2008年度嵌入式應(yīng)用調(diào)查報(bào)告

　　《電子產(chǎn)品世界》創(chuàng)刊15年來(lái)一直密切關(guān)注和投身嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，嵌入式應(yīng)用讀者調(diào)查已經(jīng)做了多年，過(guò)去一直是內(nèi)部使用，這次本刊公開(kāi)發(fā)表出來(lái)，既希望對(duì)我刊發(fā)展提供方向性指導(dǎo)，也希望它是一份公開(kāi)、全面和一定權(quán)威性嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的調(diào)查報(bào)告，對(duì)于致力蓬勃發(fā)展中的中國(guó)嵌入式系統(tǒng)的廣大讀者、廠商和業(yè)界媒體同仁是一個(gè)很好的參考資料。

嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用：工程師的世界

　　這次調(diào)查通過(guò)電子產(chǎn)品世界網(wǎng)站（m.butianyuan.cn）和“嵌入式技術(shù)和應(yīng)用論壇上海和深圳站“兩種方式發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，在2008年8月22-10月310日期間總共收集了627份有效回函。從整體看，開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)工程師和項(xiàng)目經(jīng)理占了88%，他們是本刊的主流讀者，也是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的主力軍。從地域分布看，以北京（35%）、上海（26%）、深圳（33%）為中心的三大電子設(shè)計(jì)地域基本保持平衡，以成都為中心的西南地域（6%）正在崛起，成為電子設(shè)計(jì)和嵌入式應(yīng)用的新熱點(diǎn)。

MCU和MPU：ARM領(lǐng)先、FPGA崛起、百花齊放

　　在以微控制器（MCU）和微處理器（MPU）為核心的嵌入式系統(tǒng)中，ARM SoC的各種MCU/MPU，占了半壁江山。ARM在嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)的領(lǐng)先地位，還可用從開(kāi)發(fā)工具的調(diào)查結(jié)果上得到印證，圖4顯示ARM和Keil(ARM的子公司)的市場(chǎng)份額加起來(lái)有77%，比其他工具使用率的要高的多。

　　值得注意的是，在處理器架構(gòu)選擇的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)， 基于CPU核的FPGA 嵌入式應(yīng)用大大增加，達(dá)到13%，這也說(shuō)明由于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜性、安全性正在增加，產(chǎn)品的更新和設(shè)計(jì)周期縮短的要求使得FPGA的優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬廣。見(jiàn)圖1。

圖1  下個(gè)項(xiàng)目選擇哪種處理器體系結(jié)構(gòu)

　　具體MCU/MPU芯片廠家產(chǎn)品調(diào)查結(jié)果呈現(xiàn)是百花齊放的態(tài)勢(shì)，圖2超過(guò)100個(gè)讀者投票的處理器種類(lèi)只有Atmel 8051、TI 320DSP和SAMSUNG ARM，超過(guò)80個(gè)投票的第二梯隊(duì)有TI 430，Microchip 8 bit PIC和NXP LPC ARM。雖然已經(jīng)剔除了22種投票數(shù)少于20個(gè)的MCU/MPU種類(lèi)，但是余下的18個(gè)種類(lèi)的確難分勝負(fù)。 這也再次驗(yàn)證了嵌入式系統(tǒng)多樣性的現(xiàn)狀沒(méi)有改變，即使ARM SoC 已經(jīng)統(tǒng)治了主流的32bit MCU 市場(chǎng)，但是分到8家ARM授權(quán)半導(dǎo)體公司生產(chǎn)廠家后，結(jié)果，就是在被分化，除了三星外，其他廠家并無(wú)特殊表現(xiàn)，這個(gè)現(xiàn)象值得深思。比較2007年的數(shù)據(jù)前6名的名單中，Intel X86 落榜，NXP LPC ARM進(jìn)入，三星的名次從2007年第6上升到2008年第2名。見(jiàn)圖2。

圖2  你正在使用的MCU/MPU的型號(hào)

開(kāi)發(fā)工具和操作系統(tǒng)的選擇：注重價(jià)格和大眾化

　　關(guān)于嵌入式開(kāi)發(fā)工具、操作系統(tǒng)、語(yǔ)言和測(cè)試工具，調(diào)查結(jié)果顯示工程師對(duì)于開(kāi)發(fā)軟件和工具的了解和使用已趨成熟，開(kāi)源的嵌入式Linux、uC/OS-II和微軟WinCE三種嵌入式操作系統(tǒng)占了近90%的市場(chǎng)份額，其中Linux仍然位居榜首，uC/OS-II緊跟其后，這表示了中國(guó)市場(chǎng)對(duì)于開(kāi)源軟件的認(rèn)可和對(duì)于價(jià)格敏感，uC/OS-II和WinCE還因?yàn)槭褂煤?jiǎn)單和大眾熟悉受到特別青睞，而價(jià)格昂貴的商用RTOS產(chǎn)品Vxwork、QNX則得票較少。見(jiàn)圖3。在開(kāi)發(fā)工具方面，ARM公司（含其子公司Keil）占了77% 的市場(chǎng)份額，獨(dú)立工具廠商IAR 保住了10%的份額，飛思卡爾的CodeWarror只有6%的市場(chǎng)，這和該公司在MCU/MPU市場(chǎng)份額基本匹配，7%其他主要，主要來(lái)自日系MCU廠家，他們的用戶(hù)多數(shù)是使用自己的開(kāi)發(fā)工具。見(jiàn)圖4。

　　C語(yǔ)言的使用率繼續(xù)增加，較2007年60%，2008年達(dá)到了70%，匯編語(yǔ)言則從31%下降到18%。見(jiàn)圖5。

　　泰克和安捷倫兩大巨頭依然把持著傳統(tǒng)測(cè)試工具的市場(chǎng)，值得注意的是NI在經(jīng)過(guò)大力宣傳后正在樹(shù)立在嵌入式系統(tǒng)地影響和地位，此次調(diào)查獲得了10%的投票，也說(shuō)明了面向模型的設(shè)計(jì)方法和工具在嵌入式系統(tǒng)中正在得到廣泛的關(guān)注。見(jiàn)圖6。

圖3  你使用的嵌入式操作系統(tǒng)

圖4  持有那種MCU開(kāi)發(fā)工具

圖5  你使用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言

圖6  您持有那種測(cè)試設(shè)備和工具

選擇半導(dǎo)體廠家：習(xí)慣第一，服務(wù)至上

　　讀者選擇半導(dǎo)體公司的時(shí)候，近半數(shù)人選擇是：過(guò)去曾經(jīng)使用過(guò)這家公司的產(chǎn)品。這樣的結(jié)果說(shuō)明嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)和生命周期比較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)者在考慮新的設(shè)計(jì)時(shí)要更多地考慮過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)品的更新?lián)Q代和配套研發(fā)費(fèi)用支出。使用過(guò)去已經(jīng)使用過(guò)的芯片和工具有助于幫助企業(yè)降低風(fēng)險(xiǎn)、縮短研發(fā)時(shí)間和降低額外的工具支出。這個(gè)現(xiàn)象也讓我們聯(lián)想起許多半導(dǎo)體公司近年來(lái)紛紛推出32-16-8 bit 兼容的MCU產(chǎn)品，意在希望用戶(hù)在升級(jí)32bit MCU 的時(shí)候，外設(shè)和寄存器盡量和以前8-16 bit保持兼容。另外非常值得注意的是讀者技術(shù)服務(wù)的要求（總體回復(fù)是25%），在上海和深圳論壇的問(wèn)卷反饋中這個(gè)選擇基本和“過(guò)去使用過(guò)這家公司的產(chǎn)品”反饋，保持接近。這說(shuō)明了雖然產(chǎn)品和價(jià)格是決定性因素，但是輔助于更加周到的技術(shù)服務(wù)，設(shè)計(jì)方案等軟因素也能夠打動(dòng)設(shè)計(jì)人員的心。見(jiàn)圖7。

圖7  您選擇哪家半導(dǎo)體廠商的產(chǎn)品的原因

金融海嘯：催生電子創(chuàng)新

　　美國(guó)金融海嘯造成的實(shí)體經(jīng)濟(jì)形勢(shì)惡化已經(jīng)影響包括中國(guó)在內(nèi)的全球地域，電子和信息產(chǎn)業(yè)也難獨(dú)善其身，電子和信息產(chǎn)業(yè)歷來(lái)有在競(jìng)爭(zhēng)中生存和創(chuàng)新的基因，誰(shuí)將在嚴(yán)寒中生存下來(lái)，誰(shuí)將創(chuàng)新出新的技術(shù)和產(chǎn)品，誰(shuí)一定會(huì)在春暖花開(kāi)時(shí)收獲豐碩果實(shí)。但現(xiàn)實(shí)畢竟是殘酷的，如何在金融海嘯中把握電子創(chuàng)新的要點(diǎn)，克服的困難，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出有競(jìng)爭(zhēng)性的電子產(chǎn)品是大家特別關(guān)心的題目，嵌入式系統(tǒng)是電子產(chǎn)品的靈魂也是電子創(chuàng)新的引擎。2008年嵌入式應(yīng)用調(diào)查中，我們?cè)黾恿藘蓚€(gè)全新的項(xiàng)目，“未來(lái)嵌入式應(yīng)用的難度”和“您認(rèn)為電子產(chǎn)品創(chuàng)新的方法”。

圖8  您認(rèn)為電子產(chǎn)品創(chuàng)新的方法

　　差異化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的讀者選擇獲得接近5成的投票，反映出目前電子產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象非常嚴(yán)重，尋求藍(lán)海是電子設(shè)計(jì)和嵌入式應(yīng)用創(chuàng)新的出路。除了降低成本增加功能外，采用先進(jìn)的半導(dǎo)體器件、嵌入式軟件、設(shè)計(jì)工具和生產(chǎn)方式進(jìn)行創(chuàng)新的觀點(diǎn)也得到了許多讀者的認(rèn)可。產(chǎn)品外觀和UI（人機(jī)界面）的重要性在本次調(diào)查沒(méi)有特殊的表現(xiàn)（3%），略和業(yè)界的普遍觀點(diǎn)有點(diǎn)出入，我們明年將繼續(xù)關(guān)注。見(jiàn)圖8。

圖9  您認(rèn)為未來(lái)嵌入式應(yīng)用中的難點(diǎn)

　　電源（功耗管理）、多核設(shè)計(jì)是此次應(yīng)用設(shè)計(jì)難點(diǎn)調(diào)查的主要回復(fù)，這個(gè)結(jié)果說(shuō)明了電子產(chǎn)品向便攜化、消費(fèi)化、綠色化、節(jié)能化方向發(fā)展的大趨勢(shì)。近年來(lái)摩爾定律推動(dòng)下的集成電路設(shè)計(jì)正在面臨著制造、功耗、設(shè)計(jì)諸多因素的挑戰(zhàn)。半導(dǎo)體多核技術(shù)衍出的多核芯片已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)中，先是高密度計(jì)算需求的應(yīng)用，比如網(wǎng)絡(luò)、汽車(chē)電子系統(tǒng)和多媒體應(yīng)用，然后會(huì)逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域，多核設(shè)計(jì)在嵌入式應(yīng)用中由于在方法、工具和操作系統(tǒng)等方面和單核有著很大不同而備受關(guān)注。嵌入式操作系統(tǒng)移植和開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)回復(fù)獲得了19%的讀者選擇，這個(gè)結(jié)果多少也和我們預(yù)期的有點(diǎn)差異。一個(gè)方面說(shuō)明嵌入式操作系統(tǒng)的普及程度大幅提高；另一方面，也說(shuō)明基于它的開(kāi)發(fā)工作依然還是一個(gè)比較困難的項(xiàng)目，嵌入式操作系統(tǒng)種類(lèi)繁多、移植和開(kāi)發(fā)工作量大，這是嵌入式操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的障礙，業(yè)界應(yīng)該對(duì)此有所思考。

　　無(wú)線設(shè)計(jì)、DSP/FPGA設(shè)計(jì)應(yīng)用難點(diǎn)都獲得了接近10%的選擇，這說(shuō)明了嵌入式應(yīng)用無(wú)線化的趨勢(shì)，傳統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用工程師們對(duì)此還比較陌生。此外DSP/FPGA依然是嵌入式應(yīng)用熱衷采用的技術(shù)和關(guān)注的難點(diǎn)之一。

參考文獻(xiàn)：

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[3]何小慶.新經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的電子創(chuàng)新.[r/ol] http://www.eetrend.com/interview/100017784
[4]王瑩.32位MCU值得關(guān)注的技術(shù)[j],電子產(chǎn)品世界.2008.4.112
[5]講義文稿[C] 嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用論壇，電子產(chǎn)品世界雜志社

策劃：王瑩 、執(zhí)筆：何小慶（特邀）