嵌入式系统：数字化产品的核心

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                       嵌入式系统：数字化产品的核心<br>（梁华　2001年08月23日 16:03）<br><br>伴随着二十一世纪的曙光，人类迎来了一个充满希望的新时代。而作为二十世纪人类社会最伟大的发明之一，计算机也迈入了其另一个充满机遇的阶段——后PC时代。不知不觉中，形式多样的数字化产品已经开始继PC机之后成为信息处理的一大主要工具，并且正在逐步形成一个充满商机的巨大产业。 <br><br>后PC时代的到来，使得人们开始越来越多地接触到一个新的概念——嵌入式产品。像手机、PDA（如商务通等）均属于手持的嵌入式产品，VCD机、机顶盒等也属于嵌入式产品，而像车载GPS系统、数控机床、网络冰箱等同样都采用嵌入式系统。形式多样的数字化设备正努力把Internet连接到人们生活各个角落，也就是说中国数字化设备的潜在消费者数量将以亿为单位。嵌入式软件是数字化产品的核心。如果说PC机的发展带动了整个桌面软件的发展，那么数字化产品的广泛普及必将为嵌入式软件产业的蓬勃发展提供无穷的推动力。 <br><br>中国有世界上最大的家用电子产品消费市场，彩电、VCD等拥有量都居世界第一；随着消费结构的改变，人们对家电的灵活性和可控性提出了更高的要求；这些只能通过家电的数字化和网络化来实现；随着电话通信费用和通信类电子产品的价格进一步下调，PDA结合数字手机将成为今后个人数据通信和事务处理的最佳选择；同时，对于现代化的医疗、测控仪器和机电产品也需要有专用的嵌入式系统软件的支持。这些需求都极大地刺激了嵌入式系统的发展和产业化的进程。 <br><br>现在，嵌入式软件已经在很多应用领域开花。 <br><br>信息电器 <br>信息电器是指所有能提供信息服务或通过网络系统交互信息的消费类电子产品。具有信息服务功能，如：网络浏览、视频点播、文字处理、电子邮件、个人事物管理等；又应该简单易用、价格低廉、维护简便。 <br><br>后PC时代，计算机将无处不在,家用电器将向数字化和网络化发展，电视机、冰箱、微波炉、电话等都将嵌入计算机，并通过家庭控制中心与Internet连接，转变为智能网络家电，还可以实现远程医疗，远程教育等。目前，智能小区的发展为机顶盒打开了市场，机顶盒将成为网络终端，它不仅可以使模拟电视接收数字电视节目,而且可以上网，炒股，点播电影，实现交互式电视，依靠网络服务器提供各种服务。信息家电（网络冰箱、机顶盒、家庭网关、数字机顶盒等）据估计未来十年间总量可达到1-1.5亿台，总市场需求将达到900-1500亿元。 <br><br>移动计算设备 <br>包括手机，PDA，掌上电脑等各种移动设备。中国拥有最大的手机用户，而掌上电脑(或PDA) 由于易于使用,携带方便,价格便宜，未来几年将得到快速发展，PDA与手机已呈现融合趋势。用掌上电脑(或PDA)上网，人们可以随时随地获取信息。 <br><br>新的手持设备将使无线互联访问成为更加普遍的现象。Cahners In-Stat集团预测无线数据通讯是驱动这个市场发展的关键因素。互联网连接，结合音频应用--如MP3功能，将会促使移动计算设备市场创立新的销售记录。到2004年，掌上型电脑将成为最受欢迎的移动计算产品，期间平均每年的销售增长为28%；带有小键盘的手持设备销售额将下降7.3%，从1999年的120万台下降到2004年的81万台；由于Handspring和Windows CE设备在盈利，Palm的市场份额将从1999的72%降到2000年的65%，但Palm还在控制掌上电脑市场；2000年全世界移动计算设备市场和1999年相比，增长36%；到2004年，售出的移动计算设备中，51%将可以无线连接；整合手机模块，为移动计算设备提供语音功能，也将是大势所趋。 <br><br>网络设备 <br>包括路由器、交换机、Web server、网络接入盒等各种网络设备。基于Linux等的网络设备价格低廉，将为企业提供更为廉价的网络方案。美国贝尔实验室预测：在这阶段“将会产生比PC时代多成百上千倍的瘦服务器和超级嵌入式瘦服务器，这些瘦服务器将与我们这个世界任何物理信息、生物信息相联接，通过Internet自动、实时、方便、简单地提供给需要这些信息的对象”。 <br><br>设计和制造嵌入式瘦服务器、嵌入式网关和嵌入式因特网路由器已成为嵌入式Internet时代的关键和核心技术。 <br><br>工控、仿真、医疗仪器等 <br>工业、医疗卫生、国防等各部门对智能控制需求的不断增长，同时也对嵌入式微处理器的运算速度、可扩充能力、系统可靠性、功耗和集成度等方面提出了更高的要求，为了适应各方面的需求，嵌入式微处理器体系结构也经历了一个从CRISC到RISC和Compact RISC；从4位、8位、16位、32位到64位；寻址空间从64kB到16MB甚至更大；处理速度从0.1 MIPS到2000 MIPS；常用封装从8个引脚到144个引脚的过程。处理器的功耗也有了明显降低；集成度进一步提高。 <br><br>我国的工业生产需要完成智能化，数字化改造、自动控制等为嵌入式系统提供了很大的市场。而工控，仿真，数据采集，军用领域一般都要求操作系统支持实时工作。 <br><br>美好的未来 <br>随着信息技术的发展，数字化产品空前繁荣。嵌入式软件已经成为数字化产品设计创新和软件增值的关键因素，是未来市场竞争力的重要体现。由于数字化产品具备硬件平台多样性和应用个性化的特点，因此嵌入式软件呈现出一种高度细分的市场格局，国外产品进入也很难垄断整个市场，这为我国的软件产业提供了一个难得的发展机遇。嵌入式支撑软件是嵌入式系统的基础，而与嵌入式操作系统紧密联系的开发调试工具是嵌入式支撑软件的核心，它的集成度和可用性将直接关系到嵌入式系统的开发效率。目前，嵌入式系统工程师队伍迅速扩大，与他们紧密相伴的嵌入式系统开发工具的发展潜力十分巨大。后PC时代的数字化产品要求强大的网络和多媒体处理能力、易用的界面和丰富的应用功能。无线网络通讯技术的迅速发展，使更多的信息设备运用无线通讯技术。同时，Java技术的发展，对开发相关无线通讯软件起到推动作用，因此嵌入式浏览器、嵌入式多媒体套件、嵌入式GUI、嵌入式中文、嵌入式应用套件、嵌入式Java和嵌入式无线通讯软件成为嵌入式支撑软件的基本要素，能够组合应用或作为产品单独销售，其市场十分巨大。另外，嵌入式支撑软件的发展也将带来一个繁荣的服务培训市场。 <br><br>嵌入式市场非常广泛。目前嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生每年1500亿美元的新市场。在美国，到下一个世纪接入Internet将有一亿辆汽车、几千万台个人通讯装置、每个家庭中5-20个联网的家用电器。据预测，到2000年，嵌入式PC的销售额将达到10亿美元，到2001年，非PC的嵌入式装置将达到4000万台。 <br><br>2000年中国软件市场销售额<br>(单位：亿元) <br>应用软件<br> 147<br> 63.9%<br> <br>中间件<br> 9.2<br> 4.0%<br> <br>系统软件<br> 73.8<br> 32.1%<br> <br>软件总产值<br> 230<br> 100%<br> <br><br>2000年中国信息电器的市场规模为10亿人民币。预测2004年有望达到3500-5000亿元。IDC发布的统计表明，未来的4～5年内，信息家电市场会增长5～10倍，这将带动嵌入式操作系统的发展。如果将所有的信息产品计算进去，作为信息家电核心的嵌入式操作系统，每年将会有上百亿人民币的收入，市场具有巨大的潜力。 <br><br>从国际上看，嵌入式软件市场约占整个软件市场的10%左右。虽然我国目前的嵌入式软件市场刚刚起步，但巨大的国内软件产品需求和极具发展潜力的国际软件市场，将给我国软件产业的跨越式发展带来重大机遇。1996～2000年间，我国软件市场销售额从92亿元增加到230亿元，年均增长速度达27.7%。按此推算，预计2001年我国软件市场销售额将会达到300亿元，其中嵌入式软件的销售额将达到30亿元人民币。考虑到未来两年数字化产品的快速普及促使嵌入式软件需求进一步增大，我们有理由相信，嵌入式软件市场将超过软件市场的平均增长率，年需求达50亿人民币以上。 <br>