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一文解说单片机、ARM、MUC、DSP、FPGA、嵌入式扑朔迷离的联系!

作者:admin 发布时间:2019-06-04 20:22:13 浏览次数:332
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首要,“嵌入式”这是个概念,精确的界说没有,各个书上都有各自的界说。可是首要思维是相同的,便是相比较PC机这种通用体系来说,嵌入式体系是个专用体系,结构精简,在硬件和软件上都只保存需求的部分,而将不需求的部分裁去。所以嵌入式体系一般都具有便携、低功耗、功用单一等特性。

然后,MCU、DSP、FPGA这些都归于嵌入式体系的领域,是为了完结某一意图而运用的东西。

MCU俗称”单片机“经过这么多年的开展,早已不单单只要普林斯顿结构的51了,功用也已得到了很大的提高。因为MCU有必要次序履行程序,所以适于做操控,较多地运用于工业。而ARM本是一家专门规划MCU的公司,因为技能先进加上战略妥当,这两年单片机市场份额占有率巨大。

ARM的单片机有许多品种,从低端M0(小家电)到高端A8、A9(手机、平板电脑)都很吃香,所以也不是ARM的单片机必定要上体系,要害看运用场合。

DSP叫做数字信号处理器,它的结构与MCU不同,加快了运算速度,突出了运算才能。能够把它当作一个超级快的MCU。低端的DSP,如C2000系列,首要是用在电机操控上,不过TI公司如同称其为DSC(数字信号操控器)一个介于MCU和DSP之间的东西。高端的DSP,如C5000/C6000系列,一般都是做视频图画处理和通讯设备这些需求许多运算的当地。

FPGA叫做现场可编程逻辑阵列,自身没有什么功用,就像一张白纸,想要它有什么功用彻底赖编程人员规划(它的一切进程都是硬件,包含VHDL和Verilog HDL程序规划也是硬件领域,一般称之为编写“逻辑”。)。

假如你够NB,你能够把它变成MCU,也能够变成DSP。因为MCU和DSP的内部结构都是规划好的,所以只能经过软件编程来进行次序处理,而FPGA则能够并行处理和次序处理,所以比较而言速度最快。

那么为什么MCU、DSP和FPGA会一起存在呢?那是因为MCU、DSP的内部结构都是由IC规划人员精心规划的,在完结相同功用时功耗和价钱都比FPGA要低的多。并且FPGA的开发自身就比较杂乱,完结相同功用消耗的人力财力也要多。

所以三者之间各有各的利益,各有各的用武之地。可是现在三者之间已经有交融的态势,ARM的M4系列里多加了一个精简的DSP核,TI的达芬奇系列自身便是ARM+DS一文解说单片机、ARM、MUC、DSP、FPGA、嵌入式扑朔迷离的联系!P结构,ALTERA和XINLIX新推出的FPGA都包含了ARM的核在里面。所以三者之间的联络是越来越像三基色的三个圆了。

一言以蔽之“你中有我,我中有你”。

硬件工程师学习从何开端?

单片机:一般无操作体系,用于简略的操控,如电梯,空调等。

dsp:用于杂乱的核算,像离散余弦改换、快速傅里叶改换,常用于图画处理,在数码相机等设备中运用。

arm:一个英国的芯片规划公司,可是不出产芯片。只卖知识产权。

fpga:现场可编程门阵列,以硬件描绘言语(Verilog 或 VHDL)所完结的电路规划,能够经过简略的归纳与布局,快速的烧录至 FPGA 上进行测验,是现代 IC 规划验证的技能干流。

嵌入式 是相关于台式电脑而言,体系可裁剪,形态万千,或许体积、功耗、本钱受限、实时性要求高,如示波器,手机,平板电脑,全自动洗衣机,路由器、数码相机,这些设备中,尽管看不到台式机的存在,可是一文解说单片机、ARM、MUC、DSP、FPGA、嵌入式扑朔迷离的联系!都有一个或多个嵌入式体系在作业。

依据目标体系的功用杂乱性和核算处理杂乱性,供给的不同挑选。关于简略的家电操控嵌入式体系,选用简略的8位单片机就足够了,价廉物美,关于手机和游戏机等,就有必要选用32位的ARM和DSP等芯片了。FPGA是一种更倾向硬件的完结方法。

所以要经过学习成为硬件工程师,要从单片机开端,然后学习ARM和DSP之类。

市面上七大干流单片机的具体介绍

单片机现在可谓是漫山遍野,品种繁复,让开发者们目不暇接,开展也是适当的敏捷,从上世纪80年代,由其时的4位8位开展到现在的各种高速单片机。

各个厂商们也在速度、内存、功用上此伏彼起,良莠不齐~~一起涌现出一大批具有代表性单片机的厂商:Atmel、TI、ST、MicroChip、A直播之全能宠物王RM…国内的宏晶STC单片机也是可圈可点…

下面为咱们带来51、M一文解说单片机、ARM、MUC、DSP、FPGA、嵌入式扑朔迷离的联系!SP430、TMS、STM32、PIC、AVR、STC单片机之间的优缺陷比较及功用体现……

51单片机

运用最广泛的8位单片机当然也是初学者们最简略上手学习的单片机,最早由Intel推出,因为其典型的结构和完善的总线专用寄存器的会集办理,许多的逻辑位操作功用及面向操控的丰厚的指令体系,堪称为一代“经典”,为今后的其它单片机的开展奠定了根底。

51单片机之所以成为经典,成为易上手的单片机首要有以下特色:

特性:

缺陷:(尽管是经典可是缺陷仍是很明显的)

运用规模:

现在在教育场合和对功用要求不高的场合许多被选用

运用最多的器材:8051、80C51

MSP430单片机

MSP430系列单片机是德州仪器1996年开端推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器,给人们留下的最大的亮点是低功耗并且速度快,汇编言语用起来很灵敏,寻址方法许多,指令很少,简略上手。

首要是因为其针对实际运用需求,把许多模仿电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,以供给“单片”解决方案。其敏捷开展和运用规模的不断扩大,首要取决于以下的特色…

特性:

缺陷:

运用规模:

在低功耗及超低功耗的工业场合运用的比较多一文解说单片机、ARM、MUC、DSP、FPGA、嵌入式扑朔迷离的联系!

运用最多的器材:MSP430F系列、MSP430G2系列、MSP430L09系列

TMS单片机

这儿也提一下TMS系列单片机,虽不算干流。由TI推出的8位CMOS单片机,具有多种存储形式、多种外围接口形式,适用于杂乱的实时操控场合。尽管没STM32那么优异,也没MSP430那么张扬,可是TMS370C系列单片机供给了经过整合先进的外围功用模块及各种芯片的内存装备,具有高性价比的实时体系操控。

一起选用高功用硅栅CMOS EPROM和EEPROM技能完结。低作业功耗CMOS技能,宽作业温度规模,噪声按捺,再加上高功用和丰厚的片上外设功用,使TMS370C系列单片机在轿车电子,工业电机操控,电脑,通讯和消费类具有必定的运用。

STM32单片机

由ST厂商推出的STM32系列单片机,职业的朋友都知道,这是一款性价比超高的系列单片机,应该没有之一,功用及其强壮。其根据专为要求高功用、低本钱、低功耗的嵌入式运用专门规划的ARM Cortex-M内核。

一起具有一流的外设:1s的双12位ADC,4兆位/秒的UART,18兆位/秒的SPI等等,在功耗和集成度方面也有不俗的体现,当然和MSP430的功耗比起来是略微差劲的一些,但这并不影响工程师们对它的热捧程度,因为其简略的结构和易用的东西再合作其强壮的功用在职业中大名鼎鼎…

特性:

PIC单片机

PIC单片机系列是美国微芯公司(Microship)的产品,共分三个等级,即根本级、中级、高档,是当时市场份额增加最快的单片机之一,CPU选用RISC结构,别离有33、35、58条指令,属精简指令集。

一起选用Harvard双总线结构,运转速度快,它能使程序存储器的拜访和数据存储器的拜访并行处理,这种指令流水线结构,在一个周期内完结两部分作业,一是履行指令,二是从程序存储器取出下一条指令,这样总的看来每条指令只需一个周期,这也是高效率运转的原因之一,此外PIC单片机之所以成为一时十分热的单片机不外乎以下特色:

特色:

不足之处:

其专用寄存器(SFR)并不像51系列那样都会集在一个固定的地址区间内(80~FFH),而是涣散在四个地址区间内。只要5个专用寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH、INTCON在4个存储体内一起呈现,可是在编程进程中,少不了要与专用寄存器打交道,得重复地挑选对应的存储体,也即对状况寄存器STATUS的第6位(RP1)和第5位(RP0)置位或清零。

数据的传送和逻辑运算根本上都得经过作业寄存器W(适当于51系列的累加器A)来进行,而51系列的还能够经过寄存器相互之间直接传送,因此PIC单片机的瓶颈现象比51系列还要严峻,这在编程中的朋友应该深有体会。

运用最多的器材:PIC16F873、PIC16F877

AVR单片机

AVR单片机是Atmel公司推出的较为新颖的单片机,其明显的特色为高功用、高速度、低功耗。它撤销机器周期,以时钟周期为指令周期,实施流水作业。

AVR单片机指令以字为单位,且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可履行本指令功用,一起完结下一条指令的读取。一般时钟频率用4~8MHz,故最短指令履行时刻为250~125ns。

特色:

缺陷:

运用最多的器材:ATUC64L3U、ATxmega64A1U、AT90S8515

STC单片机

提到STC单片机有人会提到,STC也能算干流,估量要被喷了~~咱们根据它是国内还算是比较不错的单片机来说。

STC单片机是宏晶出产的单时钟/机器周期的单片机,说白了STC单片机是51与AVR的结合体,有人说AVR是51的代替单片机,可是AVR单片机在位操控和C言语写法上存在很大的差异。而STC单片机洽洽结合了51和AVR的长处,尽管功用不及AVR那么强壮,可是在AVR能找到的功用,在STC上根本都有,一起STC单片机是51内核,这处以51单片机为根底的工程师们供给了极大的便利,省去了学习AVR的时刻,一起也不失AVR的各种功用…

STC单片机是高速、低功耗、超强抗搅扰的新一代8051单片机51单片机,指令代码彻底兼容传统8051,但速度快8~12倍,内部集成MAX810专用复位电路。4路PWM 、8路高速10位A、D转化,针对电机电机 的供货商操控,强搅扰场合,成为继51单片机后一个全新系列单片机…

特性:

PS:STC单片机功用虽不及AVR、STM32强壮,价格也不及51和ST32廉价,可是这些并并不重要,重要的是这归于国产单片机比较超卓的单片机,希望国产单片机能一路长虹…

运用最多的器材:STC12C2052AD

Freescale单片机

首要针对S08,S12这类单片机,当然Freescale单片机远非于此。Freescale系列单片机选用哈佛结构和流水线指令结构,在许多领域内都体现出低本钱,高功用的的特色,它的体系结构为产品的开发节省了许多时刻。此外Freescale供给了多种集成模块和总线接口,能够在不同的体系中更灵敏的发挥作用!Freescale单片机的特有的特色如下:

运用最多的器材:MC9S12G系列

假如真要在这些单片机中分个一二三等,那么假如你想跟从群众,无可厚非51单片机仍是首选;假如你寻求超高性价比,STM32将是你抱负挑选;假如你巴望超低功耗,MSP430必定不会让你绝望;假如你想支撑国产,STC会让你振奋…

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THE END

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