如何选择嵌入式教学系统

嵌入式技术是近年来日渐普及的电子技术。 嵌入式产品以其体积小、 功耗低、处理能力强等诸多优点，在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式人才的需求量不断加大。各个高校为适应人才需求，陆续开展了嵌入式技术的教学和实践。很多老师在前期接触嵌入式技术时，对于在嵌入式教学中采用什么样的芯片和嵌入式操作系统还存在很多疑惑。再加上有一些错误的观念误导，很容易就迷失了方向。本文从芯片性能、成本以及操作系统三个方面来探讨什么样的系统能够满足当今嵌入式教学的需求。

芯片选择： ARM7还是ARM9？
　　ARM7芯片，比如三星的S3C4510曾在低端的网络产品中大量的使用，但由于其性能限制，正在逐渐被淘汰。国内有些两三百元的低端ADSL路由器便是采用的ARM7的芯片，是台湾、日本倾销到大陆的产物。实际上，现在S3C4510确实已经要停产了。目前ARM9系列的处理器已经取代ARM7成为目前应用领域的主流，ARM9 芯片主频高、性能优越、内部集成的接口丰富、工艺先进，在性价比、功能、功耗方面都远远超过ARM7。
　　那么到底什么芯片适合教学？这个问题看起来比较复杂，实际上我们只要弄清楚为什么而教学就会有答案了。学校培养学生的目的，就是为了让学生能适应社会人才需求，让学生具备人才竞争的实力。那么怎样才有竞争力呢？要学习有生命力的经典技术，学习进行电子设计的主流技术。
　　不可否认，市面上的产品里面ARM7尚占有一定的市场，但这与它将被淘汰的事实并不矛盾。这一点上ARM7处理器和四位单片机的情形比较类似，目前成熟的家电里有的地方还在采用4位的单片机，但是4位单片机不会成为嵌入式教学的内容。4位单片机的技术已经被挖掘得一干二净，已经停止研发了，明智的公司不会投入任何研发的资金和人力进去，成熟的技术到处都可以信手拈来。实际上，很多家电公司早在一两年前就预见了家电行业的发展趋势，开始了32bit MCU 的开发以求在即将到来的信息家电时代争得一席之地。ARM7的技术也是已经饱和的技术，现在的大型的芯片厂商已经停止了ARM7芯片的研发，这种现状对高校进行嵌入式教学的选型也有一定的参考作用。
　　ARM7不具备经典性，不具备有高校用来教学科研的价值。现在的公司做产品多数是首选ARM9的芯片，他们会选择熟悉ARM9的毕业生进行产品研发。如果说8位单片机是单片机系列里面的经典，那么ARM7则离经典二字实在差的太远。ARM7系列中有代表性的处理器，都是针对某方面的应用而设计的，接口较为单一，因此，在高校本科、研究生教学方面，ARM7不可能具有长久的生命力。
　　未来是多媒体技术普及的时代，看看国内市场和实际产品开发对工程师的需求：VoIP要用到音频压缩的技术；去年全球消费电子产品排行第一的硬盘MP3播放器要用到MP3编解码技术；视频监控和目前最火的PMP产品技术都要用到MPEG4/H.263/264编解码技术；ARM7的性能满足这些需求吗？现在最通用最基本的外设是USB的天下，而ARM7没有内置这种接口。还有TCP/IP网络技术，ARM7几十兆的运行速度使10/100M以太网口形同虚设，从这个层面上来看，采用ARM9系统是进行ARM高校教学的基本硬件要求。

成本价格：看单个芯片还是整个系统？
　　ARM7便宜吗？是的，单从一颗CPU的角度，ARM7要比ARM9便宜40元人民币左右。而实际上ARM9芯片价格也已经非常便宜，可以控制到10个美金以内。目前，半导体厂商都已经将芯片研制、生产的重点转移到ARM9 以上的芯片上来，随着出货量的增大和生产工艺的提高，ARM9芯片价格还有很大的下降空间，而ARM7 的芯片则因为需求的减少，生产工艺的陈旧，在芯片技术飞速发展的今天，必定会逐渐退出历史舞台。况且产品的成本可不是只看一颗CPU的，如果从整板的角度来看，ARM9比ARM7还要便宜。因为集成度高，许多外设ARM9不需要外扩，例如USB HOST/LCD controller等，而这些ARM7都要外扩，最后算下来，成本反而会高过ARM9。当然也可以不外扩，那很多流行的接口技术、应用功能都无法支持，势必会限制产品的应用范围。未来的ARM7芯片，最多只能在某些领域继续得到应用，而不再具有继续深入研究和开发的价值。

操作系统：Linux是我国软件的国策。
　　Linux是我国软件的国策，这点关注IT行业的人士都了解，庞大的使用群体、开放的体系和浩瀚无垠的丰富资源使得Linux必然是日后我国普及和推广的重点。Linux的优越性已经深入人心。Linux必然是我辈学习和工作实用的无可争辩的首选。
　　除了Linux，不可否认 uCOS 也是进行嵌入式教学的选择之一，但是从嵌入式的三要素：CPU、操作系统、网络技术三个方面来考虑，uCOS显得先天不足。首先，uCOS不是真正意义上的操作系统，它只提供进程管理和调度程序，用uCOS来教学实际上相当于缺少了嵌入式的操作系统这一大要素；其次，uCOS资源太少，连最基本的TCP/IP协议都没有，这样，作为三要素之一的网络功能在uCOS里面都需要另行扩展才能够实现，种种限制使uCOS不可能成为业界主流的操作系统，该操作系统的教学，也不能够为学生提供实用的工程技术。
　　Linux是大势所趋，目前已经有很多网络技术、服务器、网络设备都是基于Linux操作系统的。并且在不少时尚的手机、PDA、媒体播放器等消费类电子产品中也已经开始广泛使用Linux作为操作系统。
　　在我们的Linux软件国策的指引下，Linux已经得到了大量的普及。很多学生已经自发地通过书籍，通过互联网上的浩瀚资源在学习Linux；如果再有系统的培养和教学，必将如鱼得水、如虎添翼。
　　我们看到的例子是，有一定的Linux基础的毕业生，在有经验的工程师的指导下，三个月左右的时间，就可以非常熟练地进行开发了。他们需要的是长时间积累下的经验的指导，这才是一个初学者最可宝贵的财富。
　　综上所述，选择好一款教学平台需要全方位考虑，教学不用追求高级，但不紧跟时代就有失偏颇。做技术的就是以市场流行需求为导向进行研发，特别是像嵌入式这种工程类的技术？教授陈旧淘汰的技术，无论是对高校电子人才的培养还是对教师项目科研方面，都是无异于走向一个死胡同。其实，在条件允许的情况下，我们甚至应该在任何时候都能够和国际接轨，掌握当前最领先的技术，而不是甘心于在美国、日本、韩国之后。这样，中华民族才能够真正的富强。

 

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