CPU、MPU、MCU和SOC之間的特點(diǎn)和區(qū)別

在嵌入式開(kāi)發(fā)中，我們會(huì)經(jīng)常看到或接觸一些專業(yè)術(shù)語(yǔ)，例如CPU、MPU、MCU和SOC等，并且這些專業(yè)術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)的頻率也是非常之高，在面試中也常常會(huì)作為提問(wèn)的知識(shí)點(diǎn)，下面我們就來(lái)看一下他們之間的特點(diǎn)和區(qū)別。

CPU

CPU是Central Processing Unit的縮寫(xiě)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算控制核心就是CPU。CPU是由運(yùn)算器、控制器和寄存器及相應(yīng)的總線構(gòu)成。眾所周知的三級(jí)流水線：取址、譯碼、執(zhí)行的對(duì)象就是CPU，CPU從存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器中取出指令，放入指令寄存器，并對(duì)指令譯碼，然后執(zhí)行指令。而計(jì)算機(jī)的可編程性其實(shí)就是指對(duì)CPU的編程。

MPU

MPU是Micro Processor Unit的縮寫(xiě)，指微處理器（這里要注意不是微控制器，很多人會(huì)把微處理器和微控制器混淆），微處理器通常代表功能強(qiáng)大的CPU（可理解為增強(qiáng)型的CPU），這種芯片往往是計(jì)算機(jī)和高端系統(tǒng)的核心CPU。例如嵌入式開(kāi)發(fā)者最熟悉的ARM的Cortex-A芯片，他們都屬于MPU。

MCU

MCU是Micro Control Unit的縮寫(xiě)，指微控制器。隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及發(fā)展，把計(jì)算機(jī)的CPU、RAM、ROM、定時(shí)器和輸入輸出I/O引腳集成在一個(gè)芯片上，比如51，STC、Cortex-M這些芯片，它們的內(nèi)部除了CPU外還包含了RAM和ROM，可直接添加簡(jiǎn)單的器件（電阻，電容）等構(gòu)成最小系統(tǒng)就可以運(yùn)行代碼了。而像ARM（Cortex-A系列）直接放代碼是運(yùn)行不了的，因?yàn)樗举|(zhì)上只是增強(qiáng)版的CPU，必須添加相應(yīng)的RAM和ROM。

SOC

SOC是System on Chip的縮寫(xiě)，指的是片上系統(tǒng)?？梢赃@樣對(duì)比來(lái)看：MCU只是芯片級(jí)的芯片，而SOC是系統(tǒng)級(jí)的芯片，它集成了MCU和MPU的優(yōu)點(diǎn)，即擁有內(nèi)置RAM和ROM的同時(shí)又像MPU那樣強(qiáng)大，它可以存放并運(yùn)行系統(tǒng)級(jí)別的代碼，也就是說(shuō)可以運(yùn)行操作系統(tǒng)（以Linux OS為主）

另外，SOPC也是一個(gè)值得了解的概念，與上述幾項(xiàng)概念相比，SOPC的出現(xiàn)頻率并不是那么高，但這并不影響它的重要性。SOPC是System On a Programmable Chip的縮寫(xiě)，即 可編程片上系統(tǒng)，SOPC與MCU、MPU、SOC最明顯的區(qū)別在于：可更改硬件配置，也就是說(shuō)自己構(gòu)造芯片。 舉個(gè)例子說(shuō)明便于理解，單片機(jī)的硬件配置是固化好了的， 我們能夠編程修改的就是軟件配置，本來(lái)是串口通信功能，通過(guò)修改代碼變成AD采樣功能，也就是說(shuō)硬件配置是固定了的，我們只能通過(guò)修改軟件來(lái)選擇其中的一項(xiàng)或多項(xiàng)功能；而SOPC可以修改硬件配置信息使其成為相應(yīng)的芯片，可以是MCU，也可以是SOC。

結(jié)語(yǔ)

在嵌入式開(kāi)發(fā)中，接觸頻率較多的一般是MCU和SOC，而現(xiàn)在STM32也幾乎成為了MCU的代名詞，SOC目前則以Cortex-A系列為主，開(kāi)發(fā)難度也有所差異，對(duì)于嵌入式從業(yè)者來(lái)說(shuō)，弄清楚這些專業(yè)概念是必備的。

審核編輯 ：李倩