[科普中国]-非嵌入式芯片

芯片分类

在物理芯片领域主要分成两块，一块是通用芯片，也就是常说的PC芯片；另一块是嵌入式芯片。在通用芯片领域，的确基本被INTER和AMD两大厂商垄断，由于近年来全球经济衰退，PC的需求趋向于饱和，通用芯片的市场就受到了很大的影响，从2013年INTER和AMD的赢利报告中可以清楚的体现。但是在另一个IC领域——嵌入式芯片市场，风景却这边独好。

从语文的角度上讲，"通用"的反义词是"专用"不是"嵌入式"。所谓嵌入式CPU是指安装在不是计算机的路由器、手机、电视机、汽车等设备上的CPU芯片，而装在PC机、笔记本、工作站、服务器上的CPU一般称为通用CPU，因为它能执行各种各样的程序。嵌入式是CPU的一种应用，一般只要求运行某种确定的程序，很多场合的嵌入式应用都要求低功耗，特别是像手机、PDA这类手持移动设备，低功耗意味着充一次电可运行更长时间，因此，低功耗应用追求更高的MIPS/W（每瓦每秒百万指令），而不是MIPS数。好的嵌入式芯片，如IBM PowerPC750FX每瓦的MIPS数比Intel P4（2.4G）高10倍，但从芯片的指令系统和体系结构而言，所谓通用CPU和嵌入式CPU并没有本质区别。不论是通用CPU还是嵌入式CPU，只要是低档产品都容易做而高档产品都难做。要特别强调的是所谓嵌入式芯片五花八门，但大都采用通用的CPU核，如MIPS核、ARM核等，从这个意义上讲，通用CPU和嵌入式CPU技术上是完全相通的，不存在只能选其一的问题。

嵌入式芯片定义这里简单介绍一下，嵌入式芯片相对于通用芯片来说是功能相对单一化的芯片。它几乎出现在目前所有电器产品之中，小到一个手机，大到一架飞机，其中有几块到数十万块芯片，可以说现代社会的物质基础是建立在小小的嵌入式芯片之上的。随着技术的进步，新产品对嵌入式芯片数量的需求不断增加，同时，中国经济一枝独秀，对嵌入式芯片的需求量也在增加。相对于PC芯片每年几亿的需求量而言，嵌入式芯片需求量已经可以用天文数字形容了。这个市场其实正处于发展阶段，目前还没有哪个厂商处于绝对垄断的地位。

特点(1) 系统内核小1

由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5KB而Windows的内核则要大得多。

(2) 专用性强

嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时，针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改；程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。

(3) 系统精简

嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能的设计及实现过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。

(4) 高实时性

高实时性的操作系统软件是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固化存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性。

(5)多任务的操作系统

嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统而直接在芯片上运行；但是为了合理地调度多任务，利用系统资源、系统函数以及专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS(Real Time Operating System)开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。

(6)专门的开发工具和环境

嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。由于嵌入式系统本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，因此必须有一套开发工具和环境才能进行开发，这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。

非嵌入式芯片当然，没有以上特征的系统芯片自然就被称作非嵌入式芯片。