單片機和嵌入式系統linux的區別

2.1.2 是否通用

有些單片機廠家也給客戶提供了大量的驅動程序，比如USB HOST驅動程序，這可以讓客戶很容易就可以在它的上面編寫程序讀寫U盤。但是客戶寫的這些程序，只能在這種芯片、這個驅動程序上使用；更換另一種芯片后，即使芯片公司也提供了驅動程序，但是接口絕對不一樣，客戶又得重新編寫應用程序。
基于操作系統的驅動程序要遵循統一的接口，比如對于不同的芯片的USB HOST驅動，它們都要向上提供一個相同的數據結構，在里面實現了各自的USB操作。

下面是S3C2410/S3C2440的USB驅動向上層提供的數據結構：

static const struct hc_driver ohci_s3c2410_hc_driver = {
.deion = hcd_name,
.product_desc = "S3C24XX OHCI",
.hcd_priv_size = sizeof(struct ohci_hcd),

.irq = ohci_irq,
.flags = HCD_USB11 | HCD_MEMORY,

.start = ohci_s3c2410_start,
.stop = ohci_stop,
.shutdown = ohci_shutdown,

.urb_enqueue = ohci_urb_enqueue,
.urb_dequeue = ohci_urb_dequeue,
.endpoint_disable = ohci_endpoint_disable,

.get__number = ohci_get_,

.hub_status_data = ohci_s3c2410_hub_status_data,
.hub_control = ohci_s3c2410_hub_control,
.hub_irq_enable = ohci_rhsc_enable,
#ifdef CONFIG_PM
.bus_suspend = ohci_bus_suspend,
.bus_resume = ohci_bus_resume,
#endif
.start_port_reset = ohci_start_port_reset,
};

下面是ATMEL公司的ARM芯片的USB驅動向上層提供的數據結構：

static const struct hc_driver ohci_at91_hc_driver = {
.deion = hcd_name,
.product_desc = "AT91 OHCI",
.hcd_priv_size = sizeof(struct ohci_hcd),

.irq = ohci_irq,
.flags = HCD_USB11 | HCD_MEMORY,

.start = ohci_at91_start,
.stop = ohci_stop,
.shutdown = ohci_shutdown,

.urb_enqueue = ohci_urb_enqueue,
.urb_dequeue = ohci_urb_dequeue,
.endpoint_disable = ohci_endpoint_disable,

.get__number = ohci_get_,

.hub_status_data = ohci_hub_status_data,
.hub_control = ohci_hub_control,
.hub_irq_enable = ohci_rhsc_enable,
#ifdef CONFIG_PM
.bus_suspend = ohci_bus_suspend,
.bus_resume = ohci_bus_resume,
#endif
.start_port_reset = ohci_start_port_reset,
};

基于通用性，即使是你自己寫的Linux驅動，簡單到只是點亮一個LED，基于“通用性”，這個驅動也要向上提供統一的接口。下面是單片機LED驅動程序和Linux下的LED驅動程序的部分代碼。

單片機LED驅動程序：

void led_init(void)
{
GPBCON = GPB5_out; // 將LED對應的GPB5引腳設為輸出
}

void led_on(void)
{
GPBDAT &= ~(1<<5);
}

void led_off(void)
{
GPBDAT |= (1<<5);
}

Linux的LED驅動程序：
#define DEVICE_NAME "leds"
#define LED_MAJOR 231

#define IOCTL_LED_ON 0
#define IOCTL_LED_OFF 1

static unsigned long led_table [] = {
S3C2410_GPB5,
S3C2410_GPB6,
S3C2410_GPB7,
S3C2410_GPB8,
};

static unsigned int led_cfg_table [] = {
S3C2410_GPB5_OUTP,
S3C2410_GPB6_OUTP,
S3C2410_GPB7_OUTP,
S3C2410_GPB8_OUTP,
};

static int s3c24xx_leds_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;

for (i = 0; i < 4; i++) {
// 設置GPIO引腳的功能：本驅動中LED所涉及的GPIO引腳設為輸出功能
s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);
}
return 0;
}

static int s3c24xx_leds_ioctl(
struct inode *inode,
struct file *file,
unsigned int cmd,
unsigned long arg)
{
if (arg > 4) {
return -EINVAL;
}

switch(cmd) {
case IOCTL_LED_ON:
// 設置指定引腳的輸出電平為0
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 0);
return 0;

case IOCTL_LED_OFF:
// 設置指定引腳的輸出電平為1
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 1);
return 0;

default:
return -EINVAL;
}
}

static struct file_operations s3c24xx_leds_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = s3c24xx_leds_open,
.ioctl = s3c24xx_leds_ioctl,
};

static int __init s3c24xx_leds_init(void)
{
int ret;

ret = register_chrdev(LED_MAJOR, DEVICE_NAME, &s3c24xx_leds_fops);
if (ret < 0) {
printk(DEVICE_NAME " cant register major number");
return ret;
}

printk(DEVICE_NAME " initialized");
return 0;
}

static void __exit s3c24xx_leds_exit(void)
{

unregister_chrdev(LED_MAJOR, DEVICE_NAME);
}

module_init(s3c24xx_leds_init);
module_exit(s3c24xx_leds_exit);

2.2. 應用程序開發的區別

2.2.1 對于不帶操作系統的應用編程，應用程序和驅動程序之間的間隔并不明顯。

舉個例子，要在LCD上顯示字母“a”，在單片機上的做法是：
① 事先在Flash上保存“a”的點陣數據，假設它的象素大小是8x8，那么這個點陣大小就是8x8=64 bits，即8字節
② 應用程序讀取這64bit數據，逐個象素地在LCD上描點

相對的，基于操作系統的應用編程，就不需要懂得硬件知識，執行一個簡單的“echo a > /dev/tty1”就可以在LCD上顯示“a”了。

2.2.2 不帶操作系統的應用程序，可借用的軟件資源很少；

帶操作系統的應用程序，網上各種開源的軟件很多。

比如要做一個播放器，在不帶操作系統上實現會非常困難；如果是在Linux下，有現成的。

2.2.3 不帶操作系統的應用程序，各個任務是串行執行的；

帶操作系統的應用程序，各個任務是并行執行的。

2.2.4 不帶操作系統的應用程序，一旦發生程序錯誤，整個系統將崩潰

帶操作系統的應用程序，即使發生了程序錯誤，操作系統本身并不會崩潰