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MCU和MPU有什么区别?

微控制单元(Microcontroller Unit;MCU),又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机,它是把中央处理器(Central Process Unit;CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。

诸如手机、PC外围、遥控器,至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等,都可见到MCU的身影。

MCU和MPU有什么区别?

集成电路和电子计算机的发展早在20世纪就已经开始了,在电子计算机中,中央处理器(CPU)是电脑中的核心配件,其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。中央处理器主要包括两个部分,即控制器、运算器,其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。

处理器架构设计的迭代更新以及集成电路工艺的不断提升促使CPU不断发展完善,从最初专用于数学计算到广泛应用于通用计算,从4位到8位、16位、32位处理器,最后到64位处理器,从各厂商互不兼容到不同指令集架构规范的出现,CPU 自诞生以来一直在飞速发展。CPU逐渐发展出来三个分枝,一个是DSP(Digital Signal Processing/Processor,数字信号处理),另外两个是MCU(Micro Control Unit,微控制器单元)和MPU(Micro Processor Unit,微处理器单元)。

常会有人搞不清MPU和MCU的区别,这是各具特色的两个分支,它们互相区别,但又互相融合、互相促进。与微处理器(MPU)以运算性能和速度为特征的飞速发展不同,微控制器(MCU)则是以其控制功能的不断完善为发展标志的。

MCU集成了片上外围器件;MPU不带外围器件(例如存储器阵列),是高度集成的通用结构的处理器,是去除了集成外设的MCU;DSP运算能力强,擅长很多的重复数据运算,而MCU则适合不同信息源的多种数据的处理诊断和运算,侧重于控制,速度并不如DSP。MCU区别于DSP的最大特点在于它的通用性,反应在指令集和寻址模式中。DSP与MCU的结合是DSC,它终将取代这两种芯片。

进入万物互联时代,MCU成为了各种物联网应用的控制核心,因其高性能、低功耗、可编程、灵活性在消费电子医疗电子工业控制、汽车电子和通信等领域广泛应用。按照位数来划分,MCU可分为4位、8位、16位、32位和64位微处理器,现在32位MCU已经成为主流,正在逐渐替代过去由8/16位MCU主导的应用和市场。若按照指令集架构(ISA)来划分,MCU类型包括8051、Arm、MIPS、RISC-V、POWER等微处理器。基于ArmCortex-M系列内核IP的MCU已经成为32位MCU的市场主流,在新兴的物联网领域,最近几年开源的RISC-V微处理器也开始流行起来。

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