2016 嵌入式行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

近十年是我國嵌入式系統(tǒng)事業(yè)快速發(fā)展的十年，嵌入式軟件技術(shù)得到飛速發(fā)展。微處理器從8位到16位、32位甚至64位;從支持單一品種的CPU芯片到支持多種品種的;從單一內(nèi)核到除了內(nèi)核外還提供其他功能模塊如文件系統(tǒng)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、窗口圖形系統(tǒng)等;并形成包括嵌入式操作系統(tǒng)、中間件在內(nèi)的嵌入式軟件體系。嵌入式逐漸告別電子技術(shù)領(lǐng)域單槍匹馬的單片機(jī)時(shí)代，邁入微電子學(xué)科、計(jì)算機(jī)學(xué)科、通信學(xué)科、電子技術(shù)學(xué)科等多學(xué)科交叉融合的嵌入式系統(tǒng)時(shí)代。

嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛

嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用已涉及到生產(chǎn)、工作、生活各個(gè)方面。從家用電子電器產(chǎn)品中的冰箱、洗衣機(jī)、電視、微波爐到MP3、DVD;從轎車控制到火車、飛機(jī)的安全防范;從手機(jī)電話到PDA;從醫(yī)院的B 超、CT 到核磁共振器;從機(jī)械加工中心到生產(chǎn)線上的機(jī)器人、機(jī)械手;從航天飛機(jī)、載人飛船，到水下核潛艇，到處都有嵌入式系統(tǒng)和嵌入式技術(shù)的應(yīng)用?？梢哉f嵌入式技術(shù)無所不在，嵌入式技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用在我國國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的各個(gè)方面存在著廣泛的應(yīng)用，有著巨大的市場。可以說它是信息技術(shù)的一個(gè)新的發(fā)展，是信息產(chǎn)業(yè)的一個(gè)新的亮點(diǎn)，也成為當(dāng)前最熱門的技術(shù)之一。

目前我國對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才需求較大的行業(yè)被調(diào)查者主要從事消費(fèi)電子、汽車電子、醫(yī)療電子、信息家電、通信通訊、手持設(shè)備、工業(yè)控制、安防監(jiān)控等領(lǐng)域產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)。消費(fèi)類電子產(chǎn)品開發(fā)是當(dāng)前最熱門，從業(yè)工程師最多的行業(yè)，占到62%，其次是53%在通信通訊領(lǐng)域，46%在工業(yè)控制領(lǐng)域。如下圖所示。

嵌入式系統(tǒng)人才需求供不應(yīng)求

嵌入式人才需求目前仍然是供不應(yīng)求，接近80%參與調(diào)查的工程師都表示，自己公司目前都急缺嵌入式開發(fā)方面的人才，如此巨大的人才缺口，表明了在嵌入式技術(shù)高速發(fā)展的今天，專業(yè)的嵌入式開發(fā)人才已成為整個(gè)行業(yè)發(fā)展的一個(gè)瓶頸，如何培養(yǎng)適合企業(yè)需求的嵌入式開發(fā)人才也成為整個(gè)行業(yè)急需解決的問題。目前對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才需求較大的行業(yè)有消費(fèi)電子、通信設(shè)備、工業(yè)控制等等，具體需求請見下圖。

嵌入式軟件開發(fā)平臺眾多，Linux遙遙領(lǐng)先

2016年，在嵌入式產(chǎn)品研發(fā)的軟件開發(fā)平臺的選擇上，嵌入式Linux以55%的市場份額遙遙領(lǐng)先于其他嵌入式開發(fā)軟件平臺，比去年增長13個(gè)百分比，這已經(jīng)是連續(xù)4年比例增長。由此可見，Linux憑借其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，已然成為眾多嵌入式企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的首選。而作為移動互聯(lián)網(wǎng)的重要切入點(diǎn)，智能手機(jī)操作系統(tǒng)平臺也吸引了越來越多的開發(fā)者加入，Android智能手機(jī)操作系統(tǒng)平臺以絕對的優(yōu)勢(19%)成為手機(jī)操作系統(tǒng)平臺首選，比去年增加3個(gè)百分點(diǎn)。對比去年的調(diào)研數(shù)據(jù)iOS操作系統(tǒng)在過去的一年中比例有所下降，大部分的原因是在過去的一年中，Android系統(tǒng)的應(yīng)用除了在手機(jī)上，更多的在其他的智能終端上，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。

嵌入式開發(fā)語言多樣，C語言仍占主導(dǎo)

有2015-2016年度的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，C語言仍是在嵌入式產(chǎn)品研發(fā)的軟件開發(fā)語言的使用過程中最普遍使用的語言，其市場份額繼續(xù)保持領(lǐng)先(82%)，這一統(tǒng)計(jì)結(jié)果再一次表明，無論是在傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域、通信領(lǐng)域還是迅猛發(fā)展的消費(fèi)電子、安防控制、信息家電等領(lǐng)域，C語言均是嵌入式開發(fā)語言的首選。對比去年的調(diào)研數(shù)據(jù)，Objective-C的使用比例有所下降，究其原因不難看出，Android智能手機(jī)的大量生產(chǎn)和推廣推動了Java語言的廣泛使用，成為在嵌入式領(lǐng)域內(nèi)最受歡迎的高級語言，而iOS智能手機(jī)操作系統(tǒng)的開發(fā)雖一定程度上拓展了Objective-C語言的開發(fā)人群，但是由于iOS系統(tǒng)所應(yīng)用范圍的局限性，造成了總體比例降低。另外，C++所占比例為9%，位列第二，匯編語言占2%。跟去年相比降低了1個(gè)百分點(diǎn)。

嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢

(1)嵌入式處理器內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)接口，軟件內(nèi)核支持網(wǎng)絡(luò)模塊。未來的嵌入式設(shè)備為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的要求，必然要求硬件上提供各種網(wǎng)絡(luò)通信接口。傳統(tǒng)的單片機(jī)對于網(wǎng)絡(luò)支持不足，而新一代的嵌入式處理器已經(jīng)開始內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)接口，除了支持TCP/IP協(xié)議，還有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth、RFID或IrDA通信接口中的一種或者幾種，同時(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動軟件。軟件方面，系統(tǒng)內(nèi)核支持網(wǎng)絡(luò)模塊，以實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備隨時(shí)隨地以各種方式聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)。

(2)開源依然是主流。根據(jù)業(yè)內(nèi)報(bào)告Android在嵌入式OS市場份額只要9.4%，到2010年已經(jīng)增加到19.2%，Android一躍成為除了內(nèi)部開發(fā)的以外最主要的嵌入式OS。Android在嵌入式市場日漸紅火有兩個(gè)原因：第一廣泛的硬件平臺和設(shè)備支持，比如Audio、Bluetooth、Camera、GPS、GUIRadio、WiFi等，包括高通、TI、飛思卡爾等半導(dǎo)體公司都投入大量資源開發(fā)基于本公司芯片Android系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的嵌入式OS(包括嵌入式Linux)開發(fā)，用戶在硬件層的工作量大大減少。第二Android的生態(tài)環(huán)境日趨完善。市場上已經(jīng)有大量軟件支持Android軟硬件系統(tǒng)和第三方機(jī)構(gòu)，這樣基于Android的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間將大大縮短，因?yàn)樨S富的第三方資源，未來系統(tǒng)功能的增加也相對的容易。

(3)開發(fā)環(huán)境也做重點(diǎn)推廣。嵌入式開發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因此要求嵌入式系統(tǒng)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時(shí)還需要提供強(qiáng)大的硬件開發(fā)工具和軟件包支持，以方便用戶以最低的成本、最短的時(shí)間推出自己的產(chǎn)品。

目前很多廠商已經(jīng)充分考慮到這一點(diǎn)，在主推系統(tǒng)的同時(shí)，將開發(fā)環(huán)境也作為重點(diǎn)推廣。比如三星在推廣Arm7，Arm9芯片的同時(shí)還提供開發(fā)板和板級支持包(BSP)，而WindowCE在主推系統(tǒng)時(shí)也提供Embedded VC++作為開發(fā)工具，還有Vxworks的Tonado開發(fā)環(huán)境，DeltaOS的Limda編譯環(huán)境等等都是這一趨勢的典型體現(xiàn)。當(dāng)然，這也是市場競爭的結(jié)果。

(4)網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟、帶寬的提高日益提高，使得以往單一功能的設(shè)備如電話、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能不再單一，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。

這就要求芯片設(shè)計(jì)廠商在芯片上集成更多的功能，為了滿足應(yīng)用功能的升級，設(shè)計(jì)師們一方面采用更強(qiáng)大的嵌入式處理器如32位、64位芯片或信號處理器DSP增強(qiáng)處理能力，同時(shí)增加功能接口，如USB，擴(kuò)展總線類型，如CAN總線，加強(qiáng)對多媒體、圖形等的處理，逐步實(shí)施片上系統(tǒng)(SoC，就是把所需功能都集中在一個(gè)芯片上)的概念。軟件方面采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能復(fù)雜性，簡化應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、保障軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期。

嵌入式系統(tǒng)發(fā)展前景

嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)伴隨著國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展從通信、消費(fèi)電子轉(zhuǎn)戰(zhàn)到汽車電子、智能安防、工業(yè)控制和北斗導(dǎo)航，今天嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)無處不在，在應(yīng)用數(shù)量上已遠(yuǎn)超通用計(jì)算機(jī)。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，到2015年，全球智能系統(tǒng)的設(shè)備量達(dá)到150億之巨。在中國，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長，相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明2012年我國電子制造規(guī)模達(dá)5.45萬億元，位居世界第二;電視、程控交換機(jī)、筆記本電腦、顯示器和手機(jī)等主要電子信息產(chǎn)品的產(chǎn)量居全球首位。到今天嵌入式系統(tǒng)帶來的僅工業(yè)年產(chǎn)值已超過了1萬億美元。

從行業(yè)市場大環(huán)境來看，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興領(lǐng)域日益成為信息產(chǎn)業(yè)的主旋律，作為這些產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)中最核心部分的嵌入式系統(tǒng)，更是受到普遍的關(guān)注。在中國，嵌入式市場規(guī)模已超過500多億元，預(yù)計(jì)未來三年中國嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)仍將有高達(dá)40%左右的年增長率。誘人的市場使得全球IT巨頭紛紛進(jìn)軍嵌入式市場，國家政策也對嵌入式軟件行業(yè)實(shí)行“增值稅優(yōu)惠”的政策傾斜。

總結(jié)

信息時(shí)代、數(shù)字時(shí)代使得嵌入式產(chǎn)品獲得了巨大的發(fā)展契機(jī)，為嵌入式市場展現(xiàn)了美好的前景，同時(shí)也對嵌入式生產(chǎn)廠商提出了新的挑戰(zhàn)。嵌入式技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、工業(yè)4.0和智能化發(fā)展的重要基礎(chǔ)，嵌入式技術(shù)也在互聯(lián)和智能的大潮中演進(jìn)和發(fā)展，嵌入式技術(shù)已經(jīng)滲透到集成電路、通信、軟件和云計(jì)算等技術(shù)領(lǐng)域。關(guān)注嵌入式技術(shù)發(fā)展，在新產(chǎn)品和系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用嵌入式新技術(shù)，既可以推動創(chuàng)新和產(chǎn)品升級換代，也利于中國企業(yè)從制造到創(chuàng)造，從工業(yè)化到智能化的蛻變。