Descripción general y perspectivas de desarrollo de los sistemas integrados
No habrá grandes perspectivas de desarrollo a corto o medio plazo. Puede que en el futuro se convierta en algo común.
Literatura de Internet:
A medida que entramos en el siglo XXI con plenas expectativas y esperanzas, la tecnología informática también ha comenzado a entrar en una era llamada tecnología post-PC.
En la sociedad actual, cada vez más basada en la información, los ordenadores y las redes han penetrado en todos los rincones de la vida diaria. Para cada uno de nosotros, lo que necesitamos ya no es sólo una "máquina" informática colocada en el escritorio para procesar archivos, gestionar el trabajo y controlar la producción, la cantidad de aplicaciones de varios nuevos dispositivos de sistemas integrados ha superado con creces a las computadoras de uso general. Cualquier persona común, desde grande hasta pequeña, puede poseer diversos productos electrónicos que utilizan tecnología integrada, desde pequeños productos digitales como MP3 y PDA hasta grandes electrodomésticos de red, electrodomésticos inteligentes y equipos electrónicos montados en vehículos. En los campos industrial y de servicios, las máquinas herramienta digitales, las herramientas inteligentes, los robots industriales y los robots de servicios que utilizan tecnología integrada cambiarán gradualmente los métodos industriales y de servicios tradicionales.
En la actualidad, la tecnología de sistemas integrados se ha convertido en una de las tecnologías más populares, atrayendo a una gran cantidad de talentos destacados para invertir en ella. Sin embargo, aún se está debatiendo qué es un sistema integrado y qué tipo de tecnología se puede llamar tecnología integrada. La definición de sistemas integrados ha provocado mucho debate en muchas comunidades de foros. Sobre este tema, podemos hablar en sentido amplio y estricto respectivamente:
A grandes rasgos, se puede considerar que todos los sistemas de software y hardware dedicados con microprocesadores pueden denominarse sistemas embebidos. Como núcleo del sistema, los microprocesadores incluyen tres tipos: MCU, DSP y MPU. Entonces, algunas personas simplemente dijeron: "Los sistemas integrados se refieren a la integración de sistemas operativos y software funcional en sistemas de hardware informático". Otros creen que los sistemas integrados se centran en las aplicaciones, se basan en tecnología informática y el software y el hardware están personalizados para cumplir con los requisitos. Requisitos de aplicación. El sistema tiene requisitos estrictos en cuanto a funcionamiento, confiabilidad, costo, volumen, consumo de energía y otros sistemas informáticos especiales. Cabe decir que este último da una mejor definición de los sistemas integrados en términos de características funcionales de la aplicación, y el análisis de los conceptos integrados debe comenzar desde la perspectiva de la aplicación.
En un sentido estricto, hacemos más hincapié en aquellos sistemas que utilizan microprocesadores integrados para formar sistemas independientes, tienen sus propios sistemas operativos y tienen ciertas funciones específicas. El microprocesador aquí se refiere a un microprocesador de 32 bits o superior. Según esta definición, un sistema integrado típico tiene una pequeña placa base de control industrial integrada que utiliza x86, que tiene un espacio de aplicación muy amplio en diversos equipos de automatización y productos mecánicos digitales. Otra categoría importante son los sistemas pequeños compuestos por chips de propósito especial de Intel, Motorola, etc., que no sólo han ganado un enorme espacio de desarrollo y aplicación en la electrónica de consumo y los instrumentos de comunicación emergentes, sino que también tienen una tendencia a reemplazar a las computadoras industriales tradicionales. Ahora todo el mundo es más consciente de que la primavera de la tecnología integrada ya está aquí. No es de extrañar que los sistemas integrados sean una de las tecnologías más populares en este momento. (Los sistemas integrados de los que hablo a continuación se refieren a sistemas con microprocesadores de 32 y 64 bits).
Los sistemas integrados pueden considerarse una nueva estrella en la era post-PC y post-red. En comparación con las computadoras tradicionales de uso general y los productos digitales, los productos que utilizan tecnología integrada tienen sus propias características:
1 Dado que los sistemas integrados utilizan microprocesadores para lograr funciones relativamente únicas y sistemas operativos independientes, a menudo no requieren una. gran cantidad de periféricos. Entonces, en términos de volumen, el consumo de energía tiene sus propias ventajas. En comparación, una PDA que utiliza Windows CE puede durar unos días con sólo la fuente de alimentación incorporada, mientras que cualquier portátil sólo puede durar unas 3 horas.
2. El sistema integrado es el producto de la combinación de tecnología informática, tecnología de semiconductores y tecnología electrónica con aplicaciones específicas en diversas industrias. Debido a la relativa escasez de espacio y diversos recursos, el hardware y software de los sistemas integrados deben diseñarse con alta eficiencia, personalización y redundancia, esforzándose por lograr un mayor rendimiento en la misma área del chip de silicio, para lograr un mejor rendimiento en Aplicaciones específicas, más competitivas en la selección de procesadores.
3. Los sistemas integrados son producto de un alto grado de integración de software y hardware. Para mejorar la velocidad de ejecución y la confiabilidad del sistema, el software en los sistemas integrados generalmente se solidifica en el chip de memoria o en el microcontrolador, en lugar de almacenarse en un soporte como un disco. Con la realización de sistemas en chips y sistemas en placas, productos como pdas tienen interfaces operativas y métodos operativos más familiares, que son más completos y prácticos que las funciones de comunicación empresarial tradicionales.
4. Para adaptarse a los requisitos de las estructuras y aplicaciones de procesamiento distribuido integradas en Internet, los sistemas integrados del siglo XXI requieren una o más interfaces de comunicación de red estándar. De acuerdo con los requisitos de las redes externas, los dispositivos integrados deben estar equipados con interfaces de comunicación, que requieren el soporte del software del conjunto de protocolos TCP/IP. Debido a la relevancia de los electrodomésticos (como alarmas antirrobo, control de energía luminosa, intercambio de información entre equipos de vídeo y terminales de información) y la coordinación de instrumentos de campo experimentales, la nueva generación de dispositivos integrados también necesita tener IEEE1394, USB, CAN, Bluetooth o IrDA, etc. La interfaz de comunicación también debe proporcionar el software de protocolo de red de comunicación correspondiente y el software de controlador de capa física. Para soportar modos de programación específicos de software de aplicación, como modos de programación web o web inalámbrica, también se necesitan los navegadores correspondientes, como HTML y WML.
5. Dado que los sistemas integrados a menudo se integran orgánicamente con aplicaciones específicas y sus actualizaciones se sincronizan con productos específicos, una vez que los productos de sistemas integrados ingresan al mercado, sus ciclos de vida son muy largos.
Aunque el término sistema embebido sólo se ha popularizado en los últimos años. Pero ya en la década de 1980, algunas organizaciones y empresas internacionales de TI comenzaron a desarrollar sistemas integrados comerciales y sistemas operativos dedicados. En términos de hardware, los microprocesadores de 32 y 64 bits son el núcleo de los sistemas integrados actuales y su uso también es una tendencia importante en el futuro. Para apoderarse de este mercado infinitamente vasto, los principales fabricantes de hardware compiten para lanzar productos, incluidos Intel, Motorola, Philips, AMD, etc. Para no quedarse atrás, aparecen nuevos productos casi todos los meses. Desde noviembre, Microchip lanzó un microcontrolador (DSC) con capacidades de procesamiento de señales digitales y Atmel lanzó un sistema en chip programable (PsoC) para el mercado de consumo. La competencia cada vez más feroz en el mercado también ha aportado una vitalidad ilimitada al desarrollo de la tecnología integrada.
En términos de software, actualmente todo el software principal se distribuye por igual en todo el mundo. VxWorks es el sistema más utilizado y con mayor cuota de mercado en el campo de los sistemas integrados. Admite una variedad de procesadores, pero debido a que muchas API son exclusivas del propio sistema, la compatibilidad del desarrollo se ve muy afectada. Os-9 está diseñado principalmente para productos de alta tecnología, mejora la seguridad y la tolerancia a fallas y tiene buenas capacidades de actualización y flexibilidad. El sistema operativo de Palm Palm Os y Windows CE de Microsoft son los dos gigantes de los sistemas operativos de PDA. Debido al diseño modular de Windows CE, puede personalizar dispositivos electrónicos de consumo, desde PDA hasta controladores industriales especiales, junto con la sólida fortaleza técnica de Microsoft, aunque Palm todavía ocupa la mayor parte de la participación de mercado, hay razones para creer que Win CE definitivamente lo hará. Conviértete en el amo del software del sistema PDA. Debido al rápido crecimiento del mercado internacional de PDA, existe una gran demanda de aplicaciones basadas en Palm y Win CE. Este tipo de software tiende a especializarse debido a su única función de sistema. Existe una gran demanda de diversos programas de comunicación y gestión para dispositivos portátiles. Al mismo tiempo, el entorno de desarrollo es completo y se puede realizar completamente en una PC. Se puede depurar mediante simulación de software y descargarlo a la máquina después de pasar la simulación. Y debido a que se puede utilizar una gran cantidad de funciones API y SDK de PC, el proceso de desarrollo se basa en tecnologías maduras existentes y es relativamente simple, lo que atrae a una gran cantidad de desarrolladores de software para ingresar a este campo.
En los próximos años, 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 Negroponte visitó China en junio de 1999, predijo que las herramientas (computadoras) de inteligencia integradas serían el mayor invento después de las computadoras personales e Internet en cuatro o cinco años. Shen Xubang, un conocido experto en sistemas integrados en mi país, publicó el artículo "Desarrollo y tecnología de computadoras" en la 11ª Conferencia Nacional de Intercambio Académico de Microcomputadoras en Wuhan en junio de 1998, brindando una explicación científica y perspectivas para la industria informática basada en sistemas integrados. chips en los próximos 10 años. En 1999, el valor de la producción mundial de productos electrónicos superó los 120 mil millones de dólares, alcanzando los 130 mil millones de dólares en 2000, y se espera que las ventas alcancen los 180 mil millones de dólares en 2005.
En la década de 1990, la tecnología integrada estaba completamente desarrollada y ahora se ha convertido en la dirección del desarrollo de 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 radio y la televisión, Estados Unidos ha comenzado a transformarse de la televisión analógica a la televisión digital, y la tecnología DVB (transmisión de televisión digital) de Europa se ha vuelto popular en la mayoría de los países del mundo.
La transmisión de audio digital (DAB) también ha entrado en la etapa de prueba comercial. El software, los circuitos integrados y los nuevos componentes desempeñan un papel cada vez más importante en el desarrollo industrial. Todos los productos anteriores son inseparables de la tecnología de sistemas integrados. Venustech, que tiene un futuro inconmensurable, planea producir decodificadores. La tecnología principal es utilizar tecnología integrada de nivel de chip de 32 bits o superior. En el ámbito personal, los productos integrados serán utilizados principalmente por particulares 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 sensación de intimidad. La entrada de texto escrito a mano, el acceso telefónico a Internet por voz, el correo electrónico, los gráficos e imágenes en color han comenzado a dar frutos.
En la actualidad, algunas PDA avanzadas han realizado la escritura de caracteres chinos en la pantalla y la emisión de mensajes de texto por voz, y su uso diario se irá generalizando cada vez más. Soluciones específicas para empresas, 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 utilizar en combinación con equipos de comunicación móvil, GPS, entretenimiento, etc. Los sistemas integrados también pueden desempeñar un papel muy importante. Recientemente, Changhong lanzó productos ADSL que integran red, control e información. Este tipo de inteligencia y conexión en red será la nueva tendencia en el desarrollo de electrodomésticos. Se puede ver que el espacio de desarrollo de la tecnología de sistemas integrados es realmente amplio.
Los sistemas integrados son un tema de investigación candente. Instándonos a dedicarnos a esta amplia causa. Al mismo tiempo, también podemos encontrar que, dado que los sistemas integrados no aparecieron repentinamente, la investigación sobre aplicaciones de microprocesadores y sistemas de hardware tiene una larga historia de desarrollo. Por lo tanto, nos resulta fácil obtener información de I+D tanto desde el punto de vista del hardware como del software.
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. Los sistemas subyacentes y las plataformas de hardware actuales se han vuelto relativamente maduros después de varios años de investigación, y existe una variedad de chips que implementan diversas funciones. Y la enorme demanda del mercado nos proporciona fondos de I+D y solidez técnica. En términos de software, también existen muchos sistemas de software maduros. Los sistemas operativos integrados en tiempo real comercializados en el extranjero han entrado en el mercado chino, como WindRiver, Microsoft, QNX y Nuclear. Los productos de software de sistemas integrados desarrollados independientemente en China, como la plataforma de desarrollo de software integrado DeltaSystem de CoreTek, incluyen no sólo el sistema operativo integrado en tiempo real DeltaCore, sino también el conjunto de herramientas de desarrollo cruzado, herramientas de prueba y componentes de aplicaciones LamdaTools. Además, la Academia de Ciencias de China también lanzó el sistema operativo integrado Hopen (aunque aún no es perfecto). 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 y códigos fuente de programas, e incluso muchos fabricantes proporcionan muestras de microprocesadores. Sin duda, se trata de un tesoro escondido para nuestra investigación y desarrollo en este campo. Para el diseño de software, es relativamente fácil comenzar o desarrollarse más. Esto permite que muchos principiantes ingresen al estado de investigación con relativa rapidez, lo que favorece la creatividad activa de todos.
Los sistemas integrados son la columna vertebral de la era post-PC. Tenemos razones para creer que el futuro de la tecnología electrónica estará dominado por la tecnología de sistemas integrados.