2024年3月17日发(作者：孙秋寒)
嵌入式ARM微处理器选型指南
要选好一款处理器，要考虑的因素很多，不单单是纯粹的硬件接口，还需要考虑相关的操作系统、配 套的
开发工具、仿真器，以及工程师微处理器的经验和软件支持情况等。微处理器选型是否得当，将决定 项目成败。
当然，并不是说选好微处理器，就意味着成功，因为项目的成败取决于许多因素但可以肯定的 一点是，微处理
器选型不当，将会给项目带来无限的烦恼，甚至导致项目的流产。
1嵌入式微处理器选型的考虑因素
在产品开发中，作为核心芯片的微处理器，其自身的功能、性能、可靠性被寄予厚望，因为它的资源 越丰
富、自带功能越强大，产品开发周期就越短，项目成功率就越高。但是，任何一款微处理器都不可能 尽善尽美，
满足每个用户的需要，所以这就涉及选型的问题。
(1)应用领域
一个产品的功能、性能一旦定制下来，其所在的应用领域也随之确定。应用领域的确定将缩小选型的 范围，
例如：工业控制领域产品的工作条件通常比较苛刻，因此对芯片的工作温度通常是宽温的，这样就 得选择工业
级的芯片，民用级的就被排除在外。目前，比较常见的应用领域分类有航天航空、通信、计算 机、工业控制、
医疗系统、消费电子、汽车电子等。
(2 )自带资源
经常会看到或听到这样的问题：主频是多少？有无内置的以太网MAC?有多少个I/O 口？自带哪些接口？ 支
持在线仿真吗?是否支持OS，能支持哪些OS?是否有外部存储接口？……以上都涉及芯片资源的问题，微 处理
器自带什么样的资源是选型的一个重要考虑因素。芯片自带资源越接近产品的需求，产品开发相对就 越简单。
(3)可扩展资源
硬件平台要支持OS、RAM和ROM，对资源的要求就比较高。芯片一般都有内置RAM和ROM，但其容量一 般
都很小，内置512 KB就算很大了，但是运行OS 一般都是兆级以上。这就要求芯片可扩展存储器。
⑷功耗
单看“功耗”是一个较为抽象的名词。这里举几个形象的例子：
① 夏天使用空调时，家里的电费会猛增。这是因为空调是高功耗的家用电器，这时人们会想，“要是 空
调能像日光灯那样省电就好了”。
② 随身的MP3、MP4都使用电池。正当听音乐看视频时，系统因为没电自动关机，谁都会抱怨“又没电
了！”
③ 目前手机一般使用锂电池，手机的待机和通话时间成了人们选择手机的重要指标。待机及通话时间 越
长，电池的使用寿命就可以提高，手机的寿命也相对提高了。
以上体现了人们对低功耗的渴求。低功耗的产品即节能又节财，甚至可以减少环境污染，它有如此多 的优
点，因此低功耗也成了芯片选型时的一个重要指标。
⑸封装
常见的微处理器芯片封装主要有QFP、BGA两大类型。BGA类型的封装焊接比较麻烦，一般的小公司都 不
会焊，但BGA封装的芯片体积会小很多。如果产品对芯片体积要求不严格，选型时最好选择QFP封装。
(6) 芯片的可延续性及技术的可继承性
目前，产品更新换代的速度很快，所以在选型时要考虑芯片的可升级性。如果是同一厂家同一内核系 列的
芯片，其技术可继承性就较好。应该考虑知名半导体公司，然后查询其相关产品，再作出判断。
(7) 价格及供货保证
芯片的价格和供货也是必须考虑的因素。许多芯片目前处于试用阶段(sampling)，其价格和供货就会 处于
不稳定状态，所以选型时尽量选择有量产的芯片。
(8) 仿真器
仿真器是硬件和底层软件调试时要用到的工具，开发初期如果没有它基本上会寸步难行。选择配套适 合的
仿真器，将会给开发带来许多便利。对于已经有仿真器的人们，在选型过程中要考虑它是否支持所选 的芯片。
(9) OS及开发工具
作为产品开发，在选型芯片时必须考虑其对软件的支持情况，如支持什么样的OS等。对于已有OS的 人们，
在选型过程中要考虑所选的芯片是否支持该OS，也可以反过来说，即这种OS是否支持该芯片。
(10) 技术支持
现在的趋势是买服务，也就是买技术支持。一个好的公司的技术支持能力相对比较有保证，所以选芯 片时
最好选择知名的半导体公司。
另外，芯片的成熟度取决于用户的使用规模及使用情况。选择市面上使用较广的芯片，将会有比较多 的共
享资源，给开发带来许多便利。
2 arm公司及相关产品介绍
ARM公司于1991年成立于英国剑桥，主要出售ARM IP的授权。目前，ARM处理器(即采用ARM IP核的 处
理器)已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场。ARM处理器 应用占
据了 32位RISC微处理器很大的市场，arm技术已渗入生活的各个方面。
目前市面上常见的ARM处理器架构可分为ARM7、ARM9、ARM10、ARM11以及Cortex系列，每个系列又 包括
很多种IP内核的产品°arm也是嵌入式处理器中首先推出多核架构的厂商。生产ARM芯片的厂家很多， 主流半
导体厂商的产品比较齐全，供货也相对更有保障。Samsung、NXP、Cirrus Logic、Atmel、Freescale、
TI、ST、Winbond等主流半导体厂商的arm芯片产品列表见本刊网站，其中有些产品已供货，有些正在样 片阶
段，有些正在开发，还有许多产品不支持外部存储器的扩展。
3嵌入式微处理器选型示例
⑴需求
① 适合于工业控制的温度。
② 支持VxWorks、Linux操作系统。
③ 存储方面，SDRAM大于16 MB，Flash大于8 MB。
④ 主频方面，60 MHz以上。
⑤ 接口方面具有带DMA控制的Ethernet MAC. 2个以上RS232串口、1个USB 2.O接口、1个SPI接口，
以及大于30个GPIO引脚（不包括数据总线、地址总线和CPU内置接口总线）。
⑥ 提供实时时钟或实时定时器。
⑦ 引脚封装为QFP。
⑧ 价格为＜200元。
（2）选型需求分析
根据需求①，参照前述选购的考虑因素中的“应用领域”，把要选的芯片定位于工业控制领域。目前 市场
上生产较适合用于作工业控制的微处理器的半导体公司有NXP、Atmel、ST公司（Samsung公司的产品 较适合用
于PDA、多媒体产品，Cirrus Logic公司的产品较适合音频产品。）根据需求②，参照选购的考虑 因素中的“OS
及开发工具”，VxWorks5.5对于ARM核支持到V5T架构，所以把选型范围缩小到ARM7和ARM9 系列。由于需要
支持Linux操作系统，所以最好选择带有MMU的内核，因为不带MMU内核（arm7TMDI）支持 的Linux操作系统
非常有限，只能支持uCLinux。
根据需求③，结合各种型号的芯片资源介绍，不难看出要求芯片必须带有可扩展存储接口，因为芯片 的内
置存储量不可能那么大。所以只能选择带可扩展存储接口的芯片。NXP公司的LPC2400系列和LH7A具 备此项功
能，Atmel公司的AT91SAM7SE系列、AT91RM9200、AT91SAM9系列也满足此项需求。
根据需求④、⑤、⑥、⑦，参照选购的考虑因素中的“价格及供货保证”，结合NXP、Atmel公司的芯 片
资源介绍，把选型范围框定在LPC2468 （LPC2400系列中的其他产品要么处于样片阶段，要么处于开发阶 段，
而LH7A资源不满足要求）、AT91RM9200和AT91SAM9260 （AT91SAM7SE系列处理速度太慢，AT91SAM9261 和
AT91SAM9263封装不满足需求）型号上。根据需求⑧，上一步所选的3个型号都能满足要求。
（3 ）选型结论
综合需求和芯片各方面的资源，选型结论如下:
① 从产品开发周期角度考虑，AT91RM9200最为适合，它在这4个芯片中开发周期应该最短;
② 从技术可继承性角度考虑，且对开发周期没有严格限制的话，AT91SAM9260较为合适；
③ 如果单支持VxWorks，对Linux支持要求不高，且对开发周期没有严格限制的话，LPC2468较为合适;
④ 综合各方面考虑，STR912排在其他三者之后。
选型满意度从高到低的排列顺序是：AT91RM9200、AT91SAM9260、LPC2468、STR912。
2024年3月17日发(作者：孙秋寒)
嵌入式ARM微处理器选型指南
要选好一款处理器，要考虑的因素很多，不单单是纯粹的硬件接口，还需要考虑相关的操作系统、配 套的
开发工具、仿真器，以及工程师微处理器的经验和软件支持情况等。微处理器选型是否得当，将决定 项目成败。
当然，并不是说选好微处理器，就意味着成功，因为项目的成败取决于许多因素但可以肯定的 一点是，微处理
器选型不当，将会给项目带来无限的烦恼，甚至导致项目的流产。
1嵌入式微处理器选型的考虑因素
在产品开发中，作为核心芯片的微处理器，其自身的功能、性能、可靠性被寄予厚望，因为它的资源 越丰
富、自带功能越强大，产品开发周期就越短，项目成功率就越高。但是，任何一款微处理器都不可能 尽善尽美，
满足每个用户的需要，所以这就涉及选型的问题。
(1)应用领域
一个产品的功能、性能一旦定制下来，其所在的应用领域也随之确定。应用领域的确定将缩小选型的 范围，
例如：工业控制领域产品的工作条件通常比较苛刻，因此对芯片的工作温度通常是宽温的，这样就 得选择工业
级的芯片，民用级的就被排除在外。目前，比较常见的应用领域分类有航天航空、通信、计算 机、工业控制、
医疗系统、消费电子、汽车电子等。
(2 )自带资源
经常会看到或听到这样的问题：主频是多少？有无内置的以太网MAC?有多少个I/O 口？自带哪些接口？ 支
持在线仿真吗?是否支持OS，能支持哪些OS?是否有外部存储接口？……以上都涉及芯片资源的问题，微 处理
器自带什么样的资源是选型的一个重要考虑因素。芯片自带资源越接近产品的需求，产品开发相对就 越简单。
(3)可扩展资源
硬件平台要支持OS、RAM和ROM，对资源的要求就比较高。芯片一般都有内置RAM和ROM，但其容量一 般
都很小，内置512 KB就算很大了，但是运行OS 一般都是兆级以上。这就要求芯片可扩展存储器。
⑷功耗
单看“功耗”是一个较为抽象的名词。这里举几个形象的例子：
① 夏天使用空调时，家里的电费会猛增。这是因为空调是高功耗的家用电器，这时人们会想，“要是 空
调能像日光灯那样省电就好了”。
② 随身的MP3、MP4都使用电池。正当听音乐看视频时，系统因为没电自动关机，谁都会抱怨“又没电
了！”
③ 目前手机一般使用锂电池，手机的待机和通话时间成了人们选择手机的重要指标。待机及通话时间 越
长，电池的使用寿命就可以提高，手机的寿命也相对提高了。
以上体现了人们对低功耗的渴求。低功耗的产品即节能又节财，甚至可以减少环境污染，它有如此多 的优
点，因此低功耗也成了芯片选型时的一个重要指标。
⑸封装
常见的微处理器芯片封装主要有QFP、BGA两大类型。BGA类型的封装焊接比较麻烦，一般的小公司都 不
会焊，但BGA封装的芯片体积会小很多。如果产品对芯片体积要求不严格，选型时最好选择QFP封装。
(6) 芯片的可延续性及技术的可继承性
目前，产品更新换代的速度很快，所以在选型时要考虑芯片的可升级性。如果是同一厂家同一内核系 列的
芯片，其技术可继承性就较好。应该考虑知名半导体公司，然后查询其相关产品，再作出判断。
(7) 价格及供货保证
芯片的价格和供货也是必须考虑的因素。许多芯片目前处于试用阶段(sampling)，其价格和供货就会 处于
不稳定状态，所以选型时尽量选择有量产的芯片。
(8) 仿真器
仿真器是硬件和底层软件调试时要用到的工具，开发初期如果没有它基本上会寸步难行。选择配套适 合的
仿真器，将会给开发带来许多便利。对于已经有仿真器的人们，在选型过程中要考虑它是否支持所选 的芯片。
(9) OS及开发工具
作为产品开发，在选型芯片时必须考虑其对软件的支持情况，如支持什么样的OS等。对于已有OS的 人们，
在选型过程中要考虑所选的芯片是否支持该OS，也可以反过来说，即这种OS是否支持该芯片。
(10) 技术支持
现在的趋势是买服务，也就是买技术支持。一个好的公司的技术支持能力相对比较有保证，所以选芯 片时
最好选择知名的半导体公司。
另外，芯片的成熟度取决于用户的使用规模及使用情况。选择市面上使用较广的芯片，将会有比较多 的共
享资源，给开发带来许多便利。
2 arm公司及相关产品介绍
ARM公司于1991年成立于英国剑桥，主要出售ARM IP的授权。目前，ARM处理器(即采用ARM IP核的 处
理器)已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场。ARM处理器 应用占
据了 32位RISC微处理器很大的市场，arm技术已渗入生活的各个方面。
目前市面上常见的ARM处理器架构可分为ARM7、ARM9、ARM10、ARM11以及Cortex系列，每个系列又 包括
很多种IP内核的产品°arm也是嵌入式处理器中首先推出多核架构的厂商。生产ARM芯片的厂家很多， 主流半
导体厂商的产品比较齐全，供货也相对更有保障。Samsung、NXP、Cirrus Logic、Atmel、Freescale、
TI、ST、Winbond等主流半导体厂商的arm芯片产品列表见本刊网站，其中有些产品已供货，有些正在样 片阶
段，有些正在开发，还有许多产品不支持外部存储器的扩展。
3嵌入式微处理器选型示例
⑴需求
① 适合于工业控制的温度。
② 支持VxWorks、Linux操作系统。
③ 存储方面，SDRAM大于16 MB，Flash大于8 MB。
④ 主频方面，60 MHz以上。
⑤ 接口方面具有带DMA控制的Ethernet MAC. 2个以上RS232串口、1个USB 2.O接口、1个SPI接口，
以及大于30个GPIO引脚（不包括数据总线、地址总线和CPU内置接口总线）。
⑥ 提供实时时钟或实时定时器。
⑦ 引脚封装为QFP。
⑧ 价格为＜200元。
（2）选型需求分析
根据需求①，参照前述选购的考虑因素中的“应用领域”，把要选的芯片定位于工业控制领域。目前 市场
上生产较适合用于作工业控制的微处理器的半导体公司有NXP、Atmel、ST公司（Samsung公司的产品 较适合用
于PDA、多媒体产品，Cirrus Logic公司的产品较适合音频产品。）根据需求②，参照选购的考虑 因素中的“OS
及开发工具”，VxWorks5.5对于ARM核支持到V5T架构，所以把选型范围缩小到ARM7和ARM9 系列。由于需要
支持Linux操作系统，所以最好选择带有MMU的内核，因为不带MMU内核（arm7TMDI）支持 的Linux操作系统
非常有限，只能支持uCLinux。
根据需求③，结合各种型号的芯片资源介绍，不难看出要求芯片必须带有可扩展存储接口，因为芯片 的内
置存储量不可能那么大。所以只能选择带可扩展存储接口的芯片。NXP公司的LPC2400系列和LH7A具 备此项功
能，Atmel公司的AT91SAM7SE系列、AT91RM9200、AT91SAM9系列也满足此项需求。
根据需求④、⑤、⑥、⑦，参照选购的考虑因素中的“价格及供货保证”，结合NXP、Atmel公司的芯 片
资源介绍，把选型范围框定在LPC2468 （LPC2400系列中的其他产品要么处于样片阶段，要么处于开发阶 段，
而LH7A资源不满足要求）、AT91RM9200和AT91SAM9260 （AT91SAM7SE系列处理速度太慢，AT91SAM9261 和
AT91SAM9263封装不满足需求）型号上。根据需求⑧，上一步所选的3个型号都能满足要求。
（3 ）选型结论
综合需求和芯片各方面的资源，选型结论如下:
① 从产品开发周期角度考虑，AT91RM9200最为适合，它在这4个芯片中开发周期应该最短;
② 从技术可继承性角度考虑，且对开发周期没有严格限制的话，AT91SAM9260较为合适；
③ 如果单支持VxWorks，对Linux支持要求不高，且对开发周期没有严格限制的话，LPC2468较为合适;
④ 综合各方面考虑，STR912排在其他三者之后。
选型满意度从高到低的排列顺序是：AT91RM9200、AT91SAM9260、LPC2468、STR912。