嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器。据不完全统计,目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种,流行体系结构有30几个系列。但与全球PC市场不同的是,没有一种微处理器和微处理器公司可以主导嵌入式系统,仅以32位的CPU而言,就有100种以上嵌入式微处理器。由于嵌入式系统设计的差异性极大,因此选择是多样化的。
调查上市的CPU供应商,有些公司如Motorola、Intel、AMD很有名气,而有一些小的公司,如QED(Santa Clara.CA)虽然名气很小,但也生产很优秀的微处理器。另外,有一些公司,如ARM、MIPS等,只设计但并不生产CPU,他们把生产权授予世界各地的半导体制造商。ARM是近年来在嵌入式系统有影响力的微处理器制造商,ARM的设计非常适用于小的电源供电系统。Apple在Newton手持计算机中使用ARM,另外有几款数字无线电话也在使用ARM。
在选择处理器时我们主要考虑的因素有处理性能、技术指标、功耗、软件支持工具、是否内置调试工具和供应商是否提供评估板六大方面。
一个处理器的性能取决于多个方面的因素,如时钟频率,内部寄存器的大小,指令是否对等处理所有的寄存器等。对于许多需用处理器的嵌入式系统设计来说,目标不是在于挑选速度最快的处理器,而是在于选取能够完成作业的处理器和I/O子系统。如果是面向高性能的应用设计,那么建议考虑某些新的处理器,其价格相对低廉,如IBM和Motorola Power PC。
当前,许多嵌入式处理器都集成了外围设备的功能,减少了芯片的数量,降低了整个系统的开发费用。开发人员首先考虑的是,系统所要求的一些硬件能否无需过多的胶合逻辑(GL,Glue Logic)就可以连接到处理器上。其次是考虑该处理器的一些支持芯片,如DMA控制器,内存管理器,中断控制器,串行设备、时钟等的配套。
嵌入式微处理器最大并且增长最快的市场是手持设备、电子记事本、PDA、手机、GPS导航器、智能家电等消费类电子产品。这些产品中选购的微处理器,典型的特点是要求高性能、低功耗。许多CPU生产厂家已经进入了这个领域。今天,用户可以买到一颗嵌入式的微处理器,其速度像笔记本中的Pentium一样快;而它仅使用普通电池供电即可,并且价格很便宜。如果用于工业控制,则对这方面的考虑较弱。
仅有一个处理器,没有较好的软件开发工具的支持也是不行的,因此选择合适的软件开发工具对系统的实现会起到很好的作用。
处理器如果内置调试工具可以大大缩小调试周期,降低调试的难度。
许多处理器供应商可以提供评估板来验证理论是否正确,决策是否得当。