RISC 處理器（中）：為何嵌入式系統多用 RISC 架構？

看完了上集，不知有沒有人好奇：既然有「精簡指令集（RISC）」，那世界上有沒有「複雜指令集」呢？有的！而且就在你我身邊將近三十個年頭了。那就 是 Intel 與  AMD 出品，廣泛用於現今桌機、筆電內的 x86 架構 CPU。x86 架構 CPU 大量提供所謂「好用指令」，也就是一個指令就可以執行相當複雜的工作。雖然程式設計師會因此輕鬆許多，不過這種指令一旦送到 CPU 內執行，可能得花上比一般指令要高上許多的時間，才能完成。這就沒辦法保證管線一定暢通了。此種 CPU 架構，稱為 CISC，全名 Complex Instruction Set Computing，中譯「複雜指令集」。

那到底是「RISC」好？還是「CISC」好？喔喔喔！問這句話最好小心點！這有點像一個外國人問「國民黨好」還是「民進黨好」一樣，有點 小小危險。實際狀況是，兩大陣營各有優劣，彼此存在三、四十年，也沒見哪個陣營壓過另一個。不過在「嵌入式系統」陣營，RISC 的確有點小小贏面。理由請聽我慢慢道來。

RISC 處理器（上）：何謂「RISC」？

 
當您在看嵌入式系統的規格時，您也許會看過這一段：「採用 32 bits RISC SoC」。您知道什麼是「RISC」嗎？

「RISC」的全名是「Reduced Instructioin Set Computing」，中文翻譯成「精簡指令集」。它是一種 CPU 的類型，有著「指令集數量精簡」、「指令管線（Pipeline） 步驟眾多」、「擁有大量暫存器」、「採用 Load / Store 機制」等特色。一下子跟大家介紹這麼多名詞，也許大家會頭暈腦脹。不急！我們一個一個慢慢來。

什麼是 SoC？

剛入門嵌入式系統的朋友，一定會聽過「SoC」這個名詞。一般市售的嵌入式系統入門書，多半不會解釋 SoC 是什麼意思。讀者透過閱讀該書數個章節後，隱隱約約可以感受到 SoC 好像就是個人電腦上的 CPU。但是，為什麼不乾脆直接叫 CPU？要叫 SoC 呢？

如何挑選開發板

如果您真的打算要買一塊開發板，奮力跳進「嵌入式系統」這條不歸路...呃...我是說，富有挑戰性的道路，那麼如何選擇一塊適合自己的開發板呢？

首先，嵌入式系統的領域相當廣。不過大致也可以分成兩條路。一條偏「自動控制」，一條偏「消費性電子產品」或「網路通訊產品」。如果您有興趣的是做出機器人手臂、溫度感知器...這類產品，由於它們的行為有一定的規範，如：能夠鎖螺絲的機器人手臂，動作大致不脫「拿螺絲、對準、鎖上、檢查」等四部分，這類稱為「自動控制」類的嵌入式系統。如果您有興趣的是做出如「電子像框」、「手機」...這些消費性電子產品，或者「路由器」、「網路伺服器」...這類「網路通訊產品」，那走的就是另外一個方向了。您得先決定自己有興趣的是哪個方向，才能選擇適合的開發板。

學「嵌入式系統」需要購買開發板嗎？

「老師，我學嵌入式系統需要買一塊開發板嗎？」這是許多剛入門嵌入式系統的朋友，最常問的一句話。尤其從軟體業界轉行的朋友表示，他們才剛踏入嵌入式系統領域，硬體一點也不熟。一塊開發板少則 NT$4000 ~ NT$5000，多則一萬多元，實在買不下手。加上不知道哪塊開發板好？或者應該跟哪個廠商買？所以如果可以用「軟體模擬」的話，不僅省錢，也不會買了不適用而後悔。對於這樣的疑問，我都斬釘截鐵、帶著詭異的微笑、用短到對方無法接受的語句回答說：「要！」

「呃...可是...」「要！」「那...可不可以...」「不行！」滿足了自己捉弄別人的一點小小樂趣後，我會正經八百地解釋道：「學電腦不可能不上機 就學得會。就像學開車，你也不能光憑想像就考得上駕照。你可以不買車，先跟別人借車來練。但沒辦法天天對著鏡子想：『我會開車、我會開車、我會開 車...』就考上駕照。同理，你可以先跟補習班或朋友，借板子來學，但不能靠催眠來學會嵌入式系統。」

為何嵌入式系統要叫「嵌入式」？

我曾經被一位想踏入嵌入式系統領域的朋友問道：「嵌入式系統到底『嵌入』什麼東西啊？」第一次聽到這個問題，我也楞了一下。過了幾秒鐘，我才想到一個不錯的答案：「嵌入式系統是把『作業系統』嵌入到『應用軟體』之下，讓使用者只看得到『應用軟體』，而看不到『作業系統』。」

如何認識一塊嵌入式電路板

想踏入嵌入式系統的朋友們，最常問我的一句話就是：「紀老師，我想要把作業系統移植到這塊板子上。我拿到這塊板子，要讀懂哪些硬體規格，才有辦法順利移植呢？」

好問題！嵌入式系統的特色就是每塊板子都不一樣，充分地「客製化」！所以我也很難寫一篇「Step by Step 移植作業系統」、或是「快快樂樂移植嵌入式作業系統」的文章給您。不過的確有些共通之處。我就在這裡告訴您！