单片机和嵌入式系统linux的区别

●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1

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。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http://www.ic.net.cn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，在单片机上的做法是：

① 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
② 划出一块内存给LCD使用
③ 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：

① 初始化：

void Tft_Lcd_Init(int type)
｛

LCDCON1 = (CLKVAL_TFT_320240<<8) | (LCDTYPE_TFT<<5) |
(BPPMODE_16BPP<<1) | (ENVID_DISABLE<<0);
LCDCON2 = (VBPD_320240<<24) | (LINEVAL_TFT_320240<<14) |
(VFPD_320240<<6) | (VSPW_320240);
LCDCON3 = (HBPD_320240<<19) | (HOZVAL_TFT_320240<<8) | (HFPD_320240);
LCDCON4 = HSPW_320240;
//LCDCON5 = (FORMAT8BPP_565<<11) | (HSYNC_INV<<9) | (VSYNC_INV<<8) |
//(HWSWP<<1);
LCDCON5 = (FORMAT8BPP_565<<11) | (HSYNC_INV<<9) | (VSYNC_INV<<8) | (VDEN_INV << 6) |
(HWSWP<<0);

LCDSADDR1 = ((LCDBUFFER>>22)<<21) | LOWER21BITS(LCDBUFFER>>1);
LCDSADDR2 = LOWER21BITS((LCDBUFFER+
(LINEVAL_TFT_320240+1)*(HOZVAL_TFT_320240+1)*2)>>1);
LCDSADDR3 = (0<<11) | (LCD_XSIZE_TFT_320240*2/2);

TPAL = 0;

fb_base_addr = LCDBUFFER;
bpp = 16;
xsize = 320;
ysize = 240;
｝

② 描点：

void PutPixel(UINT32 x, UINT32 y, UINT32 color)
{
UINT8 red,green,blue;

switch (bpp){
case 16:
{
UINT16 *addr = (UINT16 *)fb_base_addr + (y * xsize + x);
red = (color >> 19) & 0x1f;
green = (color >> 10) & 0x3f;
blue = (color >> 3) & 0x1f;
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)：

static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_lcd_cfg __initdata = {
.regs = {
.lcdcon1 = S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP |
S3C2410_LCDCON1_TFT |
S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(0x04),

.lcdcon2 = S3C2410_LCDCON2_VBPD(1) |
S3C2410_LCDCON2_LINeval_r(239) |
S3C2410_LCDCON2_VFPD(5) |
S3C2410_LCDCON2_VSPW(1),

.lcdcon3 = S3C2410_LCDCON3_HBPD(36) |
S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(319) |
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 = 0xffffffff,
.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,
.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。