CPU、MPU、MCU、SOC的差異

在嵌入式開發(fā)領(lǐng)域，我們時常會接觸到諸如CPU、MPU、MCU以及SOC之類的專業(yè)術(shù)語，這些概念的頻繁出現(xiàn)說明了它們在該領(lǐng)域中的重要性，同時也表明它們往往是面試過程中的重要考點。接下來，就讓我們共同探討并明確這些術(shù)語各自的特性與區(qū)別所在。

CPU

CPU(Central Processing Unit)，是一臺計算機的運算核心和控制核心。CPU由運算器、控制器和寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線構(gòu)成。差不多所有的CPU的運作原理可分為四個階段：提取(Fetch)、解碼(Decode)、執(zhí)行(Execute)和寫回(Writeback)。CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼，并執(zhí)行指令。所謂的計算機的可編程性主要是指對CPU的編程。

MPU

MPU(Micro Processor Unit)，叫微處理器(不是微控制器)，通常代表一個功能強大的CPU(暫且理解為增強版的CPU吧),但不是為任何已有的特定計算目的而設(shè)計的芯片。這種芯片往往是個人計算機和高端工作站的核心CPU。Intel X86，ARM的一些Cortex-A芯片如飛思卡爾i.MX6、全志A20、TI AM335X等都屬于MPU。

MCU

MCU(Micro Control Unit)，叫微控制器，是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計算機的CPU、RAM、ROM、定時計數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級的芯片，比如51，AVR、Cortex-M這些芯片，內(nèi)部除了CPU外還有RAM、ROM，可以直接加簡單的外圍器件(電阻，電容)就可以運行代碼了。而如x86、ARM這些MPU就不能直接放代碼了，它只不過是增強版的CPU，所以得添加RAM，ROM。

SOC

SOC(System on Chip)，指的是片上系統(tǒng)，MCU只是芯片級的芯片，而SOC是系統(tǒng)級的芯片，它既MCU(51，avr)那樣有內(nèi)置RAM、ROM同時又像MPU那樣強大，不單單是放簡單的代碼，可以放系統(tǒng)級的代碼，也就是說可以運行操作系統(tǒng)(將就認為是MCU集成化與MPU強處理力各優(yōu)點二合一)。 另外，SOPC也是一個值得了解的概念，與上述幾項概念相比，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，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，也就是說自己構(gòu)造芯片。 舉個例子說明便于理解，單片機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，本來是串口通信功能，通過修改代碼變成AD采樣功能，也就是說硬件配置是固定了的，我們只能通過修改軟件來選擇其中的一項或多項功能；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。

審核編輯：黃飛