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。
总结得非常好。
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。 （这点牵强了点，举例说ARM公司的CPU核+三星公司的非常通用接口电路组成一块芯片（SOC），再被各大陆公司加上根据实际需要的外围接口电路。）

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。

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。

ARM也不非得要装上操作系统；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？