在前面的内容中,我们讲到微集成电路是指将运算、存储等功能集成于同一颗芯片上,主要有MCU、MPU、DSP、SoC。
MCU: Micro Control Unit,中文为微控制器、微控制单元,是指将计算机CPU的频率与规格作适当缩减后,与ROM、RAM、定时计数器和多种I/O接口(Input / Output,如USB)集成在一颗芯片上,形成芯片级的计算机,使得MUC成为一个独立的计算机系统,其实就是我们常说的单片机。智能家居中的温度传感控制器、汽车的引擎控制单元、医疗设备的生命体征监测器都可能是基于MCU的。
图1:车规级MCU示意图
图片来源:汽车半导体情报局
汽车是MCU非常重要的应用领域,主要参数包括工作电压、运行主频、Flash和RAM容量、定时器模块和通道数量、ADC模块和通道数量、串行通讯接口种类和数量、输入输出I/O口数量、工作温度、封装形式及功能安全等级等。
MPU: Micro Processor Unit,中文为微处理器,可以理解为功能强大的CPU(也即增强版CPU)。智能手机、平板电脑、网络路由器和工业控制系统通常会使用MPU作为核心处理器。MPU与MCU主要区别在于处理能力、资源功耗、和应用范围的不同。
DSP: Digital Signal Processor,数字信号处理器,广泛应用于通信(如调制解调器)、语音处理(如语音编码、合成、识别、增强)、图形图像处理(如图像压缩与传输、动画)、军事领域(如雷达处理、导航)、仪器仪表(如频谱分析、地震处理)等领域。
一个完整的数字信号处理系统分为三个域,从模拟到数字,再到数字信号处理,再到数字变模拟。
图2:数字信号处理系统
SoC: 电脑的中央处理器叫CPU,手机的中央处理器叫SoC,即System on Chip, 系统级芯片,是在一颗芯片上集成了多个IP核,比如CPU内核模块、GPU(图形处理器)模块、内存控制器模块、I/O接口模块、网络接口模块等。这意味着SoC在单个芯片上实现了以前需要多个芯片才能实现的系统功能,克服了多芯片板级集成出现的设计复杂、可靠性差、性能低等问题,并在减小尺寸、降低成本、降低功耗等方面有突出优势。
图3:SoC示意图


