摘要：综述嵌入式系统设计的最新发展情况；论述当前嵌入式系统设计技术发展的特点；从嵌入式系统设计开发的复杂度，开发形式、手段和工具，开发平台和开发语言等方面嵌入式系统设计发生的各种变化，并提出应对这些变化的各种挑战。 

       关键字：嵌入式系统；设计技术；SoC

　　1 嵌入式系统设计技术发展的特点

　　随着微电子技术的飞速发展，CPU已经变成低成本器件。在可能的情况下CONTROL ENGINEERING China版权所有，各种机电设备已经或者正在嵌入CPU构成的嵌入式系统。据Virginia Tech公司报告，嵌入式系统中所使用的CPU数量已经超过通用PC中CPU数量的30倍。

　　现在系统研究的重点已从通用系统转向专用系统，以及从一般性能转向可靠性、可用性、安全性、自主性、可扩展性、功能性、灵活性、成本、体积、功耗及可管理性上。

　　1.1 32位嵌入式处理器比例快速升高

　　InStat/MDR曾预测在2001～2006年期间，32位向控制器（MCU）的复合年增长率可达2

　　一方面因为像数码相机、MP3播放机、PDA、游戏机和移动电话手机等手持设备以及各种信息家电等有更高性能要求的多媒体和通信设备的推出。在这些应用中，庞大的多媒体数据必然需要更大的存储空间，目前许多32位微控制器都可以使用SDRAM，因此可极大地降低使用更大容量数据存储器的成本；而8位微控制器一般只能使用成本较高的SRAM作为数据在座 器。此外除了处理应用控制功能之外www.cechina.cn，需支持互联网接入的应用在MCU运行TCP/IP或其它通信协议的情况下，要求系统建立在RTOS上就必然成为一种现实需求。另外www.cechina.cn，有越来越多的像电视机、汽车音响及电子玩具等传统应用也与时俱进地提出数字化和“硬件软化”的要求，它们对计算性能的要求及存储器容量的需求都超出绝大多数8位微控制器能提供的范围。

　　另一方面由于IT技术发展的推动控制工程网版权所有，32位ARM体系结构已经成为一种事实上的标准，随着高端32位CPU价格的不断下降和开发环境的成熟，促使32位嵌入式处理器日益挤压原先由8位微控制器主导的应用空间。随着ARM处理器在全球范围的流行，32位的RISC嵌入式处理器已经开始成为高中端嵌入式应用和设计的主流。

　　8位机除MCS-51外www.cechina.cn，其它的8位机和16位机都没有一种能为标准或准标准产品。32位嵌入式处理器一度被认为只适用于高端应用场合的看法正在改变。有更多、更复杂特点和功能需求的便携式电子设备正促使嵌入式系统工程师考虑用32位MCU取代8/16位MCU。另外www.cechina.cn，越来越多的设计师认识到，转用32位架构不令能提升性能，还能降低相同成本下的系统功耗和节约总成本以及缩短产品上市时间。这个转变为设计师提供了可随着产品的性能和需求不断扩展而升级的方案。

　　1．2 可供选择的可编程计算部件方案增多

　　（1）GPP-EP-MCU-DSP-ASP/ASSP-ASIC/SoC

　　嵌入式系统的核心是可编程计算部件，即处理器。这可以有很多种选择CONTROL ENGINEERING China版权所有，而且近几年又增加了一些新的选择：除过去常用的通用处理器GPP（Gereral Purpose Processor）、嵌入式处理器EP（Embedded Processor）、微控制器MCU（Micro-Control Unit）、数字信号处理器DSP（Digital Signal Processor）外www.cechina.cn，目前发展很快、可以给我们提供新的选择的还有各种专用处理器ASP（Application Specific Processor）或专用标准产品ASSP（Application Specific Standard Product）。它们都是针对一些特定应用而设计的，如用于HDTV、ADSL、Cable Modem等的专用处理器。与MCU相比www.cechina.cn，ASP/ASSP集成的资源可能比一般MCU更多、更专业化，所以ASP的价格要高于MCU；但因为它的应用在相关领域中又是通用、标准和开放的，所以任一个公司都能应用它构成自己的系统或产品，而不存在侵犯知识产权的问题。另一种有知识产权保护的在应用上较封闭的专用集成电路ASIC（Application Specific IC）类的定制片上系统SoC(System on Chip)的投入成本就要比ASP高得多。但这可以根据设计人员的要求来构建定制SoC，这样就可为设计人员提供满足量体载衣式应用需求的灵活性。SoC技术使嵌入式系统应用发生了革命性的变化，这个变化就是嵌入式系统的设计技术