從8或16位微控制器向32位SoC轉變

　　長(cháng)久以來(lái)，人們一直認為微控制器就是系統內部的一個(gè)8位或16位處理器，僅僅具有一些簡(jiǎn)單功能。如今，這種觀(guān)念似乎已經(jīng)過(guò)于陳舊了。受到日益復雜的高級應用程序推動(dòng)，微控制器已經(jīng)得到了長(cháng)足的發(fā)展，能夠提供足夠的功率和內置外圍設備，成為一個(gè)獨立的"系統"。事實(shí)上，人們所說(shuō)的"片上系統"　(system-on-chip, 即SoC)，指的就是這些功能強大的微控制器。

　　從8位和16位微控制器向32位SoC的轉變需要經(jīng)過(guò)許多慎重的考慮，常常意味著(zhù)人們需要學(xué)習一個(gè)新的CPU結構、投資新的開(kāi)發(fā)工具及移接現有的軟件。只要做了正確的決定，從長(cháng)遠的眼光看，重大的投資必將得到相應的回報。本文將提供一些主要的注意事項，幫助您做出正確的決定，并對可能的回報作出預計。

　　何時(shí)嘗試？

　　系統設計者要做的第一個(gè)決定就是：何時(shí)嘗試？其中最主要的考慮因素是微控制器目前及今后要運行的應用程序。下列參考標準有助于決定是否應當使用一個(gè)更強大的處理器，還是簡(jiǎn)單地維持現狀。

　　具有以下特征的應用程序更適合傳統的8位和16位微控制器：
　　· 簡(jiǎn)單功能(< 100MHz)
　　· 沒(méi)有或粗略的用
戶(hù)接口經(jīng)驗
　　· 使用匯編語(yǔ)言編輯的應用程序
　　· 專(zhuān)門(mén)定制的操作系統

　　相反的，具有以下特征的應用程序更適合基于標準的32位SoC：
　　· 運算功能強大 (> 100MHz)
　　· 豐富的用戶(hù)接口經(jīng)驗（圖像，接觸）
　　· 豐富的多媒體支持（MP3, WMA, MPEG, JPEG）
　　· 使用公開(kāi)易得的軟件
　　· 重視成本的完整系統
　　· 安全性和密碼技術(shù)

　　以上所做的比較也代表了對微控制器的兩種不同定義--究竟是一個(gè)可編程"部分"，還是一個(gè)包括了軟硬件、外設及用戶(hù)接口的"電腦系統 "？

　　了解您的應用程序--現在的和將來(lái)的

　　在選擇合適的微控制器時(shí)，另一個(gè)重要因素就是正確評估應用程序的發(fā)展方向。下列問(wèn)題應該引起人們的關(guān)注：

　　今后，我的應用軟件會(huì )變得更為復雜嗎？如果答案是肯定的，那么您必須選擇一個(gè)新的CPU結構，它應該能夠提供很多具有不同性能和特征的、且價(jià)格多樣的SoC。這個(gè)結構不僅能夠滿(mǎn)足今天的需求，更能適合以后的發(fā)展。

　　除非即有的軟件能夠以小搏大，否則應用開(kāi)發(fā)是否會(huì )變得更為昂貴？隨著(zhù)軟件變得日益復雜，用戶(hù)定制的開(kāi)發(fā)成本也隨之提高。這令使用即有軟件（無(wú)論該軟件是購買(mǎi)、免費，還是獲取版權），都顯得非常有吸引力。然而，即有軟件一般都在一個(gè)標準的或大眾化的平臺上運行。所以，如果您的應用程序依賴(lài)其他即有軟件，那么請選擇一個(gè)具備強大支持功能的CPU結構和操作系統。

　　我的應用程序必須在各種操作系統中運行嗎？某些公司使用的應用軟件包括中間件。對于他們來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題尤其相關(guān)。這是因為，支持的操作系統越多，蘊含的商機就越大。因此，一個(gè)已植入各種操作系統的CPU是很好的選擇。Linux和Windows CE都是32位嵌入式SoC中比較優(yōu)秀的常用操作系統。

　　是否會(huì )有一些我的應用程序必須遵循的硬件或軟件行業(yè)標準？這是一個(gè)涉及標準兼容性的問(wèn)題。選擇一個(gè)新的SoC時(shí)，人們通常會(huì )問(wèn)，它是否具有ANSI-C編譯器，它的數學(xué)協(xié)同處理器是否支持IEEE-754浮點(diǎn)標準，是否具有USB 1.1或2.0兼容主機接口。如果您的應用程序必須遵循某些軟件標準，比如：TCP/IP或USB/OpenHCI，您必須從如何得到網(wǎng)絡(luò )堆棧開(kāi)始考慮。某些完備的操作系統提供整合協(xié)議堆棧，另一些卻不提供。

　　選擇中的考慮因素

　　在本文的開(kāi)頭，我們就幫助您分析了應用軟件及諸多注意事項?，F在，我們將幫助您選擇正確的SoC解決方案。雖然對于不同的應用軟件有許多具體的技術(shù)細節需要考慮，但我們仍總結出了經(jīng)營(yíng)方面三個(gè)主要的、具有普遍意義的問(wèn)題。

　　該處理器內核是否得到了業(yè)界的廣泛支持？目前有許多32位CPU結構可供選擇。ARM等基于行業(yè)標準的結構占領(lǐng)了很大的市場(chǎng)，得到了大部分軟件及開(kāi)發(fā)工具的支持。這為各公司提供了廣泛的軟件和工具選擇。有效利用第三方軟件和工具，有助于大幅縮小開(kāi)發(fā)成本和上市周期。

　　該SoC外設混合是否能夠滿(mǎn)足現在及將來(lái)的需求？在芯片上集成恰當的性能將大大降低系統材料單（Bill-of-Materials，BoM）成本。對于外設的考慮，不僅要照顧到今天的需求，同樣也應該照顧到將來(lái)?？疾炷男㏒oC供應商提供的產(chǎn)品具備滿(mǎn)足您潛在需求的平臺，這將令您在眾多產(chǎn)品中正確權衡您的軟件投資。

　　該SoC包括哪些系統軟件和支持？正如上面提及，系統軟件及支持和硅一樣，在判斷一個(gè)嵌入式方案優(yōu)劣時(shí)具有非常重要的作用。落后的軟件和支持會(huì )造成進(jìn)度延遲，因而錯失重要的市場(chǎng)機遇。應重點(diǎn)考察SoC是否支持以下技術(shù)：行業(yè)標準操作系統（如：Linux, WinCE）、源代碼、完整的軟件驅動(dòng)器、參考設計和帶有BSP的完整評估板。軟件及支持是已經(jīng)包括在芯片費用之內，還是需要另外收取費用？此外，SoC供應商是自己來(lái)提供軟件和支持，還是將此業(yè)務(wù)外包給第三方？

　　結論

　　受到日益復雜的嵌入式應用軟件的推動(dòng)，許多微控制器都逐漸成為32位SoC，并基于廣泛認可的軟硬件標準，而且又價(jià)格合理。這些器件需要支持豐富的用戶(hù)接口的應用軟件、開(kāi)放式第三方軟件，同時(shí)還要具備出色的電腦運算能力。

　　從8位和16位微控制器向強大的32位SoC轉變需要縝密的考慮。設計者要考慮的因素不僅有SoC技術(shù)方面的，也有經(jīng)營(yíng)方面的，包括標準選擇、外設混合、系統軟件質(zhì)量和供應商支持。雖然轉向使用SoC方案需要比較大的投資，但是如果決策是正確的，那么，長(cháng)遠的眼光看，這項投資的回報也將是巨大的。