ARM嵌入式工业控制主板选型技巧

由于ARM有比INTEL处理器更多的工控特性优势，比如低功耗、高效率、嵌入性能强、可移植实时操作系统等，渐渐成为工控领域主控单元的首选。ARM工控主板在选型方面要考虑两方面，即硬件及操作系统，硬件方面，包括ARM芯片、ARM PC104主板、ARM 3.5寸嵌入式主板。

      （1）ARM芯片
        ARM处理器是一种16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器。ARM9系列微处理器具有以下特点：5级整数流水线，指令执行效率更高；支持32位ARM指令集和16位THUMB指令集；支持32 位AMBA总线接口；全性能的MMU，支持Windows CE、Linux等主流的嵌入式操作系统；支持数据Cache和指令Cache，具有更高的数据和指令处理指令。
      （2）ARM PC/104主板
        基于ATMEL AT91SAM9263工业级处理器，标准PC/104工业主板规格，采用8层PCB板高精度工艺，使其具有最佳的电气性能和抗干扰性能，QY- 9263S集成了常见的嵌入式系统外围接口，如： PC/104、10/100Mbps网络、串口、TFT-LCD、USB Host/Device、音频、8x8键盘、AD、PMW、计数器、IDE、SD卡、CAN总线、RTC、看门狗等，ARM嵌入式PC/104主板无论从功能、稳定性、功耗、体积、成本上来衡量，都具有很大的优势，在嵌入式系统应用中具有出色的表现。
       （3）ARM 3.5英寸工业主板
        基于Cirrus Logic EP9315 ARM9处理器，标准3.5英寸工业主板规格，可为工业控制、人机界面、仪表仪器等行业提供强大的智能控制平台。QY-9315S集成了常见的嵌入式系统外围接口，如：PC/104 、10/100M网络、多串口、VGA、TFT-LCD、USB Host、音频、8x8键盘、硬盘/CF卡、CAN总线、RTC、看门狗，可直接替代X86工控板, 客户只需专注应用程序的开发而无须关注底层驱动程序。
操作系统方面，目前嵌入式系统常用的操作系统有Linux2.6、Windows CE 5.0；开发环境有UC/GUI、Q/T。
      （1）Linux
         Linux是一种免费、开源的操作系统，因此其支持软件多，可用资源丰富。目前将Linux的内核移植在其上，可使用更多的Linux功能。无论是对于企业服务器还是对于嵌入式系统，Linux 2.6 都是一个巨大的进步。对高端的机器来说，新特性针对的是性能改进、可扩展性、吞吐率，以及对 SMP 机器 NUMA 的支持。对于嵌入式领域，添加了新的体系结构和处理器类型——包括对那些没有硬件控制的内存管理方案的 MMU-less 系统的支持。并且，和往常一样，为了满足桌面用户群的需要，添加了一整套新的音频和多媒体驱动程序，Linux 内核使用了由 Ingo Molnar 开发的新的调度器算法，称为O（1）算法，它在高负载的情况下执行得极其出色，并且当有很多处理器时也可以很好地扩展；内核抢占补丁在2.5系列中就已经被打上，接下来在2.6中也会打。这将显著地降低用户交互式应用程序、多媒体应用程序等类似应用程序的延迟。这一特性对实时系统和嵌入式系统来说特别有用；从虚拟内存的角度来看，新内核融合了 Rik van Riel 的 r-map （反向映射，reverse mapping）技术，将显著改善虚拟内存在一定程度负载下的性能；更多功能还需您在后续的工作中切身体会。
      （2）Windows CE
        WinCE推出只有几年时间，但目前已占据了很大市场份额。由于WinCE开发都是大家熟悉的VC++环境，所以对于一般的开发人员都不会有多大难度，这也是WinCE容易被人们接受的原因。开发环境方便快速，微软的强大技术支持，使得WinCE开发难度远低于嵌入式Linux。此外，WinCE与 WindowXP及Win2000的同族性，保证了原来在PC机上开发的程序可容易移植到嵌入式系统中。
      （3）GUI
        常见GUI有QT、UCGUI、MINI/GUI等，Qt 是 Trolltech的最早也是最有名的产品，它最初是作为一个跨平台（Win32、Mac、Unix）的C++GUI库开发的，但随着它的发展，其中增加了一系列与GUI无关的库，如Xml、Socket、Thread等等，现在Qt已经成为了一个通用的C++跨平台类库，到了4.0版，更是将GUI部分从核心库分离出来，以利于开发无GUI的服务程序；
UCGUI设计架构是模块化的，由不同的模块中的不同层组成，由一个LCD驱动层来包含所有对LCD的具体图形操作，UCGUI可以在任何的CPU上运行，因为它是100%的标准C代码编写的。
        UCGUI能够适应大多数的使用黑白或彩色LCD的应用，它提供非常好的允许处理灰度的颜色管理。还提供一个可扩展的2D图形库及占用极少RAM的窗口管理体系;
         MiniGUI做为“嵌入式图形中间件”软件产品，是针对嵌入式设备，跨操作系统的图形界面支持系统。通过十年的努力，MiniGUI已经成功应用在手持终端、机顶盒、工控、医疗及军工等行业。被各大厂商认可并广泛采用，逐渐成为嵌入式图形中间件领域的工业事实标准，从技术架构上包括几个模块：输入抽象层（IAL）、输出抽象层（GAL）、消息模块、窗口模块、图形设备接口模块（GDI） 及MiniGUI组件等；
        ARM平台工业主板技巧：选择工控主板最主要的就是合适，不必要求最高性能。比如上面的两款工控主板，如果用于8051的延续，替换旧的8051内核，那么选择Cortex- M3就足够了，如果可以，选择其他Cortex-M0也是可以的。如果是做广告机、视频播放器等此类工控机，那么就可以选择第二款Cortex-A5工控主板了。