单片机、FPGA、ARM、DSP各自的特点及应用
1 单片机1.1 定义
单片机(Single-Chip Microcomputer)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
常见的单片机有51单片机、STM32单片机。
1.2 开发基础
开发语言:C语言
开发软件:keil4,Keil5
电路设计软件: Altium Designer、立创EDA 1.3 特点
低成本
稳定性高
开发周期短
接口丰富
主频低: 51(12/24MHz)、STM32(72MHz) 1.4 主要用途
控制
低速数据处理
应用场景:家电、智能玩具、简单工业控制 2 DSP
2.1 定义
数字信号处理器(英文:Digital Signal Processor)是由大规模或 超 大 规 模集成电路芯片组成的用来完成数字信号处理任务的处理器。DSP可以快速的实现对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。
2.2 开发基础
开发语言:C语言
开发软件:CCS 2.3 特点
集成硬件乘法器(运算效率高)
主频高(20MHz~1.25GHz) 2.4 主要用途
串行类复杂计算
应用场景:军工、医疗、工业控制(图像、音频、视频、通信) 3 ARM
3.1 定义
ARM开发板,即以英国ARM(Advanced RISC Machines)公司的内核芯片作为CPU,同时附加其他外围功能的嵌入式开发板,用以评估内核芯片的功能和研发各科技类企业的产品。 如: Cortex-M系列 、 C ortex-R系列、Cortex-A系列产品。
STM32在运行操作系统时也可看成ARM芯片。
3.2 开发基础
C语言
操作系统:Linux(常用) 3.3 特点
基于操作系统开发应用
多线程调度
接口丰富
配置灵活(灵活裁剪内核配置)
开发难度大(自行编写驱动) 3.4 主要用途
业务量复杂(处理应用较多)
数据量大
应用场景:手机芯片、视频处理、复杂界面 4 FPGA
4.1 定义
FPGA(Field Programmable Gate Array)可编程逻辑门阵列,是一种可完成通用功能的逻辑器件。 4.2 开发基础
硬件描述语言(HDL):Verilog 和VHDL
Altera系列开发工具:Quartus‖、Modsim
Xinlin系列开发工具:Vivado、ISE 4.3 特点
直接生成硬件电路
硬件并行执行
功能强大(时序性强、实时性好、数据吞吐量大、并行执行)
开发难度大 4.4 主要用途
军工领域
航天航空
芯片前期验证
视频处理、通信(5G基站)、人工智能、工业控制、医疗设备 没看懂 一直搞不懂fpga是咋实现的
使能主从模式,触发事件选择为更新事件,不需要开启中断。
硬件设计和软件设计本来就是鱼和熊掌的关系,两者不可兼得
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