| | |
| 嵌入式系統軟件正逐漸成為嵌入式系統的主要角色。根據Gartner對半導體設計市場(chǎng)現況的調查與分析，在2002年金字塔頂端的廠(chǎng)商必須掌握市場(chǎng)、設計、程序庫、EDA工具、以及工藝，這是一個(gè)以芯片供應的時(shí)代；但到了2005年，金字塔頂端的廠(chǎng)商則必須增加軟件的提供，因為現今市場(chǎng)主流已經(jīng)走向提供完整的系統解決方案。也就是說(shuō)使用嵌入式處理器之選擇導向正逐漸轉型，嵌入式軟件的支持程度正逐漸成為控制嵌入式系統市場(chǎng)占有率的主要因素，因而改變以往固有的市場(chǎng)形態(tài)。 在嵌入式處理器的市場(chǎng)上，領(lǐng)先的公司不是Intel而是ARM，ARM這家公司首先專(zhuān)注在通訊市場(chǎng)的處理器，為了鞏固市場(chǎng)，ARM提供了嵌入式軟件及軟件開(kāi)發(fā)工具，并且專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)工具的支持，一直到公司穩固之后才開(kāi)始擴展處理器架構以及購并Artisan補足硬件底層矽程序庫的控制。這也說(shuō)明了在嵌入式系統上，掌握住開(kāi)發(fā)工具就掌握住市場(chǎng)，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，其主要目的在使應用程序的開(kāi)發(fā)者使用相似的開(kāi)發(fā)環(huán)境發(fā)展不同的嵌入式處理器上的應用程序，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用程序。整合發(fā)展平臺的趨勢就目前看來(lái)，隨著(zhù)處理器延伸至多核心的架構設計，多核心的發(fā)展平臺在國際上也已經(jīng)備受重視。根據Gartner 2006年的報告顯示，目前開(kāi)發(fā)者所使用工具組的市場(chǎng)分布，以RTOS為最重要，同時(shí)，整合發(fā)展平臺所占有的市場(chǎng)也漸漸受到重視，預估在2007年后，將有超過(guò)一億八百萬(wàn)美元的產(chǎn)值。 目前的RTOS已逐漸將重心移至系統穩定性，如：存儲器保護（memory protection）、安全防護（security protection）等機制。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(zhù)重于Virtual prototyping，可以提供早期系統評估的工具。整體tool chain比重含JTAG、Debugger、Compiler、IDE的約占27%，而開(kāi)發(fā)軟件的好壞會(huì )直接關(guān)系到嵌入式軟件的市場(chǎng)推廣。 多核心整合的處理器上，在數碼信號處理器方面，全球主要廠(chǎng)商以TI為主。在Forward Concept 2006年的報告中，TI的市場(chǎng)占有率正逐年增加；至2006年已經(jīng)接近60%。在嵌入式系統平臺方面市場(chǎng)分布方面，有將近一半的WCDMA手持裝置使用TI的數碼信號處理器，并且利用OMAP架構為其系統基礎。OMAP架構為雙核心架構（ARM9及TI C5DSP）是目前嵌入式系統的發(fā)展主流（OMAP? processors以67%的3G手機市場(chǎng)占有率高居第一）；Sandbridge SB3000 DSP具有4核心32個(gè)硬件執行序為軟件無(wú)線(xiàn)電的領(lǐng)先架構；IBM Cell processor是8核心加上一個(gè)power PC處理器應用在高階游戲機及資料處理上。 一般嵌入式系統軟件與硬件的整合度很高，為了開(kāi)發(fā)軟件、提升系統效能、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、驅動(dòng)程序、及模擬環(huán)境等?，F在更先進(jìn)的多核心處理器架構是屬于高階嵌入式系統的應用平臺，其使用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提升架構效能，但也增加程序的撰寫(xiě)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Gartner報告，目前在整合開(kāi)發(fā)平臺的市場(chǎng)占有率最高的場(chǎng)商為Wind River，其占有市場(chǎng)為33%；其次是Windows CE的開(kāi)發(fā)平臺25%；接著(zhù)為Mertowerks的開(kāi)發(fā)平臺。在2005年Nokia推出Nokia 770 Internet Tablet，其采用開(kāi)放式的架構，讓使用者可以自行開(kāi)發(fā)應用軟件，而其操作環(huán)境為maemo系統，包括：Linux、GTK+、MatchBox、Gnome及l(fā)ibraries。而他的開(kāi)發(fā)系統是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機器上開(kāi)發(fā)跨平臺的軟件。 操作系統在嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)上占了重要的角色，操作系統的使用可以降低使用者開(kāi)發(fā)時(shí)間，提供一個(gè)穩定而容易操控的發(fā)展環(huán)境。根據linuxdevices.com在2003～2006年，調查分析指出，發(fā)展嵌入式系統的廠(chǎng)商之中，有使用操作系統的，以使用Linux最多。這些廠(chǎng)商采用Linux的原因不外乎是低成本，及其可彈性擴充修改之優(yōu)點(diǎn)。根據linuxdevices的觀(guān)察分析指出，Linux在嵌入式操作系統的市占率在2010年將會(huì )達到60%。 這樣的預測表示越來(lái)越高的接受率，而采用Linux也意味著(zhù)open source的應用程序以及開(kāi)發(fā)工具組將會(huì )隨著(zhù)Linux的更加普及而更趨普及。Gartner的調查報告更指出，嵌入式系統該發(fā)廠(chǎng)商在操作系統的使用上有50% 以上的廠(chǎng)商因為種種需求而采用了采用了即時(shí)操作系統。同時(shí)也有越來(lái)越多的廠(chǎng)商在操作系統的即時(shí)性（real-time）上面有更多的要求以及更多的需求。 電子系統層級（Electronic System Level；ESL）開(kāi)發(fā)工具方面:嵌入式系統在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，軟硬件的搭配相當緊密，因應如此的趨勢，電子系統層級ESL（Electronic System Level）開(kāi)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(chǎng)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(kāi)發(fā)。Gartner Dataquest于2005年預估，ESL整體產(chǎn)業(yè)于2009年的產(chǎn)值將比2005年成長(cháng)近一倍。ESL范圍相當廣泛，但是能夠在高階搭配嵌入式軟硬件的開(kāi)發(fā)，要靠的是virtual platform的技術(shù)。目前布局的國外廠(chǎng)商有：Accenia、VasT、Virtutech、Celoxica、CoWare等。國內產(chǎn)業(yè)于ESL發(fā)展者，除了少數公司有開(kāi)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。在此領(lǐng)域上的open-source軟件包括GNU SID 及 QEMU等系統。 在嵌入式系統middleware方面，目前有多項國際標準。OSGi起源于1999 年三月，由一些家用閘道器相關(guān)產(chǎn)業(yè)廠(chǎng)商所組合而成的組織，目前約有80余家廠(chǎng)商加入。包括了IBM、Sun、BMW、Motorola、Nortel、Nokia、 Philips、Panasonic、Sony、Toshiba、Echelon 等。制定OSGi 標準的最主要的目的，是要為遠端的服務(wù)提供者（Service Provider）與本地端的設備（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(gè)開(kāi)放性的平臺，使得遠端軟件服務(wù)供應商所提供的應用程序及加值服務(wù)，能視使用者需求，隨時(shí)下載至靠近用戶(hù)的閘道器（Gateway）上，并且自動(dòng)安裝執行，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）與機上盒（Set-top Box）、ADSL調制解調器、纜線(xiàn)調制解調器（Cable Modem）、住宅區閘道器（Residential Gateway）等。 通過(guò)這個(gè)開(kāi)放性的平臺，不同廠(chǎng)商所開(kāi)發(fā)出的服務(wù)軟件及設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、消費性電子業(yè)者所共同推動(dòng)，創(chuàng )立于2003 年，其前身名為數字家庭工作組（DHWG）。其成員擁有共同的遠景目標，即在家庭內外建立一個(gè)集中管理個(gè)人電腦（PC）、家電（CE）和移動(dòng)電子設備的互操作性網(wǎng)絡(luò )，創(chuàng )造一個(gè)能夠共享和發(fā)展全新數字媒體和內容服務(wù)的無(wú)縫環(huán)境。 Open SOA(OSOA)計劃的主要目的是要提供一免專(zhuān)利授權的SOA標準給工業(yè)界使用，此計劃由幾個(gè)企業(yè)所聯(lián)手推動(dòng)如BEA、IBM、ORACLE、RedHat等等。目前主要分為兩個(gè)計劃SCA（Service Component Architecture）與SDO（Service Data Objects）的推動(dòng)。SCA：Service Component Architecture是用來(lái)描述使用SOA架構的模塊如何用來(lái)建立應用程序的標準，SCA延伸并兼容于先前的用來(lái)實(shí)作服務(wù)的方法，其中SCA建立于公開(kāi)的標準上如web services。其中強調在組件與現有平臺與組件之間的結合，描述如何通過(guò)現有的技術(shù)、平臺甚至現有的組件來(lái)實(shí)作SOA組件。SDO：Service Data Objects是用設計用來(lái)簡(jiǎn)化并標準化應用程序如何掌控操作資料的標準，開(kāi)發(fā)者可以使用統一的操作格式來(lái)對于不同的資料來(lái)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。 目前，國內也有廠(chǎng)商在進(jìn)行處理器或數碼信號處理器的開(kāi)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，國內廠(chǎng)商彼此能夠整合成多核心架構，那就是沿著(zhù)TI的路線(xiàn)行走。但要是能夠將多核心上面的應用開(kāi)發(fā)由多套系統開(kāi)發(fā)工具，轉由一套完善的多核心系統工具進(jìn)行整合開(kāi)發(fā)。這樣就是走自己的路，一條有機會(huì )簡(jiǎn)化多核心應用開(kāi)發(fā)，提升產(chǎn)品市占的路。（本文作者為芯片系統國家型科技計劃嵌入式軟件技術(shù)發(fā)展專(zhuān)案推動(dòng)召集人／李政崑） | |
聯(lián)系客服
