DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateDSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别1，单片机小型电脑处理器，最小可以到8个脚，价格便宜，最便宜2块钱2，PLC可变逻辑控制器，主要用在工业控制，里面是类似一个加强的单片机。对输入输出均有做处理（抗干扰能力、带负载能力都增强）。例如抗干扰，增加带负载

2、驱动能力3，DSP 数字信号处理芯片，这个用途可做信号处理，例如图像处理，数据采集处理，它比单片要快很多，比单片机功能要强大4，FPGA、CPLD可变逻辑控制，这个做逻辑处理控制，小型的CPLD是没有中央处理器的，大型可以嵌入系统，功能在单片机之上，适合做大型的数据处理，逻辑控制。其价格不便宜。但是他和单片机有本质的区别。例如单片机有内嵌外设 AD，DA转换等，CPLD则需要通过控制其他外设IC。要想诠释清楚，也非三言两语能道明，还是多看看书本吧学习可以以单片机为先，其次是FPGA，CPLD，DSP。 PLC比较简单，学会前面后面只要了解一周一般都会了一家之言，欢迎指证：DSP：数字信号处理器

3、，处理器采用哈弗结构，工作频率较高，能大幅度提高数字信号处理算法的执行效率。MCU：微控制器，主要用于控制系统，工作频率一般来说比DSP低，硬件上具有多个IO端口，同时也集成了多个外设，主要是便于在控制系统中的应用。至于ARM处理器，个人认为是MCU的高级版本，ARM本身只是一个内核，目前已经有多个版本。CPLD：复杂可编程逻辑器件FPGA：现场可编程门阵列后两者都是可编程器件，CPLD目前一半采用FLASH技术，而FPGA采用SRAM技术，这就决定了FPGA需要采用特定的配置技术。同时FPGA的规模要比CPLD大得多，但CPLD应用起来相对要简单的多。DSP主要用做运算，如语音，图像等信号的

4、运算处理，但基本不用做控制。MCU，FPGA，ARM主要用做控制，MCU低价低功耗，但门限很少，结构简单，不能实现复杂控制。ARM控制能力较强，但运算能力相对较弱。因此现在很多手持设备是用ARM+DSP来实现的，就是所谓的“双核心”。FPGA可做复杂的逻辑控制，功能很强大。这么说吧，ASIC原本就是专门为某一项功能开发的专用集成芯片，比如你看摄像头里面的芯片，小小的一片，集成度很低，成本很低，可是够用了。一个山寨摄像头卖才卖30块，买一片ARM多少钱？后来ASIC发展了一些，称为半定制专用集成电路，相对来说更接近FPGA，甚至在某些地方，ASIC就是个大概念，FPGA属于ASIC之下的一部分。

5、FPGA基本就是高端的CPLD，两者非常接近。我现在用的是ALTERA DE2开发板的CYCLONE系列FPGA。这种器件是用逻辑门来表述性能的。本身他就是一堆的逻辑门，通过硬件描述语言，比如verilogHDL把它转成电路连接，从最基本的逻辑门层面上连接成电路（参见数字电路书上那些全加器触发器什么的）。应该说，虽然看起来像一块CPU，其实是完全硬件实现的。后来因为写代码麻烦，对控制部分比较薄弱，本来跟其他CPU配合使用，即麻烦的算法CPU提交给FPGA，FPGA算完把结果再返回给CPU。可是这样外围电路就变得麻烦。于是提出了SOC设计方法，就是直接在FPGA里写一个CPU出来，既然FPGA万

6、能，做个CPU自然毫无压力。这其中还有软核和硬核的区别，不过除了性能，使用方法大同小异。所谓IP核，就是把各种专用集成电路用硬件描述语言描述，然后烧到FPGA里形成专门的电路，这样就不必另外搭芯片了，所有的电路在一片FPGA里面形成。DSP实际应该称为DSPs，即用于DSP处理的专用芯片。跟普通计算机的区别一方面是他是哈佛结构的，也就是数据和程序空间分开。（普通计算机是冯诺依曼结构）另一方面他有流水线结构，不过现在其他也有了，见贤思齐。再一方面他有专用的硬件算法电路，用以完成DSP运算，比如最基本的乘法累加。上过DSP的就知道，蝶形算法FFT什么的，拆成最基本单元就是乘法累加，把这部分加速了，

7、整体性能就有非常大的提高。DSP对于流媒体的处理能力远远的优于通用CPU。所以你看现在手机CPU，至少语音部分都是用DSP的。后来DSP概念也复杂化，各家都把一个控制核心整合到DSP里面，比如现在的智能手机芯片。可以看一下高通或者TI的片，基本是一个ARM核控制整体运算，一个DSP处理语音编解码，一个GPU负责图像运算，一个基带和天线处理模块负责通信，再加一些七七八八的东东比如GPS模块什么的。单片机就是一个百搭的通用CPU，提供各种接口来对整体进行控制，相当一个总调度，当然，简单的功能一片CPU独立工作也就完成了。原来的51系列就是一堆IO口，后来慢慢的把常用的PWM,AD之类的功能加入了单

8、片机。主要包括用了无数年仍然牛逼各大学必教的51系列，还有AVR,PIC,ARM，HOTEK其实ARM9以后，已经说不清ARM算哪类了，目前的架构来看，更接近DSP。哈佛结构哈佛结构是一种处理器结构。使用哈佛结构的处理器有：AVR、ARM9、ARM10、ARM11等。简介哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。哈佛结构是一种并行体系结构，它的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。与两个存储器相对应的是系统的4条总线：程序的数据总线与地址总线。这种分离的程序总线和数据总线可允许在一个机器周期内同时获

9、得指令字（来自程序存储器）和操作数（来自数据存储器），从而提高了执行速度，提高了数据的吞吐率。又由于程序和数据存储在两个分开的物理空间中，因此取址和执行能完全重叠。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。程序指令存储和数据存储分开，可以使指令和数据有不同的数据宽度。哈佛结构的计算机由CPU、程序存储器和数据存储器组成，程序存储器和数据存储器采用不同的总线，从而提供了较大的存储器带宽，使数据的移动和交换更加方便，尤其提供了较高的数字信号处理性能。相关哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率。其程序指令

10、和数据指令分开组织和存储的，执行时可以预先读取下一条指令。哈佛结构是指程序和数据空间独立的体系结构，目的是为了减轻程序运行时的访存瓶颈。例如最常见的卷积运算中，一条指令同时取两个操作数，在流水线处理时， 同时还有一个取址操作，如果程序和数据通过同一条总线访问，取址和取数必会产生冲突，而这对大运算量的循环的执行效率是很不利的。哈佛结构能基本上解决取指和取数的冲突问题。而对另一个操作数的访问， 就只能采用Enhanced 哈佛结构了，例如像TI那样,数据区再split，并多一组总线。 或向AD 那样， 采用指令cache，指令区可存放一部分数据。比较哈佛结构与冯诺依曼结构处理器相比，处理器有两个明显的特点：使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存；使用独立的两条总线，分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径，而这两条总线之间毫无关联。改进的哈佛结构，其结构特点为：使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并行处理；具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线，利用公用地址总线访问两个存储模块（程序存储模块和数据存储模块），公用数据总线则被用来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的数据传输；两条总线由程序存储器和数据存储器分时共用。-