1.4 常见嵌入式产品及其基本平台简介

1.4.1 学习开发板

我们日常生活和工作中经常接触的嵌入式产品其实很多，但学习开发板可能是很多读者意识中的第一种嵌入式产品。顾名思义，学习开发板是用来学习如何进行嵌入式开发的板子，而业内所说的开发板或评估板则主要用于产品和系统开发中软硬件平台的选择评估、软件开发和硬件设计。一般来说，学习开发板应该为用户提供不同典型版本的操作系统和开发环境，例如Linux 2.6.26 版本和2.6.30 版本的内核，Qt 2.3 和Qtopia 1.7，Qt Embedded 4.5.x和Qt Extended（Qtopia）4.4.x，以及各个软件版本详细的开发操作手册和源代码，方便用户学习演练。开发板或评估板则应为用户提供除软硬件技术资料以外诸如技术支持、工业级设计参考、增值功能设计等服务。

根据笔者了解到的情况，学习开发板的客户大致可以分为两类：嵌入式技术爱好者和嵌入式开发技术新手。

嵌入式技术爱好者大都是在校学生，也有部分对嵌入式技术有兴趣爱好的在职人员，他们的特点是没有什么产品开发意识，个人兴趣爱好占主导地位，没有特定的技术目标和具体的技术要求，时间较为充裕，经常上网交流，喜欢把弄或尝试各种各样版本的内核、驱动、应用开发环境等。嵌入式开发技术新手大都是刚刚参加工作或者原来从事IT其他领域工作的在职人员，他们的特点是工作或者职业发展上很可能对嵌入式产品开发知识和技能的掌握有比较明确的要求，这种要求可能来自公司的岗位要求，也有可能是自己的职业调整需要，对学习开发板的技术指标和功能等有比较具体明确的期望或要求（例如期望通过学习开发板做出来的东西或者学到的东西能够迅速应用到自己的日常工作之中等）。严格地说，这两类客户应该选择不同的学习开发板。对于嵌入式技术爱好者，市场上常见的基于三星S3C2410 和S3C2440 平台的学习开发板是比较合适的，如图1.1 所示是北京诚捷鸿远通信技术有限公司提供的学习开发板HY2410A，它采用S3C2410A芯片作为处理器。对于嵌入式开发技术新手，可能更多地应该考虑针对某一行业、与自己日常工作需要或职业发展需要相关的产品开发平台。本章后面几节将重点介绍几种针对特定行业应用的嵌入式产品开发平台。

三星S3C2410 和S3C2440 平台的共同优点是：硬件系统成熟稳定、价格低廉，Linux操作系统和Windows CE（以及Windows Mobile 5.0）系统的内核与驱动支持比较完备，嵌入式应用中常见的总线和接口多数都已配置，如UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送接口）、USB Host和USB Device、液晶屏、触摸屏、立体声音频、以太网、GPIO（General-Purpose IO，通用可编程输入/输出）、SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）、I2C（Inter-Integrated Circuit）、I2S（Inter-IC Sound）、SD/MMC（SD，Secure Digital Memory Card；MMC，Multi-Media Card），以及AD（analog-to-digital，模数变换）、定时器、实时时钟（Real Time Clock，RTC）、DMA（Direct Memory Access，直接内存存取）控制器、看门狗等，特别是因为芯片进入市场较早，所以使用者、开发者众多，互联网上公开的硬件设计资料和软件移植经验非常多，初学者获得各种帮助更加容易。当然，这两种平台也有共同的缺点，例如串口（UART）不是全功能的，USB只支持1.1 版本，而且官方开发资料获取不易。

S3C2410和S3C2440平台的核心架构和主要配置是完全一样的，S3C2440除了主频更高、显示和SD/MMC功能有所增强、GPIO端口数有所增加外，相比于S3C2410增加的只有以下功能。

◆ 支持2K Byte页面的NAND Flash。

◆ 提供摄像头接口。

◆ 支持AC’97。

◆ 提供用于触摸屏接口的内部FFT（Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换）。

由于两个平台都使用ARM920T内核，且无任何特别扩展，因此总体性能的实际差距并不大。例如，S3C2440虽然配置了摄像头接口，但其内核没有像ARM9E系列那样内置DSP功能，外部也没有数学协处理器、图形加速器或DSP核扩展，因此虽然工作主频是S3C2410的两倍，但在图形图像方面的处理性能提升却非常有限——其实计算机发展史早已证明，在CPU内核架构不变的前提下单纯依靠提高CPU工作频率来获得性能的显著提高是不可能的。

现在市场上的S3C2410和S3C2440学习开发板种类型号非常多，选择时应注意以下问题。

◆ 厂家提供的资料和软件是否齐全有效，对于软件源代码要特别小心，部分厂家把其他公司的软件不加编译通过、板级运行和测试就冒充自己的产品提供给用户。

◆ 尽可能选择同时配置了液晶屏和键盘的产品，液晶屏最好自带触摸功能，键盘最好类似于手机键盘，方便自己学习使用。

◆ 尽可能要求现场检查厂家提供的Linux内核和驱动程序、Qt（Qtopia）等软件能不能正常编译通过，能不能在板子上正常运行，主要外设接口是否工作正常。

◆ 厂家有没有能力提供多个Linux内核版本和应用软件开发环境，如支持简体中文的Qt Extended（Qtopia）4.4.x和Qt Embedded 4.5.x，以及无线上网（2G，3G，WiFi）等常见应用组件。

由于S3C2410 和S3C244x系列推出较早，ARM内核版本较旧，加上三星公司在设计上的一些考虑有待商榷（例如没有集成以太网MAC、USB仅支持1.1 标准等），比较适合一般性的嵌入式技术学习、教学和实验。如果真正想进行与产品开发有关的工作或者希望更深入地探求嵌入式开发技术，基于ARM926 内核芯片（如Atmel公司的AT91SAM9263、飞思卡尔公司的MCIMX25x、三星公司的S3C2450）的开发板是比较好的选择，有更高要求的可以考虑TI公司出品的集成ARM和DSP的双核平台系列（OMAP-L137，OMAP-L138，OMAP-3530）或者ARM11 内核系列芯片（如飞思卡尔公司的MCIMX31和MCIMX35x，三星公司的S3C6410）。

建议

嵌入式技术学习：入门选择三星的S3C2410，有较高追求的考虑三星的S3C2450或者S3C6410，对ARM和DSP都有追求的选择TI公司的OMAP-L137。

商业应用和工业控制：选择Cirrus EP93xx和Atmel AT91SAM926x，高端应用选择飞思卡尔的i.MX37。

消费电子：入门级选择三星的S3C2450，中低端选择TI公司的OMAP-L137，高端选择TI公司的TMS320DM365、飞思卡尔的i.MX31和三星的S3C6410。

汽车电子：低端选择飞思卡尔的i.MX25，高端选择飞思卡尔的i.MX35。

医疗电子：TI公司的OMAP3530。

1.4.2 行业终端

市场上常见的嵌入式行业终端有很多种，日常生活中接触最多的是连锁超市、便利店、专卖实体店及百货商场、餐饮网点（如美食城）、音像图书门店等各种零售企业使用的商业POS（Point of Sale）机（或商业POS收款机）和各个银行网点中越来越多的银行自助终端。

商业POS机一般包括具备以下功能的硬件实体。

◆ 双显示屏：一个显示屏供操作员使用，另一个显示屏为大尺寸屏幕，向顾客显示其所购买的物品信息及价格信息。部分行业使用的POS机还要求在无交易进行时关闭操作员使用的显示屏，同时通过大尺寸显示屏播放广告。

◆ 网口：用于连接POS机和服务器（或数据中心）。

◆ 多个串口：用于连接条码扫描枪、磁条卡读卡器、IC卡读卡器和密码键盘。

◆ 打印机：一般为打印交易凭条（小票）的热敏打印机，发票打印机很少见。

◆ 操作键盘：一般至少有16 键。

◆ 密码键盘：主要用于银行卡的刷卡密码信息保护。部分行业使用的POS机还要求有内置硬件加密装置以保护顾客的商品交易信息。

银行自助终端一般包括具备以下功能的硬件实体。

◆ 带触摸功能和防爆功能的大屏幕：用于显示交易操作信息，无交易时可播放广告。

◆ 网口：用于连接终端和银行主机服务器。

◆ 内置磁条卡读卡器、IC卡读/写卡器和密码键盘。

◆ 打印操作记录凭证的窄行打印机。

◆ 监控摄像头。

◆ 现钞出纳机。

◆ 部分终端内置硬件加密装置：用以保护除交易密码以外的用户其他操作信息的通信。

传统商业POS机和银行自助终端大都采用单片机方案或者x86体系的工控机方案（多采用x86体系中的i386，i486，Pentium等古老CPU），不但体积大、功耗高、可靠性差、维护不易，而且不支持嵌入式操作系统，软件更新困难。最近几年越来越多的商业POS机厂家和银行终端厂家采用ARM处理器来装备其产品，体积、功耗大大降低，软件更新升级更为便捷，运营和维护支持大大减少。特别是很多不涉及现钞交易的银行终端（例如主要提供自助缴费、自助转账、自助查询功能的终端），已经可以完全做成壁挂型产品甚至薄板型产品，其作业网点已经从银行街面点逐步进入居民小区和工矿企业厂区等银行卡用户密集地域，极大地拓展了银行营运网络的实际覆盖范围。

Cirrus Logic公司出品的EP93xx系列芯片中，EP9307和EP9315是两款非常适合行业终端产品开发的ARM处理器，其主要特性及应用优势如下。

◆ 内置数学协处理器，整数和浮点数标准运算以及常用信号处理指令直接由硬件实现，极大地减轻了CPU内核的运算压力，显著提升了芯片的总体处理能力，特别适合于需要加解密和普通音视频处理的场合，如银行自助终端中图片或音视频广告的播放。

◆ 内置2D图形加速器，显著增强了2D图形处理和显示功能。再加上支持液晶显示和标准VGA双显示输出，非常适用于双显示和大屏显示应用需要，如商业POS机和银行自助终端。

◆ 内置硬件实现加密单元，每个芯片拥有全球唯一的32 位ID，方便信息加密的快速实现和终端操作的原始记录与跟踪。

◆ 3路UART（通用异步收发传输器）支持多个串口设备的通信，如条码扫描枪、磁条卡/IC卡读卡器和密码键盘与商业POS机之间的通信。

◆ 3路全速USB 2.0 Host端口支持更多外设接入以及更多扩展，例如大容量固态SSD（Solid-state device）的使用。

◆ 多键键盘和触摸屏的支持，结合大屏幕显示，方便了用户操作。

◆ 工业级芯片支持零下40°C到零上85°C的正常工作温度区域。

由于数学协处理器和2D图形加速器都是在ARM体系之外采用专门硬件来实现的，因此EP9307 和EP9315 的实际性能要比S3C2410 和S3C2440 等单纯采用ARM920T内核的芯片强大很多，甚至与很多采用ARM926EJ-S内核的芯片相比较也有一定的优势。这里需要说明的是，EP9307 和EP9315 芯片所内置的数学协处理器、2D图形加速器和加密单元均与ARM公司无关，是Cirrus Logic公司自行开发的。EP9307 和EP9315 的主要特性对比如表1.3 所示。

提示

由于Cirrus Logic公司EP93xx系列芯片的架构较为特殊，原厂软件版本也比较老（Linux 2.6.8，Qt Embedded 2.3），在其上进行Linux 2.6.26以后版本的内核移植开发和Qt Embedded 4.5/Qtopia Extended 4.4的嵌入式开发有较大技术难度。

1.4.3 工业控制

工业控制是集控制技术、测试测量技术、计算机技术、网络通信技术等多种技术为一体的综合技术应用领域，主要用于生产过程和生产设备的检测、控制、调度和管理，实现安全生产、连续稳定运行以及降低原材料消耗和能源消耗等目的。工业控制系统的工作环境非常复杂，应用场合很可能存在强电磁干扰、化学腐蚀、高温高湿或低温干燥等恶劣条件，而且不同行业的生产过程和设备对工业控制系统的具体功能要求千差万别，各种现场总线和接口类型繁多，因此工业控制系统的要求非常高，主要表现在以下方面。

◆ 恶劣环境下的长期可靠性和稳定性高。

◆ 分布式控制，并具备更好的检错容错机制。

◆ 实时性好，且抗外界变化能力强。

◆ 功耗低，易于在设备内部进行供电。

◆ 体积小巧，易于装配在设备内部。

◆ 接口适配能力以及相应的软件驱动能力强。

◆ 具备远端编程调试和维护能力，减少维护调试造成的停产。

传统的工业控制中大都采用基于PC机的软硬件体系，主要是x86体系的PC机，一般功耗较高、体积较大，维护更新周期短、停产时间长，特别是很多应用场合不得不采用集中控制的模式，极大地增加了生产的控制风险，已经越来越不适应现代生产对工业控制的要求。最近几年，工业控制中越来越多地采用基于嵌入式体系和分布式控制的技术，要求控制系统具备远程更新、诊断和维护功能，尽可能减少对生产流程和设备运行造成中断。目前，基于ARM内核CPU体系和嵌入式Linux系统的工业控制装置正在得到日益广泛的应用。

Atmel公司出品的AT91SAM9263是一款非常适合工业控制应用的嵌入式CPU平台，其关键特性如下。

◆ 技术成熟，平台可靠性和稳定性好。从8 位、16 位到32 位，Atmel公司的微控制器产品在工业控制领域已经得到长期的大量应用，其产品工艺和质量久经考验。

◆ 对实时性功能的硬件支持好。例如主频200MHz时就可以达到220MIPS的性能指标。

◆ 低电压供电设计和片上功率管理，降低了平台总体功耗。

◆ 硬件平台体积小巧，其最小系统的体积已经能够做到普通U盘容量大小。

◆ 配置有CAN现场总线接口和多组32 位可编程并行接口，接口适配能力突出。

◆ 除提供JTAG，ETM（Embedded Trace Macrocell）和2-线UART调试接口并支持RT-ICE功能外，所提供的USB接口、UART接口和以太网口均可下载软件，极大地方便了远程软件调试和维护。

该平台的其他主要特性如下。

◆ ARM926EJ-S内核结合硬件实现的2D图形加速器，总体性能强大。

◆ 接口类型十分丰富，除支持Part 2.0A并兼容Part 2.0B的CAN（Controller Area Network，控制器局域网）接口外，还提供：

● 2 个USB全速Host接口和1 个USB全速Device接口。

● 摄像头接口（支持国际电信联盟ITU-R BT.601/656）。

● 液晶显示接口和6 通道AC’97 音频接口。

● 3个UART、1路I2C、1路I2S。

● 2个SPI接口、1个TWI（Two-wire Interface，双线）接口。

Atmel公司为AT91SAM9263配套的资料和软件都可以从其官方网站上免费下载，这就大大方便了一般性的开发工作，开发成果还可以很快应用到AT91SAM9260，AT91SAM9261和AT91SAM9262等芯片上。

1.4.4 手持娱乐

首先声明，本书所说的手持娱乐产品并不包括PSP之类的游戏机。

一般意义上的手持娱乐主要是指音乐播放、视频播放，很可能也包括一些电子小游戏。按照这一概念，手持娱乐涵盖的产品范围就太广了，甚至是不是能够成为单独一类功能界定清晰的产品都可能是一个问题了。传统意义上的手持娱乐产品主要指MP3/MP4播放器，而现在很多手机、PDA、GPS导航、MID（Mobile Internet Device）、收音机、电子词典、数码相框、学习机、电子阅读器、读书机等都具备音频、视频文件播放能力，甚至还有能播放MP3的小型空气净化器，应该说手持娱乐已经成为很多小型大众消费电子产品的一项基本功能。

手持娱乐产品的基本要求总体上可以概括为以下三条。

◆ 需要支持的媒体文件格式和编解码方式多，而且可能越来越多。

◆ 体积小、重量轻、功耗低。

◆ 外部存储接口支持完善。

当然，支持较大尺寸（例如3.5/4.3/5 英寸）和较高分辨率（例如800像素×600像素）的彩色液晶显示屏也是必需的。

以往很多具备手持娱乐功能的产品都采用硬件解码器的方案，其优点是解码速度快、输出质量高，但缺点也很明显——支持的多媒体文件格式和编解码方式是固定的，更新和扩展比较困难。而现在多媒体技术的一大特点就是编码方式多、文件格式也多，而且越来越多。甚至某些文件格式中具体的编解码参数也有不小差异，造成同一类型（即通常所说的文件名后缀相同）的文件不是都能够用同一种播放器（或播放软件）播放。因此，越来越多的产品采用软件解码的技术结构，其优势之一就是可以通过升级软件来升级所支持的多媒体文件格式和编解码方式。

采用软件解码的产品大体上有两种技术方案可选：一种是选择高性能嵌入式处理器，例如选择ARM1176JZF-S或ARM Cortex-A8/A9平台；另一种是选择异架构双核平台，即其中一个核是传统的DSP，另一个核是传统的ARM。针对大多数手持娱乐产品中音视频文件播放为主要应用这一特点，后一种方案更为可取，前一种方案更适合MID、智能手机那些要求综合功能更多的手持设备。

TI公司的OMAP系列嵌入式应用处理器中，OMAP-L137是一款比较适合中低档手持娱乐产品的开发平台，而基于TI达芬奇技术的TMS320DM365则比较适合于对视频播放、即时导航以及视频与图像拍摄等功能有更多需求的高端手持娱乐产品的开发。

OMAP-L137平台的主要特色如下。

◆ 采用异架构双核体系，一个核为带有DSP增强功能的ARM926EJ-S内核，另一个核为TI的C674x DSP核，两个内核的工作主频均为300MHz。显然，强大的DSP功能保证了该平台能够提供更好的多媒体播放功能，而且通过软件更新还可以不断地升级或更新播放软件。

◆ BGA管脚数较少、管脚（植球）间距较大，PCB板面积小，设计制造成本低。

◆ 功耗低，芯片满负荷工作情况下的功耗不足500 毫瓦。

◆ 支持SD/MMC，特别是提供包含PHY的USB 2.0 OTG，极大地方便了外部文件的获取—既可以在Host模式下从U盘、USB硬盘盒等提取文件，也可以在Device模式下从计算机向设备下载文件。

◆ 配置了SDIO（Secure Data I/O）接口，方便与WiFi、蓝牙等通信模块的互联，更好地支持不同设备/计算机之间的无线互联和文件共享。

◆ 外设接口集成度很高，片上集成了以下接口：

● 3 个UART接口（16500 型，其中1 个带Modem控制）。

● LCD显示输出。

● 2个SPI接口。

● 2个I2C接口。

● 1个HPI（Host-Port Interface）接口。

● 1个USB Host（OHCI）1.1接口（包含PHY）。

● 3路多媒体音频输出。

● 10/100Mbit/s以太网MAC接口。

TMS320DM365平台的主要特色如下。

◆ 多核体系，包括一个300MHz主频的ARM 926EJ-S内核和2 套基于达芬奇技术的视频/图像处理引擎（硬件支持H.264，MPEG4，MPEG2，MJPEG，JPEG，WMV9/VC1编解码）。

◆ 视频子系统硬件支持实时图像处理。

◆ 支持图像传感器接口（Image Sensor Interface，简称ISIF）和CMOS摄像头接口（兼容BT.601/BT.656/BT.1120、数字化YCbCr标准）。

◆ 自带透镜失真校准功能。

◆ 硬件支持直接写屏显示。

◆ 提供NTSC/PAL电视标准编码输出。

◆ 支持8/16 位YCC和24 位RGB888 数字显示输出。

◆ 内置LCD显示控制器。

◆ 10/100Mbit/s自适应以太网MAC。

◆ 2路SD/MMC接口，并支持SDIO接口。

◆ 支持DDR2，mDDR，NAND Flash，NOR Flash，OneNAND，SmartMedia/xD卡。

◆ 片上还集成了以下接口：

● 2个UART接口。

● 1个I2C接口。

● 5个SPI接口。

● 1 个USB 2.0 Host高速接口和1 个USB 2.0 OTG高速接口。

● 语言编码接口。

由于这两款芯片都是ARM＋DSP的双核架构，所以开发工作需要配套TI公司的专业开发软件才能顺利进行，而且如何优化ARM和DSP的双核性能也是比较有挑战性的工作。

1.4.5 医疗仪器

在医疗仪器中，嵌入式系统除了实现一般的控制功能外，非常重要的功能是医学图像处理，而且随着临床诊断和病理分析的需要愈来愈强烈，医学影像的信息处理技术在医疗领域的作用也愈来愈显著。

常见的医疗影像包括常规B超、彩超（彩色多普勒超声图像）、数字X光图像、核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，简称NMR）或磁共振（Magnetic Resonance Imaging，简称MRI）、CT（Computed Tomography，计算机断层扫描）图像、各种电子和光学内窥镜（如胸腔镜、腹腔镜）图像、显微切片图像、PET（Positron Emission Tomography，正电子发射计算机断层成像）、SPECT（Single Photon Emission Computed Tomography，单光子发射型计算机断层，简称SPECT或SPET）图像等。医疗影像的常规处理包括：基本成像和虚拟成像、任意比例的放大和缩小、任意角度的旋转、任意位置的平移、对比度增强或边缘锐化、图像还原、三维造影、图像分割和局部提取、噪声基底滤波、图像配准、病灶点识别和特征提取等。

由于人体组织的生理和生物学特性极其复杂，而各种医疗影像的获取手段又有着不同的缺陷，医疗影像一般都比较模糊，局部特征不均匀，病理组织边界往往由于相互侵润或掩盖而变得很不清晰。这些给影像处理带来了很大难度，因此医疗仪器中多采用具有较强DSP功能的嵌入式图像处理板来完成医疗影像的处理。

TI公司的OMAP3530是该公司专门为医疗仪器设计开发的一款高档嵌入式图像处理和控制平台，TI公司还委托第三方为其专门开发了医疗应用开发套件。该平台的主要特色如下。

◆ 采用异架构多核体系，提供强大的图像、图形和视频加速功能，包括4 个硬件实现的处理功能单元：

● 一个600MHz主频的ARM Cortex-A8 内核的NEON SIMD CPU。

● 一个430MHz主频的、基于TMS320C64x+DSP实现的高性能图像音视频加速处理器。

● 一个支持OpenGLES 1.1/2.0 和OpenVG 1.0 工业标准的2D/3D图形加速器。

● 一个高级超长指令TMS320C64x+DSP单元。

◆ 3路高速SD/MMC接口，并支持SDIO接口。

◆ 2 路摄像头输入（串行、并行各1 路），支持CCD和CMOS摄像头以及BT.601/BT.656 标准（YCbCr 4:2:2、8/16 位）接口。

◆ 双输出显示处理单元，包括1 路图形输出和2 路视频输出，支持4倍/8倍显示放大和90°，180°，270° 显示旋转。

◆ 智能电源管理，支持动态电压/频率调谐（DVFS，Dynamic Voltage and Frequency Scaling）。

◆ 片上还集成了以下接口：

● 3个UART接口。

● 3个高速I2C接口。

● 3 个USB 2.0 Host高速接口和1 个USB 2.0 OTG高速接口。

● 5路多通道缓冲型串行接口。

● 4路主从型多通道串行接口。

● 1路单线（One-Wire）通信接口。

与OMAP-L137和TMS320DM365一样，OMAP3530的开发工作也需要配套TI公司的专业开发软件才能顺利进行。

1.4.6 汽车电子

汽车电子是嵌入式系统最大的市场，汽车是单一实体中装备嵌入式系统最多的。从电子装备的角度看，汽车有如下特殊要求。

一、传感器多

汽车中需要实时检测的信息非常多，例如发动机转速、油箱油量、水箱水温、防冻液存量、清洗液存量、车内外温度、门窗（天窗）开启、灯光开启、机油存量（机油压力）、蓄电池电压、车速、制动液存量、制动未松动、冷却液温度、胎压、制动气压、制动灯保险丝、空气流量、进气压力、节气门位置、发动机爆燃、车身位移、方向转角、尾气排放、车外环境光照强度等。

二、独立控制的模式

出于安全的考虑，汽车不使用全车集中控制模式（包括多主从热备份的集中控制模式），以避免核心控制系统的局部或个别故障影响整车工作和性能。在绝大多数汽车上，进行独立控制的功能子系统有点火系统、（自动）变速箱、燃油控制、发动机（怠速）控制、防抱死制动（ABS）、防滑转（ASR）、尾气再循环、动力转向、悬架控制、防盗告警、车内空调、安全装置、门窗控制、灯光控制、车内音响。部分高档汽车还有电子导航、前视红外/激光/超声波防撞雷达、倒车雷达和倒车影像、右侧盲区影像、并线预警、坐椅防撞击控制、前向防撞预警、巡航控制、四轮驱动控制、翻滚预防等。而且大部分与启动、制动、行驶、安全、尾气排放有关的功能控制是自动独立进行的，驾乘人员不能干预其工作过程，甚至不能对其进行开启或关闭。

三、分布式无主从通信模式

由于汽车上很多传感器和功能控制模组之间存在信息依赖关系，因此相互之间的信息交互非常重要。各个传感器的信息通过车载通信网络实现点到点交互，各个独立控制模块也通过车载通信网络实现点到点通信，各个通信节点（传感器、控制模组等）没有严格的主从之分、具有等同地位。目前，汽车上应用最为广泛的车载通信网络是CAN（Controller Area Network，控制器局域网），一般由两条CAN总线构成，一条高速CAN总线连接主要功能控制模组和组合仪表（中控板），一条低速CAN总线连接门窗控制、车灯和舱内照明等。

四、电磁干扰大

汽车上的发电机、启动机、电子点火系统在使用时都会产生大量电磁脉冲干扰。

五、环境及机械振动

汽车上的环境温度、湿度变化大，机械振动冲击十分频繁。

基于汽车电子的这些特别要求，没有一种微处理器或者微控制器能够承担所有的功能角色，多数汽车控制单元采用各种8 位、16 位、32 位单片机和微处理器（主要是ARM体系中的ARM7，ARM9 和Cortex-M3 系列内核，以及PowerPC体系中的e200 系列等）。最近几年，随着汽车车载娱乐、电子导航需求的迅速增长，越来越多的中高级轿车采用具备多媒体功能的中控台系统。飞思卡尔公司的i.MX25 系列中的i.MX255 是为中高端汽车的多媒体中控系统开发的一款ARM芯片，非常适合开发针对国内20～50万价位的B级车和C级车的车载中控娱乐系统，该芯片的主要特性如下。

◆ 满足国际汽车电子设备委员会AEC-Q100三级（Grade 3）标准（汽车应力测试标准）。

◆ -40°C～+85°C工作温度。

◆ ARM926EJ-S内核，主频最高达400MHz。

◆ 内置蓝牙协议栈，支持语音导航和车内免提电话。

◆ 支持DDR2和mDDR、SDRAM内存以及NOR Flash和NAND Flash。

◆ 配置CMOS/CCD摄像头接口，方便倒车影像获取。

◆ 支持16 位彩色LCD显示，最高分辨率可达SVGA（800像素×600像素），支持高分辨率电子地图和触摸导航。

◆ 2 路音频输出——SSI/I2S和ESAI（Enhanced Serial Audio Interface），硬件支持5.1声道音响和AAC/MP3/WMA文件格式。

◆ 配置MMC/SD/SDIO接口、10/100Mbit/s以太网MAC和5 个UART。

◆ 高速USB OTG接口（片上集成PHY）和高速USB 2.0 Host接口（片上集成PHY）。

◆ 2套CAN总线控制器（FlexCAN）。

◆ 3 路可配置串行外设接口（C-SPI）和3 路I2C接口。

◆ 支持Windows Embedded CE 6.0，Linux（以及汽车级专用Linux），QNX。

由于汽车电子应用中对功耗和体积的要求比手持设备的要求宽松很多，因此可以采用主频更高、结构更复杂的内核平台，开发中更多地应注重系统稳定性和可靠性以及电磁兼容能力，针对驾驶安全预警、车载无线通信、车载多媒体娱乐等的各种应用开发将是软件开发的重点。

1.4.7 智能本

从2009 年初开始，面对飞速成长的上网本市场，一向表现出对传统PC机市场兴趣不大的ARM公司终于禁不住巨大的市场诱惑，开始发力笔记本电脑市场。智能本（SmartBook）就是ARM公司和高通（Quallcom）公司新近推出的一种智能移动平台概念，意在从Intel，AMD和VIA（台湾威盛）公司把持的传统笔记本电脑市场中夺取相当份额。当然对于智能本，不同的公司从不同的角度赋予了它不同的内涵，有的认为智能本实际上是另一种形态的上网本（也就是成本更低、屏幕更小、功能更简单的笔记本电脑），有的认为是一种集成更多PC功能的智能通信终端（也就是屏幕更大、更适合于便携而非手持的智能手机），我们更倾向于后一种定义。从实际的市场需求和用户习惯看，相对于传统的笔记本电脑以及所谓的上网本，智能本的核心功能更多地集中在通信和娱乐这两个方面。说简单点，智能本的基本功能就是上网、聊天、通话、看片儿，当然也应该具有一定的文档和图形图像处理以及电子游戏功能，例如编辑Word文档、进行PPT演示、浏览图片、进行视频拍照、玩2D小游戏等，其主要特点如下。

◆ 小巧轻便，超长待机（待机时间12 小时以上）。

◆ 使用固态硬盘而非传统磁性存储硬盘。

◆ 配置USB OTG、多合一读卡器和摄像头。

◆ 硬件支持多种格式的高清视频文件播放，最好具有HDMI接口。

◆ 支持以太网、WiFi、蓝牙、WiMAX、2G和3G等多种无线通信。

◆ 使用无须散热的真正低功耗硬件平台（最好不需要热管散热）。

◆ 使用Linux操作系统，并具备图形化用户环境。

◆ 硬件成本应与中高档智能手机相匹敌。

飞思卡尔公司新近推出的i.MAX515芯片是目前智能本市场的主流平台，它具备以下功能。

◆ 采用主频高达1GHz的ARM Cortex-A8 内核，并配置了NEON SIMD媒体硬件加速器和VFP处理器。

◆ 硬件支持OpenGL ES 2.0和OpenVG 1.1图形图像加速。

◆ 硬件支持多种流媒体文件格式的720p高清视频解码。

◆ 硬件支持DVD-1级别的视频编码。

◆ 支持高达24 位真彩色的宽屏显示（1280像素×800像素），还支持18 位色彩的辅助显示。

◆ 720p高清电视分量输出。

◆ 支持DDR2内存和大容量NAND Flash。

◆ 高级电源管理，支持动态电压和主频调整、动态温度补偿。

◆ 多种外设接口，包括10/100Mbit/s以太网、高速USB OTG、SDIO、SPI、I2C、UART、PATA、红外、键盘等。

◆ 支持I2S和S/PDIF音频接口。

◆ 硬件实现的安全技术/加密器，更好地支持版权保护。

◆ 无须风扇或热管散热，真正实现Fanless设计。

台湾和硕科技（Unihan Corporation，台湾华硕下属子公司）等公司已经推出了基于i.MX515芯片的智能本，使用的是Linux操作系统各个发行版本中比较流行的Ubuntu 9.04（Jaunty Jackalope）。随着ARM平台智能本的市场日益扩展，将会有越来越多的ARM芯片厂家涉足这个产品领域。

虽然ARM表面上刻意将智能本与传统的基于x86体系的上网本区别开来，但实际上两者的市场用户人群基本是相同的，相互之间必然出现直接而激烈的市场竞争。随着高通、飞思卡尔、德州仪器等公司ARM智能本芯片的推出和市场成功，ARM与x86的硬件平台之争、Linux与Windows的软件平台之争将愈演愈烈，IT界又一场龙虎斗即将上演。