嵌入式系統架構的發展趨勢
提到嵌入式系統我們很快會聯想到單片機,不錯,MCU是最基礎和常用的嵌入式系統,但是目前像FPGA、ARM、DSP、MIPS等其他嵌入式系統應用越來越廣泛。嵌入式系統與模擬電路或其他功能電路組成的SoC(System on Chip,片上系統)或SiP(System in Package,系統級封裝)在手機、機頂盒等功能復雜的產品上的應用也越來越多。
總的來說,嵌入式系統發展呈現如下特點:
·由8位處理向32位過渡
·由單核向多核過渡
·向網絡化功能發展
·MCU、FPGA、ARM、DSP等齊頭并進
·嵌入式操作系統呈多元化趨勢
所有的嵌入式處理器都是基于一定的架構的,即IP核(Intellectual Property,知識產權),生產處理器的廠家很多,但擁有IP核的屈指可數。有自己的IP核,光靠賣IP核即可坐擁城池。
嵌入式系統的架構有專有架構和標準架構之分,在MCU(微控制器)產品上,像瑞薩(Renesas)、飛思卡爾(Freescale)、NEC都擁有自己得專有IP核,而其他嵌入式處理器都是基于標準架構。本文討論僅討論標準架構的嵌入式系統。
標準的嵌入式系統架構有兩大體系,目前占主要地位的是所謂RISC(Reduced Instruction Set Computer,精簡指令集計算機)處理器。RISC體系的陣營非常廣泛,從ARM、MIPS、PowerPC、ARC、Tensilica等等,都是屬于RISC處理器的范疇。不過這些處理器雖然同樣是屬于RISC體系,但是在指令集設計與處理單元的結構上都各有不同,因此彼此完全不能兼容,在特定平臺上所開發的軟件無法直接為另一硬件平臺所用,而必須經過重新編譯。
其次是CISC(Complex Instruction Set Computer,復雜指令集計算機)處理器體系,我們所熟知的Intel的X86處理器就屬于CISC體系,CISC體系其實是非常低效率的體系,其指令集結構上背負了太多包袱,貪大求全,導致芯片結構的復雜度被極大的提升。過去被應用在嵌入式系統的X86處理器,多為舊世代的產品,比如說,工業計算機中仍可常見數年前早已退出個人計算機市場的Pentium3處理器。由于此世代的產品效能與功耗比可以說是過去X86體系的甜蜜點,加上已經被市場長久驗證,穩定性高,故常被應用于效能需求不高,但穩定性要求高的應用中,如工控設備等產品。
總的來說,嵌入式系統發展呈現如下特點:
·由8位處理向32位過渡
·由單核向多核過渡
·向網絡化功能發展
·MCU、FPGA、ARM、DSP等齊頭并進
·嵌入式操作系統呈多元化趨勢
所有的嵌入式處理器都是基于一定的架構的,即IP核(Intellectual Property,知識產權),生產處理器的廠家很多,但擁有IP核的屈指可數。有自己的IP核,光靠賣IP核即可坐擁城池。
嵌入式系統的架構有專有架構和標準架構之分,在MCU(微控制器)產品上,像瑞薩(Renesas)、飛思卡爾(Freescale)、NEC都擁有自己得專有IP核,而其他嵌入式處理器都是基于標準架構。本文討論僅討論標準架構的嵌入式系統。
標準的嵌入式系統架構有兩大體系,目前占主要地位的是所謂RISC(Reduced Instruction Set Computer,精簡指令集計算機)處理器。RISC體系的陣營非常廣泛,從ARM、MIPS、PowerPC、ARC、Tensilica等等,都是屬于RISC處理器的范疇。不過這些處理器雖然同樣是屬于RISC體系,但是在指令集設計與處理單元的結構上都各有不同,因此彼此完全不能兼容,在特定平臺上所開發的軟件無法直接為另一硬件平臺所用,而必須經過重新編譯。
其次是CISC(Complex Instruction Set Computer,復雜指令集計算機)處理器體系,我們所熟知的Intel的X86處理器就屬于CISC體系,CISC體系其實是非常低效率的體系,其指令集結構上背負了太多包袱,貪大求全,導致芯片結構的復雜度被極大的提升。過去被應用在嵌入式系統的X86處理器,多為舊世代的產品,比如說,工業計算機中仍可常見數年前早已退出個人計算機市場的Pentium3處理器。由于此世代的產品效能與功耗比可以說是過去X86體系的甜蜜點,加上已經被市場長久驗證,穩定性高,故常被應用于效能需求不高,但穩定性要求高的應用中,如工控設備等產品。
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