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      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,其在移動領域的霸主地位連半導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?半導體廠商又有哪些基于ARM的優質處理器?本期《物聯網核心技術之ARM》給你答案。

      問卷

      主流處理器架構比較

      方案比較

      8051、PIC、AVR、MSP430、ARM均是常見的MCU架構,在各個領域也都有長足的發展。51單片機風行了幾十年,現在依舊在MCU領域占有一席之地,雖然51很老,但用起來方便。PIC,經典16位單片機,工業用的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備上,比如可穿戴醫療設備。ARM的性能就不用多說,但學起來不易,價格也較貴,每個學過ARM的工程師對配置ARM庫的那種痛苦應該印象深刻吧,不過現在ARM應用領域越來越廣泛,說不定未來就是ARM的天下。

      架構比較 詳細
      ARM VS X86 性能:X86無論如何都比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,且配套設備種類多,價格便宜,ARM用專門的數據接口進行連接,所以難以擴展;操作系統兼容性:X86與微軟的聯盟一統天下,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: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有優勢點;調試手段方面,ARM應該優于AVR,AVR就一個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一般是在強電設計方面用得多,比如工控行業。ARM是32位處理器處理效率當然是高很多,人們談到ARM時經常把它和嵌入式操作系統聯系在一起,因為利用ARM實現嵌入式是一個非常好的選擇方案.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渡到ARM。

      ARM VS MSP430

      MSP430會向著專用,更低電壓,更低功耗的方向發展,不求功能大而全。應該會有更多的型號出現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之間切換來降低系統功耗,滿足便攜和節能的要求。

      ARM是基于軟核的高級精簡指令機,高端應用方面比如嵌入式系統的主板開發,要求各種接口齊備,硬件的軟實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發往往是多任務,實時性強。

      ARM開發調試工具比較

      方案比較

      工欲善其事必先利其器,有了功能強勁的開發板,但是沒有好的開發調試工具,你在ARM開發的道路上一樣寸步難行。常見的ARM開發環境有ADS、RealView、IAR、KEIL。每個開發環境都有它獨特之處,比如RealView支持所有ARM系列核,并與眾多第三方實時操作系統及工具商合作簡化開發流程,IAR具有入門容易、使用方便和代碼緊湊等特點,應用時就要結合具體使用的單片機以及相關功能需求來定。除開發環境外,在調試程序的過程中免不了使用調試工具,常見的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,所以在使用的時候不方便,而且功能也不如JLINK,ULINK的軟件環境為Keil uVision Keil系列軟件具有良好的調試界面,優秀的編譯效果,豐富的使用資料,深受國內嵌入式開發工程師的喜愛。

      開發工具

      廠商 工具名稱 詳細 特點
      ARM ADS

      ADS是ARM公司的集成開發環境軟件,它的功能非常強大。他的前身是SDT,SDT是ARM公司幾年前的開發環境軟件,目前SDT早已經不再升級。ADS包括了四個模塊分別是:SIMULATOR;C 編譯器;實時調試器;應用函數庫。

      提供完整的WINDOWS界面開發環境;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;

      提供軟件模擬仿真功能,使沒有Emulators的學習者也能夠熟悉ARM的指令系統;

      配合FFT-ICE使用,ADS1.2提供強大的實時調試跟蹤功能,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集成開發工具。支持所有ARM系列核,并與眾多第三方實時操作系統及工具商合作簡化開發流程。

      完全優化的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;內容豐富的在線文檔;

      基于命令行的符號調試器(armsd);指令集仿真器; 庫創建工具;

      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微處理器開發的一個集成開發環境(下面簡稱IAR EWARM)。比較其他的ARM 開發環境,IAR EWARM 具有入門容易、使用方便和代碼緊湊等特點。

      高度優化的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 調試器(先進的高級語言調試器。

      ARM KEIL

      Keil uVision調試器可以幫助用戶準確地調試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端口與用戶的目標硬件相連(通過JTAG或OCD),使用戶可在目標硬件上調試代碼。

      高效工程管理的uVision3集成開發環境;

      支持編輯狀態的斷點設置,在仿真狀態下有效;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;GNU GCC 編譯器;

      支持C調試描述語言,可建立與實際硬件高度吻合的仿真平臺。

      調試工具

      廠商 工具名稱 詳細 特點
      聯合測試行為組織 H-JTAG調試代理

      H-JTAG是一個免費的ARM調試代理,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 實現調試代理的功能,而H-FLASHER則實現了FLASH 燒寫的功能。

      支持ARM7/ARM9,支持自動檢測和手動指定內核;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USB口與PC機相連。IAR的J-LINK與該公司的嵌入式開發平臺緊密結合,且完全支持即插即用。

      支持ADS、KEIL、IAR、WINARM、RV等幾乎所有開發環境,并且可以和IAR無縫連接;

      支持FLASH軟件斷點,可以設置2個以上斷點(無限個斷點),極大的提高調試效率;

      帶J-Link TCP/IP server,允許通過TCP/ IP 網絡使用J-Link;

      ARM U-LINK

      ARM7 TDMI結構的Keil開發套件采用最新設計的超豪華uVision3集成開發環境,內嵌C編譯器/匯編器/工程管理器/調試器等功能功能模塊,完全滿足從專業的應用開發工程師到初學嵌入式軟件開發的學生的所有使用要求。

      Keil uVision (for arm)調試器可以幫助用戶準確地調試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端口與用戶的目標硬件相連(通過JTAG或OCD),使用戶可在目標硬件上調試代碼。

      網友互動

      Intel要在三年內讓中國扔掉ARM,這可能嗎?

      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、平板芯片企業將會放棄ARM架構,轉用Intel架構。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、低價手機芯片企業聯發科都用ARM架構,因此,采用Intel架構是一個與市場區隔,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背后的企業群,整片生態系統,Intel再大,想要一人之力與整個生態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,整個市場就呈現一片紅海局面,產品高度同質化競爭。中國華南山寨手機、平板企業群的生生死死,雖然有急功近利的商業背景,但也跟ARM的觸角無法延伸到下游有關。。。【詳情】

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