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2017嵌入式行业现状及发展趋势分析

2017-01-19  726次阅读

近十年是我国嵌入式系统事业快速发展的十年,嵌入式软件技术得到飞速发展。微处理器从8位到16位、32位甚至64位;从支持单一品种的CPU芯片到支持多种品种的;从单一内核到除了内核外还提供其他功能模块如文件系统、TCP/IP网络系统、窗口图形系统等;并形成包括嵌入式操作系统、中间件在内的嵌入式软件体系。嵌入式逐渐告别电子技术领域单枪匹马的单片机时代,迈入微电子学科、计算机学科、通信学科、电子技术学科等多学科交叉融合的嵌入式系统时代。

 

  嵌入式系统应用领域非常广泛

  嵌入式系统的应用已涉及到生产、工作、生活各个方面。从家用电子电器产品中的冰箱、洗衣机、电视、微波炉到MP3、DVD;从轿车控制到火车、飞机的安全防范;从手机电话到PDA;从医院的B 超、CT 到核磁共振器;从机械加工中心到生产线上的机器人、机械手;从航天飞机、载人飞船,到水下核潜艇,到处都有嵌入式系统和嵌入式技术的应用。可以说嵌入式技术无所不在,嵌入式技术和设备的应用在我国国民经济和国防建设的各个方面存在着广泛的应用,有着巨大的市场。可以说它是信息技术的一个新的发展,是信息产业的一个新的亮点,也成为当前最热门的技术之一。

  目前我国对嵌入式系统设计人才需求较大的行业被调查者主要从事消费电子、汽车电子、医疗电子、信息家电、通信通讯、手持设备、工业控制、安防监控等领域产品的设计开发。消费类电子产品开发是当前最热门,从业工程师最多的行业,占到62%,其次是53%在通信通讯领域,46%在工业控制领域。如下图所示。

  嵌入式系统人才需求供不应求

  嵌入式人才需求目前仍然是供不应求,接近80%参与调查的工程师都表示,自己公司目前都急缺嵌入式开发方面的人才,如此巨大的人才缺口,表明了在嵌入式技术高速发展的今天,专业的嵌入式开发人才已成为整个行业发展的一个瓶颈,如何培养适合企业需求的嵌入式开发人才也成为整个行业急需解决的问题。目前对嵌入式系统设计人才需求较大的行业有消费电子、通信设备、工业控制等等,具体需求请见下图。

  嵌入式软件开发平台众多,Linux遥遥领先

  2016年,在嵌入式产品研发的软件开发平台的选择上,嵌入式Linux以55%的市场份额遥遥领先于其他嵌入式开发软件平台,比去年增长13个百分比,这已经是连续4年比例增长。由此可见,Linux凭借其得天独厚的优势和广泛的应用领域,已然成为众多嵌入式企业研发团队的首选。而作为移动互联网的重要切入点,智能手机操作系统平台也吸引了越来越多的开发者加入,Android智能手机操作系统平台以绝对的优势(19%)成为手机操作系统平台首选,比去年增加3个百分点。对比去年的调研数据iOS操作系统在过去的一年中比例有所下降,大部分的原因是在过去的一年中,Android系统的应用除了在手机上,更多的在其他的智能终端上,应用领域越来越广泛。

  嵌入式开发语言多样,C语言仍占主导

  有2015-2016年度的调查统计数据显示,C语言仍是在嵌入式产品研发的软件开发语言的使用过程中最普遍使用的语言,其市场份额继续保持领先(82%),这一统计结果再一次表明,无论是在传统的工业控制领域、通信领域还是迅猛发展的消费电子、安防控制、信息家电等领域,C语言均是嵌入式开发语言的首选。对比去年的调研数据,Objective-C的使用比例有所下降,究其原因不难看出,Android智能手机的大量生产和推广推动了Java语言的广泛使用,成为在嵌入式领域内最受欢迎的高级语言,而iOS智能手机操作系统的开发虽一定程度上拓展了Objective-C语言的开发人群,但是由于iOS系统所应用范围的局限性,造成了总体比例降低。另外,C++所占比例为9%,位列第二,汇编语言占2%。跟去年相比降低了1个百分点。

  嵌入式系统发展趋势

  (1)嵌入式处理器内嵌网络接口,软件内核支持网络模块。

  未来的嵌入式设备为了适应网络互联的要求,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、RFID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。软件方面,系统内核支持网络模块,以实现嵌入式设备随时随地以各种方式联入互联网。

  (2)开源依然是主流。

  根据业内报告Android在嵌入式OS市场份额只要9.4%,到2010年已经增加到19.2%,Android一跃成为除了内部开发的以外最主要的嵌入式OS。Android在嵌入式市场日渐红火有两个原因:第一广泛的硬件平台和设备支持,比如Audio、Bluetooth、Camera、GPS、GUIRadio、WiFi等,包括高通、TI、飞思卡尔等半导体公司都投入大量资源开发基于本公司芯片Android系统,相比传统的嵌入式OS(包括嵌入式Linux)开发,用户在硬件层的工作量大大减少。第二Android的生态环境日趋完善。市场上已经有大量软件支持Android软硬件系统和第三方机构,这样基于Android的嵌入式系统产品开发的时间将大大缩短,因为丰富的第三方资源,未来系统功能的增加也相对的容易。

  (3)开发环境也做重点推广。

  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,以方便用户以最低的成本、最短的时间推出自己的产品。

  目前很多厂商已经充分考虑到这一点,在主推系统的同时,将开发环境也作为重点推广。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。当然,这也是市场竞争的结果。

  (4)网络化、信息化的要求。

  随着互联网技术的成熟、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。

  这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能,为了满足应用功能的升级,设计师们一方面采用更强大的嵌入式处理器如32位、64位芯片或信号处理器DSP增强处理能力,同时增加功能接口,如USB,扩展总线类型,如CAN总线,加强对多媒体、图形等的处理,逐步实施片上系统(SoC,就是把所需功能都集中在一个芯片上)的概念。软件方面采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性,简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。

  嵌入式系统发展前景

  嵌入式系统产业伴随着国家产业发展从通信、消费电子转战到汽车电子、智能安防、工业控制和北斗导航,今天嵌入式系统已经无处不在,在应用数量上已远超通用计算机。据相关机构统计,到2015年,全球智能系统的设备量达到150亿之巨。在中国,嵌入式系统产业规模持续增长,相关统计表明2012年我国电子制造规模达5.45万亿元,位居世界第二;电视、程控交换机、笔记本电脑、显示器和手机等主要电子信息产品的产量居全球首位。到今天嵌入式系统带来的仅工业年产值已超过了1万亿美元。

  从行业市场大环境来看,随着物联网、云计算等新兴领域日益成为信息产业的主旋律,作为这些产业应用技术中最核心部分的嵌入式系统,更是受到普遍的关注。在中国,嵌入式市场规模已超过500多亿元,预计未来三年中国嵌入式软件产业仍将有高达40%左右的年增长率。诱人的市场使得全球IT巨头纷纷进军嵌入式市场,国家政策也对嵌入式软件行业实行“增值税优惠”的政策倾斜。

  总结

  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。嵌入式技术是物联网产业、工业4.0和智能化发展的重要基础,嵌入式技术也在互联和智能的大潮中演进和发展,嵌入式技术已经渗透到集成电路、通信、软件和云计算等技术领域。关注嵌入式技术发展,在新产品和系统设计采用嵌入式新技术,既可以推动创新和产品升级换代,也利于中国企业从制造到创造,从工业化到智能化的蜕变。

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