单片机与嵌入式区别

1、单片机和嵌入式系统linux的区别圈随着嵌入式行业硬件平台的性能增强，项目需求和功能日益复杂，ARM公司推出的CORTEX-M3 ,更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择，本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计 及维护的成本等各个方面给您提供一个参考，并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 2.1.驱动开发的区别 2.2.应用程序开发的区别1 .单片机与ARM等新处理器的价格比较型号架构资源价格（元）AT89S518051最局频率33MHz4KB Flash128B

2、内部 RAM32个可编程IO引脚两个16bit 的计数器一个 UART 口4SST89E564RD8051最局频率40MHz64KB Flash1KB内部RAM32个可编程IO引脚三个16bit 的计数器一个 UART 口一个SPI接口35STM32F103CORTEX-M3最高频率72MHz64KB 或 128BK Flash20KB SRAM80个可编程IO引脚2 个 12bit 的 ADC7通道DMA控制器标准调试口（SWD和JTAG）7个定时器USB 接口2个I2C接口3 个 UART2个SPI接口21HI3510ARM9+DSP 双核最高工作频率240MHz80视频处理单元，支持多种

3、协议的实时编解码图形处理单元视首频接口以太网接口DDR控制器USB、UART、IrDA、I2C 、SPI、GPIO等多种外设接口S3C2440ARM9最高工作频率400MHzSDRAM控制器LCD控制器4通道DMA控制器3 个 UART2 个 SPI1个I2C接口IIS音频接口SD HOST 接口2个USB接口8 个 10bit ADC摄像头接口Camera 接口40从表1里面各种芯片的资源，大概就可以猜知它们的应用场合。51单片机通常被用来做一些比较简单的控制，比如采集信号、驱动一些开关。 AT89S51的Flash只有4K, 一个稍微复杂的程序就不止 4K 了。SS T89E564RD 是

4、一种扩展的 51单片机，它的 Flash 达至I 64KB,可以外接最多 64KB的SRAM。在SST89 E564RD上的程序可以写得更复杂一些，但是它对外的接口也比较少。CORTEX-M3系列的处理器，对外接口极其丰富，这使得它的应用面更广，但是限于它的Flash、内存还是比较小，一般不在上面运行操作系统，它算是一个性能非常突出的单片机。HI3510是海思半导体公司的一款用于监控设备的芯片，一般上面运行Linux系统，通过摄像头采集数据、编码，然后通过网络传输。另一端接收到数据之后，再解码。在上面运行的程序非常复杂，有漂亮的图片 界面、触摸屏控制、数据库等等。对声音图像的编解码更是用到DS

5、P核。S3C2440是一款通用的芯片，它与高级单片机 STM32F103相比，多了存储控制器和 NAND控制器一这 使得可以外接更大的 Flash、更大的内存；多了内存管理单元 （MMU）-这使得它可以进行地址映身（虚拟 地址、物理地址之间的映射）。可以在S3C2440上运行Linux 系统，运行更大更复杂的程序。在具体工作中，怎么选择这些芯片呢？ 一句话：成本！进行任何产品的开发都要考虑性价比，一切应该从成本”出发。成本不仅包括芯片的价格，也包括整个系统的硬件、软件设计及维护的难易。芯片价格可以在电子市场问到，也可以在上找到有卖这种芯片的柜台，然后电话咨询。基于不同的应用，处理器和其他外设的

6、选择是要统一考虑的，如果要实现一个简单的U 盘读写功能，那么可以选择带USB 控制器的CORTEX-M3 芯片，也可以选择8051 外接一个USB 控制器比如SL811 ，就看哪种方案成本更低。进行芯片选型时，必须基于整个系统来考虑。员工的偏好和知识结构也是一个很重要的因素，如果他对ATMEL 的芯片比较熟，他就不会倾向于三星；如果他不会Linux 等操作系统，那么选型时就不会有操作系统的概念。选择自己不熟悉的芯片和技术，最后的成本也可能更高。2 . 带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别用通俗的话来说，一个处理芯片不运行操作系统，我们就把它称为单片机，而单片机编程就是写裸板程序，这个程序直

7、接在板子上运行；相对的，另一种程序就是基于操作系统的程序，说得简单点就是，这种程序可以通过统一的接口调用“ 别人写好的代码”，在 “别人的基础上”更快更方便地实现自己的功能。2.1. 驱动开发的区别驱动开发的区别我总结有两点：能否借用、是否通用。2.1.1 能否借用基于操作系统的软件资源非常丰富，你要写一个Linux 设备驱动时，首先在网上找找，如果有直接拿来用；其次是找到类似的，在它的基础上进行修改；如果实在没有，就要研究设备手册，从零写起。而不带操作系统的驱动开发，一开始就要深入了解设备手册，从零开始为它构造运行环境，实现各种函数以供应用程 序使用。举个例子，要驱动一块LCD,在单片机上的

8、做法是： 首先要了解LCD 的规格，弄清楚怎么设置各个寄存器，比如设置LCD 的时钟、分辨率、象素 划出一块内存给LCD 使用 编写一个函数，实现在指定坐标描点。比如根据x、 y 坐标在这块内存里找到这个象素对应的小区域，填入数据。基于操作系统时，我们首先是找到类似的驱动，弄清楚驱动结构，找到要修改的地方进行修改。下面是单片机操作LCD 的代码： 初始化：void Tft_Lcd_Init(int type)/* * * 1. LCDCON1:设置 LCD 控制器的控制寄存器LCDCON15设置 VCLK 的频率：VCLK(Hz) = HCLK/(CLKVAL+1)x2选择 LCD 类型 :

9、TFT LCD设置显示模式: 16BPP先禁止 LCD 信号输出* 2. LCDCON2/3/4:设置控制信号的时间参数* 设置分辨率，即行数及列数* 现在，可以根据公式计算出显示器的频率：* 当HCLK=100MHz时，* Rate = 1/(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LIINEVAL+1)+(VFPD+1)x(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)x2x(CLKVAL+1)/(HCLK)= 60Hz* 3. LCDCON5:*反转*设置显示模式为16BPP 时的数据格式: 5:6:5设置HSYNC、VSYNC脉冲的极性(这需要参考具体LCD的接口

10、信号):半字 (2 字节 ) 交换使能*/LCDCON1 = (CLKVAL_TFT_3202408) | (LCDTYPE_TFT5) | (BPPMODE_16BPP1) | (ENVID_DISABLE0);LCDCON2 = (VBPD_32024024) | (LINEVAL_TFT_32024014) | (VFPD_3202406) | (VSPW_320240);LCDCON3 = (HBPD_32024019) | (HOZVAL_TFT_3202408) | (HFPD_ 320240);LCDCON4 = HSPW_320240;/ LCDCON5 = (FORMAT8B

11、PP_56511) | (HSYNC_INV9) | (VSYNC_IN V8) | /(HWSWP1);LCDCON5 = (FORMAT8BPP_56511) | (HSYNC_INV9) | (VSYNC_INV8) | (VDEN_INV 6) | (HWSWP22) 1);LCDSADDR2 = LOWER21BITS(LCDBUFFER+ (LINEVAL_TFT_320240+1)*(HOZVAL_TFT_320240+1)*2)1);LCDSADDR3 = (0 19) & 0x1f;green = (color 10) & 0x3f;blue = (color 3) & 0x

12、1f;color = (red 11) | (green 5) | blue; /格式 5:6:5*addr = (UINT16) color; break;case 8:UINT8 *addr = (UINT8 *)fb_base_addr + (y * xsize + x);*addr = (UINT8) color;break; default:break; 下面是在Linux 的 LCD 驱动里修改的地方(archarmmach-s3c2440mach-smdk2440.c)/* 320x240 */static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_

13、lcd_cfg _initdata = .regs = .lcdcon1 = S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP | S3C2410_LCDCON1_TFT | S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(0x04),.lcdcon2 = S3C2410_LCDCON2_VBPD(1) | S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(239) | S3C2410_LCDCON2_VFPD(5) | S3C2410_LCDCON2_VSPW(1),.lcdcon3 = S3C2410_LCDCON3_HBPD(36) | S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(319)

14、 | S3C2410_LCDCON3_HFPD(19),.lcdcon4 = S3C2410_LCDCON4_MVAL(13) | S3C2410_LCDCON4_HSPW(5),.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |S3C2410_LCDCON5_INVV |S3C2410_LCDCON5_INVVDEN |S3C2410_LCDCON5_PWREN |S3C2410_LCDCON5_HWSWP,.gpccon = 0xaaaa56aa,.gpccon_mask = 0xffffffff,.gpcup = 0

15、xffffffff,.gpcup_mask = 0xffffffff,.gpdcon = 0xaaaaaaaa,.gpdcon_mask = 0xffffffff,.gpdup = 0xffffffff,.gpdup_mask = 0xffffffff,.fixed_syncs = 1,.type = S3C2410_LCDCON1_TFT,.width = 320,.height = 240,.xres = .min = 320,.max = 320,.defval = 320,.yres = .max = 240,.min = 240,.defval = 240,.bpp = .min =

16、 16,.max = 16,.defval = 16,;这并不表示代码Linux 的驱动程序就比单片机的驱动程序好写，怎么在几万个文件中找到要修改的代码，这也是需要艰苦的学习的。基于操作系统的驱动开发，既要懂得芯片的具体操作，也要理解操作系统的软件结构。2.1.2 是否通用有些单片机厂家也给客户提供了大量的驱动程序，比如USB HOST 驱动程序，这可以让客户很容易就可以在它的上面编写程序读写U 盘。但是客户写的这些程序，只能在这种芯片、这个驱动程序上使用；更换另一种芯片后，即使芯片公司也提供了驱动程序，但是接口绝对不一样，客户又得重新编写应用程序。USB HOST 驱动，它们都要向上提供基于

17、操作系统的驱动程序要遵循统一的接口，比如对于不同的芯片的一个相同的数据结构，在里面实现了各自的USB 操作。下面是 S3C2410/S3C2440 的 USB 驱动向上层提供的数据结构：static const struct hc_driver ohci_s3c2410_hc_driver = .deion = hcd_name,.product_desc = S3C24XX OHCI,.hcd_priv_size = sizeof(struct ohci_hcd),/* generic hardware linkage* /.irq = ohci_irq,.flags = HCD_USB11

18、 | HCD_MEMORY,/* basic lifecycle operations* /.start = ohci_s3c2410_start,.stop = ohci_stop,.shutdown = ohci_shutdown,/* managing i/o requests and associated device resources* /.urb_enqueue = ohci_urb_enqueue,.urb_dequeue = ohci_urb_dequeue,.endpoint_disable = ohci_endpoint_disable,/* scheduling sup

19、port* /.get_number = ohci_get_,/* root hub support* /.hub_status_data = ohci_s3c2410_hub_status_data,.hub_control = ohci_s3c2410_hub_control,.hub_irq_enable = ohci_rhsc_enable,#ifdef CONFIG_PM.bus_suspend = ohci_bus_suspend,.bus_resume = ohci_bus_resume,#endif.start_port_reset = ohci_start_port_rese

20、t,;下面是ATMEL公司的ARM芯片的USB驱动向上层提供的数据结构:/*/static const struct hc_driver ohci_at91_hc_driver = .deion = hcd_name,.product_desc = AT91 OHCI,.hcd_priv_size = sizeof(struct ohci_hcd),/* generic hardware linkage* /.irq = ohci_irq,.flags = HCD_USB11 | HCD_MEMORY,/* basic lifecycle operations* /.start = ohci_

21、at91_start,.stop = ohci_stop,.shutdown = ohci_shutdown,/* managing i/o requests and associated device resources*/.urb_enqueue = ohci_urb_enqueue,.urb_dequeue = ohci_urb_dequeue,.endpoint_disable = ohci_endpoint_disable,/* scheduling support* /.get_number = ohci_get_,/* root hub support* /.hub_status

22、_data = ohci_hub_status_data,.hub_control = ohci_hub_control,.hub_irq_enable = ohci_rhsc_enable,#ifdef CONFIG_PM.bus_suspend = ohci_bus_suspend,.bus_resume = ohci_bus_resume,#endif.start_port_reset = ohci_start_port_reset, ;基于通用性，即使是你自己写的 Linux 驱动，简单到只是点亮一个 LED,基于通用性”，这个驱动也要向上提供统一的接口。下面是单片机LED 驱动程序和

23、Linux 下的 LED 驱动程序的部分代码。单片机 LED 驱动程序：void led_init(void)GPBCON = GPB5_out; / 将LED对应的GPB5引脚设为输出void led_on(void)GPBDAT &= (15);void led_off(void)GPBDAT |= (15);Linux 的 LED 驱动程序：#define DEVICE_NAME leds /*的设备名称*/#define LED_MAJOR 231 /*加载模式后，执行” cat /proc/devices ” 命令看到主设备号*/* 应用程序执行ioctl(fd, cmd, arg)

24、#define IOCTL_LED_ON 0#define IOCTL_LED_OFF 1时的第 2 个参数 */* 用来指定LED 所用的 GPIO 引脚 */static unsigned long led_table = S3C2410_GPB5,S3C2410_GPB6,S3C2410_GPB7,S3C2410_GPB8,;/* 用来指定GPIO 引脚的功能：输出*/static unsigned int led_cfg_table = S3C2410_GPB5_OUTP,S3C2410_GPB6_OUTP,S3C2410_GPB7_OUTP,S3C2410_GPB8_OUTP,;/*

25、 应用程序对设备文件/dev/leds 执行 open(.) 时，* 就会调用s3c24xx_leds_open 函数* /static int s3c24xx_leds_open(struct inode *inode, struct file *file)int i;for (i = 0; i 4) return -EINVAL;switch(cmd) case IOCTL_LED_ON:/设置指定引脚的输出电平为0s3c2410_gpio_setpin(led_tablearg, 0);return 0;case IOCTL_LED_OFF:/设置指定引脚的输出电平为1 s3c2410_gpio_setpin(led_tabl