ARM 使用環境之經驗記錄

ARM 使用環境之經驗記錄

曾慶潭 Ching-Tang Tseng

ilikeforth@gmail.com

Hamilton, New Zealand

2 June 2025

通常，我在試用 Forth 系統之發展末期，大約都是以能夠發展出數學函數的繪圖功能才告一段落。這次改到 ARM 使用環境之發展亦然，在我實現舊有的題材產生出同樣結果後，發展可以告一段落了。

前文曾經強調過，我的 ARM 發展環境就是 Raspberry pi3 與 pi4 ，以下就簡稱 pi3, pi4 。發展的過程中有許多經驗應該記錄下來，以防日後再使用它們又出問題時會是重蹈覆徹。

這種單板電腦套件(kit)沒有裝設電源開關，由於發展過程中時常要面對當機問題，我不得不為使用裝置添加開關。紐西蘭的壁上插座都附有開關，要讓電腦能夠跑得起來時，需要至少兩個電源插孔，為此，我刻意另外購用每個插孔均帶有個別開關的延長線插座，兩套單板電腦就買了兩條。使用的螢幕必須具有 HDMI 接頭，我有兩個這種螢幕，都是廉價回收品。一個是單純的電腦專用螢幕，另一個是帶有 HDMI 接頭的小電視。長期使用後發現，不宜將兩條電源線只透過單一個開關來控制供電，因為我發現僅由單一個開關送電時，開關會跳出火花，這就表示開關的接點在每次送電時，表面都被電擊燒過一次，開關遲早都會被燒毀，不應該這樣使用電器。螢幕與單板電腦各自使用一個電源開關時，開關就不跳火花了，以後注意，必須這樣使用。

這兩套電腦都不是很正規的日用電腦， pi3 甚至於不太適合安裝視窗作業系統，滑鼠常常跟不上響應是其最大的問題。早在 2012 年就已存在的 pi3 ，已經十幾年了，性能雖不頂好，還是能做一些事情的。東西在我這裡放了許多年，現在跑起來也沒有什麼問題。隨著時日的演進，它所需要的靜態硬碟(SD)，以性價比考量，目前採用 64GB 的 MicroSD 最為恰當。舊的 32GB 之 MicroSD 不用淘汰，因為這套系統要與外界進行資料傳送時，還沒有很適合的網上軟體可供採用，只宜使用 USB 來傳送，所以舊東西就還有用處，而且比較好用，因為容量不大，資料不多時，視窗作業系統連通 USB 就比較不耗時間，也才能夠及時反應出可存取的狀態。一個裝滿資料的外加硬碟，裡面可能有幾十萬甚至於幾百萬個檔案，pi3 為了掃描整個硬碟的資料夾，所耗時間將形同已經當機。這種現象可以從 pi3 後面的兩個指示燈看得出來，紅燈亮時僅表示已經供電，綠燈亮時表示系統正在執行程式。

長久以來，我在三套作業系統 Windows', MacOS, Linux 之間傳遞資料時，都已改採透過網路直接傳送與接收的方式進行，所用軟體叫做 croc ，它用起來很方便，無論多少 個 GB 的影音圖字碼都能傳送，基本作法就是透過 GitHub 做中間緩衝環境，只要你不在乎所傳資料會被盜取，那就儘管使用 croc 來傳檔案資料，USB 就都免用了。使用 croc 的細節不是我想討論的題材，怎麼安裝？怎麼用？用時有何細節必須注意？我就不在此處討論。但是，我已試過了， pi3 沒得安裝， pi4 可以安裝，使用時卻以安全問題為由而不能用，我暫時尚未試出可用結果。所以，在 ARM 使用環境內，我仍使用硬體 USB 傳送資料。

為電腦裝上作業系統，都已採用將影像檔(.img)直接展開至 MicroSD 的方式進行，在什麼網頁可以取得那一種作業系統？不是我該在這裡介紹的題材，我只能強調我為 pi3 裝的是 Ubuntu mate 20.04，而為 pi4 裝的是 Debian 。安裝過程很簡單、也很快。只有兩件事情需要對答回應，一是時區的選用，二是設定 WiFi 的網通密碼。中文輸入法是否加裝？在安裝系統初期可以不用考慮。而且，我在安裝 pi3 時發現，加裝中文輸入界面後，滑鼠又變得慢到不可理喻的程度了，而加裝這方面的軟體，裝後不能刪除，牽涉太廣，出問題時，我改採重裝系統的方式解決問題，耗時最少。

裝好了基礎作業系統，才能發展軟體，我花了不少時間為 ciForth 延伸出 abcForth 的功能，這樣我便能大肆測試整個系統的性能。本網頁在 2 January 2025 貼出之『天下為公』一文，附貼了一份很好的多重語言互助互榮，完成數學函數繪圖的成果。這裡再次借用這份程式，同時展示在三套不同之 Linux 環境完成同一工作的成果。在桌機上的 Ubuntu 20.04 是直接完成所有工作的。在 pi3 上基於 ARM 設計的 ciForth，不能再以一次操作完成所有工作，問題出在下列這一列指令中的 -c 之工作內容會出現例外訊息

$ ./l -c datagen.f > data.txt

ciForth 在將數據寫入 data.txt 資料檔案時，出現的多餘訊息全進入了檔案頂部，我暫時也不熟悉如何修正這個問題，只好改採以人工操作滑鼠的方式刪除訊息，剩下的程式就都能執行了。三個系統的成果圖與文字操作畫面的記錄同時展示於此，供作比對之用。程式內容請回頭看『天下為公』一文，展示的效果表示，我為 ARM 環境發展的 abcForth 已經完成。

我在 pi4 的 Debian 作業環境中想要對畫面進行硬拷貝擷圖時出現困難，因為系統不提供像 Ubuntu 那樣，可以直接壓下 print screen 鍵就獲得整個螢幕畫面的能力，於是加裝了 Kazam 軟體，透過它來實現要求。
想要系統能做許多事情，加裝軟體是免不了的要求，這方面需求，因人而異，但不是我該談的主題，要談，題目也很大。
要區別那一張圖代表是在那一個作業系統內完成的？請看螢幕桌面的背景畫面就能區別。

20250519 的小作文

研發電腦技術的精神總是出現在半夜兩三點

這一段時日，我一直在設法適應 ARM CPU 的發展環境，生活有點像回到五十年前剛接觸個人電腦的日子那樣，半夜三更老是還在搞電腦。

年輕時是怕家人打擾，研究無法持續，所以選在夜晚磨練技術。但那時年輕力壯，身體很好，少睡幾小時還受得了，可以造就出後來的技能。

現在不能再這樣糟蹋身體，也沒有必要，可以就在白天自由自在的搞電腦。想半夜搞電腦，只宜顛倒作業，改靠調整睡覺時間來面對。

昨晚，我改在半夜兩點起床，搞 Raspberry pi3 名片型單板電腦的軟體加裝。它是個麻雀雖小五臟俱全的小東西，前曾被英國政府採用為兒童電腦教育專用裝備，號稱生產價格只需五美金，市售價低於 35 元。目前的版本已經進展到 pi5 ，速度與容量已與慣用電腦相當，已成歐盟國家用來抗拒美國產品的利器。

因為白天家人要用網路，這種還靠 WiFi 傳輸訊息的弱小裝備，競爭不過普通電腦訊號比較強大的裝備。因此，我長期試用過後，發現它很容易當機，原因就是處理無線電信號的能力不如別人。昨晚我八點就早睡了，刻意在半夜兩點起床，開啟 pi3 ，獨佔 WiFi，進行加裝應用軟體的操作，一試之下，果真見到了效果。凡是容量上百個 MB 的應用軟體，都能加裝成功，顯示了我的判斷沒有錯。這就是搞電腦搞到半夜三更的效果，理由仍是避免被外部打擾，靜下心來耐心發展，就能成功。

這種使用 ARM cpu 設計出來的產品，都只使用免費的 Linux 公益作業系統運作，它的使用特色就是輕鬆裝好全裸系統，然後只靠每次只打一列字的方式加裝應用軟體。如下列:

$ sudo apt install [app name]

多年來的使用經驗告訴我，大約需要加裝 30 幾套應用軟體後，才能擁有一個令我滿意的使用環境。有幾個比較大型的應用軟體都需要佔用幾百個 MB 。白天裝過幾次沒有成功之後，我痛下決心，重溫年少時的心情，再度發揮夜研精神，一下功夫，就立刻得到了結果。

今晨裝好的軟體是像小畫家那樣的工具軟體 Kolourpaint ，佔用一百多個 MB ，還有好幾個都是，半夜裝成後，我才睡回鍋覺。

今晨因此而培育出、獲得了這種電腦之新的使用經驗。東西的性能不是不好，只是運轉能力較弱，耐心應對，都能發揮效果。