盡管國內(nèi)已有多家公司或科研單位研制出了一些自主版權(quán)的嵌入式微處理器，但是存在著性能、功耗、軟件兼容性、價(jià)格等問題，與國際水平還有較大的差距。根本原因是我們還是采用了傳統(tǒng)、過時(shí)的嵌入式微處理器的設(shè)計(jì)方式和體系結(jié)構(gòu)，沒有自己創(chuàng)新的設(shè)計(jì)技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)。可以說，剛剛起步的國產(chǎn)嵌入式微處理器芯片的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作迫切需要采用全新的嵌入式微處理器的設(shè)計(jì)技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)。
　　嵌入式微處理器的發(fā)展歷程為了更好的了解嵌入式微處理器的發(fā)展趨勢(shì)，簡(jiǎn)要了解一下其發(fā)展過程是必要的。嵌入式微處理器誕生于20世紀(jì)70年代末，到目前，其間經(jīng)歷了SCM、MCU、網(wǎng)絡(luò)化、軟件硬化四大發(fā)展階段。
　　1.SCM階段：即單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）階段，主要是單片微型計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)探索階段。Zilog公司Z80等系列單片機(jī)的“單片機(jī)模式”獲得成功，走出了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。
　　2.MCU階段：即嵌入式微控制器（Micro-Controller Unit，單片機(jī)）大發(fā)展階段，主要的技術(shù)方向是：為滿足嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用不斷擴(kuò)展的需要，在芯片上集成了更多種類的外圍電路與接口電路，突顯其微型化和智能化的實(shí)時(shí)控制功能。80C51微控制器是這類產(chǎn)品的典型代表型號(hào)。
　　3.網(wǎng)絡(luò)化階段：隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，各個(gè)系統(tǒng)，不論是手持型還是固定式的嵌入式電子產(chǎn)品都希望能聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)。因此，網(wǎng)絡(luò)模塊集成于芯片上就成為了一個(gè)重要模塊。
　　4.軟件硬化階段：隨著市場(chǎng)對(duì)CPU芯片產(chǎn)品的使用面越來越廣，對(duì)速度、性能等方面的要求越來越高，同時(shí)要求的產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間越來越短，而軟件功能和系統(tǒng)卻越來越復(fù)雜，要求實(shí)時(shí)處理的多媒體等大型文件的處理要求越來越多（如MP3、MP4播放器、GPS導(dǎo)航儀等），以及手持型數(shù)字電視飛速發(fā)展的需要，有的還需要實(shí)時(shí)在線快速改變邏輯功能，尤其是對(duì)低功耗的需要越來越嚴(yán)，僅僅采用軟件的方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些市場(chǎng)發(fā)展的實(shí)際需要。同時(shí)，隨著半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和加工技術(shù)的飛速發(fā)展以及設(shè)計(jì)水平的自動(dòng)化程度的提高，極大地降低了嵌入式微處理器芯片的設(shè)計(jì)難度。為軟件硬化的普及發(fā)展帶來了極大的促進(jìn)作用。
　　軟件硬件化思想的市場(chǎng)需求我們看到越來越多的嵌入式微處理器集成了硬件的視頻處理邏輯、網(wǎng)絡(luò)處理邏輯、專用處理電路等等，不少公司已把語音、圖像功能也硬件化了，并集成到嵌入式微處理器中。甚至，有的微處理器為了滿足網(wǎng)絡(luò)化的需求，不僅在其上集成了網(wǎng)絡(luò)電路接口，更將TCP/IP協(xié)議也用硬件邏輯電路實(shí)現(xiàn)了。這樣就大大減輕了CPU和軟件開發(fā)的難度和工作量。因?yàn)榍度胧轿⑻幚砥髋c互聯(lián)網(wǎng)的連接越來越緊密了，需要處理多媒體信息的要求越來越強(qiáng)了。僅靠軟件其功耗和速度越來越不能滿足整個(gè)系統(tǒng)的要求了。
　　以前的嵌入式微處理器性能的提高，主要是依靠提高主頻或處理器的位數(shù)來實(shí)現(xiàn)。隨著市場(chǎng)對(duì)性能和速度的要求越來越高，以及處理器設(shè)計(jì)技術(shù)和生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展以及對(duì)整機(jī)功耗的限制，處理器突破性的性能提升還必須依賴處理器新的體系結(jié)構(gòu)及軟件硬化等新的技術(shù)設(shè)計(jì)手段來實(shí)現(xiàn)。
　　傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)芯片體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)模式，如圖靈機(jī)只解決了可計(jì)算問題，不關(guān)心計(jì)算的效率。而馮？諾依曼結(jié)構(gòu)雖能有效地指導(dǎo)算法的設(shè)計(jì)，卻不能有效地指導(dǎo)微處理器芯片體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。同時(shí)，目前計(jì)算機(jī)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)也是越來越全面了。尤其是在評(píng)價(jià)一個(gè)嵌入式微處理器芯片或系統(tǒng)時(shí)，其技術(shù)指標(biāo)不能只以幾個(gè)單一的性能指標(biāo)來評(píng)定，而是轉(zhuǎn)向多方面的性能指標(biāo)來評(píng)定。即不僅僅評(píng)定一個(gè)“高性能”方面就行了，而是要評(píng)定幾個(gè)方面，如“高性能，高效能，高兼容性、低功耗，低成本，易開發(fā)”等等。