泛在计算时代的嵌入式系统 物联网, 地球, 浪潮, 物联网, 地球, 浪潮

jasonccool

　清醒认识物联网
　　问：为何说物联网现在还没有成熟？
　　答：回顾计算与应用的三次发展浪潮，第一次浪潮始于大型机时代，产生于上世纪80年代。第二阶段以PC机为主，始于上世纪90年代初，由于PC互联，诞生了互联网。第三个阶段是无处不在的泛在计算，产生了物联网。
　　但物联网的成熟还要有个过程，估计需要一二十年才会有相应的应用模式。首先，90年代末，我们谈论嵌入式系统（后PC），2009年提出了智慧地球、物联网。预计应该再过七八年才会出现今天互联网一样的成功商业模式。
　　我们可以回顾第二次浪潮是怎么走过来的：PC机出现十年后才有了互联网；Yahoo开创了互联网运营的成功商业模式，后来Google和阿里巴巴等成功运行了这种商业模式，前后历时十左右。因此要诞生一种成功的商业模式需要时间。在物联网发展中，首先要发现物联网的雅虎，找到成功的商业模式。
　　问：物联网为嵌入式系统带来哪些机会？
　　答：物联网包括感知层、网络层和应用层。实际上，最下面的感知层在物联网产业链里只占8%，感知层包括RFID、传感器等物理设备。网络层，即系统集成的费用、价值只占20%～30%。因此，物联网里硬设备/看得到的东西在产业链里只占30%~40%，真正的产业效应是在应用和服务，即软件产业上。可见，物联网产业不是生产型的产业，而是信息服务的产业，这是物联网的本质。例如，提出智慧地球的公司不是芯片公司，而是做信息服务的IBM公司。
　　问：物联网有哪些关键技术？
　　答：物联网是信息和物理的融合。美国把CPS（信息融合物理系统，Cyber-PhysicalSystems）作为计算机的一个颠覆性的革命而提出来。因为现在有了计算机，它的处理对象是数字的。而物联网/CPS要处理的对象是连续的，跟时间有关，原有的计算体系实际上已不适合物联网/CPS。
　　问：CPS有何特征？
　　答：CPS融合了3C：计算、通信和控制。尤其控制很重要，因为所有的设备都要控制，因此需要嵌入式系统。
　　但是难点有几个：⒈对象现在不是静态的，而是动态的。⒉嵌入式设备要连起来，这不是一件简单的事情。很多人一定还记得，比尔盖茨在90年代末曾提出了维纳斯计划，要实现智能家庭/智能冰箱/智能洗衣机等联网，最后以失败告终。这其中有两个原因，第一是不合时机；第二，一些设备本身不具备联网、浏览器等功能。这怎么办？人们在总结了这些功能之后，就提出了信息平台的中间件OSGi（Open Service Gateway Initiative）架构，由众多公司和机构组成了开源组织——OSGi联盟，针对汽车电子、家庭网络、移动设备和工业环境等特定领域的与互联网连接的中间件。
　问：成功的物联网应该是什么样？
　　答：必定有一朵“云计算”；否则将会是一堆废铜烂铁。同时，云计算要有地上具体应用的对象；否则将是一朵浮云。
　　目前云计算已在日本落地。汽车已成信息终端：通过云计算平台GAE（GoogleAppEngine）实现汽车远程信息服务；还有新型急救医疗系统、电力银行和电影院的实况转播等。如果物联网没有后面的云计算，也就没有后面的60%、70%的真正的应用，同样道理，如果云计算不落地，永远只是一个流云。日本自认为有三朵云落地—车联网、智能电网、混合云。所以物联网和云是分不开的。
　　嵌入式系统新理念——Smart System
　　问：有的公司的战略叫Smart System，有的叫Intelligent System，它们有区别吗？
　　答：都是一样的。2011年4月，Intel、微软、通用汽车、高通、飞思卡尔、ARM、TI和三星等公司在旧金山联合成立了“Smart技术世界”。Smart System（智能系统或智慧系统）的特点是：⒈处理器不是我们以前用的最简单的8位处理器了，而是32位处理器或SoC。⒉内含高层次的嵌入式操作系统。⒊有联网功能，彻底解决原先嵌入式系统的孤岛现象。
　　新理念带来新技术
　　问：这会对嵌入式系统带来哪些新的技术革命？
　　答：嵌入式设计要从面相对象到面相角色转变，物联网的计算是跟时间有关的。第二，需要软硬件协同设计技术。第三，需要嵌入式软件建模、自动分析和验证技术。
　　问：难点是哪些？
　　答：嵌入式系统是面向特定应用的专用系统。因此，可用软硬件协同设计把该特定应用的多余的软硬件裁减掉，其中也包括OS。
　　另外，从动车事故等看出，可靠性是嵌入式系统最大的问题，但嵌入式系统的很多设计是在开源上完成的，需要把开放的嵌入式系统改造成封闭的专用系统。甚至于你可以到把OS裁到不像OS，甚至没有OS的这一历史，那么为什么嵌入式系统还要有OS呢？我的对象目标都已经定了，还要有文件调度，所以这个方式已经失去了意义，应该向无操作系统（演变为Event驱动）的嵌入式系统方向发展。
　　第三，要有一些新的建模、自动分析和验证技术。特点是具有形式化描述和图形化建模；自动生成TML级代码，进行相应系统的仿真；自动分析、评估和测试；Cofluent（汇合的）建模和验证工具，涵盖多核、实时嵌入式系统等。
　　新的建模、自动分析和验证工具优势明显。据ArthurD。Little公司的调研项目显示，使用基于模型的设计，开发成本大大低于传统的开发方式。例如英国BAESystems公司的两个小组，分别使用两种模式开发同一个软件无线电（SDR）项目，结果基于模型的设计流程比传统的流程节省了约80%的时间。
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