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          ARM7還是ARM9?uCOS還是Linux?初學(xué)者必看

          作者: 時間:2018-05-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            簡介

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201805/380661.htm

            系列處理器是英國ARM公司設(shè)計的主流嵌入式處理器內(nèi)核是0.9MIPS/MHz的三級流水線和馮·諾伊曼結(jié)構(gòu);ARM9內(nèi)核是5級流水線,提供1.1MIPS/MHz的哈佛結(jié)構(gòu)。ARM7沒有MMU。

            ARM7系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、帶有高速緩存處理器宏單元的ARM720T。該系列處理器提供Thumb16位壓縮指令集和EmbededICE軟件調(diào)試方式,適用于更大規(guī)模的SoC設(shè)計中。ARM7TDMI基于ARM體系結(jié)構(gòu)V4版本,是目前低端的ARM核。

            ARM7TDMI處理器是ARM通用32位微處理器家族的成員之一。它具有優(yōu)異的性能,但功耗卻很低,使用門的數(shù)量也很少。它屬于精簡指令集計算機(RISC),比復(fù)雜指令集計算機(CISC)要簡單得多。這樣的簡化實現(xiàn)了:高的指令吞吐量;出色的實時中斷響應(yīng);小的、高性價比的處理器宏單元。三級流水線:ARM7TDMI處理器使用流水線來增加處理器指令流的速度。這樣可使幾個操作同時進行,并使處理和存儲器系統(tǒng)連續(xù)操作,能提供0.9MIPS/MHz的指令執(zhí)行速度。ARM7TDMI的流水線分3級,分別為:取指、?譯碼、?執(zhí)行。正常操作過程中,在執(zhí)行一條指令的同時對下一條指令進行譯碼,并將第三條指令從存儲器中取出。內(nèi)同時有5個指令在執(zhí)行。在同樣的加工工藝下,ARM9TDMI處理器的時鐘頻率是ARM7TDMI的1.8~2.2倍。

            ARM9簡介

            ARM9系列處理器是英國ARM公司設(shè)計的主流嵌入式處理器,主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。

            ARM9采用哈佛體系結(jié)構(gòu),指令和數(shù)據(jù)分屬不同的總線,可以并行處理。在流水線上,ARM7是三級流水線,ARM9是五級流水線。由于結(jié)構(gòu)不同,ARM7的執(zhí)行效率低于ARM9。平時所說的ARM7、ARM9實際上指的是ARM7TDMI、ARM9TDMI軟核,這種處理器軟核并不帶有MMU和cache,不能夠運行諸如linux這樣的嵌入式操作系統(tǒng)。而ARM公司對這種架構(gòu)進行了擴展,所以有了ARM710T、ARM720T、ARM920T、ARM922T等帶有MMU和cache的處理器內(nèi)核。



            ARM9處理能力

            (1)時鐘頻率的提高

            ARM7處理器采用3級流水線,而ARM9采用5級流水線。增加的流水線設(shè)計提高了時鐘頻率和并行處理能力。5級流水線能夠?qū)⒚恳粋€指令處理分配到5個時鐘周期內(nèi),在每一個時鐘周期內(nèi)同時有5個指令在執(zhí)行。在同樣的加工工藝下,ARM9TDMI處理器的時鐘頻率是ARM7TDMI的1.8~2.2倍。

            (2)指令周期的改進

            指令周期的改進對于處理器性能的提高有很大的幫助。性能提高的幅度依賴于代碼執(zhí)行時指令的重疊,這實際上是程序本身的問題。對于采用最高級的語言,一般來說,性能的提高在30%左右。

          UCOS簡介

            μC/OS II(Micro-Controller OperaTIng System Two)是一個可以基于ROM運行的、可裁剪的、搶占式、實時多任務(wù)內(nèi)核,具有高度可移植性,特別適合于微處理器和控制器,適合很多商業(yè)操作系統(tǒng)性能相當?shù)膶崟r操作系統(tǒng)(RTOS)。為了提供最好的移植性能,μC/OS II最大程度上使用ANSI C語言進行開發(fā),并且已經(jīng)移植到近40多種處理器體系上,涵蓋了從8位到64位各種CPU(包括DSP)。 μC/OS II可以簡單的視為一個多任務(wù)調(diào)度器,在這個任務(wù)調(diào)度器之上完善并添加了和多任務(wù)操作系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)服務(wù),如信號量、郵箱等。其主要特點有公開源代碼,代碼結(jié)構(gòu)清晰、明了,注釋詳盡,組織有條理,可移植性好,可裁剪,可固化。內(nèi)核屬于搶占式,最多可以管理60個任務(wù)。從1992年開始,由于高度可靠性、魯棒性和安全性,μC/OS II已經(jīng)廣泛使用在從照相機到航空電子產(chǎn)品的各種應(yīng)用中。

            μC/OS-II實時多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核。它被廣泛應(yīng)用于微處理器、微控制器和數(shù)字信號處理器。 μC/OS-II 的前身是μC/OS,最早出自于1992 年美國嵌入式系統(tǒng)專家Jean J.Labrosse 在《嵌入式系統(tǒng)編程》雜志的5 月和6 月刊上刊登的文章連載,并把μC/OS 的源碼發(fā)布在該雜志的B B S 上。

            UCOS應(yīng)用情況

            1) 高優(yōu)先級的任務(wù)因為需要某種臨界資源,主動請求掛起,讓出處理器,此時將調(diào)度就緒狀態(tài)的低優(yōu)先級任務(wù)獲得執(zhí)行,這種調(diào)度也稱為任務(wù)級的上下文切換。

            2) 高優(yōu)先級的任務(wù)因為時鐘節(jié)拍到來,在時鐘中斷的處理程序中,內(nèi)核發(fā)現(xiàn)高優(yōu)先級任務(wù)獲得了執(zhí)行條件(如休眠的時鐘到時),則在中斷態(tài)直接切換到高優(yōu)先級任務(wù)執(zhí)行。這種調(diào)度也稱為中斷級的上下文切換。 這兩種調(diào)度方式在μC/OS-II的執(zhí)行過程中非常普遍,一般來說前者發(fā)生在系統(tǒng)服務(wù)中,后者發(fā)生在時鐘中斷的服務(wù)程序中。 調(diào)度工作的內(nèi)容可以分為兩部分:最高優(yōu)先級任務(wù)的尋找和任務(wù)切換。其最高優(yōu)先級任務(wù)的尋找是通過建立就緒任務(wù)表來實現(xiàn)的。μ C / O S 中的每一個任務(wù)都有獨立的堆??臻g,并有一個稱為任務(wù)控制塊TCB(Task Control Block)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),其中第一個成員變量就是保存的任務(wù)堆棧指針。任務(wù)調(diào)度模塊首先用變量OSTCBHighRdy 記錄當前最高級就緒任務(wù)的TCB 地址,然后調(diào)用OS_TASK_SW()函數(shù)來進行任務(wù)切換。




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