「值得一看」单片机，ARM，FPGA，嵌入式系统有什么联系和区别？

大部分电子工程师需要学习很多硬件知识，其中包括单片机、ARM、FPGA等，不同的硬件有不同的特点，熟悉操作应用对以后工作更有帮助。这篇文章主要为大家介绍一些电脑硬件知识，让大家能够通俗的理解这些业内名词，接下来就让我们看看单片机，ARM，FPGA，嵌入式系统有什么联系和区别吧。

单片机

简述:可以把它想象成一个微型电脑，可以通过编程，使它实现一些简单的功能。也被称为微控制器，是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。单片机就是做控制用的，把一个程序写到单片机芯片里，让单片机自动控制某个东西。它其实是简化的计算机系统。就是一个嵌入式小芯片，通过编程可以达到一些用户想要实现的功能。

特点如下：

1、受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内ROM：8KB以下；

2、内RAM：256KB以内；

3、可靠性高；

4、易扩展；

5、控制功能强；

6、易于开发。

ARM

简述:ARM是一种微处理器的类型。单片机范围很广，其实广义上讲，ARM也是单片机。但是算是比较高级的单片机了。大多数移动领域的处理器都是采用ARM的构架再由其他芯片商自己二次开发。

特点如下：

1、自带廉价的程序存储器（FLASH）和非易失的数据存储器（EEPROM）。这些存储器可多次电擦写，使程序开发实验更加方便，工作更可靠；

2、高速度，低功耗。在和M51单片机外接相同晶振条件下，AVR单片机的工作速度是M51单片机的30－40倍；并且增加了休眠功能及CMOS技术，使其功耗远低于M51单片机；

3、工业级产品。具有大电流输出可直接驱动SSR和继电器，有看门狗定时器，防止程序走飞，从而提高了产品的抗干扰能力。；

4、超功能精简指令，具有32个通用工作寄存器，相当于M51单片机中32个累加器！从而克服了单一累加器工作的瓶颈效应；

5、在电路板上进行程序修改和烧录；

6、具有模拟比较器、脉宽调制器、模数转换功能。使得工业控制中的模拟信号处理更为简单方便；

7、并行口、定时计数器、中断系统等单片机内部重要资源的功能进行了大幅度提升，使之更适合工业生产过程的实时控制；

8、其时钟频率既可外接也可使用单片机内部自带的振荡器，其频率可在1MHz－8MHz内设置，使得硬件开发制作更为简洁；

9、强大的通讯功能，内置了同步串行接口SPI、通用串行接口UAST、两线串行总线接口TWI（I2C ），使网络控制、数据传送更为方便；

10、超级保密功能，应用程序可采用多重保护锁功能。可低价快速完成厂家产品商品化等等。 除上述特点外“零外设”也是AVR嵌入式单片机的重要特征。由于该芯片已内置了程序存储器、晶振并增加了在线汇编功能。所以AVR单片机芯片接上直流电源，下载个程序就可以独立工作。无需附加外部设备，无需使用昂贵的编程器和仿真装置。这给我们学习和开发带来了便利条件。

FPGA

简述：FPGA内部没有运算器，没有控制器，没有寄存器。只有许多逻辑门。学习FPGA只需要硬件描述语言的知识，比如verilog、VHDL等等。FPGA设计不是简单的芯片研究，主要是利用FPGA的模式进行其他行业产品的设计。 与 ASIC 不同，FPGA在通信行业的应用比较广泛。

特点如下：

1、采用FPGA设计ASIC电路（专用集成电路），用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片；

2、FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片；

3、FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚；

4、FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一；

5、FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。

总的来讲，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。

嵌入式系统

简述：嵌入式系统的意思是一种完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统，为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。由一个或多个微处理器或微控制器组成，以计算机技术为基础，可定制软硬件，以满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等特殊计算机系统的严格要求。嵌入式系统应该是与具体应用紧密结合，强调专用性、可靠性、成本、体积、资源高度利用，结合先进的计算机技术、半导体技术、电子技术的综合产物。

特点如下：

1、嵌入式系统需要与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。用先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行业的具体应用相结合的知识集成系统。

2、嵌入式系统核心较小。由于嵌入式系统普遍应用于小型电子设备中，系统资源相对有限，因此内核比传统的操作系统要小得多。

3、嵌入式系统是流线型的。嵌入式系统一般对系统软件和应用软件没有明显的区别，不要求其功能设计和实现过于复杂，有利于控制系统的成本，也有利于系统安全的实现。