信息時代,數字時代使得嵌入式產品獲得了巨大的發(fā)展契機,為嵌入式市場展現了美好的前景,同時也對嵌入式生產廠商提出了新的挑戰(zhàn),從中我們可以看出未來嵌入式系統的幾大發(fā)展趨勢:
1.嵌入式開發(fā)是一項系統工程,因此要求嵌入式系統廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統本身,同時還需要提供強大的硬件開發(fā)工具和軟件包支持。
目前很多廠商已經充分考慮到這一點,在主推系統的同時,將開發(fā)環(huán)境也作為重點推廣。比如
三星在推廣Arm7,Arm9芯片的同時還提供開發(fā)板和板級支持包(BSP),而WindowCE在主推系統時也提供EmbeddedVC++作為開發(fā)工具,還有Vxworks的Tonado開發(fā)環(huán)境,DeltaOS的Limda編譯環(huán)境等等都是這一趨勢的典型體現。當然,這也是市場競爭的結果。
2.網絡化、信息化的要求隨著因特網技術的成熟、帶寬的提高日益提高,使得以往單一功能的設備如電話、手機、冰箱、微波爐等功能不再單一,結構更加復雜。
這就要求芯片設計廠商在芯片上集成更多的功能,為了滿足應用功能的升級,設計師們一方面采用更強大的嵌入式處理器如32位、64位RISC芯片或信號處理器DSP增強處理能力,同時增加功能接口,如USB,擴展總線類型,如CANBUS,加強對多媒體、圖形等的處理,逐步實施片上系統(SOC)的概念。軟件方面采用實時多任務編程技術和交叉開發(fā)工具技術來控制功能復雜性,簡化應用程序設計、保障軟件質量和縮短開發(fā)周期。
3.網絡互聯成為必然趨勢。
未來的嵌入式設備為了適應網絡發(fā)展的要求,必然要求硬件上提供各種網絡通信接口。傳統的單片機對于網絡支持不足,而新一代的嵌入式處理器已經開始內嵌網絡接口,除了支持TCP/IP協議,還有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一種或者幾種,同時也需要提供相應的通信組網協議軟件和物理層驅動軟件。軟件方面系統系統內核支持網絡模塊,甚至可以在設備上嵌入Web瀏覽器,真正實現隨時隨地用各種設備上網。
4.精簡系統內核、算法,降低功耗和軟硬件成本。
未來的嵌入式產品是軟硬件緊密結合的設備,為了減低功耗和成本,需要設計者盡量精簡系統內核,只保留和系統功能緊密相關的軟硬件,利用最低的資源實現最適當的功能,這就要求設計者選用最佳的編程模型和不斷改進算法,優(yōu)化編譯器性能。因此,既要軟件人員有豐富的硬件知識,又需要發(fā)展先進嵌入式軟件技術,如Java、Web和WAP等。
5.提供友好的多媒體人機界面
嵌入式設備能與用戶親密接觸,最重要的因素就是它能提供非常友好的用戶界面。圖像界面,靈活的控制方式,使得人們感覺嵌入式設備就象是一個熟悉的老朋友。這方面的要求使得嵌入式軟件設計者要在圖形界面,多媒體技術上痛下苦功。手寫文字輸入、語音撥號上網、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像都會使使用者獲得自由的感受。目前一些先進的PDA在顯示屏幕上已實現漢字寫入、短消息語音發(fā)布,但一般的嵌入式設備距離這個要求還有很長的路要走。
近年來,儀器越來越智能化,越來越人性化,大大降低了儀器操作人員的工作量,受到了好評,產品的檢測水平也在不斷增加,在戰(zhàn)略性新興產業(yè)、工業(yè)物聯網、環(huán)保和食品安全、文物保護和傳承等領域都發(fā)揮了極大作用。通過市場需求和行業(yè)熱點,可將儀器儀表行業(yè)發(fā)展方向整理如下。
一、微型化
隨著微電子機械技術的不斷發(fā)展,技術的不斷成熟,價格的不斷降低,其應用領域也會不斷的增加,因此微型化是未來儀器儀表的發(fā)展趨勢之一。微型儀器儀表將不僅具有傳統的儀器儀表的功能,而且能在自動化技術、航天、軍事、生物技術、醫(yī)療領域起到獨特的作用。
二、多功能化
未來儀器儀表將更加的多功能化。這種多功能的綜合型產品不但在性能上(如準確度)比專用脈沖發(fā)生器和頻率合成器高,而且在各種測試功能上提供了較好的解決方案。
三、智能化
人工智能是計算機應用的一個嶄新的領域,利用計算機模擬人的智能。未來儀器儀表將更進一步發(fā)展,將含有一定的人工智能,即代替人的一部分腦力勞動,從而在視覺、聽覺、思維等方面具有一定的能力。人工智能在現代儀器儀表中應用后,使得我們不僅可以解決傳統方法難以解決的一類問題,也可有望解決用傳統方式根本不能解決的問題。
四、網絡化
隨著網絡技術的飛速發(fā)展,internet技術正在逐漸向工業(yè)控制和智能儀器儀表系統設計領域滲透,未來儀器儀表行業(yè)將融合isp和emit技術,以實現其網絡化。網絡化儀器儀表的概念是對傳統測量儀器概念的突破,網絡就是儀器的概念,確切的概述了儀器的網絡化發(fā)展趨勢。
OFweek光通訊網消息,物聯網正在成為繼計算機、互聯網和移動通信網之后全球信息產業(yè)的又一次科技與革命浪潮。日前在天津參加“中國物聯網產業(yè)發(fā)展高峰論壇”的專家認為,近年來,美國、歐盟、日本等全力助推物聯網發(fā)展,尤其在國際金融危機之后,更是加大了刺激措施,試圖將物聯網作為振興經濟、搶占未來國際競爭制高點的“法寶”。因此,專家建議我國應根據國際競爭新形勢,著手破解當前物聯網發(fā)展中存在的瓶頸問題。
發(fā)達國家紛紛搶奪發(fā)展先機
中國信息產業(yè)商會會長、中國RFID產業(yè)聯盟理事長張琪指出,物聯網一方面可以提高經濟效益,大大節(jié)約成本,另一方面物聯網的市場規(guī)模遠遠大于互聯網,能為經濟復蘇提高強大動力。因此,美國、歐盟、日本等發(fā)達國家都投入巨資研究、鼓勵發(fā)展。
美國政府在2008年底將IBM公司提出的“智慧的地球”計劃,作為美國信息化戰(zhàn)略的重要內容,并將物聯網列為“2025年對美國利益潛在影響最大的關鍵技術”。美國總統奧巴馬就職后,將“新能源”和“物聯網”列為振興經濟的兩大“武器”。未來幾年,美國在“智能電網”方面將投資110億美元,對衛(wèi)生醫(yī)療信息技術應用投入190億美元。
張琪說,美國將“物聯網”視為振興經濟、確立競爭優(yōu)勢的關鍵戰(zhàn)略。在短期,該戰(zhàn)略要求政府投資于諸如智能鐵路、智能高速公路、智能電網等基礎設施,能夠刺激短期經濟增長,創(chuàng)造大量就業(yè)崗位;其次,新一代的智能基礎設施將為未來的科技創(chuàng)新開拓巨大的空間,有利于增強國家的長期競爭力;另外,物聯網的應用能夠提高資源與環(huán)境的利用率。
歐盟在物聯網方面進行了大量研究,并開始推動物聯網的主要技術RFID(射頻識別技術)在經濟、社會、生活各領域的應用,著力解決安全和隱私、國際治理、無線頻率和標準等問題。2009年6月,《歐盟物聯網行動計劃報告》提出14項行動計劃,試圖奪取物聯網發(fā)展主導地位。同年10月,歐盟推出“物聯網戰(zhàn)略研究路線圖”,力推物聯網在航空航天、汽車、醫(yī)療、能源等18個主要領域應用,明確12項關鍵技術,首推智能汽車和智能建筑。
日本在2009年3月提出“數字日本創(chuàng)新計劃”,在同年7年進一步提出“I-Japan戰(zhàn)略2015”,其中交通、醫(yī)療、智能家居、環(huán)境監(jiān)測、物聯網是重點。
物聯網的應用和產業(yè)發(fā)展在歐美國家方興未艾。目前,歐美國家已將RFID技術應用于交通、車輛管理、身份識別、生產線自動化控制、倉儲管理及物資跟蹤等領域。天津大學電子信息工程學院院長馬建國說,RFID已在歐美國家成為成熟的“產業(yè)鏈”,如,飛利浦、西門子等半導體廠商壟斷了RFID芯片市場;IBM、惠普、微軟等國際巨頭搶占了RFID中間件、系統集成研究的有利位置;不少公司提供RFID標簽、天線、讀寫器等產品和設備;沃爾瑪、麥德龍等零售巨頭和寶潔、寶馬、大眾等頂級制造商已把RFID技術應用于供應鏈管理。