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嵌入式操作系统与嵌入式处理器

嵌入式操作系统与嵌入式处理器 随着计算机技术和通讯技术的快速发展，嵌入式系统已经广泛渗入到工业控制、移动通信、电子商务、信息家电等多个应用领域，应用日益广泛。下面小编为大家整理了关于嵌入式操作系统与嵌入式处理器的文章，一起来看看吧： 1嵌入式系统 嵌入式系统(EmbeddedSystem，ES)是将先进的微电子技术、通讯技术和计算机技术与各个具体应用领域相结合的产物，是一个资金技术密集且高度集成创新的知识系统。嵌入式系统是以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面有严格要求的专用计算机系统。因此，它具有“嵌入性”、“专有性”和“计算机系统”三个基本要素，其中“嵌入性”是它的特征，“专有性”是它的灵魂，“计算机系统”是它的本质。 根据IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers电气电子工程师协会)从它的用途来定义，嵌入式系统是用来监视、控制或者辅助机器和设备运行的系统[2]。其实嵌入式系统就是微操作系统和功能软件的集成，在以微处理器为核心的微型计算机硬件体系中所形成的简易便捷，稳定可靠，经济实用的机电一体化产品。 2嵌入式处理器 嵌入式处理器(EmbeddedProcessor，EP)与通用处理器最大的区别就在于嵌入式处理器大多工作在为不同用户群所设计的特定系统中，它常常将通用处理器中许多由板卡完成的功能集成到芯片内部，从而有利于实现嵌入式系统设计的微型化，同时又保证了较高的可靠性和处理效率。到目前为止，全球嵌入式处理器的种类已经超过1000多种，其中以ARM、MIPS、PowerPC、Motorola68K、X86等体系结构最为常见，一般将嵌入式处理器分成以下四类： 1)嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit，MCU); 2)嵌入式微处理器(EmbeddedMicroprocessorUnit，EMPU); 3)嵌入式DSP处理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP); 4)片上系统(SystemOnChip，SOC)。 一般在嵌入式系统设计中常用的嵌入式微处理器和体系结构主要有以下几种： 1)ARM ARM(AdvancedRISCMachines)公司是全球著名的16/32位精简指令集计算机RISC(ReducedInstructionSetComputer)处理器设计供应商，通过提供高性能与低功耗的RISC处理器芯片设计技术给各个生产厂商来生产满足不同应用领域要求的芯片。事实上，由于ARM处理器一方面支持16位的Thumb指令集和32位的ARM指令集，另一方面使用了大量的寄存器和灵活的寻址方式来提高系统执行的效率，所以ARM处理器技术已经成为数字通信、工业控制、多媒体家电等嵌入式应用领域的RISC标准。ARM系列处理器种类很多，目前市场上应用最为广泛的是ARM9和ARM10系列处理芯片。ARM9处理器由于拥有了五级流水线结构和自带MMU功能，广泛应用于手持终端和无线通讯等领域。ARM10处理器由于采用了更高的六级流水线结构和支持DSP指令以及支持64位的AMBA总线接口[5]，其性能较ARM9有了很大的提高，广泛应用于手持PDA以及车载电子等高端领域。 2)MIPS MIPS(MicroprocessorwithoutInterlockedPipelineStages)简称无内部互锁流水级的微处理器，是美国MIPS技术公司推出的一种基于RISC架构的高性能高档次的处理器内核。MIPS采用了先进的设计理念和清晰的系统结构，强调软硬件协同工作以提高处理器性能，同时简化了硬件设计，采用软件方法来避免流水线运行中的数据相关问题。虽与ARM处理器相比，MIPS体系结构的处理器功耗要高些，但它具备了从32位低端产品到64位高端产品的完整解决方案，而且在知识产权的授权费用上MIPS要低于ARM，因此，MIPS内核逐渐被越来越多的消费类电子产品和工业控制产品的设计所采用。 3)PowerPC PowerPC(PerformanceoptimizationwithEnhancedRISCperformanceComputing)简称性能优化与增强的RISC性能计算，是由IBM、Motorola和Apple公司联合开发的一款高性能32/64位RISC处理器，其主要特点是可伸缩性好，方便灵活和较高的性价比。常见的基于PowerPC架构的处理器有IBM公司的PowerPC64S(深蓝内部的CPU)、PowerPC