單片機爬坑記-01-內核差異

来源:https://www.cnblogs.com/zarlinq/archive/2019/02/23/10424008.html
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一般而言,常見(某寶上容易買到的)的單片機及其開發板,兩百元以下,主要有STC、Arduino、STM32、TI、NXP、Nutiny幾大系列。 由於Arduino易於上手,看起來似乎ATmega328P作為8位單片機也自然該以庫函數的方式寫代碼,這樣的感覺很容易導致初學者在想要寫更多代碼、使用更多 ...


一般而言,常見(某寶上容易買到的)的單片機及其開發板,兩百元以下,主要有STC、Arduino、STM32、TI、NXP、Nutiny幾大系列。

由於Arduino易於上手,看起來似乎ATmega328P作為8位單片機也自然該以庫函數的方式寫代碼,這樣的感覺很容易導致初學者在想要寫更多代碼、使用更多片上資源的時候,極為自然的轉移到STM32(另一個將庫函數封裝得很易於上手的陣營),Arduino和STM32在調用庫函數進行開發方面確實極為相似,STM32的官方推薦IDE(SW4STM32、TrueSTUDIO)似乎好像就是Arduino IDE的高級版本,而且也有一些優秀的項目成功將STM32移植到Arduino平臺,一切看起就那麼完美無缺。

然而還是有很多問題:

1、為何Arduino IDE中明明可以調用freeRTOS庫,卻只能在ATmege系列單片機上運行?

2、為何STM32的官方庫有如此多功能支持,而STC幾乎沒有官方庫?

3、為何同樣是RTOS移植,從STM32F4上移植到tiva C很容易,從arduino上移植到STC很難(如果不考慮RTOS的資源消耗)?

這實際上涉及到單片機內核的差異,可以大致按位數劃分。

8位單片機有STC、Arduino---在實際工程項目中,Arduino實際上並不常用,ATmege系列單片機本身的成本還是挺高的,而國產的8位單片機可以做到最低0.2元/片的價格,這些國產8位單片機反而更類似於STC,特點是片上資源稀缺、寄存器操作較為簡單,故實際寫代碼的時候,如果不用彙編而用C語言,則給人感覺是把C語言當作彙編在使用;另一方面,由於8位單片機都是採用CISC(複雜指令集電腦)架構,因此對I2C這種不依賴於特定時鐘的位操作通信,一般不太容易出錯。

16位單片機有TI的MSP430,同樣的也還有DSPIC30等,不過常見的就MSP430,而MSP430的最大特點莫過於低功耗,但由於採用RISC(精簡指令集電腦)架構,以至於其他方面似乎有些高不成低不就,瞭解不多。

32位單片機,差不多可以分為兩大陣營,ARM內核和非ARM內核,無論是STM32、Nutiny,還是TI Tiva C系列,都是採用ARM內核,而ARM內核在單片機上主要就區分Cortex-M0、Cortex-M0+、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M7,內核部分包含了指令集、存儲器(匯流排)、中斷等內容,恰好是RTOS的核心內容,因此在RTOS移植方面,只要是ARM內核,RTOS核心部分幾乎可以原封不動,只需要修改地址和容量(匯流排部分)的參數即可;至於如esp8266等非ARM內核的單片機,由於內核的差異,因此開發時關於庫的移植應當尤其註意。

知曉上述關於內核的差異(實際上我們並不關心內核的實現細節)之後,關於前面提到的3個問題似乎就有了順利成章的答案,開發時應當尤其註意內核差別帶來的一系列問題,萬事不可想當然。

 


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