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嵌入式乘勝追擊
智慧化當道

【作者: 王明德】   2016年08月03日 星期三

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工業電腦是最典型的嵌入式自動化架構,這幾年在業者的刻意經營下,應用領域快速擴增,從以往的工業控制到現在各類垂直產業,如博弈、醫療、金融業,為滿足客戶的各種需求,工業電腦廠商必須要提供齊全的產品線以供選擇,就發展現況來看,嵌入式系統主要有4個發展趨勢,包括1.技術上將採開放式的平台架構,更易於與其他系統整合。2.體積雖然越來越小,但是性能上卻要求更穩定,成本更低廉。3.應用趨向多元化,需要小批量、快速客制化的服務,所以對於客戶產業的瞭解將更形重要。4.嵌入式的功能,會趨向單一化,與一般PC泛用的方式不同。


專用與泛用區隔

嵌入式產品在非消費領域的設計,可分為泛用型與專用型。

凌華科技嵌入式計算產品事業處協理高福遙指出,工業電腦銷售對象與一般PC業者不同,工業電腦通常銷售給系統整合業者較少單獨直接銷售予終端使用者,台灣工業電腦產業的銷售區域主要以歐、美、日地區為主,為開拓潛在的新客戶,必須與當地銷售服務能力強之SI結盟,方可快速攻佔市場、提升市場佔有率。


工業電腦客戶在購買產品時,因為必須考量到系統整合及搭配問題,再加上產品本身的複雜度及價格均比一般消費性電子產品高,因此客戶考慮時間也較長;一般而言,開發一新客戶約需要3至6個月的時間,但若產品品質能獲得客戶肯定,客戶的再購率及忠誠度則遠高於一般消費性電子產品,所以一但通過客戶認證,該客戶的訂單便可成為穩定的獲利來源,且常常一筆訂單出貨期間長達數年,因此,藉由設立海外子公司或技術服務中心的方式,建立完整的行銷通路,並提供快速的售後服務,以滿足各系統整合商或加值商獨特需求。



圖1 :  凌華科技嵌入式計算產品事業處協理高福遙指出,工業電腦銷必須與當地銷售服務能力強之SI結盟,方可快速攻佔市場、提升市場佔有率。 (攝影/王明德)
圖1 : 凌華科技嵌入式計算產品事業處協理高福遙指出,工業電腦銷必須與當地銷售服務能力強之SI結盟,方可快速攻佔市場、提升市場佔有率。 (攝影/王明德)

目前嵌入式產品在非消費領域的設計,可分為泛用型與專用型,泛用型以工控產品居多,由於工業電腦廠商以工控起家,在此領域已有長久布局,後來的交通、醫療、零售等垂直產業,初期發展時所應用的嵌入式設備,都由工控端稍加更動設計移植所用,後來這些垂直市場的應用逐漸加深,這類原為工控所用的機種逐漸無法滿足需求,因此後期開始出現專用機型,於是市場開始出現泛用型與專用型兩類機種,但其實泛用型原就專為工控設計,稱之為泛用型並不精準。


x86仍是主流

x86是目前嵌入式技術在非消費性領域的主流架構。

凌華科技嵌入式電腦業務部經理孫正山表示,目前市場上對高度客製化的專業型機種需求較高的產業包括電信、軍工,交通則約有50%的客製化,至於醫療、零售、博弈等領域,採用COM-Express的設計相當多,COM-Express是將系統的主要運行功能(如,處理器、晶片組…等)作成主要的CPU模組,實際在產品出貨時,再依照客製化需求,搭配不同功能模組電路板(底板)完成整體產品設計,目前凌華在COM-Express已有相當完整的布局,除了上述的領域外,2016年底也將推出2~3款車載產品,


再就架構面來看,嵌入式技術與目前IT市場應用的技術相同,分為x86與RISC兩累,孫正山表示x86是目前嵌入式技術在非消費性領域的主流架構,以凌華為例,約有90%以上的產品採用,RISC則為剩下的10%產品所用,RISC的ARM架構在嵌入式領域,目前主要應用於工業等級的手持式設備,凌華就有專為機器手臂設計的ARM架構手持式工業等級平板電腦。



圖2 :  凌華科技嵌入式電腦業務部經理孫正山表示,x86是目前嵌入式技術在非消費性領域的主流架構。 (攝影/王明德)
圖2 : 凌華科技嵌入式電腦業務部經理孫正山表示,x86是目前嵌入式技術在非消費性領域的主流架構。 (攝影/王明德)

至於x86,目前多數非消費性領域的嵌入式設備都採此架構,工業電腦初期主應用於工廠製造時,由於產線設備的運算需求並不高,因此當時所採用的處理器等級並不高,加上工控系統強調穩定,所使用的產品必須經過市場驗證過一段時間,系統整合廠商方願意採用,因此當時工業電腦的運算架構都約晚市場主流約1~2年的時間,這幾年工業電腦應用逐漸寬廣,各領域對處理器的運算需求不一,工業電腦廠商必須選擇相對應的處理器,運算需求不高,但對環境和耗電敏感的應用如軌道交通、醫療,採用Intel的Atom者較多,至於有多影音需求如數位看板或雙螢幕的POS,就可能採用多核心的i7處理器。


微軟持續佔有優勢

微軟系統的優勢在於平台封閉,卻是可透過付費取得使用授權。

在作業軟體部份,一直以來,非消費性嵌入式系統市場多半是被微軟Windows Embedded所佔據,僅有少數的大企業產品願意使用Linux作為平台,Linux標榜開源、易客製化,且程式碼開源,對工程師而言,也不是困難的系統,理應是最佳的平台,但多數的廠商採用Linux的意願依舊不高,除了少數軌道交通與軍工設備外,幾乎都是Windows產品,尤其越大規模使用的系統,如售票機、博奕機等等,若恰巧遇見其當機的畫面,多半還是那一兩個熟悉的微軟經典當機畫面,微軟的系統就效能並非絕佳,卻能夠得到多數廠商的支持,原因仍在於微軟的系統是屬於封閉的開放系統,這句看似矛盾的解釋,卻是微軟最大的利基。


微軟系統的優勢在於平台封閉,卻是可透過付費取得使用授權,不論加載了任何介面,基礎架構仍脫離不了Windows,且硬體廠商對於Windows相關的驅動成試開發較為積極,若開發過程之中,軟硬體遇到問題也相較Linux容易解決,而Windows的介面也較為一般人所熟悉,當客戶遇到小問題,也較容易自行排除或透過電話聯絡協助排除。


對照於Linux,雖然早年有Red Hat等組織,但這些系統缺乏平易近人的圖形化介面,對一般的工程師雖不是問題,只是對於客戶,由於介面不熟悉,並非容易維護的系統,自然會影響客戶採用的意願;而後雖有Android,但組織規模以及強制力不高,之前各工業電腦廠商均有嘗試性推出Android產品,不過由於用於系統整合,必須考慮到系統安定以及維護難易等條件,效能最佳化,並非最主要的問題;而環境因素亦是Windows得以稱霸的主因,因此這些Android產品最後均不獲市場青睞,雖然誠如許多批評所言,Windows一直以來都不是最好的作業系統,然而因策略得宜,使得Windows得以成為被普羅大眾所接受的作業系統,加上易與企業內部平台結合,更是微軟在嵌入式平台的優勢。


Wintel不易撼動


圖3 :  未來的非消費端的智慧化系統,仍將由Wintel主導。 (Source: IEEE SFU)
圖3 : 未來的非消費端的智慧化系統,仍將由Wintel主導。 (Source: IEEE SFU)

放眼未來發展,目前x86與Windows攜手的Wintel架構在智慧手機、平板電腦等消費性領域雖已節節敗退,不過在非消費性應用的產業應用,Wintel仍穩坐主流之位,硬體部份的Intel日前雖宣佈停止行動處理器的開發,不過這幾年在各垂直領域的布局越來越深,微軟則瞄準物聯網市場,將其Windows Embedded系列產品併入公司的雲端平台Azure旗下,並與各工業電腦廠商有更緊密的策略合作,就此看來,未來的非消費端的智慧化系統,仍將由Wintel主導,RISC將持續據守少數應用,Android則仍未見起色,業界仍抱持觀望態度。


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