隨著電子技術(shù)的日益成熟,電子設(shè)備之間的差異化越來(lái)越小,如何使自己的產(chǎn)品在眾多同類產(chǎn)品中脫穎而出,令電子設(shè)備廠商以及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)廠商大傷腦筋。此時(shí),軟件差異化的優(yōu)勢(shì)逐漸顯露出來(lái)。從傳統(tǒng)的3C(Communication, Consumer Electronics, Computer; 通信、消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī))和工業(yè)領(lǐng)域,到近幾年崛起的汽車、醫(yī)療電子等新興領(lǐng)域,嵌入式軟件的應(yīng)用浪潮席卷了整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前,新的一輪應(yīng)用熱潮已然來(lái)臨,新老應(yīng)用將為嵌入式軟件的發(fā)展注入新動(dòng)力。
傳統(tǒng)應(yīng)用力挺,3C、工業(yè)等傳統(tǒng)應(yīng)用仍是主流
作為嵌入式軟件最主要的需求群體,嵌入式軟件在3C、工業(yè)等這些傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟。全球第一家商用編譯器和調(diào)試器的供應(yīng)商IAR的代理商——麥克泰公司技術(shù)部經(jīng)理江文瑞介紹到,這傳統(tǒng)應(yīng)用對(duì)嵌入式軟件的需求非常大,舉個(gè)例子:目前,IAR主打產(chǎn)品IAR EW有超過10萬(wàn)用戶使用。在國(guó)內(nèi),主要的應(yīng)用領(lǐng)域是消費(fèi)電子-家電設(shè)備,數(shù)碼電子等,電力、儀表控制,工業(yè)電子控制等。同樣的,Micrium也是著名的RTOS供應(yīng)商,其主要的應(yīng)用也是各種電力,儀器儀表控制系統(tǒng),手持顯控設(shè)備,消費(fèi)電子等傳統(tǒng)領(lǐng)域。而麥克泰公司自身的嵌入式軟件也被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、通信、工業(yè)控制和教學(xué)科學(xué)研究等領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)；如:智能手機(jī)、IPTV、數(shù)字電視、手持終端、工業(yè)控制等。
特別值得注意的是,嵌入式多媒體處理軟件已經(jīng)在3C終端產(chǎn)品上應(yīng)用日趨普遍,如:IP電話機(jī)和Wi-Fi電話機(jī), 智能手機(jī)/雙模手機(jī),寬帶路由器 / 終端適配器,便攜式游戲設(shè)備等。Global IP Solutions公司亞太區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)曾志佳表示:這些終端產(chǎn)品都可以連接到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)多媒體通信(語(yǔ)音和視頻),嵌入式多媒體處理軟件可以有效減低網(wǎng)絡(luò)情況如丟包,延時(shí),抖動(dòng)等影響,提高在線服務(wù)質(zhì)量。
對(duì)于嵌入式軟件而言,高級(jí)用戶界面和用戶交互功能在消費(fèi)電子設(shè)備中正以更快的速度向前發(fā)展。手機(jī)市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度驚人,同時(shí)帶動(dòng)了多觸摸屏(multi-touch screen)、web瀏覽器、定位和電子銀行等各種創(chuàng)新技術(shù)的迅猛發(fā)展。然而,電子設(shè)備的技術(shù)并未就此止步,非移動(dòng)領(lǐng)域的新設(shè)備或非蜂窩式設(shè)備(如個(gè)人媒體播放器、導(dǎo)航設(shè)備、桌面視頻電話(video-deskphone)正呈爆炸式增長(zhǎng)。奇趣科技亞洲區(qū)銷售和營(yíng)運(yùn)總監(jiān)兼奇趣科技(北京)有限公司總經(jīng)理David Almstr?m預(yù)言:隨著家庭實(shí)現(xiàn)全面聯(lián)網(wǎng)(例如電冰箱也可以提供檢索和上網(wǎng)功能)、家庭控制系統(tǒng)與手機(jī)相連、音樂系統(tǒng)與在線音樂服務(wù)相連、并可通過便攜式設(shè)備(如個(gè)人便攜式多媒體播放器-PMP)或手機(jī)備份和同步,嵌入式軟件將為用戶帶來(lái)更加豐富的體驗(yàn)。
汽車應(yīng)用潛力無(wú)限,帶來(lái)軟件發(fā)展新機(jī)遇
隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展,電子技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。今天的汽車已經(jīng)逐步進(jìn)入了電腦控制的時(shí)代。目前,汽車電子只要集中在電子控制,如發(fā)動(dòng)機(jī)控制和底盤應(yīng)用。未來(lái)的發(fā)展會(huì)朝著集中控制的方向發(fā)展,如車身控制、車載信息娛樂、安全系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。江文瑞對(duì)此表示:“隨著汽車電子向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、舒適化趨勢(shì)發(fā)展的不斷深入,對(duì)有關(guān)控制軟件的需求也將會(huì)增加,并可能要求進(jìn)一步計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。因此,要求使用多種嵌入式軟件,并開發(fā)出通用的高水平語(yǔ)言,以滿足多種硬件的要求?！?/p>
David Almstrm對(duì)嵌入式軟件在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用充滿信心,他說(shuō):“嵌入式軟件技術(shù)作為一種可移植的應(yīng)用技術(shù),將在汽車應(yīng)用上發(fā)揮重要作用,汽車是一個(gè)引人注目的發(fā)展領(lǐng)域。”在呈爆炸性增長(zhǎng)的消費(fèi)電子設(shè)備市場(chǎng)中,汽車產(chǎn)業(yè)是其中的一個(gè)細(xì)分市場(chǎng)?！捌嫒は嘈牌噷⒕哂熊噧?nèi)計(jì)算系統(tǒng),當(dāng)然該系統(tǒng)將以無(wú)線的方式(3G、WiFi 或4G)與全球定位系統(tǒng)(GPS)相連,但同時(shí)也能與手機(jī)等便攜式設(shè)備同步并可訪問這些設(shè)備。或許手機(jī)將被置入汽車系統(tǒng)中,這樣就可以獲得更大的計(jì)算能力、更大的屏幕,而且用戶在車內(nèi)也可以欣賞手機(jī)中的音樂?！?/p>
Wind River同樣看好汽車信息娛樂系統(tǒng)應(yīng)用,Wind River結(jié)合了業(yè)界頂尖的合作伙伴等廠商推出了車載信息娛樂系統(tǒng)的參考設(shè)計(jì),相關(guān)產(chǎn)品制造商只要在參考設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上略加修改,即可在極短的時(shí)間內(nèi)推出自己的產(chǎn)品,并且避免了高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的開發(fā)過程。Wind River中國(guó)區(qū)總經(jīng)理韓青指出,除了可靠性方面的優(yōu)勢(shì),Wind River車載娛樂平臺(tái)之所以能夠節(jié)省開發(fā)成本、加速開發(fā)進(jìn)程,主要是將才因?yàn)椴粌H已擁有傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的VxWorks操作系統(tǒng),而且納入了開放、集成化并以Eclipse為基礎(chǔ)的Linux開發(fā)軟件,更將基礎(chǔ)性的多媒體和網(wǎng)絡(luò)中間件融為一體。其中的關(guān)鍵技術(shù)不僅在航空航天等高可靠性要求的環(huán)境中得到長(zhǎng)期應(yīng)用,而且已經(jīng)獲得了汽車制造業(yè)的廣泛支持。Wind River與多家相關(guān)廠商合作推出了一個(gè)優(yōu)化的車載信息娛樂軟件平臺(tái)參考設(shè)計(jì),可以支持用戶系統(tǒng)需要的大多數(shù)外圍設(shè)備的板級(jí)支持包(BSP)。
目前在SoC技術(shù)的推動(dòng)下,汽車電子正朝著高端應(yīng)用發(fā)展,汽車電控系統(tǒng)功能不斷擴(kuò)展、邏輯漸趨復(fù)雜、子系統(tǒng)間通信頻率不斷提高是汽車電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。汽車電子系統(tǒng)從單一控制逐漸發(fā)展到多變量,多任務(wù)協(xié)調(diào)控制,軟件龐大化,復(fù)雜化,使得汽車嵌入式系統(tǒng)需要尋找新的軟件解決方案。Montavista敏銳的捕捉到商業(yè)契機(jī),他們認(rèn)為從這些發(fā)展趨勢(shì)不難看出,嵌入式軟件在汽車電子控制和車載網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)方面將有著廣泛應(yīng)用前景。
智能化、可靠性唱主角,軟件為醫(yī)療電子錦上添花
隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,市場(chǎng)對(duì)醫(yī)療電子產(chǎn)品的需求越來(lái)越大,尤其是對(duì)計(jì)算機(jī)斷層掃描儀、磁共振儀、高檔超聲波診斷儀器等醫(yī)療影像領(lǐng)域高端產(chǎn)品需求的快速增長(zhǎng)。同樣對(duì)于高端產(chǎn)品,其硬件低功耗和高速處理能力,對(duì)產(chǎn)品的推廣有積極的作用。對(duì)于軟件系統(tǒng),要滿足功能的需求也需要提供更好的解決方案?？梢灶A(yù)計(jì)在未來(lái)的幾年中,嵌入式軟件產(chǎn)品在醫(yī)療電子領(lǐng)域?qū)⒂酗w速的發(fā)展。愈來(lái)愈明顯的是,醫(yī)療電子產(chǎn)品家用化、便攜化,低功耗,無(wú)論是中國(guó)還是全球醫(yī)療電子市場(chǎng)都呈現(xiàn)出加速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),各種便攜式診斷和監(jiān)視設(shè)備不斷推向市場(chǎng),因此,各種電子技術(shù)將應(yīng)用于最新的醫(yī)療設(shè)備開發(fā)中。面對(duì)便攜式醫(yī)療電子帶來(lái)的新的市場(chǎng)機(jī)會(huì),國(guó)際知名半導(dǎo)體廠商紛紛加大研發(fā)和投入力度,積極應(yīng)對(duì)其對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)帶來(lái)的新挑戰(zhàn)。軟件供應(yīng)商也適時(shí)推出許多產(chǎn)品,支持半導(dǎo)體廠商的技術(shù),使產(chǎn)品開發(fā)能夠迅速走向市場(chǎng)。
微軟Windows Embedded 亞太及大中華區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)John Boladian(彭家安)表示:醫(yī)療行業(yè)日益需要共同無(wú)縫運(yùn)行的更加智能、更加可靠的系統(tǒng),微軟Windows Embedded系列操作系統(tǒng)如Windows Embedded CE和Windows XP Embedded,在一套工具集中提供了可靠的架構(gòu)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)支持、多個(gè)圖形界面選項(xiàng)、完善的網(wǎng)絡(luò)支持及核心Windows技術(shù)。但在短期內(nèi),開發(fā)人員在為醫(yī)療行業(yè)研制設(shè)備時(shí)將繼續(xù)面臨許多障礙,如:由于在一個(gè)產(chǎn)品系列中使用各種操作系統(tǒng)而導(dǎo)致產(chǎn)品信息孤立、聯(lián)絡(luò)不暢,以及由于希望滿足廣泛的客戶需求而在不同領(lǐng)域之間缺少一致的業(yè)務(wù)流程。
他預(yù)計(jì),將來(lái)對(duì)帶有連接選項(xiàng)的、更加完善的醫(yī)療設(shè)備的需求將保持強(qiáng)勁增長(zhǎng),設(shè)備制造商將能夠使用Windows Embedded技術(shù),開發(fā)一系列醫(yī)療設(shè)備和系統(tǒng),包括血糖計(jì)、患者監(jiān)護(hù)儀、超聲波設(shè)備、遠(yuǎn)程和本地診斷設(shè)備、醫(yī)療工作站顯示、映像增強(qiáng)和多媒體培訓(xùn)系統(tǒng)。
汽車、醫(yī)療設(shè)備無(wú)疑是嵌入式軟件最典型的新興應(yīng)用領(lǐng)域。這兩個(gè)領(lǐng)域有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是對(duì)軟件的精確度、穩(wěn)定性與可靠性要求非常高,無(wú)論是醫(yī)療設(shè)備,還是車輛控制,都是如此。因此,選擇最適當(dāng)?shù)能浖脚_(tái),將是這類設(shè)備制造商在市場(chǎng)取得成功的法寶。
突破技術(shù)瓶頸,嵌入式軟件發(fā)展面臨挑戰(zhàn)和機(jī)遇
在談到嵌入式軟件開發(fā)的技術(shù)瓶頸時(shí),江文瑞指出:嵌入式軟件技術(shù)開發(fā)正面臨挑戰(zhàn)將主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的功能要求越來(lái)越復(fù)雜,開發(fā)周期越來(lái)越短,系統(tǒng)硬件和軟件平臺(tái)的變化太快而給OEM/ODM和整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)的巨大的壓力和挑戰(zhàn)。比如層出不窮的無(wú)線通訊方式和極大豐富和海量的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容對(duì)嵌入式產(chǎn)品提出象對(duì)PC和服務(wù)器一樣的要求；MCU很快向32位轉(zhuǎn)移,工程師要應(yīng)對(duì)操作系統(tǒng)編程的挑戰(zhàn),嵌入式微處理器升級(jí)在面臨多核,虛擬技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)；嵌入式操作系統(tǒng),中間件,JAVA語(yǔ)言和庫(kù)等模塊化和并行編程技術(shù)的大量采用對(duì)嵌入式軟件開發(fā),測(cè)試和開發(fā)流程管理都帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。
同樣,軟件測(cè)試也是目前本土嵌入式開發(fā)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)之一。深圳市英蓓特信息技術(shù)有限公司市場(chǎng)部經(jīng)理梁健全表示:“英蓓特經(jīng)常接觸國(guó)內(nèi)外的嵌入式產(chǎn)品,普遍反饋國(guó)外的產(chǎn)品穩(wěn)定性比國(guó)內(nèi)高很多,這個(gè)和中國(guó)是否重視軟件測(cè)試很有關(guān)系。中國(guó)的軟件測(cè)試人員比例比國(guó)外的相差太遠(yuǎn),直接導(dǎo)致的后果是產(chǎn)品的軟件不穩(wěn)定,很多BUG在商用的時(shí)候爆發(fā)出來(lái)。
除了技術(shù)本身有一些暫時(shí)難以逾越的鴻溝之外,人的因素也很重要。對(duì)于軟件開發(fā)項(xiàng)目通常過于樂觀:制訂不切實(shí)際的項(xiàng)目時(shí)間表、高估工程師的能力、低估項(xiàng)目的復(fù)雜性,而這些因素常常會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目的失敗。同時(shí),問題有時(shí)不在于軟件本身,而在于如何理解軟件開發(fā)項(xiàng)目及其與目標(biāo)硬件移植和優(yōu)化的關(guān)系。這一點(diǎn)也是設(shè)計(jì)人員需要注意的地方。
