ARM+DSP與AVR作為現(xiàn)代CPU設(shè)計(jì)范例，從現(xiàn)代眼光來(lái)看，都是非常先進(jìn)的設(shè)計(jì)。最重要的是吸取了C51體系所顯露出來(lái)的問(wèn)題，在原有系列的基礎(chǔ)上，擁有高性能、高速度，甚至是更低的功耗。本論文只針對(duì)ARM+DSP、AVR和C51單片機(jī)的特點(diǎn)，從不同的側(cè)面進(jìn)行了比較和闡述。

　　1 單片機(jī)的介紹

　　單片微型計(jì)算機(jī)(Single-Chip Micmprocessor)是微型計(jì)算機(jī)(Microcomputer，簡(jiǎn)稱微機(jī))的一個(gè)重要分支。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于工業(yè)控制領(lǐng)域，因此又稱為微控制器(Microcontroller)。它的體積小，質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，為學(xué)習(xí)，應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。單片機(jī)作為控制部分的核心部件，廣泛運(yùn)用于汽車、紅外監(jiān)控設(shè)備、各種電子玩具、各類報(bào)警裝置、各類軍工、航空航天產(chǎn)品等等。

　　2 ARM+DSP的優(yōu)點(diǎn)

　　2.1 ARM單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與ARM處理器的優(yōu)點(diǎn)

　　2.2.1采用RISC架構(gòu)的ARM單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

　　(1)體積小、低功耗、低成本、高性能;(2)支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集，能很好地兼容8位/16位器件;(3)大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快;(4)大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成;(5)尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高;(6)指令長(zhǎng)度固定。

　　2.2.2 ARM處理器的優(yōu)點(diǎn)

　　ARM是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計(jì)了大量高性能、價(jià)格低、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。ARM架構(gòu)是面向低預(yù)算市場(chǎng)設(shè)計(jì)的第一款RISC微處理器，是32位單片機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它提供一系列內(nèi)核、體系擴(kuò)展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案，四個(gè)功能模塊可供生產(chǎn)廠商根據(jù)不同用戶的要求來(lái)配置生產(chǎn)。由于所有產(chǎn)品均采用一個(gè)通用的軟件體系，所以相同的軟件可在所有產(chǎn)品中運(yùn)行。目前ARM在手持設(shè)備市場(chǎng)占有90%以上的份額，可以有效地縮短應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)與測(cè)試的時(shí)間，也降低了研發(fā)費(fèi)用。其優(yōu)點(diǎn)是：(1)高性能、低功耗、低價(jià)格;(2)豐富的可選擇芯片;(3)廣泛的第三方支持;(4)完整的產(chǎn)品線和發(fā)展規(guī)劃。

　　2.2 DSP的優(yōu)點(diǎn)

　　DSP(digital singnal processor)是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。DSP芯片，也稱數(shù)字信號(hào)處理器，是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，其主要應(yīng)用是實(shí)時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法。

　　DSP的優(yōu)點(diǎn)是可程控，修改方便，穩(wěn)定性好，可重復(fù)性好，抗干擾性能好，0/1電平之間的容限大，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)算法，系統(tǒng)特性隨輸入信號(hào)的改變而改變，功耗小，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)快，價(jià)格低。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理的要求，DSP芯片一般具有以下特點(diǎn)：(1)在一個(gè)指令周期內(nèi)完成一次乘法以及一次加法;(2)程序和數(shù)據(jù)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù);(3)片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問(wèn);(4)具有低開(kāi)銷或無(wú)開(kāi)銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持;(5)快速的中斷處理和硬件I/O支持;(6)具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器;(7)可以并行執(zhí)行多個(gè)操作;(8)支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。當(dāng)然，與通用微處理器相比，DSP芯片的其他通用功能相對(duì)較弱些。

　　3 AVR的優(yōu)點(diǎn)

　　采用RISC精簡(jiǎn)指令集的高速8位單片機(jī)，簡(jiǎn)稱AVR。與其它8-Bit MCU相比，AVR 8-Bit MCU最大的特點(diǎn)是：(1)哈佛結(jié)構(gòu)，具備1MIPS/ MHz的高速運(yùn)行處理能力;(2)超功能精簡(jiǎn)指令集(RISC)，具有32個(gè)通用工作寄存器，克服了如8051MCU采用單一ACC進(jìn)行處理造成的瓶頸現(xiàn)象;(3)快速的存取寄存器組、單周期指令系統(tǒng)，大大優(yōu)化了目標(biāo)代碼的大小、執(zhí)行效率，部分型號(hào)FLASH非常大，特別適應(yīng)于使用高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā);(4)作輸出時(shí)與PIC的HI/LOW相同，可輸出40mA(單一輸出)，作輸入時(shí)可設(shè)置為三態(tài)高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備10 mA～20 mA灌電流的能力;(5)片內(nèi)集成多種頻率的RC振蕩器、上電自動(dòng)復(fù)位、看門狗、啟動(dòng)延時(shí)等功能，外圍電路更加簡(jiǎn)單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠;(6)大部分AVR片上資源豐富：帶E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等;(7)大部分AVR除了有ISP功能外，還有IAP功能，方便升級(jí)或銷毀。

　　AVR的優(yōu)點(diǎn)是：(1)簡(jiǎn)便易學(xué)，費(fèi)用低廉;(2)高速、低耗、保密;(3)L/O口功能強(qiáng)，具有A/D轉(zhuǎn)換等電路;(4)有功能強(qiáng)大的定時(shí)器/計(jì)算器及通訊接口。

　　4 C51的優(yōu)點(diǎn)

　　(1)它從內(nèi)部硬件到軟件有著一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器或者布爾處理器，它的處理對(duì)象不是字或字節(jié)而是位，這就意味著它不僅能對(duì)片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進(jìn)行處理;(2)C51單片機(jī)還在片內(nèi)RAM區(qū)間特別開(kāi)辟了一個(gè)雙重功能的地址區(qū)間，其既可作字節(jié)處理，也可作位處理，使用起來(lái)靈活方便;(3)優(yōu)點(diǎn)是乘法和除法指令，這給編程也帶來(lái)了便利。