RISC 和CISC 是目前设计制造微处理器的两种典型技术，虽然它们都是试图在体系结构、操作运行、软件硬件、编译时间和运行时间等诸多因素中做出某种平衡，以求达到高效的目的，但采用的方法不同，因此，在很多方面差异很大，它们主要有：（1） 指令系统：RISC 设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能，常通过组合指令来完成。因此，在RISC 机器上实现特殊功能时，效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。而CISC 计算机的指令系统比较丰富，有专用指令来完成特定的功能。因此，处理特殊任务效率较高。（2） 存储器操作：RISC 对存储器操作有限制，使控制简单化；而CISC 机器的存储器操作指令多，操作直接。（3） 程序：RISC 汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计；而CISC 汇编语言程序编程相对简单，科学计算及复杂操作的程序社设计相对容易，效率较高。（4） 中断：RISC 机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断；而CISC 机器是在一条指令执行结束后响应中断。（5） CPU：RISC CPU 包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低；而CISC CPU 包含有丰富的电路单元，因而功能强、面积大、功耗大。（6） 设计周期：RISC 微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术；CISC 微处理器结构复杂，设计周期长。（7） 用户使用：RISC 微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用；CISC微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易。（8） 应用范围：由于RISC 指令系统的确定与特定的应用领域有关，故RISC 机器更适合于专用机；而CISC 机器则更适合于通用机。DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DSP 算法，编译效率高，指令执行速度也较高。在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP 算法正在大量进入嵌式领域，DSP 应用正从在通用单片机中以普通指令实现DSP 功能，过渡到采用嵌入式DSP 处理器。嵌入式DSP 处理器有两个发展来源，一是DSP 处理器经过单片化、EMC 改、增加片上外设成为嵌入式DSP 处理器，TI 的TMS320C2000/C5000 等属于此范畴；二是在通用单片机或片上系统（SOC）中增加DSP 协处理器，例如Intel 的MCS-296。推动嵌入式DSP 处理器发展的一个重要因素是嵌入式系统的智能化，例如各种带有智能逻辑的消费类产品，生物信息识别终端，带有加解密算法的键盘，ADSL 接入、实时语音压解系统，虚拟现实显示等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP 处理器的长处所在。嵌入式DSP 处理器比较有代表性的产品是Texas Instruments 的 TMS320 系列和Motorola 的DSP56000 系列。TMS320 系列处理器包括用于控制的C2000 系列，移动通信的C5000 系列，以及性能更高的C6000 和C8000 系列。DSP56000 目前已经发展成为DSP56000，DSP56100，DSP56200 和DSP56300 等几个不同系列的处理器。DSP 的设计者们把重点放在了处理连续的数据流上。在嵌入式应用中，如果强调对连续的数据流的处理及高精度复杂运算，则应该选用DSP 器件。SOC 可以分为通用和专用两类。通用系列包括Motorola 的M-Core，某些ARM 系列器件，Echelon 和Motorola 联合研制的Neuron 芯片等。专用SOC 一般专用于某个或某类系统中，不为一般用户所知。一个有代表性的产品是Philips 的Smart XA，它将XA 单片机内核和支持超过2048 位复杂RSA 算法的CCU 单元制作在一块硅片上，形成一个可加载JAVA或C 语言的专用的SOC，可用于公众互联网如Internet 安全方面。ROM 中的信息一次写入后只能被读出，而不能被操作者修改或删除，一般由芯片制造商进行掩膜写入信息，价格便宜，适合于大量的应用。一般用于存放固定的程序，如监控程序、汇编程序等，以及存放各种表格。EPROM（Erasable Programmable ROM）和一般的ROM不同点在于它可以用特殊的装置擦除和重写它的内容，一般用于软件的开发过程。动态RAM 按制造工艺的不同，又可分为动态随机存储器（Dynamic RAM）、扩展数据输出随机存储器（Extended Data Out RAM）和同步动态随机存储器（Synchromized DynamicRAM）。DRAM 需要恒电流以保存信息，一旦断电，信息即丢失。它的刷新频率每秒钟可达几百次，但由于DRAM 使用同一电路来存取数据，所以DRAM 的存取时间有一定的时间间隔，这导致了它的存取速度并不是很快。另外，在DRAM 中，由于存储地址空间是按页排列的，所以当访问某一页面时，切换到另一页面会占用CPU 额外的时钟周期。EDO-RAM同DRAM 相似，但在把数据发送给CPU 的同时可以去访问下一个页面，故而速度要比普通DRAM 快15~30%。SDRAM 同DRAM 有很大区别，它使用同一个CPU 时钟周期即可完成数据的访问和刷新，即以同一个周期、相同的速度、同步的工作，因而可以同系统总线以同频率工作，可大大提高数据传输率，其速度要比DRAM 和EDO-RAM 快很多（比EDO-RAM提高近50%）。液晶显示屏（liquid crystal display：LCD）用于显示GUI（图象用户界面）环境下的文字和图象数据，适用于低压、微功耗电路。从选型角度，我们将常见液晶分为以下几类：段式（也称8 字）、字符型和图形点阵。段式液晶：常见段式液晶的每字为8 段组成，即8 字和一点，只能显示数字和部分字母，如果必须显示其它少量字符、汉字和其它符号，一般需要从厂家定做，可以将所要显示的字符、汉字和其它符号固化在指定的位置，比如计算器和电子表所用的液晶。字符型液晶：顾名思义，字符型液晶是用于显示字符和数字的，对于图形和汉字的显示方式与段式液晶无异。字符型液晶一般有以下几种分辨率，8×1，16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×2、40×4 等，其中8（16、20、40）的意义为一行可显示的字符（数字）数，1（2、4）的意义是指显示行数。图形点阵式液晶：我们又将其分为TN、STN（DSTN）、TFT 等几类。这种分类需从液晶材料和液晶效应讲起，请参考液晶显示原理。TN 类液晶由于它的局限性，只用于生产字符型液晶模块；而ST（DSTN）类液晶模块一般为中小型，既有单色的，也有伪彩色的；TFT 类液晶，则从小到大都有，而且几乎清一色为真彩色显示模块。除了TFT 类液晶外，一般小液晶屏都内置控制器(控制器的概念相当于显示卡上的主控芯片)，直接提供MPU 接口；而大中液晶屏，要想控制其显示，都需要外加控制器。从色彩上分，LCD 显示屏分为单色、灰度和彩色三种，价格由低到高，单色LCD 的点阵只能显示亮和暗，通常只用于低端的不需显示图形的场合；带灰度级的LCD 常用的有2bit4 级灰度和4bit 16 级灰度，可以显示简单的带有层次的图形或图象；彩色LCD 的色彩以颜色数为标准。彩色LCD 分为有源（Active）及无源（Passive）型两种，有源型就是常见的TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）LCD，特点是显示清晰、分明、视角大，但价格高。之所以如此，是因为有源LCD 更新屏幕的频率较快，而且它屏幕上的每个象素，分别是由一个独立的晶体管控制的（无源的就不是）。这样，也导致了有源矩阵LCD 的一个缺点，就是这种显示器要使用相当多的晶体管，造价也就高。无源型就是常见的STN（super-twist ednematic，超扭曲向列型） LCD，最显著优点是造价低。按背光将液晶分类，有透射式、反射式、半反半透式液晶三类，因为液晶为被动发光型显示器，所以必须有外界光源，液晶才会有显示，透射式液晶必须加上背景光，反射式液晶需要较强的环境光线，半反半透式液晶要求环境光线较强或加背光。字符类液晶，带背光的一般为LED 背光，以黄颜色（红、绿色调）为主。一般为+5V 驱动。单色STN 中小点阵液晶，多用LED 或EL 背光，EL 背光以黄绿色（红、绿、白色调）常见。一般用400—800Hz、70—100V 的交流驱动，常用驱动需要约1W 的功率。中大点阵STN 液晶和TFT 类液晶，多为冷阴极背光灯管（CCFL/CCFT），背光颜色为白色（红、绿、蓝色调）。一般用25k—100kHz，300V 以上的交流驱动。嵌入式系统中的触摸屏分为电阻式、电容式和电感式三种，其中电阻式触摸屏最为常用。用户不断地要求所用的嵌入式装置更小、更轻便同时又更易于使用，能解决这三方面问题的一种可行技术就是语音识别。这种技术由于去掉了传统的输入器件，故具有更小和更轻便的特点。语音识别输入的实现可以在嵌入式处理器功能足够强大时用相应的软件实现，也可以使用专用芯片增加一个硬件功能模块。前者对嵌入式系统硬件配置的要求较高，如处理器的速度和存储器的容量等。后者则通过专门的DSP 芯片来完成语音识别输入过程中的所有运算工作，不会加重系统主处理器的负担。这种专用的语音识别芯片现在已经有多种产品出现了。如sensory 公司的语音识别芯片系列，内部采用神经网络技术来识别训练过的单词或短语，准确度高于99％。并且芯片高度集成化，减少了所需外部元器件的数目。可以快速和方便地嵌入到现存的和新设计的产品中，适用于多种需要语音控制的嵌入式产品。语音识别技术以识别方法来分，有模板匹配法、随机模型法和概率语法分析法。这三种方法都属于统计模式识别方法。它的识别过程大致如下：首先选定语音的特征作为识别参数的模板，然后采用一可以衡量未知模式和参考模式（即模板）的似然度的测量函数，最后选用一种最佳准则及专家知识作为识别策略，对识别候选者作最后判决，得到最好的识别结果作为输出。以识别范围来分，分为语音从属（speaker-dependent） 模式和语音独立（speaker-independent）模式。语音从属意味着必须有培训系统，而且通常它只可识别培训系统的人所讲的词。语音独立系统则可识别几乎所有讲话人的词。从目前水平来看，语音从属模式下的模板匹配法用得比较广泛。语音识别技术在嵌入式系统上的使用，不仅可以通过声音命令来控制设备，还可将输入的声音转换为文本，使得用户就能用声音口述需要输入的文本。如果再加上语音合成输出功能，就可以在嵌入式系统中实现书面语言和口头语言的双向转换，从而构成完整的语音输入输出功能。并口的工作模式主要有如下几种：(1) SPP 标准工作模式。SPP 数据是半双工单向传输的，传输速率仅为15Kb/s，速度较慢，但几乎可以支持所有的外设，一般设为默认的工作模式。(2) EPP 增强型工作模式。EPP 采用双向半双工数据传输，其传输速度比SPP 高，可达2MB/s。EPP 可细分为EPP1.7 和EPP1.9 两种模式，目前较多外设使用此工作模式。(3) ECP 扩充型工作模式。ECP 采用双向全双工数据传输，传输速率比EPP 要高。在嵌入式系统的开发和应用中，经常需要使用上位机实现系统的调试及现场数据的采集和控制。一般是通过上位机本身配置的串行口，通过串行通讯技术，和嵌入式系统进行连接通讯。串行口的典型代表是RS－232－C 及其兼容插口，。RS-232-C 标准规定的数据传输速率为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200 波特。一般应用情况下，RC232C 的最高传输速率为20 kb/s, 最大传输线长为30 米.USB全称Universal Serial Bus（通用串行总线）。USB接口是现在比较流行的接口，用于将使用USB的外围设备连接到主机。在USB 的网络协议中，每个USB 的系统有且只有一个host， 它负责管理整个USB系统，包括USB Device 的连接与删除、Host 与USB Device 的通信、总路线的控制等等。Host端有一个Root Hub，可提供一个或多个USB 下行端口。每个端口可以连接一个USB Hub或一个USB Device。USB Hub 是用于USB 端口扩展的，即USB Hub 可以将一个USB端口扩展为多个端口。由于利用红外线接口进行文件传输不用连线，且速度较快，达4M/s，不失为短距离双机通讯的一种好方法。进行红外线通讯时需注意：将具有红外线通讯功能的两个系统靠近，且发送口大致在同一水平线上，注意两系统之间的距离不能相差太远，一般在一到两米，角度相差不超过30 度。在现代电子系统中，有为数众多的IC 需要进行相互之间以及与外界的通信。为了提供硬件的效率和简化电路的设计，PHILIPS 开发了一种用于内部IC 控制的简单的双向两线串行总线I2C(inter IC 总线)。I2C 总线支持任何一种IC 制造工艺，并且PHILIPS 和其他厂商提供了种类非常丰富的I2C 兼容芯片。作为一个专利的控制总线，I2C 已经成为世界性的工业标准。串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola 公司推出的一种同步串行接口。Motorola 公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI 硬件接口，如68 系列MCU。SPI 总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI 有关的软件就相当简单，使CPU 有更多的时间处理其他事务。，PC104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线。PC104 有两个版本，8 位和16 位，分别与PC 和PC/AT 相对应。PC104PLUS 则与PCI总线相对应，在PC104 总线的两个版本中，8 位PC104 共有64 个总线管脚，单列双排插针和插孔，P1：64 针，P2：40 针，合计104 个总线信号，PC104 因此得名。当8 位模块和16 位模块连接时，16 位模块必须在8 位模块得下面。P2 总线连结在8-位元模块中是可选的。PC104PLUS 是专为PCI 总线设计的，可以连接高速外接设备。PC104PLUS 在硬件上通过一个3×40 即120 孔插座连接，PC104PLUS 包括了PCI 规范2.1 版要求的所有信号。为了向下兼容，PC104PLUS 保持了PC104 的所有特性。因此PC104PLUS 规范包含了两种总线标准：ISA 和PCI，可以双总线并存。PC104PLUS 与PC104 相比有以下3 个特点：（1） 相对PC/104 连接，增加了第三个连结接口支持PCI 总线（2） 改变了组件高度的需求，增加模块的柔韧性（3） 加入了控制逻辑单元，以满足高速总线的需求CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。起先，CAN 被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU 之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN 控制装置。CAN 是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km 时，CAN 仍可提供高达50Kbit/s 的数据传输速率。为促进CAN 以及CAN 协议的发展，1992 在欧洲成立了CiA（CAN in Automation）。在CiA 的努力推广下，CAN 技术在汽车电控制系统、电梯控制系统、安全监控系统、医疗仪器、纺织机械、船舶运输等方面均得到了广泛的应用。现已有400 多家公司加入了CiA，CiA 已经为全球应用CAN 技术的权威。CAN 的主要特性（1） 低成本；（2） 极高的总线利用率；（3） 很远的数据传输距离（长达10Km）；（4） 高速的数据传输速率（高达1Mbit/s）；（5） 可根据报文的ID 决定接收或屏蔽该报文；（6） 可靠的错误处理和检错机制；（7） 发送的信息遭到破坏后，可自动重发；（8） 节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；（9） 报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。长达10Km）；（4） 高速的数据传输速率（高达1Mbit/s）；（5） 可根据报文的ID 决定接收或屏蔽该报文；（6） 可靠的错误处理和检错机制；（7） 发送的信息遭到破坏后，可自动重发；（8） 节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；（9） 报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。
