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性能和功能持续增加,推动便携电子设备向32位MCU移植

菜鸟
2005-11-07 15:27:00    评分
32位架构一度被认为只是面向需要强大处理能力的高端应用的,但现在情况有了变化。便携式电子设备对性能和功能的持续需求使得制造商正在考虑从8/16位转向32位微控制器。而且越来越多的设计者开始认识到转向32位架构所带来的种种好处,比如性能提升、成本节约、缩短产品上市时间等。 因为芯片供应商可以提供适合中低端嵌入式应用的高性价比的32位MCU,系统设计人员正利用32位MCU所带来的强大性能设计更引人注目的,更有竞争力的差异化产品。比如具备上网功能的手持设备、数码相机和摄像机就是一些利用32位器件的实例。 转向32位架构给设备制造商和他们的产品带来很多好处。虽然这种转变需要在重新定义产品设计过程上花费一些投资,但无论从短期和长期来看,从8/16位设计转向32位所带来的好处都超过了在产品软硬件修改上时间的开销。进一步看,在向32位架构转型时,设计师同样地正评估从目前的专有架构转向有更广泛用户基础和市场接受度的32位架构所带来的好处。这样一个转变使工程师要在众多处理器和开发工具的供应商中做出选择。 在OKI(冲半导体)公司,我们的基于ARM核的32位微控制器力求满足中低端产品的应用需求。与16位器件比,这些器件性能高出4倍,功耗更低却有着相同的价格。我们同时通过集成更多的片上功能来降低系统成本,比如集成定时器、DMA和内存控制器、串口、A/D转换通道、PWM和通用I/O口。使用这些OKI的产品,转向标准32位架构时在开发时间和成本上都会得益。 另一个转向32位控制器的好处是事实上增加了性能裕量,这样为未来产品性能扩展打下基础。从性能方面考察,工程师们也愿转向32位MCU,因为他们能处理更复杂的指令如乘积累加。他们也能得益于更复杂的CPU架构来更好的处理多指令管线、缓冲和条件指令的执行。同时由于32位器件倾向于采用更紧凑的硅结构,即使在功耗降低时,在一个封装里也可以集成更多的晶体管。 手机、数码相机、数码摄像机就是需要更强大的微处理器来处理复杂指令的应用例子。今天的手机含有很多功能特性如:多显示、Web浏览、文字消息、大容量的支持搜索和语音拨号功能的地址簿。现在市场上最新的数码相机和摄像机也需要复杂的指令来处理静态图像和动态视频以及声音的数字化工作。所有这些应用都超出了8位或16位MCU的能力。 32微控制器比8位/16位MCU有更强的处理能力,很适合用C,C++,Java等高级语言写的指令。这些高级语言更具结构化、更强大,编程也比用汇编语言更省时。因此32位控制器的软件指令可以完成更复杂的任务而软件开发所花的时间却更少。 但是,从8/16位MCU转向32 位的代价是要用不同的软件语言。大部分8/16位MCU只有有限的处理能力因而要求软件写的比较紧凑,资源的开销较小。因此多数用低级的汇编语言写的软件很有效率但同时编程难度大,编程时间长。为16位MCU写的汇编程序移植到其它的处理器架构上很困难。这意味着工程师不得不在每个新设计中重写软件。而在32 位架构中就不是这样。 伴随转向32位的种种好处,同时也给工程师带来了一些设计挑战。作为性能提升的代价,设计师不得不在软件和开发工具上作些初始投资。他们也不得不决定他们的软件在新的架构上能复用多少,把现有软件移植到新的32位架构上工作量有多大。 32位MCU的前景一片大好,因为越来越多负责中低端性能产品开发的工程师从8/16位MCU转向32位控制器,以给他们的产品带来竞争优势。他们同时也从专有架构产品供应商转向被广泛接受的设计架构的供应商,这样能带来更灵活的可扩展性。



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