El estado de desarrollo de los sistemas integrados
Con el desarrollo de la informatización, la inteligencia y las redes, la tecnología de sistemas integrados también ganará un amplio espacio de desarrollo. Cuando el famoso futurista estadounidense Nicholas Negroponte visitó China en enero de 1999, predijo que las herramientas (computadoras) de inteligencia integradas se convertirían en el mayor invento después de las computadoras personales e Internet en 4 o 5 años. En el artículo "Desarrollo y tecnología de computadoras" publicado por el académico Shen Xubing, un conocido experto en sistemas integrados en mi país, en la 11ª Conferencia Nacional de Intercambio Académico de Microcomputadoras celebrada en Wuhan en noviembre de 1998, ofreció una descripción general del desarrollo de chips integrados en los próximos 10 años La industria informática ha sido científicamente elaborada y prospectada. En 1999, el valor de la producción mundial de productos electrónicos superó los 1,2 billones de dólares EE.UU., alcanzando los 1,3 billones de dólares EE.UU. en 2000, y se espera que las ventas alcancen los 1,3 billones de dólares EE.UU. en 2005.
En la década de 1990, la tecnología integrada estaba en pleno apogeo y ahora se ha convertido en la misma dirección de desarrollo para la electrónica, las comunicaciones y los productos de consumo. En el campo de las comunicaciones, la tecnología digital está reemplazando por completo a la tecnología analógica. En el campo de la televisión abierta, Estados Unidos ha iniciado la transición de la televisión analógica a la televisión digital, y la tecnología europea DVB (transmisión de televisión digital) se ha promovido en la mayoría de los países del mundo. La radiodifusión de audio digital (DAB) también ha entrado en las etapas piloto y de comercialización. El software, los circuitos integrados y los nuevos componentes desempeñan un papel cada vez más importante en el desarrollo industrial. Los productos anteriores son inseparables de la tecnología de sistemas integrados. Por ejemplo, la tecnología central de los decodificadores producidos por el Proyecto Venus, que tiene un futuro inconmensurable, utiliza tecnología integrada a nivel de chip de 32 bits o superior. En el ámbito personal, los productos integrados se utilizarán principalmente con fines comerciales personales como software de comunicación y procesamiento de datos móviles personales. Dado que los dispositivos integrados tienen una interfaz natural de interacción persona-computadora, la interfaz multimedia centrada en la pantalla GUI brinda a las personas una gran afinidad. La entrada de texto escrito a mano, el acceso telefónico a Internet por voz, el envío y recepción de correo electrónico y los gráficos e imágenes en color tuvieron un éxito inicial.
Algunas PDA avanzadas han implementado la escritura de caracteres chinos y la mensajería de voz de mensajes de texto en la pantalla, y su uso diario se generalizará cada vez más. Para soluciones empresariales específicas, como gestión logística, escaneo de códigos de barras, recopilación de información móvil, etc., este pequeño sistema integrado portátil desempeñará un papel muy importante. En el campo del control automático, no solo se puede utilizar en equipos especiales como cajeros automáticos, máquinas expendedoras y control industrial, sino que también se puede combinar con equipos de comunicación móvil, GPS y sistemas integrados que también pueden desempeñar un papel enorme. role. Los productos ADSL lanzados recientemente por Changhong están integrados con red, control e información. Este tipo de inteligencia y conexión en red será una nueva tendencia en el desarrollo de electrodomésticos.
En términos de hardware, no solo hay chips de microprocesadores de las principales empresas, sino también varios kits de desarrollo de apoyo para el aprendizaje, la investigación y el desarrollo. En la actualidad, el sistema subyacente y la plataforma de hardware se han vuelto relativamente maduros después de varios años de investigación, y existen todo tipo de chips que pueden realizar diversas funciones. La enorme demanda del mercado también nos proporciona los fondos y la fuerza técnica para el aprendizaje, la investigación y el desarrollo.
Desde la perspectiva del software, también existen bastantes sistemas de software maduros. Los sistemas operativos integrados en tiempo real comercializados en el extranjero que han entrado en el mercado chino incluyen WindRiver, Microsoft, QNX y Nuclear. Los productos de software de sistemas integrados de desarrollo propio de mi país incluyen la plataforma de desarrollo de software integrado DeltaSystem de CoreTek y el sistema operativo integrado Hopen lanzado por la Academia de Ciencias de China (aunque aún no está completo). Al mismo tiempo, debido a que es un punto de acceso a la investigación, podemos encontrar varios recursos gratuitos en Internet, desde documentos de desarrollo de los principales fabricantes hasta varios controladores, códigos fuente de programas e incluso muchos fabricantes proporcionan muestras de microprocesadores. Sin duda, se trata de un tesoro de recursos para que podamos participar en la investigación y el desarrollo en esta área. Para el diseño de software, es relativamente fácil comenzar y desarrollarse más. Esto permite que muchos recién llegados ingresen al estado de investigación con relativa rapidez, lo que favorece la creación activa de todos.
Los sistemas integrados actuales han generado un valor de producción industrial anual de más de 1 billón de dólares estadounidenses. Un informe de la Conferencia de Sistemas Integrados de 1997 señaló que en los próximos cinco años, sólo se basarán en la televisión totalmente digital. Los productos con sistemas informáticos integrados generarán un nuevo mercado de 150 mil millones de dólares al año en Estados Unidos. Un alto directivo del gigante automovilístico estadounidense Ford declaró una vez: "La 'potencia informática' vendida por Ford ha superado la de IBM". A partir de esto, podemos imaginar la escala y la amplitud de la industria de la informática integrada. En la Conferencia de Sistemas Embebidos celebrada en California, EE.UU., en noviembre de 1998, la Internet integrada basada en RTOS se convirtió en un nuevo punto de acceso tecnológico. En China, la "Solución Venus" y la "Solución Women's Pot" alguna vez causaron revuelo. Los decodificadores y los dispositivos de información se han convertido en puntos calientes de TI en los últimos dos años, pero de hecho, se trata de aplicaciones específicas de sistemas integrados en. entornos específicos. Según las encuestas, actualmente existen más de 200 sistemas operativos integrados y diversas herramientas de desarrollo en el mundo, y existen innumerables instrumentos y equipos utilizados en el desarrollo integrado. En nuestro país, aunque las aplicaciones integradas y el desarrollo son muy extensos, este campo está casi vacío. Sólo hay tres o dos empresas y muy poca gente dedicada a esta labor. Se puede ver que el espacio de desarrollo de la tecnología de sistemas integrados es realmente enorme. La era de la información y la era digital han traído enormes oportunidades de desarrollo para los productos integrados. El mercado integrado muestra un futuro brillante y también plantea nuevos desafíos para los fabricantes integrados. De esto podemos ver varios desarrollos importantes en los sistemas integrados en el futuro:
1. El desarrollo integrado es una ingeniería de sistemas, por lo que los fabricantes de sistemas integrados no solo deben proporcionar sistemas de software y hardware integrados, sino también herramientas de desarrollo potentes y software para que el paquete del sistema integrado sea compatible.
En la actualidad, muchos fabricantes han considerado plenamente este punto mientras promocionan el sistema, también consideran el entorno de desarrollo como el foco de la promoción. Por ejemplo, mientras Samsung promueve los chips Arm7 y Arm9, también proporciona placas de desarrollo y paquetes de soporte de placas (BSP). Mientras que WindowCE promueve principalmente el sistema, también proporciona Embedded VC como herramienta de desarrollo, así como el entorno de desarrollo Vxworks Tonado y. La compilación DeltaOS Limda es una manifestación típica de esta tendencia. Por supuesto, esto también es resultado de la competencia en el mercado.
2. Requisitos para la creación de redes y la informatización Con la madurez de la tecnología de Internet y el aumento del ancho de banda, en el pasado ya no existen dispositivos con funciones únicas, como teléfonos, teléfonos móviles, frigoríficos, hornos microondas, etc. ya no tienen funciones únicas y tienen estructuras más complejas.
Esto requiere que los diseñadores de chips integren más funciones en el chip. Para cumplir con la actualización de las funciones de la aplicación, los diseñadores utilizan procesadores integrados más potentes, como chips o señales de 32 y 64 bits. procesador DSP para mejorar las capacidades de procesamiento, al mismo tiempo que agrega interfaces funcionales, como USB, y tipos de bus de expansión, como CAN BUS, para mejorar multimedia, gráficos y otras capacidades de procesamiento, y hacer realidad gradualmente el concepto de sistema en un chip (SOC). En términos de software, la tecnología de programación multitarea en tiempo real y la tecnología de herramientas de desarrollo cruzado se utilizan para controlar la complejidad funcional, simplificar el diseño de aplicaciones, garantizar la calidad del software y acortar el ciclo de desarrollo. Como HP
3. La interconexión de redes se ha convertido en una tendencia inevitable.
Para adaptarse a los requisitos del desarrollo de la red, los futuros dispositivos integrados inevitablemente necesitarán hardware para proporcionar una variedad de interfaces de comunicación de red. Los microcontroladores tradicionales no son suficientes para soportar la red, y la nueva generación de procesadores integrados ha comenzado a incorporar interfaces de red, además de admitir el protocolo TCP/IP, también admiten uno de IEEE1394, USB, CAN, Bluetooth o IrDA. múltiples interfaces de comunicación y también deben proporcionar el software de protocolo de red de comunicación correspondiente y el software de controlador de capa física. El núcleo del sistema de software admite módulos de red e incluso se puede integrar un navegador web en el dispositivo para permitir realmente la conexión en red con varios dispositivos en cualquier momento y en cualquier lugar.
4. Optimice el núcleo y el algoritmo del sistema para reducir el consumo de energía y los costos de software y hardware.
Los futuros productos integrados son dispositivos con hardware y software estrechamente integrados. Para reducir el consumo de energía y los costos, los diseñadores deben optimizar el núcleo del sistema tanto como sea posible y conservar solo el software y el hardware estrechamente relacionados con el sistema. funciones y utilizar el mínimo El uso de recursos para lograr las funciones más apropiadas requiere que los diseñadores elijan el mejor modelo de programación y mejoren continuamente los algoritmos para optimizar el rendimiento del compilador. Por lo tanto, es necesario que el personal de software tenga amplios conocimientos de hardware y desarrolle tecnologías de software integradas avanzadas como Java, Web y WAP.
5. Proporcionar una interfaz hombre-máquina multimedia amigable
El factor más importante para determinar si un dispositivo integrado puede estar cerca de los usuarios es si puede proporcionar una interfaz de usuario muy amigable. La interfaz vívida y el método de control flexible hacen que el dispositivo integrado se sienta como un viejo amigo familiar. Este aspecto requiere que los diseñadores de software integrado trabajen duro en interfaces gráficas y tecnologías multimedia. La entrada de texto a mano, la marcación por voz para acceder a Internet, el envío y recepción de correos electrónicos y los gráficos e imágenes coloridos brindarán a los usuarios una sensación de libertad. Algunas PDA avanzadas han implementado funciones como la escritura de caracteres chinos y la publicación de mensajes cortos de voz en la pantalla, pero todavía queda un largo camino por recorrer antes de que este requisito se aplique a los dispositivos integrados generales.