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随着处理器技术的不断发展#xff0c;CPU(Central Processing Unit)的发展逐渐出现三种分支#xff0c;分别是MCU(Micro Controller Unit#xff0c;微控制器单元) 和MPU#xff08;Micro Processor Unit#xff0c;微处理器… 文章目录 前言一、MCU二、MPU三、SOC总结 前言
随着处理器技术的不断发展CPU(Central Processing Unit)的发展逐渐出现三种分支分别是MCU(Micro Controller Unit微控制器单元) 和MPUMicro Processor Unit微处理器单元和DSP(Digital Signal Processing/Processor)数字信号处理器。 在车载项目中广泛使用MCUMicrocontroller UnitSOC(System on Chip)的双芯系统设计本文将介绍两者的区别与联系。 一、MCU
MCUMCU是Micro Control Unit的缩写指微控制器。随着大规模集成电路的出现及发展把计算机的CPU、RAM、ROM、定时器和输入输出I/O引脚集成在一个芯片上比如51STC、Cortex-M这些芯片它们的内部除了CPU外还包含了RAM和ROM可直接添加简单的器件电阻电容等构成最小系统就可以运行代码了。通常用于嵌入式系统中这些系统需要执行特定的控制任务如传感器数据采集、自动控制、嵌入式设备控制等。它们专注于实时控制和低功耗操作。 ARMCortex-A系列直接放代码是运行不了的因为它本质上只是增强版的CPU必须添加相应的RAM和ROM。
MCU通常使用较简单的处理器核心如基于RISC精简指令集计算机架构的核心。这些核心专注于执行嵌入式控制任务通常性能较低。
MCU通常具有较小的内存和存储容量足以支持嵌入式控制任务但不适用于运行大型应用程序或操作系统。
二、MPU
MPU是Micro Processor Unit的缩写指微处理器微处理器通常代表功能强大的CPU可理解为增强型的CPU这种芯片往往是计算机和高端系统的核心CPU。例如嵌入式开发者最熟悉的ARM的Cortex-A芯片他们都属于MPU。通常用于执行更复杂的通用计算任务运行操作系统以及支持各种应用程序如智能手机、个人电脑、服务器等。
MPU使用更强大的通用处理器核心具有更高的性能和更复杂的指令集适用于通用计算任务。
MPU通常具有更大的内存和存储容量以支持运行复杂的应用程序和操作系统。
三、SOC
SOC指的是片上系统(System on Chip)MCU只是芯片级的芯片而SOC是系统级的芯片它既像MCU那样有内置RAM、ROM同时又像MPU那样功能强大不单运行简单的控制或运算程序结合了MCU集成化与MPU强处理能力的优势还可以存放系统级的代码比如车机操作系统就运行在SOC芯片上。
高通的8155芯片就是一款目前最为强大的智能座舱SOC芯片全称是SA8155P它采用7纳米工艺制造具有八个核心算力为8TOPS也就是每秒运算8万亿次可以最多支持6个摄像头可以连接4块2K屏幕或者3块4K屏幕支持Wi-Fi6支持5G支持蓝牙5.0。目前在车载SOC芯片领域高通是绝对的领先者国产新能源汽车威马W6、小鹏P5、吉利星越L、蔚来ET7、集度汽车据称都采用了8155芯片作为车载的SOC主力。SA8155P车规级芯片的原型就是高通骁龙8155目前国内还看不到有同一层次的竞争对手。车载SOC芯片等价于手机上的CPU。
总结
项目MCUMPU运算bit数主流832bit最低32bit主流64bit工作频率数兆到数百兆赫主流是从几百兆赫到几千兆赫架构流水线系统或随机逻辑系统是主流(但有些是超级标量的)是超级标量方式是主流内存管理可以有些外置内存但主内存是内置的有些内置缓存和MMC单元外部内存是主流有些内置缓存和MMC单元命令集基本算术运算仅逻辑运算除了基本算术运算、逻辑运算之外还包括DSP指令和浮动少数点指令价格低高例子ARM Cortex-M(针对小面积/低功率控制器应用而开发的)ARM Cortex-A(是以面向高性能应用程序的处理器为理念开发的)
