嵌入式系統的知識平臺與平臺模式詳解

知識經濟的時代是一個以知識平臺為中心的市場經濟時代。嵌入式系統領域的產業、科技，已從資本經濟時代封閉的一體化產業、科技，變革為平臺模式下的扇形產業、科技生態體系。嵌入式系統領域的所有企業、團隊與個人都是這個大生態體系中的一員，從事著某個生態環節的產業、科技事業。因此，企業、團隊、個人在扇形體系中的分工與準確定位變得十分重要。

關鍵詞? 知識平臺? 平臺模式? 廠家平臺? 產品平臺? 應用平臺

　　當前，嵌入式系統已進入一個知識平臺應用時代。即知識創新者將創新知識成果轉化為知識平臺，知識應用者在知識平臺基礎上實現創新知識的傻瓜化應用。

1? 嵌入式系統中的平臺現象

1.1? 知識發展中的平臺化趨勢

　　人類知識總是遵循著平臺化發展趨勢。平臺化趨勢是指隨著知識發展，人類總是要將知識成果集成到工具中，人們使用工具時，不必了解知識成果原理，就能實現知識成果的應用。從知識學角度看來，這些工具就是集成了知識成果的知識平臺。

　　例如，當沒有數值計算工具時，人們必須通曉數值計算原理，用心算或用筆在紙上進行數值計算；有了算盤后，人們只要通曉珠算規則，不必深入了解數值計算原理就能進行數值計算；電子計算器出現后，人們進行數值計算（甚至函數計算）時，只要給出計算要求就能獲得計算結果。借助電子計算器，任何傻瓜都能實現過去依靠專家才能實現的數值計算知識行為。

　　由于這些工具中集成了知識成果與知識行為，使用者不必掌握知識成果（如數值計算原理），就能實現知識行為（如數值計算行為），這就是知識平臺的平臺效應。

　　算盤中集成了數值計算的珠算方法成果，減輕了人類的腦力勞動；電子計算器不僅集成了數值計算原理、計算方法，還集成了數值計算的運算過程（數值計算的知識行為），完全替代了人類數值計算的腦力勞動。可以看出，人類誕生后，知識發展的總趨勢是不斷將認識成果、知識行為集成到工具中，用工具來替代人的腦力勞動。

1.2? 嵌入式系統的知識平臺現象

　　在嵌入式系統領域，無論是產業部門、科學研究領域還是日常生活中，充滿了知識平臺現象。下面是嵌入式系統產業、科技中的幾個典型的知識平臺實例。

（1） 嵌入式系統產業中的知識平臺［1］

　　半導體廠家將VCD的創意與知識成果集成到芯片中，并整合成集成電路基礎上的軟硬件套件，這就是VCD產品的知識平臺，作為商品出售給中國的鄉鎮企業。鄉鎮企業在購得VCD產品知識平臺后，在半導體廠家售后服務的技術支持下完成VCD機的產品化設計，實現了鄉鎮企業的傻瓜化生產方式。

（2） 嵌入式產品開發中的產品平臺［23］

　　在我國單片機應用領域中，許多企業的技術經營方式都處于極端落后狀態。企業沒有獨立的技術平臺，產品核心技術都掌握在員工手中，形成了廠家產品研發的“板凳模式”，任何技術人員的流動都會造成企業的滅頂之災。如果能形成產品研發的知識平臺模式，即將企業中的所有產品的嵌入式應用系統進行標準化、系列化、規范化的改造，將所有相似的技術（軟、硬件技術）內容構成一個能開發一系列產品的基礎平臺，謂之產品平臺。任何一個新產品的研發都可以在此平臺上起步，即采用70%的產品平臺技術+30%創新內容的新產品開發模式。并且在新產品開發過程中，不斷使產品平臺升級，形成產品研發的“階梯模式”。產品研發中的核心技術保留在平臺之中，由集體創建，為企業所有，不影響技術人員的正常流動。隨著產品的不斷開發，產品平臺不斷升級；有了產品平臺可大大縮短新產品開發周期，提高新產品的質量。

（3） 單片機系統設計中的應用平臺［4］

　　Philips公司推出I2C總線時，沒有提供一個完整的組態軟件包。人們每次使用I2C總線時必須了解I2C總線原理、時序，在通曉原理、時序的基礎上實現應用。筆者根據90%以上用戶的實際狀況，研究出單主方式下的虛擬I2C總線軟件包VIIC［4］。在這個I2C總線軟件包中給出了一個集成有虛擬I2C總線原理的子程序和一個包含三條指令的傻瓜化應用界面。有了I2C總線軟件包VIIC，在單主系統中擴展任何I2C總線時，都不必了解I2C總線原理、時序，就能實現I2C總線的傻瓜化應用，而且程序結構十分簡單，并且可以應用在任何沒有I2C總線接口的單片機系統中。虛擬I2C總線軟件包VIIC就是一個軟件形式的知識平臺。

（4） 嵌入式系統開發的廠家平臺［12］

　　早期的單片機應用是從一堆芯片、一臺開發裝置，在指令系統基礎上起步的，人人都從零開始開發單片機應用產品。隨后半導體廠家尋求第三方開發工具、手段支持，不斷從裸片銷售過渡到廠家平臺模式的經營方式，提供包括硬件方面的各種實驗板、開發工具，軟件方面的各種調試環境、操作系統、編程語言、驅動程序，以及各種成套性技術方案等。如今，半導體廠家與第三方合作，逐漸形成為用戶產品開發服務的“集成開發環境”，即半導體廠家的廠家平臺。廠家平臺為用戶提供了“多、快、好、省”的最佳開發手段。高明的嵌入式系統應用工程師在開發新產品時會選擇最佳的廠家平臺。

1.3? 從一體化模式到平臺模式

　　上面列舉的4個知識平臺現象，概括了嵌入式系統應用的各個方面。從本質上講，平臺模式是人類科技發展“方法學”上的變革，即從封閉的一體化模式變革到開放的扇形平臺模式。

　　科技領域封閉的一體化模式是指從“知識創新”到“創新知識應用”封閉在一個體系（個人、廠家、團體）中，例如，在某個科技領域中，大家都從事知識創新，都使用自己的創新知識成果，形成了大量的重復性勞動，造成全社會創新知識成果的極大浪費與創新知識應用的落后狀態。

　　科技領域的平臺模式是指“知識創新”與“創新知識應用”的社會化分工。一部分人（或企業、團體）從事“知識創新”并將創新知識成果轉化成“知識平臺”；另一部分人則在“知識平臺”基礎上實現創新知識成果的最終應用。“知識平臺”具有開放的扇出特性，即一個“知識平臺”可供無數人（或企業、團體）使用。最大限度地節約了知識成果的社會勞動成本，最大限度地發揮了知識成果的社會效益與經濟效益。例如，一個半導體廠家的VCD產品平臺，可供無數多的鄉鎮企業使用。

　　從一體化模式到平臺模式是人類知識發展史上的飛躍，平臺模式是放之四海而皆準的知識發展規律，適用于和知識有關的一切領域。所不同的只是知識平臺的內容、結構、組成方式而已。

2? 知識平臺的基本特性

　　知識平臺的基本特性是它的分離性、集成性。在分離性基礎上實現知識平臺的傻瓜化應用，在集成性基礎上實現知識平臺的商品化。知識平臺的黑箱性、黑洞性最大限度地保護了知識平臺制造商的利益，即平臺的知識壟斷與駕馭。

2.1? 知識平臺的分離性

　　分離性是知識平臺最基本的特性，知識平臺本身就是知識創新與創新知識應用社會化分工的產物。另外，在知識平臺中將知識原理與知識應用分離，并為知識平臺應用建立起一個傻瓜化的應用界面（即應用標準、規則、規范）。知識平臺使用者只需要了解應用界面，就能使用知識平臺，完成專家的知識行為，形成了當今通行的高級工具的傻瓜化應用方式。

　　從另一角度來看，知識平臺的分離性最大化地保證了知識平臺制造商的利益。因為將知識原理與知識應用界面分離，最有效地屏蔽了知識平臺中的核心知識成果，使知識產權保護從專利保護進入到自我保護的高級階段。

2.2? 知識平臺的集成性

　　不斷將知識集成到工具中，是人類社會工具發展的普遍規律。原始人使用的石刀、石斧中集成了“尖劈原理”知識；在刀、剪、鐵鉗中集成了力學、金屬學、冶金、鍛造工藝學知識；拖拉機則集成了機械學、機構學、動力學、材料科學、耕作技術等知識。人類使用的工具都是人類知識成果的結晶，可以說沒有無知識的工具。

　　知識平臺的集成性除了知識集成外，還會發展到高級階段的知識行為集成，即從手工工具、機械化工具到智能化工具的發展。上述事例中的紙、筆可視為數值計算的手工工具，算盤或手搖計算機是機械化工具，電子計算器則是數值計算的智能化工具。因為，電子計算器除了集成有數值計算原理知識外，還集成有數值計算的知識行為能力。當給電子計算器輸入計算要求時，它能自動完成數值計算的全過程，這就是電子計算器的知識行為。因此，知識平臺是一個智能化工具，可以替代人類的腦力勞動。

3? 樹立牢固的知識平臺觀念

　　知識平臺模式是從資本經濟時代向知識經濟時代變革的科技方法學革命。是從封閉的一體化產業、科技模式向開放的扇形產業、科技模式發展，即從“板凳模式”向“階梯模式”變革，最大地減少了產業、科技發展中的重復工作；因為，一個集成了科技成果，又有傻瓜化應用界面的知識平臺可讓全世界所有人實現傻瓜化應用。

3.1? 科技成果止于知識平臺

　　我們可以清楚地看到，在一個新興的嵌入式系統領域中，早已拋棄了原先傳統的從科技創新到創新科技應用一體化模式。燕舞集團VCD的一體化科技模式遭遇慘敗，半導體廠家與鄉鎮企業基于知識平臺（VCD軟硬件套件）的社會化分工取得的極大成功，宣告了科技、產業知識平臺模式的到來。

　　在PC機產業中，形成了通用處理器、OEM廠商、PC機生產廠家的扇形產業體系，本質上是基于知識平臺社會化分工的生態體系。Intel公司致力于通用微處理器的知識創新，止于將創新知識成果轉化成通用微處理器芯片，決不參與計算機主板設計與生產。

　　在嵌入式系統領域，半導體廠家從事微控制器的創意，并生產微控制器，邀請第3方為微控制器應用提供最佳的集成開發環境，為用戶提供全方位的技術支持。ARM知識產權公司的出現，使平臺模式發揮到極致。

　　ARM公司專門從事知識創新，將創新知識成果轉化成產權知識，為所有半導體廠家提供產權知識平臺，決不參與微控制器設計與生產。

3.2? 科技應用始于知識平臺

　　我國鄉鎮企業在高科技的嵌入式系統應用領域迅速取得成功，這在資本經濟的一體化產業時代是不可想象的。我國鄉鎮企業不從事知識創新、不購買專利知識，而是購買一個最好的知識平臺商品，在廠家的技術支持下，實現最終產品生產。

　　IT產業中OEM廠商的出現，最好地闡明了知識平臺的產業模式。OEM廠商將IT產業結構細分為扇形產業鏈，形成多級的平臺模式。例如，PC機的主扳制造商購買Intel公司的通用微處理器，在Intel公司的技術支持下設計與生產計算機主扳，并不從事通用計算機的設計與生產；計算機生產廠家則購買計算機主板與周邊設備，以組裝方式生產最終產品。

4? 知識平臺的定位與分工

　　嵌入式系統是由微電子學科、計算機學科、電子技術學科、對象學科構成的一個無限大的產業、科技領域。在這個產業領域中，形成了以知識平臺為中心的扇形產業、科技生態體系。從縱向看來，有頂端的知識產權廠家、半導體廠家、OEM廠家、對象領域產品技術開發商、最終產品生產廠家；從橫向看來有技術支持、配套等技術服務企業。在這個扇形產業、科技生態體系中，任何企業、團隊與個人都成為相互依賴的產業鏈中的一環，在上游企業的知識平臺基礎上，為下游企業提供下一個環節的知識平臺，最終完成從知識創新到創新知識應用的全過程。例如，ARM公司從事嵌入式處理器的研究，并將這些研究成果轉化為產權知識，決不從事嵌入式處理器的生產；眾多的半導體廠家在ARM公司授權下，在處理器產權知識平臺基礎上，生產出形形色色的微控制器（MCU）；對象領域中眾多的電子系統設計部門，則在半導體廠家微控制器平臺基礎上，完成嵌入式應用系統、產品系統設計；而最后的一個環節則是眾多的嵌入式系統最終產品生產企業。

　　從嵌入式系統的扇形生態體系中可以看出，任何一個企業、科技團隊或個人，只能占據生態體系中的某一個環節。因此，應該根據自身的特點與優勢，在扇形生態體系中準確定位。在扇形產業鏈的知識平臺傳遞中，在知識平臺中的任何知識投入，都可取得知識平臺的自屬知識產權。例如，半導體廠家在獲得ARM公司授權后，在ARM處理器知識平臺基礎上設計與生產的微控制器，占有微控制器的自屬知識產權；對象領域的電子技術工程師，在微控制器、集成開發環境等知識平臺上，開發出嵌入式應用系統，占有嵌入式應用系統的自屬知識產權。在扇形生態體系中，每一個環節都有知識產權的發展空間。