嵌入式系统架构的发展趋势及比较分析

摘要：

    本文介绍了嵌入式系统发展过程中的特点，并对 8 种嵌入式系统架构进行了比较分析。 

    嵌入式系统已经广泛地应用到当今各个领域，与我们的生活息息相关，小到掌上的数字

产品，大到汽车、航天飞机。

　　提到嵌入式系统我们很快会联想到单片机，不错，

MCU 是最基础和常用的嵌入式系统，

但是目前像

FPGA、ARM、DSP、MIPS 等其他嵌入式系统应用越来越广泛。嵌入式系统与模拟

电路或其他功能电路组成的

SoC(System on Chip,片上系统)或 SiP(System in Package，系统

级封装

)在手机、机顶盒等功能复杂的产品上的应用也越来越多。

　　总的来说，嵌入式系统发展呈现如下特点：

　　

·由 8 位处理向 32 位过渡

　　

·由单核向多核过渡

　　

·向网络化功能发展

　　

·MCU、FPGA、ARM、DSP 等齐头并进

　　

·嵌入式操作系统呈多元化趋势

　　所有的嵌入式处理器都是基于一定的架构的，即

IP 核（Intellectual Property，知识产

权），生产处理器的厂家很多，但拥有

IP 核的屈指可数。有自己的 IP 核，光靠卖 IP 核即可

坐拥城池。

　　嵌入式系统的架构有专有架构和标准架构之分，在

MCU（微控制器）产品上，像瑞萨

（

Renesas）、飞思卡尔（Freescale）、NEC 都拥有自己得专有 IP 核，而其他嵌入式处理器都

是基于标准架构。本文讨论仅讨论标准架构的嵌入式系统。

　 　 标 准 的 嵌 入 式 系 统 架 构 有 两 大 体 系 ， 目 前 占 主 要 地 位 的 是 所 谓

RISC （ Reduced 

Instruction Set Computer，精简指令集计算机）处理器。RISC 体系的阵营非常广泛，从

ARM、MIPS、PowerPC、ARC、Tensilica 等等，都是属于 RISC 处理器的范畴。不过这些处理器

虽然同样是属于

RISC 体系，但是在指令集设计与处理单元的结构上都各有不同，因此彼

此完全不能兼容，在特定平台上所开发的软件无法直接为另一硬件平台所用，而必须经过

重新编译。

　　其次是

CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机）处理器体系，我