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要选好一款处理器,要考虑的因素很多,不单单是纯粹的硬件接口,还需要考虑相关的操作系统、配套的开发工具、仿真器,以及工程师微处理器的经验和软件支持情况等。# I8 _5 O; z" a0 C- F
嵌入式微处理器选型的考虑因素:在产品开发中,作为核心芯片的微处理器,其自身的功能、性能、可靠性被寄予厚望,因为它的资源越丰富、自带功能越强大,产品开发周期就越短,项目成功率就越高。但是,任何一款微处理器都不可能尽善尽美,满足每个用户的需要,所以这就涉及选型的问题。
2 j( Y2 l4 u, k- T' _2 G 1.应用领域+ E* e2 n! f+ b& p Q4 `% R$ A
一个产品的功能、性能一旦定制下来,其所在的应用领域也随之确定。应用领域的确定将缩小选型的范围,例如:工业控制领域产品的工作条件通常比较苛刻,因此对芯片的工作温度通常是宽温的,这样就得选择工业级的芯片,民用级的就被排除在外。目前,比较常见的应用领域分类有航天航空、通信、计算机、工业控制、医疗系统、消费电子、汽车电子等。4 N$ D$ b6 g- T+ v( c) B' N
2.自带资源
+ p# g8 m- u0 e, W. T9 U: e8 T 经常会看到或听到这样的问题:主频是多少?有无内置的以太网MAC?有多少个I/O口?自带哪些接口?支持在线仿真吗?是否支持OS,能支持哪些OS?是否有外部存储接口?……以上都涉及芯片资源的问题,微处理器自带什么样的资源是选型的一个重要考虑因素。芯片自带资源越接近产品的需求,产品开发相对就越简单。) i* `( w0 h R1 O
3.可扩展资源+ y* P4 P1 \) ?9 `& C) T
硬件平台要支持OS、RAM和ROM,对资源的要求就比较高。芯片一般都有内置RAM和ROM,但其容量一般都很小,内置512KB就算很大了,但是运行OS一般都是兆级以上。这就要求芯片可扩展存储器。
: O& f3 w, H" O+ A9 o! g2 S; R 4.功耗
$ Q) O/ Q9 a7 }" R6 [/ P 单看“功耗”是一个较为抽象的名词。低功耗的产品即节能又节财,甚至可以减少环境污染,还能增加可靠性,它有如此多的优点,因此低功耗也成了芯片选型时的一个重要指标。4 y z0 f5 o! a2 _0 ]7 T( m
5.封装! _+ i. g% u5 Z3 P
常见的微处理器芯片封装主要有QFP、BGA两大类型。BGA类型的封装焊接比较麻烦,一般的小公司都不会焊,但BGA封装的芯片体积会小很多。如果产品对芯片体积要求不严格,选型时最好选择QFP封装。
! J. V& L3 o/ L* a 6.芯片的可延续性及技术的可继承性
5 h4 S" L* K: R4 c7 I# m 目前,产品更新换代的速度很快,所以在选型时要考虑芯片的可升级性。如果是同一厂家同一内核系列的芯片,其技术可继承性就较好。应该考虑知名半导体公司,然后查询其相关产品,再作出判断。: ?+ z0 I7 j+ K
7.价格及供货保证- H( }, M% i$ r# @- I; X4 G H
芯片的价格和供货也是必须考虑的因素。许多芯片目前处于试用阶段(sampling),其价格和供货就会处于不稳定状态,所以选型时尽量选择有量产的芯片。
% i" j$ S! |+ l. Z, C 8.仿真器
5 j) w7 X7 S2 q4 T" e 仿真器是硬件和底层软件调试时要用到的工具,开发初期如果没有它基本上会寸步难行。选择配套适合的仿真器,将会给开发带来许多便利。对于已经有仿真器的人们,在选型过程中要考虑它是否支持所选的芯片。
# t A: i5 j2 f/ A) f 9.OS及开发工具% W: ^7 z# a7 l0 n
作为产品开发,在选型芯片时必须考虑其对软件的支持情况,如支持什么样的OS等。对于已有OS的人们,在选型过程中要考虑所选的芯片是否支持该OS,也可以反过来说,即这种OS是否支持该芯片。
3 g" B6 D a' d6 g1 _7 V0 i 10.技术支持, m, P/ q4 a( l" s
现在的趋势是买服务,也就是买技术支持。一个好的公司的技术支持能力相对比较有保证,所以选芯片时最好选择知名的半导体公司。. x8 i/ v5 o$ g8 ` m
另外,芯片的成熟度取决于用户的使用规模及使用情况。选择市面上使用较广的芯片,将会有比较多的共享资源,给开发带来许多便利。) J# T0 ?/ e3 [0 @+ x4 P4 B. w8 z
这里再说一点,有些厂家善于做mcu的简单应用,有的厂家善于做工控或者更复杂的MCU和CPU的应用,所以会各有优劣。
0 v1 v* r" w6 R- i5 q! V/ X. M CPU按指令集架构体系分主流的有PowerPC、X86、MIPS、ARM四种,X86采用CISC指令集,POWERPC、MIPS、ARM采用RISC指令集,RISC的CPU多应用于嵌入式。7 u# i5 Z9 _2 o3 W* r
业界PowerPC主要用于网络通信市场,X86重点在PC、服务器市场,MIPS的目标市场为网络、通信等嵌入式应用以及数字消费类应用,ARM的目标市场为便携及手持计算设备、多媒体、数字消费类产品。( {5 D( U8 p6 V% Q' | m7 Y, _- U7 b
高端处理器中x86架构双核处理器和MIPS架构多核处理器业务定位不一样,MIPS处理器容易实现多核和多线程运算,在进行数据平面报文转发时表现出色,但单个处理器内核结构简单,进行复杂运算和报文深度处理时明显不如x86和PowerPC。数据处理选用多核MIPS或NP,控制应用选用PowerPC或嵌入式x86。
5 i2 `7 h7 m& A6 J# i# d ARM器件的业界生态环境比较好,有多家芯片供应商可以提供ARM器件,选型必须经过多家对比分析和竞争评性评估。
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