漫谈MCU优化：从硬件设计优化到可靠性挑战

1.关于MCU

微控制器（Microcontroller Unit, MCU），是以微处理器为基础，加上存储器以及计数器、I2C、UART等外设模块与接口电路整合的单芯片微型计算机。

▲MCU实物图

MCU拥有性能好、可编程、灵活度高、功耗低等优点，因此往往被集成到不同的设备中，用以取代复杂臃肿的电子线路控制系统，实现设备控制的轻量化和智能化。可以说小到玩具、大到汽车，MCU已经渗透进人们生活的方方面面。

工业：工业控制、汽车电子等领域；

日常生活：智能家居、物联网以及智能穿戴等领域。

微控制器覆盖范围非常广，产品应用的场景也非常多，不同的使用场景对微控制器的要求也不一样，厂商会根据使用场景提前部署各种型号的MCU，以满足不同场 景下对性能、成本、功耗以及安全性等方面的定制化需求：

玩具小车市场对处理器性能的要求并不高，相关厂商会采用成熟制程并尽力压缩成本；手机、笔记本等便携设备对低功耗的要求较高，设计厂商便可能舍弃部分性能去追求更低的功耗；近年来火热的汽车电子市场则是更看重MCU的安全性能，在智能化、自动化系统的高要求下，设计厂商需要满足相关可靠性测试才能达到标准，从而在汽车电子领域占据一席之地。

2.关于ISA

MCU的优化主要分为两大块：硬件设计优化与软件优化。要了解硬件设计的优化，可以从计算机指令集架构入手。

1946年，人类历史上的第一台由电子管构成的计算机诞生，世界宣告进入数字化的时代。紧接着，20世纪50年代，随着电子管被更加小型的晶体管替代，计算机开始