本文重點闡述了部分工程師對嵌入式平臺的一些常見誤會和誤解；在此基礎上提出了正確的討論框架；明確區(qū)分今天的嵌入式解決方案和 5 年或 10 年前那些方案的不同之處；認識到當前嵌入式技術發(fā)生的重要演進；告訴大家如何給自己的下一個應用程序選擇嵌入式系統(tǒng)。

摘要

所周知，許多系統(tǒng)集成商和最終用戶都會繼續(xù)為某些類型的嵌入式應用程序選擇標準 PC平臺。盡管過去標準 PC 的確擁有一些勝過定制設計的嵌入式平臺的優(yōu)勢，特別是對于那些以較低的費用而需要“類似 PC”的性能和能力的應用程序。嵌入式解決方案的前景發(fā)生了翻天覆地的變化，一切只為更好地服務于這些應用程序：

（1）嵌入式系統(tǒng)技術和設計的演進包括基于標準的界面和平臺的擴展、配合 CPU 的快速發(fā)展、并且以圖形性能彌補與 PC之間的差距。

（2）在嵌入式應用程序中開發(fā)典型的商用 PC，與之關聯(lián)的隱性使用壽命管理費用并非始終為人所知。在這種充滿挑戰(zhàn)的全球經濟環(huán)境中，系統(tǒng)集成商面對日益增長的壓力，以降低成本、加快上市時間 （TTM），在實現(xiàn)利潤最大化的同時降低風險。本文探索了商用 PC 平臺在嵌入式應用程序中使用時的隱藏費用，以及今天的嵌入式平臺，如 AMD 啟用的那些，是您為自己的下一個高端嵌入式應用程序選擇嵌入式系統(tǒng)提供的卓越之選。

簡介

嵌入式是IDC預測的一個巨大市場，到 2015 年底全球收入將增長到 2 萬6 千億美元，并且 CAGR 將達到10%。大部分人沒有認識到 PC 只占當前使用的所有計算設備的約2%。據 Artemis Embedded Computing Systems Initiativeii 估計，今天所有計算設備中的 98% 都是嵌入其他類型的電子設備，并且到 2020年，將有超過400 億臺的嵌入式設備。

當今嵌入式平臺的誤會和誤解

至關重要的是通過澄清有關嵌入式平臺的一些常見誤會和誤解以便提出正確討論框架。要達到這樣的目的，我們首先需要明確區(qū)分今天的嵌入式解決方案和 5 年或 10 年前那些方案的不同之處，并認識到當前嵌入式技術的重要演進。

誤會 1：與相當一部分嵌入式系統(tǒng)相比，PC 始終擁有更高的性能（特別是在圖形和視頻密集的應用程序中）。

今天的主流 PC 處理子系統(tǒng)（CPU、圖形和視頻）具有高 MHz、多核、大緩存、快速廣泛的系統(tǒng)總線。盡管目前大部分 PC 的確能在運行 PC 應用程序和基準方面擊敗嵌入式平臺，但問題是您真正需要多少性能，以及您真正需要何種性能？并且在尺寸和功耗方面，您準備為性能水平支付怎樣的價格？在今 天眾多嵌入式應用程序向著更加交互、連接和多媒體豐富的使用情況（即“智能系統(tǒng)”）演進的同時，嵌入式 CPU 和 GPU 日益緊跟這些不斷增長的性能需求。今天生產的許多設備具備多核、快速專用的 2D 和 3D 顯卡以及支持多種高清視頻流的硬件。這些設備的架構提供針對特定嵌入式應用程序的性能級別，并經過高度優(yōu)化，提供勝過傳統(tǒng) PC 的每美元和每瓦特的卓越性能。[!--empirenews.page--]

操作系統(tǒng)還在系統(tǒng)性能中扮演重要的角色。今天的主流 PC 需要額外的馬力和系統(tǒng)內存才能有效運行 Windows®或 Linux® 操作系統(tǒng)，以及并發(fā)執(zhí)行一些苛刻的應用程序和后臺任務。由于嵌入式系統(tǒng)通常擁有一組需要它們運行的預先定義的應用程序，所以硬件的總體性能要求通常低于一 臺 PC，而不會影響用戶體驗。一個有限的應用程序組還允許嵌入式系統(tǒng)運行為其專門構造的操作系統(tǒng)，例如 Windows Embedded（及其所有衍生產品）和 Embedded Linux。盡管這些操作系統(tǒng)完全具有特征，它們也可用作組成軟件包，能通過構建匹配嵌入式硬件，但這卻意味著產生的“圖像”只包含支持特定硬件配置和有 限應用程序組所需的模塊、資源和驅動程序。嵌入式操作系統(tǒng)也“更單薄”，這意味著應用程序擁有更多的直接控制力以及對硬件的更快訪問，可對總體系統(tǒng)性能做 出重大貢獻。想象一下任何時候為 PC 安裝一個新的設備驅動程序都會顯著提高其運行一個特定應用程序的性能（特別是圖形密集的應用程序）。這是軟件的多個層駐留在應用程序之間以及典型 PC 中的硬件會影響性能和用戶體驗的一個范例。

誤會 2：嵌入式系統(tǒng)缺乏確保兼容性、互操作性和可升級性的標準

自 1982 年 VMEbus Manufacturers Group 成立（2005 年更名為 VITA）以來，VITA 一直是嵌入式系統(tǒng)市場的開放系統(tǒng)架構冠軍。隨后是 PC/104 Embedded Consortium（1992）、PCI Industrial ComputerManufacturers Group（PICMG）（1994）、Khronos Group（2000）、Embedded Linux Consortium（2000），以及更多最近的實體，例如 Small Form Factor Special Interest Group（2007），ProSE（歐洲Standards Working Group of ARTEMIS 推進的一項計劃，建立于 2008 年）一直吸引著業(yè)界最大的廠商，并在嵌入式系統(tǒng)技術的方方面面推動開放標準。盡管許多這些實體（或它們的子協(xié)會）都有明確的市場（例如消費品、儀器和汽 車），但它們卻擁有共同的目標，例如建立簡化開發(fā)工具創(chuàng)建的標準；實現(xiàn)更高性能和功能豐富的軟件；改善系統(tǒng)的測試和耐用性；提高平臺的可擴展性、可升級性 和互操作性。

此外，用于基于 PC 的 CPU 架構遷移到嵌入式空間。今天許多高端嵌入式系統(tǒng)（主流是 x86）結合了眾多 PC技術和界面標準，例如 OpenGL ES（OpenGL 的一個嵌入式版本）用于圖形加速；SATA 用于硬件驅動；PCIe® 用于離散圖形硬件和其他擴展功能；USB 用于外設；10/100base-T 用于以太網；而DDR2/3 SDRAM 用于系統(tǒng)內存。PC 技術的這些適應性配合特定嵌入式技術標準的進步實現(xiàn)了商用操作系統(tǒng)和應用程序更廣泛的多樣性，以便為嵌入式系統(tǒng)更輕松地遷移和優(yōu)化。

誤會 3：嵌入式系統(tǒng)不是 x86，會增加開發(fā)成本和 TTM。

盡管傳統(tǒng)嵌入式 CPU 架構，例如 ARM 和 MIP，的確繼續(xù)占有大部分市場份額，基于 x86 的處理器將從成本批量發(fā)運的層面主導嵌入式市場。此外，諸如 AMD 和 Microsoft 這樣的公司，以及開放源代碼 Linux（包括 Embedded Linux）正在推進成熟的和高水平開發(fā)工具的提高可用性，包括 Integrated Development Environments（IDE），以及幫助加快針對基于 x86 的 TTM 的技術支持。