編者按：近兩年智能手機、平板電腦、可穿戴設備的興起，ARM嵌入式芯片大放異彩，其在移動(dòng)領(lǐng)域的霸主地位連半導體巨頭英特爾都無(wú)法撼動(dòng)。為何ARM在移動(dòng)芯片市場(chǎng)如此強勢？半導體廠(chǎng)商又有哪些基于A(yíng)RM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(jiàn)的MCU架構，在各個(gè)領(lǐng)域也都有長(cháng)足的發(fā)展。51單片機風(fēng)行了幾十年，現在依舊在MCU領(lǐng)域占有一席之地，雖然51很老，但用起來(lái)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(diǎn)是解密容易，價(jià)格較貴。AVR單片機和51相比，一是速度快，二是低功率，三是內部集成了很多功能，但由于A(yíng)VR的專(zhuān)斷，讓其他廠(chǎng)商看到了機會(huì )，推出在功能上與AVR相抗衡的51改進(jìn)型單片機，導致AVR的落后。德州儀器的MSP430，低功耗，高價(jià)格，主要用在功耗要求較高的便攜設備上，比如可穿戴醫療設備。ARM的性能就不用多說(shuō)，但學(xué)起來(lái)不易，價(jià)格也較貴，每個(gè)學(xué)過(guò)ARM的工程師對配置ARM庫的那種痛苦應該印象深刻吧，不過(guò)現在A(yíng)RM應用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，說(shuō)不定未來(lái)就是ARM的天下。 |
| 架構比較 | 詳細 |
|---|---|
| ARM VS X86 | 性能：X86無(wú)論如何都比ARM結構在性能方面要快得多、強得多；擴展能力：X86采用“橋”的方式連接設備，且配套設備種類(lèi)多，價(jià)格便宜，ARM用專(zhuān)門(mén)的數據接口進(jìn)行連接，所以難以擴展；操作系統兼容性：X86與微軟的聯(lián)盟一統天下，幾乎可以使用所有的視窗系統工具，ARM幾乎都采用Linux系統，與其他系統不兼容。功耗：X86續航能力弱、功耗高，ARM功耗低。 |
| ARM VS AVR | 相同點(diǎn)：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(diǎn)：AVR為8位機，ARM為23位機；外設方面AVR稍強，ARM的外擴外設能力比AVR強的多，所以外設方面算平手吧；操作系統和軟件源碼資源方面，ARM拜Linux之賜，比AVR有優(yōu)勢點(diǎn)；調試手段方面，ARM應該優(yōu)于A(yíng)VR，AVR就一個(gè)JTAG接口的仿真器。而ARM有多種調試方法。 |
| ARM VS PIC | PLC很穩定,但是同樣的,它的價(jià)格往往很高,它的核心其實(shí)也可以說(shuō)是一個(gè)51單片機,只是加了很多隔離器,應用過(guò)程中就不會(huì )有像單片機那樣多的干擾,PLC一般是在強電設計方面用得多,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(shí)經(jīng)常把它和嵌入式操作系統聯(lián)系在一起,因為利用ARM實(shí)現嵌入式是一個(gè)非常好的選擇方案.如果想走電子設計高端,建議還是從一種普通的單片機設計過(guò)渡到ARM。 |
| ARM VS MSP430 | MSP430會(huì )向著(zhù)專(zhuān)用，更低電壓，更低功耗的方向發(fā)展，不求功能大而全。應該會(huì )有更多的型號出現以供不同場(chǎng)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(lái)降低系統功耗，滿(mǎn)足便攜和節能的要求。 ARM是基于軟核的高級精簡(jiǎn)指令機，高端應用方面比如嵌入式系統的主板開(kāi)發(fā)，要求各種接口齊備，硬件的軟實(shí)現相對容易降低成本，普及使用。ARM需要跑操作系統，如ucos，wince，linux等等，主要由于嵌入式系統開(kāi)發(fā)往往是多任務(wù)，實(shí)時(shí)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(kāi)發(fā)板，但是沒(méi)有好的開(kāi)發(fā)調試工具，你在A(yíng)RM開(kāi)發(fā)的道路上一樣寸步難行。常見(jiàn)的ARM開(kāi)發(fā)環(huán)境有ADS、RealView、IAR、KEIL。每個(gè)開(kāi)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(shí)時(shí)操作系統及工具商合作簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)流程，IAR具有入門(mén)容易、使用方便和代碼緊湊等特點(diǎn)，應用時(shí)就要結合具體使用的單片機以及相關(guān)功能需求來(lái)定。除開(kāi)發(fā)環(huán)境外，在調試程序的過(guò)程中免不了使用調試工具，常見(jiàn)的ARM調試工具包括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(shí)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試界面，優(yōu)秀的編譯效果，豐富的使用資料，深受?chē)鴥惹度胧介_(kāi)發(fā)工程師的喜愛(ài)。 |
| 廠(chǎng)商 | 工具名稱(chēng) | 詳細 | 特點(diǎn) |
|---|---|---|---|
| ARM | ADS | ADS是ARM公司的集成開(kāi)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(kāi)發(fā)環(huán)境軟件，目前SDT早已經(jīng)不再升級。ADS包括了四個(gè)模塊分別是：SIMULATOR；C 編譯器；實(shí)時(shí)調試器；應用函數庫。 |
提供完整的WINDOWS界面開(kāi)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(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)； 提供軟件模擬仿真功能，使沒(méi)有Emulators的學(xué)習者也能夠熟悉ARM的指令系統； 配合FFT-ICE使用，ADS1.2提供強大的實(shí)時(shí)調試跟蹤功能,片內運行情況盡在掌握； 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(kāi)發(fā)工具。支持所有ARM系列核，并與眾多第三方實(shí)時(shí)操作系統及工具商合作簡(jiǎn)化開(kāi)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； 支持代碼和數據復雜存儲器布局的連接器；可選 GUI調試器；內容豐富的在線(xiàn)文檔； 基于命令行的符號調試器(armsd)；指令集仿真器； 庫創(chuàng )建工具； 生成無(wú)格式二進(jìn)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(kāi)發(fā)的一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(下面簡(jiǎn)稱(chēng)IAR EWARM)。比較其他的ARM 開(kāi)發(fā)環(huán)境，IAR EWARM 具有入門(mén)容易、使用方便和代碼緊湊等特點(diǎn)。 |
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(gè)通用的IAR XLINK Linker;功能強大的編輯器； IAR C-SPY 調試器(先進(jìn)的高級語(yǔ)言調試器。 |
| ARM | KEIL | Keil uVision調試器可以幫助用戶(hù)準確地調試ARM器件的片內外圍功能(I2C、CAN、UART、SPI、中斷、I/O口、A/D轉換器、D/A轉換器和PWM模塊等功能)。ULINK USB-JTAG轉換器將PC機的USB端口與用戶(hù)的目標硬件相連(通過(guò)JTAG或OCD)，使用戶(hù)可在目標硬件上調試代碼。 |
高效工程管理的uVision3集成開(kāi)發(fā)環(huán)境； 支持編輯狀態(tài)的斷點(diǎn)設置,在仿真狀態(tài)下有效;多種流行編譯工具選擇； 高速ARM指令/外設模擬器；高效模擬算法縮短大型軟件的模擬時(shí)間；Keil高效率C編譯器； 軟件模擬進(jìn)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；GNU GCC 編譯器； 支持C調試描述語(yǔ)言，可建立與實(shí)際硬件高度吻合的仿真平臺。 |
| 廠(chǎng)商 | 工具名稱(chēng) | 詳細 | 特點(diǎn) |
|---|---|---|---|
| 聯(lián)合測試行為組織 | H-JTAG調試代理 | H-JTAG是一個(gè)免費的ARM調試代理，程序沒(méi)有任何限制，H-JTAG 包括兩個(gè)工具軟件：H-JTAG SERVER 和H-FLASHER。其中，H-JTAG SERVER 實(shí)現調試代理的功能，而H-FLASHER則實(shí)現了FLASH 燒寫(xiě)的功能。 |
支持ARM7/ARM9,支持自動(dòng)檢測和手動(dòng)指定內核;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硬件調試器，它是通過(guò)USB口與PC機相連。IAR的J-LINK與該公司的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺緊密結合，且完全支持即插即用。 |
支持ADS、KEIL、IAR、WINARM、RV等幾乎所有開(kāi)發(fā)環(huán)境，并且可以和IAR無(wú)縫連接； 支持FLASH軟件斷點(diǎn)，可以設置2個(gè)以上斷點(diǎn)（無(wú)限個(gè)斷點(diǎn)），極大的提高調試效率； 帶J-Link TCP/IP server，允許通過(guò)TCP/ IP 網(wǎng)絡(luò )使用J-Link； |
| ARM | U-LINK | ARM7 TDMI結構的Keil開(kāi)發(fā)套件采用最新設計的超豪華uVision3集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，內嵌C編譯器/匯編器/工程管理器/調試器等功能功能模塊，完全滿(mǎn)足從專(zhuān)業(yè)的應用開(kāi)發(fā)工程師到初學(xué)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的學(xué)生的所有使用要求。 |
Keil uVision （for arm）調試器可以幫助用戶(hù)準確地調試ARM器件的片內外圍功能(I2C、CAN、UART、SPI、中斷、I/O口、A/D轉換器、D/A轉換器和 PWM模塊等功能)。ULINK USB-JTAG轉換器將PC機的USB端口與用戶(hù)的目標硬件相連(通過(guò)JTAG或OCD)，使用戶(hù)可在目標硬件上調試代碼。 |
Intel CEO柯再奇近日預言，幾年之內，一些跟Intel合作的中國智能手機、平板芯片企業(yè)將會(huì )放棄ARM架構，轉用Intel架構。你覺(jué)得柯再奇的話(huà)可信嗎？
他的理由是：高端處理器提供商高通、低價(jià)手機芯片企業(yè)聯(lián)發(fā)科都用ARM架構，因此，采用Intel架構是一個(gè)與市場(chǎng)區隔，并做出更好的效能與功能芯片的選擇?？赡芸略倨嬗行┻^(guò)于樂(lè )觀(guān)，雖說(shuō)ARM是個(gè)小公司，但是Intel要對抗的不僅僅是ARM這一個(gè)小公司，而是ARM背后的企業(yè)群，整片生態(tài)系統，Intel再大，想要一人之力與整個(gè)生態(tài)抗衡幾乎是不可能的事情。
不過(guò)，ARM確實(shí)到了它的一個(gè)成熟期、瓶頸期。當它的授權有些泛濫，對于下游日益缺乏約束力的時(shí)候，整個(gè)市場(chǎng)就呈現一片紅海局面，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(wú)法延伸到下游有關(guān)。。。【詳情】
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