最经典的嵌入式系统结构概述

嵌入式处理器的主要特点
2.1嵌入式微处理器的优点
2.1.1 低功耗
2.1.2功能丰富
2.1.2其他
2.2嵌入式微处理器的特点
三 常用处理器概况
3.1 处理器分类现状
3.1.1嵌入式微处理器 (Embedded Microprocessor Unit, EMPU)
3.1.2 嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit, MCU)
3.1.3 嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)
3.1.4嵌入式片上系统(System On Chip)
3.2 处理器的主要参数
3.2.1主频
3.2 处理器的缓存
四 处理器比较
4.1 嵌入式控制器和嵌入式处理器的比较
4.2 常见处理器简介及特点
4.2.1 ARM处理器
4.2.2 MIPS
4.2.3 Power PC
4.2.4 X86
4.2.5 DSP
4.3 应用领域
4.3.1 ARM
4.3.2 MIPS
4.3.3 PowerPC
4.3.4 X86
4.3.5 DSP

随着数字信息技术和网络技术高速发展，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。国内外各种嵌入式产品进一步开发和推广，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，据不完全统计，目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构有30几个系列，其中8051体系的占有多半。生产8051单片机的半导体厂家有20多个，共350多种衍生产品，仅Philips就有近100种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64KB到16-32MB，处理速度从O.IMIPS到2000MIPS, 常用封装从8个引脚到144个引脚。
嵌入式开发人员面临的主要挑战是如何选择一款最合适的处理器，既不会为了提高性能而超过预算，又不会牺牲功能特性。理想的嵌入式解决方案是： 选择最合适的CPU、外设和接口；现场远程更新，保持竞争，满足需求的变化；不必改动电路板设计，提升性能——针对需要的功能进行加速；避免处理器和ASSP过时的风险；将多种功能在一个芯片中实现，降低了总成本、复杂度和功耗。
市场上常见的主流处理器结构有ARM，POWERPC，X86，MIPS，DSP等，本文将对这些类型处理器的综合性能进行比较研究。

二 嵌入式处理器的主要特点
嵌入式微处理器与普通台式计算机的微处理器设计在基本原理上是相似的，但是工作稳定性更高，功耗较小，对环境 (如温度、适度、电磁场、振动等)的适应能力强，体积更小，且集成的功能较多。在桌面计算机领域，对处理器进行比较时的主要指标就是计算速度，从33MHz主频的386计算机到现在3GHz主频的Pentium 4处理器，速度的提升是用户最主要关心的变化，但在嵌入式领域，情况则

完全不同。嵌入式处理器的选择必须根
据设计的需求，在性能、功耗、功能、尺寸和封装形式、SoC程度、成本、商业考虑等等诸多因素之中进行折中，择优选择。
2.1嵌入式微处理器的优点
2.1.1 低功耗
低功耗是嵌入式处理器的重要特点之一，反之也正是嵌入式系统广泛的应用需求促进了低功耗处理器技术的不断发展。为降低微处理器的能耗，一方面可以采用更新的技术工艺生产更小工艺尺寸的芯片，从而通过降低芯片的工作电压来降低功耗:另一方面是采用低功耗的体系结构设计，如ARM系列的处理器; 或者改进半导体技术，减小芯片中每个CMOS单元的漏电流:此外还可以通过让芯片内暂时不用的功能部件休眠或关闭以降低总体的能量消耗。现在一些常见的用于移动设备的嵌入式微处理器的功耗一般都在瓦以下 (台式计算机中的CPU往往是几十瓦甚至100瓦以上) ，而且许多嵌入式微处理器都具备动态电压改变的能力，可以在负载较低的情况下降低电压工作，甚至进入休眠状态，减少能耗，延长设备持续工作时间。
2.1.2功能丰富
功能丰富是嵌入式处理器的另一个重要特点。PC机平台上处理器都要通过北桥和南桥芯片与计算机中其他部件相连，但在嵌入式系统中，许多外设控制器都被直接集成在芯片内部，这样不但缩小了电路板的面积，节约了成本，而且提高了系统的可靠性。将多种外围设备控制器 (如串口、以太网控制器、LCD控制器等) 以及部分存储系统 (如Cache, SRAM, DRAM. EEPROM.Flash) 集成在芯片内部，由于在芯片内部可以很容易地实现更宽的总线，因此这样的集成设计还可以在一定程度上提高系统的性能。
2.1.2其他
此外，性能、封装形式、成本、供货周期、技术支持力度等因素也对嵌入式处理的选择具有重要影响。
2.2嵌入式微处理器的特点
l 、对实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度。
2、 具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断。
3、可扩展的处理器结构，以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。
4、 嵌入式微处理器必须功耗很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此级。
三 常用处理器概况
嵌入式处理器的应用主要包括两个部分，一部分是工业应用，比如:自动化流水线、核电站的自动

报警系统及应急处理等，这部分对处理器的实时响应、稳定性的要求一般来说比
较高.另一部分是生活应用，比如:智能手机、PDA、信息家电和个人汽车上的自动控制等，无处不用到嵌入式处理器，它们对处理器的性能要求也越来越高。因此，如何评估嵌入式处理器的性能是一个重要的课题。
3.1 处理器分类现状
嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，目前据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构有30几个系列，其中8051体系的占有多半。生产8051单片机的半导体厂家有20多个，共350多种衍生产品，仅Philips就有近100种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64kB到16MB，处理速度从0.1 MIPS到2000 MIPS，常用封装从8个引脚到144个引脚。根据其现状，嵌入式计算机可以分成下面几类。
3.1.1嵌入式微处理器 (Embedded Microprocessor Unit, EMPU)
嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中，将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件，从而降低了系统的可靠性，技术保密性也较差。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上，称为单板计算机。如STD-BUS、PC104等。近年来，德国、日本的一些公司又开发出了类似“火柴盒”式名片大小的嵌入式计算机系列OEM产品。 嵌入式处理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。
3.1.2 嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit, MCU)
嵌入式微控制器又称单片机，顾名思义，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心，芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各种必要功能和外设。为适应不同的应用需求，一般一个系列的单片机具有多种衍生产品，每种衍生产品的处理器内核都是一样的，不同的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配，功能不多不少，从

而减少功耗和成本。
和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、
可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。
嵌入式微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。另外还有许多半通用系列如：支持USB接口的MCU 8XC930/931、C540、C541；支持I2C、CAN-Bus、LCD及众多专用MCU和兼容系列。目前MCU占嵌入式系统约70％的市场份额。
特别值得注意的是近年来提供X86微处理器的著名厂商AMD公司，将Am186CC/CH/CU等嵌入式处理器称之为Microcontroller, MOTOROLA公司把以Power PC为基础的PPC505和PPC555亦列入单片机行列。TI公司亦将其TMS320C2XXX系列DSP做为MCU进行推广。
3.1.3 嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)
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，编译效率较高，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入式领域，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改造、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SOC中增加DSP协处理器，例如Intel的MCS-296和Infineon (Siemens) TRICOR。
推动嵌入式DSP处理器发展的另一个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。另外PHILIPS公司也推出了基于可重置嵌入式DSP结构低成本、低功耗技术上制造的R. E. A. L DSP处理器，特点是具备双Harvard结构和双乘/累加单元，应用目标是大批量消费类产品。
3.1.4嵌入式片上系统(System On Chip)
随着EDI的推广和VLSI设计的普及化，及半导体工艺的迅速发展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临，这就是System On Chip(SOC)。各种

通用处理器内核将作为SOC设计公司的标准库，和许多其它嵌入式系统外设一样，成为 VLSI设计中一种标准的器件，用标准的 VHDL等语言描述，存储在器件库中。用户
只需定义出其整个应用系统，仿真通过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品。这样除个别无法集成的器件以外，整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯片中去，应用系统电路板将变得很简洁，对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。
SOC可以分为通用和专用两类。通用系列包括Infineon的TriCore，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。
3.2 处理器的主要参数
3.2.1主频
主频，就是CPU的时钟频率，简单说是CPU运算时的工作频率（1秒内发生的同步脉冲数）的简称。单位是Hz。它决定计算机的运行速度，随着计算机的发展，主频由过去MHZ发展到了现在的GHZ（1G=1024M）。通常来讲，在同系列微处理器，主频越高就代表计算机的速度也越快，但对与不同类型的处理器，它就只能作为一个参数来作参考。另外CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。
说到处理器主频，就要提到与之密切相关的两个概念：倍频与外频，外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态；倍频即主频与外频之比的倍数。主频、外频、倍频，其关系式：主频＝外频×倍频。早期的CPU并没有“倍频”这个概念，那时主频和系统总线的速度是一样的。随着技术的发展，CPU速度越来越快，内存、硬盘等配件逐渐跟不上CPU的速度了，而倍频的出现解决了这个问题，它可使内存等部件仍然工作在相对较低的系统总线频率下，而CPU的主频可以通过倍频来无限提升 (理论上)。我们可以把外频看作是机器内的一条生产线，而倍频则是生产线的条数，一台机器生产速度的快慢 (主频) 自然就是生产线的速度 (外频) 乘以生产线的

条数 (倍频) 了。
3.2 处理器的缓存
??? 缓存 (Cache)大小是CPU的重要指标之一，其结构与大小对CPU速度的影响非常大。简单地讲，缓存就是用来存储一些常用或即将用到的数据或指令，当需要这些数据或指令
的时候直接从缓存中读取，这样比到内存甚至硬盘中读取要快得多，能够大幅度提升CPU的处理速度。
??? 所谓处理器缓存，通常指的是二级高速缓存，或外部高速缓存。即高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器DRAM (Dynamic RAM) 之间的规模较小的但速度很高的存储器，通常由SRAM（静态随机存储器）组成。用来存放那些被CPU频繁使用的数据，以便使CPU不必依赖于速度较慢的DRAM（动态随机存储器）。L2高速缓存一直都属于速度极快而价格也相当昂贵的一类内存，称为SRAM (静态RAM) ，SRAM (Static RAM) 是静态存储器的英文缩写。由于SRAM采用了与制作CPU相同的半导体工艺，因此与动态存储器DRAM比较，SRAM的存取速度快，但体积较大，价格很高。
?处理器缓存的基本思想是用少量的SRAM作为CPU与DRAM存储系统之间的缓冲区，即Cache系统。80486以及更高档微处理器的一个显著特点是处理器芯片内集成了SRAM作为Cache，由于这些Cache装在芯片内，因此称为片内Cache。486芯片内Cache的容量通常为8K。高档芯片如Pentium为16KB，Power PC可达32KB。Pentium微处理器进一步改进片内Cache，采用数据和双通道Cache技术，相对而言，片内Cache的容量不大，但是非常灵活、方便，极大地提高了微处理器的性能。片内Cache也称为一级Cache。由于486，586等高档处理器的时钟频率很高，一旦出现一级Cache未命中的情况，性能将明显恶化。在这种情况下采用的办法是在处理器芯片之外再加Cache，称为二级Cache。二级Cache实际上是CPU和主存之间的真正缓冲。由于系统板上的响应时间远低于CPU的速度，如果没有二级Cache就不可能达到486，586等高档处理器的理想速度。二级Cache的容量通常应比一级Cache大一个数量级以上。在系统设置中，常要求用户确定二级Cache是否安装及尺寸大小等。二级Cache的大小一般为128KB、256KB或512KB。在486以上档次的微机中，普遍采用256KB或512KB同步Cache。所谓同步是指Cache和CPU采用了相同的时钟周期，以相同的速度同步工作。相对于异步Cache，性能可提高30%以上。
四 处理器比较
4.1 嵌入式控制器和嵌入式处理器的比较
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口

、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的
讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可。用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！
和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。
4.2 常见处理器简介及特点
4.2.1 ARM处理器
ARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。
1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，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，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
ARM微处理器是一种高性能、低功耗的32位微处器，它被广泛应用于嵌入式系统中。ARM9代表了ARM公司主流的处理器，已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。
采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点：
1、体积小、低功耗、低成本、高性能；
2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；
3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；
4、大多数数据操作都在寄存器中完成；
5、寻址方式灵活简单，执行效率高；
6、指令长度固定；
4.2.2 MIPS
MIPS技术公司是是美国著名的芯片设计公司，采用精简指令系统计算结构(RISC)来设计芯片，它设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商，在RISC处理器方面占有重要地位。1984年，MIPS计

算机公司成立。1992年，SGI收购了MIPS计算机公司。1998年，MIPS脱离SGI，成为MIPS技术公司。
MIPS是世界上很流行的一种RISC处理器。MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器” (Microprocessor without interlocked piped stages) ，其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。MIPS的系统结
构及设计理念比较先进，其指令系统经过通用处理器指令体系MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV到MIPS V，嵌入式指令体系MIPS16、MIPS32到MIPS64的发展已经十分成熟。在设计理念上MIPS强调软硬件协同提高性能，同时简化硬件设计。
和英特尔采用的复杂指令系统计算结构(CISC)相比，RISC具有设计更简单、设计周期更短等优点，并可以应用更多先进的技术，开发更快的下一代处理器。MIPS是出现最早的商业RISC架构芯片之一，新的架构集成了所有原来MIPS指令集，并增加了许多更强大的功能。
4.2.3 Power PC
二十世纪九十年代，IBM(国际商用机器公司)、Apple（苹果公司）和Motorola（摩托罗拉）公司开发PowerPC芯片成功，并制造出基于PowerPC的多处理器计算机。PowerPC架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。PowerPC 体系结构规范（PowerPC Architecture Specification）发布于 1993 年，它是一个 64 位规范 ( 也包含 32 位子集 )。几乎所有常规可用的 PowerPC（除了新型号 IBM RS/6000 和所有 IBM pSeries 高端服务器）都是 32 位的
4.2.4 X86
x86是一个Intel通用计算机系列的标准编号缩写,也标识一套通用的计算机指令集合,X与处理器没有任何关系，它是一个对所有*86系统的简单的通配符定义，例如：i386, 586,奔腾(Pentium)。由于早期Intel的CPU编号都是如8086,80286来编号,由于这整个系列的CPU都是指令兼容的,所以都用X86来标识所使用的指令集合如今的奔腾,P2,P4,赛扬系列都是支持X86指令系统的,所以都属于X86家族。x86以无可比拟的性能价格比优势成为计算平台的标准。但是x86仍然基于32位技术——对于高端的企业级服务器与工作站应用无能为力。
与ARM架构的产品相比，嵌入式X86处理器普遍拥有高得多的性能，但功耗也高了许多，尽管依然可以维持无风扇运行状态，但根本无法用于PDA、智能手机等完全依*电池运作的掌上计算产品。真正对嵌入式X86处理器产生需求的是网络终端、瘦客户机、廉价/低能耗型PC、家庭消费电子产品、POS终端机等要求PC软件延续性的领域，对应设备体积相对较大，不依*电池运行，但要求具有较高的性能、低能耗、低噪音和高可靠性等优点。
2006年X86推出了首款双核处理器。
4.2.5 DSP
DSP是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器，其处理速

度比最快的CPU还快10～50倍。在当今的数字化时代背景下，DSP己成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件。业内人士预言，DSP将是未来集成电路中发展最快的电子产品，并成为电子产品更新换代的决定因素。
DSP是属于Modified Harvard架构，即它具有两条内部总线：数据总线、程序总线。程序与数据存储空间分开，各
有独立的地址总线和数据总线，取址和读数可以同时进行，目前已达到90亿次浮点运算/秒（9000MFLOPS）。它采用流水作业，每条指令的执行划分为取指令、译码、取数、执行等若干步骤，由片内多个功能单元分别完成。相当于多条指令并行执行，从而大大提高了运算速度。乘法指令在单周期内完成，优化卷积、数字滤波、FFT、相关、矩阵运算等算法中的大量重复乘法。采用循环寻址（Circular addressing），位倒序（bit-reversed）等特殊指令使FFT、卷积等运算中的寻址、排序及计算速度大大提高。1024点FFT的时间已小于1μs。具有独立的DMA总线和控制器，有一组或多组独立的DMA总线，与CPU的程序、数据总线并行工作，在不影响CPU工作的条件下，DMA速度已达800Mbyte/s以上。多处理器接口。使多个处理器可以很方便的并行或串行工作以提高处理速度。DSP处理器经过单片化、EMC改造、增加片上外设，或在通用单片机或SOC中增加DSP协处理器，从而发展成为嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)，推动嵌入式DSP处理器发展的因素主要是嵌入式系统的智能化。目前TI、ADI、Freescale、CEVA等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。
4.3 应用领域
4.3.1 ARM
ARM处理器是目前应用领域非常广的处理器，它主要适合用于控制和消费数码产品。到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域：
1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。
2、无线通讯领域：目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术， ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。
3、网络应用：随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。
4、消费类电子产品：ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。
5、成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的3

2位SIM智能卡也采用了ARM技术。
除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用。
4.3.2 MIPS
在通用方面，MIPS R系列微处理器用于构建SGI的高性能工作站、服务器和超级计算机系统。在嵌入式方面，MIPS K系列微处理器是目前仅次于ARM的用得最多的处理器之一（1999年以前MIPS是世界上用得最多的处理器），其应用领域覆盖游戏
机、路由器、激光打印机、掌上电脑等各个方面。
4.3.3 PowerPC
市场占有率不是很高，但在通信系统的控制和管理中用得很多。
4.3.4 X86
和ARM、MIPS相比，X86架构的嵌入式处理器应用范围要狭窄一些。它主要应用于桌面端和低端服务器处理器。
4.3.5 DSP
通用DSP的主要市场在于通信应用，而嵌入式DSP则主要应用于消费电子产品，比如DVD播放器和刻录机、机顶盒、音视频接收设备、MP3播放器和数码相机等。但是，WLAN、DSL和线缆宽带网络等通信芯片也带有嵌入式DSP。