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纵观蒸蒸日上的嵌入式产业——访知名企业的嵌入式专家

信息来源:chuandong.biz  时间:2006-09-12  浏览次数:145

  前言:
  早期主要应用于军事、工业控制领域的嵌 入式系统,伴随集成电路、互联网技术和数字家庭的发展带动,开始向3C应用领域扩张,除了传统的控制仪器、仪表,到新兴的信息家电、网络产品,和手持无线产品,甚至汽车电子,均可以寻觅到嵌入式系统的踪迹。嵌入式系统让EDA工具也获得了更大的发展,各种针对嵌入式的应用如:编译、布局布线、合成、测试、验证、编程等工具在自动化和智能化方面不断提升;同时也带动一批运用HDL进行集成电路功能模块设计的公司,进而延伸出专用IP内核这个庞大的产业。
  时值“后PC时代”,又逢3C融合,出现了不断加速的趋势,给中国以嵌入式软件为核心的嵌入式系统产业的高速增长带来了千载难逢的契机,嵌入式软件产业现已成为中国IT产业中的一个重要新兴产业和增长点。我们怀着热切的心情采访了研华、研扬、研祥、华北工控、GE FANUC等知名企业的嵌入式专家。
  1.行业应用一直是嵌入式系统的重点,也是造成嵌入式产品多样化的主导因素,您认为在贵司的产品是如何适应这种需求的?
  林世丰 研华嵌入式电脑事业群中国区总经理
  研华:
  研华的宗旨是打造Trusted eplatform service,正是为了满足客户多样化的需求,我们能满足这种需求而提出的新的slogan。研华有上千种的产品,这些产品有的是根据世界各地的客户需求开发出来的,有的是我们的研发人员预计到将来的发展应用趋势设计出来的,多疑导致了研华像一个大型的百货商场,之前更像一个百货超市,有很多的产品,你可以自己来选用,我们也可以请导购帮你挑选你想要的应用和合适的产品。现在的趋势是专业和细分,我们也把百货商场进行了改装,根据行业应用这一划分的标准,建立了一个一个的专卖店,有解决物流应用的,解决POS/ATM方案的,解决军工行业的,医疗行业的,嵌入式软件行业的,网络安全行业的等等,研华是进行两手工作,一手做好百货商场的现代化管理工作,物流啊,服务啊,财务啊等等,另外一手是做好专卖店的工作,让其更加专业,满足客户的专业需求。坚持两手抓,前者可以帮我们吸引到顾客,服务好顾客,后者是可以帮我们留住顾客,带来回头客。只有这样双管其下,才能发展好这个能提供多样化嵌入式产品的行业领军人物。
  还有一个方面,董事长刘克振曾表示,研华为积极发展规模,除持续发展品牌业务外,将积极朝同行已开始布局的ODM及垂直应用领域发展,达到“通吃”局面。我们今年开始成立ODM Team,客户对客制化的需求越来越高,我们希望通过在中国的研发力量,为客户提供快速的定制化服务,降低成本的同时实现客户的应用需求。同时,在深圳也成立了研发中心,使得中国大陆目前有深圳、昆山、北京和西安四个网络布局式的研发中心来满足客户的需求。
  研扬:
  近几年以来,嵌入式应用领域愈来愈多样化,例如,高端的POS/信息终端与KIOSK,愈来愈受重视的第4C汽车电子产业之车载娱乐与信息传输系统(Telematics)、医疗显像系统、游戏机、数字信号(Digital Signage)、智能型交通系统(Intelligent Transportation System, ITS)等等,正快速增长起来。
  面对如此多样化的行业应用,研扬的产品研发方向则以提供最新的嵌入式平台(例如:支持双核心CPU),低功耗或甚至无风扇运行,支持多样化的双显组合(LCD,DVI, VGA 或TV out 两两输出),支持16:9以及高分辨率之平面屏幕接口,专业之嵌入式操作系统之解决方案与客制化服务,宽温(-20~+80 ℃) 运行之产品,支持看门狗定时器, 数字I/O与特殊显示方式(例如:TV控制,亮度,色度,色调/饱和度/对比度以及旋转等等)之软件开发工具包(Software Development Kit, SDK)。前述种种体现出研扬专注在嵌入式平台服务(Your Platform Service Partner),以及通过提供前述多样化解决方案来服务嵌入式应用领域的系统集成商之努力方向。
  研祥:
  嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的,如果独立于应用自行发展,则会失去市场。嵌入式处理器的功耗、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,这些也是各个半导体厂商之间竞争的热点。
  研祥公司始终坚持以应用为研发的核心方向。特别是今年初,由研祥公司与英特尔公司共同建立的“研祥智能—英特尔嵌入式技术应用研究院”成立之后。研祥公司将在产品的可裁剪性,功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面做出更加卓越的贡献。具体方向如下:
  (1)对实时多任务有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度。
  (2)具有功能强大的存储区保护功能,有利于及时做出软件诊断,安全避免了在软件模块之间出现错误的交叉作用。
  (3)更利于扩展的处理器结构,能够更迅速地开发出满足高性能应用需求的嵌入式微处理器。
  (4)超低功耗无风扇设计,尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此。
  (5)基于研祥智能与英特尔公司刚刚确立的合作计划,研祥公司将凭借自己强大的研发能力联手国际半导体巨头,为市场提供更具性价比的产品。
  (6)坚持在防尘、抗震、耐温差、抗电磁干扰等诸多属性上进一步探索创新。同时研祥已经建立了一套以国际质量标准为基准的质检体系,确保产品质量。
  GE FANUC:
  我们可以把中国的嵌入式市场看成一个金字塔结构,在这个金字塔的底部是“消费类嵌入式产品”(Consumer Embedded),在向上的第二层是“商业类嵌入式产品”(Commercial Embedded),向上第三层是“产业类嵌入式产品”(Industrial Embedded),在金字塔的顶端是“军工类嵌入式产品”(Military Embedded)。GE的嵌入式产品在欧美市场上的定位,在环境恶劣的工业自动化系统和军工、航空和航天领域。由于受到国内购买力的影响,在过去的三年中GE嵌入式产品主要应用在国内某些军工、航空和航天领域内。今年GE分别收购了国际上著名的航电制造厂商(CONDOR)和SBC的制造厂商(SBS),将在军工、航空和航天领域内做全方位的市场拓展,同时还将采取“下山战略”,进入适合GE产品的产业类嵌入式应用市场。
  华北工控:
  第一,华北工控的产品线十分齐全,从CISC(x86)架构到RISC(ARM,xScale)架构都有相对应丰富的产品,产品形成家族化、系列化。例如:针对x86架构Intel 852GM芯片组开发的Norco-760/Norco-5730/Norco-3730家族,基于xScale架构开发的Norco-7632/Norco-7636/Norco-7630系列。
  第二,华北工控专注于细分市场:针对不同的市场需求专门开发最适合于该市场的产品。例如针对博彩行业的Norco-5660ALE 5"嵌入式主板; 针对车载行业的Norco-3730ALE 3.5"嵌入式主板及EPC-106车载移动准系统; 针对PoS,ATM的Norco-760ALE长卡。
  第三,华北工控有一支经验丰富,反应迅速的R&D团队,可针对行业客户做定制化或个性化设计,其中主板的设计时间最快56天就能提供可运行测试用的样品, 这对于节约客户的硬件开发成本,降低开发风险,加快产品上市时间是非常有利的。
  2.IPC工控机一直是嵌入式产品的主角,您认为未来IPC的发展将会朝什么方向发展?
  林俊杰 研扬科技嵌入式单板产品处企划部主管
  研华:
  IPC工控机一直是研华成立以来的亮点和支柱产品之一,可能是传统大众意义上的嵌入式产品,但研华是专注于工控这个行业的,考虑到产业和产品发展的实际情况,我们现在的嵌入式产品还要更加的深入一点,代表这市场需求的趋势,目前嵌入式有分基于X-86平台的工业级主板,有网络安全设备,更有代表市场发展方向的产业应用电脑,诸如工业平板电脑,物流的车载终端,智能家居,医用终端,网络安全设备,网络多媒体播放机等。所以未来的IPC会朝着多样化,更深入和更专业的方向发展,这个市场会细分化,我们厂商也会根据客户的需要和市场趋势来设计更加专业的产品,以上的这些都是我们依据实际情况的细分。针对传统的IPC工控机市场,我们也提出了最新的解决方案。研华从去年年底开始推出嵌入式工控机系列,相比之前的IPC性能有所限制和体积比较大型的问题,新的市场需要体积更小,性能更高的工控机。这系列基于P-M平台的最小型嵌入式工控机,专为需要节省空间,强大处理功能,无风扇,低功耗,高可靠性,高弹性I/O装置与长期产品支持的嵌入式应用所设计的,根据大小还分成了1000,3000,5000,7000,9000系列,目前这系列产品在国内外市场上已经受到热烈的追捧。
  研扬:
  诚如记者所提, 时值后PC 时代,产业与产业之间,产品与产品之间的界线已愈来愈模糊而趋向融合(convergence) 的趋势发展。而消费性产业(consumer industry)与 IPC产业界线也逐渐呈现模糊的结果,导致产品之间之相似度欲来愈高。因此,IPC产业必须正视消费性产业之科技与应用发展趋势,例如,双核心CPU运行,DDR II内存,高速的串行I/O(PCI-Express,USB以及SATA 等等),千兆网口,持无线网口,以及大型平面显示屏等等,并在其所锁定之嵌入式应用领域中提供相当的系统运行效能与产品功能,以提供嵌入式应用之最佳解决方案。
  近几年以来,嵌入式应用领域,例如,车载娱乐系统、医疗显像系统、游戏机、POS/信息终端、KIOSK、数字信号、物流运输、交通控制等,正快速增长起来。 IPC 工控机除了必须提供更高的运行效能之外,紧凑的尺寸、低功耗乃至无风扇运行、便携式和高性能的平台则是IPC 产业必须面对以及因应之不可逆趋势。因此,以下将简述前述几个在嵌入式市场应用之重要趋势以及IPC 产业必须提供更多小型SBC(Small Form Factor Single Board Computer) 之原因:
  (1)紧凑小巧的尺寸
  现在有越来越多的嵌入式应用,由于环境空间有限,要求这些设备必须足够小。因此,嵌入式产品的外形尺寸必须尽量小。像小型SBC要小于300cm2才算得上最佳方案。
  (2)无风扇运行
  目前,节能成为越来越重要的话题。无风扇(不带冷却风扇)运行带来的是更可靠的系统和更低的噪音。另外,无风扇也使系统散热设计变得简单省心。对于医疗系统来讲,他们对高热效、无风扇设计和安静的环境有着强硬的要求。
  小型SBC采用低电压(LV)和超低电压(ULV)平台(处理器和芯片),并利用无风扇散热设计方案,可以帮助嵌入式系统的设计者们解决因为风扇和散热片造成的噪音和可靠性低的问题。
  (3)密集计算应用
  越来越多的嵌入式应用需要支持高分辨率图像界面、3D和独立双显示。另外,很多应用要求嵌入式系统要有台式机的性能,如千兆网口和新型I/O接口(PCI Express、串行 ATA、串行DVO和USB 2.0等)。因此,由低电压(LV)和超低电压(ULV)高性能处理器驱动的小型SBC,将会成为那些密集计算应用最匹配的平台。
  (4)强大的I/O扩展功能
  在高要求的苛刻环境下,紧凑型嵌入式系统需要丰富的常规I/O接口。另外,为了满足特殊应用或提供最大的弹性扩展需求,嵌入式系统也需要强大的I/O扩展功能。因此,在特殊嵌入式应用中,带更多标准I/O接口(非管脚头或机架接口)、mini PCI扩展插槽、PC/104或PC/104 plus甚至私有接口的小型SBC将是最佳选择。
  研祥:
  研祥公司已经伴随着中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了15年的历程。由于一直受到经济整体发展落后和市场容量低的限制,嵌入式领域的工业化水平一直落后。今天我们需要面对的是嵌入式系统工业化的滚滚大潮,因为IPC已经从工业应用的环境中脱胎出来,逐渐进入社会生活的各个方面。如果我们不能认清嵌入式产品必须以工业化的方式生产开发,那么我们将失去更多"上游"产品的市场机遇;反之在我国大力推动和建设“嵌入式产品工厂”,使我国的嵌入式产品尽快溶入国际市场,对加速知识创新和建立面向21世纪的知识经济具有战略意义。
  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。
  在不远的将来嵌入式技术将从基础层面改变社会的结构,届时衡量家庭生活水平的标准将不再是车子和房子,而是拥有EIP(嵌入式智能平台)的数量。研祥公司已经为嵌入式技术民用化浪潮的到来做出了充分的准备。我们在产业上游和下游都已经开展了更加广泛的合作,同时我们也推出了税控收款机等多种新产品项目。民用化的普及必将带来一个新的应用趋势,那就是产品绿色化。
  而研祥则成为了领域内首家提出建设绿色供应链。做到产品的无铅无毒无公害化,不但是为了适应未来市场需求的重要举措,也是进军国际市场的重要保证。
  GE FANUC:
  自上世纪八十年代末,工控机(IPC)概念从台湾地区引入中国大陆后,IPC一直在工业控制、数据采集和上位监控领域内扮演重要的角色。自2000年开始,由于大陆IT产业的技术能力迅速提升,用户对IPC的技术要求也越来越高。个性化、高可靠、模块化,开放性、扩展性和网络能力已经成为用户选择IPC产品的基本要素,IPC从单纯的工业控制中使用,推广到商业、社区安全、机电一体化、军工、智能交通、电力、电信等领域,原本概念上的工控机已经逐渐被产业计算机的概念所替代(见我在2004年底的复旦EMBA论文),根据其应用的不同,产业计算机又可以分成嵌入式产品,Panel PC,PXI/DAQ,PAC,等。而嵌入式产品又由:CPCI/aTCA,ETX,PC/104,2.5/3.5英寸的SBC和Standalone Mini PC等组成。
  华北工控:
  第一,新的技术,新的平台的不断引入;像对于PCI-Express总线的支持,华北工控在05年底,于业界率先推出了支持PCI-Express总线的IPC工控整机Norco-2000P;对于低能耗方向的发展,华北工控注重能源节约和环保,在05年相继推出了高性能低功耗的产品Norco-2000L/2000P,改变以往工控机的高能耗、高发热的缺点,使相同性能的工控机在能源的消耗上降低了60%。
  第二,工控机也朝着客制化方向发展:以前一个型号打天下的局面将有变化。针对不同的细分市场,对工控机的要求将有着很大的差别,适应这一变化,也是工控机的一大发展方向。
  3.作为嵌入式产品,PC/104应用领域很广,尤其在测控领域,贵司将如何去开拓该领域的商机?
  朱军 研祥研发部总监
  研华:
  我们每个系列的产品都有相应的产品经理,负责这系列的产品在行业内的推广。PC/104比较多的用的电力和医疗设备中,我们的目标是寻找这个行业的大客户,然后再推行我们的解决方案或者是在这个行业的成功案例也会吸引来很多的行业大客户。
  研扬:
  PC/104模块之应用领域确实相当多样化。诚如前述,定位在嵌入式平台服务(Your Platform Service Partner)的研扬并不会直接介入应用端的软件开发以及相关业务,我们将通过以下的解决方案与相关领域之系统集成商共同开发并经营适用于PC/104模块之应用领域与商机。
  (1)提供或客制化低功耗甚至无风扇运行之PC/104 模块;
  (2)专业之嵌入式操作系统(例如:windows CE,XP embedded,Embedded Linux,以及QNX等等) 之解决方案与客制化服务。
  (3)持续开发支持看门狗定时器以及数字I/O之软件开发工具包(Software Development Kit, SDK)。
  (4)持续提供客制化之BIOS 解决方案与服务。
  (5)能够宽温(-20~+80 ℃) 运行之PC/104 模块产品。
  研祥:
  研祥公司致力以市场的需求为己任,采用最先进的技术,给客户提供最优质的产品。PC/104作为一种可靠的总线接口形式,在嵌入式控制领域应用广泛。为了客户更加方便的扩展,研祥的主板产品充分考虑了PC/104总线,特别是嵌入式单板计算机。不仅如此,为提供总线速度,满足工控领域对总线的更高要求,研祥公司开发了多款PC/104 PLUS总线接口的主板。EVOC的多个系列产品都给客户预留了PC/104或者PC/104PLUS接口,包括104主板系列、EC3系列、EC5系列、MEC系列等等,这些产品具有不同的结构、各种尺寸以及各种丰富的接口,以适应客户对嵌入式平台功能的个性化需要。
  华北工控:
  PC/104实质上就是一种紧凑型的IEEE-P996,其信号定义和PC/AT基本一致,但电气和机械规范却完全不同,是一种优化的、小型、堆栈式结构的嵌入式控制系统。其小型化的尺寸(90x96mm),极低的功耗(典型模块为1-2瓦)和堆栈的总线形式(决定了其高可靠性),受到了众多从事嵌入式产品生产厂商的欢迎,在嵌入式系统领域逐渐流行开来。截止目前,全世界已有200多家厂商在生产和销售符合PC/104规范的嵌入式板卡。而华北工控结合客户需求,实行客制化设计,并为客户推荐、打造最合适的系统平台。
  4.为用户提供优质可靠的嵌入式软件开发平台,包括嵌入式实时多任务操作系统、各种交叉开发调试工具、测试工具和多种应用组件,一直是嵌入式厂商最急切的问题,您认为贵公司在此方面如何获得突破?
  赵伟时 GE FANUC嵌入式系统大中国区业务总监
  研华:
  我们主攻WIN CE, XPE,因为我们是微软嵌入式软件在中国以及香港地区的金牌代理商,软件业务从千禧年开始到现在保持一个非常好的增长势头,尤其是去年开始,就像股市的井喷现象一样,市场需求突然增加,一方面跟我们的软件策略分不开,除了在找行业大客户外,还软硬结合,以软件带硬件,以硬件捎软件的方式,其它的与合作伙伴合作。另外一个方面,市场趋向规范化,同时很多公司走向国际化,用正版软件的越来越多。这个工具本身也能满足很多现今的客户需求,况且微软部分也有强大的技术支持。我们每个月都在各个大城市开设免费的培训课程,给客户培训。其他方面的软件,如果客户有需求,我们也会去找合作伙伴来完成。
  研扬:
  诚如前述,研扬在嵌入式操作系统与软件服务之提供方面一直不遗余力. 其目的在提供系统集成商专业的软件开发服务, 以共同服务终端客户。至于研扬在软件方面的服务与突破, 兹举出以下数端供参考:
  (1)支持多样化的双显组合(LCD,DVI,VGA 或TV out两两输出)与16:9以及高分辨率之BIOS与操作系统解决方案
  (2)专业之嵌入式操作系统(例如:windows CE,XP embedded,Embedded Linux,以及QNX等等) 之解决方案与客制化服务(含付费之BSP, Board Support Package 服务)
  (3)支持看门狗定时器, 数字I/O 与特殊显示方式(例如:TV控制,亮度,色度,色调/饱和度/对比度以及旋转等等)之软件开发工具包(Software Development Kit,SDK)。
  (4)智能电池(Smart Battery)之软件解决方案
  (5)智能风扇(Smart Fan)之软件解决方案
  (6)持续提供客制化之BIOS解决方案与服务
  研祥:
  研祥智能作为EIP的领军品牌,特别注重软件平台的开发,我们的EIP绝大多数都能够同时支持Windows98/2K/XP/XPE、DOS、Linux、WINCE等多种操作系统。支持多种交叉编译环境,多种测试和开发工具也是研祥EIP产品的一大优势。研祥在嵌入式软件领域的优势,不仅是对各种操作系统、测试和编译环境的支持,还拥有自主开发的性能卓越e嵌入式e-CON(易控)平台。研祥公司更是凭借自己在嵌入式软件研发上的巨大优势,成为国家规划布局内的重点软件企业。
  GE FANUC:
  由于GE从开始就定位在军工、航空和航天领域内,所以嵌入式实时多任务操作系统是一个在GE已经完全解决的问题,从Vxworks,Linux,Solaris和Win CE我们都能提供标准的驱动软件和开发平台。
  华北工控:
  首先,华北工控在软件方面有着丰富的经验。从BIOS到系统整合,华北工控都能为客户提供最可靠的支持。在BIOS方面,华北工控拥有源代码,可为客户解决最底层的问题,也可做个性化的设计;在对于多种嵌入式操作系统,华北工控都能为客户提供标准Driver或定制产品,并为系统整合做出指导。
  其次,华北工控在产品上预留了丰富的调试接口,还提供相应的调试工具。在客户软件开发的初期,对于调试产品十分方便。
  5.如何协调好嵌入式产品和网络之间的互连功能也是用户使用该产品所考虑的一个重要因素,贵司对嵌入式产品是如何实现网络接入的?
  曾巍 华北工控总经理
  研华:
  我们大多产品都有网络接口,另外我们也有可以进行无线网络通讯的产品。所以很少有客户遇到因网络联结而我们不能提供的产品,同时,为了更好的服务好我们的客户,也会根据客户的要求进行特殊的ODM服务,提供特殊的网络设备,支持特殊的网络协议。
  研扬:
  诚如前述,支持百兆或千兆网口以及甚至无线网口乃IPC之产品发展趋势。研扬所提供之工控主板均支持百兆网口,而部分高端机种甚至支持千兆网口(亦支持PCI Express Interface 者)。
  此外,自2005年1月份开始研扬所推出之新机种均会板载mini PCI 插槽,其最大目的便是让可户可以直接扩充mini PCI之无线网卡。另外,如果客户无需无线网卡,通过 mini PCI 插槽,客户亦可采用研扬之mini PCI LAN module,将板载之网口由一个或两个扩充为两个或三个,当然,该mini PCI LAN module亦可选择支持百兆或千兆网口以及采用Intel或Realtek之网络芯片。
  研祥:
  嵌入式产品联网是现代工控的发展趋势,研祥公司的所有产品均具有网络功能,并且我们还在实现稳定的网络通讯功能上确立了领先优势。
  目前,研祥公司开发的产品都是百兆和千兆的网口。
  GE FANUC:
  GE的嵌入式产品不仅提供标准的网络接口,而且还能提供嵌入式的实时网络通信模块(Reflective Memory)和相关驱动。Reflective Memory是一种由GE提供的实时网络产品,它具有VME、PMC、PCI等总线的模块,可以构成星型网络或环型网络结构,在同一网络中任意相临的二个接点之间,数据文件传送的最大延迟小于750ns,是目前世界上实时性最好的嵌入式网络通信产品。
  华北工控:
  华北工控产品对于网络的支持十分优秀。首先,在大部分的产品上,都有集成一个或多个百兆或千兆网口,网络芯片选用业界知名的Intel、Boardcom的产品,并精心设计,提供高性能的以太网连接。第二,在RISC架构的产品线中,华北工控的产品不但主板集成网络接品,也还提供miniPCI插槽,为客户扩展相应的WiFi网卡或是AP提供便利、标准的接口。
  总的来说,做为工控机行业的领军企业,华北工控(NORCO)集团公司,凭借着与Intel、VIA等国际知名企业的紧密协作配合,新的应用、新的产品不断涌现。华北工控对目前发展形式有着清醒的认识,虽然我们在嵌入式领域取得了一定成绩,把华北工控的生产和销售做到了国内工控行业的前三甲,但是我们永远不会满足,我们将始终保持技术最前沿性,并把先进的技术融入到客户的需求中去,不断创新,把我们华北工控“锐意进取,发愤图强”的精神贯穿下去,做中国最可信赖的工控产品!

    ——本信息真实性未经中国传动网证实,仅供您参考