廣泛應用在計算時代的嵌入式系統(tǒng)

2013-10-15 10:48 來源:互聯網 作者:洛小辰

編者按:據Forrester預計,2016年全球物聯網產值可達6200億美元規(guī)模。2020年市場上將有500億個聯網裝置。我國物聯網也正從概念向落到實處發(fā)展??辞逦锫摼W趨勢,早日定位,下一個阿里巴巴、騰訊、盛大也許就是您!

清醒認識物聯網

問:為何說物聯網現在還沒有成熟?

答:回顧計算與應用的三次發(fā)展浪潮,第一次浪潮始于大型機時代,產生于上世紀80年代。第二階段以PC機為主,始于上世紀90年代初,由于PC互聯,誕生了互聯網。第三個階段是無處不在的泛在計算,產生了物聯網。

但物聯網的成熟還要有個過程,估計需要一二十年才會有相應的應用模式。首先,90年代末,我們談論嵌入式系統(tǒng)(后PC),2009年提出了智慧地球、物聯網。預計應該再過七八年才會出現今天互聯網一樣的成功商業(yè)模式。

我們可以回顧第二次浪潮是怎么走過來的:PC機出現十年后才有了互聯網;Yahoo開創(chuàng)了互聯網運營的成功商業(yè)模式,后來Google和阿里巴巴等成功運行了這種商業(yè)模式,前后歷時十左右。因此要誕生一種成功的商業(yè)模式需要時間。在物聯網發(fā)展中,首先要發(fā)現物聯網的雅虎,找到成功的商業(yè)模式。

問:物聯網為嵌入式系統(tǒng)帶來哪些機會?

答:物聯網包括感知層、網絡層和應用層。實際上,最下面的感知層在物聯網產業(yè)鏈里只占8%,感知層包括RFID、傳感器等物理設備。網絡層,即系統(tǒng)集成的費用、價值只占20%~30%。因此,物聯網里硬設備/看得到的東西在產業(yè)鏈里只占30%~40%,真正的產業(yè)效應是在應用和服務,即軟件產業(yè)上??梢?,物聯網產業(yè)不是生產型的產業(yè),而是信息服務的產業(yè),這是物聯網的本質。例如,提出智慧地球的公司不是芯片公司,而是做信息服務的IBM公司。

問:物聯網有哪些關鍵技術?

答:物聯網是信息和物理的融合。美國把CPS(信息融合物理系統(tǒng), Cyber-Physical Systems)作為計算機的一個顛覆性的革命而提出來。因為現在有了計算機,它的處理對象是數字的。而物聯網/CPS要處理的對象是連續(xù)的,跟時間有關,原有的計算體系實際上已不適合物聯網/ CPS。

問:CPS有何特征?

答:CPS融合了3C:計算、通信和控制。尤其控制很重要,因為所有的設備都要控制,因此需要嵌入式系統(tǒng)。

但是難點有幾個:⒈對象現在不是靜態(tài)的,而是動態(tài)的。⒉嵌入式設備要連起來,這不是一件簡單的事情。很多人一定還記得,比爾蓋茨在90年代末曾提出了維納斯計劃,要實現智能家庭/智能冰箱/智能洗衣機等聯網,最后以失敗告終。這其中有兩個原因,第一是不合時機;第二,一些設備本身不具備聯網、瀏覽器等功能。這怎么辦?人們在總結了這些功能之后,就提出了信息平臺的中間件OSGi(Open Service Gateway Initiative)架構,由眾多公司和機構組成了開源組織——OSGi聯盟,針對汽車電子、家庭網絡、移動設備和工業(yè)環(huán)境等特定領域的與互聯網連接的中間件。

問:成功的物聯網應該是什么樣?

答:必定有一朵“云計算”;否則將會是一堆廢銅爛鐵。同時,云計算要有地上具體應用的對象;否則將是一朵浮云。

目前云計算已在日本落地。汽車已成信息終端:通過云計算平臺GAE(Google App Engine) 實現汽車遠程信息服務;還有新型急救醫(yī)療系統(tǒng)、電力銀行和電影院的實況轉播等。如果物聯網沒有后面的云計算,也就沒有后面的60%、70%的真正的應用,同樣道理,如果云計算不落地,永遠只是一個流云。日本自認為有三朵云落地—車聯網、智能電網、混合云。所以物聯網和云是分不開的。

嵌入式系統(tǒng)新理念——Smart System

問:有的公司的戰(zhàn)略叫Smart System,有的叫Intelligent System,它們有區(qū)別嗎?

答:都是一樣的。2011年4月, Intel、微軟、通用汽車、高通、飛思卡爾、ARM、TI和三星等公司在舊金山聯合成立了“Smart技術世界”。Smart system(智能系統(tǒng)或智慧系統(tǒng))的特點是:⒈處理器不是我們以前用的最簡單的8位處理器了,而是32位處理器或SoC。⒉內含高層次的嵌入式操作系統(tǒng)。⒊有聯網功能,徹底解決原先嵌入式系統(tǒng)的孤島現象。

新理念帶來新技術

問:這會對嵌入式系統(tǒng)帶來哪些新的技術革命?

答:嵌入式設計要從面相對象到面相角色轉變,物聯網的計算是跟時間有關的。第二,需要軟硬件協同設計技術。第三,需要嵌入式軟件建模、自動分析和驗證技術。

問:難點是哪些?

答:嵌入式系統(tǒng)是面向特定應用的專用系統(tǒng)。因此,可用軟硬件協同設計把該特定應用的多余的軟硬件裁減掉,其中也包括OS。

另外,從動車事故等看出,可靠性是嵌入式系統(tǒng)最大的問題,但嵌入式系統(tǒng)的很多設計是在開源上完成的,需要把開放的嵌入式系統(tǒng)改造成封閉的專用系統(tǒng)。甚至于你可以到把OS裁到不像OS,甚至沒有OS的這一歷史,那么為什么嵌入式系統(tǒng)還要有OS呢?我的對象目標都已經定了,還要有文件調度,所以這個方式已經失去了意義,應該向無操作系統(tǒng)(演變?yōu)镋vent驅動)的嵌入式系統(tǒng)方向發(fā)展。

第三,要有一些新的建模、自動分析和驗證技術。特點是具有形式化描述和圖形化建模;自動生成TML級代碼,進行相應系統(tǒng)的仿真;自動分析、評估和測試;Cofluent(匯合的)建模和驗證工具,涵蓋多核、實時嵌入式系統(tǒng)等。

新的建模、自動分析和驗證工具優(yōu)勢明顯。據Arthur D. Little公司的調研項目顯示,使用基于模型的設計,開發(fā)成本大大低于傳統(tǒng)的開發(fā)方式。例如英國BAE Systems公司的兩個小組,分別使用兩種模式開發(fā)同一個軟件無線電(SDR)項目,結果基于模型的設計流程比傳統(tǒng)的流程節(jié)省了約80%的時間。

嵌入式 物聯網 CPS

相關閱讀

暫無數據

一周熱門