簡談ARM、DSP、單片機(jī)的異同與應(yīng)用場景

單片機(jī)、ARM、DSP這三者的可以說是CPU，那這三者有什么區(qū)別嗎?

首先，說CPU，中央處理器，本質(zhì)就是一個集成電路，實(shí)現(xiàn)的功能就是從一個地方(如rom)讀出一個指令，從一個地方(如ram)讀出數(shù)據(jù)，然后根據(jù)指令的不同對數(shù)據(jù)做不同的處理(如相加)，然后把結(jié)果存回某個地方(如ram)。不同架構(gòu)的cpu會有不同的指令，不同的存取方式，不同的速度，不同的效率，等等的差異。

然后，說單片機(jī)(通常意義所說的微控制器MCU)，ARM(通常意義所說的高效能RISC)，DSP(通常意義所說的通用數(shù)字信號處理器)，這三個CPU分別是針對不同的應(yīng)用而產(chǎn)生的CPU。當(dāng)然這也不是絕對的，因?yàn)锳RM現(xiàn)在出的CPU囊括了MCU(如M0)，RISC(如A8)，DSP(如M4)。

也就是說單片機(jī)實(shí)際上是微控制器MCU、ARM是高效能RISC、DSP就是數(shù)字信號處理器嘍，那您能具體的從這三者的功能談?wù)勊鼈兊目刂圃韱?

微控制器MCU的目的主要是用作控制，他不需要多快的速度，如電飯鍋的控制器，只需要控制發(fā)熱元件的通斷，信號等的開關(guān)等，但是對成本要求很嚴(yán)格，所以一般做得比較簡單，4位、8位的很多。

高效能的RISC，常用于一些數(shù)據(jù)處理比較多的地方，最常見的莫過于現(xiàn)在的消費(fèi)性電子產(chǎn)品了，手機(jī)，pad，MP4等等，目前ARM的商業(yè)模式主要是賣內(nèi)核，集成到各家的SOC中間。他其實(shí)就是個通用的CPU，能干各種各樣的活，和Intel的CPU一樣。但是通用就有效能問題，在某些特殊場合，效能就顯得沒那么高了，如大量運(yùn)算(譬如做FFT)的時(shí)候。這樣就有DSP的用武之地了。

DSP數(shù)字信號處理器，只要是做數(shù)字信號處理的模塊都可以叫做一個DSP，如視頻解碼的IP核。通用的數(shù)字信號處理器，如TI的TMS320C55x DSP。該CPU的長處就是在于運(yùn)算，大量循環(huán)的計(jì)算，如連續(xù)1024個乘加。他的指令針對這種應(yīng)用有特殊的處理，相比RISC可以更快速高效地完成這類運(yùn)算。

您能結(jié)合開發(fā)案例，具體談?wù)勊鼈兊闹饕獞?yīng)用場景嗎?

單片機(jī)集成完整的馮諾依曼體系所規(guī)定的結(jié)構(gòu)，是一個完整的計(jì)算機(jī)體系。實(shí)現(xiàn)特定的運(yùn)算功能，應(yīng)用集中在工業(yè)自動化控制等專門化需求的運(yùn)算領(lǐng)域。我剛剛看到開發(fā)平臺上有很多關(guān)于DSP方面的項(xiàng)目開發(fā)，可以看出來大多都是工業(yè)應(yīng)用上的需求，如“基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的LED驅(qū)動電源綜合測試儀”、“單片機(jī)撥號程序”等。

ARM芯片精髓在“R”，是RISC精簡指令集的意思。RISC指令集根據(jù)80%的時(shí)候只用到了20%的處理器指令的狀況，使用了經(jīng)過精簡設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)，使得整個處理器的設(shè)計(jì)可以更加簡潔，功耗、體積大大縮小，所以ARM在手機(jī)、平板等智能移動設(shè)備上得到了廣泛應(yīng)用。如開發(fā)平臺發(fā)布的“arm的linux內(nèi)核下的手持機(jī)開發(fā)”、“ARM的linux內(nèi)核LVDS顯示開發(fā)”等均是基于ARM芯片的智能產(chǎn)品。

DSP是數(shù)字信號處理器，相較于普通計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)通用計(jì)算的特點(diǎn)，DSP只負(fù)責(zé)數(shù)字信號(視頻、音頻或者其他傳感器獲得數(shù)字信號)處理。在日常生活中，常見的DVD、藍(lán)光播放機(jī)、數(shù)字電視機(jī)頂盒、MP4等都廣泛使用了DSP。這個“基于DSP的聲音控制系統(tǒng)開發(fā)”、“基于DSP圖像處理固定區(qū)域內(nèi)人數(shù)統(tǒng)計(jì)儀”等對于音頻音質(zhì)、圖像像素要求較高的產(chǎn)品多使用DSP控制器。