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单片机、ARM、DSP:CPU的三大类型及其区别

  你知道吗其实单片机、ARM、DSP都是属于CPU吗?它们之间到底有什么区别呢?就这个问题下面就让成都亿佰特电子科技有限公司的小编来为大家讲解一下。

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一、中央处理器(CPU)简介

CPU是中央处理器的简称,是计算机系统的核心部件。CPU负责执行指令和处理数据,是计算机能够正常工作的关键。

二、单片机:微控制器MCU

单片机是一种嵌入式系统,被广泛称为微控制器(MCU)。单片机具备运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等,能够实现各种功能。单片机通常应用于简单的测控系统,其功能相对简单。

三、ARM:高效能RISC处理器

ARM是一种高效能的RISC(Reduced Instruction Set Computing)处理器。它以数字信号处理为主要应用方向,加入了许多特定指令来提高数字计算速度。ARM处理器广泛应用于嵌入式系统,具有速度快、低功耗和高集成度的特点。

四、DSP:通用数字信号处理器

DSP是一种通用数字信号处理器,主要用于快速数字计算和信号处理。DSP技术采用指令和数据空间分开的架构,以提高处理速度。DSP数字信号处理技术广泛应用于各种需要复杂控制和通信功能的嵌入式系统中。

五、单片机、ARM和DSP的区别

应用领域:单片机适用于简单的测控系统;ARM适用于高性能的嵌入式系统;DSP则适用于数字信号处理领域,如FFT、数字滤波算法等。

指令集架构:单片机指令集相对简单;ARM采用高效的RISC架构;DSP为了高速数字计算,加入了大量特定指令。

性能与速度:DSP技术由于其特定的指令集和架构,在数字计算方面速度最快;ARM次之;单片机相对较弱。

集成度与功耗:ARM由于高度集成和低功耗设计,在嵌入式系统中广泛应用;DSP功耗也较低,但主要用于高性能计算;单片机功耗和集成度相对较低。

开发难度与成本:单片机的开发相对简单,成本也较低;ARM和DSP由于其高性能和复杂性,开发难度和成本相对较高。

综上所述,单片机、ARM和DSP虽然都是CPU的种类,但单片机、ARM和DSP三大CPU在应用领域、性能、功耗、开发难度和成本等方面都有所不同。根据实际应用需求选择合适的CPU类型,对于开发高效的嵌入式系统至关重要。

单片机、ARM、DSP的区别  

虽然单片机、ARM、DSP都被称作CPU,但是它们之间还是有明显区别的。

  1、单片机是一种有完整计算机体系的芯片,适用于简单的测控系统,功能相对简单。

  单片机的工作ARM和DSP都能作,单片机对于数字计算方面的指令少得多,DSP为了进行快速的数字计算,提高常用的信号处理算法的效率,加入了很多指令,比如单周期乘加指令、逆序加减指令,块重复指令等等,甚至将很多常用的由几个操作组成的一个序列专门设计一个指令可以一周期完成,极大的提高了信号处理的速度。

  由于数字处理的读数、回写量非常大,为了提高速度,采用指令、数据空间分开的方式,以两条总线来分别访问两个空间,同时,一般在DSP内部有高速RAM,数据和程序要先加载到高速片内ram中才能运行。

  2、ARM是微处理器,具有强大的事务处理功能,可以配合嵌入式操作系统使用。

  ARM最大的优势在于速度快、低功耗、芯片集成度高,多数ARM芯片都可以算作SOC,基本上外围加上电源和驱动接口就可以做成一个小系统了,基于ARM核心处理器的嵌入式系统以其自身资源丰富、功耗低、价格低廉、支持厂商众多的缘故,越来越多地应用在各种需要复杂控制和通信功能的嵌入式系统中。

  目前,采用ARM核的微处理器,即我们通常所说的ARM微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。

  3、DSP适用于数字信号处理,例如FFT、数字滤波算法、加密算法和复杂控制算法等。

  DSP实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序。DSP器件比16位单片机单指令执行时间快8~10倍,完成一次乘加运算快16~30倍,其采用的设计是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,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。

  DSP芯片,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。其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。


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