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单片机、ARM、FPGA 嵌入式这些有什么区别,各自特点是什么? [复制链接]

huangedu (离线)
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发表于 2016-8-6 17:52:30 |显示全部楼层
关键词: 嵌入式 , 单片机 , FPGA

单片机的特点:
    1)受集成度限制,片内存储器容量较小,一般内ROM8KB以下;
    2)内RAM256KB以内。
    3)可靠性高
    4)易扩展
    5)控制功能强
    6)易于开发
ARM的特点:
    (1) 自带廉价的程序存储器(FLASH)和非易失的数据存储器(EEPROM)。这些存储器可多次电擦写,使程序开发实验更加方便,工作更可靠。
    (2) 高速度,低功耗。在和M51单片机外接相同晶振条件下,AVR单片机的工作速度是M51单片机的30-40倍;并且增加了休眠功能及CMOS技术,使其功耗远低于M51单片机。
    (3) 工业级产品。具有大电流输出可直接驱动SSR继电器,有看门狗定时器,防止程序走飞,从而提高了产品的抗干扰能力。
    (4) 超功能精简指令,具有32个通用工作寄存器,相当于M51单片机中32个累加器!从而克服了单一累加器工作的瓶颈效应。
    (5) 程序下载方便。AVR单片机即可并行下载也可串行下载,无需昂贵的编程器。此外,还可以在线下载!也就是说可以直接在电路板上进行程序修改和烧录。
    (6) 具有模拟比较器、脉宽调制器、模数转换功能。使得工业控制中的模拟信号处理更为简单方便。
    (7) 并行口、定时计数器、中断系统等单片机内部重要资源的功能进行了大幅度提升,使之更适合工业生产过程的实时控制。
    (8) 其时钟频率既可外接也可使用单片机内部自带的振荡器,其频率可在1MHz-8MHz内设置,使得硬件开发制作更为简洁。
    (9) 强大的通讯功能,内置了同步串行接口SPI、通用串行接口UAST、两线串行总线接口TWI(I2C ),使网络控制、数据传送更为方便。
    (10) 超级保密功能,应用程序可采用多重保护锁功能。可低价快速完成厂家产品商品化等等。除上述特点外“零外设”也是AVR嵌入式单片机的重要特征。由于该芯片已内置了程序存储器、晶振并增加了在线汇编功能。
    所以AVR单片机芯片接上直流电源,下载个程序就可以独立工作。无需附加外部设备,无需使用昂贵的编程器和仿真装置。这给我们学习和开发带来了便利条件。
FPGA的特点:
    (1)采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路),用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。  
    (2FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。  
    (3FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。  
    (4FPGAASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。 
    (5FPGA采用高速CMOS工艺,功耗低,可以与CMOSTTL电平兼容。  
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。  
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EPROMPROM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。
嵌入式系统的特点:
1、系统内核小
    由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的,系统资源相对有限,所以内核较之传统的操作系统要小得多。比如Enea公司的OSE分布式系统,内核只有5K,而Windows的内核?简直没有可比性。  
2、专用性强
    嵌入式系统的个性化很强,其中的软件系统和硬件的结合非常 紧密,一般要针对硬件进行系统的移植,即使在同一品牌、同一系列的产品中也 需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务,往往需要 对系统进行较大更改,程序的编译下载要和系统相结合,这种修改和通用软件的升级是完全两个概念。  
3、系统精简
    嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分,不要求 其功能设计及实现上过于复杂,这样一方面利于控制系统成本,同时也利于实现系统安全。  
4、高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固态存储,以提高速度;软件代码要求高质量和高可靠性。  
5、嵌入式软件开发要想走向标准化,就必须使用多任务的操作系统
    嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行;但是为了合理地调度多任 务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口,用户必须自行选配RTOS RealTime Operating System)开发平台,这样才能保证程序执行的实时性、可靠性,并减少开发时间,保障软件质量。  
6.嵌入式系统开发需要开发工具和环境。
    由于其本身不具备自举开发能力, 即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套 开发工具和环境才能进行开发,这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬 件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机的 概念,主机用于程序的开发,目标机作为最后的执行机,开发时需要交替结合进行。

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qq2512262471 (离线)
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发表于 2016-9-18 08:55:48 |显示全部楼层
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huangedu (离线)
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发表于 2016-10-26 17:53:14 |显示全部楼层
qq2512262471 发表于 2016-9-18 08:55
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