２００８年度嵌入式應(yīng)用調(diào)查報(bào)告

《電子產(chǎn)品世界》編輯部

《電子產(chǎn)品世界》創(chuàng)刊15年來，一直密切關(guān)注嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。本刊嵌入式應(yīng)用讀者調(diào)查已經(jīng)做了多年，過去一直是內(nèi)部使用，這次本刊公開發(fā)表出來，既希望對(duì)我刊發(fā)展提供方向性指導(dǎo)，又希望它是一份公開、全面和具有一定權(quán)威性的調(diào)查報(bào)告，對(duì)廣大讀者是一份很好的參考資料。

嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用：工程師的世界

這次調(diào)查通過電子產(chǎn)品世界網(wǎng)站(www.eepw.com.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)查問卷，在2008年8月22日～10月31日期間，我們總共收集了627份有效回函。從整體看，開發(fā)、設(shè)計(jì)工程師和項(xiàng)目經(jīng)理占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，ARMSoC的各種MCU／MPU占了半壁江山(圖1)。ARM在嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)的領(lǐng)先地位，還可用從開發(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)份額加起來有77％，比其他工具使用率要高得多。

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)周期縮短等要求，使得FPGA的優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬廣(見圖1)。

具體MCU／MPU芯片廠家產(chǎn)品調(diào)查結(jié)果呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢(shì)，圖2超過100個(gè)讀者投票的處理器(第一梯隊(duì))只有Atmel8051、TI 320DSP和SAMSUNG(三星)ARM，超過80個(gè)投票的第二梯隊(duì)有TI 430，Microchip 8bitPIC和NXPLPCARM。雖然已經(jīng)剔除了22種投票數(shù)少于20個(gè)的MCU／MPU種類，但是余下的18個(gè)種類的確難分勝負(fù)。這也再次驗(yàn)證了嵌入式系統(tǒng)多樣性的現(xiàn)狀沒有改變，即使ARM SoC已經(jīng)統(tǒng)治了主流的32bitMCU市場(chǎng)，但是分到8家ARM授權(quán)半導(dǎo)體公司后，結(jié)果是在被分化，除了三星外，其他廠家并無特殊表現(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 LPCARM進(jìn)入，三星的名次從2007年第6上升到2008年第2名(見圖2)。

開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的選擇：注重價(jià)格和大眾化

關(guān)于嵌入式開發(fā)工具、操作系統(tǒng)、語言和測(cè)試工具，調(diào)查結(jié)果顯示工程師對(duì)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、gC／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。gC／OS-II緊跟其后，這表示了中國(guó)市場(chǎng)對(duì)于開源軟件的認(rèn)可和對(duì)于價(jià)格敏感，gC／OS-II和WinCE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(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％其他選擇主要來自日系MCU廠家，他們的用戶多數(shù)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年的60％，2008年達(dá)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(cè)試工具的市場(chǎng)，值得注意的是NI在經(jīng)過大力宣傳后，正在樹立在嵌入式系統(tǒng)的影響和地位，此次調(diào)查獲得了10％的投票，也說明了面向模型的設(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(見圖6)。

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：過去曾經(jīng)使用過這家公司的產(chǎn)品。這樣的結(jié)果說明嵌入式系統(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。使用過去已經(jīng)使用過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)體公司近年來紛紛推出32-16-8bit兼容的MCU產(chǎn)品，意在希望用戶在升級(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卷反饋中，這個(gè)選擇基本和“過去使用過這家公司的產(chǎn)品”反饋保持接近。這說明了雖然產(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(見圖7)。

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)影響到包括中國(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)歷來有在競(jìng)爭(zhēng)中生存和創(chuàng)新的基因，誰將在嚴(yán)寒中生存下來，誰將創(chuàng)新出新的技術(shù)和產(chǎn)品，誰一定會(huì)在春暖花開時(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，本刊增加了兩個(gè)全新的項(xiàng)目：“未來嵌入式應(yīng)用的難度”和“您認(rèn)為電子產(chǎn)品創(chuàng)新的方法”。

差異化產(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)查沒有特殊的表現(xiàn)(3％)，略和業(yè)界的普遍觀點(diǎn)有點(diǎn)出入，本刊明年將繼續(xù)關(guān)注(見圖8)。

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)果說明了電子產(chǎn)品向便攜化、消費(fèi)化、節(jié)能化方向發(fā)展的大趨勢(shì)。近年來，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)果多少也和本刊預(yù)期的有點(diǎn)差異。一個(gè)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(gè)比較困難的項(xiàng)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(yīng)用的障礙，業(yè)界應(yīng)該對(duì)此有所思考。

無線設(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，這說明了嵌入式應(yīng)用無線化的趨勢(shì)，傳統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用工程師們對(duì)此還比較陌生，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。