嵌入式微处理器前程无限


嵌入式微处理器（embedded microcessor）又称微控制器（MCU-Micro controller Unit）是使用在设备内部的计算机芯片，常用于控制和监视领域，而独立的计算机则是提供附加功能的设备。

一般人是看不到嵌入式微处理器的，但它却几乎无处不在，对我们生活的影响正日益增大，有时甚至会造成生活的不同有天壤之别。这种隐藏着的芯片控制着难以数计的东西，从蜂窝电话、微波炉到巨型喷气客机和汽车防抱制动系统，等等，等等。

PC、工作站和服务器所用的处理器无疑备受人们关注，而嵌入式微处理器却使世界转动起来。

市场规模

据世界半导体贸易统计协会）（WSTS）蓝皮书的统计，从销售数量计，包括Intel和Pentium系列，AMD的Athlon，IBM、Motorola的PowerPC等这些PC处理器只占世界所有处理器市场的6 ，嵌入式微处理器则占到94 ，达50亿个。据估计，目前每个美国家庭即拥有60个嵌入式微处理器。

许多嵌入式微处理器是从台式机市场上淘汰下来的，早期PC诸如TRS-80、AppleII和Commodore所用的z80和6502处理器至今仍是热销品。实际上，8位处理器的销售量和最新的32和64位相比，大约是10：1，甚至那苟延残喘的4位处理器的销量也超过32位Pentium那样的处理器。老微处理器既没有灭绝，也没有消沉，他们只是变成了嵌入式。

Motorola是世界最大的嵌入式微处理器生产厂商，独占市场占有率约20 ，随后依次是NEC、日立、Intel(超过10 )，东芝、松下、三菱、Philips（5～8 ），Lucent、三洋（2～3 ）。

图1 嵌入式微处理器的销售量

图2 嵌入式微处理器市场的发展

在任何时间段，PC市场上处理器性能的差别约在3：1的范畴内，今天运行最快的芯片为1GHz，而最慢的约333MHz。而嵌入式微处理器在这方面则相差殊大，32位嵌入式芯片与之相比，则为500：1，而4和8位的性能更相差何止几千倍。

尽管市面上有几千种嵌入式芯片可供选择，但许多产品设计人员还需求更具特点的。他们将创造自己的嵌入式芯片，称为专用集成电路（ASIC）。设计人员一般首先须从英国ARM、美国Mips等公司获得嵌入式微处理芯核的授权，然后增加他们应用产品所需专门特点。例如，对数码相机处理器有可能加一个电荷耦合芯片；对网络应用产品处理则可能加一个以太网接口。

最后，设计人员把他们的设计，委托给United Microelectronics、IBM或我国台湾的台积电公司加工生产。

应用软件

嵌入式微处理器这样的灵活性某些设计人员还感到不满足。他们有可能到英国ARC Cores公司或美国Tensilica公司去，那里授权的嵌入式微处理器芯核定制水平更高。采有这类芯核可能创新专门应用的机器级指令。

对于数码相机处理器，加速JPEG图像压缩的指令是有价值的。对MP3音乐播放机，加速音频解压缩的指令同样很有用。这样改制的设计然后也送到代工厂制造。

常用的PC操作系统，诸如Windows、Mac OS和Linux实际上不能用于嵌入式处理器，尽管Windows CE可运行于一些手持计算机上，Linux也正设法抢进去。普及的嵌入式操作系统现有OS-9（和OS/2无关）、pSOS、VelOSity、QNX、VxWorks和VRTX等。

因为他们能使处理器对重大事件——如摩托驾驶者脚刹停车在1微秒内作出响应，因而也称作实时操作系统。虽然已有大量操作系统可用，但仍有大约一半的嵌入式处理器设计人员在编写他们自己的操作系统。

由于这些处理器依然不断地变得更小、更便宜，而功能更大，因而将会更加广泛地渗入到各类设备和产品中去。今天，他们已用于歌唱贺卡里，或跑鞋中以测量你跑过的里程。展望未来，嵌入式微处理器甚至将几乎可和原子一样普及，同时因纳米技术的发展，也会做得和原子一样纤小。（金中编译）

※ 作 者: spy 2001-1-17 20:44:23 ※