Arduino、arm、樹莓派、單片機四者有什么不同？
時間：2023-10-08 來源：華清遠見
為了清楚的展示它們之間的關系，我制作了一張圖，如下所示：
首先，我們介紹Arduino
什么是Arduino？
Arduino是一個基于開源硬件和軟件的嵌入式平臺，由意大利的開發者團隊負責開發和維護。Arduino平臺通過簡單易用的硬件和軟件工具，使得電子愛好者和一般用戶都能夠簡單快速地實現物聯網、自動化控制、機器人等各種應用項目。
Arduino平臺的核心板卡是由微控制器（MCU）和相關模塊組成的，除了基本的輸入輸出連接外，還有多個通信接口，包括串口、SPI和TWI等，可以與其他設備進行通信和數據傳輸。此外，Arduino平臺還具備豐富的插件模塊和開源庫文件，可以實現更復雜的功能需求。
在Arduino平臺上，用戶可以使用C/C++語言進行編程，具體采用Arduino集成開發環境（IDE）來進行開發和測試程序。另外，Arduino平臺還支持許多類似Scratch的圖形編程界面，使得Arduino編程成為了比較簡單易學的過程。
總之，Arduino就是一款讓人愛不釋手的單板計算機，這個單板計算機具有豐富的功能，可以幫助您控制電路、感知傳感器數據或模擬信號，以及與各種設備進行智能交互。如果你喜歡玩DIY或者熱衷于物聯網領域，那么Arduino會是你最好的選擇之一。不管是啟蒙科技、創建新趣味還是設計創意項目，Arduino都可以滿足你的需求，并帶給你無限的樂趣！
只要你有足夠的創意，Arduino都會幫你實現，比如用手機來開關你的臺燈、特定的敲門聲可以自動打開房門鎖、無人機和機械手臂等等。
Nano家族的開發板
什么是arm？
其實ARM是一種微處理器架構，但它和“手臂”（Arm）毫無關系，哪怕在拼寫上一樣。雖然兩者都十分強壯，但ARM更像一個小而精干的智能腦袋，可以幫助各種設備實現高效、可靠的計算和控制。
ARM，全稱為Advanced RISC Machines，是一家專門從事芯片設計的英國公司。ARM以其低功耗、高性能和可移植性等特性，被廣泛應用于各種嵌入式系統、消費電子、手機、平板電腦、汽車電子等領域。
ARM架構的處理器采用精簡指令集計算機（RISC）的體系結構，與傳統x86架構的處理器相比，它更注重處理器架構的簡單性、有效性和高效性，避免了不必要的復雜性和浪費的硬件資源，因此具有卓越的計算能力和出色的功耗表現。
目前，ARM已經成為世界上最重要的CPU（Central Processing Unit，中央處理器）的架構之一，被廣泛應用于各種終端產品、智能設備和嵌入式系統。同時，ARM還以開放性和生態性而聞名，即使是非ARM授權廠商也可以輕松獲取并使用ARM開源技術和工具，進一步促進了ARM技術的普及和廣泛應用。
那么，為什么要使用ARM呢？因為它既輕量級又高性能，非常適合于嵌入式系統、移動設備和物聯網應用。和其他微處理器架構相比，ARM還具有低功耗、大容量緩存和良好的軟件支持等優點，使得它成為最流行的微處理器架構之一。
說起來，你可能聽到過ARM Cortex-A、Cortex-M和Cortex-R等不同類型的產品系列。它們就像不同品牌的汽車，每個系列都有自己獨特的配置和優點，適用于不同的場景和需求。
嵌入式開發當中除了ARM架構以外還有一些其它架構，比如，Atmel公司推出的AVR家族，前面提到的Arduino其它就是基于AVR家族的單片機，至什么是單片機我們后面再講。
樹莓派
如果Arduino像一輛小轎車，那么樹莓派就像一架大型客機。雖然都是基于低功耗處理器架構設計的單板計算機，但樹莓派擁有更加豐富的接口和性能，為你的創意提供更多樣化的選擇和更廣闊的可能性。
雖然它看起來并不像什么高科技，但在這個壓縮成盒子大小的小家伙身上，你會驚奇地發現有著和大型計算機一樣強大的功能。樹莓派基于Linux操作系統，具有多種程序語言支持，能夠實現各種各樣的智能應用，例如機器人、智能家居、電子音樂等等，讓你體驗到前所未有的DIY樂趣。
尤其值得一提的是，樹莓派有著無限的可能性，可以通過各種擴展板、傳感器和外圍設備來進行創意拓展。你甚至可以將它變成一臺迷你的游戲機，暢玩復古游戲，或者利用它來制作智能萬能遙控器，讓你的生活更加方便。
總之，只要你愿意，樹莓派可以成為你的創意王國，幫助你實現各種理想和奇思妙想！
前面提到的Arduino是基于AVR架構的，那樹莓派呢？是不是也是單片機呢？
樹莓派是基于Cortex-A的片上系統，也就是SoC。這里的Cortex-A是基于ARM架構的一類處理器。
單片機
在介紹單片機之前我們先了解一下嵌入式處理器有哪些類型：
如圖所示，嵌入式處理器分為MCU、DSP、MPU、SoC、SoPC這幾種。我們所說的單片機其實就是指嵌入式微控制器MCU（Micro Control Unit）。前面提到的樹莓派是基于ARM的Cortex-A的SoC，所以它不是單片機。
Arduino、arm、樹莓派、單片機它們四個的關系如圖所示。可以看到單片機除了Arduino以外，還有意法半導體的STM32，恩智浦的LPC等等。
下面是單片機（MCU）和系統級芯片（SoC）的對比表格：
單片機就是把一個計算機系統集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了一些I/O設備。概括的說，單片機就像是一架小型飛機，擁有著各種強大的功能，可以幫助你創造出許多非常有趣的項目。
想象一下，如果單片機是一雙鞋子，那么它就是“萬能鞋”。它不僅具有啟動、運行程序等基本功能，還可以實現各種控制和數據采集，包括溫度、濕度、氣壓、聲音、圖像、運動等各種傳感器數據。與此同時，單片機支持眾多編程語言，如匯編語言、C語言、C++語言等，方便用戶根據需求對其進行開發。
當然，使用單片機也需要一定的基礎知識和編程技巧，就像穿鞋子需要學習如何系鞋帶一樣。但只要你肯花點時間學習，就能夠駕馭這位技術大神，制作出各種酷炫的自動化系統和智能設備。
區別
總上所述，Arduino其實就是一款簡單易上手的單片機。而ARM是一種嵌入式應用非常廣泛的一種計算機體系架構。樹莓派就是基于ARM體系架構下的一種SoC開發板。單片機就是一種嵌入式處理器，也就是嵌入式微控制器MCU（Micro Control Unit）。
