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隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，ARM架構(gòu)的重要性不斷凸顯。近年來(lái)，以Linux系統(tǒng)為代表的開(kāi)源技術(shù)也持續(xù)走俏，不斷刷新人們對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)的認(rèn)知。本文將深入解讀，透視linux arm架構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和潛力。
一、什么是Linux ARM架構(gòu)？
Linux ARM架構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)ARM Linux，是針對(duì)基于ARM處理器的設(shè)備開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)。ARM是一種快速高效的處理器架構(gòu)，因其低功耗、高效能等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中小型移動(dòng)設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等領(lǐng)域。而Linux系統(tǒng)，則是一種開(kāi)源免費(fèi)的操作系統(tǒng)，由全球廣大開(kāi)發(fā)者共同構(gòu)建和完善，其在安全性、穩(wěn)定性、可定制性等方面擁有巨大優(yōu)勢(shì)。
二、ARM架構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域
ARM架構(gòu)在當(dāng)前的技術(shù)潮流中已經(jīng)應(yīng)用到了非常廣泛的領(lǐng)域。除了大家熟知的手機(jī)、平板和筆記本電腦之外，還包括單片機(jī)、微控制器、家用電器、智能家居、醫(yī)療設(shè)備、航空航天、機(jī)器人等領(lǐng)域。同時(shí)，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的逐步普及，ARM架構(gòu)將逐漸取代x86架構(gòu)，成為新一代智能終端設(shè)備中的主流處理器。
三、Linux ARM架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)
1. 低功耗高效性：ARM處理器采用的是RISC(精簡(jiǎn)指令集)架構(gòu)，相對(duì)于CISC(復(fù)雜指令集)架構(gòu)，擁有更高的運(yùn)算速度和更低的功耗。而Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)速度快、運(yùn)行穩(wěn)定，也支持多核并發(fā)處理。
2. 硬件兼容性強(qiáng)：ARM架構(gòu)經(jīng)過(guò)了多年的市場(chǎng)驗(yàn)證和硬件優(yōu)化，用于構(gòu)建設(shè)備的芯片和內(nèi)部電路系統(tǒng)都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和測(cè)試。Linux系統(tǒng)在ARM架構(gòu)上的開(kāi)發(fā)難度也相對(duì)較小，程序可以較為順暢地運(yùn)行。
3. 自由軟件運(yùn)動(dòng)：Linux系統(tǒng)采用GPL(GNU通用公共許可證)，可以方便地將源代碼公開(kāi)到社區(qū)中進(jìn)行維護(hù)和修改，使開(kāi)發(fā)者可以有較高的控制權(quán)和定制權(quán)，這對(duì)于ARM架構(gòu)的生態(tài)鏈構(gòu)建十分有利。
4. 較高的數(shù)據(jù)安全性：對(duì)于移動(dòng)終端、早期的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而言，數(shù)據(jù)泄露、隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)極高，但采用Linux系統(tǒng)可以極大程度上降低這種風(fēng)險(xiǎn)。一方面，Linux系統(tǒng)通常擁有完善的安全性控制功能和防護(hù)機(jī)制，另一方面，其大量的開(kāi)源社區(qū)也可以在安全漏洞出現(xiàn)時(shí)快速修復(fù)。
四、Linux ARM架構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中的案例
1. Raspberry Pi：隨著社交網(wǎng)絡(luò)和智能手機(jī)的普及，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注自己的信息安全和上網(wǎng)隱私。Raspberry Pi便是一個(gè)非常接近于PC的類(lèi)似單板電腦，可以方便地針對(duì)用戶各種需求進(jìn)行編程操作，基于Linux（Debian）內(nèi)核。從硬件角度來(lái)看，Raspberry Pi采用BCM2835芯片，ARM處理器，頻率為1GHz，擁有512MB內(nèi)存，支持多個(gè)USB接口、音視頻接口等，同時(shí)還內(nèi)置有以太網(wǎng)口，將成為智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的新寵?？梢哉f(shuō)，這個(gè)劃時(shí)代的小玩意兒在物聯(lián)網(wǎng)和家庭娛樂(lè)中將會(huì)扮演重要的角色。
2. 樹(shù)莓派CarPC方案：基于Linux系統(tǒng)的樹(shù)莓派CarPC方案是另外一種在嵌入式系統(tǒng)的領(lǐng)域中采用Linux ARM架構(gòu)的典型案例。通過(guò)樹(shù)莓派與車(chē)載終端對(duì)接，搭配GPS/導(dǎo)航、DVD、后視攝像頭等實(shí)現(xiàn)了車(chē)載多媒體的功能，而且用戶可以自行DIY安裝，通過(guò)Linux系統(tǒng)分享技術(shù)、節(jié)省成本、追求創(chuàng)新。
五、結(jié)語(yǔ)
在當(dāng)前智能終端以及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)日趨紅火的市場(chǎng)下，Linux ARM架構(gòu)將會(huì)逐漸成為一個(gè)不斷涌現(xiàn)的重要技術(shù)。在這個(gè)情況下，Linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)可以更加充分地發(fā)揮和體現(xiàn)。同時(shí)，開(kāi)發(fā)者們也將會(huì)有更多空間和可能性，去發(fā)掘和利用Linux ARM架構(gòu)的更多潛力，創(chuàng)建出更好的用戶體驗(yàn)和應(yīng)用體系。
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- Linux系統(tǒng) ARM開(kāi)發(fā)板 啟動(dòng)過(guò)程
- 論述ARM-Linux嵌入式系統(tǒng)的基本組成,以及各部分的作用。
Linux系統(tǒng) ARM開(kāi)發(fā)板 啟動(dòng)過(guò)程
開(kāi)發(fā)板上電之一步是啟動(dòng)固件，固件是出廠時(shí)固化好的，固件的作用是初始化一下基本的 設(shè)備，以nand為例，固件irom初始化好sram后，將nand中的前4k的bootloader（一般為uboot）拷貝到sram中，sram再初始化另一些設(shè)備比如dram等等，然后運(yùn)行襲蘆坦剩下的bootloader，接下來(lái)就是引導(dǎo)linux內(nèi)核的啟動(dòng)了。bios在開(kāi)發(fā)板相當(dāng)與irom部分功能和uboot的前4k，內(nèi)存時(shí)鐘會(huì)在uboot中初始化的。uboot先做一拍桐些嘩李準(zhǔn)備（比如設(shè)svc模式，關(guān)看門(mén)狗、中斷、mmu等），然后設(shè)置內(nèi)核參數(shù)表，然后跳到內(nèi)核的地址運(yùn)行，內(nèi)核一般是壓縮的，需要先解壓，入口是stext,是在arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S中定義的
論述ARM-Linux嵌入式系統(tǒng)的基本組成,以及各部分的作用。
ARM-Linux嵌入式系統(tǒng)的基本組成：
1、bootloader：BootLoader是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行?？梢猿跏蓟布O(shè)備、建立內(nèi)存空間映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。
2、基本 Linux 系統(tǒng)，就是為復(fù)雜應(yīng)用軟件系統(tǒng)念春的開(kāi)發(fā)提余早供了一個(gè)基本框架，并有與之相應(yīng)的、方便易用的開(kāi)發(fā)與維護(hù)管理工具。
3、文件系統(tǒng)，用于管理嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間。本來(lái)應(yīng)該算操作系統(tǒng)仔毀耐的一部分，但因?yàn)?Linux 源代碼中有大量的文件系統(tǒng)支持部分，而嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)空間有限，只保留一種就可以了，因此這部分需要比較復(fù)雜的處理。
4、圖形用戶界面庫(kù)，其作用是為應(yīng)用程序提供圖形環(huán)境。雖然它也可以算是操作系統(tǒng)的一部分，但因嵌入式系統(tǒng)的特殊性往往要另外定制。
5、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，因?yàn)槊恳环N嵌入式設(shè)備都可能有自己獨(dú)特的設(shè)備，因此，需要為它開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序。
6、應(yīng)用程序，具體實(shí)現(xiàn)用戶需求的軟件。應(yīng)用程序師參考操作系統(tǒng)提供的開(kāi)發(fā)接口所開(kāi)發(fā)出來(lái)的軟件，以達(dá)到計(jì)算機(jī)的功能利用。
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