新手向！對ARM和嵌入式Linux的認(rèn)識和理解

技術(shù)小白

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)分為硬件部分和軟件部分：
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硬件部分：

1、ARM介紹
嵌入式產(chǎn)品硬件，主要是一塊以（ARM、 DSP、 FPGA）為核心的開發(fā)板。根據(jù)不同的需求，配置不同的外設(shè)，因?yàn)榍度胧疆a(chǎn)品是為特定應(yīng)用而生的，所以利用這些嵌入式芯片可以開發(fā)出很多產(chǎn)品；ARM是一款嵌入式芯片，往往說到ARM是指內(nèi)核是ARM的，一般內(nèi)核部分會加上cache ram rom等構(gòu)成cpu,在此基礎(chǔ)上其余部分都叫外設(shè)，外設(shè)和cpu通過總線連接，常見外設(shè)有：usb,lcd，keyboard,uart,gpio,iic總線等控制器,類似的還有DSP、FPGA都是內(nèi)核+外設(shè)構(gòu)成一個硬件板子。簡單來講，嵌入式硬件就是內(nèi)核+外設(shè)。

2、嵌入式硬件開發(fā)
硬件開發(fā)，主要流程是1需求分析：確定要做什么系統(tǒng)，系統(tǒng)會涉及到那些模塊，相應(yīng)模塊分別對應(yīng)什么設(shè)備；2選型：選擇合適的芯片和外設(shè)，先看有沒有類似的產(chǎn)品，選擇比較成熟的產(chǎn)品作為開發(fā)基礎(chǔ)，加快開發(fā)效率；3進(jìn)入開發(fā)階段。

軟件部分：

1、Linux介紹
linux最大特點(diǎn)就是開源，內(nèi)核代碼全部開放，這就可以讓我們自己根據(jù)需求定制自己的操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)主要功能就是管理片上所有資源，任務(wù)調(diào)度，為應(yīng)用程序運(yùn)行服務(wù)的。

2、軟件開發(fā)
嵌入式軟件開發(fā)，包括基于操作系統(tǒng)之上的應(yīng)用程序開發(fā)，和操作系統(tǒng)內(nèi)核的驅(qū)動開發(fā)（驅(qū)動屬于內(nèi)核的一部分）。嵌入式軟件部分編程，就是在pc機(jī)上編寫代碼，最后下載到板子上執(zhí)行。

嵌入式技能描述：

1、開發(fā)環(huán)境搭建：嵌入式開發(fā)需要交叉開發(fā)環(huán)境，因?yàn)槲覀兙幋a工作都在pc上完成，運(yùn)行在pc上的是基于x86體系的，在arm上運(yùn)行需要編譯成特定代碼，運(yùn)用交叉編譯器編譯。其中包括1u-boot/vivi（相當(dāng)于BIOS）的移植，這種bootloader是嚴(yán)重依賴于硬件，所以不同板子有不同配置，一般都根據(jù)板子進(jìn)行配置修改；2內(nèi)核裁剪，內(nèi)核是一個很龐大的體系，支持很多服務(wù)，而我們需求可能只有幾種，為了減小嵌入式產(chǎn)品資源開銷，內(nèi)核都進(jìn)行裁剪（驅(qū)動加入或者刪除）；3根文件系統(tǒng)制作，應(yīng)用程序是基于文件系統(tǒng)之上的，有了內(nèi)核必須要有文件系統(tǒng)才能運(yùn)行應(yīng)用程序。

2、應(yīng)用程序開發(fā)：主要是用C語言或者C++按需求開發(fā)代碼，最后交叉編譯，下載到板子運(yùn)行。開發(fā)環(huán)境Qt，vim編輯器；交叉編譯器arm-linux-gcc；

3、Makefile編寫：代碼編寫后，要寫一個Makefile來編譯源代碼，Makefile就是按照規(guī)則運(yùn)行g(shù)cc命令，最終生成可執(zhí)行文件，類似于批處理或者說是批編譯。

4、設(shè)備驅(qū)動開發(fā)：驅(qū)動是根據(jù)特定硬件的，要根據(jù)硬件廠商提供的datasheet進(jìn)行編寫，基本上是編寫fileoperation里面的函數(shù)（open、close、read、write、ioctrl等），最后將設(shè)備驅(qū)動加載進(jìn)內(nèi)核（通過建立設(shè)備節(jié)點(diǎn)讓操作系統(tǒng)知道這個設(shè)備）。

5、基于板子外設(shè)的軟件開發(fā)：嵌入式ARM最強(qiáng)大的功能是控制能力，類似于早期的單片機(jī)，但是比單片機(jī)要有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，支持操作系統(tǒng)，更多外設(shè)；

這種軟件開發(fā)就是通過編程，根據(jù)硬件datasheet，讓ARM控制硬件的控制器完成各種硬件的協(xié)調(diào)工作。（比如板子上一個引腳接上lcd，讓這個引腳對應(yīng)地址內(nèi)容為1就可以點(diǎn)亮這個lcd

6、熟悉電子線路基本知識：模電，數(shù)電，高頻電子，信號處理。

7、熟悉基于linux的socket網(wǎng)絡(luò)編程。

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