數(shù)字時(shí)代下嵌入式軟件行業(yè)加速發(fā)展，企業(yè)相繼布局嵌入式軟件行業(yè)[圖]

    一、嵌入式軟件概述

    嵌入式軟件是為了滿足人們的使用需求而開發(fā)的程序、文件與相關(guān)技術(shù)可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，從應(yīng)用范圍來分可以分為數(shù)據(jù)庫軟件、嵌入式軟件等從計(jì)算理淪來看，一般軟件可以看作是一組過程化的數(shù)學(xué)函數(shù)，函數(shù)輸入數(shù)據(jù)隱射輸出數(shù)據(jù)。而嵌入式軟件同樣也是數(shù)學(xué)函數(shù)，但是其于嵌入式軟件的主要作用并非轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)，而是與物理領(lǐng)域進(jìn)行聯(lián)通簡(jiǎn)單地說，就是利用相關(guān)技術(shù)將操作系統(tǒng)或者其他開發(fā)軟件嵌入到硬件之中。

    嵌入式軟件技術(shù)在到目前為比己經(jīng)在很多領(lǐng)域起到了中流砥柱的作用，例如在電子消費(fèi)、移動(dòng)通訊方面，這種技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用在我國很多重要的行業(yè)，例如通信、軍工國防等領(lǐng)域也得到了重要的應(yīng)用，我國的這些重要領(lǐng)域己經(jīng)離不開嵌入式軟件技術(shù)，這種技術(shù)為我國的很多行業(yè)提供了更多的可能性。根據(jù)這種發(fā)展趨勢(shì)，嵌入式軟件技術(shù)在未來會(huì)為人類做出更大的貢獻(xiàn)。

嵌入式軟件行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域

資料來源：智研咨詢整理

    嵌入式概念其實(shí)很早就已存在，從上世紀(jì)70年代單片機(jī)的出現(xiàn)開始到今天的各種嵌入式相關(guān)的各種應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)經(jīng)歷了近30年的發(fā)展歷史，但每個(gè)階段的發(fā)展歷程都有所不同，嵌入式系統(tǒng)主要經(jīng)歷了四個(gè)階段：

    （一）無操作系統(tǒng)階段

    這一階段的應(yīng)用就是基于初的單片機(jī)上，多數(shù)以編程控制器的形式出現(xiàn)，這一時(shí)期，一般沒有操作系統(tǒng)的相關(guān)支持，只有通過匯編語言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直接的控制，當(dāng)然在相關(guān)運(yùn)行結(jié)束之后再清除內(nèi)存，當(dāng)然這一時(shí)期的主要特點(diǎn)是：系統(tǒng)機(jī)構(gòu)和功能相對(duì)都比較單一，處理效率也較低、儲(chǔ)存量也小，幾乎沒有用戶接口，由于具備以上特性，曾經(jīng)被工業(yè)領(lǐng)域廣泛的認(rèn)可。

    （二）簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)階段

    但隨著微電子工藝水平的提高，出現(xiàn)了大量高可靠、低耗能的嵌入式CPU，這種簡(jiǎn)單的嵌入式操作系統(tǒng)開始出現(xiàn)并得到了迅速發(fā)展。此時(shí)的嵌入式操作系統(tǒng)雖比較簡(jiǎn)單，但已初步具備一定的兼容性和擴(kuò)展性，對(duì)控制系統(tǒng)負(fù)載以及監(jiān)控應(yīng)用程序的運(yùn)行有一定作用。

    （三）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段

    在數(shù)字化通信和信息家電等巨大需求的牽引下，嵌入式系統(tǒng)得到進(jìn)一步的飛速發(fā)展，隨著硬件實(shí)時(shí)性要求的提高，嵌入式系統(tǒng)的軟件規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，這一時(shí)期操作系統(tǒng)的實(shí)行性得到了很大的改善，可以在不同類型的微處理器上，實(shí)現(xiàn)高度的模塊化和擴(kuò)展性運(yùn)行，以此使得應(yīng)用軟件的開發(fā)變的更加簡(jiǎn)單。

    （四）面向internet階段

    在21世紀(jì)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用到各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的呼聲越來越高，嵌入式設(shè)備與internet的完美結(jié)合才是嵌入式技術(shù)的真正未來，在這個(gè)信息時(shí)代和數(shù)字時(shí)代里，為嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)帶來了巨大的機(jī)遇，同時(shí)對(duì)于嵌入式系統(tǒng)提供商來講也是新的挑戰(zhàn)。

    二、嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式

    隨著開源軟件越來越成熟，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)大量采用開源軟件，比如Linux操作系統(tǒng)。除了汽車電子、航天和國防等安全和可靠性要求的領(lǐng)域繼續(xù)保持較快的發(fā)展速度，傳統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)增長緩慢，缺少可以盈利的商業(yè)模式。隨著物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的發(fā)展，嵌入在設(shè)備端的操作系統(tǒng)也正在和云平臺(tái)結(jié)合，形成一個(gè)全新的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)（國外也稱為 Operating System for Internet of Things）。目前已經(jīng)有的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)有ARM mbed OS、谷歌的Android Things 、微軟的Windows 10 IoT Core、華為的LiteOS 和慶科Mico OS。

主要物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)一覽表

資料來源：公開資料整理

    三、中國嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模

    近十年來，我國嵌入式系統(tǒng)行業(yè)快速發(fā)展，嵌入式軟件技術(shù)得到飛速發(fā)展。伴隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，單個(gè)芯片具備了更強(qiáng)的處理能力，使得在單個(gè)芯片中集成多種接口成為可能。

    由于應(yīng)用的需要以及對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性、成本、更新?lián)Q代要求的提高，嵌入式系統(tǒng)功能模塊逐漸豐富，并形成包括嵌入式操作系統(tǒng)、中間件在內(nèi)的嵌入式軟件體系，嵌入式軟件也由此邁入微電子學(xué)科、計(jì)算機(jī)學(xué)科、通信學(xué)科、電子技術(shù)學(xué)科等多學(xué)科交叉融合的嵌入式系統(tǒng)時(shí)代。

    隨著嵌入式軟件在在網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備、消費(fèi)電子、數(shù)字家電、汽車電子、醫(yī)療電子、工業(yè)控制、辦公自動(dòng)化、金融電子、軍事、航空航天等國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，中國嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L。

    根據(jù)智研咨詢發(fā)布的《2021-2027年中國嵌入式軟件行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查及投資戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告》顯示：2019年我國嵌入式軟件行業(yè)收入約7820億元，同比2018年的8952億元下降了12.65%，近幾年我國嵌入式軟件行業(yè)收入情況如下圖所示：

2011-2019年中國嵌入式軟件行業(yè)收入

資料來源：工信部、智研咨詢整理

2013-2019年中國嵌入式軟件細(xì)分行業(yè)規(guī)模情況

資料來源：工信部、智研咨詢整理

    在網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備、數(shù)字家電、汽車電子、醫(yī)療 電子、工業(yè)控制等國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，嵌入式軟件均已得到廣泛應(yīng)用，中國嵌入式軟件的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)到了7820億元人民幣。目前，嵌入式軟件生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較多，國內(nèi)生產(chǎn)嵌入式軟件的企業(yè)主要有如下表所示：

國內(nèi)市場(chǎng)常見嵌入式軟件廠商/產(chǎn)品一覽表

資料來源：智研咨詢整理

    四、2016-2019年成都市嵌入式軟件市場(chǎng)銷售規(guī)模

    作為全國首批、中西部唯一的中國軟件名城，成都在全國軟件產(chǎn)業(yè)版圖上占據(jù)舉足輕重的地位，已成為中西部地區(qū)軟件服務(wù)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)軍標(biāo)桿城市。2019年成都市軟件行業(yè)銷售收入約3496.5億元，同比2018年的3027.3億元增長了15.5%。近幾年成都市軟件行業(yè)收入情況如下圖所示：

2016-2019年成都市軟件行業(yè)收入情況

資料來源：工信部、智研咨詢整理

    2019年成都市嵌入式軟件收入約391.6億元，占比軟件收入比重約11.2%。如下圖所示：

2016-2019年成都嵌入式軟件行業(yè)收入

資料來源：智研咨詢整理

    五、2020-2026年嵌入式軟件發(fā)展趨勢(shì)

    1、傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用繼續(xù)保持主流

    伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)的成熟發(fā)展，電子設(shè)備之間的差異性越來越低，軟件差異化的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)逐漸凸顯，包括通信、消費(fèi)電子、工業(yè)生產(chǎn)、汽車生產(chǎn)、醫(yī)療電子等行業(yè)領(lǐng)域都已經(jīng)普及使用了嵌入式軟件技術(shù),但相對(duì)而言，嵌入式軟件在各行業(yè)領(lǐng)域中還處于淺層應(yīng)用，要實(shí)現(xiàn)更高程度的智能化、便利化還需要更進(jìn)一步的研究拓展。 因此，從嵌入式軟件未來發(fā)展趨勢(shì)來看，傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用仍是其主流發(fā)展平臺(tái)。

    從嵌入式軟件應(yīng)用的廣泛程度來看，嵌入式軟件在市場(chǎng)規(guī)模較為龐大的3C（Communication, Consumer Electronics, Computer） 終端產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域也已普及，如智能手機(jī)。路由器、移動(dòng)游戲設(shè)備等,這些常見的終端產(chǎn)品都能夠通過連接網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)語音與視頻通訊,而嵌入式多媒體處理軟件則可以顯著優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),避免網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)丟包、延時(shí)、抖動(dòng)等情況,以便讓用戶獲得更高質(zhì)量的在線服務(wù)。對(duì)于嵌入式軟件來說，高級(jí)用戶界面與交互功能正在快速發(fā)展,在未來的發(fā)展中伴隨著智能家庭電器的普及以及便攜式設(shè)備的發(fā)展,嵌入式軟件將會(huì)給用戶帶來更加新奇、更加豐富的體驗(yàn)。同時(shí)，嵌入式軟件技術(shù)為了滿足人們的個(gè)性化需求,還會(huì)朝著人工智能技術(shù)的方向發(fā)展.人工智能技術(shù)與嵌入式軟件相結(jié)合，可以深入地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互過程，使得嵌入式軟件可以得到更加廣泛的應(yīng)用。在嵌入式技術(shù)的突破發(fā)展下，智能儀表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、自動(dòng)化溫度控制、自動(dòng)化壓力控制等都將為人類的進(jìn)步發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

    2、汽車應(yīng)用具有巨大發(fā)展?jié)摿?/p>

    在汽車行業(yè)與電子I業(yè)持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，電子技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用愈加廣泛，現(xiàn)代的汽車行業(yè)已經(jīng)邁入計(jì)算機(jī)控制時(shí)代，可以使汽車電子實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制.底盤應(yīng)用等各項(xiàng)功能。在汽車電子逐漸朝向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、人性化趨勢(shì)發(fā)展的過程中，對(duì)相關(guān)控制軟件的需求也必然會(huì)有所增加，并且需要進(jìn)一步進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)， 需要應(yīng)用各種類型的嵌入式軟件,并且開發(fā)設(shè)計(jì)出能夠通用的高水平語言,以滿足不同硬件的控制需求。嵌入式軟件作為-種.可以移植的應(yīng)用技術(shù)，在未來的發(fā)展過程中必然將在汽車行業(yè)應(yīng)用上發(fā)揮著不可替代的作用。

    在電子設(shè)備市場(chǎng)處于爆炸式增長的背景下，汽車電子必然將朝著智能化方向發(fā)展，從當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)與手機(jī)同步訪問發(fā)展到手機(jī)被置入汽車系統(tǒng)中,以獲取更強(qiáng)大的計(jì)算能力與顯示屏幕網(wǎng)。

    3、醫(yī)療電子行業(yè)具有廣闊市場(chǎng)前景

    在人們生活質(zhì)量不斷提升的現(xiàn)代化社會(huì),醫(yī)療電子產(chǎn)品的市場(chǎng)正在不斷擴(kuò)大,特別是對(duì)于計(jì)算機(jī)斷層掃描、超聲波診斷儀器、磁共振儀器等醫(yī)療影像設(shè)備的需求正在快速增加。相對(duì)于同樣的高端產(chǎn)品來說，嵌入式軟件擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),其硬件的低功耗以及高效處理能力能夠?yàn)橥茝V產(chǎn)品有著十分重要的積極作用。相對(duì)于軟件系統(tǒng)來說，嵌入式軟件不單單可以滿足需求，同時(shí)還能夠提供更佳的實(shí)施方室。在未來若干年的發(fā)展過程中，嵌入式軟件必然在醫(yī)療電子領(lǐng)域有著更加深入的應(yīng)用。面對(duì)便攜式智能式醫(yī)療電子設(shè)備帶來的全新發(fā)展機(jī)遇,全球電子醫(yī)療廠商都加大了研究開發(fā)的力度,積極面對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)與發(fā)展機(jī)遇.而軟件供應(yīng)離則相應(yīng)地推出“了各類型的產(chǎn)品,以支持半導(dǎo)體廠商的技術(shù),使得嵌入式軟件支持的產(chǎn)品能夠快速的面向市場(chǎng)。醫(yī)療行業(yè)在朝向電子技術(shù)方向發(fā)展過程中需要更加智能.更加可靠的系統(tǒng)提供支持。其中，微軟Windows Embedded系列操作系統(tǒng)如Windows Embedded CE和Windows XP Embedded,在工具中提供了安全穩(wěn)定的架構(gòu)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持、完善穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)支持等,為醫(yī)療行業(yè)電子設(shè)備的發(fā)展掃除障礙。在未來醫(yī)療發(fā)展領(lǐng)城中，具有連接選項(xiàng)功能的,更加完善、更加智能的醫(yī)療設(shè)備將會(huì)持續(xù)保持增長狀態(tài)，醫(yī)療設(shè)備制造廠商將可以使用更加科技化的嵌入式軟件技術(shù)來開發(fā)醫(yī)療設(shè)備,其中包括血糖儀、患者監(jiān)護(hù)設(shè)備、超聲波設(shè)備、遠(yuǎn)程診斷、本地診斷設(shè)備等。