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授业之心 黑曜石十字勋章 勤奋的贡献者 博士 实验室成员

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[工作报告] 嵌入式互联网:无所不在的“幽灵”

1#
发表于 2009-9-23 11:31 | 只看该作者 | 倒序看帖 | 打印
一、传统的嵌入式系统  

  提到操作系统,大多数人一般都会想到Windows、DOS、Unix、Linux或MacOS,但是,与大多数电子设备中使用的操作系统相比,这些操作系统的数量不过是小巫见大巫。一般电子设备中使用的操作系统统称为嵌入式操作系统。

  早期的嵌入式系统,就为我们的电子设备提供了所谓的“智能”,它存在于便携式摄像机、路由器、心脏起搏器、交换设备等产品中。在这些系统中,软件越来越成为核心。一些梦想家甚至认为:到2010年,嵌入式系统程序员将是传统计算机程序员数量的10倍以上。

  传统的嵌入式系统,是一个简单的、关联外设的、特定任务的、对用户完全透明的系统。与一般的计算系统不同,它们的注意力集中在系统响应时间和人机交互上。一个典型的嵌入式系统,主要用来对外部事件进行实时响应。波音777飞机的控制系统,就是由上千个嵌入式处理器组成(上面运行着嵌入式操作系统),用来监控和协调导航控制,同时精确地响应飞机反馈的信息。

  由于嵌入式处理器的价格不断下降,应用迅速扩展到新的领域,相应的市场也迅速成长起来。不过,由于Internet的广泛使用和许多高级电子设备(这些设备往往需要一个用户接口)的出现,嵌入式系统不再局限于某项固定功能,其系统对用户透明度也逐渐降低(用户也越来越接近并了解其工作原理)。

  这个趋势的例子有机顶盒、自动导航、个人数字助理、掌上电脑等,再过若干年,嵌入式系统还将在家居应用中获得广泛市场,您可以通过一个家居网络,从一个中心控制台调用自己的家电,这些应用将由新的嵌入式系统来完成。

  嵌入式处理器的性能越来越高,而其价格则越来越便宜,这不仅刺激了市场需求,同时还带来新的应用。目前,全球有40多家公司在这个领域角逐,其中包括英特尔、摩托罗拉、朗讯、NEC、日立等大牌公司。激烈的竞争,使嵌入式处理器的价格远比其他半导体产品下降得快,许多芯片的成本下降到了1美元以下。


  二、嵌入式市场的分割

  嵌入式软件被分割为三个基本范畴:操作系统、开发工具和应用软件。  

  传统的开发公司已经开发了其行业内的嵌入式软件,这些公司在垂直市场上已经开发了大量的本土化嵌入式软件,它们所用的操作系统平台和开发工具大都相似。

  Wind River Systems和Integrated Systems是两个嵌入式操作系统和开发工具的提供商,它们的产品虽然有极其不同的垂直市场,但仍然为其下游供应商创造了不少商业机会。

  它们产品的模块化程度非常高,下游供应商可以轻松地将它们剪裁,来满足其不同的垂直细分市场需要。虽然大多数嵌入式应用软件面向行业内部应用,但也有一些面向多种商业化应用。这个领域的公司有DSET、Peerless Systems、Phoenix Technologies、Trillium、Xionics等,估计市场价值约32亿美元。

  工业领域所涉及的内容更加分散,其中包括多平台和第三方开发工具等。标准化的第三方软件,可以合理解决这种混乱局面,但是由于事务性成本和竞争原因,标准化工作进展缓慢。

  不过,嵌入式软件的复杂性加速了行业嵌入式软件向商业化软件的转换。32位嵌入式处理器的复杂软件设计,需要一个相对稳定而有效的工程环境。在这个环境中,第三方商业化软件的明显优越性远远超过了事务性成本。嵌入式应用的标准化设计和使用,增加了下游设计者的生产力,缩短了设计周期,降低了设计成本。

  由于第三方软件的支持,开发商的设计过程也可以制度化,减少了对行业软件开发者的依赖,使应用易于培训,服务和支持更加可靠。当然,成本也更低。


  三、嵌入式Internet

  由于桌面计算和嵌入式计算的逐渐融合,在不远的将来,所有消费设备和智能应用形式都将具有Internet的连通性。明天的家庭将是“Internet工作式”的家庭,例如:它将使我们能够通过一个中心设备来管理所有应用和娱乐设备,无论它是PC机、机顶盒或是无线PDA。有调查显示:从1997年到2001年,Internet应用增长了40多倍。相对于当时出货的PC机而言,嵌入式设备在未来几年的增长率约为12%~15%,这相当于上个世纪早期的PC机市场增长率。但是,嵌入式设备拥有巨大的用户基数,有数据显示:2002年,嵌入式设备数量达到了Internet终端设备总数的一半。

  Sun、微软等公司为这些新设备开发了一些基本平台,但由于竞争原因,它们的技术方案基本上处于无规则部署状态。随着Internet访问变成PC机的主要功能,PC也可能因此被Internet终结。因为,用一台采用嵌入式系统的信息电器,将能够非常便宜而方便地完成PC的这些功能。

  在消费电子市场,这些应用将开辟一个崭新的嵌入式产品市场。  

  Internet的连通性还有一个远离的支流,它可以扩展到整个嵌入式空间。嵌入式计算正在从专有解决方案演变成开放式、可升级和可编程的平台。现在,开发者能够借助Internet,对驻留在嵌入式设备中的应用软件进行升级。例如:一个机顶盒,能够通过一个中心服务器,依照某一基本规则升级它的软件,甚至升级其功能和有效期限。Internet使嵌入式设备能够如此容易地升级软件,也使嵌入式软件开发可能产生更大的附加值。对嵌入式设备供应商而言,容易修改和使用、模块化的Internet连通性是绝对必须的。

  我国的嵌入式Internet市场非常大,产品供应商和系统开发商非常少,市场竞争才刚刚开始。嵌入式Internet的先驱们,例如中国单片机公共实验室、Webit、Moxa、Netable等系统开发商和供应商,正在不同层面上积极参与嵌入式市场的竞争。有专家认为,在未来的五年里,我国的嵌入式市场将以15%~25%的速度迅速增长。

  计算的基本构成正在变得越来越小,同时,能力却越来越强大,价格越来越便宜,这样就可以做到:计算能力将可被嵌入到几乎所有的日常物体中而又不被看见,例如轿车、道路、机器工具、售货机、房屋等,这就是嵌入式Internet技术给我们描绘的未来。


  四、趋势与机会

  在Internet应用的驱动下,嵌入式软件市场将出现下面一些新趋势。

  廉价快速的微处理器驱动了嵌入式软件的市场,并且该市场正从注重成本因素和个性化解决方案向着其商业化软件方向发展。由于PC机计算趋于饱和,Internet和消费电子正在创造出一类全新的嵌入式系统。

  嵌入式计算正在从个性化解决方案向着开放式设备互连、向上兼容和可编程序平台的方向发展。Internet的连接是必须的,设备驱动问题完全转变成一个嵌入式软件问题。

  嵌入式软件中的实时操作系统(RTOS)的市场将被划分为两个阵营;软件RTOS和硬件RTOS。传统的RTOS供应商努力地保持着他们的硬件RTOS市场优势,特别是在关键的垂直市场方面,例如电信、数据通信、宇航、汽车工业、医疗设备等。随着RTOS概念的深入人心,我们看到,工具供应商正在抓住嵌入式软件市场中迅速增长的利益。在近期乃至相当长的时间内,Windows CE和Java并不是已经确立了市场地位的硬件RTOS的主要威胁。重量级对手Sun和微软不仅在他们彼此之间展开着竞争,而且还必须在电子产品消费市场中努力开拓自己的地盘。
蔡威回来,物联网工程!!

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发表于 2009-9-23 16:01 | 只看该作者
又一次深切感受到了嵌入式的强大!:)

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发表于 2009-10-16 09:04 | 只看该作者
幽灵!!!
来借智慧!

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发表于 2009-11-6 09:01 | 只看该作者
嵌入式+Internet,强强联合!
来借智慧!

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山中学艺

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发表于 2010-4-11 12:09 | 只看该作者
对嵌入式又有了进一步的了解,期待嵌入式互联网时代的到来
努力是成功的基石!!

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发表于 2010-4-11 20:09 | 只看该作者
嵌入式互联网时代到来时,或许可以将一种能够空间定位的嵌入式系统移植到人的身体里,采煤工人或者水下工作人员遇到危险时就可以快速定位,王家岭煤矿之类的矿难就可以避免了
幸福不是你自己多么的出众,而是有人欣赏你的平凡

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