學習ARM體系結構的意義

ID:61677 · 發表于 2014-5-11 15:50

學習ARM體系結構的意義　

時常有些同學會問，在嵌入式開發中用得最多的是什么？我答，是C語言。那么最復雜的是什么？是嵌入式操作系統。只有Bootloader主要用到體系
結構的知識嗎？嗯，那當然。寫Bootloader似乎也太麻煩了點，這要怎么開始啊？沒有人要求你從車輪開始造的，提供開發板的廠商必然會附送一個
具備基本功能的Bootloader的，你就分析它，按自己的意愿修改它，然后就可得到自己的Bootloader了。那豈不是學習體系結構沒有多大用了？
換個視角來看。數學貴為科學的皇后，自打背上書包起，各類數學課本就沒有離開過我們，也是各類國家級大考的“常委”，可畢業后的工作實踐
中，究竟有多少次用到過那些高深的數學知識了？大多數人都會遲疑片刻，接著把腦袋搖得跟撥浪鼓似的。顯然這樣看問題有些膚淺了，數學是基礎
知識，是理論工具，在實際應用中起著至關重要的作用，只不過我們沒有察覺或“站在了巨人的肩膀上”了。一次，我發現堆排序算法中改變排序
的路徑將略微減少比較的總次數，并用計算機寫出了新算法程序，一次次的隨機數實驗后，發現真的較傳統算法快約六分之一，可我老師說算法這
學問是需要數學理論推導為基礎的，實驗數據再多也不過是數域上孤立的點，是無法令人信服的。費了九牛二虎之力，我列出一個長長的概率公式，
望著一層層跌套的求積求和符號，我汗顏了。數學不是沒用，是沒學好，不會用。
嵌入式系統和個人計算機的區別，很大程度就在體系結構的差異上，若沒有認真學過體系結構，怎能聲稱是嵌入式開發人員呢？現在ARM處理器應用
如此的廣泛，若不清楚其與X86各自的特點和差異，又能夠說把嵌入式做到多好呢？
對那些將投入驅動開發領域的同學來說，有可能你將面對處理器最最原始的一面，每一個細節你都要認真細致地對待，否則實驗的結果常常會令你
沮喪好幾天，粉碎了你的自信心，更糟的是對硬件產生了永久性的損壞。而對那些在體系結構上下過功夫的同學來說，明明白白地清楚處理器在
干什么，為什么會這樣，怎樣換一種方法來找到實驗失敗的原因。在這里，不要指望百度和谷歌能幫上你什么忙，因為實驗環境很特別或太具體，
別人的仙丹放到這里來可能根本行不通。你必須自己摸索，自己慢慢積累經驗，靠什么呢，靠最最基礎的體系結構知識。
另一些同學聲稱將來會向應用方向發展，將體系結構“抽象掉了”，與系統是無關的。那是自然，不過這樣想的話，你就不能成為一個真正的高手
，你并不清楚處理器在你的那些語句背后是如何工作的，也就不清楚它究竟會采用一種什么方式去做這件工作，“大概是XXX樣子吧”，最后你對
它完成此工作的效率估計得沒譜，也根本不知道有何更高效的途徑，最后當老板問你還有多大性能的優化空間時，你只能祈禱編譯器各類優化選項
的恩澤，而不敢拍著胸脯說硬件性能可以被榨干。
還有一些同學將致力于長期的嵌入式生涯，他們把這當做一種樂趣，或者希望將來自己能系統地掌握，那么BSP將會長期伴隨他們。對于BSP的開發
，沒有扎實的體系結構知識將是寸步難行的，多的道理也就不用再強調了
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