嵌入式系统中嵌入式处理器分类和选型.doc

嵌入式系统中嵌入式处理器分类和选型 　　摘要：本文简述嵌入式系统的基本概念与构成，然后按硬件与软件两个方面来进行分类，最后描述选型需要关注的几个方面。 关键词：嵌入式系统 分类 选型 中图分类号：TP332 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0078-02 1 概述 所谓嵌入式系统（Embedded System），国际电机工程师协会给过一段定义，原文为：“An Embedded system is the devices used to control、monitor、or assist the operation of equipment、machinery or plants.”是指：“用于控制、监视或者辅助操作机器与设备的装置”。 而中国传统的概念把以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可以裁剪的专用计算机系统称为嵌入式系统。传统嵌入式系统要求功能、可靠性、成本、体积、功耗都有规范与标准，简单的说，它就是像PC中的BIOS，把软件硬件集于一身，它具有软件小、自动化、速度快的特点，适合多任务与实时的体系。 嵌入式系统的硬件包括，包括处理器/微处理器、存储器、外设器件、I/O端口、图形控制器。嵌入式系统与一般计算机处理系统不同，它没有大容量存储介质，一般是使用eprom、eeprom、flash memory当作存储介质；系统软件包括操作系统软件（OS）与应用程序编程，操作程度在程序编程与硬件中起交互作用，应用程序控制系统的运行与行动。 2 嵌入式系统的分类 由于嵌入式系统由硬件和软件共同组成，所以分类也可以根据硬件和软件两个方面来划分。 2.1 以硬件划分 2.1.1 嵌入式微控制器（Microcontroller Unit，也称MCU） 单片机就属于嵌入式微控制器，单片机机心由ROM（或EPROM）、总线、总线逻辑、定时器（或计数器）、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等组成，它属于单片式设计，体积小、功耗低、成本小、可靠性高的特点，该类型的品种、数量都是最多的，目前嵌入式系统中，MCU在70年代就已经研制出来，但由于以上的特点，直到现在，它依然占有70%的市场份额。 2.1.2 嵌入式微处理器（Micro Processor Unit，又称MPU） 嵌入式微处理器是根据计算机的CPU演变来的，然而与计算机处理器不同的是，它要求性能高、功耗低、体积小、成本小、重量轻、可靠性高的特点，以满足嵌入式环境下的特殊需求，如ARM系列广泛应用于手机终端，PowerPC系列广泛应用于航空系统。 2.1.3 嵌入式DSP处理器（Embedded Digital Signal Processor，，又称EDSP） DSP的算法理论在70年代就已经出现，那时还没有专门的DSP处理器，只能用MPU的分立元件实现，然而处理的速度无法满足DSP算法要求，1982年，首枚DSP处理器诞生，它是专门用于处理信号的处理器，以信号处理的特殊要求在系统结构处理、算法上进行专门设计的处理器，它具有很高的编译效果与执行速度的功能。80年代中期，诞生出基于CMOS工艺的DSP处理器，它的储容量和运算速度与前代相比都有飞跃性的提高、现在随着DSP处理器的不断发展，它的集成度更高、应用范围更广。 2.1.4 嵌入片上系统（System On Chip，又称SOC） 嵌入片上系统追求包容性最强的集成器件，它使现了软硬件无缝结合，在处理器片上直接嵌入操作系统的代码模块，因此具有很高的综合性。使用SOC，SOC一般是专用的芯片，它具有系统简洁、体积小、功耗小、可靠性高、生产效率高的特点。 2.2 从软件上划分 2.2.1 实时系统 实时系统是指数据产生时，能以足够快的速度来进行处理，处理的结果能在规定的时间内来控制生产过程与处理系统，让它做出极快的响应。在实时系统中，如果指定的时间没有完成确定的任务，整个系统会全面失败，这被称为硬实时系统，反之，如果在指定的时间内没有完成确定的任务，不会出现致命的错误就被称为软实时系统。 2.2.2 分时系统 分时系统是把时间划为长短基本相同的时间片，操作系统轮流分配给各个作业使用，如果某个作业在时间片结束完成，这个作业被挂起，等下一轮循环再继续使用，分时操作系统具有以下几个特点：多路性，用户通过各自的终端可以同时使用一个系统；及时性，对于提出的要求，系统能在较短的时间内得到响应与处理；独立性，虽然同一时间内可以多个用户使用同一个CPU，但是用户之间操作独立，彼此不干涉。 2.3 嵌入式系统选型 选择自