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ARM、DSP、FPGA之間的區(qū)別

米爾科技 ? 作者:米爾科技 ? 2019-10-23 09:40 ? 次閱讀

概述


我以為這樣比沒有意義,做嵌入式系統(tǒng)最大特征是“嵌入”二字,也就是說你的控制系統(tǒng)是嵌入于你的控制對象之中,所以首先是服從于對象的需求和特征,脫離對象空論誰好誰壞有何依據(jù)?


每個MCU都有其存在的價值,每個使用者的選擇都有其道理,AVR開始時是以單時鐘周期指令為賣點,相對于當時 12個時鐘的經(jīng)典51確實有優(yōu)勢,而且基于CMOS的特征,時鐘越高功耗越大,所以它在能耗上似乎明顯占優(yōu)。
可隨著技術(shù)的改進,51現(xiàn)在已經(jīng)早就有了4時鐘周期,`2時鐘周期乃至單時鐘周期的芯片了,此時AVR的速度優(yōu)勢已不存在。
如果考慮最高時鐘限制,讀者可以比較一下,似乎AVR的速度還不如某些51快。
如果考慮開發(fā)成本,那就更難說了。
至于ARM,有其優(yōu)勢、有其劣勢,關(guān)鍵看你依附的對象需要什么?你的產(chǎn)品最終定位如何?
如果產(chǎn)品利潤空間較大,MCU所占成本有限,不妨提高檔次,也算是個宣傳素材,同時為后續(xù)升級留有余地。
如果產(chǎn)品需精打細算,數(shù)量龐大,省1分錢都能帶來巨大的利潤,那MCU則是夠用即可,哪怕開發(fā)再不方便,那也只是一次開支,何況中國的工程師并不貴 : (
所以,學習單片機無所謂選那款,關(guān)鍵在于你能否掌握其本質(zhì),快速的觸類旁通,你的產(chǎn)品是否成功就在于你能否最佳的選擇好符合嵌入對象特征的MCU。

一點拙見,僅供參考!

ARM Vs 8051


1.8051是8位的ARM是32的

2.速度:.ARM的主頻可以達到700M而8051超過50M就很了不起了
3.ARM運算處理能力強, 8051側(cè)重處理邏輯運算,算術(shù)浮點運行比較差。
4.ARM的硬件資源豐富,8051硬件資源比較單一和簡單。
5.ARM的FLASH和RAM超大,8051太小,干不了大活。

我們拿Keil官方的MCB950開發(fā)板和米爾科技的MYD-LPC1857開發(fā)板做一個比較,兩者分別是基于8051單片機和ARM Cortex-M3處理器

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| 功能 | MCB950 |MYD-LPC1857 |

| 架構(gòu) | 8051 | ARM Cortex-M3 |

|主頻 | 12 MHz | 180MHz |

| 內(nèi)部RAM | 0.5KB | 136KB |

| 內(nèi)部FLASH| 8KB |1MB |

+----------------+----------------+-------------------------+

ARM Vs AVR


我感覺AVR最大的特點就是同時可以操作兩條指令,其實AVR就是RISC精簡指令的一個優(yōu)化,
但AVR不能像ARM一樣可以運行多種操作系統(tǒng),雖然可以運行操作系統(tǒng),總體載能不如ARM,但是感覺其應(yīng)用相對ARM比較簡單,很容易上手,ARM的運算能力雖然強于AVR,但是感覺要與操作系統(tǒng)配合使用才能體現(xiàn)其優(yōu)勢,可是嵌入操作系統(tǒng)又是一個相對復雜的系統(tǒng),需要花費較多的時間去理解、消化,感覺ARM的最大優(yōu)勢是運算能力強大、移植性強,一般應(yīng)用在較高檔的儀器、設(shè)備中;這也是我想要學習ARM的原因。

3.比較AVR和ARM,談?wù)勏嗤c區(qū)別

我看到hyloo的發(fā)問,本來想回答的,但一想,寫了很多,倒算別人的酷貼,不太劃算,所以決定自開一貼,順便揚揚名^_^。
AVR我用過2個月,ARM我只看過2本書,所以,說的有錯請各位指教。
這里我們討論的AVR和ARM都是泛指,就是說,包括所有機器指令集和這兩個體系的都通用的眾多芯片,不單單指某項技術(shù)或者某塊芯片。
首先是相同點,兩者都是現(xiàn)代的CPU設(shè)計范例,基于RISC的指導思想,在體系設(shè)計初期時就充分考慮到了CPU內(nèi)核面積,速度,高級語言支持等很多因素。又吸取了51、x86等20年前就商業(yè)化的體系所暴露出的問題,所以從現(xiàn)代眼光來看,都是非常先進的設(shè)計。最重要,GCC對ARM和AVR都提供了相當好支持,而且可以免費使用。網(wǎng)上,特別是外國網(wǎng)上都有很多開放資源可以參考。兩者在國內(nèi)都屬于市場引入階段。銷售方面,各有兩大著名國內(nèi)MCU公司做代理,而且巧合的是都是來自廣東的奸商(哈,開玩笑,勿當真)。
AVR和ARM的區(qū)別就比較多了:
ARM是IP核,可供各大芯片商集成到各自的設(shè)計中,好比是軟件語言中的C++,如果你想換一家廠商或者某家的貨太貴,都會有其它的廠商來競爭,至少從理論上,你不會被一家廠商套住。
AVR這方面就差點,ATMEL一家,別無分號。你只能在他的系列中選一個型號,無法選廠家。好比是軟件語言中的Java,雖然現(xiàn)在免費(指Java的SDK,不是AVR)或價格低,但市場前景更多的掌握在廠商手中。
實際產(chǎn)品成本方面,AVR優(yōu)于ARM,畢竟AVR是8位機,配什么外設(shè)都便宜,由于速度比ARM低,PCB版也好設(shè)計,20MHz的數(shù)字電路基本上只要通就行了,不用過多考慮信號完整性什么的。而ARM的速度能輕易上100MIPS,32位的CPU也不是吹的,速度上AVR根本沒法比,不過帶來的問題就多了,要4層PCB,而且外設(shè)也貴多了。
功能方面,ARM大大優(yōu)于AVR,ARM可以做PDA,手機,AVR顯然不行,最糟糕的是ARM上可以跑Linux,Linux可以做多少事啊,雖說國內(nèi)實際在ARM平臺上跑出Linux而又愿意公開技術(shù)的人幾乎沒有(我正在努力朝這個方向發(fā)展),但前途絕對是光明的。功能上的優(yōu)勢意味著ARM比AVR有著更廣的應(yīng)用范圍,所以,雙龍耿先生所說的“中學用AVR”如果是對的話,大學里就應(yīng)該用ARM。
外設(shè)方面AVR稍強,實際上我們可以看到Atmel公司的基于ARM核的AT91M55800A包括了很多AVR的外設(shè),但還缺TWI/I2C,可變增益ADC,EEPROM等好用的部件。但毫無疑問,ARM的外擴外設(shè)能力比AVR強的多,所以外設(shè)方面算平手吧
操作系統(tǒng)和軟件源碼資源方面,ARM拜Linux之賜,比AVR有優(yōu)勢點。但AVR上的嵌入式操作系統(tǒng)也不是沒有,uC/OS-II就不錯,如果能在Mega8515等便宜的芯片上跑起來的話,我看350元的ARM版也難賣,這一點雙龍不知有沒有計劃?
調(diào)試手段方面,ARM應(yīng)該優(yōu)于AVR,AVR就一個JTAG接口仿真器我個人還可以買一下,但所支持芯片有限,ARM方面書上有相當多的方法調(diào)試,這里我不熟也缺經(jīng)驗,就不瞎說了。
最后來個有個性的結(jié)尾,鑒于GCC對AVR和ARM的支持都很好,所以我決定都好好學,這里順便給GCC打個廣告,大家也看得出RISC的MCU最好還是直接使用C語言,GCC編譯器顯然是最明智的選擇。

ARM Vs MSP430


MSP430會向著專用,更低電壓,更低功耗的方向發(fā)展,不求功能大而全。應(yīng)該會有更多的型號出現(xiàn)以供不同場合的測量使用。430的編程方法是在低功耗模式與任務(wù)之間切換來降低系統(tǒng)功耗,滿足便攜和節(jié)能的要求。

ARM是基于軟核的高級精簡指令機,高端應(yīng)用方面比如嵌入式系統(tǒng)的主板開發(fā),要求各種接口齊備,硬件的軟實現(xiàn)相對容易降低成本,普及使用。ARM需要跑操作系統(tǒng),如ucos,wince,linux等等,主要由于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)往往是多任務(wù),實時性強。

ARM Vs Coldfire


嵌入式處理器講求的不是速度冷火不會慢慢死掉,它有相當悠久的傳統(tǒng)和光輝的歷史,只不過ARM在國內(nèi)的市場做得太好了,冷火的知名度就受到很大的影響。其實華恒的冷火系列開發(fā)板賣的如火如荼的時候, ARM在國內(nèi)還沒有形成氣候,只是在2003年的時候,ARM7、ARM9才開始風靡起來,當時在嵌入式領(lǐng)域,最熱門的關(guān)鍵詞應(yīng)該就是2410開發(fā)板了,呵呵。
冷火最早的時候是68K,最初應(yīng)用于APPLE上,比INTEL的8088還早。1992年的時候,68K芯片的銷售量幾乎是當時市面上所有其他嵌入式處理器(包括ARM、MIPS、PowerPC)銷量的總合。即使是現(xiàn)在,我們知道,我們做的一個IP機頂盒的客戶,對華恒來說是比較大的客戶了,他們走量是以十K為單位的,在飛思卡爾那邊就還算是小客戶,呵呵,冷火系列芯片不過時,現(xiàn)在在國內(nèi)只不過是知名度的問題。
冷火系列的處理器型號有很多,各自的特點不同
我就說一下MCF52X系列吧,前一段時間華恒和飛思卡爾一起做技術(shù)培訓、市場推廣,我也就需要研究MCF52X了。
這款處理器主要用在控制方面,最大的特點就是成本優(yōu)勢,不要看這一顆芯片的價格好像不高,但是它芯片內(nèi)部的SDRAM和FLASH,完全能夠勝任小巧緊湊的RTOS的運行需求,做成低端產(chǎn)品的整機成本就非常具有成本優(yōu)勢了。
Coldfire產(chǎn)品現(xiàn)在有四個系列V1/2/3/4 高端的V3/V4國內(nèi)應(yīng)用很少看到。
目前國內(nèi)用得較多的是V2內(nèi)核系列。在這一系列內(nèi)具體型號分類也很多。樓上提到的CF5213為單片式方案。其他很多型號的芯片為外擴程序/數(shù)據(jù)存儲器方式。
最小的單片式的CF5211配置為:
主頻80MHZ max
內(nèi)帶MAC和硬件除法器
16KB SRAM,128KB FLASH 程序存儲器
4-ch/32-bit + 4-ch/16-bit 定時器
8-ch 12-bit ADC
3-ch UART
I2C;QSPI
BDM/JTAG調(diào)試接口,免費128K版CW支持
64PIN LQFP封裝的1萬片公開參考價格 US$4.99

ARM Vs DSP


1.ARM處理器有包括系統(tǒng)模式,用戶模式等工作模式,并且每種模式下都有相應(yīng)的專有通用寄存器,因此可以快速地實現(xiàn)不同模式的切換,這對于操作系統(tǒng)來說是非常有益的,但是DSP,沒有這方面的考慮。另外,由于ARM內(nèi)核與片內(nèi)外設(shè)通過VPB相連,因此兩者相對獨立,這樣,ARM的片內(nèi)外設(shè)的搭配也更加靈活。

不知道說得對不對,畢竟,對DSP得了解不多。歡迎指正
2.主要是兩個的作用不一樣。ARM是32位RISC芯片,手機數(shù)碼產(chǎn)品和工控上用,可以理解成CPU,可以上個OS也可以直接當單片機用。而DSP是作數(shù)字信號處理的,以TI的東西為例,2000做控制,5000處理靜態(tài)圖象,6000處理動態(tài)圖象,8000是多DSP聯(lián)合控制用的。
3.ARM是一個公司的名字,DSP=DIGITAL Signal Processing
ARM公司設(shè)計了多種CPU核心,是以32位RISC核心為主,以ARM設(shè)計的CPU核心做的芯片被俗稱為“ARM芯片”,但嚴格地說通常的ARM芯片應(yīng)該是指以ARM設(shè)計的CPU核心做的單片機,以ARM設(shè)計的CPU核心制作的SOC芯片一般不被稱為ARM芯片。
所以樓主所說的ARM芯片就是一種高級的通用單片機。
DSP=DIGITAL Signal Processing,即數(shù)字信號處理;與“ARM芯片”這個俗稱一樣,“DSP芯片”是TI公司生產(chǎn)的一系列帶DSP功能單片機的俗稱。
總結(jié)一下,“DSP芯片”是帶DSP功能的單片機,“ARM芯片”是帶或不帶DSP功能的單片機;

如一定要講區(qū)別,若不考慮DSP功能,“DSP芯片”比“ARM芯片”在功能上弱很多,如樓上講的多種模式、跑OS、MMU、多種外設(shè)等許多差別。
4.ARM(ADVANCED RISC Machines)是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè),設(shè)計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。ARM架構(gòu)是面向低預算市場設(shè)計的第一款RISC微處理器,基本是32位單片機的行業(yè)標準,它提供一系列內(nèi)核、體系擴展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案,四個功能模塊可供生產(chǎn)廠商根據(jù)不同用戶的要求來配置生產(chǎn)。由于所有產(chǎn)品均采用一個通用的軟件體系,所以相同的軟件可在所有產(chǎn)品中運行。目前ARM在手持設(shè)備市場占有90以上的份額,可以有效地縮短應(yīng)用程序開發(fā)與測試的時間,也降低了研發(fā)費用。這里有一篇介紹ARM結(jié)構(gòu)體系發(fā)展介紹。
DSP(DIGITAL singnal processor)是一種獨特的微處理器,有自己的完整指令系統(tǒng),是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。一個數(shù)字信號處理器在一塊不大的芯片內(nèi)包括有控制單元、運算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲單元等等,在其外圍還可以連接若干存儲器,并可以與一定數(shù)量的外部設(shè)備互相通信,有軟、硬件的全面功能,本身就是一個微型計算機。DSP采用的是哈佛設(shè)計,即數(shù)據(jù)總線和地址總線分開,使程序和數(shù)據(jù)分別存儲在兩個分開的空間,允許取指令和執(zhí)行指令完全重疊。也就是說在執(zhí)行上一條指令的同時就可取出下一條指令,并進行譯碼,這大大的提高了微處理器的速度 。另外還允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間之間進行傳輸,因為增加了器件的靈活性。其工作原理是接收模擬信號,轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號,再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化,并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(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,而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序,遠遠超過通用微處理器,是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度,是最值得稱道的兩大特色。由于它運算能力很強,速度很快,體積很小,而且采用軟件編程具有高度的靈活性,因此為從事各種復雜的應(yīng)用提供了一條有效途徑。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特點:
(1)在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法;
(2)程序和數(shù)據(jù)空間分開,可以同時訪問指令和數(shù)據(jù);
(3)片內(nèi)具有快速RAM,通??赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問;
(4)具有低開銷或無開銷循環(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)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器;
(7)可以并行執(zhí)行多個操作;
(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。
當然,與通用微處理器相比,DSP芯片的其他通用功能相對較弱些。
區(qū)別是什么?:ARM具有比較強的事務(wù)管理功能,可以用來跑界面以及應(yīng)用程序等,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在控制方面,而DSP主要是用來計算的,比如進行加密解密、調(diào)制解調(diào)等,優(yōu)勢是強大的數(shù)據(jù)處理能力和較高的運行速度。
都酷了就再補充點兒,還是隨便說說
DSP的優(yōu)勢主要是速度,它可以在一個指令周期中同時完成一次乘法和一次加法,這非常適合快速傅立葉變換的需求。DSP有專門的指令集,主要是專門針對通訊和多媒體處理的;而ARM使用的是RISC指令集(當然ARM的E系列也支持DSP指令集)是通用處理用的。一個非常形象的比喻是ARM是高級房車,而DSP是高級跑車。不過也有一種雙核芯片是用DSP取指并做運算,當浮點運算量較大時ARM協(xié)助處理平時ARM只負責外圍控制。
不同應(yīng)用需求的驅(qū)動也是一個原因吧
任何技術(shù)要能良好發(fā)展,總離不開市場的驅(qū)動.a(chǎn)rm可以稱為高性能的單片機,傳統(tǒng)的單片機性能無法滿足要求后,人們就開始尋求更高性能的單片機,于是在這批用慣了單片機的用戶的需求驅(qū)動下,arm開始逐漸發(fā)展.而dsp是面向那些追求高速計算的用戶準備的.這是兩個獨立發(fā)展的方向,每種技術(shù)都保持自己的個性,發(fā)展到現(xiàn)在.一家之言,呵呵.
5.
存儲器架構(gòu)和指令集特點不一樣
單片機為了存儲器管理的方便(便于支持操作系統(tǒng)),一般采用指令、數(shù)據(jù)空間統(tǒng)一編碼的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)。 DSP為了提高數(shù)據(jù)吞吐的速度,基本上都是指令、數(shù)據(jù)空間獨立的哈佛結(jié)構(gòu)。
單片機對于數(shù)字計算方面的指令少得多,DSP為了進行快速的數(shù)字計算,提高常用的信號處理算法的效率,加入了很多指令,比如單周期乘加指令、逆序加減指令(FFT時特別有用,不是ARM的那種逆序),塊重復指令(減少跳轉(zhuǎn)延時)等等,甚至將很多常用的由幾個操作組成的一個序列專門設(shè)計一個指令可以一周期完成(比如一指令作一個乘法,把結(jié)果累加,同時將操作數(shù)地址逆序加1),極大的提高了信號處理的速度。由于數(shù)字處理的讀數(shù)、回寫量非常大,為了提高速度,采用指令、數(shù)據(jù)空間分開的方式,以兩條總線來分別訪問兩個空間,同時,一般在DSP內(nèi)部有高速RAM,數(shù)據(jù)和程序要先加載到高速片內(nèi)ram中才能運行。DSP為提高數(shù)字計算效率,犧牲了存儲器管理的方便性,對多任務(wù)的支持要差的多,所以DSP不適合于作多任務(wù)控制作用。

ARM Vs FPGA


首先我只能給意見,不強求你的選擇權(quán)。

第二我只能告訴你如果學完FPGA和ARM都掌握以后是什么樣子情況。
了解上面兩點以后往下看。
(呵呵,我和你正好是反過來的,我是做的FPGA,到了公司也是做FPGA,但是由于硬件架構(gòu)問題不得不學習ARM)
我覺得FPGA和ARM孰輕孰重沒得比較。但是殊途同歸,用經(jīng)典FPGA結(jié)構(gòu)處理不了的問題就要用ARM來處理,這個是沒辦法的。器件的最終用途就是幫我們解決問題。
選擇1.如果你決定主攻ARM,你學FPGA的優(yōu)勢在于你已經(jīng)懂ARM了,所以你學習EDA以后有一個優(yōu)勢:
CPU和FPGA的聯(lián)合的架構(gòu),這個是一種解決方案,而且普遍被嵌入式所使用(你非要拿手機給我舉例我也沒辦法,笑~~)因為系統(tǒng)總是分層的,CPU永遠工作在應(yīng)用層,作為FPGA而言,雖然工作在鏈路層(幫CPU存儲數(shù)據(jù),速率匹配,接口實現(xiàn)等等)但是這個架構(gòu)中FPGA需要比CPU跑的更穩(wěn)定。這個架構(gòu)的好出就是靈活。CPU外部接口隨意擴展,只要自己編寫FPGA的程序?qū)崿F(xiàn)接口就可以。
優(yōu)勢:在了解系統(tǒng)核心算法的前提下,更加了解系統(tǒng)架構(gòu)。這個是有好處的,因為在使用系統(tǒng)之前肯定是要先架構(gòu)系統(tǒng)。在上面CPU和FPGA架構(gòu)下面。FPGA從CPU角度看來充當了內(nèi)存。從底層角度看來FPGA充當了驅(qū)動,那么在這種接口下面,F(xiàn)PGA如果不起來,那么ARM啟動也只是半殘。不能發(fā)揮ARM的所有功能。
(我在給軟件程序員講FPGA和pxa255協(xié)同工作原理,他們對于FPGA可以復用地址或者透明雙塊內(nèi)存表示驚奇,可以對同一個地址讀寫出不同的結(jié)果表示驚訝,因為他們不了解FPGA的工作方式。FPGA的靈活性他們體會不到。但是你可以。)
選擇2:你主攻FPGA方面。
我覺得學校么,對FPGA和ARM都存在一定量的誤解,就好像學生或者少數(shù)老師會認為:“l(fā)inux和windows是差不多的東西”“VHDL是按照VC改出來的”等等,這些可能一定意義上面是對的(而且這個一定意義幾乎一個反例就能被推翻)。FPGA現(xiàn)在的功能很強,DSP和CPU都是可以內(nèi)嵌的。而且是軟核這點非常好。FPGA現(xiàn)在普及不開的原因主要是成本,本身技術(shù)已經(jīng)成熟。
那么你的優(yōu)勢就在于:你了解FPGA以后,將軟內(nèi)核嵌入到FPGA內(nèi)部,此時公司不需要另外找人為你的ARM或者CPU進行配置。
參考網(wǎng)站,可以了解FPGA到底是發(fā)展到什么情況:
xilinx的市場解決方案:http://china.xilinx.com/technology/
altera的市場解決方案:http://www.altera.com.cn/technology/tc-index.html
一句話總結(jié):殊途同歸,英雄不問出處,所以學什么,選擇什么路不重要,重要的是怎么走和自己的興趣。

ARM、DSP、FPGA之間的區(qū)別


ARM(Adanced RISC Machines)是一個公司名字,也是一種處理器的通稱,還可以認為是一種技術(shù)名字。主要銷售晶片設(shè)計技術(shù)的授權(quán)。目前,采用ARM技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)(IP)核的微處理器,即我們通常說的ARM微處理器,已遍及工業(yè)控制、消費類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場,基于ARM技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32位RISC微處理器75%以上的市場份額,ARM技術(shù)正在逐步滲入到我們生活的各方面。ARM公司是專門從事基于RISC技術(shù)晶片設(shè)計開發(fā)的公司,作為知識產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商,本身不直接從事晶片生產(chǎn),靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的晶片,世界各大半導體生產(chǎn)商(RFID射頻快報注:如PHILIPS、TI、Intel、BroadCom、ATMEL等)從ARM公司購買其設(shè)計的ARM微處理器核,根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域,加入適當?shù)耐鈬娐?,從而形成自己的ARM微處理器晶片進入市場。目前,全世界有幾十家大的半導體公司都使用ARM公司的授權(quán),因此既使得ARM技術(shù)獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持,又使整個系統(tǒng)成本降低,使產(chǎn)品更容易進入市場被消費者所接受,更具有競爭力。ARM架構(gòu)是面向低預算市場設(shè)計的第一款RISC微處理器,基本是32位單片機的行業(yè)標準,它提供一系列內(nèi)核、體系擴展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案,四個功能模塊可供生產(chǎn)廠商根據(jù)不同用戶的要求來配置生產(chǎn)。由于所有產(chǎn)品均采用一個通用的軟件體系,所以相同的軟件可在所有產(chǎn)品中運行,可以有效地縮短應(yīng)用程序開發(fā)與測試的時間,也降低了研發(fā)費用。
DSP(digital singnal processor)是一種獨特的微處理器,有自己的完整指令系統(tǒng),是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。一個數(shù)字信號處理器在一塊不大的芯片內(nèi)包括有控制單元、運算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲單元等等,在其外圍還可以連接若干存儲器,并可以與一定數(shù)量的外部設(shè)備互相通信,有軟、硬件的全面功能,本身就是一個微型計算機。DSP采用的是哈佛設(shè)計,即數(shù)據(jù)總線和地址總線分開,使程序和數(shù)據(jù)分別存儲在兩個分開的空間,允許取指令和執(zhí)行指令完全重疊。也就是說在執(zhí)行上一條指令的同時就可取出下一條指令,并進行譯碼,這大大的提高了微處理器的速度。另外還允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間之間進行傳輸,因為增加了器件的靈活性。其工作原理是接收模擬信號,轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號,再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化,并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(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,而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序,遠遠超過通用微處理器,是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度,是最值得稱道的兩大特色。由于它運算能力很強,速度很快,體積很小,而且采用軟件編程具有高度的靈活性,因此為從事各種復雜的應(yīng)用提供了一條有效途徑。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特點:
(1)在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法;
(2)程序和數(shù)據(jù)空間分開,可以同時訪問指令和數(shù)據(jù);
(3)片內(nèi)具有快速RAM,通常可通過獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問;
(4)具有低開銷或無開銷循環(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)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器;
(7)可以并行執(zhí)行多個操作;
(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。
當然,與通用微處理器相比,DSP芯片的其他通用功能相對較弱些。
FPGA是英文Field Programmable Gate Array(現(xiàn)場可編程門陣列)的縮寫,它是在PAL、GAL、PLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物,是專用集成電路ASIC)中集成度最高的一種。FPGA采用了邏輯單元陣列LCA(Logic Cell Array)這樣一個新概念,內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB(Configurable Logic Block)、輸出輸入模塊IOB(Input Output Block)和內(nèi)部連線(Interconnect)三個部分。用戶可對FPGA內(nèi)部的邏輯模塊和I/O模塊重新配置,以實現(xiàn)用戶的邏輯。它還具有靜態(tài)可重復編程和動態(tài)在系統(tǒng)重構(gòu)的特性,使得硬件的功能可以像軟件一樣通過編程來修改。作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路,F(xiàn)PGA既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。可以毫不夸張的講,F(xiàn)PGA能完成任何數(shù)字器件的功能,上至高性能CPU,下至簡單的74電路,都可以用FPGA來實現(xiàn)。FPGA如同一張白紙或是一堆積木,工程師可以通過傳統(tǒng)的原理圖輸入法,或是硬件描述語言自的設(shè)計一個數(shù)字系統(tǒng)。通過軟件仿真,我們可以事先驗證設(shè)計的正確性。在PCB完成以后,還可以利用FPGA的在線修改能力,隨時修改設(shè)計而不必改動硬件電路。使用FPGA來開發(fā)數(shù)字電路,可以大大縮短設(shè)計時間,減少PCB面積,提高系統(tǒng)的可靠性。FPGA是由存放在片內(nèi)RAM中的程序來設(shè)置其工作狀態(tài)的,因此工作時需要對片內(nèi)的RAM進行編程。用戶可以根據(jù)不同的配置模式,采用不同的編程方式。加電時,F(xiàn)PGA芯片將EPROM中數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)編程RAM中,配置完成后,F(xiàn)PGA進入工作狀態(tài)。掉電后,F(xiàn)PGA恢復成白片,內(nèi)部邏輯關(guān)系消失,因此,F(xiàn)PGA能夠反復使用。FPGA的編程無須專用的FPGA編程器,只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。當需要修改FPGA功能時,只需換一片EPROM即可。這樣,同一片F(xiàn)PGA,不同的編程數(shù)據(jù),可以產(chǎn)生不同的電路功能。因此,F(xiàn)PGA的使用非常靈活??梢哉f,F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。目前做FPGA比較領(lǐng)先的有XILINX、ALTERA公司。
ARM具有比較強的事務(wù)管理功能,可以用來跑界面以及應(yīng)用程序等,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在控制方面,
而DSP主要是用來計算的,比如進行加密解密、調(diào)制解調(diào)等,優(yōu)勢是強大的數(shù)據(jù)處理能力和較高的運行速度。
FPGA可以用VHDL或verilogHDL來編程,靈活性強,由于能夠進行編程、除錯、再編程和重復操作,因此可以充分地進行設(shè)計開發(fā)和驗證。當電路有少量改動時,更能顯示出FPGA的優(yōu)勢,其現(xiàn)場編程能力可以延長產(chǎn)品在市場上的壽命,而這種能力可以用來進行系統(tǒng)升級或除錯。FPGA目前的趨勢是有代替前兩者的可能,在FPGA內(nèi)部置入乘法器和DSP塊,就具有高速的DSP處理能力。在FPGA內(nèi)置入硬核CPU或軟核CPU(Xilinx有powerpc硬核的產(chǎn)品,有microblaze軟核。Altera有NIOS II軟核)就可以成為既有能實現(xiàn)數(shù)字邏輯有適應(yīng)嵌入式開發(fā)的綜合性器件了。
dsp-數(shù)據(jù)處理;cpu-控制;fpga-接口轉(zhuǎn)換
FPGA---通過編程實現(xiàn)電路
DSP--通過編程指導處理單元完成數(shù)據(jù)處理及控制
CPU嘛,復雜的東東
我覺得fpga就是一種可編程的器件,用它也可以實現(xiàn)DSP或者是cpu只不過可能性能達不到要求.
dsp用作數(shù)字信號處理,
而cpu是一種控制器,有許多種,比方說通用的如奔騰,還有單片機等.
cpu是一種電路,而fpga是一種相對于asic的電路實現(xiàn)方法.
在很大程度上dsp與床鋪有些類似,都是進行運算處理數(shù)據(jù)的,內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復雜,fpga是可以控制的邏輯器件,可以根據(jù)需求進行編程。
就工作頻率上來說,pc機上的cpu以GHz為計量單位;而你見過哪款fpga芯片的頻率超過1GHz的,基本上,目前的500MHz就封頂了。
單片機低速
DSP高速
FPGA超高速
FPGA可編程器件,用戶可以根據(jù)各自的需要實現(xiàn)接口協(xié)議,協(xié)議解析,數(shù)據(jù)處理,控制,優(yōu)點是用戶可隨心所欲的編程。
DSP其實就是內(nèi)部嵌有CPU和一些專用數(shù)字處理模塊(微引擎,乘法電路)的asic,專用于高速的數(shù)據(jù)信號處理。但是其主要執(zhí)行過程還是由軟件實現(xiàn)的。
CPU就是毫無疑問的中央處理器了,它根據(jù)用戶給出的指令,進行它的操作,其實里面的最基本的還是加乘操作。
因為DSP和CPU都是專用集成電路,所以內(nèi)部時鐘頻率可以做的很高,密度可以做的很高,特別是CPU,往往都代表了半導體的最新最高工藝。FPGA雖然在執(zhí)行頻率上沒有DSP和CPU那么高,工藝可能也沒有那么先進,但是FPGA可以通過并行處理和流水線,達到比CPU和DSP更高的數(shù)據(jù)處理能力。而且現(xiàn)在FPGA也內(nèi)嵌了DSP模塊和CPU,可以設(shè)計成片上系統(tǒng)。對于對CPU要求不高的單板,只要使用FPGA內(nèi)的CPU就可以了,不需要另外再貼塊CPU芯片了。因為三種器件各有其優(yōu)勢,所以是誰也沒有辦法替代誰。主要的競爭在FPGA與DSP,低端CPU之間展開。
DSP是軟件實現(xiàn)算法
FPGA是硬件實現(xiàn)算法,所以FPGA的處理速度會更高
FPGA比DSP快的一個重要原因是FPGA可以實現(xiàn)并行運算,而DSP由于硬件結(jié)構(gòu)條件限制,主要還是依靠軟件來提取指令執(zhí)行,理解為還是串行執(zhí)行

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