的商用協定堆疊合作夥伴進行驗證，同時也支援 SOES（EtherCAT）、p-net（PROFINET）與 open62541（OPC UA）等開源協定堆疊。
TI、Renesas 與 NXP 的半導體 SDK 也已完成整合與驗證，因此團隊可以從可信賴的基礎開始，而不必從零開始組建協定堆疊。
圖片：IAR 支援的工業通訊協定堆疊與生態系
支援容器、CI/CD 與 DevOp
IAR 工具鏈可原生執行於容器中，並可與 Jenkins、GitHub、GitLab 及 Kubernetes 整合。可重現的建置與可擴展的 CI/CD 管線並非可有可無的附加功能，而是平台運作方式的一部分。
對於需要跨不同據點進行分散式開發，或維護大量既有產品韌體的團隊而言，這種一致性是重要的基礎。
將嵌入式安全功能融入開發流程
歐盟《網路韌性法案》（Cyber Resilience Act）與持續演進的 IEC 標準，正在提高工業產品的全球安全性基準。
IAR 的嵌入式安全功能，包括安全開機、韌體簽章、程式碼加密與執行期間完整性檢查，都與編譯器及除錯器整合在同一平台中。不需要另外建立獨立的安全層，也不需要分別進行認證、維護或整合。
支援長生命週期產品的長期工具鏈維護
對於現場使用壽命達 10 至 20 年的產品而言，工具鏈穩定性是策略性的要求。
IAR 的長期支援服務可在延長的產品生命週期內維持經驗證且可重現的建置環境，讓團隊能夠重新建置韌體、調查現場問題並進行更新，而不需要重新對整套工具鏈進行認證。這正是讓長生命週期工業軟體在實務上能夠持續維護的關鍵。
工業自動化團隊實際導入 IAR 工具鏈的成果
上述瓶頸並非理論上的問題。以下是三家工業自動化領導企業如何透過 IAR 工具鏈解決這些問題。
- Panasonic Electric Works：在不影響既有工作流程的情況下，將 CI/CD 整合至長生命週期的自動化產品線
- Landis+Gyr：透過 C-STAT 靜態分析更早發現缺陷，降低廣泛 MCU 產品組合的重工成本
- Schneider Electric：透過狀態機建模與自動程式碼生成縮短開發時間
工業嵌入式專案面臨的開發與維護挑戰
無論是設計新的機器人平台、維護大量工業控制器，或是為《網路韌性法案》做準備，這些挑戰都會朝相同方向不斷累積：分散的工具、認證負擔、通訊協定複雜度，以及長達數十年的產品維護需求。
圖片：從程式碼建立到生產線
IAR 透過統一且經安全認證的基礎架構來解決這些問題，從單一 MCU 到多架構產品系列皆可擴展，並涵蓋從第一次建置到 20 年後最後一次韌體更新的整個生命週期。
接下來呢？IAR 工業自動化解決方案與後續資源
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文由IAR提供