嵌入式軟件開發(fā)跨入平臺時代

IDC最近的一份市場研究報告顯示，電子產品制造業(yè)每年對全球GDP的貢獻在1萬億美元以上，其中的核心是可編程半導體器件。然而，全球經濟形勢的震蕩與衰退告訴人們，必須在把握關鍵因素、有效控制風險的前提下持續(xù)不斷地推出新產品，才有可能在市場上立于不敗之地。此所謂逆水行舟、不進則退。然而，可編程半導體器件中的靈魂——嵌入式軟件的開發(fā)卻遭受到很多羈絆。
可編程器件主要由硬件和軟件兩個部分構成。其中，硬件部分的成本控制、設計技術和外包生產商的選擇都已經非常成熟，而軟件部分所遇到的問題和挑戰(zhàn)越來越多，這就是嵌入式軟件的開發(fā)工具和方法問題。軟件對于整個產品滿足客戶需求和保持市場份額來說越來越關鍵，而與此相關的成本和時間控制難度越來越大。實際上，許多電子產品生產企業(yè)用于嵌入式軟件開發(fā)的方法和工具仍處在“作坊”時代，這就在成本、時間和技術三個方面對企業(yè)進行新產品開發(fā)構成了羈絆。特別是在當今電子產品制造業(yè)盛行OEM產銷模式下，嵌入式軟件是決定產品競爭力的核心之一，而其優(yōu)劣則直接取決于嵌入式軟件開發(fā)平臺的優(yōu)劣。提升嵌入式軟件開發(fā)平臺的水平，應該從哪里做起呢？

系統(tǒng)集成是最佳切入點

據(jù)對全球前數(shù)十家電子產品廠商的調查顯示，用于嵌入式軟件開發(fā)的費用每年達到230億美元，其中91%用于對各種嵌入式軟件模塊進行集成，而真正用來購買這些軟件和服務的費用只占9%。
與常見的PC和服務器軟件不同，嵌入式軟件主要是對設備內部各部分的運行進行協(xié)調，并不與設備使用者發(fā)生直接接觸。PC和服務器軟件的運行環(huán)境是標準化的，而嵌入式軟件的運行環(huán)境隨電子設備的不同而不同，必須針對不同的電子產品進行專門的設計、開發(fā)和優(yōu)化。事實上，目前電子產品公司用于購買操作系統(tǒng)和中間件的費用很少，絕大多數(shù)費用都花在了系統(tǒng)集成和應用層的開發(fā)上，其中選擇供應商、熟悉供應商提供的軟件以及集成工作占用了將近50%的開發(fā)時間。這種手工作坊式的開發(fā)方法造成了巨大的人力和財力資源浪費。
現(xiàn)在，越來越多的電子產品廠商采取OEM的方式把硬件制造外包出去，產品的競爭優(yōu)勢更多地體現(xiàn)在軟件設計上，軟件工程師扮演的角色也因此越來越重要。IDC的調查顯示，在典型產品開發(fā)項目的全部人工費用中，軟件工程人員的費用在20世紀90年代初期到中期約為55%，如今已經達到75%。所以說，降低軟件的人工費用是降低產品開發(fā)整體費用的一個重要突破口。

商業(yè)化成為主流趨勢

10多年前，嵌入式操作系統(tǒng)都是由各電子產品廠商自己開發(fā)，但如今人們已經普遍接受了嵌入式操作系統(tǒng)的商業(yè)化。隨著市場需求和技術的發(fā)展，不僅操作系統(tǒng)應該商業(yè)化，開發(fā)環(huán)境和中間件也逐漸進入商業(yè)化階段。
在科學技術的世界里有一個通行的規(guī)則——站在前人的肩膀上，充分利用前人已經取得的成果，把自己的精力專注于自己具有獨特競爭優(yōu)勢的地方。在嵌入式軟件開發(fā)方面，通過購買的方式取得前人已有的研究成果，就是這種通行規(guī)則的重要體現(xiàn)。實際上，除了嵌入式操作系統(tǒng)，市場上還有無數(shù)可重復使用的商品化嵌入式軟件模塊。
例如，Wind River公司等一批嵌入式軟件供應商通過多年來的積累，已經開發(fā)出許多通用的嵌入式中間件，但許多客戶并沒有采用它們，而是耗費大量的內部資源去做重復性的工作，在入門和集成這兩個環(huán)節(jié)造成了不必要的資源浪費。也有一些用戶已經花了大量的金錢購買這些商用軟件，但是由于這些商用軟件在系統(tǒng)集成方面所做的工作不夠充分，還要用戶在這些方面花費大量的人力，顯然對這些商用軟件所帶來的實際利益大打折扣。
近期，Wind River推出了風河平臺（Wind River Platform），不僅包含了各行各業(yè)常用的嵌入式軟件開發(fā)工具，而且在系統(tǒng)集成方面做了大量的工作，就是希望讓電子產品公司意識到，不必自行開發(fā)那些人人都有的通用功能，而應該釋放出更多的資源去提升自己的獨特競爭力。風河平臺可以讓用戶感覺到：現(xiàn)在集成真的可以買得到，而且買得起。另外，Microsoft Windows CE、Linux等嵌入式開發(fā)工具進入這個市場，也為這個領域帶來了新的商業(yè)模式。
平臺化步入成熟階段
要提高嵌入式軟件的生產效率必須解決兩個問題：一是不必要讓所有的軟件從頭到尾全部都由自己開發(fā)；二是所編寫的應用軟件有高度的可重用性。要解決這兩個問題，就需要嵌入式軟件供應商提供平臺化的嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境。例如，美國風河公司就是在這一形勢下推出了自己的嵌入式軟件開發(fā)平臺。
嵌入式軟件開發(fā)平臺應具有層次高、硬件支持范圍廣、高度集成、高可靠性等特點，而且入門費用比較低廉，便于廣大用戶接受。
所謂“層次高”是指嵌入式軟件開發(fā)平臺不僅僅是一個嵌入式操作系統(tǒng)，而是集操作系統(tǒng)、開發(fā)工具和中間件于一身的開發(fā)環(huán)境。用戶可以從中間件以上的層次開始自己的開發(fā)工作；
“硬件支持范圍廣”是指嵌入式軟件開發(fā)平臺支持常見的32位以上流行的微處理器，用戶不會因為硬件的變化而更換軟件平臺；
“高度集成”是說平臺不是模塊的簡單堆積，而是有機的集成。用戶不用關心平臺中模塊間的相互協(xié)調，而是專注于應用程序的開發(fā)；
“高可靠性”平臺的目的是使用戶可以專注于開發(fā)應用程序。如果平臺本身問題很多，用戶必須花費很多時間來理解平臺進而發(fā)現(xiàn)其中的問題，這樣失去了平臺化的意義。
入門費代表一項技術的進入門檻。平臺的另一個含義就是標準化，而標準化的重要體現(xiàn)就是有廣泛的用戶群。
多年來，與標準化的服務器和PC軟件相比，嵌入式軟件開發(fā)工具是一個相對封閉的領域?？墒墙陙黼S著Microsoft Windows CE和眾多嵌入式Linux進入這個領域，這種封閉的局面開始被打破。通用性、商業(yè)化、進入門檻低，是這些后來者的優(yōu)勢。但是，在系統(tǒng)可靠性和開發(fā)使用經驗方面，Wind River這樣的嵌入式軟件專業(yè)廠商仍然占據(jù)著優(yōu)勢地位。尤其是在航空航天、國防軍工領域，對系統(tǒng)可靠性的要求極高。而風河公司這樣的專業(yè)嵌入式軟件提供商的產品可靠性是經過業(yè)界廣泛使用而證明了的。
面對Windows CE和嵌入式Linux的大舉進攻，風河這樣的傳統(tǒng)嵌入是軟件廠商也積極應對，調整了商業(yè)模式，大大降低了商業(yè)化嵌入式軟件開發(fā)平臺的進入門檻。讓電子產品企業(yè)在可靠的商業(yè)化平臺上進行標準化的開發(fā)工作，這就是專業(yè)嵌入式軟件工具研發(fā)公司的價值所在。

行業(yè)化是平臺化的高級階段
一個新的電子產品的研發(fā)成功是電子產品廠商和嵌入式軟件平臺廠商共同努力的結晶。嵌入式軟件平臺廠商做的工作越多，電子產品廠商所必需做的工作就越少。嵌入式軟件平臺廠商必須從電子產品廠商的應用需求中提取共同的特性，并將這些特性融入自己的開發(fā)平臺之中，只有這樣才能使之在一定范圍內具有適用性。
顯然，相同行業(yè)對于嵌入式軟件開發(fā)的需求具有許多共同的特性,行業(yè)領域是界定需求特征的重要依據(jù)。面向不同的行業(yè)應用，對嵌入式軟件平臺進行有針對性的定制，就比面向所有的行業(yè)提供相同的軟件開發(fā)平臺具有更好適應能力。也就是說，通過面向行業(yè)應用，嵌入式軟件平臺廠商可以為電子產品廠商提供更多的輔助功能和支持。
基于這樣的認識，一些有經驗的嵌入式軟件專業(yè)廠商不僅長期研究嵌入式軟件開發(fā)工作中的普遍需求，從中提取出共性的東西，形成普遍適用的開發(fā)平臺，而且致力于研究分析不同行業(yè)對于嵌入式軟件開發(fā)的特殊需求，推出了面向特定行業(yè)的嵌入式軟件開發(fā)平臺。
不久前，風河公司根據(jù)應用需求的變化，重新規(guī)劃了產品線，分別面向消費電子產品、工業(yè)電子產品、國防軍工、網絡設備和汽車電子等領域推出了特定的嵌入式軟件開發(fā)平臺，統(tǒng)稱為Wind River Platform。其中集成了操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、連網模塊、通信接口、設備管理等模塊，為電子產品的開發(fā)提供了全方位的支持。 Wind River把相關的中間件、協(xié)議和工具組合起來，為不同的行業(yè)提供相對通用的基礎模塊。這種做法不僅改變了Wind River的業(yè)務模式，也改變了Wind River的客戶乃至整個嵌入式軟件行業(yè)的工作模式，為電子產品生產企業(yè)提高客戶滿意度和產品市場競爭力提供了更加直接的支持。
總的來說，嵌入式軟件開發(fā)平臺化的趨勢正在加劇，商業(yè)化的嵌入式軟件開發(fā)平臺正在迅速取代企業(yè)自有的開發(fā)工具，面向各個行業(yè)的嵌入式軟件開發(fā)平臺正在贏得電子工業(yè)的廣泛認同。
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