mcu dsp fpga arm 区别?
ARM:ARM处理器是Acorn有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。全称为Acorn RISC Machine。ARM处理器本身是32位设计,但也配备16位指令集,一般来讲比等价32位代码节省达35%,却能保留32位系统的所有优势。
MCU:微控制单元(Microcontroller Unit;MCU) ,又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机,是把中央处理器(Central Process Unit;CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器,至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等,都可见到MCU的身影。
DSP:数字信号处理,简称DSP,是面向电子信息学科的专业基础课,它的基本概念、基本分析方法已经渗透到了信息与通信工程,电路与系统,集成电路工程,生物医学工程,物理电子学,导航、制导与控制,电磁场与微波技术,水声工程,电气工程,动力工程,航空工程,环境工程等领域。
FPGA:FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
SOC:SoC的定义多种多样,由于其内涵丰富、应用范围广,很难给出准确定义。一般说来, SoC称为系统级芯片,也有称片上系统,意指它是一个产品,是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术,用以实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。
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以现在的技术来看,FPGA是最高端的,因为FPGA可以用软件方式实现DSP和MCU。其实FPGA内部是由大规模的独立逻辑门构成的,编程就是在做连线关系。而MCU和DSP都是数字电路,只要是数字电路都可以用FPGA的逻辑门搭出来的。MCU编程和应用相对简单,不过只能用于地端产品,高端的话只能用ARM了。不过成本相对较低。DSP其实就是一种高端的MCU,它是在单片机的基础上增加了很多个硬件乘加器,也就是说可以快速计算乘法和加法。其实就是数字信号处理常用的计算。再加上本身的处理速度快于普通单片机的处理速度,可以使DSP高速处理数据。其实DSP就是一种数字信号处理的专用芯片,由于现在大部分设备都是数字信号的,所以DSP应用很广,像手机的音频处理,MP3的,还有视频采集等等,涉及到数字滤波降噪等,还有图像识别等,这类数字信号处理的场合都需要DSP。但是DSP是专用芯片,现在的高端ARM都集成了DSP的功能,所以手机上现在用的不多了。加上FPGA可以软核实现DSP,所以MCU和DSP一般都是工业上使用。
DSP主要用做运算,如语音,图像等信号的运算处理,但基本不用做控制。MCU,FPGA,ARM主要用做控制,MCU低价低功耗,但门限很少,结构简单,不能实现复杂控制。
ARM控制能力较强,但运算能力相对较弱。因此现在很多手持设备是用ARM+DSP来实现的,就是所谓的“双核心”。
FPGA可做复杂的逻辑控制,功能很强大。
单片机(MCU),又称为微控制器,在一块半导体芯片上集中了CPU,ROM,RAM,I/O Interface, timer/counter, interrupt system, 构成一台完整的数字计算机
ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名ARM企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器,基本是32位单片机的行业标准,它提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案,四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置ARM生产。由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行。目前ARM在手持设备市场占有90以上的份额,可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间,也降低了研发费用。这里有一篇介绍ARM结构体系发展介绍。
DSP(digital singnal processor)是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件。一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等,在其外围还可以连接若干存储器,并可以与一定数量的外部设备互相通信,有软、硬件的全面功能,本身就是一个微型计算机。DSP采用的是哈佛设计,即数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠。也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的提高了微处理器的速度 。另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器件的灵活性。其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。由于它运算能力很强,速度很快,体积很小,而且采用软件编程具有高度的灵活性,因此为从事各种复杂的应用提供了一条有效途径。
FPGA既现场可编程门阵列:可由最终用户配置、实现许多复杂的逻辑功能的通用逻辑器件。常用于原型逻辑硬件设计。