1.4.1 ASIC、DSP、ARM的特点

ASIC是Application Specific Integrated Circuit的英文缩写，是一种为专门目的而设计的集成电路。ASIC设计主要有全定制（Full-Custom）设计方法和半定制（Semi-Custom）设计方法。半定制设计又可分为门阵列设计、标准单元设计、可编程逻辑设计等。全定制方法完全由设计师根据工艺，以尽可能高的速度和尽可能小的面积，独立地进行芯片设计。这种方法虽然灵活性高，而且可以达到最优的设计性能，但是需要花费大量的时间与人力来进行人工布局布线，而且一旦需要修改内部设计，将不得不影响到其他部分的布局，所以设计成本相对较高，适合大批量的ASIC芯片设计，如存储芯片的设计等。相比之下，半定制方法是一种基于库元件的约束性设计。约束的主要目的是简化设计、缩短设计周期，并提高芯片的成品率。它更多地利用了EDA（Electronics Design Automation，电子设计自动化）系统来完成布局布线等工作，可以大大减少设计工程师的工作量，因此比较适合小规模设计生产和实验。

DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）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DSP芯片内包括控制单元、运算单元、各种寄存器，以及一定数量的存储单元等，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采用的是哈佛结构设计，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，在执行一条指令的同时就可取出下一条指令，并进行译码，这大大提高了微处理器的速度；还允许在程序空间和数据空间之间进行传输，因而提高了器件的灵活性。其工作原理是接收模拟信号，将其转换为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数千万条复杂指令每秒，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的处理器芯片，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，因此为各种复杂的应用提供了一条有效途径。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。

ARM（Advanced RISC Machines，高级精简指令集计算机）嵌入式处理器是一种32位高性能、低功耗的精简指令集（Reduced Instruction Set Computing, RISC）芯片，它由英国ARM公司设计，世界上几乎所有的主要半导体厂商都生产基于ARM体系结构的通用芯片，或在其专用芯片中嵌入ARM的相关技术，例如，TI、Motorola、Intel、Atmel、Samsung、Philips、Altera、NEC、Sharp、NS等公司都有相应的产品。ARM只是一个核，ARM公司自己不生产芯片，采用授权方式给半导体生产商。目前，全球几乎所有的半导体厂家都向ARM公司购买了各种ARM核，配上不同的控制器（如LCD控制器、SDRAM控制器、DMA控制器等）和外设、接口，生产各种基于ARM核的芯片。目前，基于ARM核的各种处理器型号有好几百种，在国内市场上，常见的有ST、TI、NXP、Atmel、Samsung、OKI、Sharp、Hynix、Crystal等厂家的芯片。用户可以根据各自的应用需求，从性能、功能等方面考虑，在许多具体型号中选择最合适的芯片来设计自己的应用系统。由于ARM核采用向上兼容的指令系统，用户开发的软件可以非常方便地移植到更高的ARM平台。ARM微处理器一般都具有体积小、功耗低、成本低、性能高、速度快的特点，目前ARM芯片广泛应用于工业控制、无线通信、网络产品、消费类电子产品、安全产品等领域，例如，交换机、路由器、数控设备、机顶盒及智能卡都采用了ARM技术。可以预见，ARM技术将在电子信息领域中有越来越广泛的应用。