如何正確選擇ARM控制器和操作系統(tǒng)

       北京地區(qū)工程師對(duì)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)注程度極其之高，從IIC北京站第一天的“嵌入式系統(tǒng)”廠商技術(shù)講座場(chǎng)場(chǎng)爆棚就可見一斑。只在北京站授課的飛利浦半導(dǎo)體公司演講者為與會(huì)工程師帶來了一場(chǎng)題為“從8/16位器件向32位系統(tǒng)過渡”的講座，既然是廠商講座，如意料中的，演講稿不可避免地出現(xiàn)了很多有關(guān)公司產(chǎn)品地介紹，但同時(shí)令人感到驚喜的是，在講座的前半段，演講者（飛利浦中國區(qū)事業(yè)總部多重市場(chǎng)半導(dǎo)體項(xiàng)目經(jīng)理王朋朋）從整個(gè)行業(yè)的角度，幫助聽眾分析了控制器領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)（從8/16位邁向32位的必然性），介紹了32位ARM系統(tǒng)及開發(fā)工具與方法、操作系統(tǒng)的應(yīng)用與選擇，最后“巧妙地”結(jié)合飛利浦半導(dǎo)體自己的產(chǎn)品系列，闡述了如何選擇合適的ARM控制器。 

        很多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)工程師都有使用8或16位MCU器件的經(jīng)歷，可以說8位器件在中國仍是很多開發(fā)者的“最愛”，原因之一就是它們的低價(jià)和易用性。不過32位的大潮已經(jīng)襲來，當(dāng)?shù)蛢r(jià)和易用性也成為32位MCU的特性，一場(chǎng)替代革命由此拉開序幕。王朋朋分析了這其中的推動(dòng)因素：1、如今新應(yīng)用增加了新的功能和新的特性，因而需要集成更多的I/O口和外設(shè)；2、代碼增大需要更多的存儲(chǔ)器（或者說更高的存儲(chǔ)器利用率）；3、低端ARM芯片與中端16位和高端8位MCU的價(jià)格相當(dāng)，并且仍不斷下降；4、ARM使用統(tǒng)一的開發(fā)工具，購買和使用都很方便。對(duì)于第二點(diǎn)，王朋朋解釋說，對(duì)于同一代碼，ARM的RISC特性又使其所需的閃存空間與常用的8位MCU—8051相比要低的多，與其他8位MCU內(nèi)核相差無幾。（如圖1） 
 
 
       也許有人會(huì)爭(zhēng)辯道，8或16位MCU也在集成越來越多的功能和外圍電路，以鞏固自己的市場(chǎng)地位。筆者看來，撇開替代問題不談，ARM內(nèi)核的更高性能已經(jīng)受到越來越多“較復(fù)雜”應(yīng)用開發(fā)者的青睞，而且越來越多的半導(dǎo)體廠商推出了基于這一內(nèi)核的芯片開發(fā)平臺(tái)，因而演講者所總結(jié)的以下一些經(jīng)驗(yàn)非常值得借鑒： 
 
      1． ARM≠RTOS。開發(fā)項(xiàng)目采用ARM控制器后是否一定需要RTOS完全取決于該項(xiàng)目的復(fù)雜度。項(xiàng)目存在以下幾種情況就需要考慮使用RTOS：并行的功能模塊比較多；定時(shí)處理的功能比較多；程序的執(zhí)行需要判斷很多的條件參數(shù)或資源；需要規(guī)劃代碼的優(yōu)先順序；要保證多個(gè)模塊的執(zhí)行時(shí)間。 

      2． RTOS的選擇。首先考慮RTOS的性能，如內(nèi)核實(shí)時(shí)性、任務(wù)切換時(shí)間/調(diào)度機(jī)制和優(yōu)先級(jí)數(shù)、中斷響應(yīng)時(shí)間；其次是軟件組件和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的完備程度、開發(fā)工具易用性、移植性、標(biāo)準(zhǔn)兼容性等。再者就是要考慮技術(shù)支持力度、操作系統(tǒng)發(fā)送形式（源代碼抑或二進(jìn)制代碼）、許可證發(fā)送形式等等。 

     她建議，對(duì)于源代碼開放(uC/OSII、uLinux等)和商業(yè)軟件（OSE、VxWorks）兩個(gè)RTOS陣營，可分別針對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行選擇。（如圖2）

 
       3． 至于如何選擇ARM控制器，所有用于評(píng)估8、16位架構(gòu)的原則這時(shí)也同樣適用，無外乎價(jià)格、內(nèi)存（片上閃存/SRAM大?。?、功能（片上外設(shè)是否滿足系統(tǒng)要求、是否有升級(jí)空間）、功耗（如可選的省電模式）以及性能（速度、效率等）的考慮。