MCU组成部分及分类有哪些？

MCU 主要由三部分组成:

1) CPU（中央处理单元）：包括运算器、控制器和寄存器组，由运算部件和控制部件两 大部分组成。其中，运算部件能完成数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送 操作；而控制部件是按一定时序协调工作，用于分析和执行指令。

2) 存储器：包括 ROM 和 RAM 两种。其中，ROM 是程序存储器，即用来存放已编的 程序，存储数据掉电后不消失；RAM 是数据存储器，也被称为主存，可在程序运行 过程中随时写入或读出数据，存储数据在掉电后不能保持。ROM 和 RAM 都可分为 片内存储器和片外（扩展）存储器两种。 3) 外围功能电路：主要包括 PO/P1/P2/P3 等数字 I/O 接口，内部电路含端口锁存器、输 出驱动器和输入缓冲器等电路。其中 PO 为三态双向接口，P1/P2/P3 数字 I/O 端口， 内部驱动器为“开路集电极”输出电路，应用时内部或外部电路接有上拉电阻。每 个端口均可作为数字信号输入或输出口，并具有复用功能。除数字 I/O 端口外，还 有 ADC 模拟量输入、输出端口，输入信号经内部 A/D 转换电路，变换为数字信号， 再进行处理；对输出模拟量信号，则先经 D/A 转换后，再输出至外部电路。

电路系统中枢，国产替代价值较高。MCU 具有高性能、低功耗和易扩展的特点，可以高 效提升系统的可靠性，为不同场景提供控制功能，同时得益于其优异的性价比，应用领 域十分广泛，遍及消费电子、工业控制、通信、医疗和汽车等市场。一个完整信号链的 工作原理为：传感器输入信号——输入处理器放大处理——ADC 模数转换至数字信号— —MCU 运算处理——DAC 数模转换至模拟信号——功率驱动应用场景中的各项元件。 MCU 位于中枢位置，其性能参数对整个系统具有决定性作用，搭建电路通常需要以其为 核心选择元器件，这使得 MCU 往往具有更高的使用粘性和国产替代价值。

MCU 分类方式众多，较常见的有以下四种： 按存储器结构：哈佛结构和冯诺依曼结构。冯诺伊曼结构：又称为普林斯顿体系结构， 最大的特点是将程序存储器和数据存储器合并在一起，使用同一个存储器，经由同一个 总线传输。由于取指令和存取数据要从同一个存储空间存取，并经同一总线传输，无法 重叠执行，因此影响了数据处理速度的提高。哈佛结构：与冯诺依曼结构的区别是其将 程序指令存储和数据存储分开，数据和指令的储存可以同时进行，可以使指令和数据有 不同的数据宽度，并且各自有自己的总线，适合于数字信号处理。

按用途：将可开发资源全部提供给用户的通用型 MCU、按照某种特定用途而设计的专 用型 MCU、超低功耗 MCU、电机控制 MCU 等，根据芯知汇数据，2020 年国内市场上， 通用型 MCU 占比或达到 73%（本节中市占率口径均为销售额）。 按指令结构：CISC（复杂指令集）类和 RISC（精简指令集）类，目前 RISC 指令架构 占据主流市场，根据芯知汇数据，2020年国内市场上采用RISC架构的MCU占比或76%。

按总线或数据处理位数：可被分为 4 位、8 位、16 位、32 位甚至 64 位 MCU。MCU 的 位数是指每次 CPU 处理的二进制数的位数，位数越多，数据有效数越多，精确度越高， 运算误差越小，在 CPU 运算速度一样的情况下，位数越多，处理速度越快，所以是衡量 MCU 性能的一个重要指标。MCU 的性能随着位数的增加而提高，适用场景也更加丰富， 其中 8 位和 16 位 MCU 主要用于一般的控制领域，使用场景不涉及操作系统，而 32 位 MCU 多用于多媒体处理、网络操作等复杂场景，一般需要使用嵌入式操作系统。