學習嵌入式需要了解硬件知識，其中包括單片機、ARM、FPGA等，不同的硬件有不同的特點，需要了解他們相應的特點才有利于操作應用。

那么單片機、ARM、FPGA、嵌入式的區(qū)別和特點有哪些呢？

單片機的特點：

（1）高集成度，體積小，高可靠性 單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。單片機程序指令，常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞，許多信號通道均在一個芯片內，故可靠性高。

（2）控制功能強 為了滿足對對象的控制要求，單片機的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉移能力，I/O口的邏輯操作及位處理能力，非常適用于專門的控制功能。

（3）低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品 。為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機內的工作電壓僅為1.8V～3.6V，而工作電流僅為數(shù)百微安。

ARM的特點：

（1）自帶廉價的程序存儲器（FLASH）和非易失的數(shù)據存儲器（EEPROM）。這些存儲器可多次電擦寫，使程序開發(fā)實驗更加方便，工作更可靠。

（2）高速度，低功耗。在和M51單片機外接相同晶振條件下，AVR單片機的工作速度是M51單片機的30-40倍；并且增加了休眠功能及CMOS技術，使其功耗遠低于M51單片機。

（3）工業(yè)級產品。具有大電流輸出可直接驅動SSR和繼電器，有看門狗定時器，防止程序走飛，從而提高了產品的抗干擾能力。

（4）超功能精簡指令，具有32個通用工作寄存器，相當于M51單片機中32個累加器！從而克服了單一累加器工作的瓶頸效應。

（5）程序下載方便。AVR單片機即可并行下載也可串行下載，無需昂貴的編程器。此外，還可以在線下載！也就是說可以直接在電路板上進行程序修改和燒錄。

（6）具有模擬比較器、脈寬調制器、模數(shù)轉換功能。使得工業(yè)控制中的模擬信號處理更為簡單方便。

（7）并行口、定時計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等單片機內部重要資源的功能進行了大幅度提升，使之更適合工業(yè)生產過程的實時控制。

（8）其時鐘頻率既可外接也可使用單片機內部自帶的振蕩器，其頻率可在1MHz-8MHz內設置，使得硬件開發(fā)制作更為簡潔。

（9）強大的通訊功能，內置了同步串行接口SPI、通用串行接口UAST、兩線串行總線接口TWI(I2C )，使網絡控制、數(shù)據傳送更為方便。

（10）超級保密功能，應用程序可采用多重保護鎖功能?？傻蛢r快速完成廠家產品商品化等等。 除上述特點外“零外設”也是AVR嵌入式單片機的重要特征。由于該芯片已內置了程序存儲器、晶振并增加了在線匯編功能。所以AVR單片機芯片接上直流電源，下載個程序就可以獨立工作。無需附加外部設備，無需使用昂貴的編程器和仿真裝置。這給我們學習和開發(fā)帶來了便利條件。

FPGA的特點：

（1）采用FPGA設計ASIC電路(專用集成電路)，用戶不需要投片生產，就能得到合用的芯片。

（2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片。

（3）FPGA內部有豐富的觸發(fā)器和I/O引腳。

（4）FPGA是ASIC電路中設計周期最短、開發(fā)費用最低、風險最小的器件之一。

（5）FPGA采用高速CMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。

（6）可以說，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。

（7）FPGA是由存放在片內RAM中的程序來設置其工作狀態(tài)的，因此，工作時需要對片內的RAM進行編程。用戶可以根據不同的配置模式，采用不同的編程方式。

（8）加電時，F(xiàn)PGA芯片將EPROM中數(shù)據讀入片內編程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，內部邏輯關系消失，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，可以產生不同的電路功能。因此，F(xiàn)PGA的使用非常靈活。

嵌入式系統(tǒng)的特點：

（1）系統(tǒng)內核小

由于嵌入式系統(tǒng)一般是應用于小型電子裝置的，系統(tǒng)資源相對有限，所以內核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。比如Enea公司的OSE分布式系統(tǒng)，內核只有5K，而Windows的內核？簡直沒有可比性。

（2）專用性強

嵌入式系統(tǒng)的個性化很強，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結合非常 緊密，一般要針對硬件進行系統(tǒng)的移植，即使在同一品牌、同一系列的產品中也 需要根據系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進行修改。同時針對不同的任務，往往需要對系統(tǒng)進行較大更改，程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結合，這種修改和通用軟件的 “升級”是完全兩個概念。

（3）系統(tǒng)精簡

嵌入式系統(tǒng)一般沒有系統(tǒng)軟件和應用軟件的明顯區(qū)分，不要求 其功能設計及實現(xiàn)上過于復雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本，同時也利于實現(xiàn)系統(tǒng)安全。

（4）高實時性的系統(tǒng)軟件(OS)是嵌入式軟件的基本要求。而且軟件要求固態(tài)存儲，以提高速度；軟件代碼要求高質量和高可靠性。

（5）嵌入式軟件開發(fā)要想走向標準化，就必須使用多任務的操作系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)的應用程序可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運行；但是為了合理地調度多任 務、利用系統(tǒng)資源、系統(tǒng)函數(shù)以及和專家?guī)旌瘮?shù)接口，用戶必須自行選配RTOS （Real－Time OperatingSystem）開發(fā)平臺，這樣才能保證程序執(zhí)行的實時性、 可靠性，并減少開發(fā)時間，保障軟件質量。

（6）嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境。

由于其本身不具備自舉開發(fā)能力， 即使設計完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進行修改的，必須有一套 開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)，這些工具和環(huán)境一般是基于通用計算機上的軟硬件設備以及各種邏輯分析儀、混合信號示波器等。開發(fā)時往往有主機和目標機的 概念，主機用于程序的開發(fā)，目標機作為最后的執(zhí)行機，開發(fā)時需要交替結合進行