* 1.ARM基本知识概述

1. ARM成长史
    ARM的前身为艾康电脑（Acorn），于1978年，于英国剑桥创立。
    在1980年代晚期，苹果电脑开始与艾康电脑合作开发新版的ARM核心。
    1985年开发出全球第一款商用RISC处理器，即ARM1.
    1990年艾康电脑财务危机，受苹果和VLSI的投资，分割出独立子公司Advanced RISC Machines (ARM) ，ARM公司正式成立面世。
    1991年，ARM推出第一款嵌入式RISC处理器，即ARM6
    1993年，发布ARM7
    1997年，发布ARM9TDMI
    1999年，发布ARM9E
    2001年，发布ARMv6架构
    2002年，发布ARM11微架构
    2004年，发布ARMv7架构的Cortex系列处理器，同时推出Cortex-M3
    2005年，发布Cortex-A8处理器
    2007年，发布Cortex-M1和Cortex-A9
    2009年，实现Cortex-A9、发布Cortex-M0  (注意：Cortex-M0 比 Cortex-M3 后面推出)
    2010年，推出Cortex-M4、成立Linaro，推出Cortex-A15 MPcore高性能处理器
    2011年，推出Cortex-A7，ARMv8发布
    2012年，开始64位处理器进程
    ·······

    资料来源于网络和维基百科，感谢原作者！
    
    

2. ARM的商业模式和生态系统
ARM之前的半导体圈子：
    Intel、AMD、Motorola、Zilog、VIA等
    自己设计IC、自己生产芯片、自己销售。
    
ARM的商业模式：
    ARM只负责设计IC，并且出卖自己的设计IP（版权）。
    ARM自己不生产芯片，而是把设计IP授权给其他半导体厂商来生产芯片。
    严格地说，ARM并不是一家半导体厂商。

ARM的合作伙伴：
    国际大厂商：
    SAMSUNG、TI、ST、
    NXP、VLSI、Digital Semiconductor、 Sony、Qualcomm、HP、IBM······

    中国授权厂商：
    华为海思、全志、瑞芯微、MTK（中国台湾）

3. 选择三星平台学习
为什么选择三星？
    本身使用广泛、有很好的企业应用基础
    资料多、积累好，便于学习
    开发板和方案商多，软硬件平台好找
    体系很典型，适合用来学习
三星主要的CPU:
    ARM7         44B0
    ARM9        2440  2410   2416
    ARM11        6410
    A8            S5PV210     S5PC100
    A9            4412        4418
    
4. 各种版本号
ARM的型号命名问题：
    ARM7和ARMv7不是一回事
    Cortex-A9比Cortex-A7更先出来
    型号很乱，初学者分不清哪个是哪个，比较迷茫。

ARM的几种版本号
    ARM内核版本号        ARMv7
    ARM SoC版本号        Cortex-A8
    芯片型号            S5PV210

ARM型号的发展历程：
    内核版本号            SoC版本号            芯片型号(三星)
    ARMv1
    ......
    ARMv4                ARM7                S3C44B0
    ARMv4                ARM9                S3C2440  S3C2410
    ARMv5                ARM9+xScale
    ARMv6                ARM11                S3C6410
                        Cortex-M
    ARMv7                Cortex-A
                        Cortex-R
    --------------------------------------------------------
    Cortex-A8              S5PV210/S5PC100
    Cortex-A9            Exynos4412          四核处理器
    Cortex-A7            全志A10 A20 A31
    Cortex-A15            exynos5250  5450
    --------------------------------------------------------
    Cortex-A53 A57 (64位处理器)        高通骁龙815和410， 苹果iPhone5S   

注意事项：
    ARM内核版本号和SoC版本号是由ARM确定的，而SoC型号是由半导体公司确定的。
    Cortex系列后ARM产品线分割成3个系列，这个是市场细分的需要和选择。
    ARM已经发布了一些64位架构如A53等，主要面向高性能服务器类应用。
    ARM下一步重点发展方向是Cortex-M7，特点是低功耗，主要面向物联网终端。

                
5. SoC和CPU的区别&外设概念的引入
SoC和CPU
    SoC = System on Chip
    芯片的发展方向：从CPU到SoC
    现在已经没有纯粹的CPU了，都是SoC
    ARM出卖的内核其实就是CPU（当然还需要总线），各种外设是半导体厂商自己添加的。
        
外设（Peripheral）                    
    外设就是外部设备
    SoC中外设大部分都跑进去了
    网卡、音频编解码等个别还经常在外面
    芯片设计的趋势是更大集成度，近年甚至将音视频编解码、DDR都集成进SoC内做成所谓单芯片解决方案。如海思Hi3518E
    裸机学习其实就是学习SoC的内核（CPU，表现为汇编指令集）和各种外设（如串口）

6. 主流学习型主芯片介绍
三星芯片：
    S3C44B0
    S3C2440、S3C2410
    S3C6410
    S5PV210
    Exynos4412 S5P4418
    
其他半导体厂商：
    Freescale i.MX5系列
    TI Omap系列
    Qualcomm 骁龙系列
    全志科技A10 A20 A31 A33等
    行业专用型SoC如华为海思HI3518系列
    
学习平台的要求：
    资料多、好找
    应用多、有市场需求和底蕴
    底层代码无过度封装
    难易适中

本次平台介绍：
    SoC：三星S5PV210
    开发板：九鼎科技X210
    裸机实验方法：USB启动下载+SD卡启动
    bootloader支持：uboot、xboot
    操作系统支持：linux2.6.35、linux3.0.8、android2.3、android4.0.4

7. 开发板介绍
8. 单片机和嵌入式区别
芯片平台：
    主流的单片机平台：51、PIC、STM32、AVR、MSP430等
    主流的嵌入式平台：ARM、PPC、MIPS
    
资源、价格、应用领域
    单片机片上资源有限、价格低、应用领域多为小家电、终端设备等。
    嵌入式系统片上资源丰富、价格较高、应用领域宽广，譬如智能手机、平板电脑、
        游戏机、路由器、摄像机、智能电视机、广告机、智能手表、收银机等。

开发模式：
    单片机开发多为裸机，程序规模小，多为单个程序员独立开发。有些复杂产品也会使用高端单片机如STM32之类，并使用RTOS（uCOS、freeRTOS等）。
    嵌入式开发几乎全部基于嵌入式操作系统，目前使用最多的是linux和Android。

技术特征1：
    编程语言方面：单片机主要使用C语言（少量用汇编），和标准C略有不同，很少使用结构体、函数指针等C语言高级特性。
    而嵌入式开发较复杂，一般分底层和应用层。底层使用C语言，应用层使用C、C++、Java等语言均有。
    嵌入式C语言对结构体、数据结构、算法、函数指针（用来实现面向对象）等高级特性使用比较多。
    
技术特征2：
    软硬件组件方面：单片机多涉及一些简单外设，譬如串口、I2C、ADC、LCD（小屏幕和分辨率）；
    而嵌入式系统则涉及更多复杂外设，譬如网络（有线网卡、wifi、蓝牙等）、USB、音视频编解码等。

10. 嵌入式系统的构成特点和演进方向
嵌入式系统的特点：
    专用、软硬件可裁剪可配置
    低功耗、高可靠性、高稳定性
    软件代码短小精悍
    代码可固化
    实时性
    弱交互性
    专用开发工具及开发环境
    专业开发人员
    
嵌入式系统的组成：
    硬件
    微处理器
    存储器
    I/O接口、输入输出设备等等
    软件：
     嵌入式操作系统
    BSP  board support package板级支持包
    应用软件

嵌入式系统的发展演进1：
    以单芯片为核心、可编程控制器存在形式
    没有操作系统支持
    软件以汇编为主
    功能单一、处理效率低、存储容器小、没有对外接口
    使用简单、价格低
    以嵌入式CPU为基础、简单操作系统为核心
    CPU种类多，通用性弱
    系统开销小，效率高
    达到一定兼容性，拓展性
    用户体验度不高，交互界面不够友好

嵌入式系统的发展演进2：
    以嵌入式操作系统为标志
    兼容性好，适用于不同平台
    系统开销小，效率高，具有高度模块化及拓展性
    图形化界面，用户界面友好
    丰富的外部接口
    以物联网为标志
    将传感器技术、互联网技术及传统嵌入式技术综合联系
    小型化、智能化、网络化及可视化
    低功耗、绿色环保
    多核技术SWP、云计算技术及虚拟化技术

11. 交叉编译
两种开发模式：
    非嵌入式开发，A(类)机编写（源代码）、编译得到可执行程序，发布给A(类)机运行。
    嵌入式开发，A(类)机编写（源代码）、编译得到可执行程序，发布给B(类)机运行。
    
为何要用交叉编译：
    嵌入式开发的CPU比较简单，本身无法搭建开发环境，有些甚至操作系统都没有。
    交叉编译可以用高性能机器为低性能机器开发软件（包括裸机软件、系统级和应用级软件）

交叉编译的特点：
    必须使用专用的交叉编译工具链。
    由于可执行程序不能本地运行调试，因此必须配合一定手段（专用调试器、JTAG调试器、USB下载、串口下载、SD启动、网络共享等）
    将可执行程序加载到目标嵌入式设备上运行及调试。

12. CPU的设计原理、数据总线和地址总线
地址总线和数据总线：
    CPU通过地址总线寻址，然后通过数据总线与外部设备互换信息。
    地址总线的位数决定CPU寻址范围；数据总线的位数决定CPU单次通信能交换的信息数量；
    总线的速度决定CPU和外设互换信息的速度。

注意：
    CPU的地址总线位数和数据总线可以不同（典型代表就是51单片机），但是一般都相同。
    CPU的位数指的是数据总线的位数。
    32位CPU寻址的范围是4G，所以最多支持4G内存；
    数据总线是32位的，所以内存是32位的好，所以编程最好用int···
    
    
13. 为何需要Jlink、SD卡等辅助设备
嵌入式开发的特点：
    交叉编译，不便于本机运行调试程序。
    嵌入式系统需要bootloader来启动，而bootloader必须首先存在于可启动介质中，这个过程需要专用工具。
    嵌入式系统无法通过纯软件实现单步调试，因此必须借助专用的调试器。

Jlink作用：
    下载可执行程序到目标机。
    在目标机上实现单步调试，便于开发bootloader。

SD卡的作用：
    作为启动介质。工作方式是：事先用读卡器将SD卡连接到开发机（一般是Windows电脑），通过写卡软件将交叉编译得到
    的可执行程序镜像烧录到SD卡，然后将SD卡插入 嵌入式目标机卡槽，设置正确的启动方式启动，则系统可以从SD卡中烧
    录的镜像处启动。

USB转串口线的作用：
    串口本身用来做嵌入式目标机的调试输出，主要目的是用来监视及调试软件。
    因为现在大部分个人电脑（大部分台式机和几乎全部的笔记本电脑）都未配置DB9串口，因此工作中一般直接使用USB转串口
    线来连接PC和开发板。
    
其他辅助开发工具：
    USB OTG线
    DB9串口线
    交叉网线