ARM和M600显示解决方案的比较

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欢迎访问e展厅 展厅 8 嵌入式系统/自动化软件展厅 组态软件, 单片机, ... ARM简介 ARM是目前最流行的嵌入式系统处理器标准，主要包括ARM7、ARM9和ARM11；目前在嵌入式系统应用中用得最多的是ARM7和ARM9。类似互联网的TCP/IP协议栈，ARM采用授权IP的方式来进行产品的生产，所以全世界有很多的半导体厂商都根据自己的理念，在ARM核上扩充资源来生产不同的ARM芯片，但是由于内核统一，指令集兼容，所以用户软件兼容性非常好！这也是ARM获得广泛应用的重要原因。 ARM7是16/32位的RISC核，设计初衷是想靠速度和资源优势取代原来在控制领域独领风骚的PLC和MCU，但近年MCU进步很快，所以控制领域现在基本是ARM、MCU、PLC三分天下。 ARM9是32位的RISC核，设计主要是针对带HMI的嵌入式系统，尤其是高端的民用消费品，把原来的几个内核（基带、界面、驱动）整合到一个内核，基本就是一台PC，装上操作系统来开发产品，提高了开发速度和产品档次，以适应人类越来越夸张的要求（比如：炫、快、小、薄、省电）。 ARM11是32/64位的RISC核，针对游戏机、网络计算、算法处理来设计。 ARM直接支持的操作系统主要有WinCE、EPOC32、Linux。 ARM7的LCD驱动器 ARM7的LCD驱动器主要还是类似HT1625或者S1D13305之类，一般用来点亮笔段型的玻璃、单色或者STN伪彩色屏；由于内核速度快，软件写得好的话，也可以凑合点亮320×240以下分辨率的TFT屏，只是刷新显示会比较慢，可能会闪烁、抖动或出现横条纹，不太稳定而已；NXP （原来的Philips）近期会推出带TFT驱动的2478，速度在72MHz，由于LCD占用外部总线，所以也就能点320×240以下的TFT屏。 对一个小控制系统（程序量8K以上），ARM7由于资源丰富，其性价比是非常高的，ARM7经过近10年的应用，其稳定性和软件资源都比较丰富，用户用熟后，开发产品速度和效率远高于传统的单片机产品开发。 NXP是ARM7的NO.1供应商，其LPC2系列ARM7产品，均为工业级、QFP封装，价格从人民币15-30块不等（2478目标价是60块）。勿容置疑，ARM7在MCU控制领域还是非常有生命力的！ ARM7的LCD驱动器 ARM7的LCD驱动器主要还是类似HT1625或者S1D13305之类，一般用来点亮笔段型的玻璃、单色或者STN伪彩色屏；由于内核速度快，软件写得好的话，也可以凑合点亮320×240以下分辨率的TFT屏，只是刷新显示会比较慢，可能会闪烁、抖动或出现横条纹，不太稳定而已；NXP （原来的Philips）近期会推出带TFT驱动的2478，速度在72MHz，由于LCD占用外部总线，所以也就能点320×240以下的TFT屏。 对一个小控制系统（程序量8K以上），ARM7由于资源丰富，其性价比是非常高的，ARM7经过近10年的应用，其稳定性和软件资源都比较丰富，用户用熟后，开发产品速度和效率远高于传统的单片机产品开发。 NXP是ARM7的NO.1供应商，其LPC2系列ARM7产品，均为工业级、QFP封装，价格从人民币15-30块不等（2478目标价是60块）。勿容置疑，ARM7在MCU控制领域还是非常有生命力的！ ARM9的LCD驱动器以SAMSUNG的S3C24系列为例，其内部自带的LCD驱动器可以刷新最大4MB的显存，理论最大刷新分辨率在65K色时可以高达2048×1024，可以驱动几乎所有的主流TFT屏了。并且用户软件可以采用直接存储器访问（DMA）的办法方便的修改显示的内容，显示控制也很方便。在安装WinCE操作系统后，WinCE可以直接控制LCD驱动器，实现精美的Windows界面，用户软件开发更加方便和高效。 既然ARM9在显示驱动方面用起来很方便，为什么在产品设计中，大家还是尽量避免使用ARM9来直接驱动LCD呢？主要是存在以下几个问题： 问题1 优势：ARM9集成度高，直接可以通过内部总线方便的修改显示内容带来的问题：LCD驱动器占用总线资源，刷新显示的时候，CPU不能干其它事情；用户必须在软件速度和界面丰富程度之间自己做权衡！ 举例：a.S3C2410跑220MHz，点亮一个800×600的屏以后，基本就没空去干其它事情了！ b.ARM9跑WinCE，采用640×480标准VGA显示，界面要流畅，厂家推荐主频至少要200MHz以上。 问题2 优势：ARM9可以直接集成WinCE等操作系统开发漂亮的界面 带来的问题：天下没有免费的面包，正版WinCE的价格可不菲！小批量要近300块，批量还要摊到10美金！ 举例：知识产权保护已经立法，做产品要有长远考虑；要不然那天知识产权官司打起来，不赔死也要被拖死！ 人家WinCE的优势是网络和多媒体，如果产品就想要个精美的界面，没必要冒险或花冤枉钱！有更简单的解决办法。 问题3 优势：ARM9一颗芯片集成，省事 带来的问题：由于集成度太高，ARM9均为BGA封装以提高封装密度。如果产品不能上批量，那生产和检测简直就是一场噩梦！而硬件的售后维修更需要几个焊接高手中的高手。 举例：S3C2410在14×14mm2的面积上有272个小球球焊点，PCB布通至少要4层板，没有批量，一般工厂焊接成本就是天价（北京焊接报价是80块每颗），更不要说检测、维修、调试了！ 问题4 优势：器件成本低 带来的问题：如果ARM9一个东西可以包打天下还这么便宜，那整个半导体行业就只能等死了！ARM9芯片本身并不贵，但是其正常工作需要高速的FLASH做程序存储器，加上时钟，几组电源，焊接的费用，再考虑开发工具和研发投入，其实已经不便宜。 举例：用S3C2410来只做HMI，需要外扩高速存储器堆（SRAM＋Nor FLASH，128KB约￥40）做程序存储器，还需要128MB的NAND Flash保存界面（￥35），时钟、电源等外围器件加PCB至少￥40，1K批量焊接加工需要25（样板天价），2410（商业级）￥80，2440（工业级）小批￥110；整个不考虑研发投入和成品率，工业级，小批量成本就已经近300了。 此外，对中国工程师来说，ARM9还有两个要命的问题要引起重视。 问题5 ARM9片内都不带程序存储器，程序必须放在片外，所以软件的安全性很差，弄不好就是白忙几年。当然国外人家设计时的出发点是知识产权保护立法已经做得很好，或者批量应用采用ARM IP来设计ASIC（特殊功能集成电路）来做！ 问题6 ARM9系统集成度太高，对一般的用户来说，80%的资源可能永远也不会用到，所以软件设计的可靠性检查尤其重要。但是对一个小规模公司而言，研发工程师本来就紧张，更不用说代码测试工程师和先进、完善的测试设备了。当然，由于资源过于臃肿，ARM9的内核尽管很稳定，但其外设（比如DMA控制器）的可靠性就只有靠应用来检验了！ 比如，由于Flash有问题，Atmel公司近期召回了其ARM芯片！ 使用M600驱动LCD 一个带HMI的产品，基本上由“TFT显示屏驱动、文本和图像处理接口函数、用户应用程序”三大块组成，ARM9集成了“TFT显示驱动”，而M600则实现了“TFT显示驱动”和“文本和图像处理接口函数”以及一部分“用户应用程序”（比如拼音输入法），所以用起来很方便。M600集成了显示驱动、1MB显存、128MB Flash（32MB字库、96MB图片存储器；或者配置成32MB字库、64MB图像存储器、32MB用户数据库），采用串口的方式和用户系统连接，用户使用时只要3根线（＋3.3、GND、RXD）就可以把M600接起来点亮一个TFT屏，尤其对于工业自动化产品（比如无纸记录仪、自动化仪表）的升级换代非常方便。M600采用统一的指令集，可以通过软件设置来适应不同分辨率的显示屏，所以用户产品的多样化和将来升级（比如小屏换大屏）异常方便（不改硬件、只修改极少量的代码）。 总之，如果产品需要多媒体、互联网信息处理，并且产品批量很大（100K以上），选择ARM9做主处理器，安装操作系统来设计产品，是非常合适的。反之，如果产品只是需要一个大的TFT屏来显示，甚至仅仅是迫于市场的压力来升级界面，选择M600就非常明智，因为基本不用修改原来的设计（M600用起来实在是太简单了，一般我们推荐采用MCU+M600或者ARM7＋M600），即使不考虑研发和试验投入，成本也比ARM9来做经济。 下面是转引一个嵌入式大虾网友的文章，希望通过迪文的努力，可以让有追求的中国优秀工程师能够关注在他们的专长和idea上，而不是重 复的疲劳开发！ “我做2410的目的想必大家也十分清楚，就是么做一个给大家玩的板子。大家都喜欢便宜的东西，殊不知对个人和小公司而言，为做一个嵌入式开发板，是多么的辛苦，上面很多情况我都是一笔带过，甚至有的都没有提及。我是全职在做这个东西的，而且我是个新手（想必做面对一款新的没有用过的CPU，每个人都是新手)。全职尚且需要这么多时间，更何况业余做开发板的了。业余里做板子没有更多的时间，打电话买芯片不方便。。。诸此种种，没有一份对嵌入式的一种真心的热情，很难说能有耐心坚持做下去。现在大家都喜欢免费开放的东西，可是就算是给你一个完善的原理图和一个正确的PCB文件，没有半年的时间，也是很难上手的。我认识的做类似开发板的，无不有一个难以忍受的经历，从发出PCB到制板厂那时起，就注定要走这一步。大致这个流程是这样的： 找资料→做简单测试试验→设计原理图→做封装→设计PCB→制板→买元件→焊接→调试硬件→修正硬件→调试软件→写说明书→包装邮寄→技术支持。 这其中有些过程看似很简单，但如果只有一个人来做的话，会不知不觉的花费很多的时间和精力。其中的每一个步骤，都不是个人和小公司所能耽误的起的。 这里面或许我是有一些抱怨，但我很高兴仍然能做自己喜欢的东西。欢迎大家和我多一些技术上的交流。我暂时没有太大的目标，只想调通其余的四块板子;-)，或者你还是建议我重新做一个？谢谢”(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (5/16/2008)