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| 嵌入式系統(tǒng)軟件正逐漸成為嵌入式系統(tǒng)的主要角色。根據(jù)Gartner對半導(dǎo)體設(shè)計市場現(xiàn)況的調(diào)查與分析，在2002年金字塔頂端的廠商必須掌握市場、設(shè)計、程序庫、EDA工具、以及工藝，這是一個以芯片供應(yīng)的時代；但到了2005年，金字塔頂端的廠商則必須增加軟件的提供，因?yàn)楝F(xiàn)今市場主流已經(jīng)走向提供完整的系統(tǒng)解決方案。也就是說使用嵌入式處理器之選擇導(dǎo)向正逐漸轉(zhuǎn)型，嵌入式軟件的支持程度正逐漸成為控制嵌入式系統(tǒng)市場占有率的主要因素，因而改變以往固有的市場形態(tài)。 在嵌入式處理器的市場上，領(lǐng)先的公司不是Intel而是ARM，ARM這家公司首先專注在通訊市場的處理器，為了鞏固市場，ARM提供了嵌入式軟件及軟件開發(fā)工具，并且專注于開發(fā)工具的支持，一直到公司穩(wěn)固之后才開始擴(kuò)展處理器架構(gòu)以及購并Artisan補(bǔ)足硬件底層矽程序庫的控制。這也說明了在嵌入式系統(tǒng)上，掌握住開發(fā)工具就掌握住市場，并且可以從中得利。 嵌入式處理器共享平臺的發(fā)展乃是整合多種不同嵌入式處理器發(fā)展平臺，其主要目的在使應(yīng)用程序的開發(fā)者使用相似的開發(fā)環(huán)境發(fā)展不同的嵌入式處理器上的應(yīng)用程序，并且利用共享平臺上的整合資源，快速發(fā)展適用于該嵌入式處理器的應(yīng)用程序。整合發(fā)展平臺的趨勢就目前看來，隨著處理器延伸至多核心的架構(gòu)設(shè)計，多核心的發(fā)展平臺在國際上也已經(jīng)備受重視。根據(jù)Gartner 2006年的報告顯示，目前開發(fā)者所使用工具組的市場分布，以RTOS為最重要，同時，整合發(fā)展平臺所占有的市場也漸漸受到重視，預(yù)估在2007年后，將有超過一億八百萬美元的產(chǎn)值。 目前的RTOS已逐漸將重心移至系統(tǒng)穩(wěn)定性，如：存儲器保護(hù)（memory protection）、安全防護(hù)（security protection）等機(jī)制。另外，System level design占有17%，在其中讓人注意到的是ESL（Electronic System Level），主要著重于Virtual prototyping，可以提供早期系統(tǒng)評估的工具。整體tool chain比重含JTAG、Debugger、Compiler、IDE的約占27%，而開發(fā)軟件的好壞會直接關(guān)系到嵌入式軟件的市場推廣。 多核心整合的處理器上，在數(shù)碼信號處理器方面，全球主要廠商以TI為主。在Forward Concept 2006年的報告中，TI的市場占有率正逐年增加；至2006年已經(jīng)接近60%。在嵌入式系統(tǒng)平臺方面市場分布方面，有將近一半的WCDMA手持裝置使用TI的數(shù)碼信號處理器，并且利用OMAP架構(gòu)為其系統(tǒng)基礎(chǔ)。OMAP架構(gòu)為雙核心架構(gòu)（ARM9及TI C5DSP）是目前嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展主流（OMAP? processors以67%的3G手機(jī)市場占有率高居第一）；Sandbridge SB3000 DSP具有4核心32個硬件執(zhí)行序?yàn)檐浖o線電的領(lǐng)先架構(gòu)；IBM Cell processor是8核心加上一個power PC處理器應(yīng)用在高階游戲機(jī)及資料處理上。 一般嵌入式系統(tǒng)軟件與硬件的整合度很高，為了開發(fā)軟件、提升系統(tǒng)效能、及控制周邊，需要整合發(fā)展平臺提供編譯器工具、組譯器、程序庫、加載器、驅(qū)動程序、及模擬環(huán)境等。現(xiàn)在更先進(jìn)的多核心處理器架構(gòu)是屬于高階嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用平臺，其使用先進(jìn)的技術(shù)來提升架構(gòu)效能，但也增加程序的撰寫難度，因此這些處理器背后，更需要有完整的整合發(fā)展平臺。 根據(jù)Gartner報告，目前在整合開發(fā)平臺的市場占有率最高的場商為Wind River，其占有市場為33%；其次是Windows CE的開發(fā)平臺25%；接著為Mertowerks的開發(fā)平臺。在2005年Nokia推出Nokia 770 Internet Tablet，其采用開放式的架構(gòu)，讓使用者可以自行開發(fā)應(yīng)用軟件，而其操作環(huán)境為maemo系統(tǒng)，包括：Linux、GTK+、MatchBox、Gnome及l(fā)ibraries。而他的開發(fā)系統(tǒng)是scratchbox，scratchbox提供了gcc跨平臺編譯的環(huán)境，程序庫，以及模擬器，可以在x86機(jī)器上開發(fā)跨平臺的軟件。 操作系統(tǒng)在嵌入式軟件的開發(fā)上占了重要的角色，操作系統(tǒng)的使用可以降低使用者開發(fā)時間，提供一個穩(wěn)定而容易操控的發(fā)展環(huán)境。根據(jù)linuxdevices.com在2003～2006年，調(diào)查分析指出，發(fā)展嵌入式系統(tǒng)的廠商之中，有使用操作系統(tǒng)的，以使用Linux最多。這些廠商采用Linux的原因不外乎是低成本，及其可彈性擴(kuò)充修改之優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)linuxdevices的觀察分析指出，Linux在嵌入式操作系統(tǒng)的市占率在2010年將會達(dá)到60%。 這樣的預(yù)測表示越來越高的接受率，而采用Linux也意味著open source的應(yīng)用程序以及開發(fā)工具組將會隨著Linux的更加普及而更趨普及。Gartner的調(diào)查報告更指出，嵌入式系統(tǒng)該發(fā)廠商在操作系統(tǒng)的使用上有50% 以上的廠商因?yàn)榉N種需求而采用了采用了即時操作系統(tǒng)。同時也有越來越多的廠商在操作系統(tǒng)的即時性（real-time）上面有更多的要求以及更多的需求。 電子系統(tǒng)層級（Electronic System Level；ESL）開發(fā)工具方面:嵌入式系統(tǒng)在開發(fā)過程中，軟硬件的搭配相當(dāng)緊密，因應(yīng)如此的趨勢，電子系統(tǒng)層級ESL（Electronic System Level）開發(fā)工具提供了快速平臺的建立工具，利用自行研發(fā)或是其它廠商提供的IP組合成硬件環(huán)境，軟件能夠在虛擬平臺上同步開發(fā)。Gartner Dataquest于2005年預(yù)估，ESL整體產(chǎn)業(yè)于2009年的產(chǎn)值將比2005年成長近一倍。ESL范圍相當(dāng)廣泛，但是能夠在高階搭配嵌入式軟硬件的開發(fā)，要靠的是virtual platform的技術(shù)。目前布局的國外廠商有：Accenia、VasT、Virtutech、Celoxica、CoWare等。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)于ESL發(fā)展者，除了少數(shù)公司有開發(fā)IP整合環(huán)境，如：晶心科技，其余多為提供硬件IP，或是僅具有封閉的模擬系統(tǒng)。在此領(lǐng)域上的open-source軟件包括GNU SID 及 QEMU等系統(tǒng)。 在嵌入式系統(tǒng)middleware方面，目前有多項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)。OSGi起源于1999 年三月，由一些家用閘道器相關(guān)產(chǎn)業(yè)廠商所組合而成的組織，目前約有80余家廠商加入。包括了IBM、Sun、BMW、Motorola、Nortel、Nokia、 Philips、Panasonic、Sony、Toshiba、Echelon 等。制定OSGi 標(biāo)準(zhǔn)的最主要的目的，是要為遠(yuǎn)端的服務(wù)提供者（Service Provider）與本地端的設(shè)備（Device）之間提供完整的點(diǎn)對點(diǎn)服務(wù)傳送解決方案。因此，OSGi定義了一個開放性的平臺，使得遠(yuǎn)端軟件服務(wù)供應(yīng)商所提供的應(yīng)用程序及加值服務(wù)，能視使用者需求，隨時下載至靠近用戶的閘道器（Gateway）上，并且自動安裝執(zhí)行，而這里所指的閘道器通常是連接家庭網(wǎng)絡(luò)（Home Network）、辦公室網(wǎng)絡(luò)（Office Network）與機(jī)上盒（Set-top Box）、ADSL調(diào)制解調(diào)器、纜線調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem）、住宅區(qū)閘道器（Residential Gateway）等。 通過這個開放性的平臺，不同廠商所開發(fā)出的服務(wù)軟件及設(shè)備都能互相溝通及搭配使用。DLNA 是由Intel、Microsoft、IBM、HP、Nokia、Motorola、TI、PHILIPS、SONY、Fujitsu、SAMSUNG、Toshiba、 NEC、Panasonic等跨國性世界級資、通、消費(fèi)性電子業(yè)者所共同推動，創(chuàng)立于2003 年，其前身名為數(shù)字家庭工作組（DHWG）。其成員擁有共同的遠(yuǎn)景目標(biāo)，即在家庭內(nèi)外建立一個集中管理個人電腦（PC）、家電（CE）和移動電子設(shè)備的互操作性網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)造一個能夠共享和發(fā)展全新數(shù)字媒體和內(nèi)容服務(wù)的無縫環(huán)境。 Open SOA(OSOA)計劃的主要目的是要提供一免專利授權(quán)的SOA標(biāo)準(zhǔn)給工業(yè)界使用，此計劃由幾個企業(yè)所聯(lián)手推動如BEA、IBM、ORACLE、RedHat等等。目前主要分為兩個計劃SCA（Service Component Architecture）與SDO（Service Data Objects）的推動。SCA：Service Component Architecture是用來描述使用SOA架構(gòu)的模塊如何用來建立應(yīng)用程序的標(biāo)準(zhǔn)，SCA延伸并兼容于先前的用來實(shí)作服務(wù)的方法，其中SCA建立于公開的標(biāo)準(zhǔn)上如web services。其中強(qiáng)調(diào)在組件與現(xiàn)有平臺與組件之間的結(jié)合，描述如何通過現(xiàn)有的技術(shù)、平臺甚至現(xiàn)有的組件來實(shí)作SOA組件。SDO：Service Data Objects是用設(shè)計用來簡化并標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程序如何掌控操作資料的標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)者可以使用統(tǒng)一的操作格式來對于不同的資料來源存取操作資料，包含資料庫、XML資料庫、Web service和企業(yè)信息系統(tǒng)。 目前，國內(nèi)也有廠商在進(jìn)行處理器或數(shù)碼信號處理器的開發(fā)，如果能各自加上完善的嵌入式軟件支持，那就是以ARM的發(fā)展模式前進(jìn)；如果，國內(nèi)廠商彼此能夠整合成多核心架構(gòu)，那就是沿著TI的路線行走。但要是能夠?qū)⒍嗪诵纳厦娴膽?yīng)用開發(fā)由多套系統(tǒng)開發(fā)工具，轉(zhuǎn)由一套完善的多核心系統(tǒng)工具進(jìn)行整合開發(fā)。這樣就是走自己的路，一條有機(jī)會簡化多核心應(yīng)用開發(fā)，提升產(chǎn)品市占的路。（本文作者為芯片系統(tǒng)國家型科技計劃嵌入式軟件技術(shù)發(fā)展專案推動召集人／李政崑） | |
