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单片机、arm、fpga 嵌入式区别及其特点

单片机、arm、fpga 嵌入式区别及其特点-凯发k8官网

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【摘要】:
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……

  单片机的特点:

  (1)受集成度限制,片内存储器容量较小,一般内rom:8kb以下;

  (2)内ram:256kb以内。

  (3)可靠性高

  (4)易扩展

  (5)控制功能强

  (6)易于开发

  arm的特点:

  (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。

  (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。

  (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。

  (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。

  (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。

  (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。

  (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。

  (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。

  (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。

  (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。

  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。

  fpga的特点:

  (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。 更多嵌入式学习可以加75463 4522

  (2)fpga可做其它全定制或半定制asic电路的中试样片。

  (3)fpga内部有丰富的触发器和i/o引脚。

  (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)fpga采用高速cmos工艺,功耗低,可以与cmos、ttl电平兼容。

  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。

  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。

  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。

  嵌入式系统的特点:

  1、系统内核小

  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。

  2、专用性强

  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。

  3、系统精简

  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。

  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、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

  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.嵌入式系统开发需要开发工具和环境。

  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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