硬件開發之mcu

架構

作嵌入式硬件開發，要以某個控制器爲核心，引出其它外圍器件。主流上能夠按功能強弱分類爲 51系列8位mcu——cortex Mx系列32位mcu——cortex A系列 SoC，其中51是x86指令，cortex是arm指令，二者都是哈佛結構。Intel最近也推出了使用Linux的物聯網開發芯片，如夸克、伽利略等嵌入式芯片或開發板，及其它移動處理器，但在嵌入式領域，Intel市場要遠落後於arm。

51 8位系列是Intel幾十年前的產品，也是mcu的祖先，因爲其市場佔有率及簡單架構、適合教學等因素，51至今還沒退出市場。因爲51系列結構簡單，歷史較早，能夠受權，如今可以生產51的廠家不少，存在必定的兼容問題。經典的51可使用匯編和c語言指針操做寄存器開發，通常沒有官方用c語言封裝的庫，固然若是本身把51的外設都摸索清了，也能夠造成本身用c語言封裝的庫，只是因爲如今的嵌入式開發須要的功能愈來愈多，性能要求更高，51的架構及開發方式受到很大限制。

隨着cortex Mx系列的32位mcu出現，不少嵌入式控制領域採用了cortex M方案，因爲cortex M通常是32位，且外設不少，此時再使用相似51使用c語言指針直接操做寄存器開發方式效率很低，故arm公司和mcu開發商通常會給出用c語言結構體和函數對寄存器封裝的標準開發庫，這裏以stm32爲例，其它廠商產品基本同樣。stm32早期到如今一直支持標準庫開發方式，這必定程度上提升了開發效率，可是標準庫開發的方式本質上仍然是操做寄存器，須要開發者瞭解mcu的寄存器參數才能使用。目前stm32又推出了stm32Cube開發方式，進一步進行了抽象，簡化了開發方式。固然除了官方開發庫，還可使用rtos方式開發。

可是，面向嵌入式控制的芯片因爲在硬件設計階段比較靈活，多數應用場景所需功能較少，通常不須要上操做系統，這就致使了mcu的開發很大一部分工做是基於特定硬件架構進行的枯燥驅動開發。而官方的標準庫可以提供的抽象有限，上層開發仍須要和底層打不少交道。即便使用操做系統，也須要先進行對應的驅動移植。

基於cortex A系列的高性能控制器通常用做面向消費領域的SoC，若是不是用於控制領域，則底層驅動通常參考廠家提供的Linux驅動，須要本身改動的底層驅動較少，而大部分工做是作上層的應用開發，就不會那麼枯燥。固然，若是將SoC用於控制領域，也是須要基於Linux的驅動模型和具體硬件打不少交道，如傳感器信息獲取，只不過上層應用通常只和Linux內核提供的抽象接口打交道，Linux驅動的抽象接口也能夠適當標準化驅動的開發。

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