了解嵌入式 讨论知识[原创]

在中国嵌入式系统领域，比较认同的嵌入式系统概念是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。


1．处理器技术

（1）通用处理器

　这类处理器可用于不同类型的应用，一个重要的特征就是存储 程序，由于设计者不知道处理器将会运行何种运算，所以无法用数字电路建立程序。另一个特征就是通用的数据路径，为了处理各类不同的计算，数据路径是通用 的，其数据路径一般有大量的寄存器以及一个或多个通用的算术逻辑单元。设计者只需要对处理器的存储器编程来执行所需的功能，即设计相关的软件。

在嵌入式系统中使用通用处理器具有设计指标上的一些优势。上市时间和NRE成本较低，因为设计者只需编写程序，而不需要做任何数字设计，灵活性高，功能的改变通过修改程序进行即可。与自行设计处理器相比，数量少时单位成本较低。

　　当然，这种方式也有一些设计指标上的缺陷，数量大时的单位成本相对较高，因为数量大时，自行设计的NRE成本分摊下来，可降低单位成本。同时，对于某些应用，性能可能很差。由于包含了非必要的处理器硬件，系统的体积和功 耗可能变大。

　　（2）单用途处理器

　　单用途处理器是设计用于执行特定程序的数字电路，也指协处理器、加速器、外设等。如JPEG编码解码器执行单一程序，压缩或解压视频信息。嵌入式系统设计者可通过设计特定的数字电路来建立单用途的处理器。设计者也可以采用预先设计好的商品化的单用途处理器。

　　在嵌入式系统中使用单用途处理器，在指标上有一些优缺点。这些优缺点与通用处理器基本相反，性能可能更好，体积与功率可能较小，数量大时的单位成本可能较低，而设计时间与NRE成本可能较高，灵活性较差，数量小时的单位成本较高，对某些应用性能不如通用处理器。

　　（3）专用处理器

　　专用指令集处理器（ASIP）是一个可编程处理器，针对某 一特定类型的应用进行最优化。这类特定应用具有相同的特征，如嵌入式控制、数字信号处理等。在嵌入式系统中使用ASIP可以保证良好的性能、功率和大小的 情况下，提供更大的灵活性，但这类处理器仍需要昂贵的NRE成本建立处理器本身和编译器，单片机和数字信号处理器是两类应用广泛的ASIP，数字信号处理 器是一种针对数字信号进行常见运算的微处理器，而单片机是一种针对嵌入式控制应用进行最佳化的微处理器，通常控制应用中的常见外设，如串行通信外设、定时 器、计数器、脉宽调制器及数/模转换器等都集成到了微处理器芯片上，从而使得产品的体积更小、成本更低。