嵌入式開發需要的不僅僅是處理器

　　摘要：嵌入式系統工程師們在花大量時間試圖找到最適合應用的完美器件。然而令他們失望的是，現有器件總是缺少其他器件所具備的一項或多項重要功能，因而在設計時總是要權衡利弊而無法實現完美。絕大多數情況下，完美器件只是一個夢想。

　　關鍵詞：嵌入式開發;處理器;MCU;編譯器

　　對于處理器和單片機，選擇標準變得更加抽象和復雜。由于單片機可編程，正常的電氣參數選擇標準必須要考慮器件執行某項具體任務時的速度和效率。從表面上看，單片機性能取決于處理器內核，但事實上并非完全如此。處理器性能的確與處理器內核息息相關，但同時它還取決于其他因素，包括集成度、支持處理器內核的外設、采用的開發工具、要執行的任務、工程師發揮特定單片機性能的技巧以及系統成本，等等。圖 1 中的幾個示例顯示了在不改變處理器內核的前提下，采用編譯器技術所帶來的不同效果。

　　因此對于單片機而言，工程師心目中理想的器件不僅需要具有正確的電氣特性和集成外設，還要有一個處理器能在規定時間內執行應用程序中最復雜的計算。工程師熟悉的單一最佳開發工具平臺必須能支持這個器件，這樣工程師既能夠更快地熟悉器件，又能夠更快地學習如何充分利用開發工具。最后，這個器件應該符合工程師負責的所有應用的成本目標。遺憾的是，這種理想的器件是不切實際的。

　　持續變化的需求

　　一個典型項目會因多種因素變得復雜化，比如開發進度表、可用資源以及開發前項目的確定程度等。所有工程師都熟知“需求漂移”這個術語，也非常明白營銷部門其實并不清楚需求變化對剩余的設計工作會產生什么影響。

　　需要進行大量的工作來避免在項目開始后出現過多變化。問題通常都會歸咎于缺乏預見和規劃，因此會花更多時間制定更完善、更詳細的規范，來描述硬件和軟件需求。這就產生了全面的項目計劃，需要在項目進展過程中進行跟蹤。

　　計劃和追蹤對于項目的按時完成極為重要，但是在這個不斷變化的世界里，不太可能預測到所有實際可能出現的變化：競爭對手以更低的價格推出功能優異的競爭產品;上年度產品遇到生產問題需要立即處理，從當前項目中撤走工程資源;經濟危機席卷全球，優先級已經從“若有更好”的功能轉變為成本優先。諸如此類的例子數不勝數，惟一不變的事實是需求在不斷變化。

　　適應變化

　　與其減少變化，不如來適應不斷發生的變化。這樣就形成了開發平臺向能支持更加靈活的可編程器件轉變的趨勢。硬件變化必須更新印刷電路板(PCB)或更換元器件，與之相反，軟件變化一般能夠更快、更容易地實現。而且，軟件在產品發布后還能進行功能升級或修正，并能通過事后對應用程序進行定制實現產品的多樣化。

　　但是，要獲得靈活性就必然要付出代價。可編程解決方案通常比等效的功能固定硬件解決方案更加昂貴。為了更快地上市、解決生產過程中發現的問題以及系統現場升級，通常值得付出額外的物料清單(BOM)成本。然而，與日俱增的開發環境復雜性常常被忽視了，或者至少是被低估了。例如，TechInsights* 最近一項研究表明，當前開發趨勢不僅要在單個設計中采用多個處理器，而且要在同一設計中采用多個不同的處理器。

　　這加重了嵌入式系統工程師的負擔，他們必須熟悉可編程器件的開發流程，還要精通多種單片機和處理器及其相關開發環境。