【嵌入式处理器】CPU、MPU、MCU、DSP、SoC、SiP的联系与区别

1、CPU(Central Processing Unit)

CPU(Central Processing Unit)，是一台计算机的运算核心和控制核心。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。众所周知的三级流水线：取址、译码、执行的对象就是CPU，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。如x86处理器。

2、微处理器 MPU (MicroProcessor Unit)

MPU是由计算机中的CPU演变而来。 与CPU的区别在于，它只保留了与嵌入式应用紧密相关的功能硬件。目前主要的嵌入式处理器类型有ARM、MIPS、PowerPC、68000系列等。（摘自《ARM&Linux嵌入式系统教程》，鄙人唯一还没扔的大学教材），我们经常说ARM，却忘了它是MPU。

3、微控制器 MCU (MicroController Unit)

MCU俗称单片机，他将整个计算机系统集成到一块芯片中。MCU一般以一种MPU为核心（如M3核心的STM32单片机），集成Flash、RAM、总线逻辑、定时器/计数器、看门狗、I/O、PWM、ADC等各种必要功能模块和外围器件。

4、DSP处理器（Digital Signal Processor）

DSP处理器有两个发展来源：
1、DSP处理系统经过单片化、电磁兼容（EMC）改造以及增加片上外设，成为DSP处理器，如TI公司的TMS320C2000/C5000等。
2、通过在单片机或SoC增加DSP协处理器，如Intel公司的MCS-296和英飞凌的TriCore。

5、片上系统 SoC (System on Chip)

随着EDA的普及和半导体工业的迅速发展，在一个硅片上实现多个更为复杂系统的时代已来临，这就是片上SoC。MCU只是芯片级的芯片，而SoC是系统级的芯片，它既MCU那样有内置RAM、ROM同时又像MPU（微处理器）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。如乐鑫公司的ESP32等。

6、系统级封装 SiP（System in Package）—— 未来产品设计的主力

从架构上来说，它会将处理器、存储器、电源管理芯片，以及无源器件等不同功能的芯片通过并排，或者叠加的方式封装在一起。它跟SoC一样，都可以在芯片层面上实现产品的小型化和微型化。不同的是，SiP是将多颗不同的芯片封装在一起，SoC是一颗芯片。

我们发现，嵌入式处理器正在朝着一个高集成度的趋势发展——
MPU → MCU（MPU + 外围器件）→ SoC（MCU + 系统）→SiP（多SoC）。

这也是本文的主题，这样的好处显而易见：

1、通过改变内部工作电压，降低芯片功耗，对嵌入式系统来说，功耗是王道。
2、减少芯片对外的引脚数，简化制造过程。
3、减少芯片和电路板之间的信号传递，加快微处理器数据处理的速度。
4、内嵌的线路可以避免外部电路在信号传递时造成的系统杂讯。