嵌入式系统的新特点

摘  要： 关键词： 嵌入式Internet系统；操作系统；RTOS；嵌入式系统
   　随着半导体工艺的发展和系统设计水平的进步，单片机的性能大幅度地提高，因而应用的领域更加广阔。而由于网络和通信的迅速发展，近年来嵌入式系统在硬件和软件上都出现了许多新的特点。
1 嵌入式处理器
　嵌入式系统的核心处理器已经向两个方向分化：一个是8 bit/16 bit的处理器经过扩展实现嵌入式Internet；另一个是32 bit的RISC处理器用在如交换机、路由器一类的通信领域。
　Ubicom公司(前称为Scenix，提供SX系列高速8 bit单片机和虚拟外设技术)新一代的8 bit互联网处理器IP2022可以作为前一类处理器的代表。新一代的高速IP2022具有100 MHz的工作频率，实现了确定性的指令执行和中断响应时间，特别适合于8 bit单片机嵌入式Internet系统应用[1]。
　32 bit的嵌入式RISC处理器目前有影响力的系列包括PowerPC、MIPS和ARM三类处理器。
　PowerPC系列处理器的内核由IBM、Motorola和Apple三家公司联合开发，当时的目标是替代Intel的80x86，但是目前也推出了许多嵌入式产品，如用得较多的PowerPC 860和PowerPC 8260等。
MIPS内核目前在日本应用较多，如日立半导体公司产品，MIPS内核处理器中最着名的是用于Sony游戏机PS2的核心处理器，称为情感处理器(Emotion Engine)。该处理器含有MIPS核心和128 bit的矩阵处理机。这种把RISC核与DSP等结合起来的产品SoC(System on Chip)是未来的一种趋势，即嵌入式系统的应用人员应该关心SoC而不是核。
　ARM处理器也是内核类应用，因为几乎没有使用ARM“芯片”。ARM的开发公司在英国，称为增强的RISC机器(Advanced RISC Machine)。大约十几年前，ARM内核曾经是业界的骄傲，因为它使用了大约十万门器件实现了当时最快的CISC处理器的性能。但RISC的主要困难在于C语言编译程序，单独使用其外围芯片比较麻烦。所以一般ARM以发售使用许可证的方式授权各相关芯片开发商来研制各自的微处理器。目前，ARM系列处理器在通信终端产品(特别是手持设备，如手机)中有着广泛的应用。如TI公司的TMS320C5410采用了DSPC549和ARM7内核封装在一个芯片中，还包含有Intel的IXP1200网络处理机。
2 嵌入式操作系统
　在嵌入式操作系统方面，也有一些新变化。近来嵌入式系统出现了许多新的特点，特别是嵌入式DSP技术和嵌入式Internet技术的出现，使得这些成熟的RTOS表现出了一定程度的不适应性。由于无处不在的数字化和无处不在的通信，嵌入式系统开发迫切需要面向应用的、可裁剪的嵌入式实时操作系统(即特定应用的嵌入式实时操作系统)。
　特定应用的嵌入式实时操作系统ASOS(Application Specific Operating Systems)是指面向应用的、专用特制的嵌入式实时操作系统。它除具有基本的处理多任务、文件及设备驱动的操作系统功能外，还应具有如下系统特性：
　(1)面向特定应用的简化型系统调用接口，专门支持一种或一类嵌入式应用。
　(2)最小内核处理集，系统开销小，运行效率高，并可用于各种非计算机设备。
　(3)可伸缩性、可裁剪的系统体系结构，提供多层次的系统体系结构。
　(4)具有各种即插即用的设备驱动接口。
　(5)具有网络如Internet或无线接入功能，提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口。