嵌入式向上游迈进Linux系统如火如荼

2008-01-07 22:19:39来源: EEFocus

  嵌入式产品在我们的生活中随处可见,中国已成为世界第二大消费电子市场(仅次于美国)。电子技术飞速发展,特别是大规模集成电路的产生而出现的微型机,使现代科学研究得到了质的飞跃,而嵌入式微控制器技术的出现则给现代工业控制领域带来了一次新的技术革命。

  随着市场对超微型嵌入式应用技术和产品的要求不断增长,及半导体技术和系统设计方法的进步,嵌入式系统在2007年表现出以下几大趋势:

可靠性及应用水平越来越高和互联网连接已是一种明显走向;
所集成的部件越来越多,从意义上讲只是单片集成电路,从功能上讲可以说是万用机;
功耗越来越低,和模拟电路结合越来越多。

  SoC技术带来的机遇

  大的趋势来说,嵌入式系统产品不断渗透各个行业,嵌入式软件作为包含在硬件产品中的特殊软件形态,其产业增幅不断加大,而且在整个软件产业的比重日趋提高。

  新一轮汽车、通讯、信息电器、医疗、军事等行业巨大的智能化装备需求拉动了嵌入式软件及系统的发展。同传统通用计算机系统不同,嵌入式系统面向特定应用领域,根据应用需求定制开发,并随着智能化产品的普遍需求渗透到各行各业。硬件技术不断革新,硬件平台处理能力不断增强,硬件成本不断下降,嵌入式软件正成为产品数字化改造、智能化增值的关键性、带动性技术。

  SoC技术是微电子技术发展的一个新的里程碑,并已成为当今超大规模IC的发展趋势,为IC产业提供前所未有的广阔市场和难得的发展机遇。迅猛发展的SoC工业再次推进了嵌入式软件与硬件系统进一步融合嵌入。SoC技术的出现,改变了传统嵌入式系统的设计观念;基于IP构件库的设计技术将成为嵌入式系统设计的主流,IP构件库技术正在造就一个新兴的软件行业。

  据统计,目前的因特网技术只联接了5%左右的计算装置,大量的嵌入式设备急需网络连接来提升其服务能力和应用价值。同时,以人为中心的普适计算技术正推动新一轮信息技术革命。计算无所不在,嵌入式设备将以各种形态分布在人类的生存环境中,提供更加人性化、自然化的服务。互联网的“深度”联网和普适计算“纵向”普及所带来的计算挑战,将推动嵌入式软件技术向“纵深”发展,催生新型嵌入式软件技术。

  3G手机、数字电视、流媒体行业的需求促进了多核嵌入式处理器技术的发展,特别是32位处理器与DSP核的融合,形成的嵌入式多媒体SoC技术,代表着前沿嵌入式技术的发展方向之一。

  Linux操作系统如火如荼

  嵌入式操作系统不会像通用操作系统那样走向单一和垄断。针对嵌入式系统的特征与特性,他们所共有的缺点是缺乏应用的高效性、网络连接功能较差、系统对应用程序开发支持相对较弱,因此,面向应用的、专用特制的新一代嵌入式操作系统将是未来发展的紧要需求。

  嵌入式实时操作系统不仅需要具有微型化、高实时性等基本特征,还将向高可靠性、自适应性、支持多CPU核、构件组件化方向发展。

  中国本土厂商自主研发的嵌入式操作系统,可分为两大阵营:一类是专有操作系统,如凯思集团开发的Hopen、科银京成的DeltaOS等;另一类是基于Linux的开源操作系统,如中科红旗的红旗Linux、东软的NeuLinux等。

  我国在嵌入式操作系统方面的研发起步较早,如Delta OS起步于1990年,Hopen起步在1994年。但市场化程度不高,进入市场时间大都只有4、5年左右,市场占有率很低。目前中国嵌入式软件产业所使用的嵌入式操作系统仍然是国外的各种主流品牌,如ARM、VxWorks和Windows Mobile等。

  2005年以来,越来越多的嵌入式系统厂商将开发平台转移到国际上的主流开发平台,中国本土厂商的嵌入式操作系统发展乏力。硕果仅存的几款嵌入式操作系统局限于自产自用,而Symbian、WinCE、PalmOS及Montavista公司的Hard Hat Linux等操作系统表现越来越抢眼。

  一些原来采用国产操作系统的嵌入式系统厂商开始将平台进行转移,如波导、中兴等手机生产厂商以及宇龙等手机设计公司的操作系统向奇趣科技公司的Qtopia平台转移,联通将越来越多的产品转移到WinCE平台上。

  值得一提的是,嵌入式Linux操作系统发展极为迅速,正逐渐成为嵌入式操作系统的主流,已形成与WinCE等嵌入式操作系统进行有力竞争的局面。嵌入式Linux操作系统的迅速崛起,主要由于人们对自由软件的渴望与嵌入式系统应用的特制性,要求提供系统源码层次上的支持。同时J2ME技术也将对嵌入式软件的发展产生深远影响。

  向金字塔尖迈进

  在传统的PC时代,Windows-Intel的系统软件与硬件平台的迅猛发展,使得国内基本没有自己的处理器,也没自己的操作系统。组装计算机几乎成了产业发展的主体。

  但是,无论对PC来说,还是嵌入式系统来说,在每一个产品中都应该至少有一颗微处理器(有的还需要操作系统),这是产品成本中无法缩减的组成部分。在前几年的嵌入式处理器中,我们或者选择ARM或者选择MIPS或者某一款DSP/FPGA等;系统软件方面,国内企业可供选择的也不多。但随着近几年嵌入式领域各项技术的发展和对嵌入式重视程度的日益增强,嵌入式行业得到了迅猛发展,这将为国内软件产业带来新的发展机遇。

  虽然目前来说,国内具有原创性的技术与发达国家相比还不够多, 大多数企业分布在产品制造领域,处于嵌入式产业链的下游。然而,同PC时代大大不同的是,嵌入式行业取得了明显进步,那就是国内企业不再停留在拿别人的处理器和操作系统组装系统了, 而是有了自己的技术方案, 占有手机终端、消费电子、汽车电子、网络通讯等各个领域。

  业界有句行话:一流的企业定标准,二流的企业做技术,三流的企业卖产品。可喜的是在嵌入式产业链金字塔中,中国已经开始向塔尖迈进。

  随着企业走向国际市场,MP3和 DVD知识产权与专利的纷争, 强化了国内企业对知识产权、专利和标准的重视。从事和参与行业标准的制
定,应该说是2007年嵌入式行业发展的新气象, 越来越多的企业意识到知识产权和标准的重要性,往产业链上游迈进。

  在数字音视频领域,从JPEG到JPEG2000静态图像编解码标准,从MPEG到H264视频编解码标准,以及国内闪联标准组织和AVS标准组织的兴起,都反映了产业发展对标准化的统一趋势。又如高清晰度多媒体接口(HDMI)的普及之路才刚开始,一种功能更强、带宽更大的新型接口DisplayPort就向它发出了强有力的挑战。这也反映了与嵌入式相关的行业标准需要不断革新。

  拿国内影响比较大的AVS数字音视频标准、闪联3C融合标准来说,在标准制定方面,一方面要考虑同国际标准的统一兼容,又要考虑自主知识产权和技术创新。既要面对国际标准ITU、IEEE、 ISO等标准组织的权威地位的压力;又要考虑国内市场的认可与技术上的创新。可以说,自主知识产权与技术创新是行业发展的关键和核心,但是为了制定标准而制定标准,这样的行业标准又很难被市场认可。

  在业界还存在这样一种观点:目前嵌入式市场还没有成熟的标准,这在一定程度上制约了中国嵌入式的发展。

  但这个观点基本上都遭到了来自厂商的反对,他们认为,如果在平台和OS支持所有的业界公开标准,其实没必要在嵌入式领域再定制标准,因为嵌入式市场非常宽泛,涉及的领域也很多,标准应该在各个应用层面上。标准不应该成为束缚丰富多彩应用发展的障碍,标准也应该是在市场竞争、发展过程中自然形成的,人为规定的标准如果不能符合市场发展的需要也将是一纸空文。

关键字:硬件  控制  功耗  平台  智能  软件

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/embed/200801/article_17573.html
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