【术语扫盲】MCU与MPU
一、定义
MCU（Microcontroller Unit）
是一种集成度很高的芯片，通常将**处理器内核（如ARM Cortex-M）、内存（RAM/Flash）、外设接口（GPIO、UART、SPI、I2C、ADC等）**集成在一颗芯片上。
面向低功耗、实时控制和小型嵌入式应用。
MPU（Microprocessor Unit）
是一个功能强大的通用处理器核心，通常只包含处理器和少量控制器，外设和内存通常需要通过外部芯片扩展。
面向复杂计算、操作系统支持（如Linux）、多任务处理等场景。
二、结构对比
| 特征 | MCU | MPU |
|---|---|---|
| 集成度 | 高（SoC封装，内置Flash/RAM/外设） | 低（需外部扩展内存和外设） |
| 功耗 | 低 | 较高 |
| 时钟频率 | 一般几十MHz到几百MHz | 通常从几百MHz到几GHz |
| 运算能力 | 较低（如Cortex-M系列） | 高（如Cortex-A/RISC-V等） |
| 实时性 | 很好（适合实时控制） | 较差（通常跑Linux等非实时系统） |
| 成本 | 低 | 较高 |
| 典型系统 | 单芯片系统，无需外部DRAM | 需要外部DRAM、Flash、PMIC等 |
| 操作系统 | 通常裸机或RTOS（如FreeRTOS） | 支持完整OS（如Linux、Android） |
标题三、常见应用场景
MCU 应用：
家电控制器（电饭锅、洗衣机）
汽车ECU（发动机控制单元、车窗升降控制）
工业控制（PLC、小型机器人）
智能仪表（水电表、温湿度传感器）
可穿戴设备（手环、计步器）
MPU 应用：
智能网关、路由器
多媒体设备（车载娱乐系统、智能音箱）
工业边缘计算网关
高级HMI（人机界面，触控屏）
运行Linux系统的智能设备
四、联系
可互补使用：
-
在复杂系统中常采用“MPU + 多个MCU”的结构，例如：
-
MPU运行Linux系统，处理人机界面和网络通信；
-
MCU处理底层实时控制任务（如电机控制、传感器读取）。
-
二者通过UART/SPI/CAN等总线通信。
同属嵌入式领域：
都用于嵌入式系统开发，但侧重点不同:
- MCU强调控制和实时性;
- MPU强调处理能力和系统功能完整性。
都可以使用ARM架构：
常见的MCU使用ARM Cortex-M系列内核（M0/M3/M4/M7等）；
MPU常见使用ARM Cortex-A系列内核（A7/A53/A72等）；
Cortex-R系列位于两者之间，适用于实时性要求高但计算量也大的应用（如汽车控制器）。
五、举例对比
| 项目 | MCU示例：STM32F4系列 | MPU示例：i.MX6 / Allwinner A64 |
|---|---|---|
| 核心架构 | ARM Cortex-M4 | ARM Cortex-A9 / A53 |
| 主频 | 180 MHz | 1 GHz 或更高 |
| 内置Flash/RAM | 是（如1MB Flash，192KB RAM） | 否（需外挂DDR和eMMC/NAND） |
| 可运行操作系统 | 裸机或FreeRTOS | Linux/Android |
| IO接口 | GPIO/UART/SPI/I2C/ADC等 | GPIO/UART/SPI/I2C + HDMI/USB/以太网 |
| 电源设计 | 简单（3.3V供电） | 复杂（需要PMIC供电管理） |
六、总结
| 分类 | MCU | MPU |
|---|---|---|
| 优势 | 成本低、功耗低、实时控制能力强 | 运算强、支持复杂系统和多任务 |
| 劣势 | 资源有限，难以扩展 | 功耗高、成本高、实时性差 |
| 适合场景 | 控制类任务、小设备 | 多媒体、通信、大数据处理任务 |