根據(jù)《2024-2029年中國(guó)嵌入式軟件行業(yè)市場(chǎng)全景調(diào)研及投資價(jià)值評(píng)估研究報(bào)告》分析,隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的逐漸普及,為保證嵌入式系統(tǒng)的順利運(yùn)行,嵌入式軟件得到了快速發(fā)展,成為軟件業(yè)的一股新生力量。
嵌入式軟件與嵌入式系統(tǒng)是密不可分的,嵌入式系統(tǒng)是"控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機(jī)器和車(chē)間運(yùn)行的裝置",就是以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),并且軟硬件可裁剪,適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。而嵌入式軟件就是基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件,它也是計(jì)算機(jī)軟件的一種,同樣由程序及其文檔組成,可細(xì)分成系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用軟件三類(lèi),是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分。
嵌入式軟件的分類(lèi):
嵌入式操作系統(tǒng):嵌入式操作系統(tǒng)EOS(Embedded Operating System)是一種用途廣泛的系統(tǒng)軟件,過(guò)去它主要應(yīng)用于工業(yè)控制和國(guó)防系統(tǒng)領(lǐng)域。EOS負(fù)責(zé)嵌入系統(tǒng)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度工作,控制、協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng);它必須體現(xiàn)其所在系統(tǒng)的特征,能夠通過(guò)裝卸某些模塊來(lái)達(dá)到系統(tǒng)所要求的功能。嵌入式操作系統(tǒng)通常以商業(yè)運(yùn)作為主,從上世紀(jì)80年代起,商業(yè)化的嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)始得到蓬勃發(fā)展。現(xiàn)在國(guó)際上有名的嵌入式操作系統(tǒng)有Windows CE、Palm OS、Linux、Vx Works、pSOS、QNX、OS-9、LynxOS等,已進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的國(guó)外產(chǎn)品有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等。我國(guó)嵌入式操作系統(tǒng)的起步較晚,國(guó)內(nèi)此類(lèi)產(chǎn)品主要是基于自主版權(quán)的Linux操作系統(tǒng),其中以中軟Linux、紅旗Linux、東方Linux為代表。
圖表:嵌入式軟件
嵌入式支撐軟件:支撐軟件是用于幫助和支持軟件開(kāi)發(fā)的軟件,通常包括數(shù)據(jù)庫(kù)和開(kāi)發(fā)工具,其中以數(shù)據(jù)庫(kù)最為重要。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用,隨著移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步,人們對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)處理提出了更高的要求,嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)、工業(yè)、軍事、民用部門(mén)等各方面的重視。嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)或簡(jiǎn)稱(chēng)為移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)(EMDBS)是支持移動(dòng)計(jì)算或某種特定計(jì)算模式的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與操作系統(tǒng)、具體應(yīng)用集成在一起,運(yùn)行在各種智能型嵌入設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備上。其中,嵌入在移動(dòng)設(shè)備上的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由于涉及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、分布式計(jì)算技術(shù),以及移動(dòng)通訊技術(shù)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,目前已經(jīng)成為一個(gè)十分活躍的研究和應(yīng)用領(lǐng)域。國(guó)際上主要的嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有Sy base、Oracle等。我國(guó)嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以東軟集團(tuán)研究開(kāi)發(fā)出了嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Open BASE Mini為代表。
圖表:嵌入式軟件行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
嵌入式應(yīng)用軟件:嵌入式應(yīng)用軟件是針對(duì)特定應(yīng)用領(lǐng)域,基于某一固定的硬件平臺(tái),用來(lái)達(dá)到用戶預(yù)期目標(biāo)的計(jì)算機(jī)軟件。由于用戶任務(wù)可能有時(shí)間和精度上的要求,因此有些嵌入式應(yīng)用軟件需要特定嵌入式操作系統(tǒng)的支持。嵌入式應(yīng)用軟件和普通應(yīng)用軟件有一定的區(qū)別,它不僅要求其準(zhǔn)確性、安全性和穩(wěn)定性等方面能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需要,而且還要盡可能地進(jìn)行優(yōu)化,以減少對(duì)系統(tǒng)資源的消耗,降低硬件成本。目前我國(guó)市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了各式各樣的嵌入式應(yīng)用軟件,包括瀏覽器、Email軟件、文字處理軟件、通訊軟件、多媒體軟件、個(gè)人信息處理軟件、智能人機(jī)交互軟件、各種行業(yè)應(yīng)用軟件等。嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是最活躍的力量,每種應(yīng)用軟件均有特定的應(yīng)用背景,盡管規(guī)模較少,但專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng),所以嵌入式應(yīng)用軟件不象操作系統(tǒng)和支撐軟件那樣受制于國(guó)外產(chǎn)品壟斷,是我國(guó)嵌入式軟件的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。
嵌入式軟件的特點(diǎn):
嵌入式軟件具有獨(dú)特的實(shí)用性。嵌入式軟件是為嵌入式系統(tǒng)服務(wù)的,這就要求它與外部硬件和設(shè)備聯(lián)系緊密。嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心,
嵌入式軟件是應(yīng)用系統(tǒng),根據(jù)應(yīng)用需求定向開(kāi)發(fā),面向產(chǎn)業(yè)、面向市場(chǎng),需要特定的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。每種嵌入式軟件都有自己獨(dú)特的應(yīng)用環(huán)境和實(shí)用價(jià)值。
嵌入式軟件應(yīng)有靈活的適用性。嵌入式軟件通??梢哉J(rèn)為是一種模塊化軟件,它應(yīng)該能非常方便靈活的運(yùn)用到各種嵌入式系統(tǒng)中,而不能破壞或更改原有的系統(tǒng)特性和功能。首先它要小巧,不能占用大量資源;其次要使用靈活,應(yīng)盡量?jī)?yōu)化配置,減小對(duì)系統(tǒng)的整體繼承性,升級(jí)更換靈活方便。
從各分類(lèi)市場(chǎng)來(lái)看,嵌入式軟件基本被美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等美歐國(guó)家壟斷,亞洲企業(yè)在其中占據(jù)極少的市場(chǎng),而生產(chǎn)控制類(lèi)企業(yè)在全球的分布相對(duì)其他業(yè)務(wù)門(mén)類(lèi)較為分散,但主要位于美國(guó)、歐盟等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)。
工業(yè)通信領(lǐng)域有望引領(lǐng)嵌入式工業(yè)軟件增長(zhǎng),機(jī)器換人成為未來(lái)長(zhǎng)期趨勢(shì)。能源電子、汽車(chē)電子領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。安防電子是工業(yè)信息化安全重要一環(huán)。
90年代以來(lái)隨著電子系統(tǒng)功能的日益強(qiáng)大和微型化,嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及的問(wèn)題越來(lái)越多,難度也越來(lái)越大。同時(shí)硬件和軟件也不再是截然分開(kāi)的兩個(gè)概念,而是緊密結(jié)合、相互影響的。因而出現(xiàn)了軟硬件協(xié)同(code sign)設(shè)計(jì)方法,即使用統(tǒng)一的方法和工具對(duì)軟硬件,協(xié)同設(shè)計(jì)軟硬件體系結(jié)構(gòu),以最大限度地挖掘系統(tǒng)軟硬件能力,避免由于獨(dú)立設(shè)計(jì)軟硬件體系結(jié)構(gòu)而帶來(lái)的種種弊病,得到高性能低代價(jià)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
在嵌入式系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)環(huán)境方面,仍有許多問(wèn)題尚在研究發(fā)展之中,如,嵌入式系統(tǒng)的硬件軟件協(xié)同設(shè)計(jì)方法;面向多目標(biāo),多任務(wù)的微內(nèi)核嵌入式操作系統(tǒng);分布嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性問(wèn)題,分布式計(jì)算,分布式信息交互與綜合處理;以及嵌入式系統(tǒng)的多目標(biāo)交叉編譯和交叉調(diào)試工具的研究等。
隨著信息技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展普及,3C(計(jì)算機(jī)、通訊、消費(fèi)電子)合一的加速,嵌入式設(shè)計(jì)已經(jīng)成為工業(yè)現(xiàn)代化、智能化的必經(jīng)之路,嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)深入到各行各業(yè)。嵌入式接入設(shè)備是數(shù)字化時(shí)代的一大主流產(chǎn)品,嵌入式軟件已經(jīng)成為數(shù)字化產(chǎn)品的核心。嵌入式軟件大量應(yīng)用于家用市場(chǎng)、工業(yè)市場(chǎng)、商業(yè)市場(chǎng)、通訊市場(chǎng)和國(guó)防市場(chǎng)。近幾年來(lái),信息電器迅速發(fā)展,也為嵌入式軟件的發(fā)展起到推波助瀾的作用。彩電、DCD、手機(jī)、MP3/MP4、掌上電腦、汽車(chē)等都是潛在的信息電器。信息電器平臺(tái)與通用操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)不同,不存在國(guó)外軟件廠商壟斷市場(chǎng)的現(xiàn)象,這一領(lǐng)域已成為中國(guó)軟件業(yè)的突破口。
嵌入式系統(tǒng)面向特定應(yīng)用領(lǐng)域,根據(jù)應(yīng)用需求定制開(kāi)發(fā),并隨著智能化產(chǎn)品的普遍需求滲透到各行各業(yè)。隨著硬件技術(shù)的不斷革新、微電子技術(shù)的快速發(fā)展,使芯片功能更加強(qiáng)大,硬件平臺(tái)的處理能力不斷增強(qiáng),硬件成本不斷下降,產(chǎn)品體積越來(lái)越小,同時(shí)嵌入式軟件的可靠性、實(shí)時(shí)性、可維護(hù)性進(jìn)一步提高。嵌入式軟件已成為產(chǎn)品的數(shù)字化改造、智能化增值的關(guān)鍵性、帶動(dòng)性技術(shù)。移動(dòng)通訊、掌上電腦、數(shù)字電視是嵌入式操作系統(tǒng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域,隨著掌上電腦等手持設(shè)備性能的提高,嵌入式操作系統(tǒng)將成為必須的配置。隨著行業(yè)的推廣,行業(yè)應(yīng)用軟件市場(chǎng)將迅速擴(kuò)大。掌上電腦功能的不斷擴(kuò)展,專(zhuān)項(xiàng)功能軟件面臨新的發(fā)展機(jī)會(huì)。
由于嵌入式系統(tǒng)關(guān)乎民生,涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、國(guó)防以及政務(wù)等社會(huì)生活的方方面面,決不能受制于人,嵌入式軟件必將成為我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)主要方向。我國(guó)目前在嵌入式應(yīng)用軟件領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì),或者說(shuō)在這一領(lǐng)域面臨的競(jìng)爭(zhēng)形式還不算惡劣,所以以此為突破口相對(duì)較容易。先占領(lǐng)終端應(yīng)用領(lǐng)域,站穩(wěn)腳跟,再發(fā)揮本土優(yōu)勢(shì)逐一突破才是明智選擇。