嵌入式系统中的处理器技术综述

分为通用和专用两类。通用系列包括Siemens的TriCore，Motorola的M-Core，某些ARM系列器件，Echelon和 Motorola联合研制的Neuron芯片等。专用SOC一般专用于某个或某类系统中，不为一般用户所知。一个有代表性的产品是Philips的 SmartXA，它将XA单片机内核和支持超过2048位复杂RSA算法的CCU单元制作在一块硅片上，形成一个可加载JAVA或C语言的专用的SOC，可用于公众互联网如Internet安全方面。

　　1.2 嵌入式处理器分类的变迁

　　国际上公认的通用嵌入式处理器有三大类：MCU、DSP和MPU（Micro-Processor Unit）。TI公司曾把处理器比作汽车，有个生动的比喻：DSP是跑车，追求的是速度；MPU是轿车，追求的是经济性与速度的折中；MCU是满足特殊用途的车。

　　现在，随着处理速度的要求越来越高，同时处理的数据更加复杂，出现了双核与多核处理器，通常为DSP+RISC芯核，如Infineon公司的TriCore（CISC+RISC+DSP），Philips公司的Trimedia。随着一些大量应用市场的崛起，又出现了一些新名词，例如用于网络、通信设备上的通信处理器（2000年左右兴起），数码相机、数码录像机等视频、音频流所需的媒体处理器（2003年兴起），智能手机上的应用处理器（2004年兴起）。

　　由于一些处理器不仅要有速度，还要有控制功能，又出现了DSP与MCU的结合品，主攻电机控制市场。如Freescale公司的DSP利用了其在MCU控制方面的技术；Microchip 2004年2月也推出了这种产品，称为DSC（Digital Signal Controller）。

　　处理器IP（知识产权）：

　　为了满足多芯核与SoC设计的需要，还有一些厂家专门供应处理器芯核的IP厂商，芯核主要有16位、32位、64位，有软核与硬核。值得一提的是，世界上最成功的IP厂商是做处理器芯核公司--ARM公司，至今年6月付运量已达20亿个，可见处理器行业的博大。多芯核市场发展潜力广阔，在2004年2月美国的Electronic Summit 2004上，做64位RISC IP的Tensilica公司总裁Chris Rowen博士说，未来十年，一块芯片中需要上千个处理器芯核，每秒要完成1012运算。

　　2 嵌入式处理器芯片的开发

　　2.1 嵌入式处理器芯片的一般开发过程

　　尽管有几千种现成的芯片可供选择，但是许多产品的设计者需要一些与众不同的特性。因此，他们开发自己的嵌入式芯片，即所谓的专用集成电路。

　　一位设计人员开始时需要从一家公司取得嵌入式微处理器的内核的授权，然后添加他自己应用特有的特性。例如，对于数字照相机处理器来说，他可能为这种电荷耦合设备的芯片添加一个控制器。又比如，对于具有Internet功能的家电处理器来说，可以添加一个Ethernet接口。 这位设计者然后将他的设计交给"铸造厂"，即一家拥有"工厂"（芯片制造厂）的公司，并将部分制造量出售给其他公司。主要的制造厂有United Microelectronics公司、台湾的TSMC公司和美国的IBM Microelectronics公司。

　　对于一些设计者来说，甚至这种灵活性还不够用。他们可以找到某些公司，这些公司拥有可高度定制嵌入式微处理器内核的许可证。利用这类内核，可以开发出用于特殊目的的新机器级指令。 对于数字相机处理器而言，一条提高JPEG 图像压缩的指令具有很高的价值。 对于MP3音乐播放器来说，一条加速音频解压缩的指令具有同样的用处。然后， 定制的设计被交给"铸造厂"进行生产　　和通用计算机不同，嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用对处理器的选择面前更具有竞争力。嵌入式处理器要针对用户的具体需求，对芯片配置进行裁剪和添加才能达到理想的性能；但同时还受用户订货量的制约。因此不同的处理器面向的用户是不一样的，可能是一般用户，行业用户或单一用户。

　　嵌入式处理器的发展也体现出稳定性，一个体系一般要存在8-10年的时间。一个体系结构及其相关的片上外设、开发工具、库函数、嵌入式应用产品是一套复杂的知识系统，用户和半导体厂商都不会轻易地放弃一种处理器。

　　2.2 基于嵌入式处理器的嵌入式系统的开发工具

　　嵌入式处理器是一个复杂的高技术系统,要在短时间内掌握并开发出所有功能是很不容易的,而市场竞争则要求产品能够快速上市,这一矛盾要求嵌入式处理器能够有容易掌握和使用的开发工具平台。提高用户和程序员的时间--投入回报率。面对成百上千种处理器,选择是一个问题，学习掌握处理器结构及其应用更需要时间,因此以开发工具和技术咨询为基础的整体解决方案是迫切需要的。好的开发工具除能够开发出处理器的全部功能以外,还应当是对用户友好的。

目前嵌入式系统的开发工具平台主