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嵌入式軟體與系統發展週期的重大演進
物聯網帶動轉型契機

【作者: Ganesh Ramamoorthy】   2014年07月01日 星期二

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隨著時間演進,這些微處理器平台逐漸整合為特定應用標準產品(ASSP)與特殊應用積體電路(ASIC),導致半導體製造商必須提供能修改的軟體堆疊上層。裝置特色與功能不斷增加,相關軟體碼的需求因此呈倍數成長,進而造成多數,甚至可以說是全部的核心嵌入軟體任務都落在晶片製造商的身上。


OEM代工業者的軟體人才因此嚴重流失。現在他們靠製造人才與擴充能力提供市場差異化,而系統單晶片廠商則因為過去多半著重硬體工程而非軟體,只能繼續提供功能齊全且整合的嵌入式軟體設計。


雖然相關晶片在功耗或特定功能方面仍可提供市場差異化,但「即時」(on the fly)改變軟體(最後的功能層)的能力變得愈趨重要。這是因為晶片廠商必須延伸設計的應用範圍,並縮短產品上市時間。


此外,他們必須更快且更有效率地對市場變化做出回應,同時為產品發展市場差異,推出新的產品特色與功能。因此,晶片廠商越來越仰賴有效地使用嵌入式軟體,才能應付此一關鍵需求。


此外也很明顯可以看出,晶片廠商的嵌入式軟體研發經費增加,尤其是先進製程節點。目前嵌入式軟體研發的成本相當於先進製程節點的硬體研發成本。除此之外,由於愈來愈多消費性裝置採用多核心處理器,我們預期晶片廠商與設備製造商對嵌入式軟體研發工具的需求將會爆增。


這將為嵌入式軟體開發商與工具供應商帶來極大商機。然而,財力雄厚的晶片廠商與設備製造商也開始在嵌入式軟體工具供應商當中尋找收購對象,以納入相關技術,藉此提升競爭力並達成產品的市場差異化。


除了半導體與電子技術,嵌入式軟體與嵌入式系統也為其他科技帶來影響:從油氣、製藥與能源公共事業等各種製造業所採用的作業技術,一直到因為連網裝置與智慧系統逐漸普及而得以推動的物聯網都受其影響。


這些變革都需要相互連結且能夠處理多種功能的嵌入式軟體與系統設計;獨立且僅具固定功能的裝置已不符時代需求。


因此,嵌入式軟體在現代電子裝置所扮演的角色日益重要,也影響了晶片廠商、晶片設計服務供應商、裝置製造商、產品工程服務供應商、軟體開發商與嵌入式系統開發商新產品/服務開發的規劃方式。在未來幾年內,嵌入式軟體也將大幅改變半導體與電子產業的競爭態勢。



圖一 : 2013年嵌入式軟體與系統發展週期
圖一 : 2013年嵌入式軟體與系統發展週期資料來源:Gartner,2013年7月

發展週期

在嵌入式軟體與系統發展週期當中(參見圖一),我們列出了36種新興科技與技術,它們皆對整個半導體產業有所貢獻,其中又特別有利於嵌入式軟體與系統開發族群。其中幾項可視為移轉型技術,例如:行動裝置的軟體無線電(SDR)、嵌入式虛擬化監管程式(hypervisor)以及物聯網與智慧微塵(smart dust)。


這幾類技術已經有能力影響並推動嵌入式軟體與系統開發技術的演進,降低系統成本並減少功耗,亦可能為既有科技市場帶來極大的影響,因其有可能取代並改變現今既有的程式設計與產品研發作業方式。


此發展週期中所列出的所有技術都很重要,代表了龐大的市場與投資商機。接近期望膨脹期(Peak of Inflated Expectations)的技術並不一定比其他技術更為重要;它們只是處於發展週期高峰,市場期望與媒體關注也高於其他技術。


從歷史經驗來看,嵌入式軟體與系統市場所遇到的技術挑戰,過去都已一次又一次加以克服,而這樣的狀況短期內不太可能改變。


發展週期趨勢讓我們一瞥未來科技解決方案的樣貌,也代表Gartner對幾種最有趣且最重要的嵌入式軟體與系統技術未來發展的看法。此份技術清單是依照業界關注程度與分析師偏好加以篩選。各種技術在發展週期當中的定位,則是根據次級技術存在的平均認知所排定,造成排名有所不同。


這個發展週期中大多數技術都應該視為促成技術(enabling technology),未來將帶動並支援各種嵌入式系統,而技術的普及程度則隨應用而有所不同。


(作者為Gartner研究總監 Ganesh Ramamoorthy)


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