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ARM 概述
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ARM 概述 1.1 ARM－Advanced RISC Machines 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公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司,作为知识产权供应商,本身不直接从事芯片生产,靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片,世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前,全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权,因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持,又使整个系统成本降低,使产品更容易进入市场被消费者所接受,更具有竞争力。 1.2 ARM微处理器的应用领域及特点 1.2.1 ARM微处理器的应用领域 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32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。 1.2.2 ARM微处理器的特点 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; 1.3 ARM微处理器系列 ARM微处理器目前包括下面几个系列,以及其它厂商基于ARM体系结构的处理器,除了具有ARM体系结构的共同特点以外,每一个系列的ARM微处理器都有各自的特点和应用领域。 － ARM7系列 － ARM9系列 － ARM9E系列 － ARM10E系列 － SecurCore系列 － Inter的Xscale － Inter的StrongARM 其中,ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10为4个通用处理器系列,每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。 以下我们来详细了解一下各种处理器的特点及应用领域。 1.3.1 ARM7微处理器系列 ARM7系列微处理器为低功耗的32位RISC处理器,最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用。ARM7微处理器系列具有如下特点： － 具有嵌入式ICE－RT逻辑,调试开发方便。 － 极低的功耗,适合对功耗要求较高的应用,如便携式产品。 － 能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。 － 代码密度高并兼容16位的Thumb指令集。 － 对操作系统的支持广泛,包括Windows CE、Linux、Palm OS等。 － 指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容,便于用户的产品升级换代。 － 主频最高可达130MIPS,高速的运算处理能力能胜任绝大多数的复杂应用。 ARM7系列微处理器的主要应用领域为：工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。 ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、 ARM720T、ARM7EJ。其中,ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器,属低端ARM处理器核。TDMI的基本含义为： T： 支持16为压缩指令集Thumb; D： 支持片上Debug; M：内嵌硬件乘法器（Multiplier） I： 嵌入式ICE,支持片上断点和调试点; 1.3.2 ARM9微处理器系列 ARM9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。具有以下特点： － 5级整数流水线,指令执行效率更高。 － 提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。 － 支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。 － 支持32位的高速AMBA总线接口。 － 全性能的MMU,支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。 － MPU支持实时操作系统。 － 支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力。 ARM9系列微处理器主要应用于无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、数字照相机和数字摄像机等。 ARM9系列微处理器包含ARM920T、ARM922T和ARM940T三种类型,以适用于不同的应用场合。 1.3.3 ARM9E微处理器系列 ARM9E系列微处理器为可综合处理器,使用单一的处理器内核提供了微控制器、DSP、Java应用系统的解决方案,极大的减少了芯片的面积和系统的复杂程度。ARM9E系列微处理器提供了增强的DSP处理能力,很适合于那些需要同时使用DSP和微控制器的应用场合。 ARM9E系列微处理器的主要特点如下： － 支持DSP指令集,适合于需要高速数字信号处理的场合。 － 5级整数流水线,指令执行效率更高。 － 支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。 － 支持32位的高速AMBA总线接口。 － 支持VFP9浮点处理协处理器。 － 全性能的MMU,支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。 － MPU支持实时操作系统。 － 支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力。 － 主频最高可达300MIPS。 ARM9系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、存储设备和网络设备等领域。 ARM9E系列微处理器包含ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM966E-S三种类型,以适用于不同的应用场合。 1.3.4 ARM10E微处理器系列 ARM10E系列微处理器具有高性能、低功耗的特点,由于采用了新的体系结构,与同等的ARM9器件相比较,在同样的时钟频率下,性能提高了近50％,同时,ARM10E系列微处理器采用了两种先进的节能方式,使其功耗极低。 ARM10E系列微处理器的主要特点如下： － 支持DSP指令集,适合于需要高速数字信号处理的场合。 － 6级整数流水线,指令执行效率更高。 － 支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。 － 支持32位的高速AMBA总线接口。 － 支持VFP10浮点处理协处理器。 － 全性能的MMU,支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。 － 支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力 － 主频最高可达400MIPS。 － 内嵌并行读/写操作部件。 ARM10E系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、通信和信息系统等领域。 ARM10E系列微处理器包含ARM1020E、ARM1022E和ARM1026EJ-S三种类型,以适用于不同的应用场合。 1.3.5 SecurCore微处理器系列 SecurCore系列微处理器专为安全需要而设计,提供了完善的32位RISC技术的安全解决方案,因此,SecurCore系列微处理器除了具有ARM体系结构的低功耗、高性能的特点外,还具有其独特的优势,即提供了对安全解决方案的支持。 SecurCore系列微处理器除了具有ARM体系结构各种主要特点外,还在系统安全方面具有如下的特点： － 带有灵活的保护单元,以确保操作系统和应用数据的安全。 － 采用软内核技术,防止外部对其进行扫描探测。 － 可集成用户自己的安全特性和其他协处理器。 SecurCore系列微处理器主要应用于一些对安全性要求较高的应用产品及应用系统,如电子商务、电子政务、电子银行业务、网络和认证系统等领域。 SecurCore系列微处理器包含SecurCore SC100、SecurCore SC110、SecurCore SC200和SecurCore SC210四种类型,以适用于不同的应用场合。 1.3.6 StrongARM微处理器系列 Inter StrongARM SA-1100处理器是采用ARM体系结构高度集成的32位RISC微处理器。它融合了Inter公司的设计和处理技术以及ARM体系结构的电源效率,采用在软件上兼容ARMv4体系结构、同时采用具有Intel技术优点的体系结构。 Intel StrongARM处理器是便携式通讯产品和消费类电子产品的理想选择,已成功应用于多家公司的掌上电脑系列产品。 1.3.7 Xscale处理器 Xscale 处理器是基于ARMv5TE体系结构的解决方案,是一款全性能、高性价比、低功耗的处理器。它支持16位的Thumb指令和DSP指令集,已使用在数字移动电话、个人数字助理和网络产品等场合。 Xscale 处理器是Inter目前主要推广的一款ARM微处理器。 1.4 ARM微处理器结构 1.4.1 RISC体系结构 传统的CISC（Complex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机）结构有其固有的缺点,即随着计算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集,为支持这些新增的指令,计算机的体系结构会越来越复杂,然而,在CISC指令集的各种指令中,其使用频率却相差悬殊,大约有20％的指令会被反复使用,占整个程序代码的80％。而余下的80％的指令却不经常使用,在程序设计中只占20％,显然,这种结构是不太合理的。 基于以上的不合理性,1979年美国加州大学伯克利分校提出了RISC（Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机）的概念,RISC并非只是简单地去减少指令,而是把着眼点放在了如何使计算机的结构更加简单合理地提高运算速度上。RISC结构优先选取使用频最高的简单指令,避免复杂指令;将指令长度固定,指令格式和寻地方式种类减少;以控制逻辑为主,不用或少用微码控制等措施来达到上述目的。 到目前为止,RISC体系结构也还没有严格的定义,一般认为,RISC体系结构应具有如下特点： － 采用固定长度的指令格式,指令归整、简单、基本寻址方式有2～3种。 － 使用单周期指令,便于流水线操作执行。 － 大量使用寄存器,数据处理指令只对寄存器进行操作,只有加载/ 存储指令可以访问存储器,以提高指令的执行效率。 除此以外,ARM体系结构还采用了一些特别的技术,在保证高性能的前提下尽量缩小芯片的面积,并降低功耗： － 所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行,从而提高指令的执行效率。 － 可用加载/存储指令批量传输数据,以提高数据的传输效率。 － 可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理。 － 在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。 当然,和CISC架构相比较,尽管RISC架构有上述的优点,但决不能认为RISC架构就可以取代CISC架构,事实上,RISC和CISC各有优势,而且界限并不那么明显。现代的CPU往往采用CISC的外围,内部加入了RISC的特性,如超长指令集CPU就是融合了RISC和CISC的优势,成为未来的CPU发展方向之一。 1.4.2 ARM微处理器的寄存器结构 ARM处理器共有37个寄存器,被分为若干个组（BANK）,这些寄存器包括： － 31个通用寄存器,包括程序计数器（PC指针）,均为32位的寄存器。 － 6个状态寄存器,用以标识CPU的工作状态及程序的运行状态,均为32位,目前只使用了其中的一部分。 同时,ARM处理器又有7种不同的处理器模式,在每一种处理器模式下均有一组相应的寄存器与之对应。即在任意一种处理器模式下,可访问的寄存器包括15个通用寄存器（R0～R14）、一至二个状态寄存器和程序计数器。在所有的寄存器中,有些是在7种处理器模式下共用的同一个物理寄存器,而有些寄存器则是在不同的处理器模式下有不同的物理寄存器。 关于ARM处理器的寄存器结构,在后面的相关章节将会详细描述。 1.4.3 ARM微处理器的指令结构 ARM微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集：ARM指令集和Thumb指令集。其中,ARM指令为32位的长度,Thumb指令为16位长度。Thumb指令集为ARM指令集的功能子集,但与等价的ARM代码相比较,可节省30％～40％以上的存储空间,同时具备32位代码的所有优点。 关于ARM处理器的指令结构,在后面的相关章节将会详细描述。 1.5 ARM微处理器的应用选型 鉴于ARM微处理器的众多优点,随着国内外嵌入式应用领域的逐步发展,ARM微处理器必然会获得广泛的重视和应用。但是,由于ARM微处理器有多达十几种的内核结构,几十个芯片生产厂家,以及千变万化的内部功能配置组合,给开发人员在选择方案时带来一定的困难,所以,对ARM芯片做一些对比研究是十分必要的。 以下从应用的角度出发,对在选择ARM微处理器时所应考虑的主要问题做一些简要的探讨。 ARM微处理器内核的选择 从前面所介绍的内容可知,ARM微处理器包含一系列的内核结构,以适应不同的应用领域,用户如果希望使� |
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ARM的希望:两种嵌入式操作系统的比较 ARM的希望:两种嵌入式操作系统的比较 摘 要: 嵌入式操作系统是嵌入式系统应用的核心。本文通过对两种典型的开源嵌入式操作系统的对比,分析和总结了嵌入式操作系统应用中的若干问题,归纳了嵌入式操作系统的选型依据。 关键词: 嵌入式;操作系统;mC/OS;mClinux 引言 随着现代计算机技术的飞速发展和互联网技术的广泛应用,从PC时代过渡到了以个人数字助理、手持个人电脑和信息家电为代表的3C(计算机、通信、消费电子)一体的后PC时代。后PC时代里,嵌入式系统扮演了越来越重要的角色,被广泛应用于信息电器、移动计算机设备、网络设备和工控仿真等领域。嵌入式系统的开发也成为近年IT行业的技术热点。 完成简单功能的嵌入式系统一般不需要操作系统,如以前许多MCS51系列单片机组成的小系统就只是利用软件实现简单的控制环路。但是随着所谓后PC时代的来临,嵌入式系统设计日趋复杂,嵌入式操作系统就必不可少了。 一般而言,嵌入式操作系统不同于一般意义的计算机操作系统,它有占用空间小、执行效率高、方便进行个性化定制和软件要求固化存储等特点。 从八十年代起,国际上就有一些IT组织、公司,开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发。这其中涌现了一些著名的嵌入式系统,如Microsoft公司的WinCE和WindRiverSystem公司的VxWorks就分别是非实时和实时嵌入式操作系统的代表。但是商用产品的造价都十分昂贵,用于一般用途会提高产品成本从而失去竞争力。 mC/OS和uClinux操作系统是两种性能优良源码公开且被广泛应用的的免费嵌入式操作系统,可以作为研究实时操作系统和非实时操作系统的典范。本文通过对mC/OS和mClinux的对比,分析和总结了嵌入式操作系统应用中的若干重要问题,归纳了嵌入式系统开发中操作系统的选型依据。 两种开源嵌入式操作系统介绍 mC/OS和mClinux操作系统,是当前得到广泛应用的两种免费且公开源码的嵌入式操作系统。mC/OS适合小型控制系统,具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点,最小内核可编译至2k。mClinux则是继承标准Linux的优良特性,针对嵌入式处理器的特点设计的一种操作系统,具有内嵌网络协议、支持多种文件系统,开发者可利用标准Linux先验知识等优势。其编译后目标文件可控制在几百K量级。 mC/OS是一种免费公开源代码、结构小巧、具有可剥夺实时内核的实时操作系统。其内核提供任务调度与管理、时间管理、任务间同步与通信、内存管理和中断服务等功能。 mClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本。mClinux是Micro-Conrol-Linux的缩写。同标准Linux相比,它集成了标准Linux操作系统的稳定性、强大网络功能和出色的文件系统等主要优点。但是由于没有MMU(内存管理单元),其多任务的实现需要一定技巧。 两种嵌入式操作系统主要性能比较 嵌入式操作系统是嵌入式系统软硬件资源的控制中心,它以尽量合理的有效方法组织多个用户共享嵌入式系统的各种资源。其中用户指的是系统程序之上的所有软件。所谓合理有效的方法,指的就是操作系统如何协调并充分利用硬件资源来实现多任务。复杂的操作系统都支持文件系统,方便组织文件并易于对其规范化操作。 嵌入式操作系统还有一个特点就是针对不同的平台,系统不是直接可用的,一般需要经过针对专门平台的移植操作系统才能正常工作。 进程调度、文件系统支持和系统移植是在嵌入式操作系统实际应用中最常见的问题,下文就从这几个角度入手对mC/OS和mClinux进行分析比较。 进程调度 任务调度主要是协调任务对计算机系统内资源(如内存、I/O设备、CPU)的争夺使用。进程调度又称为CPU调度,其根本任务是按照某种原则为处于就绪状态的进程分配CPU。由于嵌入式系统中内存和I/O设备一般都和CPU同时归属于某进程,所以任务调度和进程调度概念相近,很多场合不加区分,下文中提到的任务其实就是进程的概念。 进程调度可分为“剥夺型调度”和“非剥夺型调度”两种基本方式。所谓“非剥夺型调度”是指：一旦某个进程被调度执行,则该进程一直执行下去直至该进程结束,或由于某种原因自行放弃CPU进入等待状态,才将CPU重新分配给其他进程。所谓“剥夺型调度”是指：一旦就绪状态中出现优先权更高的进程,或者运行的进程已用满了规定的时间片时,便立即剥夺当前进程的运行(将其放回就绪状态),把CPU分配给其他进程。 作为实时操作系统,mC/OS是采用的可剥夺型实时多任务内核。可剥夺型的实时内核在任何时候都运行就绪了的最高优先级的任务。mC/OS中最多可以支持64个任务,分别对应优先级0~63,其中0为最高优先级。调度工作的内容可以分为两部分：最高优先级任务的寻找和任务切换。 其最高优先级任务的寻找是通过建立就绪任务表来实现的。mC/OS中的每一个任务都有独立的堆栈空间,并有一个称为任务控制块TCB(Task Control Block)数据结构,其中第一个成员变量就是保存的任务堆栈指针。任务调度模块首先用变量OSTCBHighRdy记录当前最高级就绪任务的TCB地址,然后调用OS_TASK_SW()函数来进行任务切换。 mClinux的进程调度沿用了Linux的传统,系统每隔一定时间挂起进程,同时系统产生快速和周期性的时钟计时中断,并通过调度函数(定时器处理函数)决定进程什么时候拥有它的时间片。然后进行相关进程切换,这是通过父进程调用fork函数生成子进程来实现的。 mClinux系统fork调用完成后,要么子进程代替父进程执行(此时父进程已经sleep),直到子进程调用exit退出;要么调用exec执行一个新的进程,这个时候产生可执行文件的加载,即使这个进程只是父进程的拷贝,这个过程也不可避免。当子进程执行exit或exec后,子进程使用wakeup把父进程唤醒,使父进程继续往下执行。 mClinux由于没有MMU管理存储器,其对内存的访问是直接的,所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。操作系统队内存空间没有保护,各个进程实际上共享一个运行空间。这就需要实现多进程时进行数据保护,也导致了用户程序使用的空间可能占用到系统内核空间,这些问题在编程时都需要多加注意,否则容易导致系统崩溃。 由上述分析可以得知,mC/OS内核是针对实时系统的要求设计实现的,相对简单,可以满足较高的实时性要求。而mClinux则在结构上继承了标准Linux的多任务实现方式,仅针对嵌入式处理器特点进行改良。其要实现实时性效果则需要使系统在实时内核的控制下运行,RT-Linux就是可以实现这一个功能的一种实时内核。 文件系统 所谓文件系统是指负责存取和管理文件信息的机构,也可以说是负责文件的建立、撤销、组织、读写、修改、复制及对文件管理所需要的资源(如目录表、存储介质等)实施管理的软件部分。 mC/OS是面向中小型嵌入式系统的,如果包含全部功能(信号量、消息邮箱、消息队列及相关函数),编译后的mC/OS内核仅有6~10KB,所以系统本身并没有对文件系统的支持。但是mC/OS具有良好的扩展性能,如果需要的话也可自行加入文件系统的内容。 mClinux则是继承了Linux完善的文件系统性能。其采用的是romfs文件系统,这种文件系统相对于一般的ext2文件系统要求更少的空间。空间的节约来自于两个方面,首先内核支持romfs文件系统比支持ext2文件系统需要更少的代码,其次romfs文件系统相对简单,在建立文件系统超级块(superblock)需要更少的存储空间。Romfs文件系统不支持动态擦写保存,对于系统需要动态保存的数据采用虚拟ram盘的方法进行处理(ram盘将采用ext2文件系统)。 mClinux还继承了Linux网络操作系统的优势,可以很方便的支持网络文件系统且内嵌TCP/IP协议,这为mClinux开发网络接入设备提供了便利。 由两种操作系统对文件系统的支持可知,在复杂的需要较多文件处理的嵌入式系统中mClinux是一个不错的选择。而mC/OS则主要适合一些控制系统。 操作系统的移植 嵌入式操作系统移植的目的是指使操作系统能在某个微处理器或微控制器上运行。mC/OS和mClinux都是源码公开的操作系统,且其结构化设计便于把与处理器相关的部分分离出来,所以被移植到新的处理器上是可能的。 以下对两种系统的移植分别予以说明。 (1)mC/OS的移植 要移植mC/OS,目标处理器必须满足以下要求; ·处理器的C编译器能产生可重入代码,且用C语言就可以打开和关闭中断; ·处理器支持中断,并能产生定时中断; ·处理器支持足够的RAM(几K字节),作为多任务环境下的任务堆栈; ·处理器有将堆栈指针和其他CPU寄存器读出和存储到堆栈或内存中的指令。 在理解了处理器和C编译器的技术细节后,mC/OS的移植只需要修改与处理器相关的代码就可以了。具体有如下内容： ·OS_CPU.H中需要设置一个常量来标识堆栈增长方向; ·OS_CPU.H中需要声明几个用于开关中断和任务切换的宏; ·OS_CPU.H中需要针对具体处理器的字长重新定义一系列数据类型; ·OS_CPU_A.ASM需要改写4个汇编语言的函数; ·OS_CPU_C.C需要用C语言编写6个简单函数; ·修改主头文件INCLUDE.H,将上面的三个文件和其他自己的头文件加入。 (2)mClinux的移植 由于mClinux其实是Linux针对嵌入式系统的一种改良,其结构比较复杂,相对mC/OS,mClinux的移植也复杂得多。一般而言要移植mClinux,目标处理器除了应满足上述mC/OS应满足的条件外,还需要具有足够容量(几百K字节以上)外部ROM和RAM。 mClinux的移植大致可以分为3个层次： ·结构层次的移植,如果待移植处理器的结构不同于任何已经支持的处理器结构,则需要修改linux/arch目录下相关处理器结构的文件。虽然mClinux内核代码的大部分是独立于处理器和其体系结构的,但是其最低级的代码也是特定于各个系统的。这主要表现在它们的中断处理上下文、内存映射的维护、任务上下文和初始化过程都是独特的。这些例行程序位于linux/arch/目录下。由于Linux所支持体系结构的种类繁多,所以对一个新型的体系,其低级例程可以模仿与其相似的体系例程编写。 ·平台层次的移植,如果待移植处理器是某种mClinux已支持体系的分支处理器,则需要在相关体系结构目录下建立相应目录并编写相应代码。如MC68EZ328就是基于无MMU的m68k内核的。此时的移植需要创建linux/arch/m68knommu/platform/ MC68EZ328目录并在其下编写跟踪程序(实现用户程序到内核函数的接口等功能)、中断控制调度程序和向量初始化程序等。 ·板级移植,如果你所用处理器已被mClinux支持的话,就只需要板级移植了。板级移植需要在linux/arch/?platform/中建立一个相应板的目录,再在其中建立相应的启动代码crt0_rom.s或crt0_ram.s和链接描述文档rom.ld或ram.ld就可以了。板级移植还包括驱动程序的编写和环境变量设置等内容。 结语 通过对mC/OS和mClinux的比较,可以看出这两种操作系统在应用方面各有优劣。mC/OS占用空间少,执行效率高,实时性能优良,且针对新处理器的移植相对简单。mClinux则占用空间相对较大,实时性能一般,针对新处理器的移植相对复杂。但是,mCLinux具有对多种文件系统的支持能力、内嵌了TCP/IP协议,可以借鉴Linux丰富的资源,对一些复杂的应用,mClinux具有相当优势。例如CISCO公司的 2500/3000/4000 路由器就是基于mClinux操作系统开发的。 总之,操作系统的选择是由嵌入式系统的需求决定的。简单的说就是,小型控制系统可充分利用mC/OS小巧且实时性强的优势,如果开发PDA和互联网连接终端等较为复杂的系统则mClinux是不错的选择。 欢迎进入老古开发网论坛对ARM的希望:两种嵌入式操作系统的比较进行讨论 [ARM设计] 相关文章: ARM处理器及物理IP超过750MHz 简介: ARM公司宣布了一项具有突破性高性能的ARM1176JZF-STM处理器的实现，通过使用ARM® Artisan® AdvantageTM单元库及内存，这一处理器的频率在90纳米代工厂工艺下超过了750MHz，芯片面积却仅为2.4平方毫米。这一性能的显著提升得益于协作设计、先进的物理IP以及处理器技术的共同贡献。最优化后的实现为现有的应用及操作系统带来了业界领先的超过920 Dhrystone MIPS的性能表现，而不需要任何昂贵的软件再设计或再编译费用。 |
3楼2006-12-15 07:48:08
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ARM的开发步骤 ARM的开发步骤 发布时间:2005年11月22日 点击次数:2015 来源: 作者: 详细内容: ． 做个最小系统板：如果你从没有做过ARM的开发,建议你一开始不要贪大求全,把所有的应用都做好,因为ARM的启动方式和dsp或单片机有所不同,往往会遇到各种问题,所以建议先布一个仅有Flash,SRAM或SDRAM、CPU、JTAG、和复位信号的小系统板,留出扩展接口。使最小系统能够正常运行,你的任务就完成了一半,好在ARM的外围接口基本都是标准接口,如果你已有这些硬件的布线经验,这对你来讲是一件很容易的事情。 2． 写启动代码,根据硬件地址先写一个能够启动的小代码,包括以下部分： 初始化端口,屏蔽中断,把程序拷贝到SRAM中;完成代码的重映射;配置中断句柄,连接到C语言入口。也许你看到给你的一些示例程序当中,bootloader会有很多东西,但是不要被这些复杂的程序所困扰,因为你不是做开发板的,你的任务就是做段小程序,让你的应用程序能够运行下去 3． 仔细研究你所用的芯片的资料,尽管ARM在内核上兼容,但每家芯片都有自己的特色,编写程序时必须考虑这些问题。尤其是女孩子,在这儿千万别有依赖心理,总想拿别人的示例程序修改,却越改越乱。 4． 多看一些操作系统程序,在ARM的应用开放源代码的程序很多,要想提高自己,就要多看别人的程序,linux,uc/os-II等等这些都是很好的原 码。 6.如果你是作硬件,每个厂家基本上都有针对该芯片的DEMO板原理图。先将原理图消化。这样你以后做设计时,对资源的分配心中有数。器件的DATSHEET一定要好好消化。 7.如果做软件最好对操作系统的机理要有所了解。当然这对软件工程师来说是小菜一碟。但如果是硬件出身的就有点费劲。 问：做最小系统板是2层还是4层好？ 答：只有AT91可以用两层板,其他的最少4层;44b0的地和电源处理好也可用两层板; 谈四层板和33欧电阻： 选用四层板不仅是电源和地的问题,高速数字电路对走线的阻抗有要求,二层板不好控制阻抗。33欧电阻一般加在驱动器端,也是起阻抗匹配作用的;布线时要先布数据地址线,和需要保证的高速线; 在高频的时候,PCB板上的走线都要看成传输线。传输线有其特征阻抗,学过传输线理论的都知道,当传输线上某处出现阻抗突变(不匹配)时,信号通过就会发生反射,反射对原信号造成干扰,严重时就会影响电路的正常工作。采用四层板时,通常外层走信号线,中间两层分别为电源和地平面,这样一方面隔离了两个信号层,更重要的是外层的走线与它们所靠近的平面形成称为“微带”(microstrip) 的传输线,它的阻抗比较固定,而且可以计算。对于两层板就比较难以做到这样。这种传输线阻抗主要于走线的宽度、到参考平面的距离、敷铜的厚度以及介电材料的特性有关,有许多现成的公式和程序可供计算。 33欧电阻通常串连放在驱动的一端(其实不一定33欧,从几欧到五、六十欧都有,视电路具体情况) ,其作用是与发送器的输出阻抗串连后与走线的阻抗匹配,使反射回来(假设解收端阻抗没有匹配) 的信号不会再次反射回去(吸收掉),这样接收端的信号就不会受到影响。接收端也可以作匹配,例如采用电阻并联,但在数字系统比较少用,因为比较麻烦,而且很多时候是一发多收,如地址总线,不如源端匹配易做。 这里梭说的高频,不一定是时钟频率很高的电路,是不是高频不止看频率,更重要是看信号的上升下降时间。通常可以用上升(或下降) 时间估计电路的频率,一般取上升时间倒数的一半,比如如果上升时间是1ns,那么它的倒数是1000MHz,也就是说在设计电路是要按500MHz的频带来考虑。有时候要故意减慢边缘时间,许多高速IC其驱动器的输出斜率是可调的. |
2楼2006-12-15 07:47:46
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