主流嵌入式芯片及操作系統(tǒng)市場調(diào)研報告

新年愉快主流嵌入式芯片與操作系統(tǒng)市場調(diào)研報告背景介紹 IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）對嵌入式系統(tǒng)的定義：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置”。 嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計算機系統(tǒng)，作為裝置或設備的一部分。普通，嵌入式系統(tǒng)是一種控制程序存儲在ROM中的嵌入式解決器控制板。事實上，全部帶有數(shù)字接口的設備，如手表、微波爐、錄像機、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，本文的工作就是對嵌入式系統(tǒng)做簡樸的調(diào)研。調(diào)研目的本文針對嵌入式系統(tǒng)的市場進行調(diào)研，對現(xiàn)在市場上主流的嵌入式解決芯片和嵌入式操作系統(tǒng)作簡要的介紹，特別是其在醫(yī)療領域的應用。調(diào)研內(nèi)容（一）嵌入式解決芯片嵌入式解決器是多個類型面對顧客、面對產(chǎn)品、面對應用的嵌入式系統(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用規(guī)定的制約。不同的嵌入式解決器面對不同的顧客，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)在的凌動解決器，英特爾嵌入式業(yè)務逐步根深葉茂。英特爾在嵌入式市場投入了30余年的精力，獲得了不凡的成績，并得到了應用領域顧客和合作伙伴的廣泛承認。面對嵌入式應用的英特爾架構(gòu)帶來超越PC和服務器的應用計算，為涉及30個領域的近3500家客戶提供多個嵌入式產(chǎn)品及解決方案。其重要的嵌入式產(chǎn)品有：英特爾?至強?解決器英特爾?酷睿?解決器英特爾?凌動?解決器嵌入式英特爾技術在通信基礎架構(gòu)、電子標牌、能源、工業(yè)、車載信息娛樂平臺、機器到機器、醫(yī)療、零售等多方面都有著十分廣闊的應用空間。嵌入式英特爾技術在醫(yī)療領域的應用十分廣泛，從計算機控制的健身器材到醫(yī)療救護監(jiān)護設備等，到處都能察覺到它們的存在。醫(yī)護人員依靠這些系統(tǒng)進行如體操和健身項目等疾病防止活動，以及醫(yī)護站診療、護理和統(tǒng)計數(shù)據(jù)等醫(yī)療活動。Intel為此提供了不同的解決方案，其中涉及：?體操和健身器材，如跑步機等?醫(yī)護站和床邊監(jiān)護終端等 ?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)療和保健領域的技術解決方案中采用英特爾解決器能夠協(xié)助開發(fā)用于多個醫(yī)療設備和應用的通用硬件平臺。這將帶來一系列跨醫(yī)藥領域、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備 ?3-D和4-D成像系統(tǒng) ?能實時跟蹤多個參數(shù)的監(jiān)護系統(tǒng) ?支持復雜的診療和分析應用的發(fā)高度集成的系統(tǒng)Intel在醫(yī)療領域應用的重要嵌入式解決芯片產(chǎn)品有：采用移動英特爾?QM67/HM65高速芯片組（原代號為：HuronRiver）的第二代英特爾?酷睿?和英特爾?賽揚?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?解決器和英特爾?賽揚?M解決器與移動式英特爾?GM45、英特爾?GS45和英特爾?GL40高速芯片組（先前代號為Montevina）英特爾?博銳?技術英特爾?至強?解決器C5500/C3500系列與英特爾?賽揚?解決器P1053和英特爾?3420芯片組（先前代號為PicketPost）意法半導體(ST)意法半導體是全球最大的半導體公司之一，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、尖端的設計能力、知識產(chǎn)權組合、合作伙伴戰(zhàn)略和高效的制造能力，意法半導體以創(chuàng)新的半導體解決方案為不同的電子應用領域的客戶提供服務。產(chǎn)品市場和服務市場ST公司在多媒體、 功率、接口和傳感器等技術領域含有明顯的優(yōu)勢，銷售收入在半導體工業(yè)五大市場上分布均衡：電信（25%），汽車（17%），消費電子（9%），計算機（14%），工業(yè)（10%），經(jīng)銷渠道（25%）(1)，銷售收入涉及意法半導體與愛立信的50/50合資公司ST-Ericsson的無線業(yè)務收入。ST的重要嵌入式產(chǎn)品涉及：SPEAr?系列嵌入式MPU；ST21移動通信用智能卡IC；ST23高安全性智能卡IC；ST32-32位移動通用智能卡IC；STM32-32位微控制器；STM8-8位微控制器；等等。其重要應用領域涉及：汽車電子、通信、消費電子、工業(yè)電子、計算機及外設IC、智能卡與安全解決方案等。ST在醫(yī)療領域重要的應用方面有：核磁共振成像、體外自動除顫器、血壓計、血糖儀、病患監(jiān)測、體溫計、超聲顯像等。德州儀器(TI)德州儀器(TI)是全球領先的模擬及數(shù)字半導體IC設計制造公司。除了提供模擬技術、數(shù)字信號解決(DSP)和微解決器(MCU)半導體以外，TI還設計制造用于模擬和數(shù)字嵌入及應用解決的半導體解決方案。TI的嵌入式解決產(chǎn)品系列涉及多個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。其重要應用領域有：音頻、汽車電子、通信和電信、計算機和外設、消費類電子產(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備。TI含有完善的醫(yī)療應用終端設備解決方案，在微控制器、高速放大器、用于個人醫(yī)療設備的高分辨率成像DSP和醫(yī)療成像產(chǎn)品領域擁有自己的產(chǎn)品專門技術。其提供的終端設備解決方案涉及CPAP呼吸機、CT掃描儀、3D生物辨識、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)、帶視頻輸出的遠程保健AggregationManager、共焦距顯微技術、呼吸機、脈動式血氧計、心電圖(ECG)、自動體外除顫器等諸多方面。同時，TI還為使用者提供許多能夠在醫(yī)療領域使用的專用嵌入式芯片，例如：用于MRI技術的TMS320C64x?定點DSP和TMS320C67x?浮點DSP；應用于低端便攜式脈動式血氧計的MSP430超低功耗微解決器(MCU)等。飛思卡爾(Freescale)飛思卡爾半導體（原摩托羅拉半導體部）是全球領先的半導體公司，為汽車、消費、工業(yè)、網(wǎng)絡和無線市場設計并制造嵌入式半導體產(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多個國家和地區(qū)擁有設計、研發(fā)、制造和銷售機構(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)字信號控制器，ColdFireMCU與解決器，StarCore數(shù)字信號解決器，PowerQUICC通信解決器，i.MX應用解決器等系列。這些重要產(chǎn)品廣泛應用于汽車、數(shù)據(jù)連接、消費電子、工業(yè)、醫(yī)療設備、電機控制、網(wǎng)絡、智能能源等各個領域。其中在醫(yī)療領域，飛思卡爾的嵌入式解決芯片在麻醉機監(jiān)視器、血糖檢測儀(血糖儀)、血壓計、心臟除顫器、數(shù)字X光機、心電圖(ECG)、胎兒心律監(jiān)測儀、助聽器、心律監(jiān)測儀、住院機、便攜式心電圖(ECG)、電動病床、脈搏血氧儀、遠程監(jiān)護系統(tǒng)、超聲波設備、通氧機與呼吸機、生命特性監(jiān)測儀都有很杰出的體現(xiàn)。Microchip(微芯)MicrochipTechnologyInc.是全球領先的單片機和模擬半導體供應商，為全球數(shù)以千計的消費類產(chǎn)品提供低風險的產(chǎn)品開發(fā)、更低的系統(tǒng)總成本和更快的上市時間。Microchip公司自成立以來，就親密關注嵌入控制半導體產(chǎn)品市場。為了占領市場，集中了全部的技術、設計、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（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備、模擬產(chǎn)品、RFID智能卡、KEELOQ保安產(chǎn)品，可設計出更全方面,更具價值的嵌入控制系統(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、16位PIC和dsPIC?DSCs以及32位PIC單片機。其應用領域涉及：汽車、藍牙、家電、智能電源、照明、機電一體化、醫(yī)療設備解決方案、電機控制設計中心、系統(tǒng)設計、TouchSensingTechnology、公用儀表、有線連通性、無線連通性等Microchip重視電子醫(yī)療設備開發(fā)的創(chuàng)新步伐與革命同時。它的產(chǎn)品和經(jīng)驗已協(xié)助全球近百家頂級醫(yī)療設備公司將其將來的理念變?yōu)楝F(xiàn)實市場上的產(chǎn)品。其在血糖儀、數(shù)字溫度計、離子導入、ECG、CPAP、血壓計、脈搏血氧儀、制氧機等方面可覺得設備生產(chǎn)商提供完善的設計方案和有力的技術支持。（二）嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)EOS(EmbeddedOperatingSystem)又稱實時操作系統(tǒng)RTOS（RealTimeOperationSystem）是一種支持嵌入式系統(tǒng)應用的操作系統(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的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設備驅(qū)動接口、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)濟可行的方案，而這個階段的應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公司推出的一種實時操作系統(tǒng)。Tornado是WRS公司推出的一套實時操作系統(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)領域中使用最廣泛、市場占有率最高的系統(tǒng)。它支持多個解決器，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這一操作系統(tǒng)進行定制或作適宜開發(fā)，來滿足自己的實際應用需要。Vxworks的重要應用領域在下列幾個方面：1．數(shù)據(jù)網(wǎng)絡：以太網(wǎng)交換機、路由器、遠程接入服務器等2．遠程通訊：電信用的專用分組交換機和自動呼喊分派器，蜂窩電話系統(tǒng)等3．醫(yī)療設備：放射理療設備4．消費電子：個人數(shù)字助理等5．交通運輸：導航系統(tǒng)、高速火車控制系統(tǒng)等6．工業(yè)：機器人7．航空航天：衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)8．多媒體：電視會議設備9．計算機外圍設備：X終端、I/O系統(tǒng)等MicrosoftWindowsCEMicrosoftWindowsCE是從整體上為有限資源的平臺設計的多線程、完整優(yōu)先權、多任務的操作系統(tǒng)。它的模塊化設計允許它對于從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的顧客電子設備進行定制。它不是削減的Windows95版本，而是從整體上為有限資源的平臺設計的多線程，完整優(yōu)先權，多任務的操作系統(tǒng)。WindowsCE的常規(guī)函數(shù)提供系統(tǒng)設計者以模塊化的操作系統(tǒng)，這個操作系統(tǒng)可覺得特殊的產(chǎn)品進行定制。WinCE系統(tǒng)被應用于手機，指紋識別系統(tǒng)，汽車電子檢測設備，智能家電，醫(yī)療儀器（例如：監(jiān)護儀，心電檢測儀等等），工業(yè)控制儀器（例如：人機界面顯示的高精確電機控制，工業(yè)采集控制通信等），定位導行設備（例如：車載GPS導航儀）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大的網(wǎng)絡功效，在中低端的嵌入式網(wǎng)絡設備中應用起來。嵌入式Linux的重要特點：Linux是層次構(gòu)造且內(nèi)核完全開放的系統(tǒng)；強大的網(wǎng)絡支持功效；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的應用領域非常廣泛，重要的應用領域有信息家電、PDA、機頂盒、DigitalTelephone、AnsweringMachine、ScreenPhone、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、EthernetSwitches、Router、Bridge、Hub、Remoteaccessservers、ATM、Framerelay、遠程通信、醫(yī)療電子、交通運輸計算機外設、工業(yè)控制、航空航天領域等。例如：基于嵌入式linux的網(wǎng)絡視頻監(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)療領域的應用：WindowsCE提供一系列工具包和操作系統(tǒng)，可通過共同的平臺開發(fā)多個醫(yī)療設備和系統(tǒng)。其現(xiàn)在在醫(yī)療上的重要應用于：診所、實驗室設備、診療成像、病人通信和自助服務、電子病歷、病人監(jiān)護儀、手持設備、藥品控制系統(tǒng)、家庭護理等諸多方面?？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