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一、MCU简介

MCU（微控制单元）俗称单片机，可被认为是CPU的缩减版本，把CPU的频率与规格进行缩减处理，并将RAM、ROM、时钟、A/D转换、定时/计数器、UART 、DMA等电路单元，甚至包括USB接口、LCD驱动电路都整合在一块芯片之中，形成芯片级的计算机，为各种应用场合提供组合控制。

 

MCU发展历程：

（1）1971年，Intel推出包含2300个晶体管的MCS-4微型计算机系统；

（2）1973年，Intel研制出8位的微处理器8080；

（3）1975年，MITS发布第一个通用型Altair 8800，带有1KB存储器；

（4）1976年，Intel研制出MCS-48系列8位MCU；

（5）1976年，Zilog公司开发Z80单片机，形成Intel、Motorola和Zilog三足鼎立格局；

（6）1983年，Intel推出16位的MCS-96系列，转让MCS-51系列8位单片机技术；

（7）1990s，各芯片厂商纷纷推出自有架构和内核；

（8）2004年，MIPS推出M4K内核，ARM推出Cortex-M3内核，ST推首款32位MCU；

（9）2010年，开源指令集RISC-V诞生；

以MCU的体系结构而言，可分为两大主流；CISC与RISC，从出货量上看RISC占据市场主流（76%）。

CISC虽然指令能力强，但是CPU结构复杂度较高。而RISC（精简指令集）的指令长度是固定的，并采取流水线的概念，将处理过程划分为多个阶段，每个时钟周期可以执行一条指令，允许并行处理。我们常见的ARM、PowerPC、MIPS、RISC-V等程序架构均属于RISC体系。

（1）ARM架构：是英国Acorn公司设计的低功耗、低成本的首款RISC微处理器；

（2）MIPS架构：MIPS公司开发并授权，类似于ARM架构，功耗指标优秀，价格更便宜；

（3）PowerPC：具有较好的嵌入式表现；

（4）RISC-V：是基于精简指令集的的开源指令集架构；

ARM架构实现了标准化，为设计平台提供了代码兼容性和软件兼容性，促使主要厂商纷纷迁移到32位MCU产品开发，成熟的架构迅速替代各家自定义架构，成为目前的主流架构，全球前十大MCU厂商32位产品均有导入ARM架构，基于ARM Cortex-M内核产品合计占比达到52%。

在中国市场，ARM Cortex-M0的占比最高（20%），其次为Cortex-M3（14%），Cortex-M23虽然性能领先、但市占率仅1%。除ARM架构外，RISC-V作为新兴的精简指令集架构，2021年市场份额也达到1%左右。

二、MCU分类

MCU按照位数（数据总线宽度）划分，可分为4位、8位、16位、32位和64位等，市场主流的还是8位和32位。

（1）8位MCU：具有功耗低、成本低、使用便捷等优点，应用场景：工商业。

（2）16位MCU：性