1. MCU芯片
MCU,全稱為微控制單元,可以看作是CPU頻率和規格的縮減。它整合了計數器、內存、USB和A/D轉換等功能,形成了一個芯片級的計算機。MCU的重要性僅次于CPU,廣泛應用于各種應用場景,如校園卡、身份證、家用電器和紅綠燈等。
2. MCU芯片種類
(1)根據應用領域
MCU可分為通用型和專用型。專用型MCU是針對特定用途設計的,如用于體溫計或洗衣機的單片機。通用型MCU提供給用戶全部可開發的資源(ROM、RAM、I/O、EPROM),功能相對更全面。在通用型MCU中,8位單片機成本低,價格實惠,易于開發和滿足大部分需求。只有在航天、汽車、機器人等高技術領域需要高速處理大量數據時,才需要選用16/32位。
(2)根據指令集
MCU可分為CISC(復雜指令集架構)和RISC(精簡指令集架構)兩類。2020年中國通用型MCU市場規模中,CISC占比24%,RISC占比76%。
(3)根據存儲器結構
MCU可分為哈佛結構和馮諾依曼結構。大多數現有的單片機都是基于馮諾伊曼結構的,這種結構定義了嵌入式系統的四個基本部分:中央處理器核心;程序存儲器(只讀存儲器或者閃存)、數據存儲器(隨機存儲器);定時/計時器;與外圍設備進行通信的輸入/輸出端口,所有這些都集成在一個集成電路芯片上。
3. MCU與MPU和SoC的區別
(1)MCU與MPU
MCU是基于CPU發展起來的主控芯片,主要應用于一般計算領域。與之類似的MPU是應用于高性能計算領域的產品。行行查數據顯示,MCU、MPU、SoC均可作為設備的主控,AIoT通常會將SoC、MCU搭配使用。CPU是計算機的運算核心和控制核心,由運算器、控制器和寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態的總線構成。CPU的運作原理可分為四個階段:提取、解碼、執行和寫回。MPU即微處理器單元,通常代表功能強大的CPU,可理解為增強型CPU,這種芯片往往是計算機和高端系統的核心。把所有組件小型化到一塊或多塊集成電路里,MCU集成了片上外圍器件而MPU沒有集成片上外圍器件。
(2)MCU與SoC
SoC是指片上系統,即將多個電子系統集成到單一芯片上,其可以處理數字信號、模擬信號甚至混合信號,常應用在嵌入式系統中。SoC是系統級芯片,同時具有MCU高度集成化和MPU超強計算能力的特點,即擁有內置RAM和ROM的同時又像MPU那樣強大。SoC可以存放并運行系統級別的代碼,即可以運行操作系統(以LinuxOS為主)。MCU只是芯片級的芯片,而SoC是系統級的芯片,它集成了MCU和MPU的優點,即擁有內置RAM和ROM的同時又像MPU那樣強大。