ARM-Linux嵌入式開發和微控制器開發的不同

對於ARM的嵌入式開發主要有兩種方式：一種是直接在ARM晶片上進行應用開發，不採用作業系統，也稱為裸機程式設計，這種開發方式主要應用於一些低端的ARM晶片上，其開發過程非常類似微控制器，這裡不多敘述。還有一種是在ARM晶片上執行作業系統，對於硬體的操作需要編寫相應的驅動程式，應用開發則是基於作業系統的，這種方式的嵌入式應用開發與微控制器開發差異較大。

ARM-Linux應用開發和微控制器的開發主要有以下幾點不同：

應用開發環境的硬體裝置不同

微控制器：開發板、模擬器（偵錯程式）、USB線；

ARM-Linux：開發板、網線、串列埠線、SD卡；

對於ARM-Linux開發，通常是沒有硬體的偵錯程式的，尤其是在應用開發的過程中，很少使用硬體的偵錯程式，程式的除錯主要是通過串列埠進行除錯的；但是需要說明的是，對於ARM晶片也是有硬體模擬器的，但通常用於裸機開發。

程式下載方式不同

微控制器：模擬器（偵錯程式）下載，或者是串列埠下載；

ARM-Linux:串列埠下載、tftp網路下載、或者直接讀寫SD、MMC卡等儲存裝置，實現程式下載；

這個與開發環境的硬體裝置是有直接關係的，由於沒有硬體模擬器，故ARM-Linux開發時通常不採用模擬器下載；這樣看似不方便，其實給ARM-Linux的應用開發提供了更多的下載方式。

晶片的硬體資源不同

微控制器：通常是一個完整的計算機系統，包含片內RAM，片內FLASH，以及UART、I2C、AD、DA等各種外設；

ARM：通常只有CPU，需要外部電路提供RAM以供ARM正常執行，外部電路提供FLASH、SD卡等儲存系統映像，並通過外部電路實現各種外設功能。由於ARM晶片的處理能力很強，通過外部電路可以實現各種複雜的功能，其功能遠遠強於微控制器。

韌體的儲存位置不同

微控制器：通常具備片內flash儲存器，韌體程式通常儲存在該區域，若韌體較大則需要通過外部電路設計外部flash用於儲存韌體。

ARM-Linux: 由於其沒有片內的flash, 並且需要執行作業系統，整個系統映像通常較大，故ARM-Linux開發的作業系統映像和應用通常儲存在外部的MMC、SD卡上，或者採用SATA裝置等。

啟動方式不同

微控制器：其結構簡單，內部整合flash, 通常是晶片廠商在程式上電時加入固定的跳轉指令，直接跳轉到程式入口（通常在flash上）；開發的應用程式通過編譯器編譯，採用專用下載工具直接下載到相應的地址空間；所以系統上電後直接執行到相應的程式入口，實現系統的啟動。

ARM-Linux：由於採用ARM晶片，執行效率高，功能強大，外設相對豐富，是功能強大的計算機系統，並且需要執行作業系統，所以其啟動方式和微控制器有較大的差別，但是和家用計算機的啟動方式基本相同。其啟動一般包括BIOS，bootloader，核心啟動，應用啟動等階段。

(a)啟動BIOS

BIOS是裝置廠家（晶片或者是電路板廠家）設定的相應啟動資訊，在裝置上電後，其將讀取相應硬體裝置資訊，進行硬體裝置的初始化工作，然後跳轉到bootloader所在位置（該位置是一個固定的位置，由BIOS設定）。（根據個人理解，BIOS的啟動和微控制器啟動類似，需要採用相應的硬體偵錯程式進行韌體的寫入，儲存在一定的flash 空間，裝置上電啟動後讀取flash空間的指令，從而啟動BIOS程式。）

(b)啟動bootloader

該部分已經屬於嵌入式Linux軟體開發的部分，可以通過程式碼修改定製相應的bootloader程式，bootloader的下載通常是採用直接讀寫SD卡等方式。即編寫定製相應的bootloader,編譯生成bootloader映象檔案後，利用工具（專用或通用）下載到SD卡的MBR區域（通常是儲存區的第一個扇區）。此時需要在BIOS中設定，或者通過電路板的硬體電路設定，選擇bootloader的載入位置；若BIOS中設定從SD卡啟動，則BIOS初始化結束後，將跳轉到SD卡的位置去執行bootloader,從而實現bootloader的啟動。

Bootloader主要作用是初始化必要的硬體裝置，建立核心需要的一些資訊並將這些資訊通過相關機制傳遞給核心，從而將系統的軟硬體環境帶到一個合適的狀態，最終呼叫作業系統核心，真正起到引導和載入核心的作用。

(c)啟動核心

bootloader啟動完成初始化等相關工作之後，將呼叫核心啟動程式。這就進入了實際的作業系統相關內容的啟動了，包括相應的硬體配置，任務管理，資源管理等核心程式的啟動。

(d)啟動應用

在作業系統核心啟動之後，就可以開始啟動需要的應用，去完成真正的業務操作了。