嵌入式激發(fā)創(chuàng )新

摘要：本文通過(guò)參觀(guān)美國FTF(Freescale技術(shù)論壇)，以及對Intel公司數字企業(yè)事業(yè)部副總裁兼嵌入式與通信事業(yè)部總經(jīng)理Doug  Davis的訪(fǎng)問(wèn)，探討了從兩大嵌入式公司角度看嵌入式技術(shù)和產(chǎn)品在工業(yè)控制、汽車(chē)、視頻監控、醫療電子、高效網(wǎng)絡(luò )等方面的應用機會(huì )。

關(guān)鍵詞：嵌入式；工廠(chǎng)自動(dòng)化；數字視頻；醫療電子

　　嵌入式系統成為了電子工程師創(chuàng )新的沃土。Freescale的CEO兼董事會(huì )主席Rich Beyer認為嵌入式可以實(shí)現綠色、健康和安全、高效網(wǎng)絡(luò )連接，嵌入式控制市場(chǎng)相比于PC市場(chǎng)非常巨大(圖1)。Intel公司首席執行官歐德寧先生說(shuō)發(fā)現了一個(gè)為Intel帶來(lái)巨大商業(yè)機會(huì )的第四大市場(chǎng)——嵌入式設備市場(chǎng)。前三個(gè)市場(chǎng)分別是消費電子、MID(移動(dòng)互連設備)和PC，前三者的市場(chǎng)容量分別為100億美元左右，而嵌入式設備市場(chǎng)的容量將超過(guò)100億美元，對于Intel來(lái)說(shuō)，嵌入式的機會(huì )就是下一個(gè)價(jià)值超過(guò)數十億件設備之間的互聯(lián)互通(圖3)。

圖1  嵌入式系統和PC的增長(cháng)比較



圖3  插入式混合動(dòng)力汽車(chē)的電源插頭

工廠(chǎng)自動(dòng)化

　　·無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)
　　據美國能源部的報告估計，通過(guò)流程控制、自動(dòng)化、信息處理和機器人的美國工業(yè)效率提高每年可以節約2千萬(wàn)億(quadrillion)BTU(British Thermal Unit，英制熱量單位)能源，相當于大約125個(gè)火電廠(chǎng)的發(fā)電量。

　　類(lèi)似WirelessHART(可尋址遠程傳感器數據通路)等新興標準將有助于提供經(jīng)濟高效的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀聯(lián)網(wǎng)解決方案。Freescale解決方案和軟件技術(shù)部門(mén)的Mike Dow介紹說(shuō)，工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀聯(lián)網(wǎng)是自20世紀90年初推出現場(chǎng)總線(xiàn)以來(lái)，流程自動(dòng)化領(lǐng)域最令人振奮的事情之一。

　　主要工業(yè)自動(dòng)化廠(chǎng)商認為，在未來(lái)的綠色工廠(chǎng)中，無(wú)線(xiàn)傳感器占儀器總量的60%，即使現有工廠(chǎng)，無(wú)線(xiàn)技術(shù)也將使儀器總量增加30%~40%。因此，未來(lái)的工廠(chǎng)將大大增加無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的使用。

　　除了基于802.15.4 的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，802.11高速網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )也開(kāi)始滲透工業(yè)領(lǐng)域，使無(wú)線(xiàn)移動(dòng)運營(yíng)商能夠瀏覽并與流程交互，同時(shí)現場(chǎng)獲取信息。

　　WirelessHART是Freescale致力于提供全面解決方案而不是僅僅提供硅芯片的一個(gè)證明。大約兩年以前，Freescale就決定參與制定將推動(dòng)工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信發(fā)展的標準，Freescale推動(dòng)組建無(wú)線(xiàn)工業(yè)技術(shù)包銷(xiāo)團，或WiTECK，該團體的第一個(gè)項目今年10月份之前將開(kāi)發(fā)全面認證的 WirelessHART堆棧。

　　WirelessHART的解決方案包括現場(chǎng)無(wú)線(xiàn)傳感器、有線(xiàn)工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)、主操作員控制臺和移動(dòng)手持式操作員界面。新型工業(yè)軟件平臺在所有用戶(hù)界面上都具有相同外觀(guān)。

　　與傳感器發(fā)射器連接的是一個(gè)被稱(chēng)為WirelessHART適配器的器件。 WirelessHART以無(wú)線(xiàn)方式支持現場(chǎng)的幾百萬(wàn)個(gè)現有“有線(xiàn)”HART儀器。無(wú)線(xiàn)使得這些儀器中收集的診斷數據非常經(jīng)濟，能夠在儀器發(fā)生故障和中斷流程之前診斷出問(wèn)題。

　　在FTF上演示的適配器是由AirSprite Technologies公司制造的。由于該適配器需要3~5年時(shí)間內運行在電池電源上，因此AirSprite選用了Freescale的ColdFire V1 QE128作為超低功耗處理器。該適配器使用了SenTec Elektronik的微型802.15.4無(wú)線(xiàn)模塊。該無(wú)線(xiàn)模塊選用了Freescale的QE128作為其MCU(微控制器)，運行由Freescale解決方案和軟件技術(shù)部開(kāi)發(fā)的WirelessHART堆棧的Alpha版本。

　　未來(lái)工廠(chǎng)的一個(gè)明顯趨勢就是移動(dòng)操作員。在Freescale的i.MX31開(kāi)發(fā)平臺上，其GUI(圖形用戶(hù)接口)基于Qtopia，一個(gè)來(lái)自 TrollTech的應用架構，它們都運行Freescale Linux BSP(板級支持包)并利用工業(yè)軟件平臺。