一般而言，资讯家电(IA)市场主要由两类产品构成：Internet终端和以电视接收机为架构的资讯家电用品。 Internet终端类产品包括无线Web手写输入板和有线终端；电视接收机架构下的资讯家电则由Set-top-Box产品构成，例如Microsoft WebTV和AOLTV。尽管AOLTV盒给这类产品带来了活力，但在2001年Internet终端的销售量，预计将超过以电视机架构的资讯家电。整个IA的销售额将从2000年的2.19亿美元成长到2005年的13亿美元，此成长大部份将出现在以PC为中心的北美和西欧市场。

半导体制造商已发现今后数年的资讯家电市场有利可图。 IA微处理器的销售量将从2000年的1,800万美元成长到2005年的9,100万美元。快闪记忆体（Flash Memory）和DRAM的销售也将分别有5%和27%的成长。在过去的两年间，快闪记忆体的供应严重不足，价格很高。但在2000到2005年之间，快闪记忆体的价格将每年下降超过40%。下一代IA的记忆体容量将比现有的设备大一倍。

网际网路（Internet）服务

采用专门针对处理器性能和记忆体空间都受到限制的即时系统而设计的标准化即时作业系统（Real Time Operation System;RTOS），是设计低成本的资讯家电一种理想解决方案。随着低成本32位元处理器应用越来越广泛，过去只有在PC上才能实现的功能，如上网，现在已可以整合到多种嵌入式系统和电器里，这样的设备包括与电视机配套的数位视讯转换盒（STB）、办公或家用智慧电话以及工业专用的区域网路设备，如电子收款机等。

目前供应商已经为资讯家电制造厂设计出多种参考设计方案，包括在低成本嵌入式处理器上运行的作业系统内核，以及运行于改良的PC工作站上的桌面作业系统等，同时这些设计都具有用于即时视频播放的MPEG硬体。虽然这些参考平台是针对资讯家电的最​​终用途而设计的，但大多数情况下用户在连上Internet时，由于基础设施和网路频宽​​的原因，使得在获取类似视频点播（Video On Demand;VOD ）之类的服务时会受到很多限制。尽管如此，资讯家电还是已经能够得到包括Web服务在内的多种资讯服务。

Internet服务和技术目前正以惊人的速度在发展，那些不能跟随新技术前进的产品很难在市场上获得立足点。为了满足消费者的需求，资讯家电的硬体和软体必须能够升级，这样有利于用户自行更新。此外，其元件的价格不能太高，才能让用户可以定期地进行升级。在当今这个多变的市场里，开发人员不仅担负着开发低成本多功能产品的任务，而且还面临着巨大的导入市场之时间压力。

比如，消费类电器制造商通常要投入大量人力研究产品的“可制造性”或者”替代方案”以降低生产成本，但由于Internet应用设备自身的产品生命周期都很短，因此降低成本（Cost- down）的工作要尽早进行。所幸的是制造商们不需要样样都从头做起，以满足客户快速变化的功能需求，相反地，他们可以从现成的PC上获取所需技术。

采用PC技术的优缺点

由于PC拥有巨大的市场和遍布全球数以万计的供应商，因此PC平台在众多应用领域已经成为事实上的标准，并有一整套成熟现成的应用工具。实际上，资讯家电用到的很多技术都是在平台式电脑上开发，并且都用在PC上，所以利用PC技术来设计资讯家电可以减少工作量并降低开发风险。例如在前面谈到的，用于视频点播的电视视讯转换盒产品中，MPEG视频数据流的即时解压缩性能是一个重要指标，通常建议采用高速RISC处理器作为解决方案。

但与此同时，随着平台式电脑多媒体技术的发展，出现了具有MPEG功能的视频晶片组和CPU扩展指令集(如MMX)，对平台式多媒体的强劲需求又产生了专用的低成本矽晶片，这种矽片与低档PC处理器一起使用也可以取得良好的效果。最后的结果是，源于PC技术的低成本矽晶片被用在动态视讯转换盒中。

随着多种平台式PC技术整合到资讯家电中，PC架构的其他优点也逐步显现出来。例如，平台式电脑可以为嵌入式设备的开发提供丰富的作业系统、开发工具和外设等选择；同时，由于从PC衍生出的设备结构与平台式PC相同，所以对于资讯家电开发者来说，平台式PC及其软体工具自然就成为最佳的样品开发工具。

追随PC技术太过紧密的缺点

然而，追随PC技术太过紧密也有危险。虽然利用x86处理器和PC主机板晶片组来设计一个与PC相容的嵌入式系统，一般来说比较简单，但是技术升级使得大多数晶片组很快就过时。实际上由于竞争激烈，主机板晶片组制造商每隔6个月就得推出新版本的产品。显然，为了保持产品的可制造性，那些使用这类元件的产品需要经常重新设计。

资讯家电制造商们若不与元件制造商签定长期的合作协议，就得加快重新设计的速度以赶上平台式电脑的硬体更新速度。这其实也是一个办法可以解决，就是选择将很多周边电路都整合到了CPU内部的高整合度x86晶片；随着嵌入式x86晶片制造业的迅速发展，市面上已经有了多种高整合度x86 CPU晶片，包括AMD lanSC400/520、Intel386 EX、National Semiconductor公司的Geode SC1400以及ST Microelectronics公司的STPC Consumer。

由于这些处理器是专门针对嵌入式产品市场，因此制造商们非常希望它们能维持较长的市场周期，至少应比平台式电脑主机板的晶片组的周期长很多。这些处理器将很多周边电路都整合到了CPU内部，从而减少元件数量降低系统成本。

硬体及软体的开发

为了使电器制造厂商有一个良好的开端，x86晶片制造商还提供了评估板和参考设计，部份设计还直接针对资讯家电的低成本需求。这些产品包括AMD lanSC400/520开发平台、Intel EXPLR2评估板、STPC Consumer快速样品平台以及National Semiconductor的WebPAD(一种无线手持式Web浏览设备)等，电器制造商可以使用这些平台进行产品评估、快速制作样品、系统开发，有时还允许小量生产。

很多PC周边厂商也看到了商机，他们现在都渐转型生产制造视讯转换盒的机壳、电源、红外无线键盘和滑鼠等，这些硬体产品使视讯转换盒制造商可以像过去生产PC那样，直接利用现成的周边零件组成一个系统，而不是样样都从头开始设计。虽然这种方式生产出来的产品其价格不一定符合真正的消费类产品要求，但它可以促使产品很快地导入市场。

资讯家电主要功能是由软体实现

以上讨论的是PC硬体的适用性，而资讯家电的主要功能则是藉由软体实现的。这些软体早已在平台式电脑里得到应用，但是运行这些软体的作业系统需要节约的记忆空间、磁碟空间和CPU时间。如果给资讯家电配备足够的硬体资源，去运行桌面作业系统和图形用户界面程式(GUI)，如Internet浏览器等，这种添加了各种补充硬体的资讯家电将变成一种平台式电脑，因而完全偏离了消费类电器应有的便宜价位水平。

既然资讯家电是一种专用设备，不是一个通用型电脑，因此它不需要支援一般桌面应用程式的庞大桌面作业系统，如耗费资源的视窗系统，也不必去和已有的应用程式完全相容。相反的，这类设备可使用专为可携式应用而设计的更加小巧的专用作业系统或迷你作业系统。这样可以提高效率并且减少对记忆体/磁碟的需求，因而降低硬体成本。

除了基本的多工处理能力外，资讯家电应提供Web浏览器、e-mail功能和频道指南，以及消费者期望的其他功能。为了提供一个易用的介面以执行这些程式，它还需要有图形用户介面。考虑到一些应用程式处理视频数据和音频数据流对时间精度的要求，作业系统还要能提供即时服务。

与PC应用软体相容

嵌入式设备使用的即时作业系统，要能够很方便地发挥处理器的效率和有效利用储存空间，为了减少工作量，电器制造商们纷纷借鉴PC硬体标准，同时也是为了减少工作量，制造商也采用PC的软体API标准。如果所选的作业系统提供的API与电器设备上的应用程式API相容，那么制造商只需要将这些程式从PC或其他环境移植过来即可，从而大大节省开发投入。

除此以外，标准API还能让制造商紧紧跟随着迅速发展的技术，不用怕会被淘汰。以Spyglass HTML3.2版Web浏览器移植到QNX即时作业系统为例，可以看到作业系统平台采用标准化带来的好处，这只需要一天时间就可以完成X Window版本Spyglass技术移植的“概念验证” 。显然，资讯家电因资源有限无法使用X Window，所以Spyglass为QNX的Photon microGUI视窗系统进行了修改，可以在400K ROM或Flash Memory以及1M RAM系统上运行。这是一个很好的例子，说明标准环境可以使流行的Internet技术非常容易地移植到资讯家电中。

由于现有的很多Internet软体都创建于UNIX系统，因此在可携式作业系统内建立一个UNIX(POSIX) API介面是一个好办法。此外，分析Java引擎程式码可以发现，它更支援一种具有非同步I/O、通用绪（Threads）支援、档案系统、网路支援和视窗介面的POSIX相容作业系统。由于POSIX环境以耗费资源而著称，因此POSIX标准的相关文件对介面进行了详细的定义，但是不包含执行的定义。

所以，可以用一种微核（Micro-kernel）结构提供POSIX API，而不用像UNIX内核结构那样复杂。例如，QNX的Neutrino即时微核可以提供多级记忆体保护功能。在无保护系统中，程式在一个位址空间里以绪形式运行，而在多程式保护系统中，每个程式都在独立的MMU保护位址空间里运行(大多数嵌入式x86处理器都整合有MMU)。

对于藉由Web下载的Java物件，这种保护就没有必要，因为Java本身提供了安全的运行环境。但是对于不在Java内执行的系统组件，记忆体保护可藉由在组件之间设立防火墙来保持系统的可靠性。因此，资讯家电可以同时支援Java物件和高性能的即时应用程式而不会降低其可靠性。由于能够利用POSIX程式码，资讯家电制造商就可以最小的成本跟随着不断发展的电脑或其他新技术。

解决视窗系统资源不足

为了能执行用户希望的各种图形应用程式，资讯家电需要有一个视窗系统。传统的图形库(Graphic Library)虽然占空间小，却不能支援如Web浏览器之类的全萤幕应用程式，而另一方面，普通的桌面视窗系统(MS-Windows)虽可以提供所有的功能，却要耗用过多的资源。

有一个方法可以打破这种尴尬局面。我们知道微核技术能在有限记忆体条件下，建立一个功能完整的作业系统环境，这项技术同样可用于视窗环境。比如采用“图形”微核技术的QNX Photon microGUI就是一个可扩展的视窗系统，只需用非常小的记忆体空间就能得到高解析度图形用户介面的性能。

为了实现资讯家电所需的功能，QNX/Photon还支援一个最小的TCP/IP，仅占用50K空间，同时支援储存于Flash记忆体的档案系统，这些都是由作业系统微核管理方式实现的。该环境包括有作业系统、视窗系统、网路功能、档案系统、HTML3.2 Web浏览器、e-mail、Internet新闻浏览器和个人资讯管理器(日程安排、联络簿等)，所需全部记忆量加起来不超过2M快闪记忆体和2M RAM。

这种“2+2”储存结构显然比同样功能的平台式作业系统要小，同时，比Java作业系统环境所需的空间也要小很多。此外，Eonic公司的Virtuoso作业系统除支援单一处理器作业外，也支援多处理器多工即时作业，非常适合复杂的DSP嵌入式系统开发使用。

结语

在嵌入式系统开发过程中，最怕软体团队等待硬体的完成，或者硬体团队等待测试软体的完工，因为这些不确定因素最会削弱软硬体团队之间的默契，而且，又会增加开发的成本。由于资讯家电本质上也是一种PC相容平台，因此开发人员可以使用普通平台式电脑作为实验产品的开发平台或样品平台，所需的周边硬体如：数据机等都可以黏着在PC里面，在这软硬体团队都熟悉的PC环境中开发，可以将盲点减少到最低，这样软硬体团队的开发进度就可以安然地同步进行了。