CPU、MPU、MCU、SoC、MCM介绍

写在前面：

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一、CPU

中央处理器 （英语：Central Processing Unit，缩写：CPU）是计算机的主要设备之一，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。计算机的可编程性主要是指对中央处理器的编程。1970年代以前，中央处理器由多个独立单元构成，后来发展出由集成电路制造的中央处理器，这些高度收缩的组件就是所谓的微处理器，其中分出的中央处理器最为复杂的电路可以做成单一微小功能强大的单元，也就是所谓的核心。

它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。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。所谓的计算机的可编程性主要是指对 CPU 的编程。

详细介绍可看：中央处理器

二、MPU

微处理器（英语：Microprocessor，缩写：µP或uP）是可编程特殊集成电路。一种处理器，其所有组件小型化至一块或数块集成电路内。一种集成电路，可在其一端或多端接受编码指令，执行此指令并输出描述其状态的信号。这些指令能在内部输入、集中或存放起来。是微型计算机的一个主要部件。

其通常代表一个功能强大的 CPU(暂且理解为增强版的 CPU 吧)，但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高端工作站的核心 CPU。Intel 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。

详细介绍可看：微处理器

三、MCU

微控制器（英语：Microcontroller），又称单片机，全称单片微型计算机（single-chip microcomputer），是把中央处理器、存储器、定时/计数器（timer/counter）、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。

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，AVR、Cortex-M 这些芯片，内部除了 CPU 外还有 RAM、ROM，可以直接加简单的外围器件(电阻，电容)就可以运行代码了。而如 x86、ARM 这些 MPU 就不能直接放代码了，它只不过是增强版的 CPU，所以得添加 RAM，ROM。

详细介绍可看：微控制器

四、SoC

单片系统或片上系统（英语：System on a Chip，缩写：SoC）是一个将电脑或其他电子系统集成到单一芯片的集成电路。单片系统可以处理数字信号、模拟信号、混合信号甚至更高频率的信号。单片系统常常应用在嵌入式系统中。单片系统的集成规模很大，一般达到几百万门到几千万门。

MCU 只是芯片级的芯片，而 SOC 是系统级的芯片，它既 MCU(51，avr)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(将就认为是 MCU 集成化与 MPU 强处理力各优点二合一)。

详细介绍可看：片上系统

五、MCM

多芯片模组（英语：Multi-Chip Module，缩写：MCM），是一种裸晶（die）、芯片、集成电路的包装、封装技术（Package），此种封装技术能在一个封装内容纳两个或两个以上的裸晶，而在此技术未发创前，一个封装内多半只有一个裸晶。

MCM依据制造方式的不同而有不同的类型，差别主要在于高密度互连（High Density Inteconnection；HDI）基板（Substrate）的形成方式：

• MCM-L（Laminated MCM）层压式MCM，基板部分用多层的薄型印刷电路板（Printed Circuit
  Board；PCB）所构成。
• MCM-D（Deposited MCM）堆积式MCM，将多片使用薄膜技术制成的基板加以叠堆而成。
• MCM-C（Ceramic Substrate MCM）陶瓷基板式MCM。

详细介绍可看：多芯片模组

六、对比

视频讲解（需要科学上网）：Difference between CPU, MPU, MCU, SOC, and MCM

网上流传的一张脑图，可以详细地了解它们之间联系以及特性：

脑图链接（可放大观看）：https://www.processon.com/view/link/5c91f1b6e4b09a16b9a9acfe#map