《嵌入式系統(tǒng)緒論》PPT課件.ppt

1、第1講 嵌入式系統(tǒng)緒論,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 賈智平,計(jì)算機(jī)學(xué)科與其他學(xué)科的不同點(diǎn),計(jì)算機(jī)學(xué)科的概念 計(jì)算機(jī)學(xué)科中的指數(shù)現(xiàn)象 理論，技術(shù)，工程的綜合性 創(chuàng)造性,計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì),不斷的擴(kuò)展，外延 從信息空間向物理世界，人類(lèi)社會(huì)擴(kuò)展 從硬件，軟件服務(wù)向人際合作演變,發(fā)展背景,計(jì)算機(jī)應(yīng)用深入、廣泛 WWW的出現(xiàn)，將“計(jì)算”泛化、平民化了 “會(huì)計(jì)算機(jī)”已經(jīng)不再是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生獨(dú)有的優(yōu)勢(shì) 基本的優(yōu)勢(shì)正在失去 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的一種危機(jī)：學(xué)生專(zhuān)業(yè)自豪感下降，高考錄取分?jǐn)?shù)在校內(nèi)相對(duì)排名下降 ！ 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)如何生存： “計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)還有幾分天下？” 、“什么叫我是搞計(jì)算機(jī)的 ？”,啟示,計(jì)算機(jī)教育發(fā)展以國(guó)家需求

2、為目標(biāo)和驅(qū)動(dòng)力 注重學(xué)習(xí)國(guó)際先進(jìn)技術(shù) 如：技術(shù)、系統(tǒng)、人才、優(yōu)秀教材 充分認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐性特點(diǎn) 師資隊(duì)伍是保證教育質(zhì)量的關(guān)鍵 計(jì)算機(jī)教育內(nèi)容必須及時(shí)調(diào)整,社會(huì)需求分析,基本觀點(diǎn) 國(guó)家和社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科人才需求與信息化的目標(biāo)、進(jìn)程密切相關(guān) ，計(jì)算機(jī)市場(chǎng)很大程度上決定著對(duì)計(jì)算機(jī)人才的層次結(jié)構(gòu)、就業(yè)去向、能力與素質(zhì)等方面的具體要求 計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生不是數(shù)量太多或質(zhì)量太差，而是滿足社會(huì)需要的針對(duì)性不夠強(qiáng)、結(jié)構(gòu)上不合理 計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)應(yīng)是與社會(huì)需求相匹配的金字塔結(jié)構(gòu),美國(guó)勞工部統(tǒng)計(jì)局2006年報(bào)告:2004-2014增長(zhǎng)最多的職位,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)通信分析員（設(shè)計(jì)，測(cè)試與評(píng)估企業(yè)信息系統(tǒng)） 第

3、2位: 增加54.6%； 主要為學(xué)士 23萬(wàn)人 計(jì)算機(jī)軟件工程師, 應(yīng)用 （分析用戶需求；設(shè)計(jì)，構(gòu)建與維護(hù)應(yīng)用軟件） 第5位: 增加48.8%；主要為學(xué)士 46萬(wàn)人 計(jì)算機(jī)軟件工程師，系統(tǒng) （協(xié)調(diào)企業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)建與維護(hù)，規(guī)劃未來(lái)發(fā)展） 第8位: 增加43.0%； 主要為學(xué)士 34萬(wàn)人,網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理員 （設(shè)計(jì)，安裝與維護(hù)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境） 第11位: 增加38.4%, 主要為學(xué)士 28萬(wàn)人 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員 （組織與管理數(shù)據(jù)） 第12位: 增加38.2%, 主要為學(xué)士 10萬(wàn)人 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析員 （應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)滿足企業(yè)個(gè)性需要） 第25位: 增加31.4%, 主要為學(xué)士 49萬(wàn)人 (括弧

4、中為2004年從業(yè)人數(shù)）,信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)方向,信息技術(shù)作為大學(xué)人才培養(yǎng)的一個(gè)知識(shí)體系，其基本目標(biāo)是: 圍繞社會(huì)中各種組織機(jī)構(gòu)（以及個(gè)人）的需求 通過(guò)對(duì)計(jì)算技術(shù)的選擇、應(yīng)用和集成 創(chuàng)建優(yōu)化的信息系統(tǒng) 并對(duì)其運(yùn)行實(shí)行有效的技術(shù)維護(hù)和管理。,信息技術(shù)方向要求的基本能力,對(duì)信息技術(shù)領(lǐng)域的核心技術(shù)和概念能熟練運(yùn)用 為解決個(gè)人和組織機(jī)構(gòu)所面臨的問(wèn)題，能系統(tǒng)地分析、確定和闡明用戶的需求 能設(shè)計(jì)高效實(shí)用的信息技術(shù)解決方案，并善于將該解決方案和用戶環(huán)境整合,信息技術(shù)方向要求的基本素質(zhì),能鑒別和評(píng)價(jià)當(dāng)前流行的和新興的技術(shù)，根據(jù)用戶需求評(píng)估其適用性 能分析技術(shù)對(duì)個(gè)人，組織，社會(huì)帶來(lái)的影響，包括倫理，法律和政策等方面問(wèn)

5、題 善于總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)與失敗教訓(xùn)，并能用于指導(dǎo)后續(xù)實(shí)踐 具有獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力,所要求的交流與學(xué)習(xí)能力,能將個(gè)人行動(dòng)與團(tuán)隊(duì)合作相融合，在隊(duì)伍中相互協(xié)作來(lái)達(dá)到團(tuán)隊(duì)的共同目標(biāo) 能通過(guò)口頭和書(shū)面的方式，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)膶?zhuān)業(yè)詞匯和客戶、用戶及同伴進(jìn)行有效的交流和溝通 具有終身學(xué)習(xí)的意識(shí),計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)與就業(yè),專(zhuān)業(yè)興趣的培養(yǎng) 專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng) 專(zhuān)業(yè)意識(shí)的培養(yǎng),中國(guó)的電子信息產(chǎn)業(yè),中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng) 工業(yè)增加值和利潤(rùn)都很低，R&D投入低 自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，主要核心技術(shù)和關(guān)鍵元器件依賴外國(guó) 因此現(xiàn)在我們的目標(biāo)是：“從信息大國(guó)發(fā)展到信息強(qiáng)國(guó)”，“從中國(guó)制造發(fā)展到中國(guó)創(chuàng)造”,主要問(wèn)題,工業(yè)增加值和利潤(rùn)率很

6、低，且百?gòu)?qiáng)總利潤(rùn)有下降的趨勢(shì)，大多是做低端的裝配、加工 核心技術(shù)和關(guān)鍵元器件等大多依賴外國(guó)，如CPU、OS、LCD顯示器等等，基本上依賴外國(guó)，整機(jī)廠商很少能有利潤(rùn)。 R&D投入不足，2008年電子百?gòu)?qiáng)企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)占營(yíng)業(yè)收入的比率為3.9%，明顯高于全行業(yè)1.8%的平均水平。國(guó)外IBM等大公司保持15%。,隨著國(guó)際金融危機(jī)的沖擊效應(yīng)逐步顯現(xiàn)，當(dāng)前行業(yè)出現(xiàn)了一些值得關(guān)注的問(wèn)題： 企業(yè)虧損面加大，規(guī)模以上制造業(yè)虧損面達(dá)到25%，同比提高2個(gè)百分點(diǎn)； 部分基礎(chǔ)行業(yè)困難加大，集成電路、印制電路行業(yè)利潤(rùn)分別下降43.5%和10.8%，光電器件行業(yè)利潤(rùn)增速同比下降了54個(gè)百分點(diǎn)； 大企業(yè)兼并重組明顯增多，特

7、別在軟件服務(wù)和半導(dǎo)體領(lǐng)域表現(xiàn)突出； 美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)紛紛對(duì)集成電路企業(yè)給予資金支持，對(duì)信息產(chǎn)業(yè)核心制高點(diǎn)的爭(zhēng)奪日趨激烈。,面臨形勢(shì),展望,我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)十分嚴(yán)峻，機(jī)遇同樣巨大。 全球市場(chǎng)形勢(shì)不容樂(lè)觀，出口增速可能繼續(xù)下滑； 電信企業(yè)重組完成后積極推進(jìn)3G投資，將帶來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)格局的調(diào)整變化。 全球IT支出將在3%以下，計(jì)算機(jī)出貨量增長(zhǎng)4%，手機(jī)、彩電、集成電路將下降2-10%； 國(guó)內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)收入增長(zhǎng)12%左右，其中制造業(yè)約10%，軟件業(yè)22-25%，一季度全行業(yè)發(fā)展速度將大幅放緩。,缺乏核心技術(shù)受制于人的例子,例1：我國(guó)DVD產(chǎn)業(yè)因?yàn)樾韪陡哳~專(zhuān)利費(fèi)而全行業(yè)陷入困

8、境，一臺(tái)DVD機(jī)銷(xiāo)售價(jià)僅60美元，但專(zhuān)利費(fèi)最高需付21美元，利潤(rùn)幾乎為零； 例2：2007年3月在德國(guó)漢諾威消費(fèi)電子、信息及通信博覽會(huì)（CeBIT）上，數(shù)家中國(guó)MP3廠商遭遇國(guó)外企業(yè)的“專(zhuān)利狙擊”，展臺(tái)遭到德國(guó)海關(guān)查抄，損失重大。 例3：電視行業(yè)在跨國(guó)公司帶動(dòng)下，被動(dòng)地從CRT電視轉(zhuǎn)到LCD電視，但LCD顯示器基本上依賴外國(guó)，因此利潤(rùn)很低，好的公司也只有2%左右，差的公司就要虧損。,制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的途徑,應(yīng)增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，大力發(fā)展嵌入式系統(tǒng)，掌握核心技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，主要是： 嵌入式軟件 集成電路設(shè)計(jì) 關(guān)鍵元器件,振興電子制程技術(shù)、壯大電子制程企業(yè)是突破行業(yè)“短板”、實(shí)現(xiàn)電子強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的突破口。

9、 電子制程是指電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造工藝流程。 電子制程應(yīng)用可令電子信息制造業(yè)生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)成本降低、工藝品質(zhì)引起的事故減少,2010年上半年軟件業(yè)務(wù)收入,累計(jì)實(shí)現(xiàn)6048億元，同比增長(zhǎng)29.1%，增速比去年同期提高6.4個(gè)百分點(diǎn)。,Company Logo,2010上半年軟件收入情況構(gòu)成,嵌入式系統(tǒng)軟件收入1042億元，同比增長(zhǎng)19.6%，增速比去年同期提高2.5個(gè)百分點(diǎn)。,Company Logo,2009年軟件產(chǎn)業(yè)收入構(gòu)成情況,全行業(yè)完成軟件產(chǎn)品收入3288億元，同比增長(zhǎng)26.3%,Company Logo,嵌入式軟件,軟件產(chǎn)品收入3166億元，同比增長(zhǎng)32%。軟件技術(shù)服務(wù)1455億元，

10、同比增長(zhǎng)39.9%，其中軟件外包服務(wù)收入203億元，增速達(dá)100%以上。嵌入式軟件收入1118億元，同比增長(zhǎng)25.5%。系統(tǒng)集成收入1616億元，同比增長(zhǎng)25.2%。IC設(shè)計(jì)收入217億元，同比增長(zhǎng)16%。軟件出口142億美元，同比增長(zhǎng)39%，其中軟件外包出口15.9億美元，同比增長(zhǎng)54%。,進(jìn)一步分類(lèi),嵌入式軟件的地位,中國(guó)制造業(yè)規(guī)模巨大，嵌入式軟件有巨大的市場(chǎng)需求，是中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵，已有華為、中興等成功的例子。 嵌入式軟件難以測(cè)算，目前信息產(chǎn)業(yè)部制訂了“嵌入式軟件權(quán)數(shù)”（例如路由器為0.19，移動(dòng)通信基站為0.30，自主開(kāi)發(fā)手機(jī)為0.08等等），使嵌入式軟件的計(jì)算規(guī)范起來(lái)。這

11、一方法在實(shí)踐中還需要不斷完善。,集成電路設(shè)計(jì),自2000年國(guó)發(fā)18號(hào)文件以來(lái)，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，包括IC設(shè)計(jì)、IC生產(chǎn)、測(cè)試、封裝等等都有很快的發(fā)展。中國(guó)有巨大的市場(chǎng)需求，為發(fā)展IC產(chǎn)業(yè)提供了優(yōu)越的條件。 IC設(shè)計(jì)所需投入不大，主要是人才，所以容易發(fā)展起來(lái)，目前從專(zhuān)用芯片、嵌入式CPU到高性能CPU，中國(guó)都已能進(jìn)行設(shè)計(jì)。 IC生產(chǎn)需要投入大，需要更長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展。,電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃,2009年2月18日國(guó)務(wù)院總理溫家寶主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，審議并原則通過(guò)了電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃，確定了今后三年電子信息產(chǎn)業(yè)的三大重點(diǎn)任務(wù)： 完善產(chǎn)業(yè)體系，確保骨干產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定增長(zhǎng)，著重增強(qiáng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)

12、競(jìng)爭(zhēng)力，加快電子元器件產(chǎn)品升級(jí)，推進(jìn)視聽(tīng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。 立足自主創(chuàng)新，著重建立自主可控的集成電路產(chǎn)業(yè)體系，提高軟件產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展能力。 以應(yīng)用帶發(fā)展，大力推動(dòng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新和服務(wù)模式創(chuàng)新，著重在通信設(shè)備、信息服務(wù)和信息技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域培育新的增長(zhǎng)點(diǎn)。,高性能通用芯片,中科院計(jì)算所研制的龍芯2E，是中國(guó)大陸地區(qū)第一個(gè)采用90納米設(shè)計(jì)技術(shù)的處理器，最高主頻達(dá)到1.0GHz，峰值運(yùn)算速度達(dá)到每秒40億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算,在單處理器設(shè)計(jì)方面已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平 龍芯只能運(yùn)行Linux，因此它的推廣主要取決于軟件，取決于Linux，尤其是桌面Linux。目前主要在某些專(zhuān)用領(lǐng)域推廣。,專(zhuān)用集成電路芯片（ASIC）,如“

13、中星微”的計(jì)算機(jī)圖像輸入芯片大規(guī)模打入國(guó)際市場(chǎng)，被三星，索尼，戴爾，惠普等跨國(guó)公司采用，占領(lǐng)該領(lǐng)域60%以上的份額，2006年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售超過(guò)10億元人民幣。 2007年6月推出的目前市場(chǎng)上最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)攝像頭處理芯片VC0336在全球高端筆記本市場(chǎng)的出貨量已超過(guò)500萬(wàn)枚。,“中星微”重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系的建設(shè)和保護(hù)，至今已申請(qǐng)了808項(xiàng)國(guó)內(nèi)外技術(shù)專(zhuān)利，8項(xiàng)集成電路著作權(quán)，6項(xiàng)軟件著作權(quán)，擁有了一個(gè)尚無(wú)任何法律糾紛的由多層次商業(yè)機(jī)密及專(zhuān)利權(quán)組成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。 其他很多公司（如展訊、炬力等等）都在各自領(lǐng)域有很好的業(yè)績(jī)。,嵌入式CPU,龍芯、眾志、THUNP、C-Core、君正等等嵌入式芯片已用于網(wǎng)絡(luò)計(jì)

14、算機(jī)、稅控收款機(jī)和其他嵌入式設(shè)備。某些芯片已能與國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，在價(jià)格、低功耗等指標(biāo)方面有一定優(yōu)勢(shì)。 因?yàn)檫@一領(lǐng)域很廣，沒(méi)有誰(shuí)能壟斷，發(fā)展空間大，預(yù)計(jì)國(guó)產(chǎn)芯片將逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。,關(guān)鍵元器件,關(guān)鍵元器件尤其是薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)已成為制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。 據(jù)預(yù)計(jì)，TFT-LCD全球市場(chǎng)規(guī)模2005年達(dá)603億美元，2010年TFT-LCD產(chǎn)值將達(dá)到879億美元，占到整個(gè)平板顯示產(chǎn)業(yè)84%的份額。 TFT-LCD價(jià)值比重大，占電視機(jī)等終端產(chǎn)品整機(jī)成本比重的80%、監(jiān)視器的85%、筆記本電腦的25%、手機(jī)的10%。,TFT-LCD應(yīng)用產(chǎn)品,我國(guó)是TFT-LCD應(yīng)用產(chǎn)品全球最

15、大的生產(chǎn)國(guó)，也是全球最重要的消費(fèi)國(guó) 2007年，國(guó)內(nèi)共生產(chǎn)彩電8807萬(wàn)臺(tái)，同比增加了0.4% 2007年，國(guó)內(nèi)CRT彩電的產(chǎn)量回落至6000萬(wàn)臺(tái)水平，占總產(chǎn)量的比重不足70%；液晶電視產(chǎn)量2600萬(wàn)臺(tái)，約占總產(chǎn)量的30%。 我國(guó)目前在TFT-LCD電視上的用屏幾乎全部進(jìn)口。 我國(guó)TFT-LCD企業(yè)規(guī)模不夠大，還不具有適合生產(chǎn)電視用的第6代（1.51.8米2）及以上的生產(chǎn)線。,盡快擺脫依賴外國(guó)TFT-LCD的局面,骨干企業(yè)京東方、上廣電和龍騰光電等尚未達(dá)到可營(yíng)利的最小規(guī)模，應(yīng)通過(guò)整合資源,形成有足夠規(guī)模的TFT-LCD龍頭企業(yè)，帶動(dòng)全行業(yè)的發(fā)展。 應(yīng)給以稅收、貸款、融資等等政策優(yōu)惠,并通過(guò)國(guó)家項(xiàng)目支持TFT-LCD的研發(fā)。 應(yīng)加大資金投入,擴(kuò)大現(xiàn)有五代線規(guī)模、爭(zhēng)取獲得規(guī)模效益，并盡快發(fā)展下面各代生產(chǎn)線，使我國(guó)盡快擺脫依賴外國(guó)TFT-LCD的局面。,總 結(jié),2010年6月7日，在兩院院士大會(huì)上，胡錦濤總書(shū)記在談到“深刻認(rèn)識(shí)