對話資深工程師：簡談ARM、DSP、單片機的異同與應用場景

　　單片機、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（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用而產(chǎn)生的CPU。當然這也不是絕對的，因為ARM現(xiàn)在出的CPU囊括了MCU（如M0），RISC（如A8），DSP（如M4）。

　　也就是說單片機實際上是微控制器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談它們的控制原理嗎？

　　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)在的消費性電子產(chǎn)品了，手機，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，如大量運算（譬如做FFT）的時候。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的長處就是在于運算，大量循環(huán)的計算，如連續(xù)1024個乘加。他的指令針對這種應用有特殊的處理，相比RISC可以更快速高效地完成這類運算。

　　您能結(jié)合開發(fā)案例，具體談談它們的主要應用場景嗎？

　　單片機集成完整的馮諾依曼體系所規(guī)定的結(jié)構(gòu)，是一個完整的計算機體系。實現(xiàn)特定的運算功能，應用集中在工業(yè)自動化控制等專門化需求的運算領(lǐng)域。我剛剛看到開發(fā)平臺上有很多關(guān)于DSP方面的項目開發(fā)，可以看出來大多都是工業(yè)應用上的需求，如“基于單片機設計的LED驅(qū)動電源綜合測試儀”、“單片機撥號程序”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%的時候只用到了20%的處理器指令的狀況，使用了經(jīng)過精簡設計的指令系統(tǒng)，使得整個處理器的設計可以更加簡潔，功耗、體積大大縮小，所以ARM在手機、平板等智能移動設備上得到了廣泛應用。如開發(fā)平臺發(fā)布的“arm的linux內(nèi)核下的手持機開發(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，相較于普通計算機實現(xiàn)通用計算的特點，DSP只負責數(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、藍光播放機、數(shù)字電視機頂盒、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。