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ARM嵌入式系统的问题总结分析

来源:    作者:    发布时间:2014-12-16 10:26:06    浏览量:

  ARM通过近20年的培育、发展,得到了广泛的第三方合作伙伴支持。目前,除通用编译器GCC,ARM有自己的高效编译、调试环境(MDK、Keil),全球约有50家以上的实时操作系统(RTOS)软件厂商和30家以上的EDA工具制造商,还有很多高效率的实时跟踪调试工具的厂商,对ARM提供了很好的支持。用户采用ARM处理器开发产品,既可以获得广泛的支持,也便于和同行交流,加快开发进度,缩短产品的上市时间。

  2.4 完整的产品线和发展规划

  ARM核根据不同应用需求对处理器的性能要求,有一个从ARM7、ARM9到ARM10、ARM11,以及新定义的CortexM/R/A系列完整的产品线。前几年应用较多的主要是基于V4架构的ARM7TDMI、ARM720T、ARM920T核的一些处理器芯片,如NXP的LPC2000系列、ST的STR7/9系列、Atmel 的AT91系列和Samsung的S3C系列。近两年,ARM Cortex系列以更好的性能、更低的价格得到快速推广,典型的就是基于CortexM3的STM32系列。

  ARM CortexM/R/A系列分别针对不同的应用领域。M系列主要面向传统微控制器(MCU/单片机)应用,这类应用面很广,要求处理器有丰富的外设,并且各方面比较均衡;R系列强调实时性,主要用于实时控制,如汽车引擎;A系列面向高性能、低功耗应用系统,如智能手机。选用ARM处理器进行开发,技术积累性较强,生命周期长,设计重用度高,不易被淘汰。用户在选择ARM处理器时,可以针对应用需求,从大量的ARM芯片中选用满足性能、功能要求的产品,以获得较好的性价比。

  3 ARM嵌入式系统的软件

  由于嵌入式系统的差异性很大,对不同的应用需求,必须选择不同的软件设计方法、开发平台和系统工具。

  对于一些不需要复杂图形用户界面、通信协议和复杂文件操作(如同时打开多个文件)的应用,如果选用Cor贴片电感texM3核的处理器就已可以满足要求,任务数不多,任务之间的关系也不复杂,则不一定需塑封电感要移植复杂的操作系统。这样一方面可以降低系统硬件开销,也可以获得更好的实时性和执行速度。不过,这样的软件开发方法需要开发人员有较好的程序设计思想,对所用器件有深入的了解,并掌握其编程控制方法。若引入一个简单的操作系统,如μC/OS,可以简化程序结构,但开发者最好熟悉其内核结构,并有使用经验,否则可能会需要更多的系统开发、调试时间。

  如果选择了带存储器管理单元(MMU)的ARM处理器(如ARM920T、CortexA8等),这种应用系统根据应用、实时性、开发环境等色码电感器因素,移植一个功能较强的操作系统一般情况下会比较合适,如Linux、WinCE,甚至新的Android等。这种系统的开发难度主要是在OS的移植以及硬件驱动程序的开发上。当这二步工作完成后,主要的软件开发工作已和在PC机上开发没有多大区别,可以按照一般的软件工程方法来进行,要注意的只是与ARM硬件平台相关的软件优化问题。

  由于嵌入式系统硬件资源的有限性,嵌入式软件与其他应用软件的主要区别,在于嵌入式软件要有较高的效率,包括执行速度和存储空间,尽管这二者经常是相互矛盾的。目前一般要求更多的是速度优化。要编写出高效的ARM程序,需要开发人员熟悉ARM的体系结构,包括内核结构、指令系统、Cache与存储器结构等,还要有好的程序设计思想,以及对一些常用函数、算法的深刻理解。这个过程也是ARM系统开发从低级到高级的进阶之路。

  目前,由于应用系统越来越复杂,嵌入式软件的移植性模压电感和重用性也得到了人们的高度重视,因为它直接影响到嵌入式软件的开发效率和质量。选择一种通用的开发环境和高级编程语言,使开发的嵌入式软件可以方共模电感器便地移植到不同的硬件平台,是实现软件重用的基础。目前在ARM嵌入式系统开发中,ARM RealView、Keil以及IAR的EWARM是较好的开发平台,C/C++语言是应用最广泛的编程语言,并具有广泛的库函数、程序支持,在今后很长一段时间内,仍将在嵌入式系统应用领域中占重要地位。

  4 嵌入式系统的教学

  如今,嵌入式系统作为一个热门领域,其教学问题也颇受高校的关注。教学的主要目的是培养社会需要的人,由于嵌入式系统的广泛性、差异性,社会对从事嵌入系统开发人员的要求也有很大的不同,既需要从事简单8/16位单片机开发的人员,也需要从事ARM、DSP开发的人员;既要有从事硬件、底层软件开发的人员,也要有从事OS移植、应用软件开发的人员。由于整个大学学习时间和课程教学时数的限制,一个人显然不可能学习、掌握嵌入系统开发的各个层面。所以,各个学校首先应根据自身情况,明确定位,确定自己培养学生的社会适应面,然后再制定教学大纲,确定课程内容和实验平台。对于高职、普通高校的电类与非电类专业、软件学院等,都应该有不同的选择,而不是人云亦云,一哄而上。

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