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嵌入式乘胜追击
智慧化当道

【作者: 王明德】2016年08月03日 星期三

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工业电脑是最典型的嵌入式自动化架构,这几年在业者的刻意经营下,应用领域快速扩增,从以往的工业控制到现在各类垂直产业,如博弈、医疗、金融业,为满足客户的各种需求,工业电脑厂商必须要提供齐全的产品线以供选择,就发展现况来看,嵌入式系统主要有4个发展趋势,包括1.技术上将采开放式的平台架构,更易于与其他系统整合。 2.体积虽然越来越小,但是性能上却要求更稳定,成本更低廉。3.应用趋向多元化,需要小批量、快速客制化的服务,所以对于客户产业的了解将更形重要。 4.嵌入式的功能,会趋向单一化,与一般PC泛用的方式不同。


专用与泛用区隔

嵌入式产品在非消费领域的设计,可分为泛用型与专用型。

凌华科技嵌入式计算产品事业处协理高福遥指出,工业电脑销售对象与一般PC业者不同,工业电脑通常销售给系统整合业者较少单独直接销售予终端使用者,台湾工业电脑产业的​​销售区域主要以欧、美、日地区为主,为开拓潜在的新客户,必须与当地销售服务能力强之SI结盟,方可快速攻占市场、提升市场占有率。


工业电脑客户在购买产品时,因为必须考量到系统整合及搭配问题,再加上产品本身的复杂度及价格均比一般消费性电子产品高,因此客户考虑时间也较长;一般而言,开发一新客户约需要3至6个月的时间,但若产品品质能获得客户肯定,客户的再购率及忠诚度则远高于一般消费性电子产品,所以一但通过客户认证,该客户的订单便可成为稳定的获利来源,且常常一笔订单出货期间长达数年,因此,藉由设立海外子公司或技术服务中心的方式,建立完整的行销通路,并提供快速的售后服务,以满足各系统整合商或加值商独特需求。



图1 : 凌华科技嵌入式计算产品事业处协理高福遥指出,工业电脑销必须与当地销售服务能力强之SI结盟,方可快速攻占市场、提升市场占有率。 (摄影/王明德)
图1 : 凌华科技嵌入式计算产品事业处协理高福遥指出,工业电脑销必须与当地销售服务能力强之SI结盟,方可快速攻占市场、提升市场占有率。 (摄影/王明德)

目前嵌入式产品在非消费领域的设计,可分为泛用型与专用型,泛用型以工控产品居多,由于工业电脑厂商以工控起家,在此领域已有长久布局,后来的交通、医疗、零售等垂直产业,初期发展时所应用的嵌入式设备,都由工控端稍加更动设计移植所用,后来这些垂直市场的应用逐渐加深,这类原为工控所用的机种逐渐无法满足需求,因此后期开始出现专用机型,于是市场开始出现泛用型与专用型两类机种,但其实泛用型原就专为工控设计,称之为泛用型并不精准。


x86仍是主流

x86是目前嵌入式技术在非消费性领域的主流架构。

凌华科技嵌入式电脑业务部经理孙正山表示,目前市场上对高度客制化的专业型机种需求较高的产业包括电信、军工,交通则约有50%的客制化,至于医疗、零售、博弈等领域,采用COM-Express的设计相当多,COM-Express是将系统的主要运行功能(如,处理器、晶片组…等)作成主要的CPU模组,实际在产品出货时,再依照客制化需求,搭配不同功能模组电路板(底板)完成整体产品设计,目前凌华在COM-Express已有相当完整的布局,除了上述的领域外,2016年底也将推出2~3款车载产品,


再就架构面来看,嵌入式技术与目前IT市场应用的技术相同,分为x86与RISC两累,孙正山表示x86是目前嵌入式技术在非消费性领域的主流架构,以凌华为例,约有90%以上的产品采用,RISC则为剩下的10%产品所用,RISC的ARM架构在嵌入式领域,目前主要应用于工业等级的手持式设备,凌华就有专为机器手臂设计的ARM架构手持式工业等级平板电脑。



图2 : 凌华科技嵌入式电脑业务部经理孙正山表示,x86是目前嵌入式技术在非消费性领域的主流架构。 (摄影/王明德)
图2 : 凌华科技嵌入式电脑业务部经理孙正山表示,x86是目前嵌入式技术在非消费性领域的主流架构。 (摄影/王明德)

至于x86,目前多数非消费性领域的嵌入式设备都采此架构,工业电脑初期主应用于工厂制造时,由于产线设备的运算需求并不高,因此当时所采用的处理器等级并不高,加上工控系统强调稳定,所使用的产品必须经过市场验证过一段时间,系统整合厂商方愿意采用,因此当时工业电脑的运算架构都约晚市场主流约1~2年的时间,这几年工业电脑应用逐渐宽广,各领域对处理器的运算需求不一,工业电脑厂商必须选择相对应的处理器,运算需求不高,但对环境和耗电敏感的应用如轨道交通、医疗,采用Intel的Atom者较多,至于有多影音需求如数位看板或双萤幕的POS,就可能采用多核心的i7处理器。


微软持续占有优势

微软系统的优势在于平台封闭,却是可透过付费取得使用授权。

在作业软体部份,一直以来,非消费性嵌入式系统市场多半是被微软Windows Embedded所占据,仅有少数的大企业产品愿意使用Linux作为平台,Linux标榜开源、易客制化,且程式码开源,对工程师而言,也不是困难的系统,理应是最佳的平台,但多数的厂商采用Linux的意愿依旧不高,除了少数轨道交通与军工设备外,几乎都是Windows产品,尤其越大规模使用的系统,如售票机、博奕机等等,若恰巧遇见其当机的画面,多半还是那一两个熟悉的微软经典当机画面,微软的系统就效能并非绝佳,却能够得到多数厂商的支持,原因仍在于微软的系统是属于封闭的开放系统,这句看似矛盾的解释,却是微软最大的利基。


微软系统的优势在于平台封闭,却是可透过付费取得使用授权,不论加载了任何介面,基础架构仍脱离不了Windows,且硬体厂商对于Windows相关的驱动成试开发较为积极,若开发过程之中,软硬体遇到问题也相较Linux容易解决,而Windows的介面也较为一般人所熟悉,当客户遇到小问题,也较容易自行排除或透过电话联络协助排除。


对照于Linux,虽然早年有Red Hat等组织,但这些系统缺乏平易近人的图形化介面,对一般的工程师虽不是问题,只是对于客户,由于介面不熟悉,并非容易维护的系统,自然会影响客户采用的意愿;而后虽有Android,但组织规模以及强制力不高,之前各工业电脑厂商均有尝​​试性推出Android产品,不过由于用于系统整合,必须考虑到系统安定以及维护难易等条件,效能最佳化,并非最主要的问题;而环境因素亦是Windows得以称霸的主因,因此这些Android产品最后均不获市场青睐,虽然诚如许多批评所言,Windows一直以来都不是最好的作业系统,然而因策略得宜,使得Windows得以成为被普罗大众所接受的作业系统,加上易与企业内部平台结合,更是微软在嵌入式平台的优势。


Wintel不易撼动


图3 : 未来的非消费端的智慧化系统,仍将由Wintel主导。 (So​​urce: IEEE SFU)
图3 : 未来的非消费端的智慧化系统,仍将由Wintel主导。 (So​​urce: IEEE SFU)

放眼未来发展,目前x86与Windows携手的Wintel架构在智慧手机、平板电脑等消费性领域虽已节节败退,不过在非消费性应用的产业应用,Wintel仍稳坐主流之位,硬体部份的Intel日前虽宣布停止行动处理器的开发,不过这几年在各垂直领域的布局越来越深,微软则瞄准物联网市场,将其Windows Embedded系列产品并入公司的云端平台Azure旗下,并与各工业电脑厂商有更紧密的策略合作,就此看来,未来的非消费端的智慧化系统,仍将由Wintel主导,RISC将持续据守少数应用,Android则仍未见起色,业界仍抱持观望态度。


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