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编者按:近两年智能手机、平板电脑、可穿戴设备的兴起,ARM嵌入式芯片大放异彩,其在移动领域的霸主地位连半导体巨头英特尔都无法撼动。为何ARM在移动芯片市场如此强势?半导体厂商又有哪些基于ARM的优质处理器?本期《物联网核心技术之ARM》给你答案。
问卷

主流处理器架构比较

方案比较
8051、PIC、AVR、MSP430、ARM均是常见的MCU架构,在各个领域也都有长足的发展。51单片机风行了几十年,现在依旧在MCU领域占有一席之地,虽然51很老,但用起来方便。PIC,经典16位单片机,工业用的PIC功能强大抗干扰性好,缺点是解密容易,价格较贵。AVR单片机和51相比,一是速度快,二是低功率,三是内部集成了很多功能,但由于AVR的专断,让其他厂商看到了机会,推出在功能上与AVR相抗衡的51改进型单片机,导致AVR的落后。德州仪器的MSP430,低功耗,高价格,主要用在功耗要求较高的便携设备上,比如可穿戴医疗设备。ARM的性能就不用多说,但学起来不易,价格也较贵,每个学过ARM的工程师对配置ARM库的那种痛苦应该印象深刻吧,不过现在ARM应用领域越来越广泛,说不定未来就是ARM的天下。

架构比较 详细
ARM VS X86 性能:X86无论如何都比ARM结构在性能方面要快得多、强得多;扩展能力:X86采用“桥”的方式连接设备,且配套设备种类多,价格便宜,ARM用专门的数据接口进行连接,所以难以扩展;操作系统兼容性:X86与微软的联盟一统天下,几乎可以使用所有的视窗系统工具,ARM几乎都采用Linux系统,与其他系统不兼容。功耗:X86续航能力弱、功耗高,ARM功耗低。
ARM VS AVR 相同点:基于RISC;GCC对ARM和AVR都提供了相当好支持,而且可以免费使用。 不同点:AVR为8位机,ARM为23位机;外设方面AVR稍强,ARM的外扩外设能力比AVR强的多,所以外设方面算平手吧;操作系统和软件源码资源方面,ARM拜Linux之赐,比AVR有优势点;调试手段方面,ARM应该优于AVR,AVR就一个JTAG接口的仿真器。而ARM有多种调试方法。
ARM VS PIC PLC很稳定,但是同样的,它的价格往往很高,它的核心其实也可以说是一个51单片机,只是加了很多隔离器,应用过程中就不会有像单片机那样多的干扰,PLC一般是在强电设计方面用得多,比如工控行业。ARM是32位处理器处理效率当然是高很多,人们谈到ARM时经常把它和嵌入式操作系统联系在一起,因为利用ARM实现嵌入式是一个非常好的选择方案.如果想走电子设计高端,建议还是从一种普通的单片机设计过渡到ARM。
ARM VS MSP430 MSP430会向着专用,更低电压,更低功耗的方向发展,不求功能大而全。应该会有更多的型号出现以供不同场合的测量使用。430的编程方法是在低功耗模式与任务之间切换来降低系统功耗,满足便携和节能的要求。 ARM是基于软核的高级精简指令机,高端应用方面比如嵌入式系统的主板开发,要求各种接口齐备,硬件的软实现相对容易降低成本,普及使用。ARM需要跑操作系统,如ucos,wince,linux等等,主要由于嵌入式系统开发往往是多任务,实时性强。

ARM开发调试工具比较

方案比较
工欲善其事必先利其器,有了功能强劲的开发板,但是没有好的开发调试工具,你在ARM开发的道路上一样寸步难行。常见的ARM开发环境有ADS、RealView、IAR、KEIL。每个开发环境都有它独特之处,比如RealView支持所有ARM系列核,并与众多第三方实时操作系统及工具商合作简化开发流程,IAR具有入门容易、使用方便和代码紧凑等特点,应用时就要结合具体使用的单片机以及相关功能需求来定。除开发环境外,在调试程序的过程中免不了使用调试工具,常见的ARM调试工具包括JTAG、JLINK、ULINK。JLINK的功能要比JTAG强大,因为JTAG用的是并行口,所以在使用的时候不方便,而且功能也不如JLINK,ULINK的软件环境为Keil uVision Keil系列软件具有良好的调试界面,优秀的编译效果,丰富的使用资料,深受国内嵌入式开发工程师的喜爱。

开发工具

厂商 工具名称 详细 特点
ARM ADS ADS是ARM公司的集成开发环境软件,它的功能非常强大。他的前身是SDT,SDT是ARM公司几年前的开发环境软件,目前SDT早已经不再升级。ADS包括了四个模块分别是:SIMULATOR;C 编译器;实时调试器;应用函数库。 提供完整的WINDOWS界面开发环境;支持C以及C++,使工程师可以很方便的使用C语言进行开发; 提供软件模拟仿真功能,使没有Emulators的学习者也能够熟悉ARM的指令系统; 配合FFT-ICE使用,ADS1.2提供强大的实时调试跟踪功能,片内运行情况尽在掌握; ADS1.2需要硬件支持才能发挥强大功能。
ARM RealView Developer Suite RealView Developer Suite工具是ARM公司是推出的新一代ARM集成开发工具。支持所有ARM系列核,并与众多第三方实时操作系统及工具商合作简化开发流程。 完全优化的ISO C/C++编译器;C++ 标准模板库;强大的宏编译器; 支持代码和数据复杂存储器布局的连接器;可选 GUI调试器;内容丰富的在线文档; 基于命令行的符号调试器(armsd);指令集仿真器; 库创建工具; 生成无格式二进制工具、Intel 32位和Motorola 32位ROM映像代码的指令集模拟工具;
IAR Systems IAR EWARM Embedded Workbench for ARM 是IAR Systems公司为ARM微处理器开发的一个集成开发环境(下面简称IAR EWARM)。比较其他的ARM 开发环境,IAR EWARM 具有入门容易、使用方便和代码紧凑等特点。 高度优化的IAR ARM C/C++ Compiler; IAR ARM Assembler;IAR XAR 和XLIB 建库程序和IAR DLIB C/C++运行库; 一个通用的IAR XLINK Linker;功能强大的编辑器; IAR C-SPY 调试器(先进的高级语言调试器。
ARM KEIL Keil uVision调试器可以帮助用户准确地调试ARM器件的片内外围功能(I2C、CAN、UART、SPI、中断、I/O口、A/D转换器、D/A转换器和PWM模块等功能)。ULINK USB-JTAG转换器将PC机的USB端口与用户的目标硬件相连(通过JTAG或OCD),使用户可在目标硬件上调试代码。 高效工程管理的uVision3集成开发环境; 支持编辑状态的断点设置,在仿真状态下有效;多种流行编译工具选择; 高速ARM指令/外设模拟器;高效模拟算法缩短大型软件的模拟时间;Keil高效率C编译器; 软件模拟进程中允许建立外部输入信号;可快速查看寄存器和方便配置外设;GNU GCC 编译器; 支持C调试描述语言,可建立与实际硬件高度吻合的仿真平台。

调试工具

厂商 工具名称 详细 特点
联合测试行为组织 H-JTAG调试代理 H-JTAG是一个免费的ARM调试代理,程序没有任何限制,H-JTAG 包括两个工具软件:H-JTAG SERVER 和H-FLASHER。其中,H-JTAG SERVER 实现调试代理的功能,而H-FLASHER则实现了FLASH 烧写的功能。 支持ARM7/ARM9,支持自动检测和手动指定内核;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和自定义接口。
SEGGER公司 J-LINK IAR公司的J-LINK是一款小巧的ARM JTAG硬件调试器,它是通过USB口与PC机相连。IAR的J-LINK与该公司的嵌入式开发平台紧密结合,且完全支持即插即用。 支持ADS、KEIL、IAR、WINARM、RV等几乎所有开发环境,并且可以和IAR无缝连接; 支持FLASH软件断点,可以设置2个以上断点(无限个断点),极大的提高调试效率; 带J-Link TCP/IP server,允许通过TCP/ IP 网络使用J-Link;
ARM U-LINK ARM7 TDMI结构的Keil开发套件采用最新设计的超豪华uVision3集成开发环境,内嵌C编译器/汇编器/工程管理器/调试器等功能功能模块,完全满足从专业的应用开发工程师到初学嵌入式软件开发的学生的所有使用要求。 Keil uVision (for arm)调试器可以帮助用户准确地调试ARM器件的片内外围功能(I2C、CAN、UART、SPI、中断、I/O口、A/D转换器、D/A转换器和 PWM模块等功能)。ULINK USB-JTAG转换器将PC机的USB端口与用户的目标硬件相连(通过JTAG或OCD),使用户可在目标硬件上调试代码。

网友互动

Intel要在三年内让中国扔掉ARM,这可能吗?

Intel CEO柯再奇近日预言,几年之内,一些跟Intel合作的中国智能手机、平板芯片企业将会放弃ARM架构,转用Intel架构。你觉得柯再奇的话可信吗? 他的理由是:高端处理器提供商高通、低价手机芯片企业联发科都用ARM架构,因此,采用Intel架构是一个与市场区隔,并做出更好的效能与功能芯片的选择。可能柯再奇有些过于乐观,虽说ARM是个小公司,但是Intel要对抗的不仅仅是ARM这一个小公司,而是ARM背后的企业群,整片生态系统,Intel再大,想要一人之力与整个生态抗衡几乎是不可能的事情。 不过,ARM确实到了它的一个成熟期、瓶颈期。当它的授权有些泛滥,对于下游日益缺乏约束力的时候,整个市场就呈现一片红海局面,产品高度同质化竞争。中国华南山寨手机、平板企业群的生生死死,虽然有急功近利的商业背景,但也跟ARM的触角无法延伸到下游有关。。。【详情】

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