為物聯網生態系統中的嵌入式設備設計硬件需要深思熟慮的規劃。原因是嵌入式開發人員在為支持物聯網的設備設計硬件系統時面臨幾個挑戰。以下列出了設計嵌入式物聯網硬件系統的一些挑戰：

　　1.在嵌入式系統上運行應用程序缺乏必要的靈活性

　　隨著對互聯設備需求的不斷增長，嵌入式系統需要與異構設備協同工作，并適應不同的網絡體系結構，以應對實時環境中的新功能和新性能。由于越來越多的技術采用和新應用程序的部署，嵌入式開發人員在開發嵌入式物聯網系統時在靈活性方面面臨一些問題，例如：

　　確保新服務順利整合的問題、適應新環境的困難、硬件和軟件設施的頻繁變化、小尺寸低功耗芯片的封裝與集成問題、開展能源意識活動等。

　　2.嵌入式系統設計中的安全危機

　　所有物聯網硬件產品都需要在實時嵌入式環境中安全運行。由于所有嵌入式組件都在資源高度受限和物理上不安全的情況下運行，嵌入式開發工程師在確保這些嵌入式組件的安全性方面經常面臨問題。這些系統的設計和實現必須穩健可靠，并且必須使用加密算法和安全程序來確保安全。它涉及不同的方法來保護嵌入式系統從原型到部署的所有組件。

　　3.高功耗嵌入式系統設計

　　另一個日益嚴重的限制是微處理器硬件設計的功耗，以獲得實時應用程序和設備的最佳性能。持續的挑戰是如何部署一個晶體管數量不斷增加且功耗比可以接受的嵌入式系統。在設計低功耗嵌入式系統時，高功耗有兩個原因：

　　首先，因為每個晶體管的功耗隨著柵極密度的增加而增加，所以片上系統的功率密度設置為增加。因此，工程師們必須通過使用高效的系統架構設計來降低整個嵌入式系統的功耗，而不是僅僅依靠過程技術。

　　其次，工程師們通過增加系統的頻率來提高性能，降低功耗，從而消耗更多的電能。工程師也需要更多地關注設計選擇。

　　4.嵌入式系統設計的測試問題

　　為了確保可靠的產品設計，進行深入的測試、驗證和確認是另一個挑戰。

　　嵌入式硬件測試：這類似于嵌入式開發人員使用基于硬件的測試工具的所有測試類型。這是指根據產品要求測試系統性能、一致性和驗證的嵌入式硬件。

　　驗證：確保功能驗證是否正確實施。

　　確認：確認產品是否符合要求，是否通過所有質量標準。

　　5.安全關鍵嵌入式系統的功能安全性不足

　　功能安全被認為是產品整體安全的一部分。嵌入式系統被認為是廣義控制系統，它執行各種控制功能，需要自治、重新配置、安全、容錯，并且需要消除所有不可接受的風險以滿足功能安全要求。這些考慮極大地影響了它們在應用程序中的使用，在應用程序中，許多功能循環都在競爭計算資源的設計，因此，出現了許多計時和任務調度問題。

　　6.增加成本和上市時間

　　除了靈活性和安全性之外，嵌入式系統還受到成本的嚴格限制。

　　在嵌入式硬件設計中，需要從開發到部署周期衍生出更好的方法，以處理數字電子元件和生產數量的成本建模或成本優化。嵌入式開發人員還需要解決設計時間問題，并在合適的時間將嵌入式設備推向市場。