微控制单元(Micro-ControllerUnit,MCU),是把中央处理器(CentralProcessUnit;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、 DMA、LCD等周边接口都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机.
俗称单片机,之所以称之为单片机(SingleChipMicrocomputer),是因为不同于其它处理器, 它将各种功能外设资源集中到一个芯片上,这个芯片就是一个完整的微型计算机,只需要供 电或加上极少的外围电路即可工作
历史发展
早期8位一发展到~16位一现在主流-32位,同时主频也不断提高,ROM不断增大,外设不断增多
通用型 将可开发的资源(ROM、RAM、I/0、EPROM)等全部提供给用户其硬件及指令是按照某种特定用途而设计,例如录音机机芯控制器、 专用型 打印机控制器、电机控制器等.
51系列
国内的以宏晶为主
AVR系列
PLC
MSP430
STM32
MPU
微处理器(Micro-ProcessorUnit,MPU)。类似通用计算机的CPU)主要负责处理计算,需要外加RAM、Flash、电源等电路,目前大多合并成2颗,一般称作北桥(NorthBridge)芯片和南桥(SouthBridge)芯片
MPU与MCU的区别
MCU和MPU的本质区别是因为应用场景的定位不同
MPU注重通过相对强大的运算/处理能力,执行复杂多样的大型程序,因此常需要外挂运行内存,Flash等 MCU注重功能较为单一、价格敏感的应用场景,不需要相对强大的运算/处理能力,更多的是对设备管理/控制
DSP
通常有两个含义 数字信号处理(DigitalsignalProcessing,DSP) 是一门学科技术,使用数值计算的方式对信号进行加工处理的理论和技术 数字信号处理器(DigitalsignalProcessor,DSP) 是一种专门用于数字信号处理领域的微处理器芯片
采用了许多特殊软硬件结构。首先是采用哈佛结构,将程序和数据分开,同时为 处理器提供指令和数据。然后采用多级流水线技术,在指令周期内可以执行更多 指令。加上专用的硬件乘法器、特殊的DSP指令,使得DSP芯片在计算处理上, 远超同主频的MCU或MPU
DSP就是处理浮点数的,有大量数学浮点运算时,需要DSP
拥有强大的数据处理能力,在数字信号处理领域,如调制/解调、数据加密/解密、 图形处理、数字滤波、音频处理等计算密集型的场景广泛应用。
现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray,FPGA) 由可编程互相连接的可配置逻辑块(CLB)矩阵构成的半导体器件。FPGA是一个可以通过编程改变内部硬件结构,实现所需功能的芯片。前面的MCU、DSP等都是硬件资源固定,只能通过修改软件实现所需功能。而FPGA是通过硬件描述语言修改硬件,将FPGA变为CPU或专用芯片,来实现控制或算法
复合架构
MPU+FPGA/MPU+DSP/MCU+FPGA/MCU+DSP等等控制、显示、通信一般选择MCU或MPU 通信和数据处理算法选择DSP大量的数据处理和特定实现选择FPGA