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單片機(jī)和嵌入式與ARM、DSP、FPGA幾個(gè)電子概念的詳細(xì)理解資料

2019-09-16 | pdf | 0.09 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

  嵌入式設(shè)備一般要滿足實(shí)時(shí)性的要求,而實(shí)時(shí)性是要求數(shù)據(jù)輸入和輸出的延時(shí)滿足一定的要求。當(dāng)然嵌入式一般都便攜性都比PC要好,功能沒有PC多,PC是通用,他是專用,一般只專注某些功能的實(shí)現(xiàn),比如DSP專注數(shù)字信號處理。個(gè)人覺得單片機(jī)和DSP差別不太大,DSP的結(jié)構(gòu)更加適合做算術(shù)運(yùn)算。FPGA基本就是個(gè)門結(jié)構(gòu)了,面向硬件直接編,程彈性很大,如果單片機(jī)和DSP置位硬件的方式是通過打時(shí)序或者修改寄存器宏單元,那FPGA就是直接用一個(gè)個(gè)邏輯與或門去打接硬件電路, 編程是并行的,不帶MCU但是你可以找IP核去加載上。ARM是個(gè)架構(gòu)吧,跑ARM好像必須上操作系統(tǒng),單片機(jī)和DSP都有自己的精簡指令集,不加操作系統(tǒng)也可以跑。 當(dāng)然以上都是一家之言,歡迎大家交流指正。

  以上各位都說了一部分,但是又不太全。我也來說一下自己的理解。

  首先,“嵌入式”這是個(gè)概念,準(zhǔn)確的定義沒有,各個(gè)書上都有各自的定義。但是主要思想是一樣的,就是相比較PC機(jī)這種通用系統(tǒng)來說,嵌入式系統(tǒng)是個(gè)專用系統(tǒng),結(jié)構(gòu)精簡,在硬件和軟件上都只保留需要的部分,而將不需要的部分裁去。所以嵌入式系統(tǒng)一般都具有便攜、低功耗、性能單一等特性。然后,MCU、DSP、FPGA這些都屬于嵌入式系統(tǒng)的范疇,是為了實(shí)現(xiàn)某一目的而使用的工具。 MCU經(jīng)過這么多年的發(fā)展,早已不單單只有普林斯頓結(jié)構(gòu)的51了,性能也已得到了很大的提升。因?yàn)镸CU必須順序執(zhí)行程序,所以適于做控制,較多地應(yīng)用于工業(yè)。而ARM本是一家專門設(shè)計(jì)MCU的公司,由于技術(shù)先進(jìn)加上策略得當(dāng),這兩年獨(dú)霸單片機(jī)市場。ARM的單片機(jī)有很多種類,從低端M0(小家電)到高端A8、A9(手機(jī)、平板電腦)都很吃香,所以也不是ARM的單片機(jī)一定要上系統(tǒng),關(guān)鍵看應(yīng)用場合。 DSP叫做數(shù)字信號處理器,它的結(jié)構(gòu)與MCU不同,加快了運(yùn)算速度,突出了運(yùn)算能力??梢园阉闯梢粋€(gè)超級快的 MCU。低端的DSP,如C2000系列,主要是用在電機(jī)控制上,不過TI公司好像稱其為DSC(數(shù)字信號控制器)一個(gè)介于MCU 和DSP之間的東西。高端的DSP,如C5000/C6000系列,一般都是做視頻圖像處理和通信設(shè)備這些需要大量運(yùn)算的地方。 FPGA叫做現(xiàn)場可編程邏輯陣列,本身沒有什么功能,就像一張白紙,想要它有什么功能完全靠編程人員設(shè)計(jì)。如果你夠NB,你可以把它變成MCU,也可以變成DSP。由于MCU和DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是設(shè)計(jì)好的,所以只能通過軟件編程來進(jìn)行順序處理,而FPGA則可以并行處理和順序處理,所以比較而言速度最快。那么為什么MCU、DSP和FPGA會同時(shí)存在呢?那是因?yàn)镸CU、DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是由IC設(shè)計(jì)人員精心設(shè)計(jì)的,在完成相同功能時(shí)功耗和價(jià)錢都比FPGA要低的多。而且FPGA的開發(fā)本身就比較復(fù)雜,完成相同功能耗費(fèi)的人力財(cái)力也要多。所以三者之間各有各的長處,各有各的用武之地。但是目前三者之間已經(jīng)有融合的態(tài)勢,ARM的M4系列里多加了一個(gè)精簡的DSP 核,TI的達(dá)芬奇系列本身就是ARM+DSP結(jié)構(gòu),ALTERA和XINLIX新推出的FPGA都包含了ARM的核在里面。所以三者之間的關(guān)系是越來越像三基色的三個(gè)圓了。

dsp FPGA 單片機(jī) 寄存器
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