ARM嵌入式Linux系统开发（一）

曾经终败给现在 2021-11-09 02:48 397阅读 0赞

第一章

1.3.2 嵌入式微处理器  
目前主流的嵌入式微处理器都是 32 位的，而单片机多是 8 位 和 16 位。

由于嵌入式微处理器具有强大的处理能力，方便在嵌入式微处理器上开发操作系统，帮助使用嵌入式系统的人 简化开发，提高工作效率，这在单片机上很难实现。

第二章

2.2.1 计算机体系的发展

计算机由 **硬件系统和软件系统** 两大部分组成。按功能 又可以分为 **指令系统、存储系统、输入输出系统** ***等***。  
从存储结构来说，可以把计算机体系分成 **冯诺依曼结构 和 哈佛结构**。

**冯诺依曼结构**：把计算机分成了 运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 5 各部分。  
**哈佛结构**：最大的特点就是把 指令 和 数据 分开存储。在嵌入式系统中，大多数处理器都采用哈佛结构。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>2.2.2 中央处理器</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>2.2.3 存储系统</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2.2.4 总线系统</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2.2.3 输入输出系统</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

2.2.2 中央处理器

CPU 是由 **运算器、控制器、寄存器和内部总线** 组成。在 CPU 之外再加入**总线、存储设备、输入输出设备** 就可以构成一个完整的计算机系统。

一般来说， **工作频率** 越高的CPU **执行指令的速度** 就越快。

决定CPU **处理数据能力** 的是CPU的 **字长**，也称 **位宽**。

缓存 是CPU 中 主要用来 **暂时存储 数据和指令**。 缓存**越大**， CPU的相对 **处理指令的能力** 就 越强。

复杂指令集 CISC  
精简指令集 RISC

2.2.4 总线系统

总线是 CPU 连接 外部设备的通道。包括 数据总线（DataBus）、地址总线（AddressBus）、控制总线（ConteolBus）。嵌入式系统中常见的总线有：IIC、SPI。

2.2.5 输入输出系统

是CPU 与 外部通信的系统。  
常见的有 轮询方式、中断控制方式、DMA方式。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>轮询方式</th> 
   <th>最简单、效率低</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>中断控制方式</strong></td> 
   <td>效率高、但对于 <strong>大量数据的传输</strong> 力不从心</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>DMA方式</strong></td> 
   <td>直接内存访问（Direct Memory Access）、对处理 <strong>大量的数据</strong> 十分有效</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

2.4.1 什么是操作系统  
操作系统是一类特殊的系统软件，管理整个系统的硬件和软件。  
操作系统屏蔽了硬件的底层特性，向应用软件提供了一个统一的接口。对于应用软件来说，不需要知道硬件的具体特性，使用操作系统提供的接口即可完成相应的功能。

2.4.4 几种操作系统的设计思路  
操作系统的基本结构：内核、驱动程序、程序库。内核最关键，最能决定系统的稳定性和效率。

2.4.5 操作系统分类

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>根据 用户角度分类</th> 
   <th></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>多用户操作系统</td> 
   <td>单用户操作系统</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>根据 任务处理角度</th> 
   <th></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>分时系统</td> 
   <td>不同用户的进程按照一定的策略 分别得到 CPU 资源，未能得到资源的用户只能等待。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>实时系统</td> 
   <td>任务是按照优先级和响应时间分配的，在一个设定的响应时间内，任务必须得到响应。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

第三章  
3.3 ARM指令集  
ARM使用 RISC （精简指令集）  
指令集有 4 种：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>算术运算指令</th> 
   <th></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>逻辑运算指令</strong></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>分支指令</strong></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>数据传送指令</strong></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

第四章  
4.1 常见的 嵌入式操作系统

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>VxWorks</th> 
   <th>风和公司开发的高性能 实时 嵌入式操作系统。国内最早在 1996 年引进 VxWorks 系统，主要应用在通信、国防、工业控制、医疗设备领域。应为是商业操作系统，开发和使用成本都非常高。</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>Windows CE</strong></td> 
   <td>主要应用在各种小型设备，列如 掌上电脑、餐厅点餐器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>PalmOS</strong></td> 
   <td>3Com 公司 为掌上电脑 专门设计的 32 位嵌入式操作系统</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>Symbian</strong></td> 
   <td>塞班系统 主要针对手机</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

4.2.4 常见的 嵌入式 Linux 系统

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>RT-Linux</th> 
   <th><strong>强调实时</strong>操作能力</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>uClinux</strong></td> 
   <td>去掉了 传统 Linux 内核的 MMU （内存管理单元）功能（任务调度难度加大。设计精巧，很好处理多任务调度问题。），被许多<strong>小型嵌入式系统</strong> 使用</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>