ARM、8051、AVR、MSP430、DSP、FPGA六种体系比较区别

ARM、8051、AVR、MSP430、DSP、FPGA六种体系比较区别

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的

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。

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与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

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色的晶片，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色。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；

（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。