1、软件方面
这应该是最大的区别了。引入了操作系统。为什么引入操作系统？有什么好处嘛？
1）方便。主要体现在后期的开发，即在操作系统上直接开发应用程序。不像单片机一样一切都要重新写。前期的操作系统移植工作，还是要专业人士来做。
2）安全。这是LINUX的一个特点。LINUX的内核与用户空间的内存管理分开，不会因为用户的单个程序错误而引起系统死掉。这在单片机的软件开发中没见到过。
3）高效。引入进程的管理调度系统，使系统运行更加高效。在传统的单片机开发中大多是基于中断的前后台技术，对多任务的管理有局限性。
2、硬件方面
现在的8位单片机技术硬件发展的也非常得快，也出现了许多功能非常强大的单片机。但是与32ARM相比还是有些差距吧。
ARM芯片大多把SDRAM,LCD等控制器集成到片子当中。在8位机，大多要进行外扩。
总的来说，单片机是个微控制器，ARM显然已经是个微处理器了。
引入嵌入式操作系统之后，可以实现许多单片机系统不能完成的功能。比如：嵌入式web服务器，java虚拟机等。也就是说，有很多免费的资源可以利用，上述两种服务就是例子。如果在单片机上开发这些功能可以想象其中的难度。
最后用个比喻来形容一下它们的区别：
联合利华引进了一条香皂包装生产线，结果发现这条生产线有个缺陷：常常会有盒子里没装入香皂。总不能把空盒子卖给顾客啊，他们只好请了一个学自动化的博士后设计一个方案来分拣空的香皂盒。博士后拉起了一个十几人的科研攻关小组，综合采用了机械、微电子、自动化、X射线探测等技术，花了几十万，成功解决了问题。每当生产线上有空香皂盒通过，两旁的探测器会检测到，并且驱动一只机械手把空皂盒推走。
中国南方有个乡镇企业也买了同样的生产线，老板发现这个问题后大为光火，找了个小工来说你他妈给我把这个搞定。小工果然想出了办法： 他在生产线旁边放了台风扇猛吹，空皂盒自然会被吹走。
这就是ARM和单片机差别。
转至：淡水河谷 的博客 http://hi.baidu.com/a%E7%B3%96%E7%82%92%E6%A0%97%E5%AD%90a[color=#FF0000][/color]
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感觉LZ错了
单片机:CORE和设备集成在一片芯片里面,如ARM7核的LPC2000系列,51核的AT80C51...
ARM: CORE的一种,如MIPS ,X86,51...都属于CORE
可见:单片机集成CORE，CORE中有一类叫ARM。
这才是两者的区别。
另外，
1、即使是ARM核的MCU或者CPU，也不一定非得上OS；
2、即使ARM核上OS，不并非一定是LINUX;
3、非ARM核也可以上OS；
4、上哪种OS不是由核单独决定，而是由核和OS特性共同决定，如是否决有MMU，是否总线开放。。。；
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内容感觉很全面哈
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谢谢楼主分享，gelu1040 也分析的有理，大家讨论继续。学习。
arm和单片机如果说要是差不多，那基本上整个IT业都差不多，不就是010100100100嘛
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楼主的比喻很幽默，不过我个人觉得楼主前面的观点存在很大的误区。所谓单片机,即为将中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 从这个意义上讲我们通常说的ARM芯片都是单片机，只不过这个单片机的处理器是ARM公司授权的ARM内核，它采用的指令集，执行流水、架构等这些细节与其他单片机可能不同。楼主谈的区分方式太牵强了。正如楼上有人说的，ARM也不非得上系统；反过来，8位的C8051单片机一样可以上UcosII；再有，在操作系统下一样是要用中断的只不过是经过了操作系统的封装。最后提一下，微处理器指的是中央处理器CPU，我们通常所说的ARM芯片应该还是微控制器吧，除非你买的片子只有个ARM核？