1 嵌入式系統(tǒng)與Linux
　　按照電氣工程師協(xié)會的一個定義：嵌入式系統(tǒng)是用來控制或監(jiān)視機器、裝置或工廠等的大規(guī)模系統(tǒng)的設備。具體說來，它是電腦軟件和硬件的綜合體；是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁減，從而能夠適應實際應用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。一般來說，嵌入式系統(tǒng)不能使用通用型計算機，而且運行的是固化的軟件，終端用戶很難或者不可能改變固件。而Linux也早已成為IT界家喻戶曉的一個名字。概括說來，將Linux應用于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)有如下一些優(yōu)點：
　?、?Linux自身具備一整套工具鏈，容易自行建立嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和交叉運行環(huán)境，并且可以跨越在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中仿真工具（ICE）的障礙。
　?、?內核的完全開放，使得可以自己設計和開發(fā)出真正的硬實時系統(tǒng)；對于軟實時系統(tǒng)，在Linux中也容易得到實現(xiàn)。
　?、?強大的網(wǎng)絡支持，使得可以利用Linux的網(wǎng)絡協(xié)議棧將其開發(fā)成為嵌入式的TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議棧。
　　2 嵌入式系統(tǒng)設計的過程
　　按照嵌入式系統(tǒng)的工程設計方法，嵌入式系統(tǒng)的設計可以分成三個階段：分析、設計和實現(xiàn)。分析階段是確定要解決的問題及需要完成的目標，也常常被稱為“需求階段”；設計階段主要是解決如何在給定的約束條件下完成用戶的要求；實現(xiàn)階段主要是解決如何在所選擇的硬件和軟件的基礎上進行整個軟、硬件系統(tǒng)的協(xié)調實現(xiàn)。在分析階段結束后，通常開發(fā)者面臨的一個棘手的問題就是硬件平臺和軟件平臺的選擇，因為它的好壞直接影響著實現(xiàn)階段的任務完成。
　　通常硬件和軟件的選擇包括：處理器、硬件部件、操作系統(tǒng)、編程語言、軟件開發(fā)工具、硬件調試工具、軟件組件等。
　　在上述選擇中，通常，處理器是最重要的，同時操作系統(tǒng)和編程語言也是非常關鍵的。處理器的選擇往往同時會限制操作系統(tǒng)的選擇，操作系統(tǒng)的選擇又會限制開發(fā)工具的選擇 。
　　3 硬件平臺的選擇
　　3.1 處理器的選擇
　　嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過1000多種，流行體系結構有30幾個系列。但與全球IC市場不同的是，沒有一種微處理器和微處理器公司可以主導嵌入式系統(tǒng)，僅以32位的CPU而言，就有100種以上嵌入式微處理器。由于嵌入式系統(tǒng)設計的差異性極大，因此選擇是多樣化的。
　　調查上市的CPU供應商，有些公司如Motorola、Intel、AMD很有名氣，而有一些小的公司，如QED（Santa Clara.CA）雖然名氣很小，但也生產很優(yōu)秀的微處理器。另外，有一些公司，如ARM、MIPS等，只設計但并不生產CPU，他們把生產權授予世界各地的半導體制造商。ARM是近年來在嵌入式系統(tǒng)有影響力的微處理器制造商，ARM的設計非常適用于小的電源供電系統(tǒng)。Apple在Newton手持計算機中使用ARM，另外有幾款數(shù)字無線電話也在使用ARM。
　　設計者在選擇處理器時要考慮的主要因素有：
　?、?處理性能。一個處理器的性能取決于多個方面的因素，如時鐘頻率，內部寄存器的大小，指令是否對等處理所有的寄存器等。對于許多需用處理器的嵌入式系統(tǒng)設計來說，目標不是在于挑選速度最快的處理器，而是在于選取能夠完成作業(yè)的處理器和I/O子系統(tǒng)。如果是面向高性能的應用設計，那么建議考慮某些新的處理器，其價格相對低廉，如IBM和Motorola Power PC。
　　② 技術指標。當前，許多嵌入式處理器都集成了外圍設備的功能，減少了芯片的數(shù)量，降低了整個系統(tǒng)的開發(fā)費用。開發(fā)人員首先考慮的是，系統(tǒng)所要求的一些硬件能否無需過多的膠合邏輯（GL，Glue Logic）就可以連接到處理器上。其次是考慮該處理器的一些支持芯片，如DMA控制器，內存管理器，中斷控制器，串行設備、時鐘等的配套。
　?、?功耗。嵌入式微處理器最大并且增長最快的市場是手持設備、電子記事本、PDA、手機、GPS導航器、智能家電等消費類電子產品。這些產品中選購的微處理器，典型的特點是要求高性能、低功耗。許多CPU生產廠家已經(jīng)進入了這個領域。今天，用戶可以買到一顆嵌入式的微處理器，其速度像筆記本中的Pentium一樣快；而它僅使用普通電池供電即可，并且價格很便宜。如果用于工業(yè)控制，則對這方面的考慮較弱。
　?、?軟件支持工具。僅有一個處理器，沒有較好的軟件開發(fā)工具的支持也是不行的，因此選擇合適的軟件開發(fā)工具對系統(tǒng)的實現(xiàn)會起到很好的作用。
　?、?是否內置調試工具。處理器如果內置調試工具可以大大縮小調試周期，降低調試的難度。
　?、?供應商是否提供評估板。許多處理器供應商可以提供評估板來驗證理論是否正確，決策是否得當。
　　3.2 硬件部件選擇的其它因素
　?、?和制備硬件，這樣可以降低成本。反之，最好從第三方購買主板和I/O板卡。
　?、?開發(fā)的市場目標。如果想使產品盡快發(fā)售，以獲得競爭力，此時要盡可能買成熟的硬件；反之，可以自己設計硬件，降低成本。
　?、?軟件對硬件的依賴性。軟件是否可以在硬件沒有到位的時候并行設計或先行開發(fā)。
　?、?只要可能，盡量選擇使用普通的硬件。在 CPU 及架構的選擇上，一個原則是：只要有可替代的方案，盡量不要選擇 Linux 尚不支持的硬件平臺。
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