Part.1

1971年，英特爾推出了世界上第一款微處理器

主頻 108 Khz 的 Intel 4004，這是一顆4位機

圖片來源：wengeixn.com

這顆芯片被定義為 MPU（micro processor unit）微處理器，并沒有叫做微控制器，也就是我們常說的 MCU（micro control unit），原因就是這顆芯片只是一顆純處理單元，ROM、RAM甚至接口這些都是外接芯片，所以這顆芯片是intel 4000系列家族中的一員。

其他三個成員，也就是配套的

4001，2048 bit的ROM；

4002，20x4 的RAM；

4003，串入并出的擴展芯片

整個4000系列的芯片全部搭配起來，才算是一個完整的控制器。

但是這樣靠多顆芯片組成的系統，體積、功耗，甚至價格也會直線上升，并且無法在一些廉價和體積受限的設備上使用。

Part.2

到了1974年，TI 公司推出了 TMS1000，這顆 4 bit 的 MCU內置了 1 KB的ROM，64 x 4的 RAM,主頻為 300K左右，雖然沒有我們熟悉的定時器，通信接口這些功能，但是也是第一顆集成存儲的帶運算能力的芯片。

TMS1000 是世界上公認的第一顆商用 MCU，從此 MCU 就成了有別于 MPU 的，一個新的芯片類型就誕生了。

Part.3

這次不聊 MCU 的技術問題，只想跟大家分享下關于 MCU 選擇的問題。

MCU 跟 MPU 最大的差別就是在純運算處理器的區別上，加入了各式各樣的外設，組成了一個可以獨立完成某些任務的片上系統，也就是 SOC。

現在的 MCU 跟 MPU 的區分已經沒有這么明顯，經過了快50年的發展，MCU 的處理性能和外設性能已經有了翻天覆地的變化，而 MPU 也加入了各種各式各樣的外設。

目前通常是把是否集成存儲器作為區分 MCU 還是 MPU，或者把能否運行大型操作系統作為標準。

例如Linux 能處理復雜應用的處理器所需的 RAM 和 ROM 都是很大的，所以 MCU 一般無法集成，主流的大容量MCU 內置程序存儲空間也就大概是在 1-2 M 字節左右。

MCU 這類芯片，目前細化成了兩個類型

【 通用 MCU 】和【 專用 MCU 】

Part.4

通用 MCU 其實就是一個大而全的 MCU，什么都能做，能夠覆蓋大部分的應用場景。

例如上百 MHZ 的主頻、幾百 K、上 M 的存儲、十幾個通信接口、幾十個定時器、上百個 IO，這樣的大資源的 MCU，就可以覆蓋到足夠多的 MCU 應用。

但是這樣的通用 MCU 最大的問題就是————大部分應用場景都會出現用不上的資源，從而造成浪費，而用戶也要為這部分用不上的資源買單。

所以現在的通用 MCU，只會設定某一些應用場景，要知道一顆 MCU 適用的應用場景，就必須對應用場景的控制器需求很熟悉，才可以知道這顆 MCU 是否適合。

例如出現 CAN 接口的 MCU，一般就只有工業和汽車上用到 CAN，出現 ∑-△ ADC 就知道這個是用于低速的高精度采集應用。

例如儀器儀、電子秤等等、高分辨率定時器，就會跟電機、電源這些產品有聯系。

MCU 廠家會根據目標應用來區分賣點，這就形成了各式各樣的系列。

例如常見的 STM32，會分 F0、F4、L0、L4 這些系列，對應的不同的處理能力和不同的外設以及功耗。

Part.5

所以做 MCU 選型的時候，而并不是看 MCU 適合哪些市場，而是根據你的需求來選擇 MCU，并不是說這個型號的 MCU 只能做某個應用。

舉個例子，你要一顆耐高溫到 125度的 MCU 來做工業數據采集，如果你在工業級的器件去找，可能很難找到合適的，當然 125 度的工業級也不是沒有，例如 TI 的新出的 MSPM0 系列??(?TI低調發布M0+ MCU MSPM0，不止內核升級 )?就有耐高溫 125 度的小資源 MCU。

但是選擇還是相對會非常少，這個時候如果你去找汽車級的，你就會發現汽車級 MCU 在 125 度耐溫這個級別上的選擇就非常的多。

如果你不熟悉 MCU 的選型，可以來 問個芯 找到我們，我們提供專業免費的 MCU 選型服務，還有云 FAE 專家能給到您專業的選型建議。

(可能是目前國內最有價值的MCU選型工具)

Part.6

在 ST、NXP 這些 MCU 巨頭已經占據了大部分通用 MCU 主要市場的情況下，新的 MCU 廠家如何加入戰局？

除了提供更具有性價比的通用 MCU 之外，有一些廠家還會選擇專用 MCU 來入局。

【專用 MCU 】顧名思義就是一個專門應用在某個產品上 MCU，其外設數量和存儲大小都是針對這個產品做最優的配置，基本很少出現資源浪費。

雖然說專用 MCU 是對項目的 MCU 成本的最優解，新玩家用這個入局會有很大的成本優勢，但是畢竟這個是專用 MCU，如果目標應用做了升級換代或者市場需求衰減，專用 MCU 就容易砸手里賣不出去，當然也會有一些老樹發新芽的可能。

在 2016 年左右的時候一個戶外LED點陣的市場要求 MCU 的需要同時有 USB host 和讀 SD 卡功能。熟悉 MCU 的工程師會知道，一般便宜的 MCU 并不帶 USB host。最后這個應用的最優解，是當時已經被逐漸淘汰的用在車載音樂播放器上的一顆專用 MCU，剛好車載 MP3 這個應用就有讀 U 盤和 SD 卡的數據的需求，當時這顆芯片只要人民幣 4 塊錢左右，而其他的通用 MCU 至少要 7 塊錢。

專用 MCU 見得最多的就是在一些低端玩具、音箱以及小家電上，這些產品的特點就是功能比較統一，應用上玩不出太多的花樣。

專用的 MCU 則會在外設上做優化，例如 IO 口的驅動能力更強可以去點亮 LED，還有加入觸摸按鍵功能可以去做觸摸應用，還有串口增加紅外編碼的解碼能力，或者像剛才說的低端 MCU 上使用 USB host 和 SDIO，這些都算是初級的專用 MCU，只是在通用的 MCU 上做了的優化配置，跟通用MCU差距還不是特別大，而高級的專用 MCU，會進一步加入一些不常見的外設以幫助客戶節省外圍的 BOM。

例如電機 SOC，就會集成高壓 LDO 和 MOS 驅動器，比如國產的中微半導體的 CMS32M5526。

煙感的 SOC 則匯集煙霧探頭專用的模擬前端和無線SOC，就會在 MCU 上集成射頻前端。

這樣的專用 MCU，尚且是可以做做其他的應用，因為這個時候的程序還是可以改的，比如在去年通用 MCU 價格飛上天的時候，就有不少人把 Wi-Fi 和藍牙的專用 MCU 當普通 MCU 用，之前我們就拆解過正點原子的電烙鐵用的是一顆藍牙 SOC 做非藍牙應用。

如果產品可以使用固定的時序和控制算法來完成，最終的專用 MCU 就會走到 ASIC，也就是【專用芯片】。

專用芯片里面的程序都是固化好的，一般是 OTP 或者 MTP 的存儲介質，又或者壓根就沒有程序，而是專門的數字邏輯電路，這樣的話就可以達到控制成本最優化。

例如帶算法的無刷風扇驅動芯片，充電寶的協議芯片、無線充芯片、電子煙芯片等等，很多都是專用芯片，這些專用芯片能把周邊能集成的電路都集成進去了，用戶使用起來也相當的簡單，調試也非常的方便。

然而這些使用專用芯片的應用也是經歷了一開始的【通用 MCU 】——【專用 MCU 】，最后才走到的【專用芯片】。

WenGeXin

如果為了成本考慮，或許通用 MCU 的盡頭就是專用芯片，不過集成度越高產品更改升級換代的代價就越大。

通常只會在成熟的產品上才會考慮專用芯片，一般專用芯片只會在某些單一任務的應用存在，畢竟靈活度不高。

說到底，通用 MCU 是最容易被用戶接受的產品，同時廠家定義起來也相對的簡單，競爭也最激烈。

專用 MCU 則不會有這么多廠家入局，畢竟風險大，容易砸手里，如果到專用芯片這一步，可選的廠家就更少了。

大家潛意識里似乎都有一個觀點，那就是——

“集成度越高就越能證明這個廠家在這個領域做得深”

畢竟所有的坑都被踩過了，才會有最佳的產品。

編輯：黃飛