第1章 嵌入式系統(tǒng)簡介

1、1 1.1.1.1 .1 嵌入式系統(tǒng)的概念與特點嵌入式系統(tǒng)的概念與特點 一、嵌入式系統(tǒng)（一、嵌入式系統(tǒng)（Embedded SystemEmbedded System）定義：定義： 嵌入式系統(tǒng)是指用于實時控制、監(jiān)視、管嵌入式系統(tǒng)是指用于實時控制、監(jiān)視、管理或輔助其他設備運行的設備，可以是專用理或輔助其他設備運行的設備，可以是專用或多用途（但一般具有可編程的特性）的設或多用途（但一般具有可編程的特性）的設備，備，“嵌入嵌入”意味著這些系統(tǒng)本身與所控制意味著這些系統(tǒng)本身與所控制和管理的系統(tǒng)融為一體的，是其中的一個有和管理的系統(tǒng)融為一體的，是其中的一個有機組成部分，是各種控制系統(tǒng)的基本構造單機組成部分

2、，是各種控制系統(tǒng)的基本構造單元。元。由上面的定義，可以看出嵌入式系統(tǒng)的一些特征：由上面的定義，可以看出嵌入式系統(tǒng)的一些特征：1.1.嵌入式系統(tǒng)是以嵌入式應用為目的的計算機系嵌入式系統(tǒng)是以嵌入式應用為目的的計算機系統(tǒng)。統(tǒng)。 電子計算機是為解決海量數值計算而發(fā)明和發(fā)電子計算機是為解決海量數值計算而發(fā)明和發(fā)展起來的。展起來的。 而微型機一旦進入對象體系中后，便失去了通而微型機一旦進入對象體系中后，便失去了通用計算機的形態(tài)和功能，變成了形形色色的自動用計算機的形態(tài)和功能，變成了形形色色的自動化系統(tǒng)?；到y(tǒng)。 從而導致了現代計算機技術的兩大分支：通用從而導致了現代計算機技術的兩大分支：通用計算機系統(tǒng)與嵌

3、入式計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)與嵌入式計算機系統(tǒng)。2.2.單片機是以嵌入式應用為唯一目的的典型的嵌入式系統(tǒng)。單片機是以嵌入式應用為唯一目的的典型的嵌入式系統(tǒng)。 嵌入式應用分微控制器（嵌入式應用分微控制器（MicroMicrocontrolcontrolMCUMCU）和嵌入式微處理器（和嵌入式微處理器（Embedded MicroprocessorEmbedded MicroprocessorMPUMPU）應用兩種。應用兩種。 微控制器即俗稱為單片機（微控制器即俗稱為單片機（Single Chip Single Chip ComputerComputer），），設計的目標就是面向控制，面向嵌設計的目

4、標就是面向控制，面向嵌入式應用的。入式應用的。3.3.嵌入式系統(tǒng)的組成：嵌入式系統(tǒng)的組成： 一般由：嵌入式微處理器、外圍硬件設備、一般由：嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應用程序等四個部分組嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應用程序等四個部分組成。成。 通常，嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)程序（包括操作通常，嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)程序（包括操作系統(tǒng)）和應用程序是渾然一體的。這些程序被編系統(tǒng)）和應用程序是渾然一體的。這些程序被編譯連接成一個可以執(zhí)行的二進制映象文件譯連接成一個可以執(zhí)行的二進制映象文件（imageimage），），并被固化在系統(tǒng)中，在系統(tǒng)復位后并被固化在系統(tǒng)中，在系統(tǒng)復位后自動執(zhí)行。自動執(zhí)

5、行。4.4.嵌入式系統(tǒng)的分類：嵌入式系統(tǒng)的分類：按形式上可以分為三大類，即按形式上可以分為三大類，即（1 1）系統(tǒng)級：）系統(tǒng)級： 為各種類型的工控機，如為各種類型的工控機，如STDSTD工控機、工業(yè)工控機、工業(yè)PCPC等。等。 例：將工控機嵌入到艦船上構成航行自動駕駛例：將工控機嵌入到艦船上構成航行自動駕駛儀。儀。（2 2）板級：）板級： 各種類型的帶各種類型的帶CPUCPU的主板。的主板。（3 3）器件級：）器件級： 以單片機最為典型。以單片機最為典型。二、嵌入式系統(tǒng)的特點：二、嵌入式系統(tǒng)的特點：1.1.系統(tǒng)的復雜性系統(tǒng)的復雜性 據估計，大約有據估計，大約有100100250250億個嵌入式

6、系統(tǒng)億個嵌入式系統(tǒng)正在使用，分布在十分廣泛的范圍，幾乎正在使用，分布在十分廣泛的范圍，幾乎所有的現代電子設備中都有嵌入式系統(tǒng)，所有的現代電子設備中都有嵌入式系統(tǒng)，功能各異，復雜程度可想而知。功能各異，復雜程度可想而知。2.2.系統(tǒng)的實時性系統(tǒng)的實時性 嵌入式系統(tǒng)多數與生產過程的實時控制嵌入式系統(tǒng)多數與生產過程的實時控制相關。相關。 生產過程本身的特性往往決定了這類系統(tǒng)生產過程本身的特性往往決定了這類系統(tǒng)不可能隨意中斷正常的生產過程去進行測試不可能隨意中斷正常的生產過程去進行測試或維修。或維修。 多數造價昂貴的嵌入式系統(tǒng)也往往沒有備多數造價昂貴的嵌入式系統(tǒng)也往往沒有備份系統(tǒng)，實時診斷的難度也相應

7、增加。份系統(tǒng)，實時診斷的難度也相應增加。3.3.系統(tǒng)的可靠性系統(tǒng)的可靠性 嵌入式系統(tǒng)在一些關鍵系統(tǒng)的控制過程中嵌入式系統(tǒng)在一些關鍵系統(tǒng)的控制過程中得到廣泛應用（如：鋼鐵、石化等企業(yè)）。得到廣泛應用（如：鋼鐵、石化等企業(yè)）。 控制系統(tǒng)的任何微小的錯誤都可能導致整控制系統(tǒng)的任何微小的錯誤都可能導致整個生產過程的中斷和巨額的經濟損失。個生產過程的中斷和巨額的經濟損失。 嵌入式計算機隱藏在系統(tǒng)或設備中，用戶嵌入式計算機隱藏在系統(tǒng)或設備中，用戶很難直接接觸控制，一旦工作就要求它可靠運很難直接接觸控制，一旦工作就要求它可靠運行。行。 嵌入式產品的使用人員多為非計算機專業(yè)嵌入式產品的使用人員多為非計算機專業(yè)

8、人士，使用環(huán)境不定，往往條件惡劣（高溫、人士，使用環(huán)境不定，往往條件惡劣（高溫、高濕、多塵、強電磁干擾等高濕、多塵、強電磁干擾等) )。4 4. .系統(tǒng)的專用性系統(tǒng)的專用性 用途固定，通常執(zhí)行特定功能，用于特定用途固定，通常執(zhí)行特定功能，用于特定設備，完成特定的任務。設備，完成特定的任務。5.5.技術密集技術密集 是計算機技術、微電子技術和行業(yè)技術相是計算機技術、微電子技術和行業(yè)技術相結合的產物，必然是一個技術密集，不斷創(chuàng)新結合的產物，必然是一個技術密集，不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。的知識集成系統(tǒng)。6.6.開發(fā)困難開發(fā)困難 嵌入式系統(tǒng)往往本身不具備自舉開發(fā)能力，嵌入式系統(tǒng)往往本身不具備自舉開發(fā)能力

9、，必須要一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)。其必須要一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)。其開發(fā)系統(tǒng)與實際運行的系統(tǒng)并不相同，需要交開發(fā)系統(tǒng)與實際運行的系統(tǒng)并不相同，需要交叉編譯系統(tǒng)和適當的調試系統(tǒng)。叉編譯系統(tǒng)和適當的調試系統(tǒng)。1 1. .1.2 1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的應用 嵌入式系統(tǒng)已廣泛應用于信息家電、移嵌入式系統(tǒng)已廣泛應用于信息家電、移動通信、手持信息設備以及工業(yè)控制等領域。動通信、手持信息設備以及工業(yè)控制等領域。 用于實現對宿主設備的控制、監(jiān)視或管用于實現對宿主設備的控制、監(jiān)視或管理。理。 應用范圍十分廣泛，因此不存在所謂嵌應用范圍十分廣泛，因此不存在所謂嵌入式系統(tǒng)的典型應用。入式

10、系統(tǒng)的典型應用。1 1. .1.2 1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的應用嵌嵌入入式式應應用用信信息息家家電電智智能能玩玩具具工工控控設設備備智智能能儀儀表表汽汽車車電電子子電電子子商商務務移移動動計計算算通通訊訊設設備備軍軍事事電電子子常常見見的的幾幾種種嵌嵌入入式式應應用用領領域域1 1. .1.2 1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的應用1.1.制造與過程控制制造與過程控制 自動化工廠、柔自動化工廠、柔性制造系統(tǒng)（性制造系統(tǒng)（FMSFMS）、）、無人物流小車、機器無人物流小車、機器人、加工中心、核電人、加工中心、核電站、污水處理系統(tǒng)、站、污水處理系統(tǒng)、發(fā)（變）電站、能源發(fā)（變）電站、能

11、源控制系統(tǒng)、石化企業(yè)控制系統(tǒng)、石化企業(yè)的控制設備、建筑設的控制設備、建筑設備等。備等。1 1. .1.2 1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的應用 2. 2.運輸運輸 交通指揮系統(tǒng)、交通指揮系統(tǒng)、售票系統(tǒng)、航空、售票系統(tǒng)、航空、鐵路、公路運輸鐵路、公路運輸系統(tǒng)、停車場管系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、雷達系理系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、檢票系統(tǒng)等。統(tǒng)、檢票系統(tǒng)等。1 1. .1.2 1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的應用3.3.建筑設施建筑設施 電力供應、備用電力供應、備用電源、火警報警與電源、火警報警與控制系統(tǒng)、供熱與控制系統(tǒng)、供熱與通風系統(tǒng)、電梯、通風系統(tǒng)、電梯、車庫、安防系統(tǒng)、車庫、安防系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視、

12、溫閉路電視監(jiān)視、溫濕度控制等。濕度控制等。1 1. .1.2 1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的應用4.4.通信通信 電話交換機、衛(wèi)星和電話交換機、衛(wèi)星和全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）、）、移動電話等。移動電話等。5.5.辦公設備辦公設備 電話系統(tǒng)、傳真系電話系統(tǒng)、傳真系統(tǒng)、復印機、照相機和統(tǒng)、復印機、照相機和攝像機、商用電腦、掌攝像機、商用電腦、掌上電腦等。上電腦等。1 1. .1.2 1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的應用6.6.銀行和金融銀行和金融 自動柜員機、信用卡自動柜員機、信用卡系統(tǒng)、驗鈔機、點鈔系統(tǒng)、驗鈔機、點鈔機、安全系統(tǒng)等。機、安全系統(tǒng)等。7.7.醫(yī)療診斷監(jiān)視

13、系統(tǒng)醫(yī)療診斷監(jiān)視系統(tǒng) 心臟起搏器、理療心臟起搏器、理療控制系統(tǒng)、熱療機、控制系統(tǒng)、熱療機、X X光設備、電磁成像系光設備、電磁成像系統(tǒng)等。統(tǒng)等。1 1. .1.2 1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的應用 8. 8.家庭中的應用家庭中的應用 每個家庭使用的嵌入式每個家庭使用的嵌入式處理器約處理器約30304040個。個。 一臺一臺PCPC機中就可能使用機中就可能使用了了1010來個嵌入式處理器。來個嵌入式處理器。 其他家電中，電冰箱、其他家電中，電冰箱、微波爐、洗衣機、錄像機、微波爐、洗衣機、錄像機、電子鐘、洗碗機、電子鐘、洗碗機、DVDDVD播放播放機、電視機、音響設備、通機、電視機、音響設

14、備、通用遙控器、電子玩具、電子用遙控器、電子玩具、電子寵物等。寵物等。1 1. .1.2 1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的應用9.9.汽車中的嵌入式系統(tǒng)汽車中的嵌入式系統(tǒng) 汽車內部正迅速發(fā)展成為一個汽車內部正迅速發(fā)展成為一個具有相當規(guī)模的局域網，如具有相當規(guī)模的局域網，如CANCAN（控制局域網）總線網絡。控制局域網）總線網絡。 汽車中的汽車中的GPSGPS系統(tǒng)與電子導航系統(tǒng)與電子導航系統(tǒng)（電子地圖）、防碰撞系統(tǒng)系統(tǒng)（電子地圖）、防碰撞系統(tǒng)（安全氣囊）、油（安全氣囊）、油/ /氣比控制、車氣比控制、車用電腦、音響、車燈、智能化的用電腦、音響、車燈、智能化的側視鏡。側視鏡。 據資料介紹，據資

15、料介紹，S S級的梅塞德斯級的梅塞德斯轎車，每輛車內平均裝有轎車，每輛車內平均裝有6464個微個微處理器。處理器。1 1. .1.3 1.3 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點和要求嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點和要求一、嵌入式系統(tǒng)是不可壟斷的高度分散的工業(yè)一、嵌入式系統(tǒng)是不可壟斷的高度分散的工業(yè) 從某種意義上說，通用計算機行業(yè)的技術是從某種意義上說，通用計算機行業(yè)的技術是壟斷的。當代的通用計算機工業(yè)被認為是由壟斷的。當代的通用計算機工業(yè)被認為是由WintelWintel（MicrosoftMicrosoft和和Intel 90Intel 90年代初建立的聯年代初建立的聯盟）壟斷的工業(yè)。盟）壟斷的工業(yè)。 嵌入式系統(tǒng)則

16、是一個分散的工業(yè)，充滿了競嵌入式系統(tǒng)則是一個分散的工業(yè)，充滿了競爭、機遇與創(chuàng)新，沒有哪一個系列的處理器和操爭、機遇與創(chuàng)新，沒有哪一個系列的處理器和操作系統(tǒng)能夠壟斷市場。作系統(tǒng)能夠壟斷市場。 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的基礎是以應用為中心的嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的基礎是以應用為中心的“芯片芯片”設計和面向應用的軟件產品開發(fā)。設計和面向應用的軟件產品開發(fā)。二、嵌入式系統(tǒng)具有的二、嵌入式系統(tǒng)具有的產品特征產品特征1.1.嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產品、面向應嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產品、面向應用的。如果獨立于應用自行發(fā)展，則會失去用的。如果獨立于應用自行發(fā)展，則會失去市場。因此，嵌入式處理器的功能、體積、市場。因此，

17、嵌入式處理器的功能、體積、成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容成本、可靠性、速度、處理能力、電磁兼容性等方面均受到應用要求的制約。性等方面均受到應用要求的制約。2.2.嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率的設嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率的設計，量體裁衣，去除冗余。計，量體裁衣，去除冗余。3.3.嵌入式系統(tǒng)和具體應用有機的結合在一起，嵌入式系統(tǒng)和具體應用有機的結合在一起，它的升級換代也是和具體的產品同步進行。因它的升級換代也是和具體的產品同步進行。因此，嵌入式系統(tǒng)產品一旦進入市場，具有較長此，嵌入式系統(tǒng)產品一旦進入市場，具有較長的生命周期。的生命周期。4.4.嵌入式處理器的發(fā)展也體現出穩(wěn)定

18、性。一個嵌入式處理器的發(fā)展也體現出穩(wěn)定性。一個體系結構一般要存在體系結構一般要存在8 81010年的時間。一個體年的時間。一個體系結構及其相關的片上外設、開發(fā)工具、庫系結構及其相關的片上外設、開發(fā)工具、庫函數、嵌入式應用產品是一套復雜的知識系函數、嵌入式應用產品是一套復雜的知識系統(tǒng)。因此，用戶和半導體廠商都不會輕易的統(tǒng)。因此，用戶和半導體廠商都不會輕易的放棄一種處理器。放棄一種處理器。5.5.嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在ROMROM中，其中，其應用軟件生命周期也和嵌入式產品一樣長，應用軟件生命周期也和嵌入式產品一樣長，常強調可繼承性和技術銜接性，發(fā)展比較穩(wěn)常強調

19、可繼承性和技術銜接性，發(fā)展比較穩(wěn)定。定。1 1. .1.3 1.3 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點和要求嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點和要求三、嵌入式系統(tǒng)軟件的特征三、嵌入式系統(tǒng)軟件的特征 嵌入式處理器的應用軟件是實現嵌入式系嵌入式處理器的應用軟件是實現嵌入式系統(tǒng)功能的關鍵，其特征主要有：統(tǒng)功能的關鍵，其特征主要有：1.1.軟件要求固態(tài)化存儲。軟件要求固態(tài)化存儲。2.2.軟件代碼高質量、高可靠性：以減少程序二軟件代碼高質量、高可靠性：以減少程序二進制代碼的長度，提高執(zhí)行速度。進制代碼的長度，提高執(zhí)行速度。3.3.系統(tǒng)軟件（系統(tǒng)軟件（OSOS）的高實時性是基本要求的高實時性是基本要求 在多任務嵌入式系統(tǒng)中，對重要性

20、各不在多任務嵌入式系統(tǒng)中，對重要性各不相同的任務進行統(tǒng)籌兼顧的合理調度是保證每相同的任務進行統(tǒng)籌兼顧的合理調度是保證每個任務及時執(zhí)行的關鍵。這種任務調度只能由個任務及時執(zhí)行的關鍵。這種任務調度只能由優(yōu)化編寫的系統(tǒng)軟件來完成。優(yōu)化編寫的系統(tǒng)軟件來完成。4.4.嵌入式系統(tǒng)軟件一般需要嵌入式系統(tǒng)軟件一般需要RTOSRTOS開發(fā)平臺開發(fā)平臺 雖然嵌入式系統(tǒng)的應用程序可以沒有雖然嵌入式系統(tǒng)的應用程序可以沒有OSOS直直接在接在“裸機裸機”上運行，但是為了合理的調度多上運行，但是為了合理的調度多任任務。利用系統(tǒng)資源系統(tǒng)函數以及和專家?guī)旌瘮祫?。利用系統(tǒng)資源系統(tǒng)函數以及和專家?guī)旌瘮到涌冢脩舯仨氉孕羞x配接口，

21、用戶必須自行選配RTOSRTOS開發(fā)平臺，這樣開發(fā)平臺，這樣才能保證程序執(zhí)行的實時性和可靠性，并減少才能保證程序執(zhí)行的實時性和可靠性，并減少開發(fā)時間，保障軟件質量。開發(fā)時間，保障軟件質量。四、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境四、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境 嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)的能力，設計完成后，用戶必須有一套開能力，設計完成后，用戶必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能方便的對其硬件、軟發(fā)工具和環(huán)境才能方便的對其硬件、軟件進行調試與修改。件進行調試與修改。五、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員以應用專家為主五、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員以應用專家為主 嵌入式系統(tǒng)要和各個不同行業(yè)的應用

22、相結嵌入式系統(tǒng)要和各個不同行業(yè)的應用相結合，要求更多的計算機以外的專業(yè)知識，其開合，要求更多的計算機以外的專業(yè)知識，其開發(fā)人員往往是各個應用領域的專家。因此對開發(fā)人員往往是各個應用領域的專家。因此對開發(fā)工具的基本要求是易學、易用、高效、可靠。發(fā)工具的基本要求是易學、易用、高效、可靠。返回目錄返回目錄下一節(jié)下一節(jié)嵌入式系統(tǒng)的特點：嵌入式系統(tǒng)的特點：1.1.系統(tǒng)的復雜性系統(tǒng)的復雜性2.2.系統(tǒng)的實時性系統(tǒng)的實時性3.3.系統(tǒng)的可靠性系統(tǒng)的可靠性4.4.系統(tǒng)的專用性系統(tǒng)的專用性5.5.技術密集技術密集6.6.開發(fā)困難開發(fā)困難1.2.11.2.1嵌入式系統(tǒng)微處理器的發(fā)展嵌入式系統(tǒng)微處理器的發(fā)展 一、嵌

23、入式系統(tǒng)微處理器的一、嵌入式系統(tǒng)微處理器的分類分類與與發(fā)展發(fā)展 嵌入式系統(tǒng)微處理器在目前的嵌入式系嵌入式系統(tǒng)微處理器在目前的嵌入式系統(tǒng)硬件設計上占了很大的影響力，嵌入式系統(tǒng)硬件設計上占了很大的影響力，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員必須要從琳瑯滿目的嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)開發(fā)人員必須要從琳瑯滿目的嵌入式系統(tǒng)微處理器中選擇一個最適當的微處理器產品微處理器中選擇一個最適當的微處理器產品作為嵌入式系統(tǒng)控制核心，才能夠兼具低成作為嵌入式系統(tǒng)控制核心，才能夠兼具低成本、高效率的產品優(yōu)勢。本、高效率的產品優(yōu)勢。 以微處理器在單一指令內所能處理的位以微處理器在單一指令內所能處理的位數來衡量，嵌入式微處理器的發(fā)展可以分為數來衡量，嵌

24、入式微處理器的發(fā)展可以分為以下幾個階段。以下幾個階段。表表1.2.1 1.2.1 以位數來對嵌入式系統(tǒng)微處理器分類以位數來對嵌入式系統(tǒng)微處理器分類 4 4位位 8 8位位 1616位位 3232位位 6464位位 嵌入式微處理器嵌入式微處理器（單片機型）（單片機型） TMS1000TMS1000COPSCOPS 8048/49/508048/49/508051/52,8051/52,Z8Z86801/04/056801/04/05 8096/8096/97976820068200 ARM RISC ARM RISC corecoreMIPS 32Bits MIPS 32Bits RISC co

25、reRISC core MIPS 64 MIPS 64 Bits Bits RISC RISC core core 嵌入式微處理器嵌入式微處理器（一般用途型）（一般用途型） 40044004，4040 4040 80858085，Z80Z806802 68096802 68096502 6502 8086 8086 80186801868028680286Z8000Z8000 80386 8048680386 8048668000/10/2068000/10/20/30/40/30/40 Pentium Pentium / 二、二、CISCCISC和和RISCRISC 兩種不同結構的微處理器：

26、兩種不同結構的微處理器：CISCCISCComplex Instruction Set Computer Complex Instruction Set Computer 復雜指令集計算機復雜指令集計算機RISCRISCReduced Instruction Set Computer Reduced Instruction Set Computer 精簡指令集計算機精簡指令集計算機RISCRISC與與CISCCISC相比具有如下相比具有如下特點特點：1)1) 使用相當少的指令類別及尋址方式使用相當少的指令類別及尋址方式2)2)在單一執(zhí)行的周期內完成指令在單一執(zhí)行的周期內完成指令3)3) CPU

27、CPU中擁有更多的寄存器中擁有更多的寄存器4)4) 使用最優(yōu)的程序代碼編譯使用最優(yōu)的程序代碼編譯 由于由于RISCRISC架構的架構的CPUCPU的硬件設計單純，成的硬件設計單純，成本低廉、省電效益佳等特點，深受嵌入式系本低廉、省電效益佳等特點，深受嵌入式系統(tǒng)產品的歡迎。統(tǒng)產品的歡迎。 三、數字信號處理器（三、數字信號處理器（DSPDSP） 即即Digital Signal ProcessDigital Signal Process是專門處理是專門處理數字信號數據的微處理器，基本上數字信號數據的微處理器，基本上DSPDSP是是針對特定的任務而發(fā)展的一種微處理器。針對特定的任務而發(fā)展的一種微處理

28、器。 DSPDSP最重要的是大量的即時運算功能；最重要的是大量的即時運算功能；最基本的運算功能是乘法與加法運算如：最基本的運算功能是乘法與加法運算如：a ai ib bi i 。DSPDSP的內置硬件構架可以在很短的內置硬件構架可以在很短的時間內處理如離散傅立葉轉換之類的復的時間內處理如離散傅立葉轉換之類的復雜的加法和乘法問題。雜的加法和乘法問題。 1.2.21.2.2嵌入式應用的開發(fā)設計技術嵌入式應用的開發(fā)設計技術 一、嵌入式應用系統(tǒng)開發(fā)的一、嵌入式應用系統(tǒng)開發(fā)的特征特征 1.1.嵌入式應用常將性能要求放在第一位嵌入式應用常將性能要求放在第一位 與通用計算機相比，嵌入式系統(tǒng)的軟、與通用計算機

29、相比，嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件更關注時間限制、性能約束和對外硬件更關注時間限制、性能約束和對外交互等問題。交互等問題。 即它不但要求滿足功能要求，還要求即它不但要求滿足功能要求，還要求滿足性能需求，甚至將性能需求放在第滿足性能需求，甚至將性能需求放在第一位。一位。 2.2.性能要求體現在限定時間的約束或代碼性能要求體現在限定時間的約束或代碼大小的約束上，如：大小的約束上，如： 一個處理算法能否滿足嚴格的時間約束，是否需一個處理算法能否滿足嚴格的時間約束，是否需要建造特殊的硬件來完成其任務？要建造特殊的硬件來完成其任務？ OSOS能否滿足高效的中斷處理、多任務和通信的要能否滿足高效的中斷處理、多任務

30、和通信的要求？求？ 編程語言能否支持并發(fā)程序的設計，等等編程語言能否支持并發(fā)程序的設計，等等 3.3.結論：結論： 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)不僅要考慮軟件的設嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)不僅要考慮軟件的設計，同時還要考慮硬件的設計，不但要考計，同時還要考慮硬件的設計，不但要考慮功能的設計，還要考慮性能的設計。慮功能的設計，還要考慮性能的設計。 事實上，嵌入式系統(tǒng)的最大問題是設事實上，嵌入式系統(tǒng)的最大問題是設計問題，而不是實現問題。計問題，而不是實現問題。 二二. . 嵌入式系統(tǒng)設計的嵌入式系統(tǒng)設計的3 3個層次個層次 1.1.第一層次：第一層次：以以PCB CADPCB CAD軟件和軟件和ICE ICE 為主為主

31、要工具的設計方法。要工具的設計方法。 PCB CADPCB CAD印制板計算機輔助設計軟件和印制板計算機輔助設計軟件和PROTEL 99PROTEL 99ICEICE在線（聯機）仿真器。在線（聯機）仿真器。 這是至今國內單片機應用系統(tǒng)開發(fā)人員一這是至今國內單片機應用系統(tǒng)開發(fā)人員一直沿用的方法：直沿用的方法： 選購通用元器件功能檢驗設計電氣原理圖設計PCB板圖PCB板加工、焊接硬件調試模塊劃分流程(算法)設計編碼軟件聯調硬件設計軟件設計2.2.第二層次：第二層次：以以EDAEDA工具軟件和工具軟件和EOSEOS為開發(fā)平為開發(fā)平臺的設計方法。臺的設計方法。 EDAEDA電子設計自動化電子設計自動化

32、 EOSEOS嵌入式實時操作系統(tǒng)嵌入式實時操作系統(tǒng) 這是一種利用各種通用的可編程半定制邏這是一種利用各種通用的可編程半定制邏輯器件來設計和制作部分專用的大規(guī)模集成輯器件來設計和制作部分專用的大規(guī)模集成電路（電路（ASICASIC），），然后將然后將ASICASIC、可編程外圍器可編程外圍器件、件、cc或或pp在在PCBPCB板上布局、布線以構成板上布局、布線以構成系統(tǒng)的設計方法。系統(tǒng)的設計方法。 其中關鍵是其中關鍵是ASICASIC的開發(fā)與設計，即硬件設的開發(fā)與設計，即硬件設計人員從過去選擇和使用標準通用計人員從過去選擇和使用標準通用ICIC，逐步逐步轉向自己設計和制作部分專用的轉向自己設計和

33、制作部分專用的ICIC器件。器件。 作為作為ASICASIC基礎的半定制邏輯器件經歷了如基礎的半定制邏輯器件經歷了如下下發(fā)展過程：發(fā)展過程： PLAPLA可編程邏輯陣列；可編程邏輯陣列；PALPAL可編程陣列邏輯；可編程陣列邏輯；GALGAL通用陣列邏輯；通用陣列邏輯；CPLDCPLD復雜可編程邏輯器件；復雜可編程邏輯器件；FPGAFPGA現場可編程門陣列?，F場可編程門陣列。 發(fā)展的趨勢是：集成度、速度不斷提高；發(fā)展的趨勢是：集成度、速度不斷提高；功能不斷增強；結構更合理；使用更方便、功能不斷增強；結構更合理；使用更方便、靈活。靈活。 3.3.第三層次：第三層次：以以IPIP內核庫為基礎，用軟

34、、硬內核庫為基礎，用軟、硬件協同設計的設計方法。件協同設計的設計方法。 * *. . IPIP（Intellectual Property Intellectual Property 知識產權）知識產權）內核模塊是一種預先設計好的具有某種確內核模塊是一種預先設計好的具有某種確定功能的集成電路、器件或部件。定功能的集成電路、器件或部件。 * *. . IPIP有三種不同的形式：有三種不同的形式： (1)(1)軟軟IPIP內核（內核（soft IP coresoft IP core）: :主要描述功能行為（主要描述功能行為（behaviorbehavior）提交提交給用戶的是經過行為級設計優(yōu)化和功

35、給用戶的是經過行為級設計優(yōu)化和功能驗證的能驗證的HDLHDL（硬件描述語言）文本。硬件描述語言）文本。亦稱為虛擬器件。亦稱為虛擬器件。 (2)(2)硬硬IPIP內核（內核（firm IP corefirm IP core）：）：基于物理（基于物理（physicalphysical）描述并經過工藝驗描述并經過工藝驗證，是基于某種半導體工藝的物理設計，證，是基于某種半導體工藝的物理設計，提供給用戶的是電路物理結構掩膜版圖和提供給用戶的是電路物理結構掩膜版圖和全套工藝文件，即可以拿了就用的全套技全套工藝文件，即可以拿了就用的全套技術。術。 (3)(3)固固IPIP內核（內核（firm IP core

36、firm IP core）：）：完成結構（完成結構（structurestructure）描述，設計的描述，設計的深度介于軟深度介于軟IPIP內核和硬內核和硬IPIP內核之間。提內核之間。提供給用戶的一般是門電路級網表。供給用戶的一般是門電路級網表。 軟軟IPIP內核、固內核、固IPIP內核、硬內核、硬IPIP內核相內核相當于集成電路（器件或部件）的毛坯、當于集成電路（器件或部件）的毛坯、半成品、成品。半成品、成品。 常用的常用的IPIP內核模塊內核模塊有：有： 各種各種CPUCPU（如：如：32/6432/64位位CISC/RISCCISC/RISC結構的結構的CPUCPU）；）； 各種微控

37、制器各種微控制器/ /單片機（單片機（8/168/16）；）； 32/6432/64位位DSPDSP、DRAMDRAM、SRAMSRAM、EEPROMEEPROM、FlashmemoryFlashmemory、A/DA/D、D/AD/A、USBUSB、PCIPCI、網絡網絡單元、編譯器、編碼單元、編譯器、編碼/ /解碼器、模擬器件模解碼器、模擬器件模塊等。塊等。 豐富的豐富的IPIP內核模塊庫為快速地設計專用集內核模塊庫為快速地設計專用集成電路和單片系統(tǒng)成電路和單片系統(tǒng)SOCSOC（System On ChipSystem On Chip）以盡快占領市場提供了基本保證。以盡快占領市場提供了基本

38、保證。 從從2020世紀世紀9090年代開始的，由年代開始的，由“集成電路集成電路”級設計不斷轉向級設計不斷轉向“集成系統(tǒng)集成系統(tǒng)”級設計，目前級設計，目前已進入已進入SOCSOC設計階段。設計階段。 SOC SOC的設計方法不是把系統(tǒng)所需要的所有的的設計方法不是把系統(tǒng)所需要的所有的集成電路簡單地二次集成到集成電路簡單地二次集成到1 1個芯片上，這樣個芯片上，這樣實現的系統(tǒng)是不可能達到實現的系統(tǒng)是不可能達到SOCSOC所要求的高密度、所要求的高密度、高速度、高性能、小體積、低電壓、低功耗高速度、高性能、小體積、低電壓、低功耗等指標的。等指標的。 一個最有效的途徑（高速、高可靠性）便一個最有效的

39、途徑（高速、高可靠性）便是通過授權使用成熟優(yōu)化的是通過授權使用成熟優(yōu)化的IPIP內核模塊來進內核模塊來進行設計集成和二次開發(fā)。行設計集成和二次開發(fā)。 4.4.三個層次的設計方法并行存在，各有應用三個層次的設計方法并行存在，各有應用范圍，不會簡單地用后者取代前者。范圍，不會簡單地用后者取代前者。 初級應用設計人員會以第一種方法為主，初級應用設計人員會以第一種方法為主，富有經驗和一定條件的設計人員會以第二種富有經驗和一定條件的設計人員會以第二種方法為主；很專業(yè)且具有相當條件的設計人方法為主；很專業(yè)且具有相當條件的設計人員會以第三種方法進行簡單的員會以第三種方法進行簡單的SOCSOC的設計和的設計和

40、應用。但所有的設計人員都可以應用大廠商應用。但所有的設計人員都可以應用大廠商推出的用第三種方法設計的專用推出的用第三種方法設計的專用SOCSOC。 復雜的復雜的SOCSOC只有那些有相當的能力和實力只有那些有相當的能力和實力的半導體大廠商才能設計和實現。的半導體大廠商才能設計和實現。 如：如：TITI、philipsphilips、WINBONDWINBOND和和AtmelAtmel等廠等廠商就是通過商就是通過IntelIntel授權，用其授權，用其MCS-51MCS-51的的IPIP內內核模塊結合自己的特長，開發(fā)出有個性的與核模塊結合自己的特長，開發(fā)出有個性的與Intel MCS-51Int

41、el MCS-51兼容的單片機，如：兼容的單片機，如：P80CL51P80CL51、AT89C51AT89C51、AT89C2051AT89C2051、 9058515 9058515 、W78E516W78E516等。等。 1.2.3 SOC1.2.3 SOC嵌入式微處理器嵌入式微處理器 一一. . 定義定義 SOCSOC（System On ChipSystem On Chip）嵌入式微處嵌入式微處理器，顧名思義，是單個芯片上構理器，顧名思義，是單個芯片上構成的系統(tǒng)，它結合了許多功能模塊成的系統(tǒng)，它結合了許多功能模塊，做在一個芯片上。例如：，做在一個芯片上。例如：DSPDSP微處微處理器加

42、通信接口單元（含有：理器加通信接口單元（含有：USB、TCP/IP、GSM通信接口等）。通信接口等）。二二. . SOCSOC嵌入式系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點優(yōu)點： * *. . 高密度高密度高集成度；高集成度；* *. . 低電壓、低功耗低電壓、低功耗利用改變內部工作利用改變內部工作電壓，降低芯片功耗；電壓，降低芯片功耗；* *. . 高速度高速度減少了各單元電路及電路板減少了各單元電路及電路板上的信號傳遞，整體上提高了上的信號傳遞，整體上提高了pp的運行的運行速度；速度；* *. . 高抗干擾性能高抗干擾性能內嵌的線路，大大避內嵌的線路，大大避免了外部電路板在信號傳遞時造成的損耗免了外部電路板

43、在信號傳遞時造成的損耗和干擾。和干擾。注注1 1： SOCSOC并不是簡單的將所要的集成電并不是簡單的將所要的集成電路二次集成到一個芯片上，而是在全路二次集成到一個芯片上，而是在全新理念上通過系統(tǒng)硬、軟件協同設計，新理念上通過系統(tǒng)硬、軟件協同設計，在單個芯片上完成整個系統(tǒng)的功能。在單個芯片上完成整個系統(tǒng)的功能。 注注2 2：SOCSOC與單片機的與單片機的區(qū)別區(qū)別：(1)(1)SOCSOC使單片機應用技術發(fā)生了革命使單片機應用技術發(fā)生了革命性的變化：從選擇廠家提供的定制性的變化：從選擇廠家提供的定制產品時代進入了由用戶自行開發(fā)設產品時代進入了由用戶自行開發(fā)設計器件的時代。計器件的時代。(2)(

44、2)SOCSOC設計中，設計者面對的不再是設計中，設計者面對的不再是電路芯片，而是能實現設計功能的電路芯片，而是能實現設計功能的IPIP模塊庫，即模塊庫，即SOCSOC設計的觀念是：設計的觀念是：“設計自己的專用集成電路設計自己的專用集成電路”。 三三. .RISCRISC結合結合DSPDSP的的SOCSOC嵌入式系統(tǒng)微處理器嵌入式系統(tǒng)微處理器 DSPDSPDigital Signal ProcessDigital Signal ProcessRISCRISCReduced Instruction Set Computer Reduced Instruction Set Computer DS

45、PDSP的龍頭老大德州儀器公司倚仗的龍頭老大德州儀器公司倚仗性能優(yōu)越的性能優(yōu)越的DSPDSP處理器稱霸世界處理器稱霸世界DSPDSP市場。市場。最近推出的一項非常先進的最近推出的一項非常先進的SOCSOC嵌嵌入式系統(tǒng)微處理器技術，稱為入式系統(tǒng)微處理器技術，稱為OMAPOMAP。 OMAPOMAPOpen Multimedia Application Open Multimedia Application Platform Platform 開放式多媒體應用平臺，其構成開放式多媒體應用平臺，其構成為：為：DSP + RISC(ARM) + DSP + RISC(ARM) + 若干外圍電路模塊若干

46、外圍電路模塊代表芯片為代表芯片為OMAP1510OMAP1510，其結構見圖其結構見圖: : OMAP1510OMAP1510硬件結構框圖硬件結構框圖 主要應用于實時的多媒體影音數據處主要應用于實時的多媒體影音數據處理、語音識別系統(tǒng)、因特網通信、無線理、語音識別系統(tǒng)、因特網通信、無線通信與電子商務等。通信與電子商務等。 上圖中，上圖中，DSPDSP或或ARMARM微處理器分別完成微處理器分別完成各 自 的 操 作 或 運 算 ， 兩 者 之 間 通 過各 自 的 操 作 或 運 算 ， 兩 者 之 間 通 過DSP/BIOS BridgeDSP/BIOS Bridge接口交換數據。接口交換數據

47、。 四四. . 整合型嵌入式系統(tǒng)微處理器整合型嵌入式系統(tǒng)微處理器 1.1.ARMARM公司公司ARM RISCARM RISC架構微處理器架構微處理器 ARMARM公司是一家提供公司是一家提供RISCRISC架構嵌入式系統(tǒng)架構嵌入式系統(tǒng)微處理器的公司，位于英國，成立于微處理器的公司，位于英國，成立于19901990年年1111月。月。ARMARM公司既不生產芯片，也不銷售芯片，公司既不生產芯片，也不銷售芯片，它只出售芯片技術授權。采用它只出售芯片技術授權。采用ARMARM技術技術IPIP核的微處理器遍及汽車、消費電子、成像核的微處理器遍及汽車、消費電子、成像、工業(yè)控制、海量存儲、網絡、安保和無

48、、工業(yè)控制、海量存儲、網絡、安保和無線等各類產品市場。線等各類產品市場。 ARM ARM嵌入式處理器是一種嵌入式處理器是一種16/3216/32位的高位的高性能、低功耗的性能、低功耗的RISCRISC芯片。世界上幾乎芯片。世界上幾乎所有的主要半導體廠商都生產基于所有的主要半導體廠商都生產基于ARMARM體體系結構的通用芯片，或在其專用芯片中系結構的通用芯片，或在其專用芯片中嵌入嵌入ARMARM的相關技術。的相關技術。 如：如：TITI、IntelIntel、MotorolaMotorola、AtmelAtmel、 PhilipsPhilips、NecNec、SharpSharp、NSNS、Hy

49、nixHynix 2001 2001年基于年基于ARMARM內核的處理器已占據內核的處理器已占據了了3232位位RISCRISC芯片芯片7575的市場份額，可以的市場份額，可以說說ARMARM技術幾乎無處不在。技術幾乎無處不在。 ARM RISC ARM RISC架構微處理器系列目前主要分架構微處理器系列目前主要分為幾個家族產品，分別為為幾個家族產品，分別為ARM 7 ThumbARM 7 Thumb、ARM 9 ThumbARM 9 Thumb、ARM 10 ThumbARM 10 Thumb以及以及Strong Strong ARMARM等家族。其中等家族。其中Strong ARMStro

50、ng ARM已有已有IntelIntel公公司取得專用授權，只能由司取得專用授權，只能由IntelIntel公司從事公司從事Strong ARMStrong ARM架構微處理器的改進與生產。架構微處理器的改進與生產。 (1)(1)ARM 7 ThumbARM 7 Thumb系列系列 含含ARM 710TARM 710T、ARM 720TARM 720T、ARM740TARM740T是一種以是一種以ARM ARM 7 TDMI7 TDMI微處理器為運算核心的微處理器為運算核心的RISCRISC架構的架構的3232位位嵌入式系統(tǒng)微處理器。嵌入式系統(tǒng)微處理器。 它面向中初級市場應用，強調價格與傳統(tǒng)的

51、它面向中初級市場應用，強調價格與傳統(tǒng)的8 8位位或或1616位的嵌入式系統(tǒng)微處理器相差不大，卻擁有位的嵌入式系統(tǒng)微處理器相差不大，卻擁有3232位位CPUCPU的執(zhí)行效率，很受市場的歡迎。的執(zhí)行效率，很受市場的歡迎。 ARM7 ThumbARM7 Thumb家族的家族的特性特性： * *. . 擁有擁有3232位的位的ALUALU、寄存器、移位寄存器；寄存器、移位寄存器；* *. . 擁有擁有3232位的尋址模式；位的尋址模式；* *. . 擁有擁有32328 8DSPDSP乘法器，可以做數字信號處理；乘法器，可以做數字信號處理；* *. . 擁有擁有1616位的位的ThumbThumb指令集

52、。指令集。 ThumbThumb是將是將ARMARM指令集的一個子集重新編碼指令集的一個子集重新編碼而形成的一個指令集，即將部分而形成的一個指令集，即將部分3232位的位的ARMARM指指令壓縮成令壓縮成1616位而得到密度更高的代碼。位而得到密度更高的代碼。 使用使用ThumbThumb指令集可以以指令集可以以1616位的系統(tǒng)開銷得位的系統(tǒng)開銷得到到3232位的系統(tǒng)性能。位的系統(tǒng)性能。 (2)(2)ARM 9 ThumbARM 9 Thumb系列系列 使用使用ARM 9 TDMIARM 9 TDMI處理器內核，包括處理器內核，包括ARM920TARM920T、ARM922TARM922T和和

53、ARM940TARM940T，3 3種類型。種類型。 ARM920TARM920T與與ARM940TARM940T微處理器核心架構如下圖所示微處理器核心架構如下圖所示ARM 940TARM 940T微處理器核心架構圖微處理器核心架構圖 4K字節(jié)指令快取內存4K字節(jié)數據快取內存ARM9TDMI微處理器核心總線接口單元寫入緩沖器AMBA總線處ARM920TARM920T微處理器核心架構圖微處理器核心架構圖 4K字節(jié)指令快取內存4K字節(jié)數據快取內存ARM9TDMI微處理器核心總線接口單元寫入緩沖器AMBA總線處EMI接口(3) (3) ARM 10 Thumb ARM 10 Thumb 系列系列 針

54、對更強大的多媒體市場及更有效率的即時針對更強大的多媒體市場及更有效率的即時數據處理等用途所設計的數據處理等用途所設計的ARM RISC 64ARM RISC 64位架構位架構微處理器。包括：微處理器。包括： ARM 1020EARM 1020E、ARM1022EARM1022E、ARM1026EJ-S 3ARM1026EJ-S 3種類種類型。型。 最高頻率為最高頻率為300300MHZMHZ，具有具有3232K K字節(jié)的數據快字節(jié)的數據快取內存（取內存（DCacheDCache）和和3232K K字節(jié)的指令快取內存字節(jié)的指令快取內存（ICacheICache）。）。ARM RISCARM RI

55、SC嵌入式微處理器的嵌入式微處理器的應用范圍應用范圍：* *. . 無線通信設備如：移動電話、筆記本電腦、無線通信設備如：移動電話、筆記本電腦、InternetInternet設備等。設備等。* *. . 數字消費設備如：機頂盒、數字消費設備如：機頂盒、MP3MP3和和MPEG4MPEG4播放播放器等。器等。* *. . 成像設備如：激光打印機、數碼照相機和攝成像設備如：激光打印機、數碼照相機和攝像機等。像機等。* *. . 工業(yè)控制如：馬達控制（運動控制器芯片）工業(yè)控制如：馬達控制（運動控制器芯片）和能量控制等。和能量控制等。* *. . 汽車、通信和信息系統(tǒng)等。汽車、通信和信息系統(tǒng)等。最具

56、代表性的為最具代表性的為SA 1110SA 1110是采用是采用ARM V4ARM V4設計出來，設計出來，具有以下功能：具有以下功能：（4 4） Strong ARM Strong ARM 微處理器家族微處理器家族共包含有共包含有4 4種種不同的微處理器：不同的微處理器：Strong ARM 110Strong ARM 110、SA 1100SA 1100、AS1110AS1110、SA1111SA1111均均為為3232位。位。1 1） 總線工作頻率最高可達總線工作頻率最高可達100100MHZMHZ2 2） 含有含有1616KBKB的指令快取內存（的指令快取內存（CACHESCACHES

57、）3 3） 含有含有8 8KBKB的數據快取內存（的數據快取內存（CACHESCACHES）4 4） 提供一個外圍裝置控制模塊，用來控制與提供一個外圍裝置控制模塊，用來控制與SA1110SA1110相連的外圍設備，如：相連的外圍設備，如：LCDLCD顯示器、顯示器、USBUSB控制器、紅外線（控制器、紅外線（IrDAIrDA）控制器、控制器、UARTUART等。等。5 5） 支持各種協議的控制接口如：支持各種協議的控制接口如：Motorola SPIMotorola SPI、National National MicroWireMicroWire、TI Synchronous SerialTI

58、 Synchronous Serial、以及以及Phillips UCB1100Phillips UCB1100與與UCB 1200 protocolUCB 1200 protocol等。等。Strong ARM Strong ARM 主要應用在掌上電腦，如：主要應用在掌上電腦，如：CompaqCompaq公司的公司的IPAQ H3630IPAQ H3630、大眾公司的大眾公司的LEOE 300LEOE 300等。等。1.2.4 1.2.4 嵌入式微處理器的技術進步嵌入式微處理器的技術進步 集成了越來越多的部件，如：定時器、集成了越來越多的部件，如：定時器、比較器、比較器、A/DA/D、D/A

59、D/A、串行口、串行口、WatchDogWatchDog、LCDLCD控制器、控制器、CANCAN網路控制模塊。網路控制模塊。 也有采用三核（也有采用三核（TnCoreTnCore）結構，一片）結構，一片內含有三個內含有三個CPUCPU，各負其責。，各負其責。一、內部結構的進步一、內部結構的進步二、功耗、封裝的進步二、功耗、封裝的進步 設置了多種降低功耗的方式，如：等設置了多種降低功耗的方式，如：等待、暫停、睡眠、空閑、節(jié)電等，如待、暫停、睡眠、空閑、節(jié)電等，如PhilipsPhilips公司的公司的P87LPC762P87LPC762單片機，空閑單片機，空閑時消耗電流為時消耗電流為1.5mA

60、1.5mA，封裝大量采用貼片，封裝大量采用貼片工藝，以大量減小體積。工藝，以大量減小體積。三、電源電壓的進步三、電源電壓的進步 擴大了電源電壓的范圍，使得微處理擴大了電源電壓的范圍，使得微處理器在較低電壓上仍然能工作，是目前的器在較低電壓上仍然能工作，是目前的發(fā)展目標之一，一般單片機可在發(fā)展目標之一，一般單片機可在3.33.35.5V5.5V，有一些可達到，有一些可達到2.22.26V6V的指標。的指標。MotorolaMotorola的的8 8位位MCU HCS08MCU HCS08系列，工作電系列，工作電壓為壓為1.8V1.8V，而性能卻與許多，而性能卻與許多1616位位MCUMCU相當。