針對ARM-Linux程序的開發(fā)，主要分為三類：應(yīng)用程序開發(fā)、驅(qū)動程序開發(fā)、系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)，針對不同種類的軟件開發(fā)，有其不同的特點(diǎn)。

今天我們來看看 ARM-Linux 開發(fā)和MCU開發(fā)的不同點(diǎn)，以及 ARM-Linux 的基本開發(fā)環(huán)境。

1. ARM-Linux 應(yīng)用開發(fā)和單片機(jī)開發(fā)的不同
這里先要做一個說明，對于 ARM 的應(yīng)用開發(fā)主要有兩種方式：一種是直接在 ARM 芯片上進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，不采用操作系統(tǒng)，也稱為裸機(jī)編程，這種開發(fā)方式主要應(yīng)用于一些低端的 ARM 芯片上，其開發(fā)過程非常類似單片機(jī)，這里不多敘述。

還有一種是在 ARM 芯片上運(yùn)行操作系統(tǒng)，對于硬件的操作需要編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序，應(yīng)用開發(fā)則是基于操作系統(tǒng)的，這種方式的嵌入式應(yīng)用開發(fā)與單片機(jī)開發(fā)差異較大。ARM-Linux 應(yīng)用開發(fā)和單片機(jī)的開發(fā)主要有以下幾點(diǎn)不同：

（1）應(yīng)用開發(fā)環(huán)境的硬件設(shè)備不同
單片機(jī)：開發(fā)板，仿真器（調(diào)試器），USB 線；

ARM-Linux：開發(fā)板，網(wǎng)線，串口線，SD 卡；

對于 ARM-Linux 開發(fā)，通常是沒有硬件的調(diào)試器的，尤其是在應(yīng)用開發(fā)的過程中，很少使用硬件的調(diào)試器，程序的調(diào)試主要是通過串口進(jìn)行調(diào)試的；但是需要說明的是，對于 ARM 芯片也是有硬件仿真器的，但通常用于裸機(jī)開發(fā)。

（2）程序下載方式不同

單片機(jī)：仿真器（調(diào)試器）下載，或者是串口下載；

ARM-Linux:串口下載、tftp 網(wǎng)絡(luò)下載、或者直接讀寫 SD、MMC 卡等存儲設(shè)備，實(shí)現(xiàn)程序下載；

這個與開發(fā)環(huán)境的硬件設(shè)備是有直接關(guān)系的，由于沒有硬件仿真器，故 ARM-Linux 開發(fā)時通常不采用仿真器下載；這樣看似不方便，其實(shí)給 ARM-Linux 的應(yīng)用開發(fā)提供了更多的下載方式。

（3）芯片的硬件資源不同
單片機(jī)：通常是一個完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包含片內(nèi) RAM，片內(nèi) FLASH，以及 UART、I2C、AD、DA 等各種外設(shè)；

ARM：通常只有 CPU，需要外部電路提供 RAM 以供 ARM 正常運(yùn)行，外部電路提供 FLASH、SD 卡等存儲系統(tǒng)映像，并通過外部電路實(shí)現(xiàn)各種外設(shè)功能。由于 ARM 芯片的處理能力很強(qiáng)，通過外部電路可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的功能，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于單片機(jī)。

（4）固件的存儲位置不同
單片機(jī)：通常具備片內(nèi) flash 存儲器，固件程序通常存儲在該區(qū)域，若固件較大則需要通過外部電路設(shè)計(jì)外部 flash 用于存儲固件。

ARM-Linux: 由于其沒有片內(nèi)的 flash, 并且需要運(yùn)行操作系統(tǒng)，整個系統(tǒng)映像通常較大，故 ARM-Linux 開發(fā)的操作系統(tǒng)映像和應(yīng)用通常存儲在外部的 MMC、SD 卡上，或者采用 SATA 設(shè)備等。

（5）啟動方式不同
單片機(jī)：其結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部集成 flash, 通常是芯片廠商在程序上電時加入固定的跳轉(zhuǎn)指令，直接跳轉(zhuǎn)到程序入口（通常在 flash 上）；開發(fā)的應(yīng)用程序通過編譯器編譯，采用專用下載工具直接下載到相應(yīng)的地址空間；所以系統(tǒng)上電后直接運(yùn)行到相應(yīng)的程序入口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的啟動。

ARM-Linux：由于采用 ARM 芯片，執(zhí)行效率高，功能強(qiáng)大，外設(shè)相對豐富，是功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且需要運(yùn)行操作系統(tǒng)，所以其啟動方式和單片機(jī)有較大的差別，但是和家用計(jì)算機(jī)的啟動方式基本相同。其啟動一般包括 BIOS，bootloader，內(nèi)核啟動，應(yīng)用啟動等階段；

(a)啟動 BIOS: BIOS 是設(shè)備廠家（芯片或者是電路板廠家）設(shè)置的相應(yīng)啟動信息，在設(shè)備上電后，其將讀取相應(yīng)硬件設(shè)備信息，進(jìn)行硬件設(shè)備的初始化工作，然后跳轉(zhuǎn)到 bootloader 所在位置（該位置是一個固定的位置，由 BIOS 設(shè)置）。（根據(jù)個人理解，BIOS 的啟動和單片機(jī)啟動類似，需要采用相應(yīng)的硬件調(diào)試器進(jìn)行固件的寫入，存儲在一定的 flash 空間，設(shè)備上電啟動后讀取 flash 空間的指令，從而啟動 BIOS 程序。）

(b)啟動 bootloader: 該部分已經(jīng)屬于嵌入式 Linux 軟件開發(fā)的部分，可以通過代碼修改定制相應(yīng)的 bootloader 程序，bootloader 的下載通常是采用直接讀寫 SD 卡等方式。即編寫定制相應(yīng)的 bootloader,編譯生成 bootloader 映象文件后，利用工具（專用或通用）下載到 SD 卡的 MBR 區(qū)域（通常是存儲區(qū)的第一個扇區(qū)）。此時需要在 BIOS 中設(shè)置，或者通過電路板的硬件電路設(shè)置，選擇 bootloader 的加載位置；若 BIOS 中設(shè)置從 SD 卡啟動，則 BIOS 初始化結(jié)束后，將跳轉(zhuǎn)到 SD 卡的位置去執(zhí)行 bootloader,從而實(shí)現(xiàn) bootloader 的啟動。
Bootloader 主要作用是初始化必要的硬件設(shè)備，創(chuàng)建內(nèi)核需要的一些信息并將這些信息通過相關(guān)機(jī)制傳遞給內(nèi)核，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀態(tài)，最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核，真正起到引導(dǎo)和加載內(nèi)核的作用。

(c)啟動內(nèi)核 ：bootloader 啟動完成初始化等相關(guān)工作之后，將調(diào)用內(nèi)核啟動程序。這就進(jìn)入了實(shí)際的操作系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容的啟動了，包括相應(yīng)的硬件配置，任務(wù)管理，資源管理等內(nèi)核程序的啟動。

(d)啟動應(yīng)用：在操作系統(tǒng)內(nèi)核啟動之后，就可以開始啟動需要的應(yīng)用，去完成真正的業(yè)務(wù)操作了。

2. Arm-Linux 基本開發(fā)環(huán)境
前面介紹了 ARM-Linux 應(yīng)用開發(fā)和單片機(jī)開發(fā)的不同之處，相信你已經(jīng)對 ARM-Linux 應(yīng)用開發(fā)有了一個基本的認(rèn)識了，下面將介紹一下 ARM-Linux 的基本開發(fā)環(huán)境。其主要包括硬件環(huán)境和軟件環(huán)境兩個部分，這里以 iMX53 和 Ubuntu 為例進(jìn)行說明。

（1）硬件環(huán)境
開發(fā)板：ARM 運(yùn)行的硬件環(huán)境，或者是相應(yīng)項(xiàng)目的 ARM 電路板；

計(jì)算機(jī)：作為開發(fā)主機(jī)使用，安裝 Linux(如 Ubuntu)），或者采用虛擬機(jī)安裝 Ubuntu；

串口線：用于開發(fā)過程中采用終端進(jìn)行串口調(diào)試或下載程序；

網(wǎng)線：用于連接 arm-board 和開發(fā)主機(jī)，實(shí)現(xiàn) tftp 下載內(nèi)核（程序等），通過網(wǎng)絡(luò) nfs 運(yùn)行程序等。

SD 卡（及讀卡器）或者其他存儲設(shè)備：用于存儲 bootloader、內(nèi)核映像等，以及最終的軟件系統(tǒng)的存儲；開發(fā)過程中，通常用于保存 bootloader,引導(dǎo)系統(tǒng)啟動。

（2）軟件環(huán)境
Ubuntu： 作為操作系統(tǒng)，是整個軟件開發(fā)環(huán)境的載體，相應(yīng)的開發(fā)工具都布置在此系統(tǒng)中。

LTIB： 這是 freescale 的提供的一個編譯工具鏈，能夠很方便的將源代碼文件編譯為適合的程序代碼，并對程序進(jìn)行調(diào)試；用戶也可以通過下載源碼構(gòu)建自己的編譯工具鏈。

tftp： 用于從開發(fā)主機(jī) Ubuntu 上向 arm-board 下載內(nèi)核文件、應(yīng)用文件等。

nfs 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)：用于在開發(fā)主機(jī)上建立網(wǎng)絡(luò) nfs 文件根系統(tǒng)，arm-board 通過 nfs 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)讀取開發(fā)主機(jī)上的虛擬根文件系統(tǒng)，完成系統(tǒng)的啟動；方便系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試。

minicom：串口調(diào)試工具，用于在開發(fā)主機(jī)上與 arm-board 通信，實(shí)現(xiàn)對 arm-board 上應(yīng)用程序的操作與調(diào)試；

Eclipse：集成開發(fā)環(huán)境，主要方便代碼的編輯、編譯等，也可采用 DS5，RealView 等；或者采用 gedit 進(jìn)行編輯，通過 LTIB 進(jìn)行編譯和管理。
責(zé)任編輯：彭菁