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单片机、ARM、FPGA 嵌入式的区别，及各自特点？( s( C* l& m$ D
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3 o* T. p2 z0 L2 Q4 A" Q/ w 单片机的特点：! a) W( S4 w3 z* ~6 U
（1）受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内ROM：8KB以下；
1 r* \1 o( s( [) ^/ S( @ （2）内RAM：256KB以内。
2 F+ ]* B8 j% Y; H （3）可靠性高. a; h: V( ?" z, W
（4）易扩展
* |, E$ o" E8 A7 X F1 q （5）控制功能强
/ h7 C: M ?8 e0 ~ （6）易于开发4 q- k5 K( l8 L& L4 u4 i
ARM的特点：
6 _0 b1 I k2 O/ X2 L8 F1 }6 g) F6 t (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。% S. Z& d7 j% f; @8 x+ ?/ } c
(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。8 ^( C3 n! B; M, D
(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。; p! v/ v% f" C+ g* T. v, O
(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。
& m3 f" N M0 _, x& k; p) l (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。+ m7 d, B* h8 N: `8 t# N1 G
(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。
0 z2 u7 t% Q# k+ c# b (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 y/ n0 P9 {! ~' j" G/ F8 b2 @( R (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。
( n4 v4 N" O+ o6 l9 z% O j (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。
6 i- W* v+ R& e. H* } (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。0 d% B5 P7 o, g; h% l
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。- \! @, l6 u. l+ t& I& M
FPGA的特点：
2 f# x1 d0 U0 l (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。
/ b9 z; w X% Z2 t* K% A: H (2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。 2 y) d y7 o4 L& e% E
(3）FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。
( y, a* h9 V0 E o1 A- o (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。
8 x7 {* B# D$ x0 a (5）FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。
4 n: r! r& V- `6 e" m' c D& F/ y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。
9 I# a0 S1 v6 J' U; |0 g3 O( TFPGA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。 9 ^; J$ S/ W. C. n8 i1 ?
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。, L8 `* c; ?9 Q2 P# ^& K2 w% {; Z
嵌入式系统的特点：
1 l% o/ g) W) X2 ]) n q a1、系统内核小
|! G" z) n1 F( b 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。 5 c( u% Y7 }1 m. C0 I4 I# G; D( k
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# Z2 S" B+ B5 o2、专用性强
0 C4 }( I3 `7 ?4 X" R 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。
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3、系统精简. I. u$ N) V6 i' A4 R
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。 2 Z% R8 |9 k d0 x* p
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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。 & p6 @6 |, K4 S
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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/ r6 l0 [, ?$ }/ Y) u" M
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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6．嵌入式系统开发需要开发工具和环境。
h" a8 F# f; F+ `8 H+ B1 G 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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