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  • 详析单片机、ARM、FPGA嵌入式的特点及区别
  •   单片机的特点:

      (1)受集成度,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(专用集成电),用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。

      (2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电的中试样片。

      (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。

      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 开发工具和才能进行开发,这些工具和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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