在嵌入式開發領域,長尾理論同樣適用。隨著嵌入式市場需求的多元化,催生出多種多樣的長尾應用。目前這類應用大多存在于專用設備領域,例如,特殊用途的機器人、專用診療儀器、智能工控設備等等。該市場的潛在價值吸引越來越多廠商的關注。但另一方面,這類特定應用系統的開發也面臨挑戰:鑒于需求千差萬別,在多數情況下,現有主流應用的開發設備無法滿足設計需求,市場上也沒有現成方案可以利用,通常需要定制化開發。因此,如何快速實現定制系統設計就成為系統開發人員面臨的重要課題。
在NIDays 2010全球圖形化系統設計盛會中國站上,主辦方NI展示了基于LabVIEW和CompactRIO平臺實現的眾多創新應用,其中就包括針對長尾應用的解決方案。例如,在針對某特定應用的嵌入式控制系統設計中,傳統的原型開發板無法滿足新的設計要求,工程師需要可自定義I/O的原型平臺,“這時可以使用NI CompactRIO平臺來進行原型化工作。”NI技術市場工程師方慧敏介紹,“CompactRIO平臺不僅幫助工程師實現主流應用設計,還適于工業及嵌入式領域的長尾應用,尤其是自定義控制系統設計。”
長尾挑戰
長尾市場存在研發團隊規模小、涉及的專業技術復雜、開發周期長等問題,系統開發人員面臨多重挑戰,不僅要應對系統本身的設計復雜性,還要快速實現產品設計,滿足市場需求。
嵌入式系統通常由多個子系統組成,需要集成多種部件,并涉及多領域技術。嵌入式系統開發人員如果要定制硬件用于最終的發布,很難同時并行開發軟件和硬件,因為在系統集成階段之前,軟件并未在具有代表性的硬件上經過測試。如果到系統集成測試階段才引入I/O采用真實世界的信號檢驗設計,這時一旦發現問題,將很難在預期時間內完成設計任務。
因此,不僅需要在設計階段以及產品實施和驗證階段簡化開發復雜性,而且還要解決如何快速連接設計與產品原型化這兩個階段,使設計階段的成果能夠直接為產品原型化所應用,而無需進行任何轉換;此外還要應對如何將原型化所發現的問題反饋至設計部門,快速調整設計并重新原型化等方面的挑戰。
針對上述問題,采用成熟的商業軟件可以降低算法開發的復雜性,同時將設計與原型驗證兩個階段的工作放在統一的開發平臺中進行,這種模式有助于加速產品設計、原型和發布的進程,不僅節省開發成本,還可以加快產品上市時間,因而更適合長尾市場產品開發。
快速原型設計與驗證
在實際的嵌入式系統開發過程中,引入原型階段可以降低從設計仿真到真實系統實現之間的開發風險,并縮短開發時間。目前,大多數系統開發人員使用原型評估板來進行系統的原型設計,不過,“原型板往往只具備少量的模擬和數字I/O通道,很少支持視覺、運動或同步等其他功能。因而設計人員經常因為需要傳感器或特殊I/O的支持而花費大量時間和資源來定制原型板,而這僅僅是為了驗證設計概念。”NI技術市場工程師湯敏表示,“如今,為了簡化開發過程,嵌入式系統開發人員更傾向于選擇靈活、商業化的原型平臺。”
對于工業及嵌入式系統,原型平臺必須包括與最終發布系統采用相同的部件,比如用于執行算法的實時處理器、用于高速處理的可編程邏輯器件,或者將實時處理器接口到其他部件。如果這個商業化原型平臺不能滿足所有要求,那么它必須是可擴展的,并且支持自定義。
“例如,利用NI LabVIEW圖形化開發平臺,開發人員可以在多個環節之間復用代碼,既可以在設計層面引入硬件I/O進行快速驗證,也能在同樣的平臺上進行原型、發布和測試的工作。” 湯敏說道,而NI CompactRIO平臺采用RIO FPGA技術實現了高性能和可自定義功能,可進一步幫助系統開發人員在長尾市場實現創新。