CPU、DSP、MPU、MCU、SOC、FPGA、ARM等概念

CPU、DSP、MPU、MCU、SOC、FPGA、ARM等概念
参考资料：

百度知道 “stm32和cortex m3是什么关系”：https://zhidao.baidu.com/question/178510430.html

知乎“DSP与MCU与ARM与FPGA有什么区别？”：https://www.zhihu.com/question/278500219/answer/405183375

CSDN“MCU 和 SOC 的区别”：https://blog.csdn.net/qq_34930488/article/details/101054341?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2defaultbaidujs_baidulandingword~default-0.no_search_link&spm=1001.2101.3001.4242.1

4.博客园“ARM cortex三个版本A，R, M之间区别”：https://www.cnblogs.com/hjbf/p/13298964.html

 

1、CPU（Central Processing Unit）
CPU叫中央处理器，是计算机的核心，其中可以执行指令，可以进行算数和逻辑运算。CPU的种类很多，很多，不同半导体公司有不同的CPU，Intel设计和制造的是一种CPU，英国ARM公司设计的是另一种CPU。设计重点在运算速度追求快，指令效率高。

冯.诺依曼提出的计算机结构是：
计算机=CPU+M+IO+程序。M是存储器，IO是各种输入输出接口。

2、DSP（Digital Signal Process）
DSP叫数字信号处理器。DSP是TI德克萨斯仪器公司设计的一种CPU，其机器指令对数字信号中的卷积、傅里叶变换、乘法、除法等运算很快，最早使用跳转预测，很适合数字信号方面的运算，所以叫数字信号处理器，实际上，它是一种特殊的CPU。

3、MPU （Micro Processor Unit）
MPU叫微处理器（不是微控制器），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。

4、MCU （Micro Control Unit）
MCU叫微控制器，是指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。即MCU=CPU+M+IO（其中的M可以在片外扩展，IO也可以在片外扩展）。比如51，AVR、STM32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就不能直接运行代码了，它只不过是增强版的CPU，所以得添加RAM，ROM。

这里解释一下STM32和ARM公司Cortex-M内核之间的关系：

Cortex-M3处理器内核是单片机的中央处理单元（CPU）。完整的基于CM3的MCU还需要很多其它组件。在芯片制造商得到CM3处理器内核的使用授权后，**它们就可以把CM3内核用在自己的硅片设计中，添加存储器，外设，I/O以及其它功能块。**不同厂家设计出的单片机会有不同的配置，包括存储器容量、类型、外设等都各具特色。如果想要了解某个具体型号的处理器，还需查阅相关厂家提供的文档。STM32就是意法半导体厂商采用采用CM3内核设计的MCU芯片。

5、SOC（System on Chip）
SOC指的是片上系统，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）。

6、FPGA（Field-programmable gate array）
FPGA叫场可编程门阵列，还有一种CPLD叫复杂可编程逻辑器件，你想象其中有很多，很多零散的与，或，非门电路块，你可以通过编程（或画电路图）把它们连接起来，可以连接组成很复杂的组合逻辑，也可以连接组成很复杂的时序逻辑，以至于可以内部放一个CPU，MCU的硬件。硬件实现逻辑，一定很快。

7、ARM（Advanced RISC Machine，一家公司）
ARM一般指英国ARM公司设计的CPU的IP核（知识产权核），很多芯片厂家基于ARM的CPU的IP核，设计了自己家的MCU、MPU、SOC等（某些ARM芯片中也嵌入了数字信号处理功能）。

ARM内核分为三个版本A，R，M：

1，A系列：顶级主控，在人机互动要求较高的场合，比如pda，手机，平板电脑, GPS等。a系列类似于cpu，与arm9和arm11相对应，都是可以跑操作系统的。linux等。

2，R系列：实时高性能处理器，主要应用在对实时性要求高的场合, 硬盘控制器，车载控制产品。

3，M系列：通用低端，工业，消费电子领域微控制器, 不能跑操作系统（只能跑ucos2），偏向于控制方面，说白了就是一个高级的单片机。