在嵌入式開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，長(zhǎng)尾理論同樣適用。隨著嵌入式市場(chǎng)需求的多元化，催生出多種多樣的長(zhǎng)尾應(yīng)用。目前這類應(yīng)用大多存在于專用設(shè)備領(lǐng)域，例如，特殊用途的機(jī)器人、專用診療儀器、智能工控設(shè)備等等。該市場(chǎng)的潛在價(jià)值吸引越來(lái)越多廠商的關(guān)注。但另一方面，這類特定應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)也面臨挑戰(zhàn)：鑒于需求千差萬(wàn)別，在多數(shù)情況下，現(xiàn)有主流應(yīng)用的開(kāi)發(fā)設(shè)備無(wú)法滿足設(shè)計(jì)需求，市場(chǎng)上也沒(méi)有現(xiàn)成方案可以利用，通常需要定制化開(kāi)發(fā)。因此，如何快速實(shí)現(xiàn)定制系統(tǒng)設(shè)計(jì)就成為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員面臨的重要課題。
在NIDays 2010全球圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)盛會(huì)中國(guó)站上，主辦方NI展示了基于LabVIEW和CompactRIO平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的眾多創(chuàng)新應(yīng)用，其中就包括針對(duì)長(zhǎng)尾應(yīng)用的解決方案。例如，在針對(duì)某特定應(yīng)用的嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的原型開(kāi)發(fā)板無(wú)法滿足新的設(shè)計(jì)要求，工程師需要可自定義I/O的原型平臺(tái)，“這時(shí)可以使用NI CompactRIO平臺(tái)來(lái)進(jìn)行原型化工作。”NI技術(shù)市場(chǎng)工程師方慧敏介紹，“CompactRIO平臺(tái)不僅幫助工程師實(shí)現(xiàn)主流應(yīng)用設(shè)計(jì)，還適于工業(yè)及嵌入式領(lǐng)域的長(zhǎng)尾應(yīng)用，尤其是自定義控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。”
長(zhǎng)尾挑戰(zhàn)
長(zhǎng)尾市場(chǎng)存在研發(fā)團(tuán)隊(duì)規(guī)模小、涉及的專業(yè)技術(shù)復(fù)雜、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)等問(wèn)題，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員面臨多重挑戰(zhàn)，不僅要應(yīng)對(duì)系統(tǒng)本身的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，還要快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，滿足市場(chǎng)需求。
嵌入式系統(tǒng)通常由多個(gè)子系統(tǒng)組成，需要集成多種部件，并涉及多領(lǐng)域技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員如果要定制硬件用于最終的發(fā)布，很難同時(shí)并行開(kāi)發(fā)軟件和硬件，因?yàn)樵谙到y(tǒng)集成階段之前，軟件并未在具有代表性的硬件上經(jīng)過(guò)測(cè)試。如果到系統(tǒng)集成測(cè)試階段才引入I/O采用真實(shí)世界的信號(hào)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，這時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將很難在預(yù)期時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
因此，不僅需要在設(shè)計(jì)階段以及產(chǎn)品實(shí)施和驗(yàn)證階段簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)復(fù)雜性，而且還要解決如何快速連接設(shè)計(jì)與產(chǎn)品原型化這兩個(gè)階段，使設(shè)計(jì)階段的成果能夠直接為產(chǎn)品原型化所應(yīng)用，而無(wú)需進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換；此外還要應(yīng)對(duì)如何將原型化所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題反饋至設(shè)計(jì)部門(mén)，快速調(diào)整設(shè)計(jì)并重新原型化等方面的挑戰(zhàn)。
針對(duì)上述問(wèn)題，采用成熟的商業(yè)軟件可以降低算法開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性，同時(shí)將設(shè)計(jì)與原型驗(yàn)證兩個(gè)階段的工作放在統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)平臺(tái)中進(jìn)行，這種模式有助于加速產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原型和發(fā)布的進(jìn)程，不僅節(jié)省開(kāi)發(fā)成本，還可以加快產(chǎn)品上市時(shí)間，因而更適合長(zhǎng)尾市場(chǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
快速原型設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
在實(shí)際的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，引入原型階段可以降低從設(shè)計(jì)仿真到真實(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之間的開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，并縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。目前，大多數(shù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員使用原型評(píng)估板來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的原型設(shè)計(jì)，不過(guò)，“原型板往往只具備少量的模擬和數(shù)字I/O通道，很少支持視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)或同步等其他功能。因而設(shè)計(jì)人員經(jīng)常因?yàn)樾枰獋鞲衅骰蛱厥釯/O的支持而花費(fèi)大量時(shí)間和資源來(lái)定制原型板，而這僅僅是為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)概念。”NI技術(shù)市場(chǎng)工程師湯敏表示，“如今，為了簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員更傾向于選擇靈活、商業(yè)化的原型平臺(tái)。”
對(duì)于工業(yè)及嵌入式系統(tǒng)，原型平臺(tái)必須包括與最終發(fā)布系統(tǒng)采用相同的部件，比如用于執(zhí)行算法的實(shí)時(shí)處理器、用于高速處理的可編程邏輯器件，或者將實(shí)時(shí)處理器接口到其他部件。如果這個(gè)商業(yè)化原型平臺(tái)不能滿足所有要求，那么它必須是可擴(kuò)展的，并且支持自定義。
“例如，利用NI LabVIEW圖形化開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)人員可以在多個(gè)環(huán)節(jié)之間復(fù)用代碼，既可以在設(shè)計(jì)層面引入硬件I/O進(jìn)行快速驗(yàn)證，也能在同樣的平臺(tái)上進(jìn)行原型、發(fā)布和測(cè)試的工作。” 湯敏說(shuō)道，而NI CompactRIO平臺(tái)采用RIO FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高性能和可自定義功能，可進(jìn)一步幫助系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員在長(zhǎng)尾市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。