ARM CPU的操作系統(tǒng)選擇要點(diǎn)

　　使用嵌入式Linux系統(tǒng)有兩種途徑：

　　第一是用戶自己裝配(稱為DIY內(nèi)核)，你可以在www.kernel.org找到全部Linux代碼，或直接到ARM CPU的源代碼樹下www.armlinux.org.uk找到所需要的Linux版本的移植，或者某些半導(dǎo)體公司，如三星、Motorola在自己的網(wǎng)站或在自己的ARM評(píng)估板含有一個(gè)最小Linux內(nèi)核系統(tǒng)。如果這個(gè)最小內(nèi)核沒有包含GCC/GDB工具鏈，可能還要到GNU的網(wǎng)站下載全部的源代碼，然后再編譯生成所需要版本的ARM工具鏈和應(yīng)用程序庫，這個(gè)過程是相當(dāng)耗時(shí)和困難的。還需要指出，這種DIY內(nèi)核的配置，添加應(yīng)用和驅(qū)動(dòng)程序也是不標(biāo)準(zhǔn)的和復(fù)雜的，這是嵌入式系統(tǒng)的特殊性所在。

　　第二是選擇一個(gè)商業(yè)化的嵌入式Linux操作系統(tǒng)平臺(tái)。商業(yè)化的嵌入式Linux版本是針對(duì)嵌入式處理器，如ARM所優(yōu)化設(shè)計(jì)的，支持各種半導(dǎo)體廠家的評(píng)估板和主要的設(shè)備驅(qū)動(dòng)，商業(yè)化的嵌入式Linux包含了文件系統(tǒng)、應(yīng)用、實(shí)時(shí)性擴(kuò)展和技術(shù)支持培訓(xùn)服務(wù)，現(xiàn)今國外著名的商業(yè)化嵌入式Linux產(chǎn)品有：MontaVista Linux、Bluecat Linux、Timesys Linux、Metrowork Linux、Vlinux和Redhat Linux等，國內(nèi)也有紅旗、中軟、新華嵌入式Linux。

　　MontaVista Linux是MontaVista軟件公司于1999年推出的，它是目前全球優(yōu)秀的嵌入式Linux操作系統(tǒng)和工具供應(yīng)商，MontaVista在嵌入式Linux的實(shí)時(shí)性、交叉開發(fā)工具、高可用性、動(dòng)態(tài)電源管理等Linux技術(shù)要點(diǎn)方面具有領(lǐng)先地位。MontaVista Linux最版本是3.1，采用Linux 2.4.20，針對(duì)8種CPU系列(包含ARM和Xscale)優(yōu)化定制的商業(yè)化版本。

　　選擇象MontaVista Linux這樣商業(yè)化嵌入式Linux，可以讓用戶把時(shí)間和資金放在應(yīng)用軟件和特定的硬件接口和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，使用商業(yè)化嵌入式Linux可以得到一定時(shí)間(一般是1年)的技術(shù)支持，升級(jí)和培訓(xùn)(這很重要，因?yàn)長inux是每天都在變化的)。

　　商業(yè)化嵌入式Linux目前除國內(nèi)的產(chǎn)品外，價(jià)格還是很昂貴的，根據(jù)配置和服務(wù)時(shí)間，大約從幾千到幾萬美元，多數(shù)國內(nèi)用戶從資金和心理上還很難承受，商業(yè)化嵌入式Linux開發(fā)工具相對(duì)于Microsoft和象Tornado/VxWork的開發(fā)工具，在易于使用和豐富性方面還待于提高和改進(jìn)。

　　同樣作為Linux操作系統(tǒng)，筆者推薦使用帶有MMU的嵌入式Linux，而不是mCLinux，因?yàn)榻^大多數(shù)新的ARM CPU都是AMR9核，它們都帶有MMU了，無論是開放源碼的Linux社區(qū)還是商業(yè)化的嵌入式Linux公司的支持和維護(hù)都比mCLinux要好要快和豐富得多。

　　結(jié)語

　　前面我們對(duì)三種在ARM CPU上較為流行的嵌入式操作系統(tǒng)作了詳細(xì)的分析，在進(jìn)入一個(gè)總結(jié)之前，筆者還想提到幾個(gè)在國際上很有名氣的嵌入式操作系統(tǒng)，它們是WindRiver公司的VxWorks、ATI的Nucleus、iTron和WinCE，但它們?cè)贏RM CPU的應(yīng)用不多見，介紹從略。 最后歸納一下選擇一個(gè)合適的ARM CPU的嵌入式操作系統(tǒng)的幾個(gè)重要因素：

　　第一是應(yīng)用。如果你想開發(fā)的嵌入式設(shè)備是一個(gè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用密切相關(guān)或者就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，那么你應(yīng)該選擇用嵌入式Linux或者mCLinux，而不是mC/OS-II。

　　第二是實(shí)時(shí)性。沒有一個(gè)絕對(duì)的數(shù)字可以告訴你什么是硬實(shí)時(shí)，什么是軟實(shí)時(shí)，它們之間的界限也是十分模糊的，這與你選擇什么樣的ARM CPU，它的主頻、內(nèi)存等參數(shù)有一定的關(guān)系。如果你使用加入實(shí)時(shí)補(bǔ)丁等技術(shù)的嵌入式Linux，如MontaVista Linux(2.4.17版本)，最壞的情況只有436微秒，而99.9%的情況是195微秒。考慮到最新的Linux在實(shí)時(shí)性方面的改進(jìn)。它可以適合于90~95%的各種嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。當(dāng)然，你如果希望更快的實(shí)時(shí)響應(yīng)，如高速的A/D轉(zhuǎn)換需要幾個(gè)微秒以內(nèi)的中斷延時(shí)，可能采用mC/OS-II是合適的。當(dāng)然，你采用象Vxworks這樣傳統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)也可以滿足這樣的強(qiáng)實(shí)時(shí)性要求。

　　第三是開發(fā)工具。顯然，目前mC/OS-II、mCLinux和嵌入式Linux的開發(fā)工具與商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)工具還有一些差距，目前在ARM CPU上廣泛流行和使用的是ARM公司SDT/ADS工具鏈，產(chǎn)品無論在功能、穩(wěn)定性和眾多的第三方廠商支持方面都很好，唯一不足的是缺少對(duì)嵌入式Linux操作系統(tǒng)的支持，SDT/ADS的升級(jí)產(chǎn)品RealView計(jì)劃支持GCC和嵌入式Linux，但目前還沒有看到，mC/OS-II可以使用ARM SDT/ADS，但沒有操作系統(tǒng)調(diào)試功能。

　　第四是所選擇的ARM CPU和參考板，象ARM7TDMI和ARM940T(如S3C2500/2510)核是不能使用嵌入式Linux的，如果想用Linux，只能用mCLinux，如果想用VxWorks，需要了解一下提供評(píng)估板的公司是否有BSP(板支持包)，VxWorks自己只有少數(shù)ARM公司評(píng)估板的支持。

　　最后是價(jià)格和技術(shù)服務(wù)。在考慮購買商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)時(shí)，會(huì)遇到是買還是自己做的問題，這是很正常的，尤其是在采用開放源代碼技術(shù)時(shí)，這個(gè)問題就更加突出。有一點(diǎn)需要注意的是，有些產(chǎn)品如VxWorks是既按用戶數(shù)收取開發(fā)費(fèi)，也按用戶產(chǎn)品售出的實(shí)際數(shù)量收取每個(gè)VxWorks軟件運(yùn)行的版稅。mC/OS-II只是收取每種產(chǎn)品一次性版稅(不限數(shù)量)。Linux無論是mCLinux還是嵌入式Linux(即使是商業(yè)版本象MontaVista Linux)是不收版稅的，商用嵌入式Linux是以服務(wù)費(fèi)或訂閱方式收取開發(fā)時(shí)的費(fèi)用。很明顯，國外產(chǎn)品價(jià)格是貴一些，但不能不承認(rèn)他們?cè)谇度胧讲僮飨到y(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在前方。