片上系统(SoC)是一个较新的术语,有许多解释和定义,其含义会随着时间的推移而改变,但微控制器单元(MCU)这个术语有明确的定义和范围,是经过几十年的使用而完善的。文档中经常交替使用这两个术语,但大多数业内资深人士认为这两个术语不是同义的。它们是更大的嵌入式系统市场的一部分,有许多相似之处,了解SoC和MCU的范围和目的很重要。
MCU
微控制器单元(MCU, Micro-controller unit): 微控制器单元是单个集成电路(IC)上的小型计算机,包含一个处理器核心、存储器、可编程输入/输出(I/O)外设、定时器、计数器等。它只提供最小的内存、接口和处理能力。与SoC封装相比,微控制器上包含的外设没有那么具体。微控制器通常用于小型嵌入式控制系统或控制应用,有时被缩写为µC、uC或MCU。
SoC
片上系统(SoC,System on Chip): SoC是一个定义不太明确的术语。它是一种单芯片封装,可以完成以前需要多个芯片的所有功能。一个SoC通常是一个或多个CPU、内存、微控制器、DSP、加速器和支持硬件的封装;然而,它并不遵守任何有关其包含电路的标准。SoC的目的是为了满足那些对单个MCU来说过于复杂的应用需求。一个SoC中可能有许多微控制器。它更像是单个芯片上的一个完整的计算机系统,能够执行具有更高资源要求的复杂任务。它有时被缩写为SoC或SOC。
MCU和SoC的区别
MCU | SOC |
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包含一个带有非特定外设的单一芯片 | 包含一个具有更多特定外设的单一芯片 |
封装较少和有限的外设 | 封装许多外设 |
适用于复杂度低的小型控制应用 | 适用于要求多、复杂度高的应用 |
比SoC便宜 | 比微控制器更贵 |
没有操作系统(OS) | 包括操作系统(OS) |
低功耗 | 较高的功耗,在不同的应用中差异很大 |
通过最小化成本提供价值 | 通过最大化功能提供价值 |
内存最小,通常以KB为单位 | 需要更大的内存,一般是MB或GB |
外部存储通过闪存或EEPROM,大小从KB到MB不等 | 外部存储通过闪存、SSD或HDD,大小从MB到TB不等 |
计算宽度为4位、8位、16位和32位 | 计算宽度为16位、32位、64位 |
应用场景包括可编程恒温器、家用电器和工业仪器 | 应用场景包括智能手机、网络路由器和游戏机仿真器 |
产品包括Microchip Technology PIC, 8051, Atmel MCU | 产品包括Cypress PSoC, Qualcomm Snapdragon, MTK |