嵌入式系統發展步入新時代

　　北京航空航天大學何立民教授在14日“嵌入式系統與單片機學術交流”會上，將中國單片機20年的發展歷程稱作我國“為智能革命奠基的20年”。何教授認為1985-2000年的單片機時代是電子技術應用的時代，步入新千年后，我們已經迎來嵌入式系統時代。單片機和嵌入式系統只有時代的差異，在技術上都走上MCU和SoC的道路。

　　嵌入式系統是4個學科的交叉和融合，微電子學將為電子材料、工藝、集成電路以及芯片支持用于嵌入式產品的制造；嵌入式計算機學和電子學是核心，提供了計算機工程方法、基礎軟件、系統設計、電路理論和集成開發環境等等；對象學科是嵌入式產品最終應用的相關學科，例如汽車、計算機和軍事航天。

　　來自清華大學自動化系汽車電子研究中心的袁濤主任在題為“汽車電子告可靠性需求促進嵌入式技術發展”演講中也指出，汽車電子將成為嵌入式系統的主要應用，并且是具有明顯的汽車行業的特征。由于汽車電子的工作環境，需要極高的可靠性和長期的穩定性。汽車電子的部分單元在-40℃至125℃的高溫差下工作，并且還需要克服濕熱、強振動和干擾信號多且強的惡劣環境。汽車電子的發展也反向促進嵌入式技術的進步，隨著電子技術在汽車成本的份額增多，嵌入式系統硬件、總線技術、操作系統和軟件設計都得到了長足的發展。

　　袁濤最后特別強調了TS16949安全認證體系的重要性，這和中國單片機公共實驗室呂京建主任的觀點不謀而合。呂京建認為嵌入式技術決定汽車的安全、環保和節能，而開放式標準化的系統架構將在其中扮演者至關重要的作用。目前三大組織聯盟AUTOSAR、FlexRay和JASPAR分工明確，AUTOSAR負責制定軟件架構、API標準和概念驗證，FlexRay聯盟負責制定FlexRay的物理層及其協議和互連性能實驗等標準，JASPAR則對上述標準的妥當性進行確認并進行封裝。

　　為了提高汽車安全性，歐盟制定了“嵌入式智能系統高技術研究計劃（ARTEMIS）”，構想設計出接近100%安全的汽車。這個目標只能通過智能化系統（主動安全系統）實現，這需要有一定的人機接口（HMI）認知能力，可以通過傳感器、執行器和嵌入式智能軟件完成。“多一個人一齊喊比一個人喊的聲音大的多”，ARTEMIS將企業、大學、研究中心和公共管理機構匯聚在嵌入式領域，建立并實現一個完整一致的歐洲研究發展策略。

　　同樣，視頻處理系統是近年來另一個熱門的嵌入式應用。合眾達公司的總工錢建良表示嵌入式處理器性能的提高，以及數字音視頻編解碼算法的優化，成為推動嵌入式視頻應用的兩大強勁推動力。用單個DSP處理器完成盡可能多路的數字視頻壓縮處理，將無疑是降低單路視頻監控成本的有效方法。幸運的是，隨著DSP處理性能的不斷提高，及嵌入式數字視頻編解碼算法的進一步優化和日趨完善、成熟，使得單個DSP能完成多達8路CIF格式的數字視頻壓縮處理成為可能。為了接口8路視頻解碼器，需要在視頻解碼器與DSP的視頻輸入接口之間增加耦合邏輯，高性能、低成本、可編程的FPGA可以方便實現二者之間的耦合邏輯。

　　在嵌入式系統開發工具領域，建模技術是技術發展的最新趨勢之一。IBM公司軟件部高級技術顧問靳超在《模型驅動的系統開發方法》報告中指出建模技術在嵌入式系統需求捕獲、系統分析、設計、實現和驗證領域的更加廣泛應用，系統分析設計方面的建模工具，在未來兩年內，將成為增長最快的嵌入式開發工具之一。隨著系統開發復雜性的日益增加，雖然可以將功能分配到各個組件，但是傳統的管理方法已經不再勝任。靳超介紹了模型驅動系統開發（MDSD）的方法，用來優化功能分配，它應用了合并到IBM RUP(Rational United Process)-SE最新版本的技術和框架，專門強調了幫助應對系統工程的挑戰。

　　此外，周立功單片機發展有限公司的創始人周立功先生的發言“單片機與企業發展”在某種程度上是周立功20多年單片機研發和教育推廣的經驗總結。而北大軟件與微電子學院的副院長吳中海教授向聽眾介紹了北大嵌入式系統系在高性能嵌入式系統、嵌入式系統應用、數字圖像處理等多個領域的研究進展。