主流嵌入式芯片及操作系統(tǒng)市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告

新年愉快主流嵌入式芯片與操作系統(tǒng)市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告背景介紹 IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）對(duì)嵌入式系統(tǒng)的定義：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”。 嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，作為裝置或設(shè)備的一部分。普通，嵌入式系統(tǒng)是一種控制程序存儲(chǔ)在ROM中的嵌入式解決器控制板。事實(shí)上，全部帶有數(shù)字接口的設(shè)備，如手表、微波爐、錄像機(jī)、汽車等，都使用嵌入式系統(tǒng)。 現(xiàn)在，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)融入到人們生活的方方面面，本文的工作就是對(duì)嵌入式系統(tǒng)做簡(jiǎn)樸的調(diào)研。調(diào)研目的本文針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，對(duì)現(xiàn)在市場(chǎng)上主流的嵌入式解決芯片和嵌入式操作系統(tǒng)作簡(jiǎn)要的介紹，特別是其在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。調(diào)研內(nèi)容（一）嵌入式解決芯片嵌入式解決器是多個(gè)類型面對(duì)顧客、面對(duì)產(chǎn)品、面對(duì)應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)的核心部件，其功耗、體積、成本、可靠性、速度、解決能力、電磁兼容性等方面均受到應(yīng)用規(guī)定的制約。不同的嵌入式解決器面對(duì)不同的顧客，可能是普通顧客，行業(yè)顧客或單一顧客。嵌入式解決能夠分成下面幾類：嵌入式微解決器(EmbeddedMicro-processorUnit,EMPU)，嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)，嵌入式DSP解決器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP)，嵌入式片上系統(tǒng)(SystemOnChip,SOC)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的嵌入式解決芯片生產(chǎn)廠商有諸多，重要廠商有intel、ST、TI、Freescale、Microchip等。Intel自1976年，推出第一款解決器8048以來到現(xiàn)在的凌動(dòng)解決器，英特爾嵌入式業(yè)務(wù)逐步根深葉茂。英特爾在嵌入式市場(chǎng)投入了30余年的精力，獲得了不凡的成績(jī)，并得到了應(yīng)用領(lǐng)域顧客和合作伙伴的廣泛承認(rèn)。面對(duì)嵌入式應(yīng)用的英特爾架構(gòu)帶來超越PC和服務(wù)器的應(yīng)用計(jì)算，為涉及30個(gè)領(lǐng)域的近3500家客戶提供多個(gè)嵌入式產(chǎn)品及解決方案。其重要的嵌入式產(chǎn)品有：英特爾?至強(qiáng)?解決器英特爾?酷睿?解決器英特爾?凌動(dòng)?解決器嵌入式英特爾技術(shù)在通信基礎(chǔ)架構(gòu)、電子標(biāo)牌、能源、工業(yè)、車載信息娛樂平臺(tái)、機(jī)器到機(jī)器、醫(yī)療、零售等多方面都有著十分廣闊的應(yīng)用空間。嵌入式英特爾技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，從計(jì)算機(jī)控制的健身器材到醫(yī)療救護(hù)監(jiān)護(hù)設(shè)備等，到處都能察覺到它們的存在。醫(yī)護(hù)人員依靠這些系統(tǒng)進(jìn)行如體操和健身項(xiàng)目等疾病防止活動(dòng)，以及醫(yī)護(hù)站診療、護(hù)理和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等醫(yī)療活動(dòng)。Intel為此提供了不同的解決方案，其中涉及：?體操和健身器材，如跑步機(jī)等?醫(yī)護(hù)站和床邊監(jiān)護(hù)終端等 ?電子病歷 ?便攜式診療系統(tǒng)（EKG,、超聲波、PET掃描器等） ?高端成像系統(tǒng)（MRI、超聲波、CT掃描器等）在防病、醫(yī)療和保健領(lǐng)域的技術(shù)解決方案中采用英特爾解決器能夠協(xié)助開發(fā)用于多個(gè)醫(yī)療設(shè)備和應(yīng)用的通用硬件平臺(tái)。這將帶來一系列跨醫(yī)藥領(lǐng)域、無縫集成和連接、功效繁多的解決方案。解決方案涉及：?含有高端圖形功效、電池操作的小型便攜式設(shè)備 ?3-D和4-D成像系統(tǒng) ?能實(shí)時(shí)跟蹤多個(gè)參數(shù)的監(jiān)護(hù)系統(tǒng) ?支持復(fù)雜的診療和分析應(yīng)用的發(fā)高度集成的系統(tǒng)Intel在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的重要嵌入式解決芯片產(chǎn)品有：采用移動(dòng)英特爾?QM67/HM65高速芯片組（原代號(hào)為：HuronRiver）的第二代英特爾?酷睿?和英特爾?賽揚(yáng)?解決器采用英特爾?Q67/B65高速芯片組的第二代智能英特爾?酷睿?解決器和英特爾?飛躍?解決器英特爾?酷睿?2雙核解決器、英特爾?賽揚(yáng)?解決器和英特爾?賽揚(yáng)?M解決器與移動(dòng)式英特爾?GM45、英特爾?GS45和英特爾?GL40高速芯片組（先前代號(hào)為Montevina）英特爾?博銳?技術(shù)英特爾?至強(qiáng)?解決器C5500/C3500系列與英特爾?賽揚(yáng)?解決器P1053和英特爾?3420芯片組（先前代號(hào)為PicketPost）意法半導(dǎo)體(ST)意法半導(dǎo)體是全球最大的半導(dǎo)體公司之一，年凈收入103.5億美元，年第二季度凈收入25.7億美元。以業(yè)內(nèi)最廣泛的產(chǎn)品組合著稱，憑借多元化的技術(shù)、尖端的設(shè)計(jì)能力、知識(shí)產(chǎn)權(quán)組合、合作伙伴戰(zhàn)略和高效的制造能力，意法半導(dǎo)體以創(chuàng)新的半導(dǎo)體解決方案為不同的電子應(yīng)用領(lǐng)域的客戶提供服務(wù)。產(chǎn)品市場(chǎng)和服務(wù)市場(chǎng)ST公司在多媒體、 功率、接口和傳感器等技術(shù)領(lǐng)域含有明顯的優(yōu)勢(shì)，銷售收入在半導(dǎo)體工業(yè)五大市場(chǎng)上分布均衡：電信（25%），汽車（17%），消費(fèi)電子（9%），計(jì)算機(jī)（14%），工業(yè)（10%），經(jīng)銷渠道（25%）(1)，銷售收入涉及意法半導(dǎo)體與愛立信的50/50合資公司ST-Ericsson的無線業(yè)務(wù)收入。ST的重要嵌入式產(chǎn)品涉及：SPEAr?系列嵌入式MPU；ST21移動(dòng)通信用智能卡IC；ST23高安全性智能卡IC；ST32-32位移動(dòng)通用智能卡IC；STM32-32位微控制器；STM8-8位微控制器；等等。其重要應(yīng)用領(lǐng)域涉及：汽車電子、通信、消費(fèi)電子、工業(yè)電子、計(jì)算機(jī)及外設(shè)IC、智能卡與安全解決方案等。ST在醫(yī)療領(lǐng)域重要的應(yīng)用方面有：核磁共振成像、體外自動(dòng)除顫器、血壓計(jì)、血糖儀、病患監(jiān)測(cè)、體溫計(jì)、超聲顯像等。德州儀器(TI)德州儀器(TI)是全球領(lǐng)先的模擬及數(shù)字半導(dǎo)體IC設(shè)計(jì)制造公司。除了提供模擬技術(shù)、數(shù)字信號(hào)解決(DSP)和微解決器(MCU)半導(dǎo)體以外，TI還設(shè)計(jì)制造用于模擬和數(shù)字嵌入及應(yīng)用解決的半導(dǎo)體解決方案。TI的嵌入式解決產(chǎn)品系列涉及多個(gè)DSPARM解決器和MCUARM解決器。最新產(chǎn)品涉及高性能SitaraARMCortexA-8、ARM9微解決器以及成熟的Stellaris微控制器系列。其重要應(yīng)用領(lǐng)域有：音頻、汽車電子、通信和電信、計(jì)算機(jī)和外設(shè)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、能源、照明、工業(yè)、醫(yī)療、安全、高可靠性、視頻和成像以及無線終端設(shè)備。TI含有完善的醫(yī)療應(yīng)用終端設(shè)備解決方案，在微控制器、高速放大器、用于個(gè)人醫(yī)療設(shè)備的高分辨率成像DSP和醫(yī)療成像產(chǎn)品領(lǐng)域擁有自己的產(chǎn)品專門技術(shù)。其提供的終端設(shè)備解決方案涉及CPAP呼吸機(jī)、CT掃描儀、3D生物辨識(shí)、MRI：磁共振成像、X射線：醫(yī)療/牙科、便攜式醫(yī)療儀表、病患監(jiān)控、超聲波系統(tǒng)、帶視頻輸出的遠(yuǎn)程保健AggregationManager、共焦距顯微技術(shù)、呼吸機(jī)、脈動(dòng)式血氧計(jì)、心電圖(ECG)、自動(dòng)體外除顫器等諸多方面。同時(shí)，TI還為使用者提供許多能夠在醫(yī)療領(lǐng)域使用的專用嵌入式芯片，例如：用于MRI技術(shù)的TMS320C64x?定點(diǎn)DSP和TMS320C67x?浮點(diǎn)DSP；應(yīng)用于低端便攜式脈動(dòng)式血氧計(jì)的MSP430超低功耗微解決器(MCU)等。飛思卡爾(Freescale)飛思卡爾半導(dǎo)體（原摩托羅拉半導(dǎo)體部）是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司，為汽車、消費(fèi)、工業(yè)、網(wǎng)絡(luò)和無線市場(chǎng)設(shè)計(jì)并制造嵌入式半導(dǎo)體產(chǎn)品。這家私營公司總部位于美國德克薩斯州奧斯汀，在全球30多個(gè)國家和地區(qū)擁有設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造和銷售機(jī)構(gòu)。在產(chǎn)品方面，飛思卡爾提供了超低功耗8位的Flexis?S08MCU，16位S12和S12X微控制器，56800/E家族的數(shù)字信號(hào)控制器，ColdFireMCU與解決器，StarCore數(shù)字信號(hào)解決器，PowerQUICC通信解決器，i.MX應(yīng)用解決器等系列。這些重要產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、數(shù)據(jù)連接、消費(fèi)電子、工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、電機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)、智能能源等各個(gè)領(lǐng)域。其中在醫(yī)療領(lǐng)域，飛思卡爾的嵌入式解決芯片在麻醉機(jī)監(jiān)視器、血糖檢測(cè)儀(血糖儀)、血壓計(jì)、心臟除顫器、數(shù)字X光機(jī)、心電圖(ECG)、胎兒心律監(jiān)測(cè)儀、助聽器、心律監(jiān)測(cè)儀、住院機(jī)、便攜式心電圖(ECG)、電動(dòng)病床、脈搏血氧儀、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、超聲波設(shè)備、通氧機(jī)與呼吸機(jī)、生命特性監(jiān)測(cè)儀都有很杰出的體現(xiàn)。Microchip(微芯)MicrochipTechnologyInc.是全球領(lǐng)先的單片機(jī)和模擬半導(dǎo)體供應(yīng)商，為全球數(shù)以千計(jì)的消費(fèi)類產(chǎn)品提供低風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品開發(fā)、更低的系統(tǒng)總成本和更快的上市時(shí)間。Microchip公司自成立以來，就親密關(guān)注嵌入控制半導(dǎo)體產(chǎn)品市場(chǎng)。為了占領(lǐng)市場(chǎng)，集中了全部的技術(shù)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售等各方面資源發(fā)展了兩大拳頭產(chǎn)品：PIC8位單片機(jī)（MCU）和高品質(zhì)的串行EEPROM。到現(xiàn)在為止，Microchip公司已推出微控制器外圍設(shè)備、模擬產(chǎn)品、RFID智能卡、KEELOQ保安產(chǎn)品，可設(shè)計(jì)出更全方面,更具價(jià)值的嵌入控制系統(tǒng)方案，以滿足顧客日益增加的需求。Microchip重要生產(chǎn)的嵌入式芯片有8位PIC單片機(jī)、16位PIC和dsPIC?DSCs以及32位PIC單片機(jī)。其應(yīng)用領(lǐng)域涉及：汽車、藍(lán)牙、家電、智能電源、照明、機(jī)電一體化、醫(yī)療設(shè)備解決方案、電機(jī)控制設(shè)計(jì)中心、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、TouchSensingTechnology、公用儀表、有線連通性、無線連通性等Microchip重視電子醫(yī)療設(shè)備開發(fā)的創(chuàng)新步伐與革命同時(shí)。它的產(chǎn)品和經(jīng)驗(yàn)已協(xié)助全球近百家頂級(jí)醫(yī)療設(shè)備公司將其將來的理念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)市場(chǎng)上的產(chǎn)品。其在血糖儀、數(shù)字溫度計(jì)、離子導(dǎo)入、ECG、CPAP、血壓計(jì)、脈搏血氧儀、制氧機(jī)等方面可覺得設(shè)備生產(chǎn)商提供完善的設(shè)計(jì)方案和有力的技術(shù)支持。（二）嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)EOS(EmbeddedOperatingSystem)又稱實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS（RealTimeOperationSystem）是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，它是嵌入式系統(tǒng)(涉及硬、軟件系統(tǒng))極為重要的構(gòu)成部分，普通涉及與硬件有關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信合同、圖形界面、原則化瀏覽器Browser等。到現(xiàn)在為止，商業(yè)化嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展重要受到顧客嵌入式系統(tǒng)的功效需求、硬件資源以及嵌入式操作系統(tǒng)本身靈活性的制約。到了高端產(chǎn)品的階段，能夠說采用商業(yè)化嵌入式操作系統(tǒng)是最經(jīng)濟(jì)可行的方案，而這個(gè)階段的應(yīng)用也為嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展指出了方向?，F(xiàn)在市場(chǎng)上主流的嵌入式操作系統(tǒng)有：VxWorksVxWorks是美國WindRiverSystem公司推出的一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。Tornado是WRS公司推出的一套實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，類似MicrosoftVisualC，但是提供了更豐富的調(diào)試、仿真環(huán)境和工具。VxWorks是現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中使用最廣泛、市場(chǎng)占有率最高的系統(tǒng)。它支持多個(gè)解決器，如x86、i960、SunSparc、MotorolaMC68xxx、MIPSRX000、POWERPC等等。由于VxWorks的高度靈活性，顧客能夠很容易地對(duì)這一操作系統(tǒng)進(jìn)行定制或作適宜開發(fā)，來滿足自己的實(shí)際應(yīng)用需要。Vxworks的重要應(yīng)用領(lǐng)域在下列幾個(gè)方面：1．?dāng)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)：以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、遠(yuǎn)程接入服務(wù)器等2．遠(yuǎn)程通訊：電信用的專用分組交換機(jī)和自動(dòng)呼喊分派器，蜂窩電話系統(tǒng)等3．醫(yī)療設(shè)備：放射理療設(shè)備4．消費(fèi)電子：個(gè)人數(shù)字助理等5．交通運(yùn)輸：導(dǎo)航系統(tǒng)、高速火車控制系統(tǒng)等6．工業(yè)：機(jī)器人7．航空航天：衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)8．多媒體：電視會(huì)議設(shè)備9．計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備：X終端、I/O系統(tǒng)等MicrosoftWindowsCEMicrosoftWindowsCE是從整體上為有限資源的平臺(tái)設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。它的模塊化設(shè)計(jì)允許它對(duì)于從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的顧客電子設(shè)備進(jìn)行定制。它不是削減的Windows95版本，而是從整體上為有限資源的平臺(tái)設(shè)計(jì)的多線程，完整優(yōu)先權(quán)，多任務(wù)的操作系統(tǒng)。WindowsCE的常規(guī)函數(shù)提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)者以模塊化的操作系統(tǒng)，這個(gè)操作系統(tǒng)可覺得特殊的產(chǎn)品進(jìn)行定制。WinCE系統(tǒng)被應(yīng)用于手機(jī)，指紋識(shí)別系統(tǒng)，汽車電子檢測(cè)設(shè)備，智能家電，醫(yī)療儀器（例如：監(jiān)護(hù)儀，心電檢測(cè)儀等等），工業(yè)控制儀器（例如：人機(jī)界面顯示的高精確電機(jī)控制，工業(yè)采集控制通信等），定位導(dǎo)行設(shè)備（例如：車載GPS導(dǎo)航儀）等方面。嵌入式LinuxLinux是一種類似于Unix的操作系統(tǒng)。嵌入式Linux由于代碼開放性以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功效，在中低端的嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中應(yīng)用起來。嵌入式Linux的重要特點(diǎn)：Linux是層次構(gòu)造且內(nèi)核完全開放的系統(tǒng)；強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持功效；Linux開發(fā)環(huán)境自成體系；Linux含有廣泛的硬件支持特性。嵌入式Linux的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，重要的應(yīng)用領(lǐng)域有信息家電、PDA、機(jī)頂盒、DigitalTelephone、AnsweringMachine、ScreenPhone、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、EthernetSwitches、Router、Bridge、Hub、Remoteaccessservers、ATM、Framerelay、遠(yuǎn)程通信、醫(yī)療電子、交通運(yùn)輸計(jì)算機(jī)外設(shè)、工業(yè)控制、航空航天領(lǐng)域等。例如：基于嵌入式linux的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基于嵌入式Linux圖形顧客接口等等。 嵌入式操作系統(tǒng)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用：WindowsCE提供一系列工具包和操作系統(tǒng)，可通過共同的平臺(tái)開發(fā)多個(gè)醫(yī)療設(shè)備和系統(tǒng)。其現(xiàn)在在醫(yī)療上的重要應(yīng)用于：診所、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、診療成像、病人通信和自助服務(wù)、電子病歷、病人監(jiān)護(hù)儀、手持設(shè)備、藥品控制系統(tǒng)、家庭護(hù)理等諸多方面?？偨Y(jié) 通過這次調(diào)研，我理解到嵌入式系統(tǒng)作為現(xiàn)在最熱