ARM+DSP與AVR作為現(xiàn)代CPU設(shè)計范例，從現(xiàn)代眼光來看，都是非常先進(jìn)的設(shè)計。最重要的是吸取了C51體系所顯露出來的問題，在原有系列的基礎(chǔ)上，擁有高性能、高速度，甚至是更低的功耗。本論文只針對ARM+DSP、AVR和C51單片機的特點，從不同的側(cè)面進(jìn)行了比較和闡述。

　　1 單片機的介紹

　　單片微型計算機(Single-Chip Micmprocessor)是微型計算機(Microcomputer，簡稱微機)的一個重要分支。單片微型計算機簡稱單片機，特別適用于工業(yè)控制領(lǐng)域，因此又稱為微控制器(Microcontroller)。它的體積小，質(zhì)量輕，價格便宜，為學(xué)習(xí)，應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。單片機作為控制部分的核心部件，廣泛運用于汽車、紅外監(jiān)控設(shè)備、各種電子玩具、各類報警裝置、各類軍工、航空航天產(chǎn)品等等。

　　2 ARM+DSP的優(yōu)點

　　2.1 ARM單片機的優(yōu)點與ARM處理器的優(yōu)點

　　2.2.1采用RISC架構(gòu)的ARM單片機的優(yōu)點

　　(1)體積小、低功耗、低成本、高性能;(2)支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集，能很好地兼容8位/16位器件;(3)大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快;(4)大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成;(5)尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高;(6)指令長度固定。

　　2.2.2 ARM處理器的優(yōu)點

　　ARM是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計了大量高性能、價格低、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。ARM架構(gòu)是面向低預(yù)算市場設(shè)計的第一款RISC微處理器，是32位單片機的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它提供一系列內(nèi)核、體系擴展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案，四個功能模塊可供生產(chǎn)廠商根據(jù)不同用戶的要求來配置生產(chǎn)。由于所有產(chǎn)品均采用一個通用的軟件體系，所以相同的軟件可在所有產(chǎn)品中運行。目前ARM在手持設(shè)備市場占有90%以上的份額，可以有效地縮短應(yīng)用程序開發(fā)與測試的時間，也降低了研發(fā)費用。其優(yōu)點是：(1)高性能、低功耗、低價格;(2)豐富的可選擇芯片;(3)廣泛的第三方支持;(4)完整的產(chǎn)品線和發(fā)展規(guī)劃。

　　2.2 DSP的優(yōu)點

　　DSP(digital singnal processor)是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進(jìn)行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。DSP芯片，也稱數(shù)字信號處理器，是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號處理運算的微處理器，其主要應(yīng)用是實時快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。

　　DSP的優(yōu)點是可程控，修改方便，穩(wěn)定性好，可重復(fù)性好，抗干擾性能好，0/1電平之間的容限大，實現(xiàn)自適應(yīng)算法，系統(tǒng)特性隨輸入信號的改變而改變，功耗小，系統(tǒng)開發(fā)快，價格低。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求，DSP芯片一般具有以下特點：(1)在一個指令周期內(nèi)完成一次乘法以及一次加法;(2)程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù);(3)片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問;(4)具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持;(5)快速的中斷處理和硬件I/O支持;(6)具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器;(7)可以并行執(zhí)行多個操作;(8)支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。當(dāng)然，與通用微處理器相比，DSP芯片的其他通用功能相對較弱些。

　　3 AVR的優(yōu)點

　　采用RISC精簡指令集的高速8位單片機，簡稱AVR。與其它8-Bit MCU相比，AVR 8-Bit MCU最大的特點是：(1)哈佛結(jié)構(gòu)，具備1MIPS/ MHz的高速運行處理能力;(2)超功能精簡指令集(RISC)，具有32個通用工作寄存器，克服了如8051MCU采用單一ACC進(jìn)行處理造成的瓶頸現(xiàn)象;(3)快速的存取寄存器組、單周期指令系統(tǒng)，大大優(yōu)化了目標(biāo)代碼的大小、執(zhí)行效率，部分型號FLASH非常大，特別適應(yīng)于使用高級語言進(jìn)行開發(fā);(4)作輸出時與PIC的HI/LOW相同，可輸出40mA(單一輸出)，作輸入時可設(shè)置為三態(tài)高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備10 mA～20 mA灌電流的能力;(5)片內(nèi)集成多種頻率的RC振蕩器、上電自動復(fù)位、看門狗、啟動延時等功能，外圍電路更加簡單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠;(6)大部分AVR片上資源豐富：帶E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等;(7)大部分AVR除了有ISP功能外，還有IAP功能，方便升級或銷毀。

　　AVR的優(yōu)點是：(1)簡便易學(xué)，費用低廉;(2)高速、低耗、保密;(3)L/O口功能強，具有A/D轉(zhuǎn)換等電路;(4)有功能強大的定時器/計算器及通訊接口。

　　4 C51的優(yōu)點

　　(1)它從內(nèi)部硬件到軟件有著一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器或者布爾處理器，它的處理對象不是字或字節(jié)而是位，這就意味著它不僅能對片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進(jìn)行處理;(2)C51單片機還在片內(nèi)RAM區(qū)間特別開辟了一個雙重功能的地址區(qū)間，其既可作字節(jié)處理，也可作位處理，使用起來靈活方便;(3)優(yōu)點是乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。