两种新型嵌入式系统开发模式

1. 硬件采用单片机设计，软件采用汇编语言编写

采用这种设计方式，硬件成本低，设备体积小。但由于程序采用汇编语言编写，软件灵活性、可扩充性、可移植性较差。同时，作为处理器核心的单片机芯片，无法提供高速率运算。随着工业控制要求的不断提高，采用这一设计方式，无论在硬件或软件上都无法满足要求。

2. 硬件采用工控机，软件采用VC++编写

采用工控机作为硬件设备，既能提供处理速度，又适于恶劣

二 新型嵌入式系统介绍与比较

随着嵌入式系统的发展，出现了很多新模式、新方法。以下在硬件与操作系统两方面介绍主流嵌入式开发技术。

1. 硬件

目前较多使用的嵌入式系统硬件有ARM芯片与PC/104主板。

(1)ARM芯片

ARM处理器是一种16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器。目前很流行的当属ARM7和ARM9两个系列。随着人们对系统功能提出了更高要求，ARM7在高端应用中已显得力不从心，性能更强劲的ARM9处理器逐渐占据了高端产品市场。ARM9系列微处理器具有以下特点：5级整数流水线，指令执行效率更高；支持32位ARM指令集和16位THUMB指令集；支持32位AMBA总线接口；全性能的MMU，支持Windows CE、Linux等主流的嵌入式操作系统；支持数据Cache和指令Cache，具有更高的数据和指令处理指令。

(2)PC/104主板

PC/104是工业嵌入式板卡较多采用的一种规格。采用PC/104规范的主板，再配以微软操作系统，用户就可容易地实现编程和扩充标准的外围设备。这些标准的外围设备包括视频接口、存储设备、键盘、网络接口、串口、并口、数据采集模块及其他一些特殊设备。另外，结构上的加固型设计使得PC/104系统可应用到强振动及强撞击等恶劣应用环境。

(3)比较

ARM芯片与PC/104主板相比较，具有功耗低、体积小、价格低的优势。但ARM嵌入式系统开发中涉及到ARM仿真器与ARM编译器的使用，编译后的最终程序需要导入芯片中。对于没有相关开发经验的工程师，熟悉ARM芯片开发需要一定时间，设计周期也自然会延长很多。此外，ARM芯片规格较为固定，其各种配置不能灵活改动。

PC/104主板能很好地与Windows系统兼容，其开发过程与普通PC机的开发几乎没有差别，可最大程度地降低开发难度、缩短开发周期。其模块化的配置方式使其成为低成本、高可靠性、能迅速配置成产品的结构化模块。与ARM芯片相比，功耗高、体积大、价格高是其缺点。

2. 操作系统

目前，嵌入式系统常用的操作系统有VxWorks、Linux、Windows。

(1)VxWorks

VxWorks因出现较早、实时性强、内核很小、可靠性较高等，所以在北美应用很广泛。特别是在通信设备等实时性要求较高的系统中，几乎非VxWorks莫属。VxWorks的很多概念和技术都和Linux很类似，主要是用C语言开发。但VxWorks因价格很高，所以一般应用中很少采用这种操作系统。

(2)Linux

Linux是一种免费、开源的操作系统，因此其支持软件多，可用资源丰富。目前应用在嵌入式领域的Linux系统主要有两类：一类是专为嵌入式设计的已被裁减过的Linux系统，最常用的是uClinux(不带MMU功能)，目前占较大应用份额，可应用在ARM7上；另一类是应用在ARM9上，将Linux的内核移植在其上，可使用更多的Linux功能。缺点是一般开发人员不太熟悉Linux，开发难度较大。

(3)Windows

WinCE推出只有几年时间，但目前已占据了很大市场份额。由于WinCE开发都是大家熟悉的VC++环境，所以对于一般的开发人员都不会有多大难度，这也是WinCE容易被人们接受的原因。开发环境方便快速，微软的强大技术支持，使得WinCE开发难度远低于嵌入式Linux。此外，WinCE与WindowXP及Win2000的同族性，保证了原来在PC机上开发的程序可容易移植到嵌入式系统中。