2007年度調(diào)查揭開(kāi)嵌入式市場(chǎng)的真相！

你的設(shè)計(jì)中包含哪些功能？
你將部署哪種無(wú)線技術(shù)？
你正在同時(shí)做幾個(gè)項(xiàng)目？
你的團(tuán)隊(duì)有多少人？
你使用的是什么類型的工具？
你曾經(jīng)選擇過(guò)哪個(gè)處理器？
你曾經(jīng)選擇過(guò)哪個(gè)操作系統(tǒng)？

我不會(huì)在這里把整個(gè)調(diào)查過(guò)一遍，但是我想分享一些我覺(jué)得特別有趣、特別麻煩和特別吸引人的部分。如果你想獲得有關(guān)整個(gè)調(diào)查的更多信息，請(qǐng)直接與我聯(lián)系(rnass@cmp.com)。本次調(diào)查的真正亮點(diǎn)在于，我們多年以來(lái)都做一個(gè)幾乎相同的調(diào)查，我們可以展現(xiàn)趨勢(shì)、演進(jìn)過(guò)程和產(chǎn)品周期結(jié)束情況等。年度同比數(shù)據(jù)非常有趣。

以下就是一個(gè)值得注意的統(tǒng)計(jì)：從2005～2007年，新項(xiàng)目數(shù)從48%下降到39%，如圖1所示。這種下降已經(jīng)差不多全部被改進(jìn)和維護(hù)的增加所抵消。這說(shuō)明什么？可以說(shuō)明項(xiàng)目太復(fù)雜，以致它們需要比過(guò)去更多維護(hù)嗎？或者這些設(shè)計(jì)比以前的模型好，因此產(chǎn)品周期更長(zhǎng)？在我看來(lái)，這是這兩種作用結(jié)合的結(jié)果，由于生產(chǎn)一個(gè)新產(chǎn)品的成本大幅增加，因此后者更加重要。但是，很明顯，對(duì)每個(gè)新一代處理器進(jìn)行編程需要更多時(shí)間，這僅僅是因?yàn)橄蜷_(kāi)發(fā)工程師提供了更多功能。更多代碼意味著更多測(cè)試，因此每個(gè)設(shè)計(jì)階段都會(huì)耗費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間。

為了從事實(shí)上檢驗(yàn)這個(gè)問(wèn)題，我聯(lián)系了特約編輯Michael Barr。Barr懷疑設(shè)計(jì)工程師已經(jīng)改變了他們定義“新項(xiàng)目”的方式?！斑^(guò)去人們是通過(guò)如果你的項(xiàng)目增加了互聯(lián)網(wǎng)連接，但是仍在通過(guò)其它方式做同樣的事情，來(lái)定義新項(xiàng)目的?，F(xiàn)在，每個(gè)想要互聯(lián)網(wǎng)連接的工程師都有新項(xiàng)目。因此他們將這種變化(包括應(yīng)用更新)視為升級(jí)，而不是新項(xiàng)目?！?

升級(jí)CPU

對(duì)于那些對(duì)現(xiàn)有項(xiàng)目進(jìn)行升級(jí)的設(shè)計(jì)工程師，56%表示他們?cè)谑褂眯绿幚砥?圖2)。這是因?yàn)樗麄冃枰嘈阅芑蛘咭驗(yàn)樗麄冋谑褂玫奶幚砥鞑辉偕a(chǎn)了嗎？我的猜測(cè)是兩者都有可能，但是多半是因?yàn)樾枰嘈阅堋PU供應(yīng)商現(xiàn)在對(duì)如何和何時(shí)廢棄處理器非常謹(jǐn)慎，這是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程師最擔(dān)心的事情之一。

正如我們?cè)贔reescale最近的公告中看到的，CPU供應(yīng)商正在嘗試讓設(shè)計(jì)工程師盡可能容易地遷移至更高性能的處理器。對(duì)于Freescale而言，他們聲稱設(shè)計(jì)工程師采用其Flexis家族微控制器可以毫不費(fèi)勁地從8位遷移至32位。這是一個(gè)逐漸增強(qiáng)性能的好例子。但是大多數(shù)情況下，只能通過(guò)轉(zhuǎn)換至新家族的器件才能實(shí)現(xiàn)性能的步進(jìn)式飛躍，而不是僅僅在一個(gè)家族器件內(nèi)向上升級(jí)。

Linux

這是讓我感到驚訝的一個(gè)方面，至少直到我通過(guò)思考對(duì)以下數(shù)據(jù)作了分析：不考慮在其下一個(gè)項(xiàng)目中采用Linux的人數(shù)從34%上升到48%，2005年則為27%，如圖3所示。請(qǐng)記住，雖然采用Linux的人數(shù)相對(duì)較多，但是未采用Linux但將來(lái)會(huì)考慮采用Linux的人數(shù)卻在減少。這歸因于這樣一個(gè)事實(shí)：Linux已經(jīng)不再是新事物了。將來(lái)考慮采用Linux的較高比例的一部分群體已經(jīng)在采用Linux了。

編審委員會(huì)成員Bill Gatliff認(rèn)為，我們最終會(huì)將Linux推向絕路，并認(rèn)識(shí)到它并非對(duì)所有應(yīng)用都合適?！皩?duì)此人們變得越來(lái)越實(shí)際?！币韵率荁arr不得不說(shuō)的話：“幾年以前我對(duì)Linux是如何給人以強(qiáng)烈印象的感覺(jué)奇怪?？偸菚?huì)出現(xiàn)一些有趣的新技術(shù)，但是它們不一定總是會(huì)被采用。但是Linux竟然成功了，許多人在電信等應(yīng)用中采用Linux，以獲得像PC一樣的能力。這種趨勢(shì)無(wú)疑在繼續(xù)，但是很明顯，速度已經(jīng)降下來(lái)了?！?

由于Linux不像火箭科學(xué)一樣成本高昂，因此成本是工程師們對(duì)Linux感興趣的一個(gè)主要原因(圖4)。一個(gè)令工程師們對(duì)Linux退而遠(yuǎn)之的原因是預(yù)測(cè)和實(shí)際之間的開(kāi)銷沒(méi)有完全計(jì)算在內(nèi)。雖然內(nèi)核本身可能免費(fèi)或者相對(duì)便宜，但是支持成本攀升得比預(yù)期的快。并且必需第三方工具來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用特定功能，這也會(huì)增加成本。

商業(yè)操作系統(tǒng)

從總體上看商業(yè)操作系統(tǒng)，其采用出現(xiàn)了顯著下降(圖5)。但是令人驚訝的是，這種下降并未被商業(yè)分布的開(kāi)放源代碼操作系統(tǒng)的采用抵消。對(duì)于操作系統(tǒng)供應(yīng)商而言，這是一個(gè)潛在的壞消息。

據(jù)Barr推論，這種下降是因?yàn)椤皩?duì)于操作系統(tǒng)技術(shù)而言，真相就在其中。每個(gè)RTOS基本上都是相同的。你需要的是將你的問(wèn)題分成多個(gè)任務(wù)和獲得足夠計(jì)算能力的方法。然后你不妨采用基于優(yōu)先級(jí)的搶占式內(nèi)核。無(wú)論你是從書中或者通過(guò)附帶的免費(fèi)源代碼獲得你的OS，還是免費(fèi)獲得一些其它東西，這些東西全部都是一樣的。除非你需要某種驅(qū)動(dòng)器可用性或者某種特殊的先進(jìn)功能，否則你真的不會(huì)愿意為此而花錢?！?

這種下降是由于用戶不滿意對(duì)它們提供的支持嗎(圖6)？影響使用哪個(gè)商業(yè)操作系統(tǒng)決定的關(guān)鍵因素是質(zhì)量和技術(shù)支持的提供。這一數(shù)字從27%上升到50%，兩年內(nèi)幾乎翻了番。 [!--empirenews.page--]

語(yǔ)言和工具

作為編程語(yǔ)言，C語(yǔ)言在目前和未來(lái)的項(xiàng)目中的使用規(guī)模越來(lái)越大(圖7和圖8)，大部分是以C++為代價(jià)。


為什么相對(duì)成熟的C語(yǔ)言的普及率在增加？據(jù)Gatliff表示，其中一個(gè)原因在于越來(lái)越多的設(shè)計(jì)被外包?！癈++所需的技能比C語(yǔ)言所需的技術(shù)高。特別是當(dāng)你考慮到在目前和下一個(gè)項(xiàng)目中采用Java的人僅有小幅增加的時(shí)候。我預(yù)期(并希望)采用Java的人將增加。也就是說(shuō)，我不會(huì)認(rèn)為8%左右的增長(zhǎng)就意味著人們?cè)诜艞壊捎肅++?！?

Barr對(duì)這些結(jié)果完全不感到驚訝，他表示，這是一個(gè)將延續(xù)下去的趨勢(shì)的一部分。“如果你著眼于年度同比數(shù)據(jù)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)C++并沒(méi)有多少增值。事實(shí)上它已經(jīng)消失了。即使C++的‘可重用性’可能更高，但這種特性在嵌入式領(lǐng)域中并不一定適用。因此許多嵌入式軟件綁定至正在實(shí)現(xiàn)的精確硬件。你可以重用你的API，但是你的代碼的內(nèi)部組成會(huì)隨項(xiàng)目的不同而變化。嵌入式領(lǐng)域的首個(gè)優(yōu)先級(jí)是系統(tǒng)正常工作。C語(yǔ)言在這方面做得很成功，你可以用它完成許多主要任務(wù)，特別是當(dāng)安全性非常關(guān)鍵時(shí)。C++往往會(huì)引入大量變量，從而使項(xiàng)目變得更復(fù)雜?！?

我們提過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題：你會(huì)在你的嵌入式設(shè)計(jì)活動(dòng)中對(duì)哪一項(xiàng)進(jìn)行改進(jìn)(圖9)。第一名(是第二名2倍以上)是調(diào)試工具。從同一問(wèn)題的年度同比結(jié)果中可以看到，回復(fù)“編程工具”的人數(shù)從2005年的25%下降到了2007的10%。

Gatliff表示，這個(gè)問(wèn)題的分析非常簡(jiǎn)單。“人們只想擁有更好的工具周期。編程工具的下降可能是因?yàn)镋clipse已經(jīng)開(kāi)始解決人們對(duì)調(diào)試工具的一些抱怨。此外，現(xiàn)在已經(jīng)有編程工具供應(yīng)商在提供能夠在Linux環(huán)境下同時(shí)進(jìn)行內(nèi)核和應(yīng)用調(diào)試的工具，而在我看來(lái)，這是一種了不起的能力。”

Barr表示，“這里的關(guān)鍵在于調(diào)度，使產(chǎn)品更快面市。我對(duì)讀者尋求更好的調(diào)試器感到驚訝，這是因?yàn)檎{(diào)試器不會(huì)真正地幫助你設(shè)計(jì)。如果你把時(shí)間花在嘗試找出問(wèn)題的調(diào)試器上，那么你就有麻煩了。我確實(shí)花時(shí)間觀察過(guò)人們?cè)谑褂谜{(diào)試器時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何情況，此時(shí)你必須做的就是推論出問(wèn)題的原因，了解計(jì)算機(jī)是如何工作的。然后用調(diào)試器來(lái)確認(rèn)你的猜想?！?

這里有一點(diǎn)讓我感到欣慰。多年來(lái)我一直在向處理器供應(yīng)商倡導(dǎo)一切都在于工具的理念。如果你擁有世界上最好、最快、功率最低的處理器，情況不會(huì)因此而有任何不同。如果你沒(méi)有在這種處理器周圍建立正確的生態(tài)系統(tǒng)，那么你將不會(huì)成功(圖10)。

外包

最近討論得比較多(特別是你們)的一個(gè)話題是外包問(wèn)題，工作是在國(guó)內(nèi)做還是外包到國(guó)外。大約39%的回復(fù)者表示，他們已經(jīng)做過(guò)一個(gè)或更多部分外包或者完全外包的項(xiàng)目(圖11)。

外包到國(guó)外的項(xiàng)目是外包到國(guó)內(nèi)項(xiàng)目的兩倍。你可能會(huì)猜大多數(shù)項(xiàng)目被外包到了美國(guó)之外的哪個(gè)地區(qū)。時(shí)間到了――答案是印度(圖12)。

其它值得注意的統(tǒng)計(jì)

哪個(gè)設(shè)計(jì)階段耗時(shí)最長(zhǎng)(圖13)？耗時(shí)最長(zhǎng)的是測(cè)試和調(diào)試階段。

模擬器件提供商要注意了！對(duì)于品牌忠誠(chéng)度而言，這可能不是件好事。根據(jù)本次調(diào)查，差不多三分之二(63%)的回復(fù)者聲稱當(dāng)他們選擇模擬器件時(shí)沒(méi)有品牌忠誠(chéng)度(圖14)。

這準(zhǔn)確嗎？根據(jù)《Planet Analog》編輯Bill Schweber的說(shuō)法，這是不準(zhǔn)確的?！疤拱字v，這些結(jié)果與我從工程師和供應(yīng)商(他們不可否認(rèn)地帶有偏見(jiàn))了解的情況相矛盾。以我的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)工程師通常會(huì)選擇一個(gè)領(lǐng)域中的兩到三個(gè)頂級(jí)模擬器件供應(yīng)商，特別是他們已經(jīng)打過(guò)交道，擁有符合規(guī)格(最大和最小規(guī)格，并不僅僅是額定規(guī)格)，并且通過(guò)應(yīng)用說(shuō)明、演示板、參考設(shè)計(jì)甚至現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師對(duì)他們進(jìn)行支持的供應(yīng)商。如果他們擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的話，他們會(huì)對(duì)更換供應(yīng)商，甚至更換同一供應(yīng)商的產(chǎn)品家族有所顧忌?！?

雖然許多設(shè)計(jì)工程師正在采用可編程邏輯(這是我最近探討過(guò)的另一個(gè)典型現(xiàn)象)，但是在其可編程邏輯中采用嵌入式處理器的比例卻相當(dāng)少，僅36%，一半工程師表示他們采用硬內(nèi)核，一半表示采用軟內(nèi)核(圖15)。令人欣慰的是，采用嵌入式處理器的人數(shù)在增加，雖然增加速度很慢。