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隨著電子技術的日益成熟,電子設備之間的差異化越來越小,如何使自己的產品在眾多同類產品中脫穎而出,令電子設備廠商以及嵌入式系統設計廠商大傷腦筋。此時,軟件差異化的優勢逐漸顯露出來。從傳統的3C(Communication, Consumer Electronics, Computer; 通信、消費電子、計算機)和工業領域,到近幾年崛起的汽車、醫療電子等新興領域,嵌入式軟件的應用浪潮席卷了整個電子產業。當前,新的一輪應用熱潮已然來臨,新老應用將為嵌入式軟件的發展注入新動力。

傳統應用力挺,3C、工業等傳統應用仍是主流

作為嵌入式軟件最主要的需求群體,嵌入式軟件在3C、工業等這些傳統領域的應用日趨成熟。全球第一家商用編譯器和調試器的供應商IAR的代理商——麥克泰公司技術部經理江文瑞介紹到,這傳統應用對嵌入式軟件的需求非常大,舉個例子:目前,IAR主打產品IAR EW有超過10萬用戶使用。在國內,主要的應用領域是消費電子-家電設備,數碼電子等,電力、儀表控制,工業電子控制等。同樣的,Micrium也是著名的RTOS供應商,其主要的應用也是各種電力,儀器儀表控制系統,手持顯控設備,消費電子等傳統領域。而麥克泰公司自身的嵌入式軟件也被廣泛應用于消費電子、通信、工業控制和教學科學研究等領域嵌入式系統設計；如:智能手機、IPTV、數字電視、手持終端、工業控制等。

特別值得注意的是,嵌入式多媒體處理軟件已經在3C終端產品上應用日趨普遍,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,便攜式游戲設備等。Global IP Solutions公司亞太區市場總監曾志佳表示:這些終端產品都可以連接到網絡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絡情況如丟包,延時,抖動等影響,提高在線服務質量。

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備中正以更快的速度向前發展。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新技術的迅猛發展。然而,電子設備的技術并未就此止步,非移動領域的新設備或非蜂窩式設備(如個人媒體播放器、導航設備、桌面視頻電話(video-deskphone)正呈爆炸式增長。奇趣科技亞洲區銷售和營運總監兼奇趣科技(北京)有限公司總經理David Almstr?m預言:隨著家庭實現全面聯網(例如電冰箱也可以提供檢索和上網功能)、家庭控制系統與手機相連、音樂系統與在線音樂服務相連、并可通過便攜式設備(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。

汽車應用潛力無限,帶來軟件發展新機遇

隨著汽車工業與電子工業的不斷發展,電子技術的應用越來越廣泛。今天的汽車已經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,如發動機控制和底盤應用。未來的發展會朝著集中控制的方向發展,如車身控制、車載信息娛樂、安全系統、動力傳動系統。江文瑞對此表示:“隨著汽車電子向網絡化、智能化、舒適化趨勢發展的不斷深入,對有關控制軟件的需求也將會增加,并可能要求進一步計算機聯網。因此,要求使用多種嵌入式軟件,并開發出通用的高水平語言,以滿足多種硬件的要求。”

David Almstrm對嵌入式軟件在汽車領域的應用充滿信心,他說:“嵌入式軟件技術作為一種可移植的應用技術,將在汽車應用上發揮重要作用,汽車是一個引人注目的發展領域。”在呈爆炸性增長的消費電子設備市場中,汽車產業是其中的一個細分市場。“奇趣相信汽車將具有車內計算系統,當然該系統將以無線的方式(3G、WiFi 或4G)與全球定位系統(GPS)相連,但同時也能與手機等便攜式設備同步并可訪問這些設備。或許手機將被置入汽車系統中,這樣就可以獲得更大的計算能力、更大的屏幕,而且用戶在車內也可以欣賞手機中的音樂。”

Wind River同樣看好汽車信息娛樂系統應用,Wind River結合了業界頂尖的合作伙伴等廠商推出了車載信息娛樂系統的參考設計,相關產品制造商只要在參考設計的基礎上略加修改,即可在極短的時間內推出自己的產品,并且避免了高成本、高風險的開發過程。Wind River中國區總經理韓青指出,除了可靠性方面的優勢,Wind River車載娛樂平臺之所以能夠節省開發成本、加速開發進程,主要是將才因為不僅已擁有傳統優勢的VxWorks操作系統,而且納入了開放、集成化并以Eclipse為基礎的Linux開發軟件,更將基礎性的多媒體和網絡中間件融為一體。其中的關鍵技術不僅在航空航天等高可靠性要求的環境中得到長期應用,而且已經獲得了汽車制造業的廣泛支持。Wind River與多家相關廠商合作推出了一個優化的車載信息娛樂軟件平臺參考設計,可以支持用戶系統需要的大多數外圍設備的板級支持包(BSP)。

目前在SoC技術的推動下,汽車電子正朝著高端應用發展,汽車電控系統功能不斷擴展、邏輯漸趨復雜、子系統間通信頻率不斷提高是汽車電子技術的發展趨勢。汽車電子系統從單一控制逐漸發展到多變量,多任務協調控制,軟件龐大化,復雜化,使得汽車嵌入式系統需要尋找新的軟件解決方案。Montavista敏銳的捕捉到商業契機,他們認為從這些發展趨勢不難看出,嵌入式軟件在汽車電子控制和車載網絡通信系統方面將有著廣泛應用前景。

智能化、可靠性唱主角,軟件為醫療電子錦上添花

隨著人們生活質量的不斷提高,市場對醫療電子產品的需求越來越大,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療影像領域高端產品需求的快速增長。同樣對于高端產品,其硬件低功耗和高速處理能力,對產品的推廣有積極的作用。對于軟件系統,要滿足功能的需求也需要提供更好的解決方案。可以預計在未來的幾年中,嵌入式軟件產品在醫療電子領域將有飛速的發展。愈來愈明顯的是,醫療電子產品家用化、便攜化,低功耗,無論是中國還是全球醫療電子市場都呈現出加速增長的態勢,各種便攜式診斷和監視設備不斷推向市場,因此,各種電子技術將應用于最新的醫療設備開發中。面對便攜式醫療電子帶來的新的市場機會,國際知名半導體廠商紛紛加大研發和投入力度,積極應對其對半導體技術帶來的新挑戰。軟件供應商也適時推出許多產品,支持半導體廠商的技術,使產品開發能夠迅速走向市場。

微軟Windows Embedded 亞太及大中華區市場總監John Boladian(彭家安)表示:醫療行業日益需要共同無縫運行的更加智能、更加可靠的系統,微軟Windows Embedded系列操作系統如Windows Embedded CE和Windows XP Embedded,在一套工具集中提供了可靠的架構、行業標準支持、多個圖形界面選項、完善的網絡支持及核心Windows技術。但在短期內,開發人員在為醫療行業研制設備時將繼續面臨許多障礙,如:由于在一個產品系列中使用各種操作系統而導致產品信息孤立、聯絡不暢,以及由于希望滿足廣泛的客戶需求而在不同領域之間缺少一致的業務流程。

他預計,將來對帶有連接選項的、更加完善的醫療設備的需求將保持強勁增長,設備制造商將能夠使用Windows Embedded技術,開發一系列醫療設備和系統,包括血糖計、患者監護儀、超聲波設備、遠程和本地診斷設備、醫療工作站顯示、映像增強和多媒體培訓系統。

汽車、醫療設備無疑是嵌入式軟件最典型的新興應用領域。這兩個領域有一個共同的特點,就是對軟件的精確度、穩定性與可靠性要求非常高,無論是醫療設備,還是車輛控制,都是如此。因此,選擇最適當的軟件平臺,將是這類設備制造商在市場取得成功的法寶。

突破技術瓶頸,嵌入式軟件發展面臨挑戰和機遇

在談到嵌入式軟件開發的技術瓶頸時,江文瑞指出:嵌入式軟件技術開發正面臨挑戰將主要體現在產品的功能要求越來越復雜,開發周期越來越短,系統硬件和軟件平臺的變化太快而給OEM/ODM和整個產業鏈帶來的巨大的壓力和挑戰。比如層出不窮的無線通訊方式和極大豐富和海量的互聯網內容對嵌入式產品提出象對PC和服務器一樣的要求；MCU很快向32位轉移,工程師要應對操作系統編程的挑戰,嵌入式微處理器升級在面臨多核,虛擬技術的軟件實現的挑戰；嵌入式操作系統,中間件,JAVA語言和庫等模塊化和并行編程技術的大量采用對嵌入式軟件開發,測試和開發流程管理都帶來巨大的挑戰。

同樣,軟件測試也是目前本土嵌入式開發技術面臨的挑戰之一。深圳市英蓓特信息技術有限公司市場部經理梁健全表示:“英蓓特經常接觸國內外的嵌入式產品,普遍反饋國外的產品穩定性比國內高很多,這個和中國是否重視軟件測試很有關系。中國的軟件測試人員比例比國外的相差太遠,直接導致的后果是產品的軟件不穩定,很多BUG在商用的時候爆發出來。

除了技術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、低估項目的復雜性,而這些因素常常會導致項目的失敗。同時,問題有時不在于軟件本身,而在于如何理解軟件開發項目及其與目標硬件移植和優化的關系。這一點也是設計人員需要注意的地方。