2008年度嵌入式應用調查報告

　　《電子產品世界》創(chuàng)刊15年來一直密切關注和投身嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，嵌入式應用讀者調查已經做了多年，過去一直是內部使用，這次本刊公開發(fā)表出來，既希望對我刊發(fā)展提供方向性指導，也希望它是一份公開、全面和一定權威性嵌入式系統(tǒng)應用的調查報告，對于致力蓬勃發(fā)展中的中國嵌入式系統(tǒng)的廣大讀者、廠商和業(yè)界媒體同仁是一個很好的參考資料。

嵌入式系統(tǒng)應用：工程師的世界

　　這次調查通過電子產品世界網站（www.ex-cimer.com）和“嵌入式技術和應用論壇上海和深圳站“兩種方式發(fā)放調查問卷，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，開發(fā)、設計工程師和項目經理占了88%，他們是本刊的主流讀者，也是嵌入式系統(tǒng)應用的主力軍。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計地域基本保持平衡，以成都為中心的西南地域（6%）正在崛起，成為電子設計和嵌入式應用的新熱點。

MCU和MPU：ARM領先、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)市場的領先地位，還可用從開發(fā)工具的調查結果上得到印證，圖4顯示ARM和Keil(ARM的子公司)的市場份額加起來有77%，比其他工具使用率的要高的多。

　　值得注意的是，在處理器架構選擇的調查中發(fā)現， 基于CPU核的FPGA 嵌入式應用大大增加，達到13%，這也說明由于嵌入式系統(tǒng)應用的復雜性、安全性正在增加，產品的更新和設計周期縮短的要求使得FPGA的優(yōu)勢得以體現，應用領域越來越寬廣。見圖1。

圖1  下個項目選擇哪種處理器體系結構

　　具體MCU/MPU芯片廠家產品調查結果呈現是百花齊放的態(tài)勢，圖2超過100個讀者投票的處理器種類只有Atmel 8051、TI 320DSP和SAMSUNG ARM，超過80個投票的第二梯隊有TI 430，Microchip 8 bit PIC和NXP LPC ARM。雖然已經剔除了22種投票數少于20個的MCU/MPU種類，但是余下的18個種類的確難分勝負。 這也再次驗證了嵌入式系統(tǒng)多樣性的現狀沒有改變，即使ARM SoC 已經統(tǒng)治了主流的32bit MCU 市場，但是分到8家ARM授權半導體公司生產廠家后，結果，就是在被分化，除了三星外，其他廠家并無特殊表現，這個現象值得深思。比較2007年的數據前6名的名單中，Intel X86 落榜，NXP LPC ARM進入，三星的名次從2007年第6上升到2008年第2名。見圖2。

圖2  你正在使用的MCU/MPU的型號

開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的選擇：注重價格和大眾化

　　關于嵌入式開發(fā)工具、操作系統(tǒng)、語言和測試工具，調查結果顯示工程師對于開發(fā)軟件和工具的了解和使用已趨成熟，開源的嵌入式Linux、uC/OS-II和微軟WinCE三種嵌入式操作系統(tǒng)占了近90%的市場份額，其中Linux仍然位居榜首，uC/OS-II緊跟其后，這表示了中國市場對于開源軟件的認可和對于價格敏感，uC/OS-II和WinCE還因為使用簡單和大眾熟悉受到特別青睞，而價格昂貴的商用RTOS產品Vxwork、QNX則得票較少。見圖3。在開發(fā)工具方面，ARM公司（含其子公司Keil）占了77% 的市場份額，獨立工具廠商IAR 保住了10%的份額，飛思卡爾的CodeWarror只有6%的市場，這和該公司在MCU/MPU市場份額基本匹配，7%其他主要，主要來自日系MCU廠家，他們的用戶多數是使用自己的開發(fā)工具。見圖4。

　　C語言的使用率繼續(xù)增加，較2007年60%，2008年達到了70%，匯編語言則從31%下降到18%。見圖5。

　　泰克和安捷倫兩大巨頭依然把持著傳統(tǒng)測試工具的市場，值得注意的是NI在經過大力宣傳后正在樹立在嵌入式系統(tǒng)地影響和地位，此次調查獲得了10%的投票，也說明了面向模型的設計方法和工具在嵌入式系統(tǒng)中正在得到廣泛的關注。見圖6。

圖3  你使用的嵌入式操作系統(tǒng)

圖4  持有那種MCU開發(fā)工具

圖5  你使用的開發(fā)語言

圖6  您持有那種測試設備和工具

選擇半導體廠家：習慣第一，服務至上

　　讀者選擇半導體公司的時候，近半數人選擇是：過去曾經使用過這家公司的產品。這樣的結果說明嵌入式系統(tǒng)的產品研發(fā)和生命周期比較長，設計者在考慮新的設計時要更多地考慮過去的經驗、產品的更新?lián)Q代和配套研發(fā)費用支出。使用過去已經使用過的芯片和工具有助于幫助企業(yè)降低風險、縮短研發(fā)時間和降低額外的工具支出。這個現象也讓我們聯(lián)想起許多半導體公司近年來紛紛推出32-16-8 bit 兼容的MCU產品，意在希望用戶在升級32bit MCU 的時候，外設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服務的要求（總體回復是25%），在上海和深圳論壇的問卷反饋中這個選擇基本和“過去使用過這家公司的產品”反饋，保持接近。這說明了雖然產品和價格是決定性因素，但是輔助于更加周到的技術服務，設計方案等軟因素也能夠打動設計人員的心。見圖7。

圖7  您選擇哪家半導體廠商的產品的原因

金融海嘯：催生電子創(chuàng)新

　　美國金融海嘯造成的實體經濟形勢惡化已經影響包括中國在內的全球地域，電子和信息產業(yè)也難獨善其身，電子和信息產業(yè)歷來有在競爭中生存和創(chuàng)新的基因，誰將在嚴寒中生存下來，誰將創(chuàng)新出新的技術和產品，誰一定會在春暖花開時收獲豐碩果實。但現實畢竟是殘酷的，如何在金融海嘯中把握電子創(chuàng)新的要點，克服的困難，設計和生產出有競爭性的電子產品是大家特別關心的題目，嵌入式系統(tǒng)是電子產品的靈魂也是電子創(chuàng)新的引擎。2008年嵌入式應用調查中，我們增加了兩個全新的項目，“未來嵌入式應用的難度”和“您認為電子產品創(chuàng)新的方法”。

圖8  您認為電子產品創(chuàng)新的方法

　　差異化的產品設計的讀者選擇獲得接近5成的投票，反映出目前電子產品同質化現象非常嚴重，尋求藍海是電子設計和嵌入式應用創(chuàng)新的出路。除了降低成本增加功能外，采用先進的半導體器件、嵌入式軟件、設計工具和生產方式進行創(chuàng)新的觀點也得到了許多讀者的認可。產品外觀和UI（人機界面）的重要性在本次調查沒有特殊的表現（3%），略和業(yè)界的普遍觀點有點出入，我們明年將繼續(xù)關注。見圖8。

圖9  您認為未來嵌入式應用中的難點

　　電源（功耗管理）、多核設計是此次應用設計難點調查的主要回復，這個結果說明了電子產品向便攜化、消費化、綠色化、節(jié)能化方向發(fā)展的大趨勢。近年來摩爾定律推動下的集成電路設計正在面臨著制造、功耗、設計諸多因素的挑戰(zhàn)。半導體多核技術衍出的多核芯片已經開始出現在嵌入式系統(tǒng)中，先是高密度計算需求的應用，比如網絡、汽車電子系統(tǒng)和多媒體應用，然后會逐漸滲透到各個領域，多核設計在嵌入式應用中由于在方法、工具和操作系統(tǒng)等方面和單核有著很大不同而備受關注。嵌入式操作系統(tǒng)移植和開發(fā)的難點回復獲得了19%的讀者選擇，這個結果多少也和我們預期的有點差異。一個方面說明嵌入式操作系統(tǒng)的普及程度大幅提高；另一方面，也說明基于它的開發(fā)工作依然還是一個比較困難的項目，嵌入式操作系統(tǒng)種類繁多、移植和開發(fā)工作量大，這是嵌入式操作系統(tǒng)廣泛應用的障礙，業(yè)界應該對此有所思考。

　　無線設計、DSP/FPGA設計應用難點都獲得了接近10%的選擇，這說明了嵌入式應用無線化的趨勢，傳統(tǒng)的嵌入式應用工程師們對此還比較陌生。此外DSP/FPGA依然是嵌入式應用熱衷采用的技術和關注的難點之一。

參考文獻：

[1]王瑩.嵌入式處理器應用調查報告.[R/OL] http://www.ex-cimer.com/article/81526.htm
[2]何小慶.關注MCU發(fā)展的新動向[j].電子產品世界，2008.12.60-62
[3]何小慶.新經濟環(huán)境下的電子創(chuàng)新.[r/ol] http://www.eetrend.com/interview/100017784
[4]王瑩.32位MCU值得關注的技術[j],電子產品世界.2008.4.112
[5]講義文稿[C] 嵌入式系統(tǒng)與應用論壇，電子產品世界雜志社

策劃：王瑩 、執(zhí)筆：何小慶（特邀）