嵌入式系统行业调查报告

嵌入式系统行业调查报告
计算机四班寇晓宇
201405130158 一、行业介绍:
嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。

嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统"，根据英国电气工程师协会( U.K. Institution of Electrical Engineer)的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。

与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务.由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务,设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。

嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。

[1］
嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等)非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高等.特别是随着消费家电的智能化，嵌入式更显重要。

像我们平常常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3 Player、数字相机(DC）、数字摄像机(DV)、U-Disk、机顶盒(Set Top Box)、高清电视（HDTV）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备
等等都是典型的嵌入式系统。

嵌入式软件方面最重要的内容包括 :
（1）嵌入式微处理器结构与应用：嵌入式是软硬件结合的技术，搞嵌入式软件的人应对ARM处理器工作原理和接口技术有充分了解,包括ARM的汇编指令系统.虽然现在的嵌入式开发用C语言，但是还是要熟悉ARM汇编.在嵌入式开发的一些关键部分，有时还必须写汇编 .
（2）嵌入式操作系统类课程：除了WinCE的实时性稍差外,大多数嵌入式操作系统的实时性都很强，所以也可称为实时操作系统Real Time Operating System。

从事嵌入式的人至少须掌握一个嵌入式操作系统（当然掌握两个更好)，这在嵌入式的所有技术中是最为关键的了。

（3）嵌入式开发的其它相关软件内容：搞嵌入式若能熟悉嵌入式应用的一些主要领域，这样的人更受企业欢迎.主要的相关领域包括：
A、数字图像压缩技术
B、通信协议及编程技术
C、网络与信息安全技术
D、DSP技术
二、主要人群：
嵌入式系统是软硬结合的东西，搞嵌入式开发的人有两类。

一类是学电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人，他们主要是搞硬件设计，有时要开发一些与硬件关系最密切的最底层软件，如BootLoader、Board Support Package(像PC的BIOS一样，往下驱动
硬件,往上支持操作系统），最初级的硬件驱动程序等。

他们的优势是对硬件原理非常清楚,不足是他们更擅长定义各种硬件接口，但对复杂软件系统往往力不从心(例如嵌入式操作系统原理和复杂应用软件等）。

另一类是学软件、计算机专业出身的人,主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。

嵌入式硬件设计完后，各种功能就全靠软件来实现了，嵌入式设备的增值很大程度上取决于嵌入式软件，这占了嵌入式系统的最主要工作。

所以我们搞软件的人完全不用担心我们在嵌入式市场上的用武之地，越是智能设备越是复杂系统,软件越起关键作用，而且这是目前的趋势。

三、发展现状：
进入20世纪90年代，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向.在通信领域,数字技术正在全面取代模拟技术。

在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的DVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。

数字音频广播(DAB）也已进入商品化试播阶段。

而软件、集成电路和新型元器件在产业发展中的作用日益重要.所有上述产品中，都离不开嵌入式系统技术。

象前途无可计量的维纳斯计划生产机顶盒，核心技术就是采用32位以上芯片级的嵌入式技术.在个人领域中，嵌入式产品将主要是个人商用,作为个人移动的数据处理和通讯软件。

由于嵌入式设备具有自然的人机交互界面,GUI屏幕为中心的多媒体界面给人很大的亲和力。

手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色
图形、图像已取得初步成效。

一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，日用范围也将日益广阔。

对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等，这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。

自动控制领域,不仅可以用于ATM机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、GPS、娱乐相结合，嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用.近期长虹推出的ADSL产品，结合网络,控制，信息，这种智能化，网络化将是家电发展的新趋势。

硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。

目前低层系统和硬件平台经过若干年的研究，已经相对比较成熟，实现各种功能的芯片应有尽有.而且巨大的市场需求给我们提供了学习研发的资金和技术力量.
从软件方面讲，也有相当部分的成熟软件系统。

我们可以在网上找到各种各样的免费资源,从各大厂商的开发文档，到各种驱动，程序源代码，甚至很多厂商还提供微处理器的样片。

这对于我们从事这方面的研发，无疑是个资源宝库。

对于软件设计来说，不管是上手还是进一步开发，都相对来说比较容易.这就使得很多生手能够比较快的进入研究状态，利于发挥大家的积极创造性。

由此可见，嵌入式系统技术发展的空间真是无比广大。

四、发展趋势:
信息时代，数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机,为嵌入式市场展现了美好的前景，同时也对嵌入式生产厂商提出了新的
挑战，从中我们可以看出未来嵌入式系统的几大发展趋势：1．嵌入式开发是一项系统工程,因此要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。

2．网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、带宽的提高日益提高，使得以往单一功能的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功能不再单一，结构更加复杂.
3．网络互联成为必然趋势.未来的嵌入式设备为了适应网络发展的要求，必然要求硬件上提供各种网络通信接口。

传统的单片机对于网络支持不足,而新一代的嵌入式处理器已经开始内嵌网络接口，除了支持TCP/IP协议，还有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth 或IrDA通信接口中的一种或者几种，同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。

4．精简系统内核、算法，降低功耗和软硬件成本。

未来的嵌入式产品是软硬件紧密结合的设备，为了减低功耗和成本，需要设计者尽量精简系统内核,只保留和系统功能紧密相关的软硬件，利用最低的资源实现最适当的功能，这就要求设计者选用最佳的编程模型和不断改进算法，优化编译器性能.因此，既要软件人员有丰富的硬件知识，又需要发展先进嵌入式软件技术，如Java、Web和WAP等。

5．提供友好的多媒体人机界面。

嵌入式设备能与用户亲密接触，最重要的因素就是它能提供非常友好的用户界面。

图像界面，灵活的控制方式,使得人们感觉嵌入式设备就象是一个熟悉的老朋友。

这方
面的要求使得嵌入式软件设计者要在图形界面，多媒体技术上痛下苦功。

手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像都会使使用者获得自由的感受。

一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，但一般的嵌入式设备距离这个要求还有很长的路要走。

五、国外现状:
大学:1.伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校:UIUC是全美最优秀的工科院校之一，始终位于USNEWS工程院排名前五。

2。

慕尼黑工业大学，是该州唯一的工业大学也是德国最古老的工业大学，其计算机科学院系中嵌入式研究居世界前位。

3。

美国宾夕法尼亚大学,学校创建于1740年，是美国第四古老的高等教育机构
研究者：伊利诺伊大学香槟分校的Tarek Abdelzaher教授,德国慕尼黑理工大学的Samarjit Chakraborty教授和Majid Zamani教授，美国宾夕法尼亚大学的Yuan Xie教授,韩国首尔大学的Seongsoo Hong 教授，三星集团存储事业部副总监Sangyeun Cho等.
1997年来自美国嵌入式系统大会(Embedded System Conference）的报告指出，未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。

美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称，“福特出售的‘计算能力'已超过了IBM”，由此可以想见嵌入式计算机工业的规模和广度。

1998年11月在美国加州举行的嵌入式系统大会上，基于RTOS的Embedded Internet成为一个技术新热点。

比如三星在推广Arm7，Arm9芯片的同时还提供开发板和板级支持包(BSP），而WindowCE在主推系统时也提供Embedded VC++作为开发工具，还有Vxworks的Tonado开发环境,DeltaOS的Limda编译环境等等都是这一趋势的典型体现。

六、国内现状：
有关这方面研究的大学：1。

青岛哈工大嵌入式系统研究院设有嵌入式系统实验室，以研究成果产业化为主.2、浙江大学嵌入式系统研究开发中心.3、上海交通大学计算机研究生院 4.北京航空航天大学的嵌入式系统开发。

5。

山东大学嵌入式系统学科组是山东大学计算机科学与技术学院计算机系统结构研究所下的一个学科组。

近年来,嵌入式系统学科组逐年发展壮大，形成了稳定的研究团队，并在国内嵌入式领域具有了较高的知名度。

研究者：1。

香港城市大学的Jason Xue教授2。

台湾大学的Tei—Wei Kuo教授，3。

华为中央研究院香农实验室高通量计算机项目架构师郝沁汾，4。

哈尔滨工业大学博士生导师刘鹏副教授，5。

北京航空航天大学副教授硕士生导师吴际，研究领域是航空航天实时嵌入式系统与软件等。

在国内,“维纳斯计划”和“女锅计划"一度闹得沸沸扬扬，机顶盒、信息家电这两年更成了IT热点，而实际上这些都是嵌入式系统在特定环境下的一个特定应用。

据调查，目前在国内，虽然嵌入式应用、开发很广，但该领域却几乎还是空白，只有三两家公司和极少数人员在从事这方面工作.
从软件方面讲,也有相当部分的成熟软件系统。

国外商品化的嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等产品.我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银（CoreTek)公司的嵌入式软件开发平台DeltaSystem,中科院推出的Hopen嵌入式操作系统（虽然还不够完善）.同时由于是研究热点.。