单片机，ARM，FPGA，嵌入式这些有什么区别
时间：2021-08-19 15:28:49
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[导读]学习嵌入式需要了解硬件知识，其中包括单片机、ARM、FPGA等，不同的硬件有不同的特点，需要了解他们相应的特点才有利于操作应用。那么单片机、ARM、FPGA、嵌入式的区别和特点有哪些呢？单片机1、受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内ROM：8KB以下；2、内RAM：256KB...
学习嵌入式需要了解硬件知识，其中包括单片机、ARM、FPGA等，不同的硬件有不同的特点，需要了解他们相应的特点才有利于操作应用。那么单片机、ARM、FPGA、嵌入式的区别和特点有哪些呢？单片机1、受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内ROM：8KB以下；2、内RAM：256KB以内；3、可靠性高；4、易扩展；5、控制功能强；6、易于开发。ARM1、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和继电器，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、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。FPGA1、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；2、FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片；3、FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚；4、FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一；5、FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL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。嵌入式系统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 （Real－Time 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。END
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