專注單片機(jī)方案開(kāi)發(fā)的深圳英銳恩為您通俗講解單片機(jī)、ARM、MCU、DSP、FPGA、嵌入式錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系！首先，“嵌入式”這是個(gè)概念，準(zhǔn)確的定義沒(méi)有，各個(gè)書(shū)上都有各自的定義。但是主要思想是一樣的，就是相比較PC機(jī)這種通用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)是個(gè)專用系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，在硬件和軟件上都只保留需要的部分，而將不需要的部分裁去。所以嵌入式系統(tǒng)一般都具有便攜、低功耗、性能單一等特性。

然后，MCU、DSP、FPGA這些都屬于嵌入式系統(tǒng)的范疇，是為了實(shí)現(xiàn)某一目的而使用的工具。

MCU俗稱”單片機(jī)“經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，早已不單單只有普林斯頓結(jié)構(gòu)的51了，性能也已得到了很大的提升。因?yàn)镸CU必須順序執(zhí)行程序，所以適于做控制，較多地應(yīng)用于工業(yè)。而ARM本是一家專門設(shè)計(jì)MCU的公司，由于技術(shù)先進(jìn)加上策略得當(dāng)，這兩年單片機(jī)市場(chǎng)份額占有率巨大。ARM的單片機(jī)有很多種類，從低端M0（小家電）到高端A8、A9（手機(jī)、平板電腦）都很吃香，所以也不是ARM的單片機(jī)一定要上系統(tǒng)，關(guān)鍵看應(yīng)用場(chǎng)合。

DSP叫做數(shù)字信號(hào)處理器，它的結(jié)構(gòu)與MCU不同，加快了運(yùn)算速度，突出了運(yùn)算能力。可以把它看成一個(gè)超級(jí)快的MCU。低端的DSP，如C2000系列，主要是用在電機(jī)控制上，不過(guò)TI公司好像稱其為DSC（數(shù)字信號(hào)控制器）一個(gè)介于MCU和DSP之間的東西。高端的DSP，如C5000/C6000系列，一般都是做視頻圖像處理和通信設(shè)備這些需要大量運(yùn)算的地方。

FPGA叫做現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列，本身沒(méi)有什么功能，就像一張白紙，想要它有什么功能完全靠編程人員設(shè)計(jì)（它的所有過(guò)程都是硬件，包括VHDL和Verilog HDL程序設(shè)計(jì)也是硬件范疇，一般稱之為編寫“邏輯”。）。如果你夠NB，你可以把它變成MCU，也可以變成DSP。由于MCU和DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是設(shè)計(jì)好的，所以只能通過(guò)軟件編程來(lái)進(jìn)行順序處理，而FPGA則可以并行處理和順序處理，所以比較而言速度最快。

那么為什么MCU、DSP和FPGA會(huì)同時(shí)存在呢？那是因?yàn)镸CU、DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是由IC設(shè)計(jì)人員精心設(shè)計(jì)的，在完成相同功能時(shí)功耗和價(jià)錢都比FPGA要低的多。而且FPGA的開(kāi)發(fā)本身就比較復(fù)雜，完成相同功能耗費(fèi)的人力財(cái)力也要多。所以三者之間各有各的長(zhǎng)處，各有各的用武之地。但是目前三者之間已經(jīng)有融合的態(tài)勢(shì)，ARM的M4系列里多加了一個(gè)精簡(jiǎn)的DSP核，TI的達(dá)芬奇系列本身就是ARM+DSP結(jié)構(gòu)，ALTERA和XINLIX新推出的FPGA都包含了ARM的核在里面。所以三者之間的關(guān)系是越來(lái)越像三基色的三個(gè)圓了。

一言以蔽之“你中有我，我中有你”。

硬件工程師學(xué)習(xí)從何開(kāi)始？

單片機(jī):通常無(wú)操作系統(tǒng)，用于簡(jiǎn)單的控制，如電梯，空調(diào)等。

dsp:用于復(fù)雜的計(jì)算，像離散余弦變換、快速傅里葉變換，常用于圖像處理，在數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備中使用。

arm:一個(gè)英國(guó)的芯片設(shè)計(jì)公司，但是不生產(chǎn)芯片。只賣知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

fpga:現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，以硬件描述語(yǔ)言（Verilog 或 VHDL）所完成的電路設(shè)計(jì)，可以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的綜合與布局，快速的燒錄至 FPGA 上進(jìn)行測(cè)試，是現(xiàn)代 IC 設(shè)計(jì)驗(yàn)證的技術(shù)主流。

嵌入式是相對(duì)于臺(tái)式電腦而言，系統(tǒng)可裁剪，形態(tài)各異，可能體積、功耗、成本受限、實(shí)時(shí)性要求高，如示波器，手機(jī)，平板電腦，全自動(dòng)洗衣機(jī)，路由器、數(shù)碼相機(jī)，這些設(shè)備中，雖然看不到臺(tái)式機(jī)的存在，但是都有一個(gè)或多個(gè)嵌入式系統(tǒng)在工作。

根據(jù)對(duì)象體系的功能復(fù)雜性和計(jì)算處理復(fù)雜性，提供的不同選擇。對(duì)于簡(jiǎn)單的家電控制嵌入式系統(tǒng)，采用簡(jiǎn)單的8位單片機(jī)就足夠了，價(jià)廉物美，對(duì)于手機(jī)和游戲機(jī)等，就必須采用32位的ARM和DSP等芯片了。FPGA是一種更偏向硬件的實(shí)現(xiàn)方式。

所以要通過(guò)學(xué)習(xí)成為硬件工程師，要從單片機(jī)開(kāi)始，然后學(xué)習(xí)ARM和DSP之類。

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