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詳析單片機、ARM,、FPGA嵌入式的特點及區(qū)別

2015-08-02

  單片機的特點:

 ?。?)受集成度限制,片內存儲器容量較小,,一般內ROM:8KB以下,;

  (2)內RAM:256KB以內,。

 ?。?)可靠性高

  (4)易擴展

 ?。?)控制功能強

 ?。?)易于開發(fā)

  ARM的特點:

  (1) 自帶廉價的程序存儲器(FLASH)和非易失的數(shù)據(jù)存儲器(EEPROM),。這些存儲器可多次電擦寫,,使程序開發(fā)實驗更加方便,工作更可靠,。

 ?。?) 高速度,,低功耗。在和M51單片機外接相同晶振條件下,,AVR單片機的工作速度是M51單片機的30-40倍,;并且增加了休眠功能及CMOS技術,使其功耗遠低于M51單片機,。

 ?。?) 工業(yè)級產品。具有大電流輸出可直接驅動SSR和繼電器,,有看門狗定時器,,防止程序走飛,從而提高了產品的抗干擾能力,。

 ?。?) 超功能精簡指令,具有32個通用工作寄存器,,相當于M51單片機中32個累加器,!從而克服了單一累加器工作的瓶頸效應。

 ?。?) 程序下載方便,。AVR單片機即可并行下載也可串行下載,無需昂貴的編程器,。此外,,還可以在線下載!也就是說可以直接在電路板上進行程序修改和燒錄,。

 ?。?) 具有模擬比較器、脈寬調制器,、模數(shù)轉換功能,。使得工業(yè)控制中的模擬信號處理更為簡單方便。

 ?。?) 并行口,、定時計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等單片機內部重要資源的功能進行了大幅度提升,,使之更適合工業(yè)生產過程的實時控制,。

  (8) 其時鐘頻率既可外接也可使用單片機內部自帶的振蕩器,,其頻率可在1MHz-8MHz內設置,,使得硬件開發(fā)制作更為簡潔。

  (9) 強大的通訊功能,,內置了同步串行接口SPI,、通用串行接口UAST、兩線串行總線接口TWI(I2C ),,使網(wǎng)絡控制,、數(shù)據(jù)傳送更為方便。

 ?。?0) 超級保密功能,,應用程序可采用多重保護鎖功能??傻蛢r快速完成廠家產品商品化等等。 除上述特點外“零外設”也是AVR嵌入式單片機的重要特征,。由于該芯片已內置了程序存儲器,、晶振并增加了在線匯編功能。

  所以AVR單片機芯片接上直流電源,,下載個程序就可以獨立工作,。無需附加外部設備,無需使用昂貴的編程器和仿真裝置,。這給我們學習和開發(fā)帶來了便利條件,。

  FPGA的特點:

  (1)采用FPGA設計ASIC電路(專用集成電路),,用戶不需要投片生產,,就能得到合用的芯片。

 ?。?)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片,。

  (3)FPGA內部有豐富的觸發(fā)器和I/O引腳,。

 ?。?)FPGA是ASIC電路中設計周期最短、開發(fā)費用最低,、風險最小的器件之一,。

  (5)FPGA采用高速CMOS工藝,,功耗低,,可以與CMOS、TTL電平兼容,。

  可以說,,F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。

  FPGA是由存放在片內RAM中的程序來設置其工作狀態(tài)的,,因此,,工作時需要對片內的RAM進行編程。用戶可以根據(jù)不同的配置模式,,采用不同的編程方式,。

  加電時,F(xiàn)PGA芯片將EPROM中數(shù)據(jù)讀入片內編程RAM中,,配置完成后,,F(xiàn)PGA進入工作狀態(tài)。掉電后,,F(xiàn)PGA恢復成白片,,內部邏輯關系消失,因此,,F(xiàn)PGA能夠反復使用,。FPGA的編程無須專用的FPGA編程器,只須用通用的EPROM,、PROM編程器即可,。當需要修改FPGA功能時,只需換一片EPROM即可,。這樣,,同一片F(xiàn)PGA,不同的編程數(shù)據(jù),,可以產生不同的電路功能,。因此,F(xiàn)PGA的使用非常靈活,。

  嵌入式系統(tǒng)的特點:

  1,、系統(tǒng)內核小

  由于嵌入式系統(tǒng)一般是應用于小型電子裝置的,系統(tǒng)資源相對有限,,所以內核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多,。比如Enea公司的OSE分布式系統(tǒng),內核只有5K,,而Windows的內核,?簡直沒有可比性。

  2,、專用性強

  嵌入式系統(tǒng)的個性化很強,,其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結合非常 緊密,一般要針對硬件進行系統(tǒng)的移植,,即使在同一品牌,、同一系列的產品中也 需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進行修改,。同時針對不同的任務,往往需要 對系統(tǒng)進行較大更改,,程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結合,,這種修改和通用軟件的 “升級”是完全兩個概念。

  3,、系統(tǒng)精簡

  嵌入式系統(tǒng)一般沒有系統(tǒng)軟件和應用軟件的明顯區(qū)分,,不要求 其功能設計及實現(xiàn)上過于復雜,這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本,,同時也利于實現(xiàn)系統(tǒng)安全,。

  4、高實時性的系統(tǒng)軟件(OS)是嵌入式軟件的基本要求,。而且軟件要求固態(tài)存儲,,以提高速度;軟件代碼要求高質量和高可靠性,。

  5,、嵌入式軟件開發(fā)要想走向標準化,就必須使用多任務的操作系統(tǒng)

  嵌入式系統(tǒng)的應用程序可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運行,;但是為了合理地調度多任 務、利用系統(tǒng)資源,、系統(tǒng)函數(shù)以及和專家?guī)旌瘮?shù)接口,,用戶必須自行選配RTOS (Real-Time Operating System)開發(fā)平臺,這樣才能保證程序執(zhí)行的實時性,、 可靠性,,并減少開發(fā)時間,保障軟件質量,。

  6.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境,。

  由于其本身不具備自舉開發(fā)能力, 即使設計完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進行修改的,,必須有一套 開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā),,這些工具和環(huán)境一般是基于通用計算機上的軟硬 件設備以及各種邏輯分析儀、混合信號示波器等,。開發(fā)時往往有主機和目標機的 概念,,主機用于程序的開發(fā),目標機作為最后的執(zhí)行機,,開發(fā)時需要交替結合進行,。


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