MCU和CPU的區(qū)別，CPU、MCU、DSP三者之間的聯(lián)系區(qū)別

　　MCU（Micro Controller Unit），又稱單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer），簡稱單片機(jī)，是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的CPU、RAM、ROM、定時(shí)數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)。 MCU按其存儲(chǔ)器類型可分為無片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種。

　　對于無片內(nèi)ROM型的芯片，必須外接EPROM才能應(yīng)用（典型芯片為8031）。帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型（典型芯片為87C51）、MASK片內(nèi)掩模ROM型（典型芯片為8051）、片內(nèi)FLASH型（典型芯片為89C51）等類型 CPU是中央處理單元（Central Processing Unit）的縮寫，它可以被簡稱做微處理器（Microprocessor），不過經(jīng)常被人們直接稱為處理器（processor）。

　　不要因?yàn)檫@些簡稱而忽視它的作用，CPU是計(jì)算機(jī)的核心，其重要性好比大腦對于人一樣，因?yàn)樗?fù)責(zé)處理、運(yùn)算計(jì)算機(jī)內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)，而主板芯片組則更像是心臟，它控制著數(shù)據(jù)的交換。CPU的種類決定了你使用的操作系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器組和內(nèi)部總線等構(gòu)成，是PC的核心，再配上儲(chǔ)存器、輸入/輸出接口和系統(tǒng)總線組成為完整的PC（個(gè)人電腦）。 寄存器組用于在指令執(zhí)行過后存放操作數(shù)和中間數(shù)據(jù)，由運(yùn)算器完成指令所規(guī)定的運(yùn)算及操作。

　　CPU和MCU之間的界限并不是很清晰，不過CPU主要用在電腦上，也算是控制器，MCU主要是工業(yè)控制領(lǐng)域，DSP用途也比較廣。比如說DSP可以實(shí)現(xiàn)MP3解碼，電機(jī)控制等。它的特點(diǎn)是處理速度比較快。

　　CPU（Central Processing Unit，中央處理器）發(fā)展出來三個(gè)分枝，一個(gè)是DSP（Digital Signal Processing/Processor，數(shù)字信號(hào)處理），另外兩個(gè)是MCU（Micro Control Unit，微控制器單元）和MPU（Micro Processor Unit，微處理器單元）。

　　MCU集成了片上外圍器件；MPU不帶外圍器件（例如存儲(chǔ)器陣列），是高度集成的通用結(jié)構(gòu)的處理器，是去除了集成外設(shè)的MCU；DSP運(yùn)算能力強(qiáng)，擅長很多的重復(fù)數(shù)據(jù)運(yùn)算，而MCU則適合不同信息源的多種數(shù)據(jù)的處理診斷和運(yùn)算，側(cè)重于控制，速度并不如DSP。

　　MCU區(qū)別于DSP的最大特點(diǎn)在于它的通用性，反應(yīng)在指令集和尋址模式中。DSP與MCU的結(jié)合是DSC，它終將取代這兩種芯片。

　　在20世紀(jì)最值得人們稱道的成就中，就有集成電路和電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的微型計(jì)算機(jī)，在科學(xué)技術(shù)界引起了影響深遠(yuǎn)的變革。在70年代中期，微型計(jì)算機(jī)家族中又分裂出一個(gè)小小的派系--單片機(jī)。隨著4位單片機(jī)出現(xiàn)之后，又推出了8位的單片機(jī)。MCS48系列，特別是MCS51系列單片機(jī)的出現(xiàn)，確立了單片機(jī)作為微控制器（MCU）的地位，引起了微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域新的變革。在當(dāng)今世界上，微處理器（MPU）和微控制器（MCU）形成了各具特色的兩個(gè)分支。它們互相區(qū)別，但又互相融合、互相促進(jìn)。與微處理器（MPU）以運(yùn)算性能和速度為特征的飛速發(fā)展不同，微控制器（MCU）則是以其控制功能的不斷完善為發(fā)展標(biāo)志的。

　　mcu .cpu .dsp 不同點(diǎn)在于他們的運(yùn)算處理能力，以及側(cè)重的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　mcu 專注于工業(yè)控制，功能簡單，有一個(gè)alu（算數(shù)邏輯運(yùn)算單元），成熟的經(jīng)典的是8051.

　　cpu 功能強(qiáng)大，但是不側(cè)重于任何一點(diǎn)，優(yōu)勢均衡。適合于對于處理沒有嚴(yán)格要求的復(fù)雜系統(tǒng)。成熟經(jīng)典的是x86、arm體系。

　　dsp 專注于數(shù)據(jù)處理，有多個(gè)alu，多用于多媒體應(yīng)用等，需要大數(shù)據(jù)量的地方。

　　mcu、cpu、dsp三者按處理能力來排列是正序。但是基本的原理是一致的，從相對簡單的mcu入門是明智的選擇。

　　MPU （Microprocessor Unit）微處理器

　　微機(jī)中的中央處理器（CPU）稱為微處理器（MPU），是構(gòu)成微機(jī)的核心部件，也可以說是微機(jī)的心臟。它起到控制整個(gè)微型計(jì)算機(jī)工作的作用，產(chǎn)生控制信號(hào)對相應(yīng)的部件進(jìn)行控制，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。

　　在微機(jī)中，CPU被集成在一片超大規(guī)模集成電路芯片上，稱為微處理器（MPU），微處理器插在主板的cpu插槽中。

　　DSP（digital signal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)。再對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。

　　1、數(shù)字信號(hào)處理器的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，多通道結(jié)構(gòu)和單指令多重?cái)?shù)據(jù)（SIMD）、特大指令字組（VLIM）將在新的高性能處理器中將占主導(dǎo)地位，如Analog Devices的 ADSP-2116x。

　　2、DSP 和微處理器的融合：

　　微處理器是低成本的，主要執(zhí)行智能定向控制任務(wù)的通用處理器能很好執(zhí)行智能控制任務(wù)，但是數(shù)字信號(hào)處理功能很差。而DSP的功能正好與之相反。在許多應(yīng)用中均需要同時(shí)具有智能控制和數(shù)字信號(hào)處理兩種功能，如數(shù)字蜂窩電話就需要監(jiān)測和聲音處理功能。因此，把DSP和微處理器結(jié)合起來，用單一芯片的處理器實(shí)現(xiàn)這兩種功能，將加速個(gè)人通信機(jī)、智能電話、無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的開發(fā)，同時(shí)簡化設(shè)計(jì)，減小PCB體積，降低功耗和整個(gè)系統(tǒng)的成本。例如，有多個(gè)處理器的Motorola公司的DSP5665x，有協(xié)處理器功能的Massan公司FILU-200，把MCU功能擴(kuò)展成DSP和MCU功能的TI公司的TMS320C27xx以及Hitachi公司的SH-DSP，都是DSP和MCU融合在一起的產(chǎn)品?；ヂ?lián)網(wǎng)和多媒體的應(yīng)用需要將進(jìn)一步加速這一融合過程。

　　3、DSP 和高檔CPU的融合：

　　大多數(shù)高檔GPP如Pentium 和PowerPC都是SIMD指令組的超標(biāo)量結(jié)構(gòu)，速度很快。LSI Logic 公司的LSI401Z采用高檔CPU的分支預(yù)示和動(dòng)態(tài)緩沖技術(shù)，結(jié)構(gòu)規(guī)范，利于編程，不用擔(dān)心指令排隊(duì)，使得性能大幅度提高。Intel公司涉足數(shù)字信號(hào)處理器領(lǐng)域?qū)?huì)加速這種融合。

　　4、DSP 和SOC的融合：

　　SOC（System-On-Chip）是指把一個(gè)系統(tǒng)集成在一塊芯片上。這個(gè)系統(tǒng)包括DSP 和系統(tǒng)接口軟件等。比如Virata公司購買了LSI Logic公司的ZSP400處理器內(nèi)核使用許可證，將其與系統(tǒng)軟件如USB、10BASET、以太網(wǎng)、UART、GPIO、HDLC等一起集成在芯片上，應(yīng)用在xDSL上，得到了很好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，SOC芯片近幾年銷售很好，由1998年的1.6億片猛增至1999年的3.45億片。1999年，約39%的SOC產(chǎn)品應(yīng)用于通訊系統(tǒng)。今后幾年，SOC將以每年31%的平均速度增長，到2004年將達(dá)到13億片。毋庸置疑，SOC將成為市場中越來越耀眼的明星。

　　5、DSP 和FPGA的融合：

　　FPGA是現(xiàn)場編程門陣列器件。它和DSP集成在一塊芯片上，可實(shí)現(xiàn)寬帶信號(hào)處理，大大提高信號(hào)處理速度。據(jù)報(bào)道，Xilinx 公司的Virtex-II FPGA對快速傅立葉變換（FFT）的處理可提高30倍以上。它的芯片中有自由的FPGA可供編程。Xilinx公司開發(fā)出一種稱作Turbo卷積編譯碼器的高性能內(nèi)核。設(shè)計(jì)者可以在FPGA中集成一個(gè)或多個(gè)Turbo內(nèi)核，它支持多路大數(shù)據(jù)流，以滿足第三代（3G）WCDMA無線基站和手機(jī)的需要，同時(shí)大大節(jié)省開發(fā)時(shí)間，使功能的增加或性能的改善非常容易。因此在無線通信、多媒體等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛應(yīng)用。