CPU、MCU、MPU、SOC、SOCPC、概念解释之在嵌入式领域常听到的名词含义

CPU、MCU、MPU、SOC等几个在嵌入式领域学习过程中会涉及到的几个名词。我们来学习一下，资料从网上搜集的，有错的地方可以指出。。。

1. CPU

CPU，即中央处理器，是一台计算机的运算核心和控制核心。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器、寄存器、高速缓存及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。
存储器，分为外存和内存, 用于存储数据(使用二进制方式存储)
输入设备，用户给计算机发号施令的设备
输出设备，计算机个用户汇报结果的设备

CPU工作的三级流水线：取址、译码、执行的对象就是CPU，但是差不多所有的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（因为CPU和存储介质的存取速度不一样），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

MPU (Micro Processor Unit)，叫微处理器(不是微控制器MCU，很多人会把微处理器和微控制器混淆)，MPU通常代表一个功能强大的CPU(暂且理解为增强版的CPU吧),但我在工作用到的芯片中，也有提到MCU有MPU单元的。MPU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较为高级的芯片，一般在嵌入式系统中会提及。例如Intel 的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。这几个MPU可以去搜一下都有介绍。

3.MCU

MCU(Micro Control Unit)：叫微控制器，其实就是我们平常说的单片机。是指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、STC、AVR、STM32
这些芯片，内部除了CPU外还有RAM、ROM，也就是在一块芯片中集成了整个计算机系统，可以直接加简单的外围器件(电阻，电容)就可以运行代码了。它本质上仍是一个完整的单片机，有处理器，有各种接口，所有的开发都是基于已经存在的系统架构，应用者要做的就是开发软件程序和加外部设备。而像ARM（Cortex-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。、

MPU和MCU的区别：

微控制器 (MCU)往往比微处理器 (MPU)更便宜、设置更简单、操作更简单。MCU可以被视为单芯片计算机，集成了ROM、RAM等在芯片内部，而 MPU则具有支持各种功能（如内存、接口和 I/O）的外围芯片，可任意更换不同厂商的同种类型外设。微控制器和微处理器之间的一个重要区别是微处理器通常会运行操作系统。操作系统允许多个进程通过多个线程同时运行。需要驱动程序来支持外围设备。

MCU将运行“裸机接口”，这意味着没有操作系统。没有操作系统，MCU一次只能运行一个控制回路。从软件的角度来看，这意味着单个线程在微控制器的处理器或中央处理单元 (CPU)上运行。
MCU可能有 I2C、SPI、UART（串行），有时还有低级 USB连接。这些基本接口通常仅用于对 MCU进行编程。MCU的目的是永远运行一个相当简单的控制循环，或者直到它中断或以其他方式停止。MCU往往比 MPU便宜。MCU并非不可能进行无线通信，但请记住，MCU一次只能运行一个线程。要得到服务，任何其他输入或进程都必须等待单线程或控制循环先完成它正在执行的操作。除了 I2C、SPI或 UART等基础接口外，微处理器往往还有许多接口。MPU也可能有更复杂的接口，如以太网、蓝牙、WiFi、闪存等。

不过现在越来越难判断一个设备是 MCU还是 MPU，因为如今 MCU可以做很多事情，包括更复杂的外围设备，以至于完成MPU的工作。MCU和 MPU之间的区别变得不那么明显。

4.SOC

SOC称为系统级芯片，也称片上芯片，是一个专有目标的集成电路的产品，其中包括完整系统并有嵌入软件的全部内容。目前SOC更多的集成处理器(包括CPU，GPU，DSP)，存储器，基带，各种接口控制模块，各种互联总线等，其典型代表为手机芯片。
SoC(System on Chip)，整体的一个电路系统，完成一个具体功能的东西,指的是片上系统，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（以Linux OS为主）(将就认为是MCU集成化与MPU强处理力各优点二合一)。

5. SoPC

SoPC(System On a Programmable Chip)与上述几项概念相比，SoPC的出现频率并不是那么高，但这并不影响它的重要性。SOPC是System On a Programmable Chip的缩写，即 可编程片上系统，SoPC与MCU、MPU、SoC最明显的区别在于：可更改硬件配置，也就是说自己构造芯片。
举个例子说明便于理解，单片机的硬件配置是固化好了的， 我们能够编程修改的就是软件配置，本来是串口通信功能，通过修改代码变成AD采样功能，也就是说硬件配置是固定了的，我们只能通过修改软件来选择其中的一项或多项功能；而SoPC可以修改硬件配置信息使其成为相应的芯片，可以是MCU，也可以是SoC。