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数字时代下嵌入式软件行业加速发展,企业相继布局嵌入式软件行业[图]

2020年11月14日 13:41:49字号:T|T

    一、嵌入式软件概述

    嵌入式软件是为了满足人们的使用需求而开发的程序、文件与相关技术可以分为系统软件和应用软件,从应用范围来分可以分为数据库软件、嵌入式软件等从计算理沦来看,一般软件可以看作是一组过程化的数学函数,函数输入数据隐射输出数据。而嵌入式软件同样也是数学函数,但是其于嵌入式软件的主要作用并非转化数据,而是与物理领域进行联通简单地说,就是利用相关技术将操作系统或者其他开发软件嵌入到硬件之中。

    嵌入式软件技术在到目前为比己经在很多领域起到了中流砥柱的作用,例如在电子消费、移动通讯方面,这种技术得到了广泛的应用在我国很多重要的行业,例如通信、军工国防等领域也得到了重要的应用,我国的这些重要领域己经离不开嵌入式软件技术,这种技术为我国的很多行业提供了更多的可能性。根据这种发展趋势,嵌入式软件技术在未来会为人类做出更大的贡献。

嵌入式软件行业应用领域

资料来源:智研咨询整理

    嵌入式概念其实很早就已存在,从上世纪70年代单片机的出现开始到今天的各种嵌入式相关的各种应用,嵌入式系统经历了近30年的发展历史,但每个阶段的发展历程都有所不同,嵌入式系统主要经历了四个阶段:

    (一)无操作系统阶段

    这一阶段的应用就是基于初的单片机上,多数以编程控制器的形式出现,这一时期,一般没有操作系统的相关支持,只有通过汇编语言对系统进行直接的控制,当然在相关运行结束之后再清除内存,当然这一时期的主要特点是:系统机构和功能相对都比较单一,处理效率也较低、储存量也小,几乎没有用户接口,由于具备以上特性,曾经被工业领域广泛的认可。

    (二)简单的操作系统阶段

    但随着微电子工艺水平的提高,出现了大量高可靠、低耗能的嵌入式CPU,这种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到了迅速发展。此时的嵌入式操作系统虽比较简单,但已初步具备一定的兼容性和扩展性,对控制系统负载以及监控应用程序的运行有一定作用。

    (三)实时操作系统阶段

    在数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下,嵌入式系统得到进一步的飞速发展,随着硬件实时性要求的提高,嵌入式系统的软件规模也在不断扩大,这一时期操作系统的实行性得到了很大的改善,可以在不同类型的微处理器上,实现高度的模块化和扩展性运行,以此使得应用软件的开发变的更加简单。

    (四)面向internet阶段

    在21世纪的网络时代,将嵌入式系统应用到各种网络环境的呼声越来越高,嵌入式设备与internet的完美结合才是嵌入式技术的真正未来,在这个信息时代和数字时代里,为嵌入式系统的开发带来了巨大的机遇,同时对于嵌入式系统提供商来讲也是新的挑战。

    二、嵌入式软件产业发展模式

    随着开源软件越来越成熟,嵌入式系统已经大量采用开源软件,比如Linux操作系统。除了汽车电子、航天和国防等安全和可靠性要求的领域继续保持较快的发展速度,传统的嵌入式操作系统增长缓慢,缺少可以盈利的商业模式。随着物联网云平台的发展,嵌入在设备端的操作系统也正在和云平台结合,形成一个全新的物联网操作系统(国外也称为 Operating System for Internet of Things)。目前已经有的物联网操作系统有ARM mbed OS、谷歌的Android Things 、微软的Windows 10 IoT Core、华为的LiteOS 和庆科Mico OS。

主要物联网操作系统一览表

资料来源:公开资料整理

    三、中国嵌入式软件产业规模

    近十年来,我国嵌入式系统行业快速发展,嵌入式软件技术得到飞速发展。伴随着芯片技术的发展,单个芯片具备了更强的处理能力,使得在单个芯片中集成多种接口成为可能。

    由于应用的需要以及对产品稳定性、成本、更新换代要求的提高,嵌入式系统功能模块逐渐丰富,并形成包括嵌入式操作系统、中间件在内的嵌入式软件体系,嵌入式软件也由此迈入微电子学科、计算机学科、通信学科、电子技术学科等多学科交叉融合的嵌入式系统时代。

    随着嵌入式软件在在网络与通信设备、消费电子、数字家电、汽车电子、医疗电子、工业控制、办公自动化、金融电子、军事、航空航天等国民经济各个领域的广泛应用,中国嵌入式软件产业规模快速增长。

    根据智研咨询发布的《2021-2027年中国嵌入式软件行业发展现状调查及投资战略规划报告》显示:2019年我国嵌入式软件行业收入约7820亿元,同比2018年的8952亿元下降了12.65%,近几年我国嵌入式软件行业收入情况如下图所示:

2011-2019年中国嵌入式软件行业收入

资料来源:工信部、智研咨询整理

2013-2019年中国嵌入式软件细分行业规模情况

资料来源:工信部、智研咨询整理

    在网络与通信设备、数字家电、汽车电子、医疗 电子、工业控制等国民经济各个领域,嵌入式软件均已得到广泛应用,中国嵌入式软件的产业规模已达到了7820亿元人民币。目前,嵌入式软件生产企业数量较多,国内生产嵌入式软件的企业主要有如下表所示:

国内市场常见嵌入式软件厂商/产品一览表

资料来源:智研咨询整理

    四、2016-2019年成都市嵌入式软件市场销售规模

    作为全国首批、中西部唯一的中国软件名城,成都在全国软件产业版图上占据举足轻重的地位,已成为中西部地区软件服务业发展的领军标杆城市。2019年成都市软件行业销售收入约3496.5亿元,同比2018年的3027.3亿元增长了15.5%。近几年成都市软件行业收入情况如下图所示:

2016-2019年成都市软件行业收入情况

资料来源:工信部、智研咨询整理

    2019年成都市嵌入式软件收入约391.6亿元,占比软件收入比重约11.2%。如下图所示:

2016-2019年成都嵌入式软件行业收入

资料来源:智研咨询整理

    五、2020-2026年嵌入式软件发展趋势

    1、传统行业应用继续保持主流

    伴随着计算机技术与电子技术的成熟发展,电子设备之间的差异性越来越低,软件差异化的优势已经逐渐凸显,包括通信、消费电子、工业生产、汽车生产、医疗电子等行业领域都已经普及使用了嵌入式软件技术,但相对而言,嵌入式软件在各行业领域中还处于浅层应用,要实现更高程度的智能化、便利化还需要更进一步的研究拓展。 因此,从嵌入式软件未来发展趋势来看,传统行业应用仍是其主流发展平台。

    从嵌入式软件应用的广泛程度来看,嵌入式软件在市场规模较为庞大的3C(Communication, Consumer Electronics, Computer) 终端产品应用领域也已普及,如智能手机。路由器、移动游戏设备等,这些常见的终端产品都能够通过连接网络来实现语音与视频通讯,而嵌入式多媒体处理软件则可以显著优化网络状态,避免网络出现丢包、延时、抖动等情况,以便让用户获得更高质量的在线服务。对于嵌入式软件来说,高级用户界面与交互功能正在快速发展,在未来的发展中伴随着智能家庭电器的普及以及便携式设备的发展,嵌入式软件将会给用户带来更加新奇、更加丰富的体验。同时,嵌入式软件技术为了满足人们的个性化需求,还会朝着人工智能技术的方向发展.人工智能技术与嵌入式软件相结合,可以深入地实现人机交互过程,使得嵌入式软件可以得到更加广泛的应用。在嵌入式技术的突破发展下,智能仪表实现自动化、自动化温度控制、自动化压力控制等都将为人类的进步发展做出贡献。

    2、汽车应用具有巨大发展潜力

    在汽车行业与电子I业持续发展的现代社会,电子技术在汽车行业的应用愈加广泛,现代的汽车行业已经迈入计算机控制时代,可以使汽车电子实现发动机控制.底盘应用等各项功能。在汽车电子逐渐朝向网络化、智能化、人性化趋势发展的过程中,对相关控制软件的需求也必然会有所增加,并且需要进一步进行计算机联网, 需要应用各种类型的嵌入式软件,并且开发设计出能够通用的高水平语言,以满足不同硬件的控制需求。嵌入式软件作为-种.可以移植的应用技术,在未来的发展过程中必然将在汽车行业应用上发挥着不可替代的作用。

    在电子设备市场处于爆炸式增长的背景下,汽车电子必然将朝着智能化方向发展,从当前的实现与手机同步访问发展到手机被置入汽车系统中,以获取更强大的计算能力与显示屏幕网。

    3、医疗电子行业具有广阔市场前景

    在人们生活质量不断提升的现代化社会,医疗电子产品的市场正在不断扩大,特别是对于计算机断层扫描、超声波诊断仪器、磁共振仪器等医疗影像设备的需求正在快速增加。相对于同样的高端产品来说,嵌入式软件拥有独特的优势,其硬件的低功耗以及高效处理能力能够为推广产品有着十分重要的积极作用。相对于软件系统来说,嵌入式软件不单单可以满足需求,同时还能够提供更佳的实施方室。在未来若干年的发展过程中,嵌入式软件必然在医疗电子领域有着更加深入的应用。面对便携式智能式医疗电子设备带来的全新发展机遇,全球电子医疗厂商都加大了研究开发的力度,积极面对半导体技术带来的挑战与发展机遇.而软件供应离则相应地推出“了各类型的产品,以支持半导体厂商的技术,使得嵌入式软件支持的产品能够快速的面向市场。医疗行业在朝向电子技术方向发展过程中需要更加智能.更加可靠的系统提供支持。其中,微软Windows Embedded系列操作系统如Windows Embedded CE和Windows XP Embedded,在工具中提供了安全稳定的架构、行业标准的支持、完善稳定的网络支持等,为医疗行业电子设备的发展扫除障碍。在未来医疗发展领城中,具有连接选项功能的,更加完善、更加智能的医疗设备将会持续保持增长状态,医疗设备制造厂商将可以使用更加科技化的嵌入式软件技术来开发医疗设备,其中包括血糖仪、患者监护设备、超声波设备、远程诊断、本地诊断设备等。

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