8位、32位處理器的動向

在嵌入式處理器中，8位和32位可以說是嵌入式的生力軍，前者市場最為龐大，后者崛起速度最為迅速。嵌入式的發(fā)展有何新的動向？

8位：開拓更多的應(yīng)用

近年來，8位單片機(MCU)的性能在不斷拓展，現(xiàn)場可編程，成本不斷下降，I/O、指令更完備，開發(fā)工具方便、廉價，部分模擬和數(shù)字功能加入其中，超低功耗。

8位MCU的功能不斷拓展，其驅(qū)動力是應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大。Microchip的安防、單片機及技術(shù)開發(fā)部副總裁Steve Drehobl列舉了8位MCU的一些新的有趣應(yīng)用。MCU開關(guān)不是機械的集成，它好像觸摸屏或按鍵式開關(guān)。過去的機械開關(guān)是旋鈕式，而MCU里的開關(guān)采用數(shù)字式(筆者推測是由處理器芯核外的模擬電路來實現(xiàn)的，原理如模擬IC中的可調(diào)增益，利用可選電阻排編程來實現(xiàn))。例如洗衣機過去調(diào)整功能、轉(zhuǎn)速要用旋鈕，現(xiàn)用按鍵即可。機械電子的好處是可以降低成本，提高開關(guān)功能。

典型的例子是壓縮機關(guān)閉延時(圖1)。盡管Microchip的PIC10F MCU比開關(guān)貴一些(多10美分)，但應(yīng)用方面確實帶來了好處。傳統(tǒng)的機械定時延遲開關(guān)裝在壓縮機內(nèi)。PIC10F可以完全代替這種開關(guān)，并且還是小型智能單片機。壓縮機的測試需要很長時間，有了這種MCU，可對壓縮機的供電條件進(jìn)行預(yù)設(shè)，模擬時幫助節(jié)省很多時間，且非常準(zhǔn)確。


如果把整個ASIC設(shè)計改變或修訂的話，成本相當(dāng)于5萬美元，因此很多設(shè)計師寧可不搞這種大規(guī)模的修復(fù)，而使用“電子膠”——MCU(圖2)。MCU可以把這些功能預(yù)先設(shè)計進(jìn)來，就象給產(chǎn)品上了保險一樣，任何變化都可以讓設(shè)計師隨時調(diào)整。

因此，在設(shè)計PC板等電路板時往往會預(yù)留空間，把可能會出現(xiàn)問題或系統(tǒng)需要升級的地點事先安排好，一旦出現(xiàn)故障，馬上用備用的器件進(jìn)行修理；或者一旦市場上需要新的功能，馬上就可升級。這正符合美國的一句俚語：像撒胡椒面一樣，先撒上。

因此，電子膠可用于ASIC、電路板、器件的修復(fù)、功能升級、后期變更和其他針對產(chǎn)品快速量產(chǎn)需要的補充件。

MCU的特點是量體裁衣，但隨著MCU的應(yīng)用層出不窮，量體裁衣越來越困難了。因為現(xiàn)在應(yīng)用太多了，而且人們的想法層出不窮，廠家新型號與性能很難趕上。因此MCU公司如Microchip采用MCU的核心技術(shù)，集成部分外圍及可編程內(nèi)存，開發(fā)出系列小巧靈活的產(chǎn)品?！霸诋a(chǎn)品交貨上我們不做任何工作，讓我們的用戶充分發(fā)揮創(chuàng)造力與想象力來開發(fā)出他們所需要的應(yīng)用。” Drehobl總結(jié)道。

32位與操作系統(tǒng)

完成一個好的設(shè)計，操作系統(tǒng)與處理器同樣重要，還要有平臺開發(fā)概念。 在32位領(lǐng)域靠IP(知識產(chǎn)權(quán))打遍天下的ARM公司，其處理器核的特點是低功耗、高性能和低成本。但這也離不開操作系統(tǒng)等第三方合作伙伴的緊密配合。此次是ARM進(jìn)入中國兩年多來第一次以嵌入式Linux為主題的研討會。此前ARM也曾攜手mC/OS做研討會。這次之所以選擇Linux，是因為嵌入式Linux是個群眾團體，同樣有很大的發(fā)展?jié)摿?。ARM希望通過這次大會，幫助第三方在ARM芯片上做Linux的開發(fā)、創(chuàng)業(yè)和增值。 為了推廣基于ARM的操作系統(tǒng)，ARM還宣布了一個對中國用戶來說的好消息：把許多資源貢獻(xiàn)了出來，供廣大用戶免費下載，使ARM對kernel(內(nèi)核)的裁減、優(yōu)化成果及時與用戶共享。

嵌入式OS所要做的

不同于臺式機與服務(wù)器領(lǐng)域，嵌入式操作系統(tǒng)有很多種，這是由嵌入式的應(yīng)用多姿多彩決定的，例如MP3、多媒體播放、工控、洗衣機、微波爐?？梢娗度胧绞莻€很新的市場，也是一個分得很細(xì)的市場，因此沒有一家公司的操作系統(tǒng)可以壟斷這個市場。 嵌入式對操作系統(tǒng)有了很多新要求，因為在臺式電腦中Linux無所謂大小，功耗也不是問題，性能也不是問題。但在嵌入式里，若用5V電池跑臺式Linux實現(xiàn)PDA，僅CPU就已不夠用了，怎么能降低功耗？ARM kernel運行起來時，即可聽音樂，又可低功耗，還要帶外設(shè)，如何對kernel優(yōu)化呢？這是ARM正在做的，過幾年要對kernel進(jìn)行裁減，將來在開發(fā)中實現(xiàn)嵌入式優(yōu)勢。

Linux是免費的，如何在開發(fā)中賺錢？這是全球公司都在探討的問題，也是MontaVista、 LinuxWorks等在考慮的問題。譚軍認(rèn)為，嵌入式Linux不外乎滿足客戶的這些需求：1，集成，要把系統(tǒng)做得很小，集成要靠硬件工具；2，軟件，要有操作系統(tǒng)和應(yīng)用，例如MP3，MPEG4、WAPI等；3，系統(tǒng)實現(xiàn)什么功能，是demo(樣品演示)還是產(chǎn)品？很多Linux產(chǎn)品至今還停留在實驗室，原因是開發(fā)者設(shè)計時不是從系統(tǒng)角度出發(fā)，而是從技術(shù)角度出發(fā)?？梢姴荒軆H停留在技術(shù)層面，而應(yīng)滿足客戶的需求。


中國有大量的開發(fā)人員，在開發(fā)嵌入