原创 初学者是选ARM7还是ARM9 uCOS还是Linux

　　ARM7系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器ARM7内核是0.9MIPS/MHz的三级流水线和冯·诺伊曼结构；ARM9内核是5级流水线，提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。ARM7没有MMU。

　　ARM7系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T。该系列处理器提供Thumb16位压缩指令集和EmbededICE软件调试方式，适用于更大规模的SoC设计中。ARM7TDMI基于ARM体系结构V4版本，是目前低端的ARM核。

　　ARM7TDMI处理器是ARM通用32位微处理器家族的成员之一。它具有优异的性能，但功耗却很低，使用门的数量也很少。它属于精简指令集计算机（RISC），比复杂指令集计算机（CISC）要简单得多。这样的简化实现了：高的指令吞吐量；出色的实时中断响应;小的、高性价比的处理器宏单元。三级流水线：ARM7TDMI处理器使用流水线来增加处理器指令流的速度。这样可使几个操作同时进行，并使处理和存储器系统连续操作，能提供0.9MIPS/MHz的指令执行速度。ARM7TDMI的流水线分3级，分别为：取指、?译码、?执行。正常操作过程中，在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出。内同时有5个指令在执行。在同样的加工工艺下，ARM9TDMI处理器的时钟频率是ARM7TDMI的1．8～2．2倍。

　　ARM9系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器，主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。

　　ARM9采用哈佛体系结构，指令和数据分属不同的总线，可以并行处理。在流水线上，ARM7是三级流水线，ARM9是五级流水线。由于结构不同，ARM7的执行效率低于ARM9。平时所说的ARM7、ARM9实际上指的是ARM7TDMI、ARM9TDMI软核，这种处理器软核并不带有MMU和cache，不能够运行诸如linux这样的嵌入式操作系统。而ARM公司对这种架构进行了扩展，所以有了ARM710T、ARM720T、ARM920T、ARM922T等带有MMU和cache的处理器内核。

　　（1）时钟频率的提高

　　ARM7处理器采用3级流水线，而ARM9采用5级流水线。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在同样的加工工艺下，ARM9TDMI处理器的时钟频率是ARM7TDMI的1.8～2.2倍。

　　（2）指令周期的改进

　　指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠，这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言，一般来说，性能的提高在30%左右。

　　μC/OS II（Micro-Controller OperaTIng System Two）是一个可以基于ROM运行的、可裁剪的、抢占式、实时多任务内核，具有高度可移植性，特别适合于微处理器和控制器，适合很多商业操作系统性能相当的实时操作系统（RTOS）。为了提供最好的移植性能，μC/OS II最大程度上使用ANSI C语言进行开发，并且已经移植到近40多种处理器体系上，涵盖了从8位到64位各种CPU（包括DSP）。 μC/OS II可以简单的视为一个多任务调度器，在这个任务调度器之上完善并添加了和多任务操作系统相关的系统服务，如信号量、邮箱等。其主要特点有公开源代码，代码结构清晰、明了，注释详尽，组织有条理，可移植性好，可裁剪，可固化。内核属于抢占式，最多可以管理60个任务。从1992年开始，由于高度可靠性、鲁棒性和安全性，μC/OS II已经广泛使用在从照相机到航空电子产品的各种应用中。

　　μC/OS-II实时多任务操作系统内核。它被广泛应用于微处理器、微控制器和数字信号处理器。 μC/OS-II 的前身是μC/OS，最早出自于1992 年美国嵌入式系统专家Jean J.Labrosse 在《嵌入式系统编程》杂志的5 月和6 月刊上刊登的文章连载，并把μC/OS 的源码发布在该杂志的B B S 上。

　　1） 高优先级的任务因为需要某种临界资源，主动请求挂起，让出处理器，此时将调度就绪状态的低优先级任务获得执行，这种调度也称为任务级的上下文切换。

　　2） 高优先级的任务因为时钟节拍到来，在时钟中断的处理程序中，内核发现高优先级任务获得了执行条件（如休眠的时钟到时），则在中断态直接切换到高优先级任务执行。这种调度也称为中断级的上下文切换。 这两种调度方式在μC/OS-II的执行过程中非常普遍，一般来说前者发生在系统服务中，后者发生在时钟中断的服务程序中。 调度工作的内容可以分为两部分：最高优先级任务的寻找和任务切换。其最高优先级任务的寻找是通过建立就绪任务表来实现的。μ C / O S 中的每一个任务都有独立的堆栈空间，并有一个称为任务控制块TCB（Task Control Block）的数据结构，其中第一个成员变量就是保存的任务堆栈指针。任务调度模块首先用变量OSTCBHighRdy 记录当前最高级就绪任务的TCB 地址，然后调用OS_TASK_SW函数来进行任务切换。

　　Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

　　基本思想

　　Linux的基本思想有两点：第一，一切都是文件；第二，每个软件都有确定的用途。其中第一条详细来讲就是系统中的所有都归结为一个文件，包括命令、硬件和软件设备、操作系统、进程等等对于操作系统内核而言，都被视为拥有各自特性或类型的文件。至于说Linux是基于Unix的，很大程度上也是因为这两者的基本思想十分相近。

　　完全免费

　　Linux是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源代码。这是其他的操作系统所做不到的。正是由于这一点，来自全世界的无数程序员参与了Linux的修改、编写工作，程序员可以根据自己的兴趣和灵感对其进行改变，这让Linux吸收了无数程序员的精华，不断壮大。

　　完全兼容POSIX1.0标准

　　这使得可以在Linux下通过相应的模拟器运行常见的DOS、Windows的程序。这为用户从Windows转到Linux奠定了基础。许多用户在考虑使用Linux时，就想到以前在Windows下常见的程序是否能正常运行，这一点就消除了他们的疑虑。

　　多用户、多任务

　　Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响。多任务则是现在电脑最主要的一个特点，Linux可以使多个程序同时并独立地运行。

　　良好的界面

　　Linux同时具有字符界面和图形界面。在字符界面用户可以通过键盘输入相应的指令来进行操作。它同时也提供了类似Windows图形界面的X-Window系统，用户可以使用鼠标对其进行操作。在X-Window环境中就和在Windows中相似，可以说是一个Linux版的Windows。

　　支持多种平台

　　Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。此外Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。2001年1月份发布的Linux 2.4版内核已经能够完全支持Intel 64位芯片架构。同时Linux也支持多处理器技术。多个处理器同时工作，使系统性能大大提高。

　　1.时钟频率的提高

　　虽然ARM7和ARM9内核架构相同，但ARM7处理器采用3级流水线的冯·诺伊曼结构;，而ARM9采用5级流水线的哈佛结构。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在常用的芯片生产工艺下，ARM7一般运行在100MHz左右，而ARM9则至少在200MHz以上。

　　2指令周期的改进

　　指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠，这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言，一般来说，性能的提高在30％左右。

　　3.MMU（内存管理单元）

　　ARM7一般没有MMU（内存管理单元），（ARM720T有MMU）。ARM9一般是有MMU的，ARM9940T只有MPU，不是一个完整的MMU。

　　这一条很重要，MMU单元是大型操作系统必需的硬件支持，如linux;WINCE等。这就是说，ARM7一般只能运行小型的实时系统如UCOS-II，eCOS等，而ARM9无此限制，一般的操作系统都可以移植。其实即使ARM720T能支持LINUX;WINCE等系统，也鲜有人用，因为以ARM7的运行速度跑这种大型操作系统，实在有点吃力。再者两者的应用领域明显不同，也无此必要。

　　4.ARM7比ARM9提供了更好的性能－功耗比。它包含了THUMB指令集快速乘法指令和ICE调试技术的内核。

　　5.在从ARM7到ARM9的平台转变过程中，有一件事情是非常值得庆幸的，即ARM9E能够完全地向后兼容ARM7上的软件；并且开发人员面对的编程模型和架构基础也保持一致。

　　1）明确目的

　　学习为应用。你学ARM准备用在什么地方，如果是一般性控制系统或仅仅用来替换8获16位机，ARM7显然是首选；但如果用在网络通信或大型的音视频处理等，则ARM9较合适。

　　2）自身基础

　　学习ARM的一般有三类人：

　　一是计算机专业的：这类人对操作系统等软件知识了解较多，而对硬件知识知之甚少，显然这类人学ARM的话还是做软件好，可以基于LINUX;WINCE等操作系统的ARM9更能符合这类人的要求，当然也有很多计算机专业的人从事ARM7系统的应用软件编写的。但是搞底层的就很少了。

　　二是电子类专业的：这类人的硬件基础了相对较好，相反操作系统，数据库等软件知识则差强人意。因此人多电子专业的人员都熟悉单片机，用单片编写点小程序还不在话下，但要用ARM做较大型的软件则有点力不从心，尤其是LINUX;WINCE这种操作系统不是三两个月能轻松搞定的。建议这类人员如无特别需要还是从ARM7和小型操作系统学起。够用就好，不要盲目追求高端。有一点要注意并不是从事ARM9的就比ARM7工资高，反而ARM7的就业机会比ARM9多，这很好理解，好比金字塔，越往顶肯越小。

　　三是软硬件基础都不太好的：这类人员有确实需要的，也有赶时髦的，如无大的学习决心还是参加培训的好。当然也可曲线救国，搞懂单片机后，ARM7就不难了。

　　最后说一点关于开发板的，初学者买个开发板确实很有必要，但也要选择合适的，初学者合适的就是，资料齐全，有配套教程和学习指导，再加上较及时的技术支持。

　　1、搞开发，工程设计，用UCOS，小巧，多进程，简单，体现了ARM7的精髓。

　　2、LINUX正根的嵌入式系统，LINUX消费与通信领域用的比较多，但缺点是必须ARM9才能跑，ARM9的板子自己做就不行了，6层板太贵。买开发板1K达底吧。但是还是推荐选ARM9+LINUX

　　3、UCLINUX算投机嵌入式系统：ARM7上可以跑，由有LINUX近亲，学好可以比较方便的转向LINUX，像我一样的穷鬼用吧，呵呵

　　4、VXWORKS：学好后可以找到高薪工作，但工作机会本身并不比LINUX好找。

　　5、当单片机用：不推荐，因为对于学习来说多进程的系统设计才是ARM7的玩头，至少你也要整个UCOS啊；有朋友问我先学这个当基础不行吗？那当然可以~~但我当时就用了1周搞定，就是我先的ADS在RAM中调试的笔记。后来我清空Flash用的小段程序还是当时写的LED闪烁程序呢。另外1周里其中还因为自己过于菜，没把OM设置好导致晶阵不阵。这个是必须做的，但一带而过。目标放的远一点。