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)計廠商大傷腦筋。此時,軟件差異化的優(yōu)勢逐漸顯露出來。從傳統(tǒng)的3C(Communication, Consumer Electronics, Computer; 通信、消費電子、計算機)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)用浪潮席卷了整個電子產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前,新的一輪應(yīng)用熱潮已然來臨,新老應(yīng)用將為嵌入式軟件的發(fā)展注入新動力。
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)用對嵌入式軟件的需求非常大,舉個例子:目前,IAR主打產(chǎn)品IAR EW有超過10萬用戶使用。在國內(nèi),主要的應(yīng)用領(lǐng)域是消費電子-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；如:智能手機、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電話機和Wi-Fi電話機, 智能手機/雙模手機,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)進行實時多媒體通信(語音和視頻),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,抖動等影響,提高在線服務(wù)質(zhì)量。
對于嵌入式軟件而言,高級用戶界面和用戶交互功能在消費電子設(shè)備中正以更快的速度向前發(fā)展。手機市場的增長速度驚人,同時帶動了多觸摸屏(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,非移動領(lǐng)域的新設(shè)備或非蜂窩式設(shè)備(如個人媒體播放器、導(dǎo)航設(shè)備、桌面視頻電話(video-deskphone)正呈爆炸式增長。奇趣科技亞洲區(qū)銷售和營運總監(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(如個人便攜式多媒體播放器-PMP)或手機備份和同步,嵌入式軟件將為用戶帶來更加豐富的體驗。
汽車應(yīng)用潛力無限,帶來軟件發(fā)展新機遇
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)用越來越廣泛。今天的汽車已經(jīng)逐步進入了電腦控制的時代。目前,汽車電子只要集中在電子控制,如發(fā)動機控制和底盤應(yīng)用。未來的發(fā)展會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)、動力傳動系統(tǒng)。江文瑞對此表示:“隨著汽車電子向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、舒適化趨勢發(fā)展的不斷深入,對有關(guān)控制軟件的需求也將會增加,并可能要求進一步計算機聯(lián)網(wǎng)。因此,要求使用多種嵌入式軟件,并開發(fā)出通用的高水平語言,以滿足多種硬件的要求?！?/p>
David Almstrm對嵌入式軟件在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用充滿信心,他說:“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,汽車是一個引人注目的發(fā)展領(lǐng)域。”在呈爆炸性增長的消費電子設(shè)備市場中,汽車產(chǎn)業(yè)是其中的一個細分市場?！捌嫒は嘈牌噷⒕哂熊噧?nèi)計算系統(tǒng),當(dāng)然該系統(tǒng)將以無線的方式(3G、WiFi 或4G)與全球定位系統(tǒng)(GPS)相連,但同時也能與手機等便攜式設(shè)備同步并可訪問這些設(shè)備。或許手機將被置入汽車系統(tǒng)中,這樣就可以獲得更大的計算能力、更大的屏幕,而且用戶在車內(nèi)也可以欣賞手機中的音樂?！?/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,相關(guān)產(chǎn)品制造商只要在參考設(shè)計的基礎(chǔ)上略加修改,即可在極短的時間內(nèi)推出自己的產(chǎn)品,并且避免了高成本、高風(fēng)險的開發(fā)過程。Wind River中國區(qū)總經(jīng)理韓青指出,除了可靠性方面的優(yōu)勢,Wind River車載娛樂平臺之所以能夠節(jié)省開發(fā)成本、加速開發(fā)進程,主要是將才因為不僅已擁有傳統(tǒng)優(yōu)勢的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優(yōu)化的車載信息娛樂軟件平臺參考設(shè)計,可以支持用戶系統(tǒng)需要的大多數(shù)外圍設(shè)備的板級支持包(BSP)。
目前在SoC技術(shù)的推動下,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。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,他們認為從這些發(fā)展趨勢不難看出,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,市場對醫(yī)療電子產(chǎn)品的需求越來越大,尤其是對計算機斷層掃描儀、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。同樣對于高端產(chǎn)品,其硬件低功耗和高速處理能力,對產(chǎn)品的推廣有積極的作用。對于軟件系統(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)計在未來的幾年中,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。愈來愈明顯的是,醫(yī)療電子產(chǎn)品家用化、便攜化,低功耗,無論是中國還是全球醫(yī)療電子市場都呈現(xiàn)出加速增長的態(tài)勢,各種便攜式診斷和監(jiān)視設(shè)備不斷推向市場,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。面對便攜式醫(yī)療電子帶來的新的市場機會,國際知名半導(dǎo)體廠商紛紛加大研發(fā)和投入力度,積極應(yīng)對其對半導(dǎo)體技術(shù)帶來的新挑戰(zhàn)。軟件供應(yīng)商也適時推出許多產(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。
微軟Windows Embedded 亞太及大中華區(qū)市場總監(jiān)John Boladian(彭家安)表示:醫(yī)療行業(yè)日益需要共同無縫運行的更加智能、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、多個圖形界面選項、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)備時將繼續(xù)面臨許多障礙,如:由于在一個產(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,將來對帶有連接選項的、更加完善的醫(yī)療設(shè)備的需求將保持強勁增長,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、患者監(jiān)護儀、超聲波設(shè)備、遠程和本地診斷設(shè)備、醫(yī)療工作站顯示、映像增強和多媒體培訓(xùn)系統(tǒng)。
汽車、醫(yī)療設(shè)備無疑是嵌入式軟件最典型的新興應(yīng)用領(lǐng)域。這兩個領(lǐng)域有一個共同的特點,就是對軟件的精確度、穩(wěn)定性與可靠性要求非常高,無論是醫(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_,將是這類設(shè)備制造商在市場取得成功的法寶。
突破技術(shù)瓶頸,嵌入式軟件發(fā)展面臨挑戰(zhàn)和機遇
在談到嵌入式軟件開發(fā)的技術(shù)瓶頸時,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)品的功能要求越來越復(fù)雜,開發(fā)周期越來越短,系統(tǒng)硬件和軟件平臺的變化太快而給OEM/ODM和整個產(chǎn)業(yè)鏈帶來的巨大的壓力和挑戰(zhàn)。比如層出不窮的無線通訊方式和極大豐富和海量的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容對嵌入式產(chǎn)品提出象對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)對操作系統(tǒng)編程的挑戰(zhàn),嵌入式微處理器升級在面臨多核,虛擬技術(shù)的軟件實現(xiàn)的挑戰(zhàn)；嵌入式操作系統(tǒng),中間件,JAVA語言和庫等模塊化和并行編程技術(shù)的大量采用對嵌入式軟件開發(fā),測試和開發(fā)流程管理都帶來巨大的挑戰(zhàn)。
同樣,軟件測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)有限公司市場部經(jīng)理梁健全表示:“英蓓特經(jīng)常接觸國內(nèi)外的嵌入式產(chǎn)品,普遍反饋國外的產(chǎn)品穩(wěn)定性比國內(nèi)高很多,這個和中國是否重視軟件測試很有關(guān)系。中國的軟件測試人員比例比國外的相差太遠,直接導(dǎo)致的后果是產(chǎn)品的軟件不穩(wěn)定,很多BUG在商用的時候爆發(fā)出來。
除了技術(shù)本身有一些暫時難以逾越的鴻溝之外,人的因素也很重要。對于軟件開發(fā)項目通常過于樂觀:制訂不切實際的項目時間表、高估工程師的能力、低估項目的復(fù)雜性,而這些因素常常會導(dǎo)致項目的失敗。同時,問題有時不在于軟件本身,而在于如何理解軟件開發(fā)項目及其與目標(biāo)硬件移植和優(yōu)化的關(guān)系。這一點也是設(shè)計人員需要注意的地方。
