单片机ARM,FPGA,嵌入式系统有什么联系和区别

这篇文章主要为大家介绍一些电脑硬件知识,让大家能够通俗的理解这些业内名词,接下来就让我们看看单片机,ARM,FPGA,嵌入式系统有什么联系和区别吧。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

微控制器

简要描述:您可以将其视为一台微型计算机,可以通过编程来执行一些简单的功能。 又称微控制器,因为它最早应用于工业控制领域。 微控制器是从专用处理器发展而来的,芯片中只有一个CPU。 最早的设计理念是将大量的外围器件和CPU集成到一颗芯片中,使计算机系统变得更小,更容易集成到体积要求严格的复杂控制设备中。 微控制器用于控制。 将程序写入微控制器芯片中,让微控制器自动控制某些东西。 它实际上是一个简化的计算机系统。 它是一种小型的嵌入式芯片,可以通过编程实现用户想要实现的一些功能。

特点如下:

1、由于集成度的限制,片上存储器容量较小,一般内部ROM小于8KB;

2. 内部RAM:256KB以内;

3、可靠性高;

4、易于扩展;

5、控制功能强;

6. 易于开发。

手臂

简要说明:ARM是微处理器的一种。 微控制器的种类繁多。 其实从广义上来说,ARM也是一种微控制器。 但它被认为是一种相对先进的微控制器。 移动领域的处理器大多采用ARM的架构,由其他芯片厂商自行开发。

特点如下:

1. 配备廉价的程序存储器(FLASH)和非易失性数据存储器(EEPROM)。 这些存储器可多次电擦除和写入,使程序开发实验更加方便,工作更加可靠;

2.高速度、低功耗。 在与M51单片机相同的外部晶振条件下,AVR单片机的工作速度是M51单片机的30-40倍; 并且加上睡眠功能和CMOS技术,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,并具有看门狗定时器,防止程序跑路,从而提高产品的抗干扰能力。 ;

4、超功能简化指令,拥有32个通用工作寄存器,相当于M51单片机中的32个累加器! 这克服了单个累加器的瓶颈效应;

5、对电路板上的程序进行修改和编程;

6、配备模拟比较器、脉宽调制器、模数转换功能。 使工业控制中的模拟信号处理更加简单方便;

7、单片机的并行口、定时计数器、中断系统等重要内部资源的功能得到了很大的改进,使其更适合工业生产过程的实时控制;

8、时钟频率可外接或使用单片机内部内置振荡器。 频率可在1MHz-8MHz范围内设置,使硬件开发和生产更加简单;

9、通讯功能强大,内置同步串行接口SPI、通用串行接口UAST、两线串行总线接口TWI(I2C),使网络控制和数据传输更加方便;

10.超强保密功能,应用可采用多重保护锁功能。 能够以低廉的价格快速完成厂商产品的商品化等。除了上述特点外,“零外设”也是AVR嵌入式单片机的一个重要特点。 因为芯片内置了程序存储器、晶振并增加了在线组装功能。 因此,AVR单片机芯片只需连接直流电源并下载程序即可独立工作。 不需要额外的外部设备,也不需要昂贵的编程器和仿真器。 这给我们的学习和发展带来了便利。

FPGA

简要说明:FPGA内部没有运算单元,没有控制器,也没有寄存器。 只是许多逻辑门。 学习FPGA只需要硬件描述语言的知识,比如verilog、VHDL等。FPGA设计并不是简单的芯片研究,它主要是利用FPGA模型来设计其他行业的产品。 与 ASIC 不同,FPGA 广泛应用于通信行业。

特点如下:

1、利用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路),用户无需进行晶圆生产即可获得合适的芯片;

2. FPGA可作为其他全定制或半定制ASIC电路的中试样品;

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、开发成本最低、风险最低的器件之一;

5、FPGA采用高速CMOS技术,功耗低,兼容CMOS和TTL电平。

一般来说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度和可靠性的最佳选择之一。 FPGA通过片内RAM中存储的程序来设置其工作状态。 因此,在运行过程中需要对片内RAM进行编程。 用户可以根据不同的配置方式采用不同的编程方式。 当上电时,FPGA芯片将EPROM中的数据读取到片内编程RAM中。 配置完成后,FPGA进入工作状态。 断电后,FPGA恢复为白色芯片,内部逻辑关系消失。 因此,FPGA可以重复使用。 FPGA编程不需要专用的FPGA编程器,只需使用通用的EPROM或PROM编程器即可。 当需要修改FPGA功能时,只需更换一块EPROM即可。 这样,同一个FPGA,不同的编程数据就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

简要说明:嵌入式系统是指完全嵌入受控设备内部、为特定应用而设计的专用计算机系统。 它用于控制、监视或协助工厂运营中使用的设备、机器或设备。 它由一个或多个微处理器或微控制器组成。 以计算机技术为基础,可定制软硬件,满足应用系统对专用计算机系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求。 嵌入式系统应与具体应用紧密结合,强调专用性、可靠性、成本、体积、资源利用率高,是先进计算机技术、半导体技术、电子技术相结合的综合产品。

特点如下:

1.嵌入式系统需要与应用程序紧密结合。 它们具有很强的专用性,必须根据实际系统需求合理减少和利用。 将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行业具体应用相结合的知识集成系统。

2.嵌入式系统内核更小。 由于嵌入式系统普遍应用于小型电子设备,且系统资源相对有限,因此其内核比传统操作系统要小得多。

3.嵌入式系统精简。 嵌入式系统一般系统软件和应用软件没有明显的区别,不要求其功能设计和实现过于复杂,有利于控制系统的成本,也有利于系统安全的实现。

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