单片机和嵌入式系统linux的区别转自21IC电子网

1、.单片机和嵌入式系统 linux 的区别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表 1128B内部 RAM32 个可编程 IO 引脚两个 16bit 的计数器一个 UART 口最高频率 40MHzSST89E564RD805135-总

2、结资料.64KB Flash7 个定时器3 个 UART种协议的实时编解码-总结资料.图形处理单元视音频接口以太网接口DDR 控制器最高工作频率 400MHz 40SDRAM控制器LCD控制器Camera接口-总结资料.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 的 Flash只有 4K，一个稍微复杂的程序就不止 4K了。SST89E564RD是一种扩展的 51 单片机，它的Flash 达到 64KB，可以外接最多 64KB 的 SRAM。在SST89E564RD 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

3、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 DSP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 控制器这使得可以外接更大的 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

4、的映射)。可以在 S3C2440上运行 Linux 系统，运行更大更复杂的程 序。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-总结资料.后咨询。单的 U USB控制器的 CORTEX-M3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。 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。

5、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-总结资料.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，一开程序使用。举个例子，要驱

6、动一块 LCD，在单片机上的做法是： 首先要了解 LCD 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。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)/* 设置 LCD控制器的控制寄存器 LCDCON15* 1. LCDCON1:* 设置 VCLK的频率：VCLK(Hz) = HCLK/(CLKVAL+1)x2-总结资料.* 选择 LCD类型: TFT LCD* 设置显示模式: 16BPP* 先禁止 LCD信号输出*

7、 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:*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(这需要参考半字(2字节)交换使能具体 LCD的接口信号): 反转*/LCDCON1 =

8、(CLKVAL_TFT_3202408) | (LCDTYPE_TFT5) |(BPPMODE_16BPP1) |(ENVID_DISABLE0);-总结资料.LCDCON2 = (VBPD_32024024) |(LINEVAL_TFT_32024014) | (VFPD_3202406) |(VSPW_320240);LCDCON3 = (HBPD_32024019) |(HOZVAL_TFT_3202408) | (HFPD_320240);LCDCON4 = HSPW_320240;/LCDCON5 = (FORMAT8BPP_56511) | (HSYNC_INV9) |(VSYNC

9、_INV8) | /(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) & 0 x1f;green = (color 10) & 0 x3f;-总结资料.blue = (color 3) & 0 x1f;color = (red 11) | (gree

10、n 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)：/* 320 x240 */-总结资料.static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_lcd_cfg _initdata = .r

11、egs = .lcdcon1 = S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP | S3C2410_LCDCON1_TFT | S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(0 x04),.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) | S3C2410_LCDCON3_HF

12、PD(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,-总结资料.,.gpccon = 0 xaaaa56aa,.gpccon_mask = 0 xffffffff,.gpcup = 0 xffffffff,.

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

14、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。基于操作系统的驱动程序要遵循统一的接

15、口，比如对于不同的芯片的 USB HOST驱动，它们都要向上提供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：-总结资料.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 = HC

16、D_USB11 | 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,-总结资料./* sch

17、eduling support*/.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

18、_port_reset,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 = -总结资料.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 operation

19、s*/.start = ohci_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,-总结资料./* scheduling support*/.get_number = ohci_get_,/* root hub

20、 support*/.hub_status_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, Linux “通用性” LED 驱动程序和 Linux下的 LED 驱动程序的部分代码。单片机 LED 驱动程

21、序：-总结资料.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 /* 加载模式后，执行”cat /proc/devices”命令看到的设备名称 */#define LED_MAJOR 231 /* 主设备号 */* 应用程序执行 ioctl(fd, cmd, arg)时的第 2 个参数 */#define IOC

22、TL_LED_ON 0#define IOCTL_LED_OFF 1/* 用来指定 LED 所用的 GPIO 引脚 */-总结资料.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,;/* 应用程序对设备文件/de

23、v/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) -总结资料.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 1s3c2410_gpio_setpin(led_tablearg, 1);return 0;default:return -EINVAL;/* 这个结构是字符设备驱动程序的核心* 当应用