隨著ARM處理器的流行，為(wei) 了使更多工程師了解ARM傅立葉撰寫(xie) 了係列開發文章，主要解決(jue) 什麽(me) 是ARM,ARM在產(chan) 品項目中的開發流程，LINUX,WINCE,VXWORKS等操作係統在ARM處理器上的應用等內(nei) 容。希望對初學者有所幫助。

1．嵌入式係統概述

應該肯定地講我們(men) 每一位都已經使用過嵌入式係統有關(guan) 的產(chan) 品，嵌入式係統已經深入到我們(men) 生活的每一個(ge) 角落。他所涉及的領域廣泛到我們(men) 的想象力能及的任何地方。嵌入式係統是相對桌麵係統來講的，凡是帶有微處理器的專(zhuan) 用軟硬件係統都可以稱為(wei) 嵌入式係統。作為(wei) 係統核心的微處理器又包括三類：微控製器(MCU)、數字信號處理器(DSP)、嵌入式微處理器(MPU)。嵌入式比較準確一個(ge) 定義(yi) 如下：係統以應用為(wei) 中心、以計算機技術為(wei) 基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用係統對功能、可靠性、成本、體(ti) 積、功耗嚴(yan) 格要求的專(zhuan) 用計算機係統。

嵌入式係統的應用和組成

嵌入式係統就是可精簡計算機係統，現在一個(ge) ARM7的處理器比一個(ge) 486還要快，可以掛很多設備並且價(jia) 格很低。嵌入式技術目的就是在不適宜用工控機的場合替代pc係統，而對於(yu) 很多場合工控機的很多功能沒有用處而用戶必須要付出成本，嵌入式係統解決(jue) 了這個(ge) 問題，兼顧功能而又節省成本把不需要的設備裁減掉。 嵌入式係統無處不在，他的核心是處理器。包括單片機也是嵌入式處理器的一種，在實際應用中不同等級的處理器應用方向也不同。

嵌入式微處理器的應用對比表：

為(wei) 什麽(me) 要用位處理器？隨著電子設備日新月異的發展，電子設備功能越來越完備，無論軍(jun) 品、工業(ye) 品還是民品設計理念都越來越人性化。很簡單的講，您家裏空調、電視、DVD每樣設備都單獨使用一台遙控器，我們(men) 是否能夠把他們(men) 幾合一呢？豈不是更加方便？管理這麽(me) 一堆設備從(cong) 軟件上來講肯定是複雜的多了，從(cong) 硬件方麵當然也需要功能更加強大、功耗極低、價(jia) 格更廉價(jia) 的處理器來支持，32位的ARM處理器能夠輕鬆完成以上需求。在您所涉及的產(chan) 品領域中肯定還有更多的類似需要強大軟件硬件支持的改進項目。隨著社會(hui) 的進步人們(men) 的生活需要更加智能化的產(chan) 品，32位處理器必然會(hui) 進入到我們(men) 的生活。各種不同位數的嵌入式處理器的應用層麵也有很明顯的區別，越高位的嵌入式係統微處理器數據處理的運算性能和及其產(chan) 品附加價(jia) 值也就越高。
繼產(chan) 業(ye) 之後，嵌入式係統領域顯然已經成為(wei) 另一種科學，也由於(yu) 網絡與(yu) 通訊的高速進步，帶動了信息家電，信息工業(ye) 的潮流，嵌入式係統已經成為(wei) 不可或缺的生活必需品。他的發展方向將是功能越來越強大，綜合數字處理能力、管理能力、控製能力、通訊能力為(wei) 一體(ti) 的係統。概括總結為(wei) 高性能、高集成度的係統將是嵌入式係統的發展方向。
什麽(me) 是ARM? 32位嵌入式處理器中有ARMM-COREARM（Advanced RISC Machines）是微處理器行業(ye) 的一家知名企業(ye) ，設計了大量高性能、廉價(jia) 、耗能低的RISC處理器、相關(guan) 技術及軟件。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點。適用於(yu) 多種領域，比如嵌入控製、消費/教育類多媒體(ti) 、DSP和移動式應用等。ARM將其技術授權給世界上許多著名的半導體(ti) 、軟件和OEM廠商，每個(ge) 廠商得到的都是一套獨一無二的ARM相關(guan) 技術及服務。利用這種合夥(huo) 關(guan) 係，ARM很快成為(wei) 許多全球性RISC標準的締造者。在嵌入式處理器領域中取得了霸主地位，目前有100多家公司與(yu) ARM簽訂了硬件技術使用許可協議，其中包括Intel、IBM、LG半導體(ti) 、NEC、SONY、菲利浦和國民半導體(ti) 這樣的大公司。至於(yu) 軟件係統的合夥(huo) 人，則包括微軟、升陽和MRI等一係列知名公司。 更多的ARM信息可以訪問

2、ARM嵌入式係統

   ARM公司並不生產(chan) 芯片，他向芯片製造商提供知識產(chan) 權，優(you) 異的體(ti) 係結構和開放的平台，使ARM處理器應用非常廣泛，各大公司都同時投入大量的人力研究ARM內(nei) 核的處理器，這不同於(yu) CPU幾乎由2家公司壟斷生產(chan) ，ARM處理器的選擇範圍非常寬廣，同內(nei) 核可以選擇任意一家廠商的芯片。由於(yu) 多家的支持努力，基於(yu) ARM內(nei) 核的處理器芯片外設非常豐(feng) 富，這個(ge) 用戶帶來了極大的方便，很多情況都可以一個(ge) 芯片就可以完成全部的資源需求。嵌入式操作係統windows ces可支持多種嵌入式處理器，但基於(yu) windows ces的Pocket PC操作係統隻支持ARM處理器。微軟在對SH3、MIPS、ARM等嵌入式處理器做了評估後認為(wei) ，ARM是一種性價(jia) 比較好的選擇。由於(yu) 目前ARM在手持設備市場占有90%以上的份額，隻支持ARM，可以有效地縮短應用程序開發與(yu) 測試的時間，也降低了研發費用。由於(yu) ARM開放其處理器授權，因此，用戶在市場上可以在多家整機廠商中進行選擇，從(cong) 而保證了這一市場的競爭(zheng) 性。
ARM處理器的優(you) 點，ARM處理器本身是位設計，但也配備16位指令集。一般來講存儲(chu) 器比等價(jia) 位代碼節省達％，然而保留了32位係統的所有優(you) 勢。 ARM的Jazelle技術使Java加速得到比基於(yu) 軟件的Java虛擬機(JVM)高得多的性能，和同等的非Java加速核相比功耗降低80％。 CPU功能上增加DSP指令集提供增強的16位和32位算術運算能力，提高了性能和靈活性。ARM內(nei) 核最初是位手持通訊設備設計的，所以他的功耗非常低。

3、ARM產(chan) 品介紹

ARM提供一係列內(nei) 核、體(ti) 係擴展、微處理器和係統芯片方案。由於(yu) 所有產(chan) 品均采用一個(ge) 通用的軟件體(ti) 係，所以相同的軟件可在所有產(chan) 品中運行（理論上如此）。典型的產(chan) 品如下。
　　 CPU內(nei) 核
　　 ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC內(nei) 核，用於(yu) 移動通信。
　　ARM7TDMI(Thumb):這是公司授權用戶最多的一項產(chan) 品，將ARM7指令集同Thumb擴展組合在一起，以減少內(nei) 存容量和係統成本。同時，它還利用嵌入式ICE調試技術來簡化係統設計，並用一個(ge) DSP增強擴展來改進性能。該產(chan) 品的典型用途是數字蜂窩電話和硬盤驅動器。
　　
　　，包括、、和ARM740T:低價(jia) 、低能耗、封裝式常規係統微型處理器，配有高速緩存（Cache）、內(nei) 存管理、寫(xie) 緩衝(chong) 和JTAG。廣泛應用於(yu) 手持式計算、數據通信和消費類多媒體(ti) 。
ARM7優(you) 化用於(yu) 對價(jia) 位和功耗敏感的消費應用的低功耗32位核，非常低的功耗；三段流水線和馮(feng) ·諾依曼結構，提供0.9MIPS/MHz。
:采用5階段管道化ARM9內(nei) 核，同時配備Thumb擴展、調試和Harvard總線。在生產(chan) 工藝相同的情況下，性能可達ARM7TDMI的兩(liang) 倍之多。常用於(yu) 連網和頂置盒。
ARM940T係列低價(jia) 、低能耗、高性能係統微處理器，配有、內(nei) 存管理和寫(xie) 緩衝(chong) 。應用於(yu) 高級引擎管理、保安係統、頂置盒、便攜計算機和高檔打印機。:性能很高、同時滿足常規應用需要的一種微處理器技術，與(yu) DEC聯合研製，後來授權給Intel。SA110處理器、SA1100 PDA係統芯片和SA1500多媒體(ti) 處理器芯片均采用了這一技術。
　 , , ,,,有著高性能和低功耗領先的硬宏單元，5級流水線結構；哈佛結構提供1.1MIPS/MHz。ARM920T和ARM922T內(nei) 置全性能的MMU、指令和數據cache和高速AMBA總線接口。AMBA片上總線是一個(ge) 開放標準，已成為(wei) SoC構建和IP庫開發的事實標準。AMBA先進的高性能總線(AHB)接口現由所有新的ARM核支持，提供開發全綜合設計係統。ARM940T內(nei) 置指令和數據cache、保護單元和高速AMBA總線接口。
　　ARM7500和ARM7500FE:高度集成的單芯片RISC計算機，基於(yu) 一個(ge) 緩存式ARM7 32位內(nei) 核，擁有內(nei) 存和I/O控製器、3個(ge) DMA通道、片上視頻控製器和調色板以及立體(ti) 聲端口;ARM7500FE則增加了一個(ge) 浮點運算單元以及對EDO DRAM的支持。特別適合電視頂置盒和網絡計算機（NC）。
ARM10 ,,,係列是64位AHB指令和數據接口；6級流水線結構；1.25MIPS/MHz；比同等的ARM9器件性能提高50％。添加了兩(liang) 種新的先進的節能方式得到了異常低的耗電。VFP10協處理器完善地依從(cong) ARM10器件提供高性能的浮點解決(jue) 方案 ARM10有三個(ge) 內(nei) 核分別是：, ?, ? 。
ARM11 ,, 這是高效率高性能的CPU,國內(nei) 還沒有產(chan) 品出現。

為(wei) 了更好的理解ARM處理器在嵌入式領域中的具體(ti) 應用位置，我們(men) 有必要研究處理的分類

4．嵌入式係統特點介紹

CPU:功能強大32位機，主頻最高達3G，應用程序完全在操作係統上運行，相應的設備也多，要求海量存儲(chu) 設備，如硬盤。 DSP:運算密集處理器，一般用在快速執行算法，做控製比較困難。為(wei) 了追求高執行效率，不跑操作係統，核心代碼使用匯編。 MCU：微控製器，4位、8位、16位等，處理速度有限，一般在幾個(ge) MIPS，速度受限跑操作係統很吃力。
ARM：32位處理器，可精簡的計算機係統，價(jia) 格很低，逐漸轉入單芯片應用解決(jue) 方案。上可跑操作係統，下可做實時控製使用。
從(cong) 以上分析可以看出，ARM處理器是向2個(ge) 發展方向發展的，一方麵他向高檔快速單片機發展，典型的芯片如三星公司的44b0x,4510飛利浦公司的2104，主要應用領域是簡單的控製方麵。這個(ge) 方麵的發展方向其實非常明確，即高集成度高速度兩(liang) 個(ge) 特點，這樣的設計有利於(yu) 控製產(chan) 品製造綜合成本以及降低項目研發風險，公司的AT91RF40162就是一款集成度非常高的產(chan) 品。在軟件方麵可以采用簡單的嵌入式操作係統如uc-linux,,u-couII等等，也可以像單片機一樣進行直接編程使用。
另外一個(ge) 方麵，ARM處理器向桌麵計算機功能發展，他的功能和使用更像是一台桌麵PC或者更像是一台工控機，具備所有PC機的基本功能。軟件開發方麵從(cong) 表麵上看是複雜的多了，但是從(cong) 實際開發中看是分工更加明確了，這種係統我們(men) 總結了3個(ge) 區別於(yu) 單片機係統的不同點：概念：他類似與(yu) 全功能的PC係統，不是簡單的單片機係統。硬件：帶有虛擬內(nei) 存管理模塊（MMU）尋址範圍得到擴展可以接硬盤這樣的海量存儲(chu) 設備。硬件設計相對麻煩，高速設備較多如DDR高速內(nei) 存，USB2.0接口，總線速度可以采用133M，266M>等。 軟件：由於(yu) 有MMU,所以可以完全跑在複雜嵌入式操作係統上如win ce,linux等等。需要BSP底層軟件支持，類似於(yu) PC機的Bioses，需要操作係統的支持。基於(yu) 操作係統編寫(xie) 應用程序非常方便。我公司發展方向重點將會(hui) 放在複雜嵌入式應用解決(jue) 方案。

5．嵌入式係統構成

嵌入式係統是由軟件硬件構成的，結構如下：

硬件平台
HW 板極支持軟件庫 BSP
操作係統 OS
設備驅動程序 DRIVER
應用程序 PROGRAM
可以看出如果在實際應用中完成整個(ge) 開發流程是非常痛苦的，如果沒有7―12月的研發時間產(chan) 品肯定出不來。計算機的主板，Bioses,操作係統，以及設備驅動程序，等等工作都是有專(zhuan) 業(ye) 的廠家來製作的，如主板顯卡等硬件有華碩微星等廠家，Bioses有AWORD公司，操作係統有微軟。有了這些廠家的存在，我們(men) 搭建係統僅(jin) 僅(jin) 從(cong) 應用程序入手即可。嵌入式係統也一樣，也有很多廠家專(zhuan) 門提供硬件，BSP，操作係統，等等，傅立葉提供了一係列的底層產(chan) 品，您可以直接從(cong) 應用程序著手。

5．結論

嵌入式係統是基於(yu) 計算機技術的強調體(ti) 積、功耗、成本等等綜合因素的精簡計算機係統。ARM處理器是32位嵌入式處理器的一種，他的特點是可移植性強可以在不同廠家相同內(nei) 核的芯片中輕鬆切換、功耗特低、功能強大、低端可以作為(wei) 高級單片機使用、高端功能可以與(yu) PC機媲美！