摘 要：本文从工程的角度就嵌入式系统设计中硬件和软件的选择问题进行了一些讨论，并给出了在嵌入式系统设计中进行软硬件选择时应该考虑的因素。

关键字：嵌入式系统 选择 因素

1 问题的提出

按照嵌入式系统的工程设计方法，嵌入式系统的设计可以粗略的分成三个阶段，即：分析，设计，实现。分析阶段的主要任务是确定要解决的问题及需要完成的目标。因此，分析阶段也常常被称为“需求阶段”，或“系统需求阶段”。设计阶段主要任务是解决如何在给定的约束条件下完成用户的要求。此阶段是在分析阶段的基础上研究“如何做”。实现阶段主要是解决如何在所选择的硬件和软件的基础上进行整个软、硬件系统的协调实现。按照这种设计思想，在分析阶段阶段结束后，通常开发者面临的一个棘手的问题就是硬件和软件的选择，因为它的好坏直接影响着实现阶段的任务完成。通常硬件和软件的选择有：

★处理器

★硬件部件

★操作系统

★编程语言

★软件开发工具

★硬件调试工具

★软件组件

在上述选择中，通常，处理器是最重要的，同时操作系统或编程语言也是非常关键的。而且有时处理器的选择会限制操作系统的选择，操作系统的选择又会限制开发工具的选择 [1]。因此本文就如何在嵌入式系统设计中选择硬件和软件进行了一些评判因素的分析。

2 硬件的选择

2.1 嵌入式处理器的选择

嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，目前据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构有30几个系列。但与全球pc市场不同的是没有一种微处理器和微处理器公司可以主导嵌入式系统，仅以32位的cpu而言，就有100种以上嵌入式微处理器。由于嵌入式系统设计的差异性极大，因此选择是多样化的。设计者在选择处理器时要考虑的主要因素有：

(1) 调查上市的cpu供应商。有些公司如motorola、 intel、amd很有名气，而有一些小的公司如qed(santa　clara .ca)虽然名气很小，但也生产很优秀的微处理器。另外，有一些公司，如arm、mips等，只设计但并不生产cpu，他们把生产权授予世界各地的半导体制造商。arm是另外一种近年来在嵌入式系统有影响力的微处理器制造商，arm的设计非常适合于小的电源供电系统。apple在newton手持计算机中使用arm，另外有几款数字无线电话也在使用arm。

(2) 处理器的处理速度。一个处理器的性能取决于多个方面的因素：时钟频率，内部寄存器的大小，指令是否对等处理所有的寄存器等。对于许多需用处理器的嵌入式系统设计来说，目标不是在于挑选速度最快的处理器，而是在于选取能够完成作业的处理器和i／o子系统。如果你的设计是面向高性能的应用，那么建议你考虑某些新的处理器，其价格极为低 廉，如ibm和motorola 的power pc。以前intel 的 i960是销售极好的risc高性能芯片，但是最近几年却遇到强劲的对手，让位于mips、sh以及后起之星arm。

(3) 技术指标。当前，许多嵌入式处理器都集成了外围设备的功能，从而减少了芯片的数量，进而降低了整个系统的开发费用。开发人员首先考虑的是，系统所要求的一些硬件能否无需过多的胶合逻辑(gl)就可以连接到处理器上。其次是考虑该处理器的一些支持芯片，如dma控制器，内存管理器，中断控制器，串行设备、时钟等的配套。值得注意的是，amd公司最近发布了一种am186cc的通信用处理器，内置采用国人熟悉的x86内核和四路 hdlc和一个usb外围控制器。，该处理器适合于多种通信应用领域，包括：isdn终端适配器、低端路由器、数字专线（xdsl）modem、usb外围设备、pbx应用、数字电话、数字环路载波以及电话系统。

(4) 处理器的低工耗。嵌入式微处理器最大并且增长最快的市场是手持设备、电子记事本、pda、手机、gps导航器、智能家电等消费类电子产品，这些产品中选购的微处理器典型的特点是要求高性能、低工耗。许多cpu生产厂家已经进入了这个领域。今天，用户可以买到一颗嵌入式的微处理器，其速度像笔记本中的 pentium一样快，而它仅使用普通电池供电，并且价格不足50美元。 典型的例子有nec、日立为hpc、palm pc而设计的vr4111和sh7707。digital的 strong arm 1100，在一个极小的200mhz主频封装中集成了彩色lcd控制器、pcmcia触屏接 口等6个接口(含usb、irda)，而批量的价格也在40美元以内。

(5) 处理器的软件支持工具。仅有一个处理器，没有较好的软件开发工具的支持，也是不行的，因此选择合适的软件开发工具对系统的实现会起到很好的作用。

(6) 处理器是否内置调试工具。处理器如果内置调试工具可以大大大的缩小调试周期，降低调试的难度。

(7) 处理器供应商是否提供评估板。许多处理器供应商可以提供评估板来