CPU、MPU、MCU、SOC的理解

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1、CPU(Central Processing Unit)

       中央处理器(central processing unit,简称CPU)作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段:提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码,并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。

2、MPU (Micro Processor Unit)

      微机中的中央处理器,称为微处理器(MPU),是构成微机的核心部件,也可以说是微机的心脏。它起到控制整个微型计算机工作的作用,产生控制信号对相应的部件进行控制,并执行相应的操作。MPU 通常代表一个功能强大的CPU,也可理解为增强版的CPU,但不是为任何已有的特定计算目的而设计的芯片。这种芯片往往是个人计算机和高端工作站的核心CPU。Intel X86,ARM的一些 Cortex-A 芯片如飞思卡尔i.MX6、全志A20、TI AM335X 等都属于MPU。

3MCU(Micro Control Unit)

        微控制单元(Micro Controller Unit) ,又称 单片微型计算机(Single Chip Microcomputer ),也就是我们俗称的:单片机,是把中央处理器(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,随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片级的芯片,比如51,AVR、Cortex-M这些芯片,内部除了CPU外还有RAM、ROM,可以直接加简单的外围器件(电阻,电容)就可以运行代码了。而如x86、ARM这些MPU就不能直接放代码了,它只不过是增强版的CPU,所以得添加RAM,ROM。

4、SOC(System on Chip)

        System on Chip,简称SoC,也即片上系统。从狭义角度讲,它是信息系统核心的芯片集成,是将系统关键部件集成在一块芯片上;从广义角度讲, SoC是一个微小型系统,如果说中央处理器(CPU)是大脑,那么SoC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。MCU只是芯片级的芯片,而SOC是系统级的芯片,它是MCU集成化与MPU强处理力各项优点 合二为一,它既像 MCU(51,avr)那样有内置RAM、ROM,同时又像MPU那样强大,不单单是放简单的代码,可以放系统级的代码,也就是说可以运行操作系统。

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