ARM、8051、AVR、MSP430、DSP、FPGA六种体系比较区别

ARM、8051、AVR、MSP430、DSP、FPGA种体系比较区别
1.前言
嵌入式系统最大特征是“嵌入”二字,也就是说你的控制系统是嵌入于你的控制对象之中,所以首先是服从于对象的需求和特征,脱离对象空论谁好谁坏有何依据?学习单片机无所谓选那款,关键在于你能否掌握其本质,快速的触类旁通,你的产品是否成功就在于你能否最佳的选择好符合嵌入对象特征的MCU。
2.ARM Vs 8051
1.8051是8位的  ARM是32
2.速度:.ARM的主频可以达到700M而8051超过50M就很了不起了
3.ARM运算处理能力强, 8051侧重处理逻辑运算算术浮点运行比较差。
4.ARM的硬件资源丰富,8051硬件资源比较单一和简单。
5.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设计中,好比是软件语言中的C++,如果你想换一家厂商或者某家的货太贵,都会有其它的厂商来竞争,至少从理论上,你不会被一家厂商套住。
AVR这方面就差点,ATMEL一家,别无分号。你只能在他的系列中选一个型号,无法选厂家。好比是软件语言中的Java,虽然现在免费(指Java的SDK,不是AVR)或价格低,但市场前景更多的掌握在厂商手中。
美齐显示器功能方面,ARM大大优于AVR,ARM可以做PDA,手机,AVR显然不行,最糟糕的是ARM上可以跑Linux,Linux可以做多少事啊,虽说国内实际在ARM平台上跑出Linux而又愿意公开技术的人几乎没有(我正在努力朝这个方向发展),但前途绝对是光明的。功能上的优势意味着ARM比AVR有着更广的应用范围
4.ARM Vs MSP430
MSP430会向着专用,更低电压,更低功耗的方向发展,不求功能大而全。应该会有更多的型号出现以供不同场合的测量使用。430的编程方法是在低功耗模式任务之间切换来降低系统功耗,满足便携和节能的要求。
ARM是基于软核的高级精简指令机,高端应用方面比如嵌入式系统的主板开发,要求各种接口齐备,硬件的软实现相对容易降低成本,普及使用。ARM需要跑操作系统,如ucos,wince,linux等等,主要由于嵌入式系统开发往往是多任务,实时性强。
5.ARM Vs DSP(算法和图形)
1.ARM处理器有包括系统模式,用户模式等工作模式,并且每种模式下都有相应的专有通用寄存器,因此可以快速地实现不同模式的切换,这对于操作系统来说是非常有益的,但是DSP,没有这方面的考虑。另外,由于ARM内核与片内外设通过VPB相连,因此两者相对独立,这样,ARM的片内外设的搭配也更加灵活。
不知道说得对不对,毕竟,对DSP得了解不多。欢迎指正
2.主要是两个的作用不一样。ARM是32位RISC芯片,手机数码产品和工控上用,可以理解成CPU,可以上个OS也可以直接当单片机用。而DSP是作数字信号处理的,以TI的东西为例,2000做控制,5000处理静态图象,6000处理动态图象,8000是多DSP联合控制用的。
3.ARM是一个公司的名字,DSP=DIGITAL Signal Processing
smw工法桩ARM公司设计了多种CPU核心,是以32位RISC核心为主,以ARM设计的CPU核心做的芯片被俗称为“ARM芯片”,但严格地说通常的ARM芯片应该是指以ARM设计的CPU核心做的单片机,以ARM设计的CPU核心制作的SOC芯片一般不被称为ARM芯片。
所以楼主所说的ARM芯片就是一种高级的通用单片机。
DSP=DIGITAL Signal Processing,即数字信号处理;与“ARM芯片”这个俗称一样,“DSP芯片”是TI公司生产的一系列带DSP功能单片机的俗称。
总结一下,“DSP芯片”是带DSP功能的单片机,“ARM芯片”是带或不带DSP功能的单片机;
6.ARM(顺序,走系统)、DSP、FPGA(并行操作,并行采集)之间的区别
ARM(Adanced RISC Machines)是一个公司名字,也是一种处理器的通称,还可以认为是一种技术名字。主要销售晶片设计技术的授权。目前,采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器,即我们通常说的ARM微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各方面。ARM公司是专门从事基于RISC技术晶片设计开发的公司,作为知识产权供应商,本身不直接从事晶片生产,靠转让设计许可由合作公司生产各具特的晶片,世界各大半导体生产商(RFID射频快报注:如PHILIPS、TI、Intel、BroadCom、ATMEL等)从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM微处理器晶片进入市场。目前,全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的
授权,因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持,又使整个系统成本降低,使产品更容易进入市场被消费者所接受,更具有竞争力。ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器,基本是32位单片机的行业标准,它提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案,四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行,可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间,也降低了研发费用。
DSP(digital singnal processor)是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件。一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等,在其外围还可以连接若干存储器,并可以与一定数量的外部设备互相通信,有软、硬件的全面功能,本身就是一个微型计算机。DSP采用的是哈佛设计,即数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠。也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的提高了微处理器的速度。另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器件的灵活性。其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字
数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特。由于它运算能力很强,速度很快,体积很小,而且采用软件编程具有高度的灵活性,因此为从事各种复杂的应用提供了一条有效途径。根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特点:
(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法;
(2)程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据;
(3)片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问;
(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持;
水头损失(5)快速的中断处理和硬件I/O支持;
(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器;
(7)可以并行执行多个操作;
(8)支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
当然,与通用微处理器相比,DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。
FPGA是英文Field Programmable Gate Array(现场可编程门阵列)的缩写,它是在PAL、GAL、PLD龚琪等可编程器件的基础上进一步发展的产物,是专用集成电路(ASIC)中集成度最高的一种。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个新概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置,以实现用户的逻辑。它还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性,使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改。作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路,FPGA既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。可以毫不夸张的讲,FPGA能完成任何数字器件的功能,上至高性能CPU,下至简单的74电路,都可以用FPGA来实现。FPGA如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法,或是硬件描述语言自的设计一个数字系统。通过软件
仿真,我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后,还可以利用FPGA的在线修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路。使用FPGA来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,减少PCB面积,提高系统的可靠性。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。因此,FPGA的使用非常灵活。可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。目前做FPGA比较领先的有XILINX、ALTERA公司。
ARM具有比较强的事务管理功能,可以用来跑界面以及应用程序刘荃等,其优势主要体现在控制方面
而DSP主要是用来计算的,比如进行加密解密、调制解调等,优势是强大的数据处理能力和较高的运行速度
FPGA可以用VHDL或verilogHDL来编程,灵活性强,由于能够进行编程、除错、再编程和重复操作,因此可以充分地进行设计开发和验证。当电路有少量改动时,更能显示出FPGA的优势,其现场编程能力可以延长产品在市场上的寿命,而这种能力可以用来进行系统升级或除错。FPGA目前的趋势是有代替前两者的可能,在FPGA内部置入乘法器和DSP块,就具有高速的DSP处理能力。在FPGA内置入硬核CPU或软核CPU(Xilinx有powerpc硬核的产品,有microblaze软核。Altera有NIOS II软核)就可以成为既有能实现数字逻辑有适应嵌入式开发的综合性器件了。

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