嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術,、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用相結合后的產(chǎn)物,。這一點就決定了它必然是一個技術密集,、資金密集、高度分散,、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng),。
在社會日益信息化的今天,計算機和網(wǎng)絡的應用已經(jīng)全面滲透到日常生活中,。各種應用嵌入式系統(tǒng)的電子產(chǎn)品隨處可見,,如人們平常用的手機、攝像機,、醫(yī)療儀器,、汽車,,乃至工業(yè)控制、航天,、航空等設備都要用到嵌入式系統(tǒng),。在經(jīng)濟發(fā)達國家,每個家庭平均擁有255個嵌入式系統(tǒng),,如每輛汽車平均裝有35個嵌入式系統(tǒng),。嵌入式系統(tǒng)的應用正廣泛進入到工業(yè),、軍事,、通信、運輸,、金融,、醫(yī)療、氣象,、農(nóng)業(yè)等眾多領域,。
作為兩大類計算機系統(tǒng)之一的專用計算機系統(tǒng),即嵌入式系統(tǒng),,在應用數(shù)量上已經(jīng)遠遠超過傳統(tǒng)的通用計算機系統(tǒng),。全世界微處理器產(chǎn)量的95%都用于嵌入式系統(tǒng),是用于通用計算機系統(tǒng)的近10倍,。而且,,每100億美元微處理器芯片的應用,會產(chǎn)生2000億美元的嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)值,,帶來1萬億美元的嵌入式系統(tǒng)應用產(chǎn)品的效益,。
嵌入式系統(tǒng)應用的主要對象是需要數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡化的裝備和產(chǎn)品,,嵌入式系統(tǒng)的應用不僅會改善人們的生活,,也將會改變傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營和服務方式,,促進相關企業(yè)的信息化與工業(yè)化的融合,,可為企業(yè)取得豐厚的社會效益和經(jīng)濟效益。
目前,,我國對嵌入式系統(tǒng)的應用產(chǎn)值還沒有專項統(tǒng)計,,但從已有的軟件產(chǎn)值的統(tǒng)計看到:2007年我國軟件產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)收入5834.3億元,其中:軟件技術服務收入1373.8億元,,占軟件產(chǎn)業(yè)收入的23%,,是5年前的6.7倍;嵌入式軟件收入1416.2億元,,所占比重為24.3%,,是5年前的4.3倍,;軟件產(chǎn)品收入1782.8億元,所占比重為30.5%,,與5年前基本持平,;系統(tǒng)集成收入 1067.7億元,所占比重為18.3%,,比5年前下降了2.9個百分點,。在歷年國家宣布的軟件百強企業(yè)中,位居前10名的企業(yè)大多都是嵌入式系統(tǒng)應用企業(yè),。
嵌入式系統(tǒng)是專用計算機系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)無論應用在何處,,其基本功能都是一樣的,即通過運行不同的嵌入式軟件實現(xiàn)不同的應用目的,。雖然嵌入式系統(tǒng)在外部形狀,、應用對象、工作環(huán)境等方面與通用計算機系統(tǒng)有很大區(qū)別,,但是系統(tǒng)的基本組成,、運行方式等都是一樣的。
通用計算機系統(tǒng)由硬件和軟件組成,,嵌入式系統(tǒng)也是由硬件和軟件組成,。通用計算機系統(tǒng)的硬件由運算器、控制器,、存儲器,、接口、總線,、電源等組成,,嵌入式系統(tǒng)的硬件也是由同樣功能的部件組成。通用計算機系統(tǒng)有鍵盤,、顯示器,、鼠標、外部存儲器,、打印機,、掃描儀等外部設備,嵌入式系統(tǒng)除需要時可連接使用通用計算機系統(tǒng)的幾乎所有外部設備外,,還有本系統(tǒng)常用的傳感器,、繼電器、干簧管,、光電管,、限位開關、電機等用于數(shù)據(jù)定位,、采集,、轉(zhuǎn)換,、傳輸、驅(qū)動等功能的外部設備,。
從軟件分類上看:通用計算機系統(tǒng)的軟件由系統(tǒng)軟件,、支撐軟件和應用軟件組成,嵌入式系統(tǒng)的軟件也是由系統(tǒng)軟件,、支撐軟件和應用軟件這三部分軟件組成,。從運行方式上看:通用計算機系統(tǒng)可獨立工作,也可通過聯(lián)網(wǎng)集中或分布式運行,。嵌入式系統(tǒng)同樣可獨立工作,,也可通過聯(lián)網(wǎng)集中或分布式運行。因此,,嵌入式系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)都是計算機系統(tǒng),。
但是,嵌入式系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)在外部形狀,、應用對象、工作環(huán)境,、技術指標等方面有許多不同,。嵌入式系統(tǒng)的主要特點有三:一是無處不在,無處不有,;二是軟硬兼施,,相互融合,根據(jù)應用和設計需要,,軟件可硬化,,硬件也可軟化;三是量體裁衣,,為每個應用單獨制造,,軟件和硬件都要求冗余最少。
當前,,嵌入式系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)正向兩個不可兼容的技術方向發(fā)展,。通用計算機系統(tǒng)的發(fā)展方向是爭取不斷地提高速度和存儲容量,嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展方向是超小型,、超低價位,、高可靠性和易耦合。
通用計算機系統(tǒng)如被確定為某項工作專門服務時,,也可稱為專用計算機系統(tǒng),;如:財務管理計算機系統(tǒng)、人事管理計算機系統(tǒng)等,。這些通用計算機系統(tǒng)去掉專項服務的任務,,更換軟件后,,甚至不需更換軟件也可專門或同時為其他工作服務。嵌入式系統(tǒng)則不同,,它的硬件和軟件都是為特定的應用對象“量身定做”,,僅為定做的應用對象工作,是真正意義上的專用計算機系統(tǒng),。
嵌入式系統(tǒng)是走下桌面,、走出機房,嵌入到應用設備中運行的專用計算機系統(tǒng),。因此不稱嵌入式系統(tǒng)為專用計算機系統(tǒng),,是要與那些通用計算機系統(tǒng)中的某種專用系統(tǒng)相區(qū)別的。
解放思想發(fā)展嵌入式系統(tǒng)
通用計算機系統(tǒng)進行軟件設計,,包括計算機輔助設計,、輔助制造、科學計算,、工程設計等,,實現(xiàn)了智力替代平臺。通用計算機系統(tǒng)智力平臺的模式,,推動了嵌入式系統(tǒng)的智力嵌入,,使現(xiàn)代計算機形成了兩個領域:一個是通用計算機系統(tǒng)領域,另一個是嵌入式系統(tǒng)領域,。在嵌入式系統(tǒng)領域中,,智力嵌入是將嵌入式系統(tǒng)嵌入到對象體系中,提供了智力嵌入模式,。通用計算機系統(tǒng)的智力平臺的模式和嵌入式系統(tǒng)的智力嵌入模式,,是計算機產(chǎn)業(yè)革命的兩個模式。通用計算機系統(tǒng)應用幫助人類認識世界,,嵌入式系統(tǒng)應用幫助人類改造世界,。
嵌入式系統(tǒng)是計算機產(chǎn)業(yè)革命中近期開始熱門的領域。嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術,、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用相結合后的產(chǎn)物,。這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集,、高度分散,、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。隨著后PC時代來臨,,嵌入式系統(tǒng)的應用呈現(xiàn)系統(tǒng)復雜化,、應用多樣化、硬件集約化,、軟件平臺化等特點,。嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展和廣泛應用,,正在繼續(xù)將計算機產(chǎn)業(yè)革命引向深入。
我國軟件和集成電路產(chǎn)業(yè)得到國務院18號文件和相關優(yōu)惠政策的近10年扶持,,取得了長足發(fā)展,,但在關鍵的技術和工藝上沒有太多突破,缺少自主知識產(chǎn)權,,與先進國家同行業(yè)的水平差距還沒有明顯縮小,。這些問題與軟件和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展快、不易趕上,,高端的技術難度高,、不易攻克有關,也與產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境和國家扶持政策有關,。
解放思想,,要對以往支持的國家有關優(yōu)惠政策進行客觀有效性分析。分析的焦點包括:是繼續(xù)采用退稅扶持,,還是按服務行業(yè)收稅,;是繼續(xù)扶持全產(chǎn)業(yè)發(fā)展,還是重點扶持關鍵技術和工藝發(fā)展,;是鼓勵企業(yè)間百舸爭流,,都去爭大,還是引導企業(yè)間資源整合,,優(yōu)勢互補,通過兼并或加盟等方式把少數(shù)企業(yè)做大,;是繼續(xù)全力以赴扶持軟件和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,,還是兼顧這兩個產(chǎn)業(yè)的上、下游產(chǎn)業(yè)鏈的建設和發(fā)展等,。
嵌入式系統(tǒng)是嵌入式軟件和集成電路發(fā)展的根本
時至今日,,在現(xiàn)代計算機產(chǎn)業(yè)革命中,通用計算機系統(tǒng)的軟,、硬件技術已進入壟斷階段,。在通用計算機系統(tǒng)中PC機占90%,PC機的80%采用英特爾的8x86體系結構,,所用芯片基本上都出自英特爾,、AMD、Cyrix等幾家集成電路公司,。PC機必備的操作系統(tǒng)和文字處理器方面,,微軟的Windows及Word系統(tǒng)占80%-90%。此外,,憑借操作系統(tǒng)還可以搭配其他應用程序,。
嵌入式系統(tǒng)則不同,,它是一個分散的應用產(chǎn)業(yè),充滿了競爭,、機遇與創(chuàng)新,,沒有哪一個系列的處理器、操作系統(tǒng)或少數(shù)公司,、少數(shù)產(chǎn)品就能夠壟斷嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的全部市場,。因此,嵌入式系統(tǒng)領域的產(chǎn)品和技術,,必然是高度分散的,,留給各個行業(yè)的中小規(guī)模高技術公司很大的創(chuàng)新余地,帶來了獲取自主知識產(chǎn)權的很多機遇,。另外,,社會上的各個應用領域是在不斷向前發(fā)展的,用戶需求在不斷細化,,嵌入式系統(tǒng)也需同步發(fā)展,,這也構成了推動嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的強大動力。
在嵌入式系統(tǒng)中,,硬件是支撐,,軟件是靈魂。每個嵌入式系統(tǒng)都需要嵌入式軟件來提供滿足應用需求的靈活多樣的特制功能,。嵌入式系統(tǒng)應用廣泛,,決定了嵌入式軟件在系統(tǒng)中占據(jù)重要地位,嵌入式軟件是嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的一個重要基礎,。此外,,專用集成電路是嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的另一個重要基礎。嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎就是以應用為中心的“集成電路”設計技術和面向應用的軟件產(chǎn)品開發(fā)技術,。
當今嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展主要依托于軟件和集成電路行業(yè)的技術發(fā)展,;同時,嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展又成為軟件和集成電路行業(yè)的主要市場,。嵌入式軟件只有通過嵌入式系統(tǒng)的硬件才可進入各行各業(yè)的數(shù)字化,、智能化、網(wǎng)絡化服務產(chǎn)品中,;企業(yè)只有生產(chǎn)有嵌入式系統(tǒng)的批量產(chǎn)品,,并且穩(wěn)定后才可能去進行集成電路設計。沒有嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展,,嵌入式軟件將成為無本之木,,集成電路行業(yè)將成為無米之炊。沒有嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展,在嵌入式軟件與集成電路行業(yè)之間存在斷層,,用巨資引進的集成電路設計和生產(chǎn)設備將會閑置或大材小用,。