1创新基金(技术开发类)-嵌入式设备基础平台关键技术研究与开发.docVIP

中国电力科学研究院科技创新 基金项目 可行性研究报告 （技术开发类） 项目名称： 嵌入式设备基础平台关键技术研究与开发 申请单位： 中国电科院信通所 起止时间： 2012年9月至 2013 年9月 项 目 负 责 人 ： 于海 联系电话： 电子邮箱： Yuhai@ 申请日期： 2012年7月 需求分析 目标市场和潜在客户分析 各式各样的嵌入式设备已被广泛应用于电力系统中的各个环节，扮演着通信节点、信息处理、状态监测、计量采集、测控保护等角色。它们以应用需求为中心、以计算机技术为基础，通过软硬件的可裁剪性适应不同场合下的功能、成本、体积、功耗、可靠性等方面的严格要求。然而正是由于嵌入式设备的定制性和多样性，导致了软硬件平台和开发环境难以规范统一，继承性不足，开发效率不高，产品的开发速度和质量难以满足市场发展的需求。因此利用新技术、新方法、新思想来提升开发效能，提高系统稳定性，降低设计成本，成为了一项紧迫的任务。我们希望借鉴他人经验，基于自身基础，因地制宜地进行嵌入式设备基础平台的研究和研制，以形成规范的开发环境、可继承的硬件平台、可复用的代码模块、可传承的开发方法、可积累的行业经验、可深入的研究突破点。 落实在本项目中的技术目标是，从嵌入式系统平台、应用软件支撑平台、集成开发环境三个方面来建设基础平台，并形成基于ARM、PowerPC两种类型的专用处理器的典型解决方案和基于FPGA的可编程片上系统的典型解决方案。这些解决方案有以处理器中心包含基本外设和扩展接口的嵌入式系统平台，有包含多种功能中间件的层次化应用软件支撑平台，有完善的集成开发环境。它的目标客户可以是供内部设备研发使用，或者是供院内其它设备研发项目使用，也可以对外销售板级平台或提供设备解决方案服务。 任务来源 目的和意义 经过多年的努力，我所已在嵌入式设备开发方面取得了一定的成果和丰富的经验，本项目的目的是通过嵌入式设备基础平台方面的研究和研发进一步提升嵌入式设备研发的综合能力，改进开发模式，统一平台部署，减少重复开发，加快研发速度，保障产品质量，使得研发的设备能够更好更快地满足市场的需求，同时面向专业领域在设备研发上有所沉淀和积累，在嵌入式设备基础技术上有所研究和思考，促进我所的嵌入式设备开发朝着标准化、模块化、系列化、通用化、平台化的方向发展，使产品开发快速可靠、使研发人员有平台支撑、使技术创新有基础积累、使研发决策有技术参考。 可行性分析 国内外研究水平的现状和发展趋势 总体技术发展现状 与普通计算机系统一样，嵌入式设备也由硬件和软件两大部分构成，但嵌入式设备对其软硬件会有一些特殊要求。硬件是物理基础，软件控制系统的运行。嵌入式硬件系统的核心是嵌入式处理器，除此之外还包括各种类型存储器、模拟电路、电源、接口控制器及接插件。实际设计中的硬件配置千差万别，除CPU外，其余部分都可根据需要进行剪裁。嵌入式系统的软件结构一般分为四个层次：设备驱动、操作系统、应用中间件和应用系统。软件系统的构建也是要根据实际需求配置和剪裁，以达到嵌入式系统最优化。 后PC时代是嵌入式系统时代已得到行业内的基本共识，开发人员不断地开发出各式各样的嵌入式设备服务于生活。然而从技术发展的角度来看，在现代社会化大生产方式下，平台化方式是现代电子产品进行产品开发的正确模式，嵌入式系统设计模式应该从计算机工程设计中吸取有用元素，构建有自己特色的嵌入式开发系统平台，应用平台化思想开发模式以最小的代价最大程度的满足应用的需求。 竞争性技术分析 嵌入式设备基础平台相关的研究和开发机构分布广泛，主要分为三大类，一类是嵌入式系统和工具提供商，一类是板级嵌入式解决方案提供商，另一类是分布在各专业领域的嵌入式设备制造商。 第一类厂商主要有WindRiver、Montavista、Micrium等嵌入式操作系统供应商，GoAhead、Enea、IP Infusion、OpenClovis、Interniche、Datalight等中间件供应商，以及IAR、Mentor Embedded、Abatron等嵌入式开发工具供应商。这些厂商提供专业的嵌入式操作系统、中间件、开发工具和集成开发环境的同时，也会基于生态链的考虑合作推出一些嵌入式系统的参考整合方案以及推出一些面向某专业领域的推荐解决方案，它们的优势是专业软件和工具领域的持续开发能力，而且产品有自身特点、经过商业验证、有质量保障。但它们有各自的利益导向，组合而成的嵌入式解决方案不够完善全面，在嵌入式设备基础平台欠缺全面考虑，一般用户都要在购买的产品之上进行二次整合和开发。 第二类的企业有控创、盛博、研祥、研华、华恒等嵌入式计算机产品供应商和服务商