編者按：近兩年智能手機、平板電腦、可穿戴設(shè)備的興起，ARM嵌入式芯片大放異彩，其在移動領(lǐng)域的霸主地位連半導(dǎo)體巨頭英特爾都無法撼動。為何ARM在移動芯片市場如此強勢？半導(dǎo)體廠商又有哪些基于ARM的優(yōu)質(zhì)處理器？本期《物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)之ARM》給你答案。
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方案比較 8051、PIC、AVR、MSP430、ARM均是常見的MCU架構(gòu)，在各個領(lǐng)域也都有長足的發(fā)展。51單片機風行了幾十年，現(xiàn)在依舊在MCU領(lǐng)域占有一席之地，雖然51很老，但用起來方便。PIC，經(jīng)典16位單片機，工業(yè)用的PIC功能強大抗干擾性好，缺點是解密容易，價格較貴。AVR單片機和51相比，一是速度快，二是低功率，三是內(nèi)部集成了很多功能，但由于AVR的專斷，讓其他廠商看到了機會，推出在功能上與AVR相抗衡的51改進型單片機，導(dǎo)致AVR的落后。德州儀器的MSP430，低功耗，高價格，主要用在功耗要求較高的便攜設(shè)備上，比如可穿戴醫(yī)療設(shè)備。ARM的性能就不用多說，但學(xué)起來不易，價格也較貴，每個學(xué)過ARM的工程師對配置ARM庫的那種痛苦應(yīng)該印象深刻吧，不過現(xiàn)在ARM應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，說不定未來就是ARM的天下。 |
| 架構(gòu)比較 | 詳細 |
|---|---|
| ARM VS X86 | 性能：X86無論如何都比ARM結(jié)構(gòu)在性能方面要快得多、強得多；擴展能力：X86采用“橋”的方式連接設(shè)備，且配套設(shè)備種類多，價格便宜，ARM用專門的數(shù)據(jù)接口進行連接，所以難以擴展；操作系統(tǒng)兼容性：X86與微軟的聯(lián)盟一統(tǒng)天下，幾乎可以使用所有的視窗系統(tǒng)工具，ARM幾乎都采用Linux系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)不兼容。功耗：X86續(xù)航能力弱、功耗高，ARM功耗低。 |
| ARM VS AVR | 相同點：基于RISC；GCC對ARM和AVR都提供了相當好支持，而且可以免費使用。 不同點：AVR為8位機，ARM為23位機；外設(shè)方面AVR稍強，ARM的外擴外設(shè)能力比AVR強的多，所以外設(shè)方面算平手吧；操作系統(tǒng)和軟件源碼資源方面，ARM拜Linux之賜，比AVR有優(yōu)勢點；調(diào)試手段方面，ARM應(yīng)該優(yōu)于AVR，AVR就一個JTAG接口的仿真器。而ARM有多種調(diào)試方法。 |
| ARM VS PIC | PLC很穩(wěn)定,但是同樣的,它的價格往往很高,它的核心其實也可以說是一個51單片機,只是加了很多隔離器,應(yīng)用過程中就不會有像單片機那樣多的干擾,PLC一般是在強電設(shè)計方面用得多,比如工控行業(yè)。ARM是32位處理器處理效率當然是高很多,人們談到ARM時經(jīng)常把它和嵌入式操作系統(tǒng)聯(lián)系在一起,因為利用ARM實現(xiàn)嵌入式是一個非常好的選擇方案.如果想走電子設(shè)計高端,建議還是從一種普通的單片機設(shè)計過渡到ARM。 |
| ARM VS MSP430 | MSP430會向著專用，更低電壓，更低功耗的方向發(fā)展，不求功能大而全。應(yīng)該會有更多的型號出現(xiàn)以供不同場合的測量使用。430的編程方法是在低功耗模式與任務(wù)之間切換來降低系統(tǒng)功耗，滿足便攜和節(jié)能的要求。 ARM是基于軟核的高級精簡指令機，高端應(yīng)用方面比如嵌入式系統(tǒng)的主板開發(fā)，要求各種接口齊備，硬件的軟實現(xiàn)相對容易降低成本，普及使用。ARM需要跑操作系統(tǒng)，如ucos，wince，linux等等，主要由于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)往往是多任務(wù)，實時性強。 |
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方案比較 工欲善其事必先利其器，有了功能強勁的開發(fā)板，但是沒有好的開發(fā)調(diào)試工具，你在ARM開發(fā)的道路上一樣寸步難行。常見的ARM開發(fā)環(huán)境有ADS、RealView、IAR、KEIL。每個開發(fā)環(huán)境都有它獨特之處，比如RealView支持所有ARM系列核，并與眾多第三方實時操作系統(tǒng)及工具商合作簡化開發(fā)流程，IAR具有入門容易、使用方便和代碼緊湊等特點，應(yīng)用時就要結(jié)合具體使用的單片機以及相關(guān)功能需求來定。除開發(fā)環(huán)境外，在調(diào)試程序的過程中免不了使用調(diào)試工具，常見的ARM調(diào)試工具包括JTAG、JLINK、ULINK。JLINK的功能要比JTAG強大，因為JTAG用的是并行口，所以在使用的時候不方便，而且功能也不如JLINK，ULINK的軟件環(huán)境為Keil uVision Keil系列軟件具有良好的調(diào)試界面，優(yōu)秀的編譯效果，豐富的使用資料，深受國內(nèi)嵌入式開發(fā)工程師的喜愛。 |
| 廠商 | 工具名稱 | 詳細 | 特點 |
|---|---|---|---|
| ARM | ADS | ADS是ARM公司的集成開發(fā)環(huán)境軟件，它的功能非常強大。他的前身是SDT，SDT是ARM公司幾年前的開發(fā)環(huán)境軟件，目前SDT早已經(jīng)不再升級。ADS包括了四個模塊分別是：SIMULATOR；C 編譯器；實時調(diào)試器；應(yīng)用函數(shù)庫。 |
提供完整的WINDOWS界面開發(fā)環(huán)境；支持C以及C++，使工程師可以很方便的使用C語言進行開發(fā)； 提供軟件模擬仿真功能，使沒有Emulators的學(xué)習者也能夠熟悉ARM的指令系統(tǒng)； 配合FFT-ICE使用，ADS1.2提供強大的實時調(diào)試跟蹤功能,片內(nèi)運行情況盡在掌握； ADS1.2需要硬件支持才能發(fā)揮強大功能。 |
| ARM | RealView Developer Suite | RealView Developer Suite工具是ARM公司是推出的新一代ARM集成開發(fā)工具。支持所有ARM系列核，并與眾多第三方實時操作系統(tǒng)及工具商合作簡化開發(fā)流程。 |
完全優(yōu)化的ISO C/C++編譯器；C++ 標準模板庫；強大的宏編譯器； 支持代碼和數(shù)據(jù)復(fù)雜存儲器布局的連接器；可選 GUI調(diào)試器；內(nèi)容豐富的在線文檔； 基于命令行的符號調(diào)試器(armsd)；指令集仿真器； 庫創(chuàng)建工具； 生成無格式二進制工具、Intel 32位和Motorola 32位ROM映像代碼的指令集模擬工具； |
| IAR Systems | IAR EWARM | Embedded Workbench for ARM 是IAR Systems公司為ARM微處理器開發(fā)的一個集成開發(fā)環(huán)境(下面簡稱IAR EWARM)。比較其他的ARM 開發(fā)環(huán)境，IAR EWARM 具有入門容易、使用方便和代碼緊湊等特點。 |
高度優(yōu)化的IAR ARM C/C++ Compiler； IAR ARM Assembler;IAR XAR 和XLIB 建庫程序和IAR DLIB C/C++運行庫； 一個通用的IAR XLINK Linker;功能強大的編輯器； IAR C-SPY 調(diào)試器(先進的高級語言調(diào)試器。 |
| ARM | KEIL | Keil uVision調(diào)試器可以幫助用戶準確地調(diào)試ARM器件的片內(nèi)外圍功能(I2C、CAN、UART、SPI、中斷、I/O口、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和PWM模塊等功能)。ULINK USB-JTAG轉(zhuǎn)換器將PC機的USB端口與用戶的目標硬件相連(通過JTAG或OCD)，使用戶可在目標硬件上調(diào)試代碼。 |
高效工程管理的uVision3集成開發(fā)環(huán)境； 支持編輯狀態(tài)的斷點設(shè)置,在仿真狀態(tài)下有效;多種流行編譯工具選擇； 高速ARM指令/外設(shè)模擬器；高效模擬算法縮短大型軟件的模擬時間；Keil高效率C編譯器； 軟件模擬進程中允許建立外部輸入信號；可快速查看寄存器和方便配置外設(shè)；GNU GCC 編譯器； 支持C調(diào)試描述語言，可建立與實際硬件高度吻合的仿真平臺。 |
| 廠商 | 工具名稱 | 詳細 | 特點 |
|---|---|---|---|
| 聯(lián)合測試行為組織 | H-JTAG調(diào)試代理 | H-JTAG是一個免費的ARM調(diào)試代理，程序沒有任何限制，H-JTAG 包括兩個工具軟件：H-JTAG SERVER 和H-FLASHER。其中，H-JTAG SERVER 實現(xiàn)調(diào)試代理的功能，而H-FLASHER則實現(xiàn)了FLASH 燒寫的功能。 |
支持ARM7/ARM9,支持自動檢測和手動指定內(nèi)核;支持ARM/THUMB模式； 使用RDI接口，支持SDT,ADS,REALVIEW和IAR;支持SEMIHOSTING； 支持ADS1.2和SDT2.51和RREAL VIEW;支持LITTLEENDIAN & BIGENDIAN； 支持WIGGLER SDTJTAG和自定義接口。 |
| SEGGER公司 | J-LINK | IAR公司的J-LINK是一款小巧的ARM JTAG硬件調(diào)試器，它是通過USB口與PC機相連。IAR的J-LINK與該公司的嵌入式開發(fā)平臺緊密結(jié)合，且完全支持即插即用。 |
支持ADS、KEIL、IAR、WINARM、RV等幾乎所有開發(fā)環(huán)境，并且可以和IAR無縫連接； 支持FLASH軟件斷點，可以設(shè)置2個以上斷點（無限個斷點），極大的提高調(diào)試效率； 帶J-Link TCP/IP server，允許通過TCP/ IP 網(wǎng)絡(luò)使用J-Link； |
| ARM | U-LINK | ARM7 TDMI結(jié)構(gòu)的Keil開發(fā)套件采用最新設(shè)計的超豪華uVision3集成開發(fā)環(huán)境，內(nèi)嵌C編譯器/匯編器/工程管理器/調(diào)試器等功能功能模塊，完全滿足從專業(yè)的應(yīng)用開發(fā)工程師到初學(xué)嵌入式軟件開發(fā)的學(xué)生的所有使用要求。 |
Keil uVision （for arm）調(diào)試器可以幫助用戶準確地調(diào)試ARM器件的片內(nèi)外圍功能(I2C、CAN、UART、SPI、中斷、I/O口、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和 PWM模塊等功能)。ULINK USB-JTAG轉(zhuǎn)換器將PC機的USB端口與用戶的目標硬件相連(通過JTAG或OCD)，使用戶可在目標硬件上調(diào)試代碼。 |
Intel CEO柯再奇近日預(yù)言，幾年之內(nèi)，一些跟Intel合作的中國智能手機、平板芯片企業(yè)將會放棄ARM架構(gòu)，轉(zhuǎn)用Intel架構(gòu)。你覺得柯再奇的話可信嗎？
他的理由是：高端處理器提供商高通、低價手機芯片企業(yè)聯(lián)發(fā)科都用ARM架構(gòu)，因此，采用Intel架構(gòu)是一個與市場區(qū)隔，并做出更好的效能與功能芯片的選擇?？赡芸略倨嬗行┻^于樂觀，雖說ARM是個小公司，但是Intel要對抗的不僅僅是ARM這一個小公司，而是ARM背后的企業(yè)群，整片生態(tài)系統(tǒng)，Intel再大，想要一人之力與整個生態(tài)抗衡幾乎是不可能的事情。
不過，ARM確實到了它的一個成熟期、瓶頸期。當它的授權(quán)有些泛濫，對于下游日益缺乏約束力的時候，整個市場就呈現(xiàn)一片紅海局面，產(chǎn)品高度同質(zhì)化競爭。中國華南山寨手機、平板企業(yè)群的生生死死，雖然有急功近利的商業(yè)背景，但也跟ARM的觸角無法延伸到下游有關(guān)。。。【詳情】
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