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- c1 i5 r1 i/ k: {/ x单片机、ARM、FPGA 嵌入式的区别，及各自特点？& \* d, N/ v/ y5 U! N9 ^, N
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单片机的特点：
0 N, U: \4 ~7 n （1）受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内ROM：8KB以下；
, t, ?* V$ E# J5 k+ ~$ d; a3 T4 Z （2）内RAM：256KB以内。6 ~0 D* E# R# o2 m
（3）可靠性高7 a. @" v$ b% ?" U9 }+ H& D
（4）易扩展
6 x* ?, j- M) U （5）控制功能强
: @( z: c( F- t& w, U' u b, J2 L （6）易于开发
/ j! {# K; N6 O; xARM的特点：
, o3 A9 ]& ]7 p* h' M# o2 f (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。
8 `5 J& V) U5 s1 w4 n4 [0 U (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。/ F! E6 ?5 v+ [) N- Q! j3 W
(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。: d1 \7 j6 P6 Z3 x; t# H: h
(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。* u9 d" I! X; x6 c
(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。
1 m2 T1 _& O: y6 J, W. N (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。, Q; ?9 I. p: K) H+ g7 j! ^. w
(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。1 O9 i" H0 R# i! ^6 z
(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。) `$ {7 n( j; M% U( H0 m, u+ l
(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。" X( n& Q* A1 h, q
(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。
( z# U- z' W* R% S7 r D 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。& o8 x( f5 z0 B
FPGA的特点：
) L$ N4 }6 W; T6 E) \6 g' O1 W (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。 : j3 X1 [% w! q( V
(2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。 9 i* g- ]" `, e. W
(3）FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。 2 R- [1 D/ o6 K" M
(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。
& c. Y& S9 I( U N( K/ _1 W (5）FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。
* ?4 C8 O( Y4 d; W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。
8 g. g6 |0 w! W. ?6 {) J! {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。 . r2 d v% H# E2 @
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。
' x7 h) D* j8 m) A6 X" ^1 k. J嵌入式系统的特点：
8 E: n' H+ Y! x# U1、系统内核小
1 Y- g# ~" L1 E3 h: L4 s 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。 1 O+ U6 ~7 W, o8 ?: J; C0 x
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& D( {' a" O. b" C/ D2、专用性强 i# y. ^/ Z8 m
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。 . k! H4 _4 h5 R4 o& K
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3、系统精简! E1 C/ Y n- t) C% V
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。 3 l/ i$ I6 A# G5 V
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0 ]& B9 n N) U& z4、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。 1 Z( J' K, n( K: O( W9 ?
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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, \3 f. Q7 |4 G/ D; B
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。
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4 ]9 K( c5 Z [; C6．嵌入式系统开发需要开发工具和环境。
; G# w8 @6 V. m0 s8 } 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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发表于 2020-6-19 16:16
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