数据处理——处理16位或32位数据会导致代码长度增加及性能下降问题。
存储器——多数8位或16位系统在程序和数据存储器方面有着64kB的限制。对于要求较大存储器的应用，通常要求页面调度，但这会降低性能、增加代码长度，而且难以调试。
堆栈——多数8位架构的堆栈存储器空间非常有限。
外设——有限的外设寄存器空间（如8051中的SFR）以及8位以上I/O数据的处理要求可能会带来问题。
架构——程序员模型限制，如8051中的有限数据指针（DPTR）。
指令集——指令导致的瓶颈高度依赖于累加器（ACC）和有限的寻址模式选择。
随着低成本 ARM Cortex -M3微控制器的广泛普及，Cortex-M0微控制器也将于今年年底上市，嵌入式设计行业正悄无声息地从8/16位转向32位。那么转向ARM Cortex微控制器有哪些好处？
性能的提升
凭借强大的指令集和存储器寻址模式，Cortex微控制器的性能远远超过8/16位微控制器。其高性能不但支持更加强大的电子产品功能，而且允许微控制器运行于更低的频率，从而降低EMI（电磁干扰）或减少模拟应用中的功率噪声。
图1，Dhrystone处理器运算能力测量基准下的性能比较
Cortex微控制器也可运行于高时钟频率。目前，运行于100MHz以上频率的Cortex-M3产品已经面市。
程序大小
使用Cortex微控制器可以极大地简化应用代码、减少代码长度。8位处理器中的许多指令占用2个或3个字节。而Thumb-2指令在功能上更加强大，多数此类指令占用2个字节。例如，Cortex微控制器堆栈压入和弹出指令可以一次性处理多个寄存器，并可用作返回值。由于寄存器库中有更多的寄存器，与8位微控制器相比，可以减少对临时寄存器存储的堆栈访问频率。在许多应用中，如果从8051微控制器转向Cortex微控制器，程序大小可缩减50%。
位操作
Cortex-M3处理器上定义了2位可寻址存储器区，以便对内部的各单独位进行读或写操作，而此类操作可以用普通的C代码实现。另外，Cortex-M3处理器支持多种位字段操作。结果可以大幅简化程序代码、提高性能。
中断延迟
有些8位/16位微控制器声称，拥有更短的中断延迟。然而，如果看看从中断信号到执行中断服务例程上第一条指令之间的总延迟，则会发现其大体相当。
低功耗
Cortex-M处理器拥有多种节能特性。最近推出的Cortex-M0处理器使这种低功耗特性达到了更高水平。其尺寸比许多16位处理器小，与8位相当。同时，Cortex微控制器的出色性能可延长系统睡眠模式的时间，因为任务执行时间大幅减少了。
还有什么其他好处？
更多的微控制器产品选择：Cortex-M3产品的出货量在不断增加，多家不同微控制器供应商均有供货。
众多的嵌入式操作系统和第三方软件解决方案选择：对于Cortex微控制器，目前已有超过15种嵌入式操作系统和大量的第三方软件解决方案。
更完善的调试功能：Cortex微控制器比8/16位微控制器支持更多的调试功能。另外，Cortex-M3处理器支持指令、数据和事件跟踪功能。
架构一致性：Cortex微控制器产品的出色一致性可增加软件复用率，简化软件移植，提高工具兼容性。
结论
从8位微控制器转向ARM Cortex微控制器不但能够解决8位和16位架构自身局限性带来的诸多问题，同时还可提高系统性能、缩短软件开发时间、缩减程序大小、降低功耗、增加性能余量，从而改善产品的各项特性。由于其成本目前与8位和16位产品相当，所以，转而使用ARM Cortex微控制器是合理的选择。
本文关键字：控制器 嵌入式系统-技术，单片机-工控设备 - 嵌入式系统-技术
