新一代Linux应用开发的革命性开发平台 - 智先生工控博客技术论文

    新一代Linux应用开发的革命性开发平台
    —智慧星Android+Arm应用平台介绍

    Arm自1990年诞生后，以其高效、低成本、低功耗的硬件特征以及支持Linux操作系统作为其标准的操作系统一举成为计算机应用的重要分支，现已经广泛用于便携式通信产品、手持运算、多媒体和嵌入式解决方案等领域，成为RISC 标准。Arm推出后，其发展相当迅速，应用领域不断扩大，但由于Arm的产品没有一个完全统一、兼容的操作系统，使硬件、操作系统及软件不能自由移植、共享，使Arm产品的应用受到严重制约。
    自从Google推出基于Linux为核心的Android操作系统后，基于Arm硬件的系统有了一个标准的操作系统，而苹果推出了iphone、IPAD后（iphonge、ipad的操作系统也是基于Linux为核心的操作系统），更刺激了Google不断完善Android操作系统，现在ARM已经有了一个相当完善且统一的操作系统，使ARM+Android成为新一代IT信息技术的标准平台，这样将使基于ARM+Android系统开发的软件能更方便地共享、移植，为软件开发人员提供更多的第三方软件，极大降低了产品及软件开发的成本，极大地扩展ARM的应用范围，可以说ARM+Android将成为新一代IT技术的革命性开发平台。
    我公司从事嵌入式产品开发和应用多年，根据我们对ARM、Linux和Android构建和应用的开发、研究经验，推出新一代ARM+Android的系统开发平台，我们不仅可以提供ARM的硬件平台，还可以为您提供相应的Android或Linux操作系统，是产品开发公司和开发人员的理想伙伴。现介绍一下ARM+Android的特点和优势。

    一、高效性
    ARM采用的是RISC结构的指令集，是到它的程序运行效率更高。有些人认为ARM的性能比X86结构的CPU有更高的性能，这种理解是不对的。应该说：x86系统的综合性能要远高于ARM结构的CPU，但对于某些固定的应用，因为ARM的系统、软件以及在与之配合的硬件设计上均做了优化，所以ARM具有很高的效率，而在某些特定应用方面ARM表现出来的性能会更高。
    ARM的产品是由ARM公司授权给各芯片厂商，由各芯片厂商根据其对产品的理解和定位生产出不同的产品，可以说ARM的CPU虽然采用同一个授权，但其性能和功能都由很大的区别，所以根据各款ARM的设计特性，正确选择ARM的产品是产品规划和设计人员进行产品设计的关键一环。

    二、低功耗、高稳定性
    低功耗是ARM最重要的特点，也是它占领市场的主要利器，功耗越低产品的稳定性越强，而且设计线路的困难相对也越低。，低功耗、高稳定性是ARM产品相对于X86产品的主要优势之一。

    三、低成本
    我们所说的产品的成本主要指产品的制造成本和产品的开发成本两大部分，就ARM和X86主板而言，产品的制造成本和开发成本，Arm都远低于X86的成本。
    1、生产成本低
    一般来说：就CPU以及主控芯片（x86主板是需要主控芯片的）的成本，ARM要远低于X86主板；另外ARM一般不考虑太多的外围扩展。所以ARM的一套完整的系统的价格要远低于X86结构的系统（当然性能和用法方面无法直接比较）。
    2、设计成本低
    Arm的CPU已经包含了整个系统的大部分功能，其设计难度和设计损耗要远低于X86结构的主板和系统，一般X86结构的主板的设计费用需要在30万以上，但Arm的主板的开发费用通常是2、3万（当然如果有特殊要求费用可能要高一点）。
    而且如果在以某个产品为基础进行设计修改的时候，修改的费用的差别就会更大了，ARM通常只需要进行线路的局部修改，但X86主板往往需要作大幅度改动，这样产生的修改费用、测试费用和调试费用都不是同一数量级的差异。
    从成本分析的差异中，我们明显看到：我们可以用同一套ARM的开发平台，开发出更多系列化的产品，以适不同客户群的要求，而这种花费是不会太高的。但X86系统要分担这些成本就很困难，所以x86主板更多采用标准品的设计和生产。

    以上几个特点主要相对于X86结构的产品而言，也是对于硬件的产品规划和选择而言的优势及特点，但以下的特点主要是相对于ARM+Linux平台的优势对和软件开发人员的吸引力。

    四、具有更多的第三方软件支持和更多的开发工具
    一直困扰ARM产品应用的一个主要因素是ARM的系统没有一个类似windows的通用操作系统。使基于ARM开发的软件无法自由地在其他平台上使用，最少还需要一个从新编译的过程，而这个编译过程通常还需要另行构建系统，这样就迫使程序人员（或公司）既要编程序，也要构建系统，还要构建硬件平台（因为系统构建是与硬件直接关联的）。
    这个困扰严重制约了应用很多数量不是太大的应用，特别是很多非移动的终端应用，致使这些应用大多采用X86结构的系统，既增加成本，也无法进一步提升系统的可靠性，如：POS终端机、ATM机等。
    在推出Android系统后，这方面的困扰得到极大解决，硬件设计和系统构建主要由硬件供应商负责解决，软件公司（或软件开发人员）主要进行软件开发，而其开发的软件将可以在大多数符合ARM+Android系统的标准平台上运行，这样便大大降低了项目实施的风险和费用，有效扩展了ARM得应用范围。

    五、具有更自由的软件共享和移植平台
    困扰ARM应用的因素除软件无法自用共享、移植外的另一个原因，也与没有一个相对统一的操作系统有关。因为过去ARM没有一个标准的操作系统平台，所以无法统一出各种开发工具的标准，而且各种软件（第三方软件）在各种平台上也无法通用，所以在基于ARM硬件平台进行软件开发，通常只能用C、JAVA这些工具开发，没有像在windows平台的进行软件开发的众多工具，而且没有第三方软件可以提供帮助。这就使软件开发人员的数量以及开发人员的工作效率都受到严重限制，这也严重困扰着ARM系统的应用。
    当ARM有了相对统一的Android操作系统后，基于ARM+Android的开发工具和第三方软件大量出现，极大提升的软件开发的效率，降低了软件开发的难度，对扩大ARM的应用有极大帮助。

    六、统一的Android有利于硬件平台的整合和系统功能的扩展
    ARM的CPU设计及其应用的一个很重要的特点是根据应用要求和软件功能配合制定硬件标准，这与传统X86结构的系统是两个完全不同的设计理念，这样才能做到根据应用需求制定软件功能和硬件功能，使产品的针对性更强，效能更高。现在最新提出的异构概念就是这种理念的具体表现。
    现在新推出的ARM的产品，很多是以应用需求为目标，整合不同类型的处理核心，使各处理核心都能充分发挥出其特有的优势，从而使系统的效率最高、能耗最少，稳定性最高。如：整合在Arm的CPU上整合DSP功能的芯片，就能轻松解决在X86结构上需要很高处理能力的CPU才能解决的高清播放的问题，这样整个系统的成本、功耗都要远低于X86系统的产品。
    统一的Android系统不仅规范了单核心的ARM系统的技术规范和标准，也逐步统一了一些常用核心的整合及技术标准。这些标准的统一。使ARM+Android平台真正成为新一代革命性的IT信息技术平台。　