单片机、DSP、PLC、CPLD、FPGA、嵌入式的区别

816
32
DSP：数字信号处理器，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
单片机
单片机是集成了CPU ，ROM ，RAM 和I/ O 口的微型计算机。

它有很强的接口性能，非常适合于工业控制，因此又叫微控制器(MCU) 。

它与通用处理器不同，它是以工业测控对象、环境、接口等特点出发，向着增强控制功能，提高工业环境下的可靠性、灵活方便地构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。

所以，单片机有着自己的特点。

品种齐全，型号多样
自从INTEL 推出51 系列单片机，许多公司对它做出改进，发展成为增强型51 系列，而且新的单片机类型也不断涌现。

如MOTOROLA 和PHIL IPS 均有几十个系列，几百种产品。

CPU 从8 ，16 ，32 到64 位，多采用RISC 技术，片上I/O 非常丰富，有的单片机集成有A/ D ，“看门狗”，PWM ，显示驱动，函数发生器，键盘控制等，它们的价格也高低不等，这样极大地满足了开发者的选择自由。

低电压和低功耗
随着超大规模集成电路的发展，NMOS 工艺单片机被CMOS代替，并开始向HMOS 过渡。

供电电压由5V 降到3V ，2V 甚至到1V ，工作电流由mA 降至μA ，这在便携式产品中大有用武之地。

DSP 芯片
DSP 又叫数字信号处理器。

顾名思义，DSP 主要用于数字信号处理领域，非常适合高密度，重复运算及大数据容量的信号处理。

现在已经广泛应用于通信、便携式计算机和便携式仪表、雷达、图像、航空、家用电器、医疗设备等领域，常见的手机、数字电视和数码相机都离不开DSP。

DSP 用于手机和基站中为移动通信的发展做出重要贡献，将在2. 5G和3G中扮演重要角色。

可以说，DSP 已经融入到生活的方方面面。

DSP 相对于一般微处理器作了很大的扩充和增强，主要是:
a) 修正的哈佛结构，多总线技术以及流水线结构。

将程序与数据存储器分开，使用多总线，取指令和取数据同时进行，以及流水线技术，这使得速度有了较大的提高。

b) 硬件乘法器以及特殊指令。

这是区别于一般微处理器的重要标志。

一般微处理器用软件实现乘法，逐条执行指令，速度慢。

而DSP 依靠硬件乘法器单周期完成乘法运算，而且还具有专门的信号处理指令，如TM320 系列的FIRS ，LMS ，MACD 指令等。

EDA 技术
当今电子系统的复杂性在不断增加，而电子产品的更新换代越来越快，传统的设计方法难以适应。

随着计算机技术的发展，ECAD 在某种程度上减轻了设计人员的工作压力，但其智能化、自动化水平仍不尽人意。

于是EDA 技术作为一种全新的技术诞生了。

它正改变着数字系统和设计方法，设计过程和设计观念。

EDA(即Electronic Design Automation) 即电子设计自动化，它是以计算机为工具，在EDA 软件平台上，对用硬件描述语言HDL 完成的设计文件自动地逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片进行适配编译、逻辑影射和编程下载等。

设计者只需用HDL 语言完成系统功能的描述，借助EDA 工具就可得到设计结果，将编译后的代码下载到目标芯片就可在硬件上实现。

这里的目标芯片就是PLD 器件( FPGA/CPLD) 。

FPGA/ CPLD 是EDA 技术的物质基础，这两者是分不开的。

可以说没有PLD 器件，EDA 技术就成为无源之水。

EDA 技术作为一种现代电子系统开发方式，具有两方面特点。

修改软件程序即可改变硬件
由于FPGA/ CPLD 可以通过软件编程对该硬件的结构和工作方式进行重构，修改软件程序就相当于改变了硬件，这是非常有用的。

软件可以使用自顶向下的设计方案，而且可以多个人分工并行工作，这些年来IP 核产业的崛起，将若干软核结合起来就可以构成一个完整的系统，这一切极大地缩短了开发周期和上市时间，有利于在激烈的市场竞争中抢占先机。

速度快，可靠性高
MCU 和DSP 都是通过串行执行指令来实现特定功能，不可避免低速，而FPGA/ CPLD 则可实现硬件上的并行工作，在实时测控和高速应用领域前景广阔;另一方面，FPGA/CPLD 器件在功能开发上是软件实现的，但物理机制却和纯硬件电路一样，十分可靠。

而MCU 和DSP 芯片在强干扰条件下，尤其是强电磁干扰下，很可能越出正常的工作流程，出现PC 跑飞现象。

EDA 高可靠性正好克服了它们这一先天不足。

结束语
单片机，DSP 和FPGA/ CPLD 各具特色，满足了不同需要，已经成为数字时代的核心动力。

为了充分发挥它们的优势，三者结合成为一个新的发展趋势。

MCU 与DSP 的结合
MCU 价格底，能很好地完成通信和智能控制的任务，但信号处理能力差。

DSP 恰好相反。

把两者结合，能满足同时需要智能控制和数字信号处理的场合，如蜂窝电话，无绳网络产品等，这有利于减小体积，降低功耗和成本。

DSP 和FPGA/ CPLD 的结合
由于FPGA/ CPLD 兼有串/ 并行工作方式，高速度和宽口径适用性等特点，将DSP 与FPGA 集成在一个芯片上，可实现宽带信号处理，极大地提高信号处理速度。

另外，FPGA可以进行硬件重构，功能扩展或性能改善非常容易。

总之，单片机，DSP ， PLD/ EDA 极大地推动了信息技术的发展。

要作为一名工程师，必须掌握从系统设计级、电路设计级到物理实现级整个过程分析设计能力，能熟练使用新器件，新的开发工具，并不断更新观念，只有这样，才能适应时代发展，才能把握现在，创造未来!
多了硬件的乘法器还有桶形移位寄存器等硬件资源，运算的能力要比单片机强悍很多。

DSP做图像识别是需要软件编程，要有算法的，一般也都是C语言，要自己写。

目前做做图像识别的DSP一般都是用DM642之类的DSP
DSP实现高速执行串行算法。