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嵌入式学习步骤(2)

嵌入式学习步骤(2)

[小知识] 目前嵌入式处理器常见的有ARMPowerPCMIPSMotorola 68KColdFire (冷火)等,但ARM占据了绝对主流(有资料说手机中几乎90%都是ARM处理器)。ARM是一个只卖知识产权的公司,目前获得购买了ARM CPU核授权许可的大公司很多,包括IntelSamsungAmstelMotorolaPhilip等,他们都在ARM CPU核的基础上进行了一些外围扩展,形成自己的处理器(如Samsung S3C2410Motorola i.MXL9328等处理器都是采用ARM 9内核,指令一级是相同的)。而众多中小公司又购买了这些处理器,设计了各种各样的开发板,如华恒等国内很多著名嵌入式公司都生产基于SamsungS3C2410的开发板,供最终用户使用或供教学实验。在ARM这个食物链上,ARM公司是大鱼,IntelSamsung等公司是小鱼,而华恒等则是虾米,最终用户(我们这些要采购嵌入式开发板的)则是喂虾米的。Intel早期生产的是低端ARM(Strong ARM,相当于ARM 7),现在转向主要生产高端ARM(Intel Xscale处理器,属于ARMv5家族,主要用在高端PDA,HPDELL生产的PDA都采用Intel Xscale,价格较高)。目前应用最多的是ARM 7ARM 9两类处理器。 ARM 7较便宜,可跑uclinux(是一个不支持高级内存管理功能的嵌入式Linux系统统)、Vxworksuc/os II等实时操作系统,但因处理器不带内存管理单元MMU(无内存分页和地址映射机制,所以不能使用虚拟内存),所以不能跑Windows CE,另外通用Linux中的某些内存管理功能也不能用在ARM 7上。ARM 9大都是一个带MMU功能的高端处理器,可跑WinCE或通用Linux的大多数功能。ARM7ARM9的区别是在与体系结构上,前者是冯·诺伊曼结
构,后者是哈佛结构——指令和数据总线是分开的。以上是我的一点了解,可能有不对的地方。我们学院有十几套ARM 7开发系统(采用Samsung S3C44b0x开发板,主要用于嵌入式处理器结构、实时操作系统等课程实验用),ARM 9的系统好象也已经到了(采用的芯片我不知道也没去问),还有以前的十几套MPC860开发板(听说价格都很贵,很容易损坏),同学应爱护使用和珍惜这样
的实验机会。


(2) 嵌入式操作系统类课程

除了WinCE的实时性稍差外,大多数嵌入式操作系统的实时性都很强,所以也可称为实时操作系统Real Time Operating System.从事嵌入式的人至少须掌握一个嵌入式操作系统,这在嵌入式的所有技术中是最为关键的了。目前最重要的RTOS主要包括:

第一类、传统的经典RTOS:最主要的便是Vxworks操作系统,以及其Tornado开发平台。Vxworks因出现稍早,实时性很强(据说可在1ms内响应外部事件请求),并且内核可极微(据说最小可8K),可靠性较高等,所以在北美,Vxworks占据了嵌入式系统的多半
疆山。特别是在通信设备等实时性要求较高的系统中,几乎非Vxworks莫属。Vxworks的很多概念和技术都和Linux很类似,主要是C语言开发。像Bell- alcatelLucent、华为等通信企业在开发产品时,Vxworks用得很多。但Vxworks因价格很高,所以一些小公司或小产品中往往用不
起。目前很多公司都在往嵌入式Linux转(听说华为目前正在这样转)。但无论如何,Vxworks在一段长时间内仍是不可动摇的。与Vxworks类似
的稍有名的实时操作系统还有pSOSQNXNucleusRTOS

第二类、嵌入式Linux操作系统:Linux的前途除作为服务器操作系统外,最成功的便是在嵌入式领域的应用,原因当然是免费、开源、支持软件多、呼拥者众,这样嵌入式产品成本会低。Linux本身不是一个为嵌入式设计的操作系统,不是微内核的,并且实时性不强。

目前应用在嵌入式领域的Linux系统主要有两种:

一种是专为嵌入式设计的已被裁减过的Linux系统,最常用的是uClinux(不带MMU功能),目前占较大应用份额,可在ARM7上跑;另一种是跑在 ARM 9上的,一般是将Linux2.4.18内核移植在其上,可使用更多的Linux功能(当然uClinux更可跑在ARM 9上)。很多人预测,嵌入式Linux预计将占嵌入式操作系统的50%以上份额,非常重要。缺点是熟悉Linux的人太少,开发难度稍大。另外,目前我们
能发现很多教材和很多大学都以ucOS/II为教学用实时操作系统,这主要是由于ucOS/II较简单,且开源,非常适合入门者学习实时操作系统原理,但
由于ucOS/II功能有限,实用用得较少。况且熟悉了Linux开发,不仅在嵌入式领域有用,对开发Linux应用软件,对加深操作系统的认识也有帮
助,可谓一举多得。据我所知,目前IntelPhilip都在大搞ARM+LINUX的嵌入式开发,Fujitum则是在自己的处理器上大搞Linux 开发。目前在嵌入式Linux领域,以下几个方面的人特别难找,一是能将Linux移植到某个新型号的开发版上;二是能写Linux驱动程序的人;三是熟悉Linux内核裁减和优化的人。不过LINUX有一个硬伤,就是没有WINDOWS那样的友好方便美观

的交互界面,不然微软帝国早就守不住了。

第三类、 Windows CE嵌入式操作系统:Microsoft也看准了嵌入式的巨大市场,MS永远是最厉害的,WinCE出来只有几年时间,但目前已占据了很大市场份额,特别是在PDA、手机、显示仪表等界面要求较高或者要求快速开发的场合,WinCE目前已很流行(据说有一家卖工控机的公司板子卖得太好,以至来不及为客户裁减WinCE)。WinCE目前主要为4.2版(.NET),开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用,由于WinCE开发都是大家熟悉的VC++环境,所以我院学过Windows程序设计课程的同
学都不会有多大难度,这也是WinCE容易被人们接受的原因,开发环境方便快速,微软的强大技术支持,WinCE开发难度远低于嵌入式Linux。对于急于完成,不想拿嵌入式Linux冒险的开发场合,WinCE是最合适了(找嵌入式Linux的人可没那么好找的),毕竟公司不能像学生学习那样试试看,保证开发成功更重要。根据不同的侧重点,WinCE还有两个特殊版本,一个是MS PocketPC操作系统专用于PDA上(掌上电脑),
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