转发：ARM®mbed OS入门开发（一）介绍篇

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anywill 提问时间：2016-10-9 18:29 /

ARM®mbed OS入门开发（一）介绍篇2016-09-11 Summerain [url=]小白学嵌入式[/url]

注：个人认为mbed将底层驱动封装，是以后单片机和物联网开发的主流方式，但现在教材太少，

唯一的一本书还是翻译NXP的厂家文档，配合它的开发板将近500大元，不如nucleo。

对应stm32的这个系列教材是第一个，我会跟随更新，感觉好的话请支持，表扬！

为尊重原著，本系列文章未经过任何改动

【关于IoT OS和mbed OS】

物联网操作系统的概念，最先来自于无线传感器操作系统，知名的有TinyOS 和Contiki，Tiny OS是专为嵌入式无线传感网络设计开发的开放源代码操作系统，，目标是低功耗无线设备。Contiki 是一个适用于有内存的嵌入式系统的开源的、高可移植的、支持网络的多任务操作系统。与传统的嵌入式设备相比，物联网感知层的设备更小、功耗更低，而且需要较高的安全性和组网能力，物联网通信层需要支持各种通信协议和协议之间的转换，应用层则需要具备云计算能力。在软件方面，支撑物联网设备的软件比传统的嵌入式设备软件更加复杂。于是就有了物联网操作系统IoT OS。说的简单一些，IoT OS就是具备物联网需求的嵌入式操作系统。从2014年至今，许多IoT领域里的玩家都陆续推出了支持不同厂商的mcu设备的IoT OS，比如ARM mbed OS，Windows 10 IoT Core，Linux-Foundation Zephyr project和Google OS Fuchsia等。

mbed OS, 是ARM推出针对给所有Cortex-M设备使用的，一种专为物联网 (IoT) 中的“物体”设计的开源嵌入式操作系统。mbed OS屏蔽了不同mcu厂商提供了微处理之间的差异（通过CortexM--CMSIS框架），对于用户来说，只需要和API打交道即可，也就是说，用户基于mbed开发的应用可以很方便地更换使用不同厂商的arm微处理器。当然，这里还是仅限于支持mbed的处理器，也就是mbed enabled boards。

CMSIS框架

【mbed OS API 给开发者提供的功能】

1. Hardware inputs and outputs: analog, digital, bus, port, PwmOut and interrupts.

2. Digital interfaces and USB: serial, SPI, I2C, CAN and USB.

3. Networking and communication: network stack, BLE, Ethernet, WiFi and radio.

4. Device and networking security: mbed uVisor and mbed TLS.

5. Task management: timers and RTOS(基于CMSIS-RTOS API).

【mbed 提供的在线开发工具online IDE】

ARM为mbed OS开发者提供一套基于云计算的在线网页编译工具，可以在Windows、Linux、Mac等各种可以网页浏览的设备上进行编程。所以不需要安装调试工具，只要选好指定的开发板，就立即可以进行编程，编译后直接生成一个bin文件，直接烧写到设备即可运行。

其主要功能如下：

（1）代码编辑，包括语法高亮显示，快捷键，撤消/重做，剪切/复制/粘贴，标签，块/行注释，代码格式化等；
（2）版本控制，包括代码提交，对比，回溯，分支和合并等功能；
（3）代码导入，支持用户导入各种mBed库及应用程序用于修改开发；
（4）代码编译，在线工具默认使用ARM RVDS 进行编译，用户可以支持查看编译后flash和ram的使用情况，其编译后的二进制在使用上没有任何显示；
（5）导出代码，用户可以把在线工程导出到各类离线编译工具，包括Keil，GCC，IAR等，在导出文件中,mBed库是作为二进制文件提供的，用户代码则还是源代码方式。

缺点：不具备Debug功能，不能离线编辑。可以使用Command Line Tool（mbed CLI）或者第三方IDE。虽然不能使用在线IDE进行Debug, 但是由于支持第三方IDE，我通常将项目导出为µVision5工具链，使用Keil_uVision5打开和调试程序。

【mbed library的层次结构】

其中对应在代码目录里有：

1. 三个与MCU无关层（MCU independent directories）：

mbed/api: 包含定义了实际的mbed library API的头文件

mbed/common: 源文件（mbed common sources）

mbed/hal: 包含了目标MCU需要实现的硬件抽象层接口（HAL API）

2. 两个与MCU相关层（MCU dependent directories）：

mbed/targets/hal: 针对不同MCU，实现HAL接口

mbed/targets/cmsis: CMSIS-CORE 源文件

【mbed OS分层结构】

mbed OS分层结构

上图是mbed OS的分层结构，我认为不必要过多的解读它的结构，主要是我们可以看到mbed OS所提供的具有物联网需求的功能和协议，包括6LoWPAN，Web 传输受限制的应用协议(CoAP) 和超文本传输协议 (HTTP)，用于机器对机器 (M2M) 连接的消息队列遥测传输 (MQTT)，密码协议传输层安全协议 (TLS) ，数据包传输层安全性协议 (DTLS)，开放移动联盟轻量级 M2M (OMALWM2M) 标准。开发人员的工作量将会大量减轻，从而可以专注于编写尤其适用于 mbed OS 内核顶层的安全和通信协议的代码。