首先，“嵌入式”這是個概念，準確的定義沒有，各個書上都有各自的定義。但是主要思想是一樣的，就是相比較PC機這種通用系統來說，嵌入式系統是個系統，結構精簡，在硬件和軟件上都只保留需要的部分，而將不需要的部分裁去。所以嵌入式系統一般都具有便攜、低功耗、性能單一特性。

然后，MCU、DSP、FPGA這些都屬于嵌入式系統的范疇，是為了實現某一目的而使用的工具。

MCU俗稱”單片機“經過這么多年的發展，早已不單單只有普林斯頓結構的51了，性能也已得到了很大的提升。因為MCU必須順序執行程序，所以適于做控制，較多地應用于工業。而ARM本是一家專門設計MCU的公司，由于技術先進加上策略得當，這兩年單片機*占有率巨大。

ARM的單片機有很多種類，從低端M0(小家電)到A8、A9(、平板電腦)都很吃香，所以也不是ARM的單片機一定要上系統，關鍵看應用場合。

DSP叫做數字信號處理器，它的結構與MCU不同，加快了運算速度，突出了運算能力?？梢园阉闯梢粋€超級快的MCU。低端的DSP，如C2000系列，主要是用在電機控制上，不過TI公司好像稱其為DSC(數字信號控制器)一個介于MCU和DSP之間的東西。的DSP，如C5000/C6000系列，一般都是做視頻圖像處理和通信設備這些需要大量運算的地方。

FPGA叫做現場可編程邏輯陣列，本身沒有什么功能，就像一張白紙，想要它有什么功能*靠編程人員設計(它的所有過程都是硬件，包括VHDL和Verilog HDL程序設計也是硬件范疇，一般稱之為編寫“邏輯”。)。

如果你夠NB，你可以把它變成MCU，也可以變成DSP。由于MCU和DSP的內部結構都是設計好的，所以只能通過軟件編程來進行順序處理，而FPGA則可以并行處理和順序處理，所以比較而言速度快。

那么為什么MCU、DSP和FPGA會同時存在呢?那是因為MCU、DSP的內部結構都是由IC設計人員精心設計的，在完成相同功能時功耗和價錢都比FPGA要低的多。而且FPGA的開發本身就比較復雜，完成相同功能耗費的人力財力也要多。

所以三者之間各有各的長處，各有各的用武之地。但是目前三者之間已經有融合的態勢，ARM的M4系列里多加了一個精簡的DSP核，TI的達芬奇系列本身就是ARM+DSP結構，ALTERA和XINLIX新推出的FPGA都包含了ARM的核在里面。所以三者之間的關系是越來越像三基色的三個圓了。

一言以蔽之“你中有我，我中有你”。

硬件工程師學習從何開始?

單片機:通常無操作系統，用于簡單的控制，如電梯，空調等。

dsp:用于復雜的計算，像離散余弦變換、快速傅里葉變換，常用于圖像處理，在數碼相機等設備中使用。

arm:一個英國的芯片設計公司，但是不生產芯片。只賣知識產權。

fpga:現場可編程門陣列，以硬件描述語言(Verilog 或 VHDL)所完成的電路設計，可以經過簡單的綜合與布局，快速的燒錄至 FPGA 上進行測試，是現代 IC 設計驗證的技術主流。

嵌入式 是相對于臺式電腦而言，系統可裁剪，形態各異，可能體積、功耗、成本受限、實時性要求高，如示波器，，平板電腦，全自動洗衣機，路由器、數碼相機，這些設備中，雖然看不到臺式機的存在，但是都有一個或多個嵌入式系統在工作。

根據對象體系的功能復雜性和計算處理復雜性，提供的不同選擇。對于簡單的家電控制嵌入式系統，采用簡單的8位單片機就足夠了，價廉物美，對于和游戲機等，就必須采用32位的ARM和DSP等芯片了。FPGA是一種更偏向硬件的實現方式。

所以要通過學習成為硬件工程師，要從單片機開始，然后學習ARM和DSP之類。

市面上七大主流單片機的詳細介紹

單片機現在可謂是鋪天蓋地，種類繁多，讓們應接不暇，發展也是相當的迅速，從上世紀80年代，由當時的4位8位發展到現在的各種高速單片機。

各個廠商們也在速度、內存、功能上此起彼伏，參差不齊~~同時涌現出一大批擁有代表性單片機的廠商：Atmel、TI、ST、MicroChip、ARM…國內的宏晶STC單片機也是可圈可點…

下面為大家帶來51、MSP430、TMS、STM32、PIC、AVR、STC單片機之間的優缺點比較及功能體現……

51單片機

應用廣泛的8位單片機當然也是初學者們容易上手學習的單片機，早由Intel推出，由于其典型的結構和完善的總線寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統，堪稱為一代“經典”，為以后的其它單片機的發展奠定了基礎。

51單片機之所以成為經典，成為易上手的單片機主要有以下特點：

特性：

從內部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統，稱作位處理器，處理對象不是字或字節而是位。不但能對片內某些特殊功能寄存器的某位進行處理，如傳送、置位、清零、測試等，還能進行位的邏輯運算，其功能十分完備，使用起來得心應手。

同時在片內RAM區間還特別開辟了一個雙重功能的地址區間，使用極為靈活，這一功能無疑給使用者提供了極大的方便，

乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘能，作乘法時還得編上一段子程序調用，十分不便。

缺點：(雖然是經典但是缺點還是很明顯的)

AD、EEPROM等功能需要靠擴展,增加了硬件和軟件負擔

雖然I/O腳使用簡單，但高電平時無輸出能力，這也是51系列單片機的大軟肋

運行速度過慢，特別是雙數據指針，如能改進能給編程帶來很大的便利

51保護能力很差，很容易燒壞芯片

應用范圍：

目前在教學場合和對性能要求不高的場合大量被采用

使用多的器件：8051、80C51

MSP430單片機

MSP430系列單片機是德州儀器1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器，給人們留下的大的亮點是低功耗而且速度快,匯編語言用起來很靈活,尋址方式很多,指令很少,容易上手。

主要是由于其針對實際應用需求，把許多模擬電路、數字電路和微處理器集成在一個芯片上，以提供“單片”解決方案。其迅速發展和應用范圍的不斷擴大，主要取決于以下的特點…

特性：

強大的處理能力，采用了精簡指令集(RISC)結構，具有豐富的尋址方式( 7 種源操作數尋址、 4 種目的操作數尋址)、簡潔的 27 條內核指令以及大量的模擬指令;大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算;還有的查表處理指令;有較高的處理速度，在 8MHz 晶體驅動下指令周期為 125 ns 。這些特點保證了可編制出率的源程序

在運算速度方面，能在 8MHz 晶體的驅動下，實現 125ns 的指令周期。16 位的數據寬度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能實現乘加)相配合，能實現數字信號處理的某些算法(如 FFT 等)。

超低功耗方面，MSP430 單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低芯片的電源電壓及靈活而可控的運行時鐘方面都有其獨到之處。電源電壓采用的是 1.8~3.6V 電壓。因而可使其在 1MHz 的時鐘條件下運行時， 芯片的電流會在 200~400uA 左右，時鐘關斷模式的低功耗只有 0.1uA

缺點：

個人感覺不容易上手，不適合初學者入門，資料也比較少，只能跑網去找

占的指令空間較大,因為是16位單片機,程序以字為單位,有的指令竟然占6個字節。雖然程序表面上簡潔, 但與pic單片機比較空間占用很大

應用范圍：

在低功耗及超低功耗的工業場合應用的比較多

使用多的器件：MSP430F系列、MSP430G2系列、MSP430L09系列

TMS單片機

特性：

內核：單周期乘法和硬件除法

存儲器：片上集成32-512KB的Flash存儲器。6-64KB的SRAM存儲器

時鐘、復位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅動電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測器(PVD)。4-16MHz的晶振。內嵌出廠前調校的8MHz RC振蕩電路。內部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時鐘的PLL。帶校準用于RTC的32kHz的晶振

調試模式：串行調試(SWD)和JTAG接口。多高達112個的快速I/O端口、多多達11個定時器、多多達13個通信接口

使用多的器件：STM32F103系列、STM32 L1系列、STM32W系

這里也提一下TMS系列單片機，雖不算主流。由TI推出的8位CMOS單片機,具有多種存儲模式、多種外圍接口模式,適用于復雜的實時控制場合。雖然沒STM32那么，也沒MSP430那么張揚，但是TMS370C系列單片機提供了通過整合先進的外圍功能模塊及各種芯片的內存配置，具有高性價比的實時系統控制。