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CPU、MCU、MPU、DSP、FPGA介紹

CPU:

中央處理器(CPU,Central Processing Unit)是一塊超大規模的積體電路,是一臺計算機的運算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。

中央處理器主要包括運算器(算術邏輯運算單元,ALU,Arithmetic Logic Unit)和高速緩衝儲存器(Cache)及實現它們之間聯絡的資料(Data)、控制及狀態的匯流排(Bus)。它與內部儲存器(Memory)和輸入/輸出(I/O)裝置合稱為電子計算機三大核心部件。

CPU(Central Processing Unit,中央處理器)發展出來三個分枝,一個是DSP(Digital Signal Processing/Processor,數字訊號處理),另外兩個是MCU(Micro Control Unit,微控制器單元)和MPU(Micro Processor Unit,微處理器單元)。

DSP:

DSP有兩個意思,既可以指數字訊號處理這門理論,此時它是Digital Signal Processing的縮寫;也可以是Digital Signal Processor的縮寫,表示“數字訊號處理器”,有時也縮寫為DSPs,以示與理論的區別。

MCU:

微控制單元(Microcontroller Unit) ,又稱單片微型計算機(Single Chip Microcomputer )或者微控制器,是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規格做適當縮減,並將記憶體(memory)、計數器(Timer)、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊介面,甚至LCD驅動電路都整合在單一晶片上,形成晶片級的計算機,為不同的應用場合做不同組合控制。諸如手機、PC外圍、遙控器,至汽車電子、工業上的步進馬達、機器手臂的控制等,都可見到MCU的身影。

MPU:

(Microprocessor Unit)微處理器,微機中的中央處理器(CPU)稱為微處理器(MPU),是構成微機的核心部件,也可以說是微機的心臟。它起到控制整個微型計算機工作的作用,產生控制訊號對相應的部件進行控制,並執行相應的操作。

在微機中,CPU被整合在一片超大規模積體電路晶片上,稱為微處理器(MPU),微處理器插在主機板的cpu插槽中。

通常所說的16位機、32位機是指該計算機中微處理器內部資料匯流排的寬度,也就是CPU可同時操作的二進位制數的位數。目前常用的CPU都是64位的,即一次可傳送64位二進位制數。

FPGA:

FPGA(Field-Programmable Gate Array),即現場可程式設計門陣列,它是在PAL、GAL、CPLD等可

程式設計器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用積體電路(ASIC)領域中的一種半定製電路而出現的,既解決了定製電路的不足,又克服了原有可程式設計器件閘電路數有限的缺點。

FPGA的開發相對於傳統PC、微控制器的開發有很大不同。FPGA以並行運算為主,以硬體描述語言來實現;相比於PC或微控制器(無論是馮諾依曼結構還是哈佛結構)的順序操作有很大區別,也造成了FPGA開發入門較難。