從8和16位元微控制器轉變為32位元SoC要經過許多慎重的考慮，意味著設計工程師需要學習一個新的CPU架構、投資新的開發工具及移接現成的軟體。只要做了正確的決定，從長遠的眼光看，重大的投資必將得到相應的回饋。本文將提供一些主要的注意事項，並估算可能的回饋。

何時嘗試？

系統設計者要做的第一個決定就是：何時嘗試？其中最主要的考慮因素是微控制器目前及今後要運行的應用程式。下列參考標準有助於決定是否應當使用一個更強大的處理器，還是簡單地維持現狀。

適用於傳統8和16位元微控制器的應用程式具以下特徵：

• ˙簡單功能（＜100MHz）；





• ˙沒有或粗略的用戶界面經驗；





• ˙使用組合語言編輯的應用程式；





• ˙專門定制的作業系統。

相反的，適用於標準32位SoC的應用程式具以下特徵：

• ˙運算功能強大（＞ 100MHz）；





• ˙豐富的用戶界面經驗（圖像、接觸）；





• ˙豐富的多媒體支援（MP3、WMA、MPEG、JPEG）；





• ˙使用公開易得的軟體；





• ˙重視成本的完整系統；





• ˙安全性和密碼技術。

以上所做的比較也代表了對微控制器的兩種不同定義--它究竟是一種可程式化元件，還是包含軟硬體、外接及用戶介面的完整運算系統？

了解應用程式--現在和將來

在選擇適合的微控制器時，另一重要因素是正確評估應用程式的發展方向。可參考下列問題：

該應用軟體是否會隨著時間而變得複雜？

如果答案是肯定的，那麼就必須選擇一個新的CPU架構；能提供很多具不同性能和特徵、且價格多樣的SoC，不僅能滿足當前的需要，更能因應未來不同的需求。

除非現成軟體能夠以小搏大，否則應用開發是否會變得更為昂貴？

隨著軟體日益複雜，訂製的開發成本也隨之提高。這讓使用現成軟體（無論該軟體是購買、免費，還是有版權的），顯得非常有吸引力。然而，現成軟體一般都在標準的或大眾化的平臺上運行。所以，如果該應用程式依賴其他現成軟體，那麼就得選擇一個具強大支援功能的CPU架構和作業系統。

該應用程式必須在各種作業系統中運行嗎？

對那些使用中介件等應用軟體的公司，這個問題尤其重要。因為支援的作業系統越多，蘊含的商機就越大。因此，一個已?入各種作業系統的CPU是很好的選擇。Linux和Windows CE都是32位嵌入式SoC中比較常用的優良作業系統。

是否有該應用程式必須遵循的硬體或軟體業界標準？

這問題涉及到標準相容性。選擇一個新SoC時，通常會問是否具有ANSI-C編譯器？數學浮點運算處理器是否支援IEEE-754浮點標準？是否具USB 1.1或2.0相容主機界面？如果應用程式必須遵循某些軟體標準，比如：TCP/IP或USB/OpenHCI，就必須從如何得到網路堆疊開始考慮。有些完備的作業系統提供整合協定堆疊，另一些卻不提供。

選擇SoC的考慮因素

在本文的開頭分析了應用軟體及諸多注意事項，以下則將提供選擇正確SoC解決方案的建議。雖然不同的應用軟體有許多不一樣的技術細節需要考慮，在選擇嵌入式SoC解決方案時通常有三個主要的問題：

該處理器核心是否獲業界廣泛支援？

目前有許多32位元CPU架構可供選擇。ARM等具業界標準處理器的廠商佔了很大的市場，擁有大部分軟體及開發工具的支援。為公司提供廣泛的軟體和工具選擇。有效利用其支援的軟體和工具，將成功減少開發成本和縮短上市週期。

該SoC外設混合是否能滿足現在及將來的需求？

在晶片上整合適當的性能將大幅減少系統材料清單（BoM）成本。對於外設的考慮，必須兼顧目前與未來的需求。考察哪些SoC供應商提供的產品能滿足潛在需求的平臺，可協助在眾多產品中正確權衡軟體投資。

該SoC包括哪些系統軟體和支援？

正如之前所提到的，系統軟體及支援和矽一樣，可用來判斷一個嵌入式方案的優劣與否。落後的軟體和支援會造成進度延遲，因而錯失重要的市場機遇。應重點考察SoC是否支援以下技術：業界標準作業系統（如：Linux 和WinCE）、源代碼、完整的軟體驅動器、參考設計和帶有主機板支援套件（BSP）的完整評估板。軟體及支援是已包括在晶片費用之內，還是需要另外再收取費用？此外，SoC供應商是自己來提供軟體和支援，還是將此業務外包給其他廠商？

結論

受到日益複雜的嵌入式應用軟體的推動，許多微控制器應用程式都逐漸使用32位元SoC，是大眾普遍認同且價格合理的軟硬體標準。需要豐富用戶界面的應用軟體、開放式第三方軟體及重要的電腦運算能力都是非常出色的選項。

從8和16位元微控制器轉變為強大的32位元SoC需要縝密的考慮。設計者要考慮的因素不僅是SoC技術方面的，也有經營方面的，包括標準選擇、外設混合、系統軟體品質和供應商支援。雖然使用SoC方案需要比較大的投資，但如果決策是正確的，以長遠的眼光來看，此投資的回報也將是十分巨大的。

（作者任職於Cirrus Logic）