嵌入式系統(tǒng)設計技術發(fā)展的特點隨著微電子技術的飛速發(fā)展，CPU已經變成低成本器件。在可能的情況下，各種機電設備已經或者正在嵌入CPU構成的嵌入式系統(tǒng)。據Virginia Tech公司報告，嵌入式系統(tǒng)中所使用的CPU數量已經超過通用PC中CPU數量的30倍?，F(xiàn)在系統(tǒng)研究的重點已從通用系統(tǒng)轉向系統(tǒng)，以及從一般性能轉向可靠性、可用性、安全性、自主性、可擴展性、功能性、靈活性、成本、體積、功耗及可管理性上。

1.1 32位嵌入式處理器比例快速升高InStat/MDR曾預測在2001～2006年期間，32位向控制器（MCU）的復合年增長率可達22.6%。而32位MCU市場在2003年的增長幅度實際已走過30%，在2004年預計將達到38%。增長的驅動因素主要有兩個方面。一方面因為像數碼相機、MP3播放機、PDA、游戲機和手機等手持設備以及各種信息家電等有更高性能要求的多媒體和通信設備的推出。在這些應用中，龐大的多媒體數據必然需要更大的存儲空間，目前許多32位微控制器都可以使用SDRAM，因此可極大地降低使用更大容量數據存儲器的成本；而8位微控制器一般只能使用成本較高的SRAM作為數據在座 器。此外除了處理應用控制功能之外，需支持互聯(lián)網接入的應用在MCU運行TCP/IP或其它通信協(xié)議的情況下，要求系統(tǒng)建立在RTOS上就必然成為一種現(xiàn)實需求。另外，有越來越多的像電視機、汽車音響及電子玩具等傳統(tǒng)應用也與時俱進地提出數字化和“硬件軟化”的要求，它們對計算性能的要求及存儲器容量的需求都超出絕大多數8位微控制器能提供的范圍。另一方面由于IT技術發(fā)展的推動，32位ARM體系結構已經成為一種事實上的標準，隨著32位CPU價格的不斷下降和開發(fā)環(huán)境的成熟，促使32位嵌入式處理器日益擠壓原先由8位微控制器主導的應用空間。隨著ARM處理器在范圍的流行，32位的RISC嵌入式處理器已經開始成為高中端嵌入式應用和設計的主流。8位機除MCS-51外，其它的8位機和16位機都沒有一種能為標準或準標準產品。32位嵌入式處理器一度被認為只適用于應用場合的看法正在改變。有更多、更復雜特點和功能需求的便攜式電子設備正促使嵌入式系統(tǒng)工程師考慮用32位MCU取代8/16位MCU。另外，越來越多的設計師認識到，轉用32位架構不令能提升性能，還能降低相同成本下的系統(tǒng)功耗和節(jié)約總成本以及縮短產品上市時間。這個轉變?yōu)樵O計師提供了可隨著產品的性能和需求不斷擴展而升級的方案。

1．2可供選擇的可編程計算部件方案增多（1）GPP-EP-MCU-DSP-ASP/ASSP-ASIC/SoC嵌入式系統(tǒng)的核心是可編程計算部件，即處理器。這可以有很多種選擇，而且近幾年又增加了一些新的選擇：除過去常用的通用處理器GPP、嵌入式處理器EP、微控制器MCU（Micro-Control Unit）、數字信號處理器DSP外，目前發(fā)展很快、可以給我們提供新的選擇的還有各種處理器ASP或標準產品ASSP。它們都是針對一些特定應用而設計的，如用于HDTV、ADSL等的處理器。（2）PsoC/SoPC/CsoC采用定制SoC有兩大缺點：一是高昂的一次性工程費用（NRE）；二是從產品概念到生產階段需要很長的前置開發(fā)時間。（3）更低功耗現(xiàn)在新推出的MCU的功耗越來越小，很多MCU都有多種工作方式，包括等待、暫停、休眠、空閑、節(jié)電等工作方式。（4）更寬工作電壓范圍擴大電源電壓范圍以及在較低電壓下仍然能工作是現(xiàn)在新推出的MCU的一個特點。（5）更*的工藝和更小的封裝現(xiàn)在MCU的封裝水平已大大提高，有越來越多的MCU采用了各種帖片封裝形式，以滿足便攜式手持設備的需要。（6）低噪聲布線技術在過去一般MCU中，電源與地引腳是安排在芯片封裝的對角上，即左上、右下或右上、左下位置上。這種安排會使電源噪聲對MCU的內部電路造成相對zui大干擾。

1.3發(fā)生了哪些變化原來國內熟悉8位MCU開發(fā)的工程師大部分出身于電子工程和其他機電專業(yè)，而非計算機專業(yè)。隨著嵌入式系統(tǒng)設計技術的發(fā)展，已經在很多方面發(fā)生了很大的變化。在這此與傳統(tǒng)的8位MCU的開發(fā)有著許多明顯的不同：首先是開九牛二虎之力復雜度大為提高，其次開發(fā)形式、手段和工具也有了很大不同；另外系統(tǒng)越來越多地是建立在RTOS平臺上，使用的開發(fā)程序設計語言不再是開始效率很低的匯編語言，而越來越多地使用開發(fā)效率很高的語言。C語言已成為主流通用開發(fā)語言。（1）開發(fā)的復雜度各種多媒體和通信手持設備、信息家電和復雜系統(tǒng)都需要更強大的MCU來完成復雜大數據量實時處理。（2）開發(fā)形式、手段和工具隨著開發(fā)對象復雜度的提高，硬件和軟件設計比例發(fā)生了很大變化。因為嵌入式系統(tǒng)的復雜性和多樣性，不可能有一個包打天下的統(tǒng)一的完整解決方案，所以不同的EDA供應商推出了各種商用嵌入式系統(tǒng)設計環(huán)境。（3）開發(fā)平臺能讓產品可靠和迅速上市是嵌入式系統(tǒng)普通要求。（4）開發(fā)語言在從8/16位MCU向32位轉換時，所用軟件開發(fā)語言也發(fā)生了變化。過去大部分8/16位MCU都沒有太多的性能冗余，軟件編寫必須*適合其有限的處理功能，因此軟件開發(fā)大部分用匯編語言編寫。

1.4設計者面對的新挑戰(zhàn)（1）轉變觀念，需要熟悉新的開發(fā)模式嵌入式系統(tǒng)應用不再是過去單一的單片機應用模式，而是越來截止多樣化，這可為用戶提供更多的不同層次的選擇方案。嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)的zui高形式是片上系統(tǒng)SoC，而SoC的核心技術是重用和組合IP核構件。（2）進入的技術門檻提高，需要學習全新的RTOS技術現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)都是建立在RTOS基礎上的。 （3）選擇適合的開發(fā)工具，熟悉新的開發(fā)環(huán)境目前從8位升級到32位的一個zui大障礙就是開發(fā)工具的投入。（4）熟悉硬件/軟件協(xié)同設計和驗證技術、設計管理技術軟/硬件并行設計是嵌入式系統(tǒng)設計的一項關鍵任務。在設計過程中的主要問題，是軟硬件設計的同步與集成。（5）SoC設計所面臨的巨大的挑戰(zhàn)SoC已經開始成為新一代應用電子技術的核心，這已成為電子技術的革命標志。