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arm（advanced risc machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的risc处理器、相关技术及软件。arm也是单片机。arm架构是面向低预算市场设计的第一款risc微处理器，基本是32位单片机的行业标准，它提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案，四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。
由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行。目前arm在手持设备市场占有90以上的份额，可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间，也降低了研发费用。
dsp（digital singnal processor）是 一种独特的微处理器，有自己的完整指令系统，是以数字信号来处理大量信息的器件。一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄 存器以及一定数量的存储单元等等，在其外围还可以连接若干存储器，并可以与一定数量的外部设备互相通信，有软、硬件的全面功能，本身就是一个微型计算机。
dsp采 用的是哈佛设计，即数据总线和地址总线分开，使程序和数据分别存储在两个分开的空间，允许取指令和执行指令完全重叠。也就是说在执行上一条指令的同时就可 取出下一条指令，并进行译码，这大大的提高了微处理器的速度 。另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输，因为增加了器件的灵活性。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。
它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。由于它运算能力很强，速度很快，体积很小，而且采用软件编程具有高度的灵活性，因此为从事各种复杂的应用提供了一条有效途径。根据数字信号处理的要求，dsp芯片一般具有如下主要特点：
（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法;
（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据;
（3）片内具有快速ram，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问;
（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持;
（5）快速的中断处理和硬件i/o支持;
（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器;
（7）可以并行执行多个操作;
（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
当然，与通用微处理器相比，dsp芯片的其他通用功能相对较弱些。
fpga（field programmable gate array）（现场可编程门阵列）的缩写，它是在pal、gal、pld等可编程器件的基础上进一步发展的产物，是专用集成电路（asic）中集成度最高的一种。fpga采用了逻辑单元阵列lca（logic cell array）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块clb（configurable logic block）、输出输入模块iob（input output block）和内部连线（interconnect）三个部分。
用户可对fpga内部的逻辑模块和i/o模块重新配置，以实现用户的逻辑。它还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改。作为专用集成电路（asic）领域中的一种半定制电路，fpga既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。可以毫不夸张的讲，fpga能完成任何数字器件的功能，上至高性能cpu，下至简单的74电路，都可以用fpga来实现。fpga如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。通过软件仿真，我们可以事先验证设计的正确性。在pcb完成以后，还可以利用fpga的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。使用fpga来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少pcb面积，提高系统的可靠性。
fpga是由存放在片内ram中的程序来设置其工作状态的，因此工作时需要对片内的ram进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。加电时，fpga芯片将eprom中数据读入片内编程ram中，配置完成后，fpga进入工作状态。掉电后，fpga恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，fpga能够反复使用。fpga的编程无须专用的fpga编程器，只须用通用的eprom、prom编程器即可。当需要修改fpga功能时，只需换一片eprom即可。这样，同一片fpga，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，fpga的使用非常灵活。可以说，fpga芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。目前fpga的品种很多，有xilinx的xc系列、ti公司的tpc系列、altera公司的fiex系列等。
arm具有比较强的事务管理功能，可以用来跑界面以及应用程序等，其优势主要体现在控制方面，而dsp主要是用来计算的，比如进行加密解密、调制解调等，优势是强大的数据处理能力和较高的运行速度。fpga可以用vhdl或veriloghdl来编程，灵活性强，由于能够进行编程、除错、再编程和重复操作，因此可以充分地进行设计开发和验证。当电路有少量改动时，更能显示出fpga的优势，其现场编程能力可以延长产品在市场上的寿命，而这种能力可以用来进行系统升级或除错。
作为processor，这几种器件有什么有优缺点。
其实c51，arm，dsp都不是单独作为芯片来提供给用户的，都要加一些外围电路来支持。
例如：memory controller，interrupt controller，timer，uart，spi，i2c等等。
所以要比较最好从processor的角度来比较他们。
（1）。 c51是8位的;arm是32位的;dsp有16位的，也有更高的。
（2）。所有说从运算能力上看，c51最弱，dsp最强，arm居中。
（3）。结构差别较大，c51最简单，是一般的冯诺伊曼结构;arm9以上是哈佛结构的risc;dsp一般使用哈佛结构。
（4）.c51一般芯片面积非常小，工作频率很低（一般是10多mhz，有的是24mhz），所以功耗低。dsp则频率很高（高的达到300mhz以上），所以功耗大。arm芯片面积也很小，arm7是0.55平方毫米，功耗也比较小。频率大约在（几十到200mhz之间）
（5）。所以一般c51主要应用于不需要太多计算量的控制类系统。一般配有丰富的外围module。dsp则主要应用于需要进行复杂计算的高端系统，例如图像处理，加密解密，导航系统等，外围module一般较少。arm是c51和dsp之间的一个折衷。
（6）。强调一点：c51的性能远不如arm和dsp，但仍然占据重要的一席之地，原因就是性能价格比。因为它太成熟了，太小了，太便宜了。而在一些需要复杂计算的领域，dsp也不可或缺。arm的成功就是他找到了一个折衷点，并且建立了一个非常灵活的商业模型。
cpld（complex programmable logic device）复杂可编程逻辑器件， 是从pal和gal器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。 其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实 现设计的数字系统。
fpga与 cpld的辨别和分类主要是根据其结构特点和工作原理。通常的分类方法是：将以乘积项结构方式构成逻辑行为的器件称为cpld，如lattice的 isplsi系列、xilinx的xc9500系列、altera的max7000s系列和lattice（原vantis）的mach系列等。
将以查表法结构方式构成逻辑行为的器件称为fpga，如xilinx的spartan系列、altera的flex10k或acex1k系列等。
尽管fpga和cpld都是可编程asic器件，有很多共同特点，但由于cpld和fpga结构上的差异，具有各自的特点：
①cpld更适合完成各种算法和组合逻辑，fpga更适合于完成时序逻辑。换句话说，fpga更适合于触发器丰富的结构，而cpld更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。
②cpld的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的，而fpga的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。
③在编程上fpga比cpld具有更大的灵活性。cpld通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程，fpga主要通过改变内部连线的布线来编程;fpga可在逻辑门下编程，而cpld是在逻辑块下编程。
④fpga的集成度比cpld高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现。
⑤cpld比fpga使用起来更方便。cpld的编程采用e2prom或fastflash技术，无需外部存储器芯片，使用简单。而fpga的编程信息需存放在外部存储器上，使用方法复杂。
⑥cpld的速度比fpga快，并且具有较大的时间可预测性。这是由于fpga是门级编程，并且clb之间采用分布式互联，而cpld是逻辑块级编程，并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
⑦在编程方式上，cpld主要是基于e2prom或flash存储器编程，编程次数可达1万次，优点是系统断电时编程信息也不丢失。cpld又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。fpga大部分是基于sram编程，编程信息在系统断电时丢失，每次上电时，需从器件外部将编程数据重新写入sram中。其优点是可以编程任意次，可在工作中快速编程，从而实现板级和系统级的动态配置。
⑧cpld保密性好，fpga保密性差。
⑨一般情况下，cpld的功耗要比fpga大，且集成度越高越明显。
用户可对fpga内部的逻辑模块和i/o模块重新配置，以实现用户的逻辑。它还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改。作为专用集成电路(asic)领域中的一种半定制电路，fpga既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。可以毫不夸张的讲，fpga能完成任何数字器件的功能，上至高性能cpu,下至简单的74电路，都可以用fpga来实现。fpga如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。通过软件仿真，我们可以事先验证设计的正确性。在pcb完成以后，还可以利用fpga的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。使用fpga来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少pcb面积，提高系统的可靠性。
fpga是由存放在片内ram中的程序来设置其工作状态的，因此工作时需要对片内的ram进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。加电时，fpga芯片将eprom中数据读入片内编程ram中，配置完成后，fpga进入工作状态。掉电后，fpga恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，fpga能够反复使用。fpga的编程无须专用的fpga编程器，只须用通用的eprom、prom编程器即可。当需要修改fpga功能时，只需换一片eprom即可。这样，同一片fpga，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，fpga的使用非常灵活。可以说，fpga芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。目前fpga的品种很多，有xilinx的xc系列、ti公司的tpc系列、altera公司的fiex系列等。
arm具有比较强的事务管理功能，可以用来跑界面以及应用程序等，其优势主要体现在控制方面，而dsp主要是用来计算的，比如进行加密解密、调制解调等，优势是强大的数据处理能力和较高的运行速度。fpga可以用vhdl或veriloghdl来编程，灵活性强，由于能够进行编程、除错、再编程和重复操作，因此可以充分地进行设计开发和验证。当电路有少量改动时，更能显示出fpga的优势，其现场编程能力可以延长产品在市场上的寿命，而这种能力可以用来进行系统升级或除错。
作为processor，这几种器件有什么有优缺点。
其实c51，arm，dsp都不是单独作为芯片来提供给用户的，都要加一些外围电路来支持。
例如：memory controller,interrupt controller,timer,uart,spi,i2c等等。
所以要比较最好从processor的角度来比较他们。
(1). c51是8位的;arm是32位的;dsp有16位的，也有更高的。
(2).所有说从运算能力上看，c51最弱，dsp最强，arm居中。
(3).结构差别较大，c51最简单，是一般的冯诺伊曼结构;arm9以上是哈佛结构的risc;dsp一般使用哈佛结构。
(4).c51一般芯片面积非常小，工作频率很低(一般是10多mhz，有的是24mhz)，所以功耗低。dsp则频率很高(高的达到300mhz以上)，所以功耗大。arm芯片面积也很小，arm7是0.55平方毫米，功耗也比较小。频率大约在(几十到200mhz之间)
(5).所以一般c51主要应用于不需要太多计算量的控制类系统。一般配有丰富的外围module。dsp则主要应用于需要进行复杂计算的高端系统，例如图像处理，加密解密，导航系统等，外围module一般较少。arm是c51和dsp之间的一个折衷。
(6).强调一点：c51的性能远不如arm和dsp，但仍然占据重要的一席之地，原因就是性能价格比。因为它太成熟了，太小了，太便宜了。而在一些需要复杂计算的领域，dsp也不可或缺。arm的成功就是他找到了一个折衷点，并且建立了一个非常灵活的商业模型。
cpld(complex programmable logic device)复杂可编程逻辑器件， 是从pal和gal器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。 其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中，实 现设计的数字系统.
fpga与 cpld的辨别和分类主要是根据其结构特点和工作原理。通常的分类方法是：将以乘积项结构方式构成逻辑行为的器件称为cpld，如lattice的 isplsi系列、xilinx的xc9500系列、altera的max7000s系列和lattice(原vantis)的mach系列等。
将以查表法结构方式构成逻辑行为的器件称为fpga，如xilinx的spartan系列、altera的flex10k或acex1k系列等。
尽管fpga和cpld都是可编程asic器件,有很多共同特点,但由于cpld和fpga结构上的差异,具有各自的特点:
①cpld更适合完成各种算法和组合逻辑,fpga更适合于完成时序逻辑。换句话说,fpga更适合于触发器丰富的结构,而cpld更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。
②cpld的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而fpga的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。
③在编程上fpga比cpld具有更大的灵活性。cpld通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,fpga主要通过改变内部连线的布线来编程;fpga可在逻辑门下编程,而cpld是在逻辑块下编程。
④fpga的集成度比cpld高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。
⑤cpld比fpga使用起来更方便。cpld的编程采用e2prom或fastflash技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而fpga的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。
⑥cpld的速度比fpga快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于fpga是门级编程,并且clb之间采用分布式互联,而cpld是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
⑦在编程方式上,cpld主要是基于e2prom或flash存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。cpld又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。fpga大部分是基于sram编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入sram中。其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。
⑧cpld保密性好,fpga保密性差。
⑨一般情况下,cpld的功耗要比fpga大,且集成度越高越明显。
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