如何选择ARM CPU的操作系统

1、如何选择ARM CPU的操作系统从8位/16位位单片机发展展到以 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARMM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU核为代代表的32位位嵌入式处理理器，嵌入式式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系统将替替代传统的由由手工编制的的监控程序或或调度程序，成成为重要的基基础组件。更更重要的是嵌嵌入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系系统对应用程程序可以起到到屏蔽的作用用，使应用程程序

2、员面向 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操操作系统级开开发应用软件件，并易于在在不同的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARRM核的嵌入入式处理器上上移植。嵌嵌入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系系统都具有一一定的实时性性，易于裁剪剪和伸缩，可可以适合于从从 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM7到XXscalee各种 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARMM H

3、YPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU和各种种档次的应用用，嵌入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操操作系统可以以使用广泛流流行的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARMM开发工具，如如 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM公司的的SDT/AADS和ReealVieew等,也可可以使用开发发软件，如GGCC/GDDB、KDEE或Ecliipe开发环环境，市场上上还有专用的的开发工具，如如Tornaado、mCC/Vi

4、eww、mC/KKA、CODDE/Labb、Metrroworkks等。 本文就目前前国内在 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARRM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU上广泛泛采用的三种种嵌入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作作系统(uCCOS-III、uCLiinux和嵌嵌入式Linnux)作分分析。 uCOS-II嵌入式式实时内核 全世界界数百种设备备已经在使用用uCOS-II，包括括手机、路由由器、不间断断电源、飞行行器、医疗设设备和工业控控制

5、设备。uuCOS-III已经有 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM AARM7TDDMI、 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARRM9和Sttrong HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM等各种种 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU的移植植，支持包含含Atmell、Hyniix、Inttel、Mootorolla、Phiilips、SS

6、amsunng、Shaarp等公司司的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM核的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU。uCCOS-III的移植也相相当容易，与与 HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU相关的的代码包装在在三个文件中中，它们是oos_cpuu.h、oss_cpu_a.asmm和os_ccpu_c.c。 uCOS-II有600多个系统调调用，覆盖任任务、定时器器、信号量、事事件标志、邮邮箱、队列和和内存管理，已已经包含了传传统嵌入式 HYPERL

7、INK /news/listbylabel/label/操作系统 操操作系统内核核(如PSOOS，VRTTX)的功能能，还支持互互斥型信号量量，这是900年代的嵌入入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系统统内核，如VVxWorkks和VRTTXsa才有有的技术。 uCOOS-II因因为是可抢占占的实时内核核，所以uCCOS-III与商业嵌入入式实时内核核在性能上没没有什么差异异，uCOSS-II没有有用户态和内内核态，任务务(线程)或或中断和任务务切换的响应应可以很快，主主要是和 HYPERLINK /news/listbylabel/lab

8、el/ARM ARRM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU相关的的。最新的22.7x版本本还增加了算算法以避免在在移植中修改改堆栈指针,这样可以保保证uCOSS-II在不不同的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPUU上运行更稳稳定，移植更更方便。uCCOS-III目前除了内内核外还有商商业化文件系系统mC/FFS，图形系系统uC/GGUI以及任任务调试工具具uC/KAA和uC/VView，但但是uC/OOS-II自自己目前还没没有TCP/IP协议系系统。 总的来说，uuCOS-III是一个非非常容易学

9、习习，结构简单单，功能完备备和实时性很很强的嵌入式式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系统内核核，适合于各各种嵌入式应应用以及大专专院校教学和和科研。最后后需要说明，uuCOS-III不是免费费软件，任何何人学习使用用uCOS-II需要购购买嵌入式式实时 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系系统uCOSS-II一一书，使用uuCOS-III的产品需需要购买产品品生产授权，购购买了此授权权的还可以得得到开发期间间的技术支持持和升级服务务。 分页uCLiinux HYPERLINK /news/lis

10、tbylabel/label/操作系统 操作作系统 uCLLinux是是Linuxx小型化后，适适合于没有MMMU(内存存管理单元)的微处理器器芯片而裁剪剪成的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系系统，如果 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARMM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU系列中中的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM7TTDMI、 HYPERLINK /news/listbylabel/labe

11、l/ARM AARM9400T等产品希希望使用Liinux HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作作系统，只能能用uCLiinux，当当然，uCLLinux也也支持MottorolaaDraggonballl、Colldfiree等其它中低低端嵌入式处处理器。 uCLiinux保持持了传统Liinux HYPERLINK /news/listbylabel/laabel/操操作系统 操作系统的主主要特性，包包括稳定、强强大的网络和和文件系统的的支持，uCCLinuxx裁剪了大量量的Linuux内核以缩缩小尺寸，适适合象5122k/bRRAM、1MM/

12、bFllash这样样小容量、低低成本的嵌入入式系统。uuCLinuux系统小型型化的另一简简化是采用了了uCLibb库替代Liinux的GGlib库，使使用uCLiib可以大大大减少应用程程序的代码尺尺寸，对于中中小型嵌入式式应用，uCCLib功能能可以满足需需要，所以目目前即使是某某些采用Liinux22.4内核的的嵌入式Liinux系统统也采用uCCLib库的的做法。uCCLinuxx中，由于没没有内存保护护机制，应用用代码一般采采用静态连接接的方式，而而且在uCLLinux中中采用Flaat文件执行行格式(Liinux是CCoff或EElf格式),uCLLinux和和应用代码都都可以支持

13、固固化，存储在在Flashh存储介质中中，不需象LLinux需需要经过一次次Flashh到RAM的的拷贝。所有有这些，使得得uCLinnux更象传传统意义上的的嵌入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作作系统。 uCCLinuxx是由Linnux2.0.38内内核开始移植植的，目前已已经有2.44Linuux支持的一一些移植的版版本，如S33C25000、44B00等 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM芯片，可可以在uCLLinux的的官方网站上上找到这些版版本，uCLLinux近近期主要是在在发展

14、各种22.4.x版版本的移植，以以期跟上Liinux社会会主流的发展展趋势(因为为今后Linnux2.6将开始成成为主流的内内核)。uCLiinux主要要是针对没有有MMU的嵌嵌入式处理器器开发设计，那那么它也失去去了有MMUU所带来的LLinux HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操操作系统的特特色，比如，上上面已经提到到的静态加载载(Linuux支持动态态应用的加载载)，uCLLinux对对内存操作是是直接的物理理内存，这样样，任何程序序的异常都可可能导致内核核崩溃，uCCLinuxx支持多线程程，但需要父父子线程协调调同步，uCCLinuxx的

15、文件系统统相对比较陈陈旧，支持的的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU和参考考设计还比较较少，社区的的发展和维护护也相对缓慢慢。目前uCCLinuxx官方网站还还很少看见象象IBM、IIntel这这样的大型公公司身影，只只有23家家小型的硬件件或方案提供供商，这对于于商业化的产产品开发中采采用是有一定定的风险。 嵌入式式Linuxx HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系统 这里要要讨论的是可可以嵌入在 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM AARM HYPERL

16、INK /news/listbylabel/label/CPU CPU上的，具具有MMU功功能的Linnux HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系系统，也可以以称是嵌入式式Linuxx HYPERLINK n/newss/listtbylabbel/laabel/操操作系统 操作系统。与与微软公司的的软件不一样样，Linuux不是由一一家公司所拥拥有、维护开开发的，Liinux在市市场有多种发发行版本，所所有发行版本本都包含一样样的Linuux内核、基基本工具和应应用，不同的的发行版本主主要是在附加加的工具链、应应用、配置以以及各种内核核补丁上有

17、所所不同。嵌入入式Linuux主要是在在实时性增强强、内核精简简和裁减、支支持多种 HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPPU结构(如如 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU)等方方面做了改进进和提高。分页使用嵌嵌入式Linnux系统有有两种途径： 第一一是用户自己己装配(称为为DIY内核核)，你可以以在g找到全部LLinux代代码，或直接接到 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM AR

18、M HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU的源代代码树下.uk找到所所需要的Liinux版本本的移植，或或者某些半导导体公司，如如三星、Mootorolla在自己的的网站或在自自己的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARMM评估板含有有一个最小LLinux内内核系统。如如果这个最小小内核没有包包含GCC/GDB工具具链，可能还还要到GNUU的网站下载载全部的源代代码，然后再再编译生成所所需要版本的的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM工具链链和应用程序序库，这

19、个过过程是相当耗耗时和困难的的。还需要指指出，这种DDIY内核的的配置，添加加应用和驱动动程序也是不不标准的和复复杂的，这是是嵌入式系统统的特殊性所所在。 第二是选择择一个商业化化的嵌入式LLinux HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操操作系统平台台。商业化的的嵌入式Liinux版本本是针对嵌入入式处理器，如如 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM所优化化设计的，支支持各种半导导体厂家的评评估板和主要要的设备驱动动，商业化的的嵌入式Liinux包含含了文件系统统、应用、实实时性扩展和和技术支持培培训服务

20、，现现今国外著名名的商业化嵌嵌入式Linnux产品有有：MonttaVisttaLinnux、BlluecattLinuux、TimmesysLinuxx、MetrroworkkLinuux、Vliinux和RRedhattLinuux等，国内内也有红旗、中中软、新华嵌嵌入式Linnux。 MonttaVisttaLinnux是MoontaViista软件件公司于19999年推出出的，它是目目前全球优秀秀的嵌入式LLinux HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操操作系统和工工具供应商，MMontaVVista在在嵌入式Liinux的实实时=叉开开发工

21、具、高高可用性、动动态电源管理理等Linuux技术要点点方面具有领领先地位。MMontaVVistaLinuxx最版本是33.1，采用用Linuxx2.4.20，针对对8种 HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPUU系列(包含含 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM和Xsscale)优化定制的的商业化版本本。 选选择象MonntaVisstaLiinux这样样商业化嵌入入式Linuux，可以让让用户把时间间和资金放在在应用软件和和特定的硬件件接口和设备备驱动程序，使使用商业化嵌嵌入式Linnux可以得得到一

22、定时间间(一般是11年)的技术术支持，升级级和培训(这这很重要，因因为Linuux是每天都都在变化的)。商业化嵌入入式Linuux目前除国国内的产品外外，价格还是是很昂贵的，根根据配置和服服务时间，大大约从几千到到几万美元，多多数国内用户户从资金和心心理上还很难难承受，商业业化嵌入式LLinux开开发工具相对对于Micrrosoftt和象Torrnado/VxWorrk的开发工工具，在易于于使用和丰富富性方面还待待于提高和改改进。 同样作为LLinux HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操操作系统，笔笔者推荐使用用带有MMUU的嵌入式LLinux，而

23、而不是mCLLinux，因因为绝大多数数新的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARMM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU都是AAMR9核，它它们都带有MMMU了，无无论是开放源源码的Linnux社区还还是商业化的的嵌入式Liinux公司司的支持和维维护都比mCCLinuxx要好要快和和丰富得多。分页结语 前面我我们对三种在在 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU上较为为流行

24、的嵌入入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系统统作了详细的的分析，在进进入一个总结结之前，笔者者还想提到几几个在国际上上很有名气的的嵌入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作作系统，它们们是WinddRiverr公司的VxxWorkss、ATI的的Nucleeus、iTTron和WWinCE，但但它们在 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARRM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU的应用用不多见，介介绍从略

25、。最后归纳一一下选择一个个合适的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARRM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU的嵌入入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作系统统的几个重要要因素： 第一是应应用。如果你你想开发的嵌嵌入式设备是是一个和网络络应用密切相相关或者就是是一个网络设设备，那么你你应该选择用用嵌入式Liinux或者者uCLinnux，而不不是uC/OOS-II。 第二是是处理器。它它可以适合于于90955%的各种嵌嵌入式系统应应用。当然，你你如果希望

26、更更快的实时响响应，如高速速的A/D转转换需要几个个微秒以内的的中断延时，可可能采用uCC/OS-III是合适的的。当然，你你采用象Vxxworkss这样传统的的嵌入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作作系统也可以以满足这样的的强实时性要要求。 第三是开发发工具。显然然，目前uCC/OS-III、uCLLinux和和嵌入式Liinux的开开发工具与商商业嵌入式 HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操操作系统工具具还有一些差差距，目前在在 HYPERLINK /news/listbylabel/label

27、/ARM ARM HYPERLINK /news/listbylabel/label/CPU CPU上广泛泛流行和使用用的是 HYPERLINK /news/listbylabel/label/ARM ARMM公司SDTT/ADS工工具链，产品品无论在功能能、稳定性和和众多的第三三方厂商支持持方面都很好好，唯一不足足的是缺少对对嵌入式Liinux HYPERLINK /news/listbylabel/label/操作系统 操作作系统的支持持，SDT/ADS的升升级产品ReealVieew计划支持持GCC和嵌嵌入式Linnux，但目目前还没有看看到，uC/OS-III可以使用 HYPERLINK /news