"嵌入式CPU与MCU的功能及分类分析"

嵌入式CPU与PC的CPU有一些明显的不同之处。嵌入式CPU，也称为MCU（Microcontroller Unit），在CPU的基础上带有一些外设，其中至少包括定时器和GPIO（General Purpose Input/Output）。除此之外，嵌入式CPU一般还具有ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）、UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器）和PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）等外设。 相较于嵌入式CPU，普通的PC CPU只包含指令译码执行部分，不含任何外设，如x86架构的CPU。而MCU作为单片机，整合了外围部件，可以同时实现嵌入式接口和控制功能，例如GPIO（用于输入输出控制）、ADC（用于模拟信号采集）、通信功能（如UART用于串行通信）和时钟等。 将CPU和MCU进行对比，可以在以下几个方面加以区分。首先，CPU仅指具备指令译码执行功能的部分，不含外设。而MCU带有外设，至少包括定时器和GPIO，并且一般还包括UART、AD等外设，某些MCU还集成了存储器，如Flash和SRAM。 此外，还有一种包含特定外设的MCU被称为SoC（System on Chip）。SoC相较于MCU，不仅带有存储器，还包含某个特定的外设，例如Wi-Fi、ZigBee等无线通信模块。 在嵌入式领域的语境下，CPU一般指MCU。如果要强调没有外设的CPU，则会使用MPU（Microprocessor Unit）进行分类。 嵌入式CPU还可以根据不同特征进行分类。首先是根据位数的分类，一般分为8位和32位。常见的8位CPU有51系列，而32位则以ARM架构最为常见。 其次是根据指令集架构的分类，可以分为CISC（Complex Instruction Set Computer）和RISC（Reduced Instruction Set Computer）。典型的CISC架构CPU是Intel 8051，其主频一般为8～48MHz。然而，Intel已经不再生产8051系列，现在在市场上最大的供应商是中国的STC公司。 另外还可以根据是否采用ARM架构进行分类。在非ARM架构和ARM架构中，常见的对比是51系列与ARM架构。51系列常用于嵌入式应用，而ARM架构具有更高的性能和更广泛的应用领域。 最后，CPU和MCU还可以根据是否搭载MMU（Memory Management Unit，内存管理单元）进行分类。搭载MMU的CPU一般用于操作系统等复杂应用的处理，例如Cortex-A系列。而不带有MMU的CPU一般用于实时嵌入式系统，例如Cortex-M系列。 总之，嵌入式CPU是一种在原有CPU基础上增加了外设的微控制器。与PC的CPU不同，嵌入式CPU具有一些特定的外设，例如定时器和GPIO，并且可以根据不同特征进行分类，如位数、指令集架构和是否搭载MMU等。对于嵌入式领域来说，如果要专指不带外设的CPU，则会使用MPU进行分类。