摘要: 单片机、Cortex-M、Linux它们和嵌入式有什么区别?跑 Linux 操作系统需要什么处理器?ARM9、ARM11?Cortex-M比ARM9更新,为什么不能跑Linux?下面围绕Cortex-M、 ARM、 Linux来讲讲相关内容。
单片机、Cortex-M、Linux它们和嵌入式有什么区别? 跑 Linux 操作系统需要什么处理器?ARM9、ARM11? Cortex-M比ARM9更新,为什么不能跑Linux?
ARM和Cortex-M
ARM处理器的体系结构定义了指令集(ISA)和基于这一体系结构下处理器的模型。ARM的指令集从ARMv1发展到今天的ARMv9,每一次体系结构的修改都会添加实用技术。
Cotex-M:主要指微处理器;
Cotex-R:主要指实时性处理器;
Cotex-A:主要指应用型处理器;
更多介绍可以参看文章:STM32、Cortex-M3和ARMv8-M之间的关联。
内存管理单元MMU
MMU:Memory Management Unit,内存管理单元。
图2 MMU的地位
图3 内存管理机制
Liunx操作系统
操作系统通常分为实时操作系统和非实时操作系统。
1.实时操作系统大多为单进程、多线程(多任务),因此不涉及到线程间的地址空间分配,不需要使用MMU,例如ucos、 FreeRTOS、 RT-Thread等。
2.Linux系统属于非实时性操作体统,多进程是其主要特点,可以参考文章:Linux是实时系统还是分时操作系统?
图4 shell 1中的bash地址
图5 shell 2中的bash地址
既然是多进程依赖了内存管理单元,那么在使用嵌入式Linux时只开一个进程可以吗?肯定是不可行的!开机后即使用户什么都不做,可见的系统运行必须的进程已经运行了几十至上百个,如图6。
图6 进程树
总结
通过上述描述我们可以知道,Linux操作系统对MMU(内存管理单元)有极强的依赖,若在没有内存管理单元的CPU中运行Linux,恐怕整个系统只能停留在Uboot阶段了。
由于ARM的Cortex-M处理器没有内存管理单元,,一般来说不建议跑Linux操作系统。
当然,任何事情都不是绝对的,如果你重写了Linux内核且搭配足够大的内存芯片,从理论上来说是可以省掉MMU的。
但是,这样的工作量,真的值得吗?实际上,MMU就是为了解决操作系统越来越复杂的内存管理而产生的。
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