ARM、8051、AVR、MSP430、DSP、FPGA六種體系比較區(qū)別

1、 ARM、8051、AVR、MSP430、DSP、FPGA 六種體系比較區(qū)別1.前言嵌入式系統(tǒng)最大特征是“嵌入”二字，也就是說你的控制系統(tǒng)是嵌入于你的控制對象之中，所以首先是服從于對象的需求和特征，脫離對象空論誰好誰壞有何依據(jù)？學(xué)習(xí)單片機(jī)無所謂選那款，關(guān)鍵在于你能否掌握其本質(zhì)，快速的觸類旁通，你的產(chǎn)品是否成功就在于你能否最佳的選擇好符合嵌入對象特征的MCU。2.ARM Vs 80515.ARM 的FLASH 和RAM 超大，8051 太小，干不了大活。3.ARM Vs AVR（低功耗）ARM 是IP 核，可供各大芯片商集成到各自的設(shè)計(jì)中，好比是軟件語言中的 C+，如果你想換一家廠AVR 這方面

2、就差點(diǎn)，ATMEL 一家，別無分號。你只能在他的系列中選一個(gè)型號，無法選廠家。好比是軟件語言中的 Java，雖然現(xiàn)在免費(fèi)（指 Java 的 SDK，不是 AVR）或價(jià)格低，但市場前景更多的掌握在廠商手中。功能方面，ARM 大大優(yōu)于AVR，ARM 可以做PDA,手機(jī)，AVR顯然不行，最糟糕的是ARM 上可以跑Linux，Linux 可以做多少事啊，雖說國內(nèi)實(shí)際在 ARM 平臺(tái)上跑出 Linux 而又愿意公開技術(shù)的人幾乎沒有（我正在努力朝這個(gè)方向發(fā)展），但前途絕對是光明的。功能上的優(yōu)勢意味著ARM 比AVR 有著更廣的應(yīng)用范圍4.ARM Vs MSP430MSP430 會(huì)向著專用，更低電壓，更低功

3、耗的方向發(fā)展，不求功能大而全。應(yīng)該會(huì)有更多的型號出現(xiàn)以供不同場合的測量使用。430 的編程方法是在低功耗模式與任務(wù)之間切換來降低系統(tǒng)功耗，滿足便攜和節(jié)能的要求。 ARM 是基于軟核的高級精簡指令機(jī)，高端應(yīng)用方面比如嵌入式系統(tǒng)的主板開發(fā)，要求各種接口齊備，硬件的軟實(shí)現(xiàn)相對容易降低成本，普及使用。ARM 需要跑操作系統(tǒng)，如ucos，wince，linux 等等，主要由于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)往往是多任務(wù)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。5.ARM Vs DSP(算法和圖形)1.ARM 處理器有包括系統(tǒng)模式，用戶模式等工作模式，并且每種模式下都有相應(yīng)的專有通用寄存器，因此可以快速地實(shí)現(xiàn)不同模式的切換，這對于操作系統(tǒng)來說是非常有益

4、的，但是DSP，沒有這方面的考慮。另外，由于ARM 內(nèi)核與片內(nèi)外設(shè)通過VPB 相連，因此兩者相對獨(dú)立，這樣，ARM 的片內(nèi)外設(shè)的搭配也更加靈活。不知道說得對不對，畢竟，對DSP 得了解不多。歡迎指正2.主要是兩個(gè)的作用不一樣。ARM 是32 位RISC 芯片，手機(jī)數(shù)碼產(chǎn)品和工控上用，可以理解成CPU，可以上個(gè)OS 也可以直接當(dāng)單片機(jī)用。而DSP 是作數(shù)字信號處理的，以TI 的東西為例，2000 做控制，5000處理靜態(tài)圖象，6000 處理動(dòng)態(tài)圖象，8000 是多DSP 聯(lián)合控制用的。3.ARM 是一個(gè)公司的名字，DSP=DIGITAL Signal ProcessingARM 公司設(shè)計(jì)了多種C

5、PU 核心，是以32 位RISC 核心為主，以ARM 設(shè)計(jì)的CPU 核心做的芯片被俗稱為“ARM芯片”，但嚴(yán)格地說通常的ARM 芯片應(yīng)該是指以ARM 設(shè)計(jì)的CPU 核心做的單片機(jī)，以ARM 設(shè)計(jì)的CPU 核心制作的SOC 芯片一般不被稱為ARM 芯片。所以樓主所說的ARM 芯片就是一種高級的通用單片機(jī)。DSP=DIGITAL Signal Processing，即數(shù)字信號處理；與“ARM芯片”這個(gè)俗稱一樣，“DSP 芯片”是TI公司生產(chǎn)的一系列帶DSP 功能單片機(jī)的俗稱。總結(jié)一下，“DSP 芯片”是帶DSP 功能的單片機(jī)，“ARM芯片”是帶或不帶DSP 功能的單片機(jī)；6.ARM（順序，走系統(tǒng)）

6、、DSP 、FPGA（并行操作，并行采集）之間的區(qū)別ARM（Adanced RISC Machines）是一個(gè)公司名字，也是一種處理器的通稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)名字。主要銷售晶片設(shè)計(jì)技術(shù)的授權(quán)。目前，采用 ARM 技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)（IP）核的微處理器，即我們通常說的ARM 微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場，基于ARM 技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32 位RISC 微處理器75%以上的市場份額，ARM 技術(shù)正在逐步滲入到我們生活的各方面。ARM 公司是專門從事基于RISC 技術(shù)晶片設(shè)計(jì)開發(fā)的公司，作為知識產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，本身不直接從事晶片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)

7、計(jì)許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的晶片，世界各大半導(dǎo)體生產(chǎn)商（RFID 射頻快報(bào)注：如PHILIPS、TI、Intel、BroadCom、ATMEL等）從ARM 公司購買其設(shè)計(jì)的ARM微處理器核，根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域，加入適當(dāng)?shù)耐鈬娐?，從而形成自己?ARM 微處理器晶片進(jìn)入 市場。目前，全世界有幾十家大的半導(dǎo)體公司都使用ARM 公司的授權(quán)，因此既使得 ARM 技術(shù)獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持，又使整個(gè)系統(tǒng)成本降低，使產(chǎn)品更容易進(jìn)入市場被消費(fèi)者所接受，更具有競爭力。ARM 架構(gòu)是面向低預(yù)算市場設(shè)計(jì)的第一款 RISC 微處理器，基本是 32 位單片機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它提供一系列內(nèi)核、體系擴(kuò)

8、展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案，四個(gè)功能模塊可供生產(chǎn)廠商根據(jù)不同用戶的要求來配置生產(chǎn)。由于所有產(chǎn)品均采用一個(gè)通用的軟件體系，所以相同的軟件可在所有產(chǎn)品中運(yùn)行，可以有效地縮短應(yīng)用程序開發(fā)與測試的時(shí)間，也降低了研發(fā)費(fèi)用。DSP（digital singnal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，有自己的完整指令系統(tǒng)，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。一個(gè)數(shù)字信號處理器在一塊不大的芯片內(nèi)包括有控制單元、運(yùn)算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元等等，在其外圍還可以連接若干存儲(chǔ)器，并可以與一定數(shù)量的外部設(shè)備互相通信，有軟、硬件的全面功能，本身就是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)。DSP 采用的是哈佛設(shè)計(jì)，即數(shù)據(jù)總線和

9、地址總線分開，使程序和數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在兩個(gè)分開的空間，允許取指令和執(zhí)行指令完全重疊。也就是說在執(zhí)行上一條指令的同時(shí)就可取出下一條指令，并進(jìn)行譯碼，這大大的提高了微處理器的速度。另外還允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間之間進(jìn)行傳輸，因?yàn)樵黾恿似骷撵`活性。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為 0 或 1 的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。由于它運(yùn)算能力很強(qiáng)，

10、速度很快，體積很小，而且采用軟件編程具有高度的靈活性，因此為從事各種復(fù)雜的應(yīng)用提供了一條有效途徑。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求，DSP 芯片一般具有如下主要特點(diǎn)：（1）在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法；（2）程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時(shí)訪問指令和數(shù)據(jù)；（3）片內(nèi)具有快速 RAM，通?？赏ㄟ^獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問；（4）具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持；（5）快速的中斷處理和硬件 I/O 支持；（6）具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器；（7）可以并行執(zhí)行多個(gè)操作；（8）支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。當(dāng)然，與通用微處理器相比，DSP 芯片的其他通用功能相

11、對較弱些。FPGA 是英文 Field Programmable Gate Array（現(xiàn)場可編程門陣列）的縮寫，它是在PAL、GAL、PLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物，是專用集成電路（ASIC）中集成度最高的一種。FPGA 采用了邏輯單元陣列 LCA（Logic Cell Array）這樣一個(gè)新概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊 CLB（ConfigurableLogic Block）、輸出輸入模塊 IOB（Input Output Block）和內(nèi)部連線（Interconnect）三個(gè)部分。用戶可對 FPGA 內(nèi)部的邏輯模塊和 I/O 模塊重新配置，以實(shí)現(xiàn)用戶的邏輯。它還具有靜態(tài)可重復(fù)

12、編程和動(dòng)態(tài)在系統(tǒng)重構(gòu)的特性，使得硬件的功能可以像軟件一樣通過編程來修改。作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路，F(xiàn)PGA 既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。可以毫不夸張的講，F(xiàn)PGA 能完成任何數(shù)字器件的功能，上至高性能 CPU,下至簡單的 74 電路，都可以用FPGA 來實(shí)現(xiàn)。FPGA 如同一張白紙或是一堆積木，工程師可以通過傳統(tǒng)的原理圖輸入法，或是硬件描述語言自的設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)。通過軟件仿真，我們可以事先驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。在PCB 完成以后，還可以利用 FPGA 的在線修改能力，隨時(shí)修改設(shè)計(jì)而不必改動(dòng)硬件電路。使用 FPGA 來開發(fā)數(shù)字電路，可

13、以大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，減少 PCB 面積，提高系統(tǒng)的可靠性。FPGA 是由存放在片內(nèi) RAM 中的程序來設(shè)置其工作狀態(tài)的，因此工作時(shí)需要對片內(nèi)的 RAM 進(jìn)行編程。用戶可以根據(jù)不同的配置模式，采用不同的編程方式。加電時(shí)，F(xiàn)PGA 芯片將 EPROM 中數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)編程 RAM 中，配置完成后，F(xiàn)PGA 進(jìn)入工作狀態(tài)。掉電后， FPGA 恢復(fù)成白片，內(nèi)部邏輯關(guān)系消失，因此，F(xiàn)PGA 能夠反復(fù)使用。FPGA 的編程無須專用的 FPGA 編程器，只須用通用的 EPROM、PROM 編程器即可。當(dāng)需要修改 FPGA 功能時(shí)，只需換一片 EPROM 即可。這樣，同一片 FPGA，不同的編程數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生不同的電路功能。因此，F(xiàn)PGA 的使用非常靈活?？梢哉f，F(xiàn)PGA 芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。目前做XILINX、ALTERA 公司。FPGA 比較領(lǐng)先的有ARM 具有比較強(qiáng)的事務(wù)管理功能，可以用來跑界面以及應(yīng)用程序等，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在控制方面，而 DSP 主要是用來計(jì)算的，比如進(jìn)行加密解密、調(diào)制解調(diào)等，優(yōu)勢是強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和較高的運(yùn)行速度。FPGA 可以用 VHDL 或 verilogHDL 來編程，靈活性強(qiáng)，由于能夠進(jìn)行編程、除錯(cuò)、再編程和重復(fù)操作，因此可以充分地進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)和驗(yàn)證。當(dāng)電路有少量改動(dòng)時(shí)，更能顯示出 FP