根據《2024-2029年中國嵌入式軟件行業市場全景調研及投資價值評估研究報告》分析,隨著嵌入式系統應用的逐漸普及,為保證嵌入式系統的順利運行,嵌入式軟件得到了快速發展,成為軟件業的一股新生力量。
嵌入式軟件與嵌入式系統是密不可分的,嵌入式系統是"控制、監視或者輔助設備、機器和車間運行的裝置",就是以應用為中心,以計算機技術為基礎,并且軟硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成,用于實現對其他設備的控制、監視或管理等功能。而嵌入式軟件就是基于嵌入式系統設計的軟件,它也是計算機軟件的一種,同樣由程序及其文檔組成,可細分成系統軟件、支撐軟件、應用軟件三類,是嵌入式系統的重要組成部分。
嵌入式軟件的分類:
嵌入式操作系統:嵌入式操作系統EOS(Embedded Operating System)是一種用途廣泛的系統軟件,過去它主要應用于工業控制和國防系統領域。EOS負責嵌入系統的全部軟、硬件資源的分配、調度工作,控制、協調并發活動;它必須體現其所在系統的特征,能夠通過裝卸某些模塊來達到系統所要求的功能。嵌入式操作系統通常以商業運作為主,從上世紀80年代起,商業化的嵌入式操作系統開始得到蓬勃發展。現在國際上有名的嵌入式操作系統有Windows CE、Palm OS、Linux、Vx Works、pSOS、QNX、OS-9、LynxOS等,已進入我國市場的國外產品有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等。我國嵌入式操作系統的起步較晚,國內此類產品主要是基于自主版權的Linux操作系統,其中以中軟Linux、紅旗Linux、東方Linux為代表。
圖表:嵌入式軟件
嵌入式支撐軟件:支撐軟件是用于幫助和支持軟件開發的軟件,通常包括數據庫和開發工具,其中以數據庫最為重要。嵌入式數據庫技術已得到廣泛的應用,隨著移動通信技術的進步,人們對移動數據處理提出了更高的要求,嵌入式數據庫技術已經得到了學術、工業、軍事、民用部門等各方面的重視。嵌入式移動數據庫或簡稱為移動數據庫(EMDBS)是支持移動計算或某種特定計算模式的數據庫管理系統,數據庫系統與操作系統、具體應用集成在一起,運行在各種智能型嵌入設備或移動設備上。其中,嵌入在移動設備上的數據庫系統由于涉及數據庫技術、分布式計算技術,以及移動通訊技術等多個學科領域,目前已經成為一個十分活躍的研究和應用領域。國際上主要的嵌入式移動數據庫系統有Sy base、Oracle等。我國嵌入式移動數據庫系統以東軟集團研究開發出了嵌入式數據庫系統Open BASE Mini為代表。
圖表:嵌入式軟件行業競爭格局
嵌入式應用軟件:嵌入式應用軟件是針對特定應用領域,基于某一固定的硬件平臺,用來達到用戶預期目標的計算機軟件。由于用戶任務可能有時間和精度上的要求,因此有些嵌入式應用軟件需要特定嵌入式操作系統的支持。嵌入式應用軟件和普通應用軟件有一定的區別,它不僅要求其準確性、安全性和穩定性等方面能夠滿足實際應用的需要,而且還要盡可能地進行優化,以減少對系統資源的消耗,降低硬件成本。目前我國市場上已經出現了各式各樣的嵌入式應用軟件,包括瀏覽器、Email軟件、文字處理軟件、通訊軟件、多媒體軟件、個人信息處理軟件、智能人機交互軟件、各種行業應用軟件等。嵌入式系統中的應用軟件是最活躍的力量,每種應用軟件均有特定的應用背景,盡管規模較少,但專業性較強,所以嵌入式應用軟件不象操作系統和支撐軟件那樣受制于國外產品壟斷,是我國嵌入式軟件的優勢領域。
嵌入式軟件的特點:
嵌入式軟件具有獨特的實用性。嵌入式軟件是為嵌入式系統服務的,這就要求它與外部硬件和設備聯系緊密。嵌入式系統以應用為中心,
嵌入式軟件是應用系統,根據應用需求定向開發,面向產業、面向市場,需要特定的行業經驗。每種嵌入式軟件都有自己獨特的應用環境和實用價值。
嵌入式軟件應有靈活的適用性。嵌入式軟件通常可以認為是一種模塊化軟件,它應該能非常方便靈活的運用到各種嵌入式系統中,而不能破壞或更改原有的系統特性和功能。首先它要小巧,不能占用大量資源;其次要使用靈活,應盡量優化配置,減小對系統的整體繼承性,升級更換靈活方便。
從各分類市場來看,嵌入式軟件基本被美國、德國、英國等美歐國家壟斷,亞洲企業在其中占據極少的市場,而生產控制類企業在全球的分布相對其他業務門類較為分散,但主要位于美國、歐盟等經濟發達的國家和地區。
工業通信領域有望引領嵌入式工業軟件增長,機器換人成為未來長期趨勢。能源電子、汽車電子領域國內外企業競爭激烈。安防電子是工業信息化安全重要一環。
90年代以來隨著電子系統功能的日益強大和微型化,嵌入式系統設計所涉及的問題越來越多,難度也越來越大。同時硬件和軟件也不再是截然分開的兩個概念,而是緊密結合、相互影響的。因而出現了軟硬件協同(code sign)設計方法,即使用統一的方法和工具對軟硬件,協同設計軟硬件體系結構,以最大限度地挖掘系統軟硬件能力,避免由于獨立設計軟硬件體系結構而帶來的種種弊病,得到高性能低代價的優化設計方案。
在嵌入式系統及開發環境方面,仍有許多問題尚在研究發展之中,如,嵌入式系統的硬件軟件協同設計方法;面向多目標,多任務的微內核嵌入式操作系統;分布嵌入式系統的實時性問題,分布式計算,分布式信息交互與綜合處理;以及嵌入式系統的多目標交叉編譯和交叉調試工具的研究等。
隨著信息技術以及互聯網飛速發展普及,3C(計算機、通訊、消費電子)合一的加速,嵌入式設計已經成為工業現代化、智能化的必經之路,嵌入式產品已經深入到各行各業。嵌入式接入設備是數字化時代的一大主流產品,嵌入式軟件已經成為數字化產品的核心。嵌入式軟件大量應用于家用市場、工業市場、商業市場、通訊市場和國防市場。近幾年來,信息電器迅速發展,也為嵌入式軟件的發展起到推波助瀾的作用。彩電、DCD、手機、MP3/MP4、掌上電腦、汽車等都是潛在的信息電器。信息電器平臺與通用操作系統、數據庫不同,不存在國外軟件廠商壟斷市場的現象,這一領域已成為中國軟件業的突破口。
嵌入式系統面向特定應用領域,根據應用需求定制開發,并隨著智能化產品的普遍需求滲透到各行各業。隨著硬件技術的不斷革新、微電子技術的快速發展,使芯片功能更加強大,硬件平臺的處理能力不斷增強,硬件成本不斷下降,產品體積越來越小,同時嵌入式軟件的可靠性、實時性、可維護性進一步提高。嵌入式軟件已成為產品的數字化改造、智能化增值的關鍵性、帶動性技術。移動通訊、掌上電腦、數字電視是嵌入式操作系統的重要應用領域,隨著掌上電腦等手持設備性能的提高,嵌入式操作系統將成為必須的配置。隨著行業的推廣,行業應用軟件市場將迅速擴大。掌上電腦功能的不斷擴展,專項功能軟件面臨新的發展機會。
由于嵌入式系統關乎民生,涉及工業、農業、商業、國防以及政務等社會生活的方方面面,決不能受制于人,嵌入式軟件必將成為我國軟件產業未來發展的一個主要方向。我國目前在嵌入式應用軟件領域具有優勢,或者說在這一領域面臨的競爭形式還不算惡劣,所以以此為突破口相對較容易。先占領終端應用領域,站穩腳跟,再發揮本土優勢逐一突破才是明智選擇。