主流嵌入式芯片及操作系統(tǒng)市場調研報告

新年愉快主流嵌入式芯片與操作系統(tǒng)市場調研報告背景介紹 IEEE（國際電氣和電子工程師協會）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)。 現在，嵌入式系統(tǒng)已經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)做簡樸的調研。調研目的本文針對嵌入式系統(tǒng)的市場進行調研，對現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。調研內容（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)。現在市場上的嵌入式解決芯片生產廠商有諸多，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品及解決方案。其重要的嵌入式產品有：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、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)計數據等醫(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)內最廣泛的產品組合著稱，憑借多元化的技術、尖端的設計能力、知識產權組合、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字半導體IC設計制造公司。除了提供模擬技術、數字信號解決(DSP)和微解決器(MCU)半導體以外，TI還設計制造用于模擬和數字嵌入及應用解決的半導體解決方案。TI的嵌入式解決產品系列涉及多個DSPARM解決器和MCUARM解決器。最新產品涉及高性能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)療成像產品領域擁有自己的產品專門技術。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)、網絡和無線市場設計并制造嵌入式半導體產品。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。在產品方面，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家族的數字信號控制器，ColdFireMCU與解決器，StarCore數字信號解決器，PowerQUICC通信解決器，i.MX應用解決器等系列。這些重要產品廣泛應用于汽車、數據連接、消費電子、工業(yè)、醫(yī)療設備、電機控制、網絡、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。Microchip(微芯)MicrochipTechnologyInc.是全球領先的單片機和模擬半導體供應商，為全球數以千計的消費類產品提供低風險的產品開發(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品市場。為了占領市場，集中了全部的技術、設計、生產、銷售等各方面資源發(fā)展了兩大拳頭產品：PIC8位單片機（MCU）和高品質的串行EEPROM。到現在為止，Microchip公司已推出微控制器外圍設備、模擬產品、RFID智能卡、KEELOQ保安產品，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。它的產品和經驗已協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實市場上的產品。其在血糖儀、數字溫度計、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))極為重要的構成部分，普通涉及與硬件有關的底層驅動軟件、系統(tǒng)內核、設備驅動接口、通信合同、圖形界面、原則化瀏覽器Browser等。到現在為止，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。到了高端產品的階段，能夠說采用商業(yè)化嵌入式操作系統(tǒng)是最經濟可行的方案，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試、仿真環(huán)境和工具。VxWorks是現在嵌入式系統(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．數據網絡：以太網交換機、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絡功效，在中低端的嵌入式網絡設備中應用起來。嵌入式Linux的重要特點：Linux是層次構造且內核完全開放的系統(tǒng)；強大的網絡支持功效；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、數據網絡、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。總結 通過這次調研，我理解到嵌入式系統(tǒng)作為現在最熱