ARM、树莓派、Arduino、单片机四者有什么不同

一张图展示它们之间的关系，如下所示：

什么是arm？

其实ARM是一种微处理器架构，但它和“手臂”（Arm）毫无关系，哪怕在拼写上一样。虽然两者都十分强壮，但ARM更像一个小而精干的智能脑袋，可以帮助各种设备实现高效、可靠的计算和控制。

ARM，全称为Advanced RISC Machines，是一家专门从事芯片设计的英国公司。ARM以其低功耗、高性能和可移植性等特性，被广泛应用于各种嵌入式系统、消费电子、手机、平板电脑、汽车电子等领域。

ARM架构的处理器采用精简指令集计算机（RISC）的体系结构，与传统x86架构的处理器相比，它更注重处理器架构的简单性、有效性和高效性，避免了不必要的复杂性和浪费的硬件资源，因此具有卓越的计算能力和出色的功耗表现。

目前，ARM已经成为世界上最重要的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）的架构之一，被广泛应用于各种终端产品、智能设备和嵌入式系统。同时，ARM还以开放性和生态性而闻名，即使是非ARM授权厂商也可以轻松获取并使用ARM开源技术和工具，进一步促进了ARM技术的普及和广泛应用。

那么，为什么要使用ARM呢？因为它既轻量级又高性能，非常适合于嵌入式系统、移动设备和物联网应用。和其他微处理器架构相比，ARM还具有低功耗、大容量缓存和良好的软件支持等优点，使得它成为最流行的微处理器架构之一。

说起来，你可能听到过ARM Cortex-A、Cortex-M和Cortex-R等不同类型的产品系列。它们就像不同品牌的汽车，每个系列都有自己独特的配置和优点，适用于不同的场景和需求。

嵌入式开发当中除了ARM架构以外还有一些其它架构，比如，Atmel公司推出的AVR家族，前面提到的Arduino其它就是基于AVR家族的单片机，至什么是单片机我们后面再讲。

 ARM【更多扩展阅读详见博主的四大主流芯片架构（X86、ARM、RISC-V和MIPS）】

ARM指的是一种处理器架构。单片机一个大类，包括很多架构，ARM是其中一种架构（这里特指ARM7和现在的Cortex-M系列）。除了ARM，还有8051，AVR，PIC等架构。

前面我们把Arduino比作是大众，树莓派是保时捷，那arm就是一个V12发动机。

Arm本身就是一家英国公司名简称(Advanced RISC Machines)，arm也是一种芯片内核技术。

我们单片机一般都是有内核的，比如说51内核，以前因特尔设计的，主要针对一些控制和运算比较简单的电子产品。

还有ARM内核的，主要针对运算和控制比较复杂的电子产品。

Arduino的AVR单片机正好介于这两者之间，比51内核强大，比ARM内核菜。

单纯的内核不能直接应用在产品，需要进行二次开发，所以，ARM公司一般会把这种内核技术卖给半导体公司做二次设计。

一般ARM公司有3种授权级别：

① .架构层授权

这个级别是指可以对ARM内核架构进行大量改造，包括汇编指令集的扩展和缩减，像苹果就是在ARMV7-A架构基础上，扩展出swift架构。

除了苹果以外，还有海思麒麟、联发科、三星、高通等cpu大多都是ARM架构。（架构一样，但使用的平台不一样例如联发科是MTK平台，高通是骁龙系列平台等）

② .内核层授权

这个级别是可以在这个内核基础上可以加自己需要的外设，比如说GPIO、USART、ADC、DMA等等，最后做成自己的单片机。

像STM32就是这样干的,类似的芯片还有巨多，大多数出SOC单片机的都是属于这层。

③ .使用层授权

这个层级权限最低，相当于你只能使用它，不能对它进行修改。

ARM内核也分很多个版本，ARM7、ARM9、ARM11，到了ARM11以后就是以Cortex命名了。

Cortex架构也分三个系列性能从低到高：M、R、A。

Cortex-M定位是中低端市场，也就是我们的单片机，也叫微控制器，我们最常用的STM32F103就是Cortex-M3的内核。

Cortex-R定位高端实时系统，比如说医疗、工业、汽车、基带等等领域。

Cortex-A定位是通用市场，典型的就是平板电脑、手机、数字电视、机顶盒、服务器、打印机等领域。

树莓派

如果Arduino像一辆小轿车，那么树莓派就像一架大型客机。虽然都是基于低功耗处理器架构设计的单板计算机，但树莓派拥有更加丰富的接口和性能，为你的创意提供更多样化的选择和更广阔的可能性。

虽然它看起来并不像什么高科技，但在这个压缩成盒子大小的小家伙身上，你会惊奇地发现有着和大型计算机一样强大的功能。树莓派基于Linux操作系统，具有多种程序语言支持，能够实现各种各样的智能应用，例如机器人、智能家居、电子音乐等等，让你体验到前所未有的DIY乐趣。

尤其值得一提的是，树莓派有着无限的可能性，可以通过各种扩展板、传感器和外围设备来进行创意拓展。你甚至可以将它变成一台迷你的游戏机，畅玩复古游戏，或者利用它来制作智能多功能遥控器，让你的生活更加方便。

总之，只要你愿意，树莓派可以成为你的创意王国，帮助你实现各种理想和奇思妙想！

前面提到的Arduino是基于AVR架构的，那树莓派呢？是不是也是单片机呢？

树莓派是基于Cortex-A的片上系统，也就是SoC。这里的Cortex-A是基于ARM架构的一类处理器。

什么是Arduino？

Arduino是一个基于开源硬件和软件的嵌入式平台，由意大利的开发者团队负责开发和维护。Arduino平台通过简单易用的硬件和软件工具，使得电子爱好者和一般用户都能够简单快速地实现物联网、自动化控制、机器人等各种应用项目。

Arduino平台的核心板卡是由微控制器（MCU）和相关模块组成的，除了基本的输入输出连接外，还有多个通信接口，包括串口、SPI和TWI等，可以与其他设备进行通信和数据传输。此外，Arduino平台还具备丰富的插件模块和开源库文件，可以实现更复杂的功能需求。

在Arduino平台上，用户可以使用C/C++语言进行编程，具体采用Arduino集成开发环境（IDE）来进行开发和测试程序。另外，Arduino平台还支持许多类似Scratch的图形编程界面，使得Arduino编程成为了比较简单易学的过程。

总之，Arduino就是一款让人爱不释手的单板计算机，这个单板计算机具有丰富的功能，可以帮助您控制电路、感知传感器数据或模拟信号，以及与各种设备进行智能交互。如果你喜欢玩DIY或者热衷于物联网领域，那么Arduino会是你最好的选择之一。不管是启蒙科技、创建新趣味还是设计创意项目，Arduino都可以满足你的需求，并带给你无限的乐趣！

只要你有足够的创意，Arduino都会帮你实现，比如用手机来开关你的台灯、特定的敲门声可以自动打开房门锁、无人机和机械手臂等等。

Nano家族的开发板

单片机

在介绍单片机之前我们先了解一下嵌入式处理器有哪些类型：

如图所示，嵌入式处理器分为MCU、DSP、MPU、SoC、SoPC这几种。我们所说的单片机其实就是指嵌入式微控制器MCU（Micro Control Unit）。前面提到的树莓派是基于ARM的Cortex-A的SoC，所以它不是单片机。

Arduino、arm、树莓派、单片机它们四个的关系如图所示。可以看到单片机除了Arduino以外，还有意法半导体的STM32，恩智浦的LPC等等。

下面是单片机（MCU）和系统级芯片（SoC）的对比表格：

单片机就是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了一些I/O设备。概括的说，单片机就像是一架小型飞机，拥有着各种强大的功能，可以帮助你创造出许多非常有趣的项目。

想象一下，如果单片机是一双鞋子，那么它就是“多功能鞋”。它不仅具有启动、运行程序等基本功能，还可以实现各种控制和数据采集，包括温度、湿度、气压、声音、图像、运动等各种传感器数据。与此同时，单片机支持众多编程语言，如汇编语言、C语言、C++语言等，方便用户根据需求对其进行开发。

当然，使用单片机也需要一定的基础知识和编程技巧，就像穿鞋子需要学习如何系鞋带一样。但只要你肯花点时间学习，就能够驾驭这位技术大神，制作出各种酷炫的自动化系统和智能设备。

区别

总上所述，Arduino其实就是一款简单易上手的单片机。而ARM是一种嵌入式应用非常广泛的一种计算机体系架构。树莓派就是基于ARM体系架构下的一种SoC开发板。单片机就是一种嵌入式处理器，也就是嵌入式微控制器MCU（Micro Control Unit）。

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