信息時(shí)代,數(shù)字時(shí)代使得嵌入式產(chǎn)品獲得了巨大的發(fā)展契機(jī),為嵌入式市場展現(xiàn)了美好的前景,同時(shí)也對嵌入式生產(chǎn)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(tǒng)的幾大發(fā)展趨勢:
1.嵌入式開發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,因此要求嵌入式系統(tǒng)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身,同時(shí)還需要提供強(qiáng)大的硬件開發(fā)工具和軟件包支持。
目前很多廠商已經(jīng)充分考慮到這一點(diǎn),在主推系統(tǒng)的同時(shí),將開發(fā)環(huán)境也作為重點(diǎn)推廣。比如
三星在推廣Arm7,Arm9芯片的同時(shí)還提供開發(fā)板和板級支持包(BSP),而WindowCE在主推系統(tǒng)時(shí)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(xiàn)。當(dāng)然,這也是市場競爭的結(jié)果。
2.網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求隨著因特網(wǎng)技術(shù)的成熟、帶寬的提高日益提高,使得以往單一功能的設(shè)備如電話、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能不再單一,結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。
這就要求芯片設(shè)計(jì)廠商在芯片上集成更多的功能,為了滿足應(yīng)用功能的升級,設(shè)計(jì)師們一方面采用更強(qiáng)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(qiáng)處理能力,同時(shí)增加功能接口,如USB,擴(kuò)展總線類型,如CANBUS,加強(qiáng)對多媒體、圖形等的處理,逐步實(shí)施片上系統(tǒng)(SOC)的概念。軟件方面采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能復(fù)雜性,簡化應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、保障軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期。
3.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢。
未來的嵌入式設(shè)備為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求,必然要求硬件上提供各種網(wǎng)絡(luò)通信接口。傳統(tǒng)的單片機(jī)對于網(wǎng)絡(luò)支持不足,而新一代的嵌入式處理器已經(jīng)開始內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)接口,除了支持TCP/IP協(xié)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(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件。軟件方面系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)核支持網(wǎng)絡(luò)模塊,甚至可以在設(shè)備上嵌入Web瀏覽器,真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地用各種設(shè)備上網(wǎng)。
4.精簡系統(tǒng)內(nèi)核、算法,降低功耗和軟硬件成本。
未來的嵌入式產(chǎn)品是軟硬件緊密結(jié)合的設(shè)備,為了減低功耗和成本,需要設(shè)計(jì)者盡量精簡系統(tǒng)內(nèi)核,只保留和系統(tǒng)功能緊密相關(guān)的軟硬件,利用最低的資源實(shí)現(xiàn)最適當(dāng)?shù)墓δ?,這就要求設(shè)計(jì)者選用最佳的編程模型和不斷改進(jìn)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(shí),又需要發(fā)展先進(jìn)嵌入式軟件技術(shù),如Java、Web和WAP等。
5.提供友好的多媒體人機(jī)界面
嵌入式設(shè)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(shè)備就象是一個(gè)熟悉的老朋友。這方面的要求使得嵌入式軟件設(shè)計(jì)者要在圖形界面,多媒體技術(shù)上痛下苦功。手寫文字輸入、語音撥號上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像都會(huì)使使用者獲得自由的感受。目前一些先進(jìn)的PDA在顯示屏幕上已實(shí)現(xiàn)漢字寫入、短消息語音發(fā)布,但一般的嵌入式設(shè)備距離這個(gè)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(chǎn)品的檢測水平也在不斷增加,在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)保和食品安全、文物保護(hù)和傳承等領(lǐng)域都發(fā)揮了極大作用。通過市場需求和行業(yè)熱點(diǎn),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(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展,技術(shù)的不斷成熟,價(jià)格的不斷降低,其應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)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(tǒng)的儀器儀表的功能,而且能在自動(dòng)化技術(shù)、航天、軍事、生物技術(shù)、醫(yī)療領(lǐng)域起到獨(dú)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(chǎn)品不但在性能上(如準(zhǔn)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(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)嶄新的領(lǐng)域,利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能。未來儀器儀表將更進(jìn)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(dòng),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(xiàn)代儀器儀表中應(yīng)用后,使得我們不僅可以解決傳統(tǒng)方法難以解決的一類問題,也可有望解決用傳統(tǒng)方式根本不能解決的問題。
四、網(wǎng)絡(luò)化
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,internet技術(shù)正在逐漸向工業(yè)控制和智能儀器儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域滲透,未來儀器儀表行業(yè)將融合isp和emit技術(shù),以實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化儀器儀表的概念是對傳統(tǒng)測量儀器概念的突破,網(wǎng)絡(luò)就是儀器的概念,確切的概述了儀器的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢。
OFweek光通訊網(wǎng)消息,物聯(lián)網(wǎng)正在成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)之后全球信息產(chǎn)業(yè)的又一次科技與革命浪潮。日前在天津參加“中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇”的專家認(rèn)為,近年來,美國、歐盟、日本等全力助推物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,尤其在國際金融危機(jī)之后,更是加大了刺激措施,試圖將物聯(lián)網(wǎng)作為振興經(jīng)濟(jì)、搶占未來國際競爭制高點(diǎn)的“法寶”。因此,專家建議我國應(yīng)根據(jù)國際競爭新形勢,著手破解當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中存在的瓶頸問題。
發(fā)達(dá)國家紛紛搶奪發(fā)展先機(jī)
中國信息產(chǎn)業(yè)商會(huì)會(huì)長、中國RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長張琪指出,物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益,大大節(jié)約成本,另一方面物聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于互聯(lián)網(wǎng),能為經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇提高強(qiáng)大動(dòng)力。因此,美國、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家都投入巨資研究、鼓勵(lì)發(fā)展。
美國政府在2008年底將IBM公司提出的“智慧的地球”計(jì)劃,作為美國信息化戰(zhàn)略的重要內(nèi)容,并將物聯(lián)網(wǎng)列為“2025年對美國利益潛在影響最大的關(guān)鍵技術(shù)”。美國總統(tǒng)奧巴馬就職后,將“新能源”和“物聯(lián)網(wǎng)”列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大“武器”。未來幾年,美國在“智能電網(wǎng)”方面將投資110億美元,對衛(wèi)生醫(yī)療信息技術(shù)應(yīng)用投入190億美元。
張琪說,美國將“物聯(lián)網(wǎng)”視為振興經(jīng)濟(jì)、確立競爭優(yōu)勢的關(guān)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(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施,能夠刺激短期經(jīng)濟(jì)增長,創(chuàng)造大量就業(yè)崗位;其次,新一代的智能基礎(chǔ)設(shè)施將為未來的科技創(chuàng)新開拓巨大的空間,有利于增強(qiáng)國家的長期競爭力;另外,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用能夠提高資源與環(huán)境的利用率。
歐盟在物聯(lián)網(wǎng)方面進(jìn)行了大量研究,并開始推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)RFID(射頻識(shí)別技術(shù))在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生活各領(lǐng)域的應(yīng)用,著力解決安全和隱私、國際治理、無線頻率和標(biāo)準(zhǔn)等問題。2009年6月,《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃報(bào)告》提出14項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃,試圖奪取物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展主導(dǎo)地位。同年10月,歐盟推出“物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖”,力推物聯(lián)網(wǎng)在航空航天、汽車、醫(yī)療、能源等18個(gè)主要領(lǐng)域應(yīng)用,明確12項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),首推智能汽車和智能建筑。
日本在2009年3月提出“數(shù)字日本創(chuàng)新計(jì)劃”,在同年7年進(jìn)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(lián)網(wǎng)是重點(diǎn)。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和產(chǎn)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(shù)應(yīng)用于交通、車輛管理、身份識(shí)別、生產(chǎn)線自動(dòng)化控制、倉儲(chǔ)管理及物資跟蹤等領(lǐng)域。天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院院長馬建國說,RFID已在歐美國家成為成熟的“產(chǎn)業(yè)鏈”,如,飛利浦、西門子等半導(dǎo)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(tǒng)集成研究的有利位置;不少公司提供RFID標(biāo)簽、天線、讀寫器等產(chǎn)品和設(shè)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(shù)應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理。