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新世紀(jì)的軟件產(chǎn)業(yè)與集成電路產(chǎn)業(yè)
新世紀(jì)的軟件產(chǎn)業(yè)與集成電路產(chǎn)業(yè) 金 西 （中國(guó)科技大學(xué)） 編者按： 為推動(dòng)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)和集成電路的發(fā)展，增強(qiáng)信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和產(chǎn)品升級(jí)換代，國(guó)家實(shí)行“集成電路稅收優(yōu)惠、軟件企業(yè)上市優(yōu)先”的政策，國(guó)務(wù)院已于1999年7月印發(fā)了《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》。 為打破幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)“硬件不做CPU，軟件不做操作系統(tǒng)”的現(xiàn)象，中國(guó)國(guó)家高技術(shù)智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專家組日前以國(guó)家的行為通過(guò)各種方式聯(lián)合攻關(guān)，這為新世紀(jì)的軟件與集成電路產(chǎn)業(yè)大發(fā)展吹響了世紀(jì)的號(hào)角。 中國(guó)科技大學(xué)的金西老師，獲邀參加了中國(guó)國(guó)家高技術(shù)智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(863-306)專家組主辦的第一屆中國(guó)自由軟件發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)，并作了演講�，F(xiàn)在我們將其在會(huì)議演講文稿及通過(guò)各種渠道了解到的發(fā)展動(dòng)態(tài)綜述出來(lái)，答謝讀者多年來(lái)對(duì)我刊的支持與厚愛，同時(shí)衷心祝賀我國(guó)的軟件與集成電路產(chǎn)業(yè)在新世紀(jì)蒸蒸日上。 １國(guó)家鼓勵(lì)的主要產(chǎn)業(yè)政策 國(guó)家鼓勵(lì)的有關(guān)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)業(yè)政策如下： 第十條支持開發(fā)重大共性軟件和基礎(chǔ)軟件。國(guó)家科技經(jīng)費(fèi)重點(diǎn)支持具有基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性和重大關(guān)鍵共性軟件技術(shù)的研究與開發(fā)，主要包括操作系統(tǒng)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、開發(fā)平臺(tái)、信息安全、嵌入式系統(tǒng)、大型應(yīng)用軟件等基礎(chǔ)軟件和共性軟件。屬于國(guó)家支持的上述軟件研究開發(fā)項(xiàng)目，應(yīng)以企業(yè)為主，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，通過(guò)公開招標(biāo)方式，擇優(yōu)選定項(xiàng)目承擔(dān)者。 第十一條支持國(guó)內(nèi)企業(yè)、科研院所、高等學(xué)校與外國(guó)企業(yè)聯(lián)合設(shè)立研究與開發(fā)中心。 第四十二條符合下列條件之一的集成電路生產(chǎn)企業(yè)，按鼓勵(lì)外商對(duì)能源、交通投資的稅收優(yōu)惠政策執(zhí)行。 (一)投資額超過(guò)80億元人民幣; (二)集成電路線寬小于0.25μm的。 2軟件產(chǎn)業(yè) 2.1我國(guó)軟件業(yè)現(xiàn)狀 進(jìn)入21世紀(jì)，信息技術(shù)將滲透到經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)生活的各個(gè)方面，軟件將會(huì)成為突出體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)軟件業(yè)在1990年軟件的銷售額僅為2.2億元人民幣，1999年中國(guó)軟件市場(chǎng)總銷售額增加到176元億人民幣，增長(zhǎng)79倍，每年的發(fā)展速度都在20％以上；2000年中國(guó)軟件市場(chǎng)的銷售額約225億元人民幣左右，較1999年增長(zhǎng)27.8％。軟件產(chǎn)業(yè)做為支柱產(chǎn)業(yè)的形象越來(lái)越明顯。 2.2我國(guó)軟件業(yè)與印度軟件業(yè)的差距 我國(guó)軟件業(yè)的發(fā)展和國(guó)外軟件業(yè)相比還有很大的差距，獨(dú)立自主開發(fā)的軟件所占比例還很小。早在1998年的統(tǒng)計(jì)資料就表明軟件產(chǎn)品市場(chǎng)銷售額為138億元人民幣，約占當(dāng)年世界軟件市場(chǎng)份額的1％；軟件產(chǎn)品出口約為6500萬(wàn)美元，而同期印度的軟件出口額已達(dá)到26.5億美元，約是我國(guó)的40倍。2000年印度軟件產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)57億美元左右，出口達(dá)39億美元，這比我國(guó)2000年銷售總額要多40％左右。 2.3我國(guó)政府對(duì)軟件產(chǎn)業(yè)的態(tài)度 軟件業(yè)已成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的標(biāo)志之一。軟件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)各國(guó)保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。在發(fā)達(dá)國(guó)家，軟件業(yè)已超過(guò)鋼鐵、汽車和石油等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱；而在中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)中，軟件市場(chǎng)尚不及硬件的20％，軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的滯后已經(jīng)引起我國(guó)政府和有志之士的高度重視。 科技部副部長(zhǎng)徐冠華談到，90年代以來(lái)，信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展令人目不暇接，國(guó)際信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在進(jìn)行戰(zhàn)略調(diào)整。由以硬件為主導(dǎo)向以軟件為主導(dǎo)過(guò)渡，軟件的重要性日益顯著。在軟件產(chǎn)業(yè)方面，正在發(fā)生著由銷售導(dǎo)向向服務(wù)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變。以Linus為代表的共享軟件的出現(xiàn)，促使軟件由壟斷封閉型開發(fā)，向社會(huì)開放型的開發(fā)方向演化，這代表已在網(wǎng)絡(luò)上合作進(jìn)行研發(fā)的新趨勢(shì)。這種趨勢(shì)迫切要求不甘落后的國(guó)家，必須盡快形成自己的軟件開發(fā)實(shí)力，壯大自己的軟件產(chǎn)業(yè)，在未來(lái)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)之林中占有一席之地。軟件園在國(guó)家整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的核心作用、牽引作用和示范作用都已得到體現(xiàn)，軟件園的建設(shè)發(fā)展，已成為當(dāng)?shù)亻_拓新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的重要方向，集中發(fā)展是實(shí)現(xiàn)軟件產(chǎn)業(yè)能夠快速發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。 軟件產(chǎn)業(yè)是以智力和人力為主要經(jīng)營(yíng)資源，以知識(shí)和信息為經(jīng)營(yíng)載體，以創(chuàng)新為主要經(jīng)營(yíng)特色的知識(shí)、智力密集型產(chǎn)業(yè)，是典型的知識(shí)產(chǎn)業(yè)，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的核心。信息產(chǎn)業(yè)部副部長(zhǎng)曲維枝指出，軟件產(chǎn)業(yè)有以下兩個(gè)顯著的特點(diǎn)： (1)軟件產(chǎn)業(yè)以人才為本，高素質(zhì)、高水平、穩(wěn)定的軟件技術(shù)人才隊(duì)伍是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要條件。 (2)軟件產(chǎn)業(yè)以創(chuàng)新為主要發(fā)展動(dòng)力，必須在技術(shù)、產(chǎn)品、市場(chǎng)和管理的不斷創(chuàng)新中取得發(fā)展。 曲副部長(zhǎng)還指出：我國(guó)政府應(yīng)從以下幾方面著手，為軟件產(chǎn)業(yè)營(yíng)造良好的政策和經(jīng)濟(jì)環(huán)境： (1)盡快制定配套的軟件產(chǎn)業(yè)政策，推動(dòng)我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。 (2)通過(guò)設(shè)立軟件專項(xiàng)基金等措施啟動(dòng)市場(chǎng)，推動(dòng)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 (3)重視對(duì)軟件的產(chǎn)業(yè)化、軟件人才隊(duì)伍的穩(wěn)定和培養(yǎng)。 (4)強(qiáng)化行業(yè)管理、嚴(yán)格質(zhì)量控制。要在系統(tǒng)集成商與軟件開發(fā)商中大力推廣ISO9000和CMM認(rèn)證及軟件企業(yè)的資質(zhì)認(rèn)證，以及對(duì)系統(tǒng)集成工程要實(shí)行工程監(jiān)理制度。 (5)開展國(guó)際合作，開拓國(guó)際市場(chǎng)。 3CMM模型 3.1CMM的由來(lái) 軟件是知識(shí)產(chǎn)品，是人類智慧的結(jié)晶，軟件系統(tǒng)的復(fù)雜程度也是超乎想象，不同于一般的生產(chǎn)過(guò)程。美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)軟件工程研究所（CMN／SE）受美國(guó)國(guó)防部的委托，開發(fā)了軟件能力成熟度模型（CMM），為軟件工程過(guò)程管理和實(shí)施開辟了一條新的途徑。CMM主要用于評(píng)估和改進(jìn)軟件企業(yè)中的以軟件能力為標(biāo)志的軟件活動(dòng)。它能幫助軟件企業(yè)改進(jìn)和優(yōu)化管理，在提高軟件開發(fā)水平和效率的同時(shí)提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，實(shí)現(xiàn)軟件生產(chǎn)工程化。根據(jù)軟件生產(chǎn)的歷史和現(xiàn)狀，CMM
框架用5個(gè)不斷進(jìn)貨的層次來(lái)表達(dá)軟件組織活動(dòng)的行為特征及相應(yīng)問(wèn)題，其中初始層是混沌的過(guò)程；可重復(fù)層是經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的軟件過(guò)程；定義層是標(biāo)準(zhǔn)一致的軟件過(guò)程；管理層是可預(yù)測(cè)的軟件過(guò)程；優(yōu)化層是能持續(xù)改善的軟件過(guò)程。在CMM框架的不同層次中，需要解決具有相應(yīng)層次特征的軟件過(guò)程問(wèn)題。因此，一個(gè)軟件組織首先需要了解自己處于哪一個(gè)層次，然后才能針對(duì)該層次的行為特征解決相關(guān)問(wèn)題。任何軟件組織致力于軟件過(guò)程改善時(shí)，只能是循序漸近地向相鄰的上一層進(jìn)化；而且向更成熟層次進(jìn)化時(shí)，原有層次中那些已具備的能力還應(yīng)該保持和發(fā)揚(yáng)。 3.2CMM的國(guó)際地位 CMM已得到了國(guó)際上普遍的認(rèn)可，并對(duì)計(jì)算機(jī)軟件行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，它可以通過(guò)對(duì)軟件組織軟件能力的評(píng)價(jià)、軟件過(guò)程的評(píng)估及改進(jìn)，提高開發(fā)軟件產(chǎn)品的能力和質(zhì)量，是我國(guó)軟件企業(yè)走向世界迅速發(fā)展的必由之路。我國(guó)軟件業(yè)和印度相比出口額差別很大，其中原因很多，就企業(yè)自身管理而言，我們比印度差得更多。從行業(yè)本身角度來(lái)看，印度軟件行業(yè)導(dǎo)入CMM模型是其成功的重要因素。目前，全球已有72家企業(yè)通過(guò)了CMM4級(jí)和5級(jí)評(píng)估，其中印度就有24家，通過(guò)CMM模式的管理，印度大幅度提高了其軟件開發(fā)能力及軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，保證了向美國(guó)和歐洲軟件出口的高速增長(zhǎng)。與此相比，我國(guó)軟件企業(yè)2000年前只有北京鼎新公司通過(guò)CMM2級(jí)認(rèn)證。 我國(guó)的軟件開發(fā)整體水平是印度十年前的水平，軟件生產(chǎn)方式普遍是手工作坊的軟件生產(chǎn)過(guò)程，處于有章不循和無(wú)章可循的混沌狀態(tài)。外部環(huán)境的改善、政府的支持和保護(hù)、資金問(wèn)題的改善，給軟件業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的發(fā)展平臺(tái)；但外因是要通過(guò)內(nèi)因來(lái)起作用的，在我們抱怨資金缺乏、不堪稅賦、人才流失等問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該好好的反思軟件企業(yè)的自身問(wèn)題，用CMM作為一面鏡子去發(fā)現(xiàn)、查找、評(píng)估企業(yè)在軟件生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題，我們?nèi)狈Φ氖强茖W(xué)化、系統(tǒng)化、規(guī)范化的管理，也就是突破CMM2級(jí)的問(wèn)題。實(shí)施CMM是軟件企業(yè)加強(qiáng)自身管理，提高素質(zhì)，擺脫困境的必經(jīng)之路，是軟件業(yè)與國(guó)際接軌的重要舉措。 3.3中國(guó)的CMM認(rèn)證 令人欣慰的是，在這次2000年中國(guó)自由軟件發(fā)展及應(yīng)用戰(zhàn)略研討會(huì)上，摩托羅拉中國(guó)軟件中心的經(jīng)理在演講中公布，摩托羅拉中國(guó)軟件中心是中國(guó)大陸第一個(gè)基于“軟件能力成熟模型”(CMM)開展其業(yè)務(wù)的軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)。CMM由五級(jí)組成，第一級(jí)為最低，第五級(jí)代表最高水平。目前，大部分軟件組織通過(guò)的認(rèn)證屬于一級(jí)或二級(jí)。摩托羅拉中國(guó)軟件中心已于2000年9月通過(guò)了頂級(jí)（五級(jí)）評(píng)估，成為中國(guó)首家達(dá)到頂級(jí)的軟件企業(yè)，也使中國(guó)成為繼美國(guó)、印度之后第三個(gè)擁有頂級(jí)企業(yè)的國(guó)家。那位經(jīng)理特別強(qiáng)調(diào)整個(gè)摩托羅拉中國(guó)軟件中心完全是由中國(guó)人組成，中國(guó)人也能做到CMM頂級(jí)。 會(huì)上，有不少軟件開發(fā)商質(zhì)詢摩托羅拉中國(guó)軟件中心說(shuō)，CMM2級(jí)認(rèn)證過(guò)程需百萬(wàn)美金以上費(fèi)用，有沒有這個(gè)必要嗎？摩托羅拉中國(guó)軟件中心用一組數(shù)據(jù)展示其在向爭(zhēng)取高級(jí)別認(rèn)證過(guò)程中的大幅提高效率作了肯定的答復(fù)，也就說(shuō)明了，隨著項(xiàng)目復(fù)雜度的日益增加，“軟件能力成熟模型”已經(jīng)成為及時(shí)和高品質(zhì)軟件產(chǎn)品的保障，是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提高的象征。摩托羅拉中國(guó)軟件中心不僅在公司內(nèi)部使用“能力成熟模型”，而且積極倡導(dǎo)并推廣該模型的應(yīng)用，同時(shí)為國(guó)內(nèi)外其他軟件組織提供軟件工程方面的咨詢服務(wù)。 CMM的思想、原理、工具、方法無(wú)疑對(duì)我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用，它必將對(duì)我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)的評(píng)估、認(rèn)證、引導(dǎo)以及軟件企業(yè)內(nèi)部的優(yōu)化與發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 4集成電路產(chǎn)業(yè) 4.1 集成電路制造技術(shù)已推進(jìn)到深亞微米領(lǐng)域 集成電路制造技術(shù)進(jìn)入深亞微米領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)主要有: 1. 加工微細(xì)化 微細(xì)化的關(guān)鍵是光刻。據(jù)研究,光學(xué)光刻的極限是0.12μm。通過(guò)開發(fā)短波長(zhǎng)光源、大數(shù)值孔徑鏡頭、變形照明、移相掩膜以及先進(jìn)的抗蝕劑工藝技術(shù)等已將光學(xué)光刻推進(jìn)到實(shí)用線寬0.25μm,可滿足256M DRAM制造的需要。日立公司已用這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)了0.13μm的線寬。 2.硅片大直徑化 芯片尺寸隨著集成度提高而增大,使圓片能分割的芯片數(shù)減少,導(dǎo)致成本增大。世界各大IC廠商集團(tuán)經(jīng)討論決定將新世紀(jì)第一個(gè)主流硅片直徑定為12英寸。 3.加工環(huán)境、設(shè)備及材料超凈化 隨著加工微細(xì)化、超凈要求越來(lái)越高,如線寬為0.25μm時(shí),要求硅片缺陷尺寸小于0.05μm,工藝氣體＞0.02μm的雜質(zhì)每立方英尺少于1個(gè),對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、設(shè)備以及各種氣體、化學(xué)品、原材料等的塵粒及雜質(zhì)都有嚴(yán)格的限制。 4.生產(chǎn)線自動(dòng)化、柔性化 加工的復(fù)雜性、精度和凈化的要求不斷提高,生產(chǎn)線自動(dòng)化。 4.2 新材料、新器件研究 除了Si和GaAs、InP等Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體器件之外,近年來(lái)SiGe、SiC和金剛石材料及器件的研究取得了較大進(jìn)展。 SiGe IC在高速、高頻、低噪聲、低電壓工作等許多方面其特性比GaAs IC更優(yōu)越,而且成本低、對(duì)環(huán)境污染小。特別是與Si工藝兼容,可沿用成熟的Si工藝技術(shù)和設(shè)備。目前SiGe IC技術(shù)已逐步從實(shí)驗(yàn)室走向商品生產(chǎn)。IBM已建立了SiGe IC制造線,1994年中已可商品生產(chǎn)。IBM已采用0.25μmBiCMOSSiGe工藝和HBT工藝進(jìn)行IC設(shè)計(jì)。據(jù)報(bào)道SiGe器件能在高達(dá)125GHz的頻率下工作。而且還可用于制作太陽(yáng)能電池及其它光電子器件。Analog Devices公司已可提供1GHz 12位D/A轉(zhuǎn)換器,據(jù)說(shuō)其功耗僅為GaAs IC的1/4。SiGe技術(shù)將擴(kuò)大市場(chǎng),并經(jīng)濟(jì)地滿足日益增長(zhǎng)的高性能應(yīng)用的要求。 SiC的材料性質(zhì)使它適于制作高頻、高功率、耐高溫、抗輻射的器件,并可制作發(fā)光器件。近年來(lái)在材料和器件研制方面都取得了較大進(jìn)展,已對(duì)SiC的MOSFET、MESFET、JFET(結(jié)型)以及雙極晶體管進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并取得了一定進(jìn)展,但目前還在進(jìn)行實(shí)用化研究,在SiC襯底及外延層質(zhì)量、肖特基接觸、低阻歐姆接觸、刻蝕技術(shù)及SiC/SiO2界面等器件制造工藝方面都還需做大量實(shí)用化工作。 作為Si器件后的新型晶體管的研究也在廣泛地進(jìn)行,如量子器件、超導(dǎo)晶體管、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)器件、單電子器件、塑料晶體管及柔韌型晶體管等等。
4.3國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)與投片 國(guó)內(nèi)通過(guò)引進(jìn)、吸收，已經(jīng)有了可以投產(chǎn)0.35μm甚至0.25μm線寬的集成電路工藝線，正在建設(shè)中還有更小線寬的工藝線。集成電路設(shè)計(jì)水平也在不斷提高，已具有幾百萬(wàn)門級(jí)集成電路的前端設(shè)計(jì)能力。相信通過(guò)類似像CPU一類大型集成電路設(shè)計(jì)、投片試制，將對(duì)我國(guó)微電子事業(yè)起到實(shí)質(zhì)性推動(dòng)作用。 5信息家電的發(fā)展與動(dòng)態(tài) 目前，最有量產(chǎn)效益和時(shí)代特征的信息產(chǎn)品應(yīng)是與Internet上有關(guān)的信息家電(Information Appliance)，如Web可視電話、Web游戲機(jī)、Web PDA、WAP手機(jī)、STB(機(jī)頂盒)、DVD播放機(jī)、電子閱讀機(jī)等。 5.1信息家電的定義 在因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展下，加上集成電路芯片制造能力的快速提高以及嵌入式軟件的應(yīng)用，一些產(chǎn)品的形態(tài)變得更加輕薄短小、簡(jiǎn)單易用且價(jià)格低廉，我們稱這些產(chǎn)品為信息家電（Information Appliance，IA）。一般可認(rèn)為，那些低單價(jià)、操作簡(jiǎn)單、可通過(guò)因特網(wǎng)發(fā)送或獲取信息，將逐步分割或替代PC的某些功能，并能與其它信息產(chǎn)品交換資料或訊息的產(chǎn)品可統(tǒng)稱為IA。 5.2信息家電的分類 IA產(chǎn)品按類型可大致分為： (1)網(wǎng)絡(luò)電視（NetTV）。(2)網(wǎng)上游戲機(jī)（Internet gaming device）。(3)智能掌上型設(shè)備(Internet smart handheld device)。(4)網(wǎng)絡(luò)電話（Internet screen Phone）。(5)Consumer NC client等。 因此，綜合市場(chǎng)上對(duì)于IA產(chǎn)品的認(rèn)知條件與需求要素來(lái)看，IA產(chǎn)品具下列4點(diǎn)特性： (1) 處理器發(fā)展趨向低成本、高整合性與低耗能。 (2) 整合數(shù)字與模擬處理的技術(shù)。 (3) 較PC更強(qiáng)調(diào)通訊能力。 (4) 利用軟件增加產(chǎn)品的差異性(高附加價(jià)值的關(guān)鍵)。 5.3我國(guó)IA產(chǎn)品的應(yīng)用情況 據(jù)計(jì)算機(jī)與微電子發(fā)展研究中心市場(chǎng)信息中心（CCID—MIC）分析和預(yù)測(cè)，到2003年我國(guó)有4723萬(wàn)人需要不通過(guò)計(jì)算機(jī)而實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，嵌入式操作系統(tǒng)作為信息家電的核心，僅機(jī)頂盒一種產(chǎn)品的市場(chǎng)容量就達(dá)2000萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)估值達(dá)到40億元。其它家電如VCD、電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等，如果都實(shí)現(xiàn)信息化，嵌入式操作系統(tǒng)每年將帶來(lái)上百億元的收入。 CNNIC最新統(tǒng)計(jì)我國(guó)上網(wǎng)人數(shù)1680萬(wàn)，每半年可增長(zhǎng)100％，2000年底將達(dá)到3000萬(wàn)，可能超過(guò)日本，成為僅次于美國(guó)的國(guó)家。目前，機(jī)頂盒（Set-Top Box）是最接近家電的IA產(chǎn)品，從增加電視遙控選臺(tái)功能，到配備MPEG解壓縮功能、數(shù)字加密功能，未來(lái)可能整合在數(shù)碼電視中，很可能成為家庭信息、娛樂(lè)中樞。 目前，國(guó)內(nèi)有很多IA的開發(fā)廠商正加大投入、開發(fā)和研制新產(chǎn)品，特別是一些外資大公司積極和國(guó)內(nèi)電器方面的大公司合作推出很具竟?fàn)幜Φ腎A產(chǎn)品。 5.4嵌入式Linux在IA上的應(yīng)用開發(fā)前景 (1) 與硬件芯片的緊密結(jié)合 新世紀(jì)的智能設(shè)備已經(jīng)逐漸地模糊了硬件與軟件的界限，SOC系統(tǒng)（System On Chip）的發(fā)展就是這種軟硬件無(wú)縫結(jié)合趨勢(shì)的明證。隨著處理器片內(nèi)微碼的發(fā)展，在將來(lái)可能出現(xiàn)在處理器片內(nèi)嵌進(jìn)操作系統(tǒng)的代碼模塊。 嵌入式Linux的一大特點(diǎn)是：與硬件芯片(如SOC等)的緊密結(jié)合。它不是一個(gè)純軟件的Linux系統(tǒng)，而比一般操作系統(tǒng)更加接近于硬件。嵌入式Linux的進(jìn)一步發(fā)展，逐步地具備了嵌入式RTOS的一切特征：實(shí)時(shí)性、與嵌入式處理器的緊密結(jié)合。 (2)開放的源代碼 嵌入式Linux的另一大特點(diǎn)是：代碼的開放性。代碼的開放性是與后PC時(shí)代的智能設(shè)備的多樣性是相適應(yīng)的。代碼的開放性主要體現(xiàn)在源代碼可獲得上，Linux代碼開發(fā)就像是“集市式”開發(fā)，任意選擇并按自己的意愿整合出新的產(chǎn)品。 對(duì)于嵌入式Linux，事實(shí)上是把BIOS層的功能實(shí)現(xiàn)在Linux的driver層。目前，在Linux領(lǐng)域，已經(jīng)出現(xiàn)了專門為L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)定制的自由軟件的BIOS代碼，并在多款主板上實(shí)現(xiàn)此類的BIOS層功能。 嵌入式Linux技術(shù)的普及發(fā)展，為國(guó)內(nèi)單片機(jī)工程師在軟件功能方面提供了極大的支持，為軟件引入了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)特性，引入了軟件操作系統(tǒng)的健壯性，這都極大增加了系統(tǒng)的功能和極大提高了系統(tǒng)的性能。 (3) 嵌入式Linux與硬件芯片的緊密結(jié)合 對(duì)于許多信息家電的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，嵌入的性能指標(biāo)是最難滿足的，只有靠提高芯片的集成度與裝配密度來(lái)解決。 嵌入式Linux與標(biāo)準(zhǔn)Linux的一個(gè)重要區(qū)別是嵌入式Linux與硬件芯片的緊密結(jié)合。這是一個(gè)不可逾越的難點(diǎn)，也是嵌入式Linux技術(shù)的關(guān)鍵之處。嵌入式Linux和商用專用RTOS一樣，需要編寫B(tài)SP（Board Support Package），這相當(dāng)于編寫PC機(jī)的BIOS。這不僅僅是嵌入式Linux的難點(diǎn)，也是使用商用專用RTOS開發(fā)的難點(diǎn)。硬件芯片（SOC芯片或者是嵌入式處理器）的多樣性也決定了代碼開放的嵌入式Linux的成功。信息家電的發(fā)展，必然導(dǎo)致軟硬件無(wú)縫結(jié)合趨勢(shì)，逐漸地模糊了硬件與軟件的界限，在將來(lái)可能出現(xiàn)SOC片內(nèi)的操作系統(tǒng)代碼模塊。 隨著處理器片內(nèi)微碼的發(fā)展，在將來(lái)應(yīng)出現(xiàn)在處理器片內(nèi)嵌進(jìn)操作系統(tǒng)的代碼模塊,很顯然模塊將具有安全性好、健壯性強(qiáng)、代碼執(zhí)行效率高等特點(diǎn)。著眼于未來(lái)的信息家電等智能設(shè)備的發(fā)展，我們基于對(duì)嵌入式Linux技術(shù)的深入研究，更重要的是對(duì)嵌入式處理器以及SOC系統(tǒng)的深刻理解和研究，發(fā)揮對(duì)EDA技術(shù)的深入研究，以及對(duì)模擬數(shù)字混合集成電路芯片的深入研究，正在對(duì)SOC片內(nèi)進(jìn)行嵌入式Linux操作系統(tǒng)代碼的植入研究。此類的研究有可能減輕系統(tǒng)開發(fā)者對(duì)BSP開發(fā)的難度要求，并使得嵌入式Linux能夠成
為普及的嵌入式操作系統(tǒng)，而大大提高嵌入式Linux的易用性，大大提高其開發(fā)出的高智能設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性，同時(shí)也大大提高智能設(shè)備的計(jì)算能力、處理能力。 (4)解決好軟件開發(fā)問(wèn)題 目前,中國(guó)眾多的家電廠商以制造業(yè)為主,當(dāng)投身IA領(lǐng)域之際,首先面臨了不擅長(zhǎng)的軟件開發(fā)工作,找到容量小、穩(wěn)定性高且易于開發(fā)的操作系統(tǒng)對(duì)于大家至關(guān)重要，嵌入式Linux核心則扮演了一個(gè)很好的橋梁的角色,這是一個(gè)跨平臺(tái)的操作系統(tǒng), 到目前為止,它可以支持二三十種CPU,眾多家電業(yè)的芯片都開始做嵌入式Linux的平臺(tái)移植工作，在網(wǎng)絡(luò)方面一般要支持TCP/IP和標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)協(xié)議，支持標(biāo)準(zhǔn)的X-Window和中文輸入。建議開發(fā)商選擇一個(gè)成熟的方案提供商，從而達(dá)到降低開發(fā)平臺(tái)門檻的目的。眾多的開發(fā)商在成熟的開發(fā)平臺(tái)上可以較為容易加入用戶的應(yīng)用程序，形成個(gè)性化、系列化的應(yīng)用產(chǎn)品。 (5)自身開發(fā)實(shí)力的評(píng)估 我們認(rèn)為主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： 有沒有技術(shù)積累優(yōu)勢(shì)？有沒有將待開發(fā)IA產(chǎn)品有關(guān)領(lǐng)域的整合能力？產(chǎn)品有沒有可重用性、模塊化？有沒有成系列化的可能？有沒有市場(chǎng)和售后服務(wù)保證？最終用戶群的拓展范圍有多大？ 解決好這些問(wèn)題后，關(guān)鍵就是開發(fā)人才梯隊(duì)的建設(shè)，資金融入等運(yùn)營(yíng)管理問(wèn)題。 6結(jié)束語(yǔ) 在21世紀(jì)，軟件產(chǎn)業(yè)、集成電路產(chǎn)業(yè)大發(fā)展時(shí)期中，加入WTO后的中國(guó)將迎來(lái)新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)，也隨時(shí)有被拋棄的危險(xiǎn)。我們認(rèn)為軟件產(chǎn)業(yè)應(yīng)以CMM模型來(lái)規(guī)范我們的軟件企業(yè)、軟件圓區(qū)建設(shè)，將國(guó)家的“集成電路稅收優(yōu)惠、軟件企業(yè)上市優(yōu)先”的政策落到實(shí)處。集成電路從業(yè)人員要努力提高設(shè)計(jì)能力，找準(zhǔn)市場(chǎng)需求，融入世界上最新有關(guān)集成電路的創(chuàng)新成果，盡快縮短與世界先進(jìn)水平的差距。對(duì)信息家電這樣的熱點(diǎn)，應(yīng)緊緊把握用戶的消費(fèi)需求，迅速融入和整合最新科技成果，努力達(dá)到以具有高附加值的IC芯片和版本免費(fèi)的嵌入式Linux方式來(lái)開發(fā)，并成為面向計(jì)算機(jī)、通訊與消費(fèi)性信息家電領(lǐng)域的解決方案。我們期待著我國(guó)的廠商能夠在信息家電的核心芯片設(shè)計(jì)以及軟件開發(fā)中擁有自主產(chǎn)權(quán)和廣泛的應(yīng)用。
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