中国嵌入式智能平台的现状及其发展

   2023-09-13 互联网2110
核心提示:1 中国EIP产业现状剖析 步入后PC时代,嵌入式系统将拥有最大市场份额,美国著名未来科学家尼葛诺曾预言,4-5年后EIP(Embedded In

1  中国EIP产业现状剖析

   步入后PC时代,嵌入式系统将拥有最大市场份额,美国著名未来科学家尼葛诺曾预言,4-5年后EIP(Embedded Intelligent Platform)将是PC和Internet之后的最伟大发明。作为现代计算机技术两大分支之一的嵌入式控制系统已经渗透到每个人身边,成为继PC机之后信息处理的另一大主要工具,并且将被广泛用到工业、交通、网络、通信、军事、医疗、银行、智能家电等行业。

    EIP行业应该是二战后在全世界工业界流行开的,当时是美国用于大战中的军用技术,战后整个中心转到了工业,后来才推广到民用。EIP最早定位于工业自动化(Industrial Automation简称IA)。由于PC概念的引入,PC整体开放的架构是IBM在1982年推出的。在1987年时美国IEEE协会,提出PC加IA的概念。扩大发展到今天的程度,他已不仅仅是工业了。目前研祥智能的工业客户仅占营业额的12%,其他客户包括8大行业:通讯(包括电脑)、交通(包括铁路、高速公路、民航)、金融(ATM 机)、军事、电力、监控、网络安全、彩票等,这些行业占据了88%的营业额。这8大行业近两年发展很迅速,由于中国电信的分拆,中国电信、中国移动、中国联通、网通、铁通等都加大了采购量;加入WTO 后,面临压力最大的是中国银行业,它要在5 年时间内把它的网点和自动化程度提高,所以要加大采购量。EIP 的成长首先来自这些行业这几年需求的增长,越先进越有现代化需求的国家,对EIP行业的需求就越大。因为EIP业务涵盖了众多的行业和相当的领域,目前在全世界范围内IPC产品技术领先的是美国、德国。

    EIP受到重视是当今技术发展与社会需求的必然结果,据统计只有10%至20%的计算机处理器芯片是为台式PC、便携式PC而设计的,而每年10至20亿的处理器芯片用于嵌入式设备,据IDC预测,全球EIP的市场规模年增长率将达15%。

   近几年来,国内EIP市场呈现可喜的高速增长趋势,每年增长度达20%-30%。同时国家在“九五”“十五”规划中把 EIP 列为重点项目,国家信息产业部和中国计算机协会作为嵌入式智能平台行业的产业行政主管部门及行业内部管理机构对这一产业都给予了大力支持。国内专家认为未来EIP市场的增长将远高于PC的市场,年增长率将超过20%。最早是美国第一个进入国内市场,但当时由于走的是高端产品高价位的策略,所以结果是1994年美国产品被中国市场淘汰。后来是日本产品1988年进入中国,1990年台湾进入内地市场。目前国内市场上的EIP产品主要是内地和台湾生产的,现在的市场上主要是内地和台湾的厂商在竞争。目前在国内市场上能够构成一定销售量的共有9家厂商,惟一的一家内地厂商就是研祥智能。目前EIP在国内发展基本与国际同步,作为全球最具活力的的新兴市场,我国国民经济持续高速发展为EIP提供了广阔的发展空间,未来几年,将是国产EIP赶超国外品牌的最佳时期,继国产PC占70%以上的市场份额以后,国产EIP也将占有50%以上的市场份额。

2  EIP系统开发的优势
2.1 传统嵌入式系统的设计
传统嵌入式系统的设计模型,如图1所示。


(1) 传统软硬件设计过程的基本特征:
系统在一开始就被划分为软件和硬件两大部分
软件(SW)和硬件(HW)独立进行开发设计
“Hardware first”approach often adopted(“硬件第一”的开发方法常常被采用)

(2) 相对独立的开发隐含的一些问题:
软硬件之间的交互受到很大限制
软硬件之间的相互性能影响很难评估
系统集成相对滞后,NRE较大

(3)后果:
Poor quality designs(设计质量差)
Costly modifications(设计修改难)
Schedule slippages(研制周期不能有效保障)
所以传统的嵌入式开发与成本、研发周期出现了尖锐的矛盾。
随着设计复杂程度的提高,软硬件设计中的一些错误将使开发过程付出昂贵的代价。
“Hardware first”approach often compounds software cost because software must compensate for hardware inadequacies(“硬件第一”的开发方法带动了软件成本的上升,因为软件要弥补硬件的不足)

(4) 嵌入式系统开发又要面对提出更高的要求:
 嵌入式系统越来越复杂
 开发的难度越来越大
 开发周期越来越长
 开发的风险越来越难控制
 项目失败可能性越来越大

嵌入式系统(产品)趋势:高速度、多功能(多任务)、网络互联、丰富的用户接口:图形化、多媒体、升级简易、高可靠。所以传统嵌入式系统的开发很难适应嵌入式系统(产品)的发展。

2.2 EIP嵌入式系统的开发
EIP嵌入式系统的开发模型如图2所示


相对传统嵌入式系统开发,采用EIP开发只需3个步骤:确定产品功能,对EIP选型,开发应用软件。
(1) 嵌入式系统快速原型开发的基本要素
 系统定义(需求分析)
 软硬件划分
结构规划—处理器类型,软硬件之间的接口类型,等。
划分目的—满足系统速度,延迟,体积,成本等方面的要求。
划分策略—high level partitioNIng by hand, automated partitioning using
various techniques, etc.
 调度
Operation scheduling in hardware
Instruction scheduling in compilers
Process scheduling in operating systems
n 软硬件设计过程中的建模
(2) EIP—新型嵌入式智能平台的特征:
 32/64位处理器
 丰富的接口电路
 高速/宽带网络
 32位ERTOS
 模块化/可裁剪(ETX)
 通用API、编译、调试工具
 工业级可靠性
 面向应用
 结构紧凑、体积小
(3) 嵌入式系统(产品)应用优势
 智能化、计算功能嵌入在产品中 
 软件硬件结合可裁剪,更高的集成度
 在功能、成本、体积、功耗等个性化设计
 使用变得更简单、更方便、更灵活 
 缩短终端产品开发时间
 具有较长的产品生命周期
正是EIP的开发适应了嵌入式系统开发提出的要求,所以EIP能够快速发展。

3  EVOC研祥智能股份EIP优势及其特点
    嵌入式智能平台是将最先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

(1) 技术密集
    所谓技术密集,当然地体现在世界上最具技术研发实力的著名产商对嵌入式系统的重视和投入上。以国际上著名IT巨头为例,Intel公司在IA基础上提出了嵌入式英特尔架构EIA(Embedded Intel Architecture)战略,抢占嵌入式市场;微软则针对嵌入式应用的特点频频推出面向嵌入式平台的操作系统Windows CE、Windows NT Embedded、Windows XP Embedded;威盛(VIA)则提出嵌入式系统平台(Embedded System Platform)战略,为第三方开发提供Eden平台。1998年11月在美国加州圣何塞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。由此可见,引领市场潮流的主流厂商都把嵌入式市场作为各自二十一世纪重要的发展战略。

    研祥智能股份在充分研究国际上嵌入式系统市场发展、最新软硬件技术成果及应用特点的规律后在全球率先提出了EIP(Embedded Intelligent Platform)发展战略。EVOC的EIP产品将当今最新硬件发展EIA(Embedded Intel Architecture)、IXA(Internet Exchange Architecture)、RISC(Reduced Instruction Set Computer)与嵌入实时控制系统软件(ERCOS)相结合,为各行业提供具有行业个性化特点的系列嵌入式智能平台。公司1997年1月在原有的开发部基础上建立了R&D中心,专门负责跟踪研究国际上最新发展的EIP领域新技术,开发设计新产品。研祥建有国内最大的嵌入式智能平台产品制造基地,引进SMT、大型数控中心等各种生产线设备,先进的测试仪器配套齐全。在强大的科技实力和严格的品质控制支持之下,研祥EIP通过了国家科委委托深圳市科学技术局组织的“科技成果签定”,荣获2000年深圳市科学技术进步一等奖,广东省科学技术进步三等奖。

(2) 资金密集
谈到资金密集,相信一组实实在在的数字更能让人信服。在今天,嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元,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年嵌入式智能平台市场的规模是126.5亿美元,2000年市场规模是250亿美元,2001年增加到311亿美元。雄厚的资产实力和较竞争对手而言低廉的生产成本使研祥EIP在国内产商中独占鳌头。

(3) 高度分散
何谓高度分散?这主要指的是嵌入式智能平台工业的技术相对于通用计算机行业来说是不可垄断的。众所周知,占整个计算机行业90%的PC产业,80%采用Intel的8x86体系结构,芯片基本上出自Intel,AMD,Cyrix等几家公司。在几乎每台计算机必备的操作系统和文字处理器方面,Microsoft的Windows及Word占80-90%,凭借操作系统还可以搭配其它应用程序。因此当代的通用计算机工业的基础被认为是由Wintel(Microsoft和Intel 90年代初建立的联盟)垄断的工业。而EIP则不同,它是一个分散的工业,充满了竞争和机遇,没有哪一个系列的处理器和操作系统能够形成垄断。即便在体系结构上存在着主流,但各不相同的应用领域决定了以应用为本的EIP不可能有少数公司、少数产品垄断全部市场。也正是因为EIP以应用为最高主导的本质属性,随着社会的各个应用领域不断向前发展,其中的嵌入式处理器核心技术也必须同步发展,这就构成了推动嵌入式工业发展的强大动力。因此嵌入式智能平台领域留给中小规模高技术公司的机会很大。但是,这并非是说任何企业都可以介入嵌入式智能平台市场。目前EIP生产所使用的部分关键零部件仍由国外厂商掌握,如中央处理器及超大规模集成电路等仍须依赖美国、日本等厂商供应,此类零部件的市场供需状况及价格波动均会对EIP行业直接产生影响。而且由于嵌入式智能平台产业的高技术综合性,开发EIP产品需要计算机软硬件、微电子、通信、网络、软件、精密机械等专业人才,要求掌握多方面关键技术,具备丰富的产品开发、生产和管理经验并对产品的目标行业应用知识有深刻理解。上述因素使得作为EIP市场的竞争主体,要经历长期开发和生产经营实践的逐步积累、丰富的行业应用经验,才能形成竞争优势。因此该行业还是有较高的进入壁垒的。研祥智能股份的产品种类齐,型号多,有自主开发、自主产权的多个成熟系列(如EC3、HSC、EC5、HPC、POS系列等)嵌入式硬件产品,并有多年定制各种国内外嵌入实时操作系统如linux、WinCE的经验,产品类型与性能已全面赶上世界同类产品,在同档次产品中,技术水平和品质具备国际一流水准。在国家科委的鉴定中,认为研祥系列产品技术全面,应用覆盖面广,许多产品设计新颖,在国内外同类产品中富有创意;产品品种多,有些产品的技术达到了90年代末世界先进水平,填补了国内空白,可替代进口;公司R&D投入较大,实力较强,水平较高。在国内同行业厂家中,研祥产品线最长,熟悉嵌入实时控制市场,已经拥有一定的客户群,能满足更多客户的不同需求。同时研祥已建立一套完善的营销机制,在产品开发、生产、销售的整个过程都能够准确把握市场航向,经过几年来的经营与市场推广,成功地在业界树立了最为重要的优势:品牌优势。根据对潜在客户的抽样调查显示,目前研祥自有商标品牌EVOC在国内市场知名度达95%以上,在国际市场也具有一定知名度,已成为大陆EIP市场最重要的品牌。这一切充分说明了在EIP产业中先行一步的研祥智能股份具有怎样强大的市场竞争力。

(4) 不断创新
    不断创新是任何一个高技术含量产业赖以生存的立足之本。EIP是当今全球最热门的信息产业,是21世纪计算机进入生活的发展方向,目前尚无更先进的替代技术及产品。但行业本身的技术更新迅速,主要体现在随着计算机技术、超大规模集成电路技术、软件技术的逐日发展,应用领域的扩展,新的EIP产品不断被开发并迅速推向市场。尤其随着各个应用领域的要求不断提升,EIP的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约,这些也是各个厂商之间竞争的热点。研祥嵌入式智能平台拥有自主知识产权并且达到国际先进水平,针对用户的具体需求对芯片配置进行裁剪和添加,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这就保证了EVOC产品对具体的用户而言达到理想的要求,在选择面前,这无疑具有最强的说服力。

4  结束语
EIP是这个后PC时代的擎天之柱。我们有理由相信,未来的电子技术就是嵌入式系统技术的天下。研祥智能科技将始终专注于EIP技术,抓住难得的市场机遇,为国内EIP产业的发展不遗余力,全面投入到这个广阔的事业中去。

参考文献
[1] 徐 昕. 软硬件协同设计技术[M]. 长沙国防科技大学出版社,2000.


 
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