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9 s$ M, s/ J4 {单片机、ARM、FPGA 嵌入式的区别,及各自特点?* R i2 N; Z7 S. ^
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单片机的特点:! }# y: ?2 K8 N! k: o4 o4 v
(1)受集成度限制,片内存储器容量较小,一般内ROM:8KB以下;* |2 t! X3 r. ]' Q( Y0 s, e8 w
(2)内RAM:256KB以内。/ x3 T0 t+ b7 D1 ~8 U1 \
(3)可靠性高
# v( O: u6 [5 z! C (4)易扩展0 }6 t" x9 A- }! y1 E E; ^
(5)控制功能强
% {7 q( p! ]- [+ O! B! Y$ W (6)易于开发
5 x( t4 }& n/ mARM的特点:
7 [1 P: \9 T8 @0 H% w& M (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。+ U5 {" D- \* F
(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。
. y/ m% [: a( u1 v4 W2 ] (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。
& l6 D6 n" `9 B (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。4 h) W9 o3 q/ [9 Q) a x
(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。- W* Y* f" _) T; |- t
(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。' I, V) h9 p- E
(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。3 ]8 v4 [0 N2 o8 C5 h
(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。; g5 r& o+ A" y7 E7 _
(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。
7 X% ?. O. t$ N$ L (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。+ s7 T! `5 O8 l O: Z
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。* |2 Q* Y I4 w" w
FPGA的特点:% ^# v( Z% B/ b! H+ v, q
(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。 . M1 p* X8 x/ W# t1 u7 g6 m8 W
(2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。
- A5 u! Z* b, ?7 {! ? (3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。
* j M) `0 N v% G6 U) B/ a (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 c: z! m5 d {. M
(5)FPGA采用高速CMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。 0 X! Y) ]* ^, {: }0 v, x
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。 ! h7 b! e7 L! Q) }! Q
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。
8 ` k3 u: ~; i$ y, q- B2 k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。
9 O) \2 B4 x j嵌入式系统的特点:. g" y. H: C! r5 s2 h E* J
1、系统内核小
$ h h. }0 i* P2 g# l; A 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。 4 e# x; N) t. E% A0 a% M! K/ M
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2、专用性强
_) P* ~: O/ x/ X7 a0 M" e 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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5 g; V- a- ~/ K7 l% [( n3、系统精简
* L7 q# s+ F& I5 z0 {5 H' |+ U, W 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 z1 D9 w" J8 M' o/ {0 j1 ?
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4 B( h/ V$ H, S, n, D( @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 u) b+ S7 ]) w: K2 X$ Y
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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
, \% A$ c8 g$ e* [) U$ K d2 u 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 l: M9 Z! N4 D+ r* X
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: Z; J) A1 C& f6 t+ Y6.嵌入式系统开发需要开发工具和环境。
: k0 S+ B& G7 M3 C* h4 f 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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