MCU（MicrocontrollerUnit），又称微控制器或单片机，是把CPU的频率与规格做适当缩减，并将内存(Memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级计算机。从而实现终端控制的功能，具有性能高、功耗低、可编程、灵活度高等优点。

MCU由Intel率先提出，经过4位、8位、16位、32位乃至64位MCU迭代更新，已广泛应用于多种场景。目前市场上以8位和32位MCU为主，未来随着产品性能要求的不断提高，32位MCU的市场规模将进一步扩大。而在国内，现阶段8位、32位MCU企业居多，未来企业加大研发投入，将进一步实现MCU的国产替代。

MCU芯片在很多领域都有着广泛的应用，在此次“芯片荒”浪潮中，MCU是受影响最严重的芯片。

1、MCU简介

微控制单元(Microcontroller Unit；MCU) 就是我们俗称的“单片机”。MCU内部的功能部件主要是CPU、存储器（程序存储器和数据存储器）、I/O端口、串行口、定时器、中断系统、特殊功能寄存器等八大部分，还有一些诸如时钟振荡器、总线控制器和供电电源等辅助功能部件。

此外，很多增强型单片机还集成了A/D、D/A、PWM、PCA、WDT等功能部件，以及SPI、I2C、ISP等数据传输接口方式，这些使单片机更具特色、更有市场应用前景。

在MCU应用中，真实世界的各种物理量，通过传感器转换为电信号，经信号调理，再通过放大器进行放大，然后通过ADC把模拟信号转化为数字信号，在MCU或CPU或DSP等处理后，再经由DAC还原为模拟信号，最后通过功率驱动器实现输出。

MCU由Intel率先提出，经过4位、8位、16位、32位乃至64位MCU迭代更新，已广泛应用于多种场景。目前市场上以8位和32位MCU为主，未来随着产品性能要求的不断提高，32位MCU的市场规模将进一步扩大。而在国内，现阶段8位、32位MCU企业居多，未来企业加大研发投入，将进一步实现MCU的国产替代。

目前市场的MCU以8位和32位为主。其中8位MCU凭借超低成本、设计简单等优势，活跃于市场，特别是中国市场。

由于32位MCU出现并持续降价及8位MCU简单耐用又便宜的低价优势下，夹在中间的16位MCU市场不断被挤压，成为出货比例中最低的产品。

目前市场上主流的MCU中央处理器，包括由Intel开发MCS-51内核、由英国公司ARMHoldinds开发的ARM Cortex-M内核、由Motorola开发的6800内核、由MIPSTechnologies, Inc.开发的MIPS内核、由Atmel公司开发的AVR内核、由MicrochipTechnologies公司开发PIC内核、由加利福尼亚大学伯克利分校开发的RISC-V内核。

据2020中国通用微控制器市场简报：市场上MCU，32位占比54%、8位占比43%；RISC指令集的MCU占比76%，CISC指令集的MCU占比24%；通用型MCU为主，占比73%；市场上MCU内核类型以ARM Cortex、8051和RISC-V为主，分别占比52%、22%和2%。

2、产业链概况

MCU产业链上游可分为原材料供应商和代工厂商（与中游Fabless厂商合作），原材料主要为圆晶、以及来自于ARM等的内核授权；代工厂商主要包括台积电、格罗方德、联电、中芯国际、华虹半导体等。

2019年头部的台积电、格罗方德、联电、中芯国际等厂商市占率超过90%，其中台积电市占率高达58.6%，由于原材料的不可替代性与代工厂商的高度集中性，上游厂商议价能力较强。

全球MCU供应商以国外厂商为主，行业集中度相对较高：全球MCU厂商主要为瑞萨电子（日本）、恩智浦（荷兰）、英飞凌（德国）、微芯科技（美国）、意法半导体等，TOP7头部企业市占率超过80%。

中国MCU奋起直追，逐步扩大市场份额：国内MCU芯片厂商在中低端市场具备较强竞争力。兆易创新、华大半导体、中颖电子、东软载波、北京君正、中国台湾企业新唐科技、极海半导体等市占率稳步上升。

另外， 国外大厂如意法半导体、瑞萨电子、德州仪器、微芯、英飞凌采用IDM模式，集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身；国外个别厂商如恩智浦以及大部分大陆厂商采用Fabless模式，只负责芯片的电路设计与销售；中国台湾企业盛群、松翰、新唐以及大陆厂商士兰微、华大半导体等采用IDM模式。

国外厂商产品齐全，国内厂商集中在消费电子领域：国外厂商产品种类齐全，覆盖消费电子、汽车电子、工业控制领域，且产能分布较为均衡，国内厂商产能主要集中消费电子特别是家电领域，芯旺微、比亚迪等企业拥有车规级MCU产品，其他厂商尚处在研发或认证阶段。

国内外厂商产品位数相差不大：国外厂商如意法半导体、恩智浦、微芯科技等主流产品均为32位，部分国内厂商如中颖电子产品以8位为主，目前大部分国内厂商均具备32位产品生产能力，整体差距不大。

内核方面，各家厂商均以ARM内核为主，国内厂商主要使用ARM Cortex-M0/M3内核，国外厂商对更性能更好的M4/M7内核使用率较低。另外部分国外厂商如微芯科技拥有自主开发的内核，国内厂商中芯旺微拥有自研内核。

在应用领域上，全球汽车电子占比最高，中国集中在家电领域。据IC Insights数据，2019年全球MCU下游应用主要分布在汽车电子(33%)、工控/医疗(25%)、计算机(23%)和消费电子(11%)四大领域。具体到中国，2019年中国MCU市场销售额集中在消费电子(26%)、计算机网络(19%)领域，而汽车电子(16%)及工业控制(11%)领域的MCU占比则显著低于全球水平，中国MCU应用仍主要集中在家电等品类。

3、四大应用领域

1）物联网

伴随着物联网的发展，MCU市场经历价量齐升的过程。未来物联网将实现端到端人机互动，几乎每个设备每个端都需要一个甚至多个MCU。更多的数据更高的计算要求，推动设备向32位高端MCU升级。

根据GSMA数据，2018年全球物联网设备数量为91亿个，2010-2018年复合增长率为20.9%，预计2025年全球物联网设备将高达252亿个。

中国物联网整体规模逐年增长，2015年中国物联网整体规模为7500亿元，预计2020年达到18300亿元，2015年-2020年复合增长率为19.5%。

设备联网的关键在于组网技术，组网技术有LoRa（远距离无线电）、Zigbee（短距离低速）、WiFi、NB-IoT（蜂窝网络）、蓝牙，需要搭配响应的组网模块才能遥控设备。

我国物联网连接数2020年达到35亿，2017-2020的复合增长率为34%。主要的组网方式是WiFi和蓝牙，2020年WiFi和蓝牙组网技术占比达67.3%，蜂窝网络组网占比逐年提升，由2017年的3%上升到2020年占8.75%。

根据Techno Systems Research 2017年2月及2018年2月发布的各年度研究报告，在物联网Wi-Fi MCU 芯片领域，乐鑫是与高通、德州仪器、美满、赛普拉斯、瑞昱、联发科等同属于第一梯队的大陆企业。

目前主流嵌入式WiFi芯片企业包括:高通(美国)、瑞昱(中国台湾)、乐鑫、博通集成、联盛德以及博流，国产替代率高。

2）消费电子

家电智能化趋势：机械按键交互向触摸语音交互转变、数码管显示向液晶显示转变、单频向变频转变等。计算能力和抗干扰能力要求增大，需求向更高级的MCU转移。

2020年，中国智慧家庭产品出货总量达到2.8亿台，到2025年出货总量将增长至8.1亿台，年复合增长率可达23.7%。

家庭视频视讯设备（电视机、机顶盒）和智慧安防产品（摄像头、门锁）占比最高，分别达到39.2%和19.6%；智能白电（冰箱、空调、洗衣机）占比接近两成，达到17.1%。

全国家用电器工业信息中心数据显示，2019年国内市场家电零售额规模8032亿元，同比增长率为-2.2%。

根据《IDC中国智能家居设备市场季度跟踪报告》，2019年上半年中国智能大家电市场出货量约为2838万台，同比增长22.8%。

家电市场整体表现平稳，智能家电市场的销售保持稳步增长态势。传统家电智能化转型迫在眉睫。

一般家电芯片包括MCU主控芯片、电源管理芯片、通信芯片、驱动芯片和图像处理芯片，目前家电企业的造芯进程中，几乎所有芯片都已布局。八大家电企业造芯布局中，MCU的占比最高，达到34%

家电MCU国产替代程度高，中颖电子在中国小家电MCU中处于领先地位，据中国产业信息统计数据，2017年中颖电子在中国家电MCU中的占比为19.8%，排名第三，与排名前二的MCU厂家盛群半导体（22.6%）和盛群电子（21.2%）的差距不大，预计未来小家电领域MCU国产替代率会进一步提升。

2016年苹果发布第一代Air Pods，开创真无线耳机（TWS）时代，iPhone 12系列取消标配耳机，再次引发TWS耳机销量暴增。

传统有线耳机线路简单，无需配置MCU主控芯片。

TWS产业链主要包括ODM厂商，无线耳机和充电盒元器件厂商，其包括主控芯片、存储芯片、FPC、语音加速感应器、MEMS、过流保护IC、电池等。

据Counterpoint预计，TWS耳机市场会有十年前智能手机一样的增长趋势，智能手机市场2009-2012年CAGR为80%，预计TWS市场2019-2022年CAGR为80%。

在Air Pods引爆市场后，各手机厂商如华为、OPPO、vivo、小米以及传统音频厂商Sony、BOSE、1MORE、漫步者纷纷跟进推出相关产品，苹果市场份额虽仍是第一，其他品牌耳机也在加速抢占，使得苹果市场份额逐年减少，据Statista数据，苹果TWS耳机市场占有率从2018年Q4的60%下降到2019年Q3的45%。

高端手表处理的任务多，需要用内嵌操作系统的SoC，而手环只需要时钟、记步、统计热量小号、测血压等简单的功能，使用MCU即可。

随着智能手表性能和功能的加强，使用带系统的SoC+MCU会是的趋势，其中WiFi模块中集成了MCU，另外需要多一颗MCU来链接众多的传感器，辅助SoC采集数据。

得益于硬件创新，智能手表逐步成熟，与智能手机组成的应用生态日趋完善。通过定位聚焦于运动、健康、移动支付领域，行业持续加速发展，预计2021年智能手表的支出将达到273.88亿美元。

智能手环相比智能手表，性能较低、功能单一、只支持苹果或安卓单一操作系统。t4ai预测未来整个智能手环市场将持续萎缩。

小米智能手环市场占有率高，预计未来市场集中度进一步提升。

未来，智能手表行业将更进一步地向头部集中。苹果、三星、华为、Garmin将占据超过75%的市场份额。

参考智能手机市场的发展，未来苹果TWS耳机的市场份额会进一步下降，而国内厂商诸如小米、华为、OPPO、vivo等手机厂商会快速崛起，为芯片国产替代提供条件。目前充电盒国产主控MCU方案成熟，如芯海科技、昇生微、微源半导体等均有成熟的方案且被各大TWS品牌商采用。

3）汽车电子

ECU（Engine Control Unit），即发动机控制单元，特指电喷发动机的电子控制系统。但是随着汽车电子的迅速发展，ECU的定义也发生了巨大的变化，变成了electronic control unit即电子控制单元，泛指汽车上所有电子控制系统。而原来的发动机ECU有很多的公司称之为EMS（Engine Management System）。

常见的ECU有导航ECU、安全气囊ECU、引擎ECU、电动车窗ECU、悬吊系统ECU。

ECU由MCU、存储器、输入/输出接口、模数转换器以及驱动等集成电路组成。其中MCU是ECU真正起到控制作用的关键。

汽车电子应用已经占据超过1/3的MCU市场，汽车向智能化过程中，对安全、环保要求越来越高，因此对MCU的需求增长迅猛。据IC Insights预测，车用MCU销售额将在2020年接近65亿美元，并在2023年达到81亿美元。

据Strategy Analytics统计，传统燃油车中MCU占整车半导体价值的23%，纯电动汽车MCU占整车半导体价值的11%，2018年传统燃油车单车半导体价值量为338美元，新能源汽车单车半导体价值量为704美元，MCU价值量在传统燃油车和新能源车中相当，均为78美元左右。

据Strategy Analysis数据，全球以及国内车载MCU市场主要由恩智浦、瑞萨、英飞凌、德州仪器、微芯科技占领，共占约85%市场份额。

汽车级MCU产品品质严苛，认证过程很复杂，投入大，短期内难有盈利。目前国内汽车级MCU已量产的公司有：杰发科技、上海芯旺微电子、赛腾微电子、中微半导体等公司。

国内车载MCU起步晚，较少公司涉及该领域业务，未来国产替代潜力巨大。

4）工业控制

MCU是实现工业自动化的核心部件，如步进马达、机器手臂、仪器仪表、工业电机等。以工控的主要应用场景——工业机器人为例，为了实现工业机器人所需的复杂运动，需要对电机的位置、方向、速度和扭矩进行高精度控制，而MCU则可以执行电机控制所需的复杂、高速运算。

工业4.0时代下工业控制市场前景广阔，催涨MCU需求。根据Prismark统计，2019年全球工业控制的市场规模为2310亿美元，预计至2023年全球工业控制的市场规模将达到2600亿美元，年复合增长率约为3%。根据赛迪智库的数据，2020年中国工业控制市场规模达到2321亿元，同比增长13.1%。2021年市场规模有望达到2600亿元。

MCU市场现被国外厂商主导，国内厂商虽百花齐放，但占比较低，国产替代空间巨大。根据前瞻产业研究院，2019年全球MCU市场主要被微芯、意法半导体、瑞萨、德州仪器、恩智浦等厂商占据，前五大厂商合计市场份额达72.8%。中国MCU市场主要被意法半导体、恩智浦、微芯、瑞萨、英飞凌等厂商占据，前五大厂商合计市场份额达74.42%。

近期MCU市场缺货行情持续，本土MCU产业链有望加速产品的市场拓展，提升产品的价值量或出货量，从而充分受益于MCU市场高涨的应用需求。另一方面，高性能MCU的价量齐升，带来可观的毛利率，驱使更多国内优秀企业进军MCU领域，加快实现国产替代。

国内厂商在工业控制MCU产品方面，销售收入及其占比逐年上升，产品出货量增长显著，国产替代指日可待。

智东西认为，随着我国电动汽车如火如荼的快速发展，在汽车电子上的应用使得MCU芯片未来注定在我国的芯片行业中扮演者一个十分重要的角色。但是，现阶端国产MCU主要还是集中在家电等行业低端应用行业。好消息是，虽然32位MCU是现在的主流，但国内厂商有优势的8位芯片仍然在物联网等行业中有着广泛的应用，在国外巨头的统治下，国产MCU仍然有着不差的生长土壤，假以时日大规模的国产替代也不是不可能。

来源：智东西
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Holtek Enhanced Touch A/D Flash MCU系列新增BS86D20CA，本型号延续BS86D20C的优良抗干扰特性，封装引脚与BS86D20C相容，进一步提升更为丰富的系统资源，如扩充EEPROM至512 Byte、提供高速UART接口、IAP (In-Application Programming)功能等，并具备大电流LED驱动电路具驱动白光LED能力，可提供客户升级的选择。应用上适合需求多键触控键、LED显示、温度测量的应用产品，如：空气炸锅、料理机、电高压锅、养生壶、取暖桌等。

BS86D20CA提供20个触控键，可通过CS (Conductive Susceptibility) 10V动态测试。工作电压1.8V~5.5V，系统资源包含8K×16 Flash ROM、768×8 RAM、3组Timer Module、高精准度±1%参考电压的12-bit ADC、LXT、SPI/I²C接口等。本型号适合当主控MCU，搭配适当电源板即可实现应用产品，Holtek同时提供完整的触控函式库及软硬件开发工具，使客户能快速应用于各式产品。封装提供24-pin SSOP、28-pin SOP/SSOP。

MCU是电子产品的核心部件，对于这个器件的选型一定要慎之又慎，如中途变更MCU，整个电路板就要做个大的手术了。MCU选型时就要综合考虑MCU需要完成的功能，成本，交期，各类端口的数量，存储空间，可移植性，器件等级，功耗，电压等因素。

1、MCU初步筛选

MCU初步筛选是时，最好是软件工程师和硬件工程师以及器件工程师一起讨论，硬件工程师提供所需各类端口的大致数量，产品要实现的功能，应用环境等等。软件工程师根据这些信息选出三四款合适的芯片，然后元器件工程师根据芯片的成本，交期，品质等信息最终选定一款MCU。

在这个过程当中，硬件工程师提供一份各类端口的数量清单，软件工程师需提供一份MCU引脚分配图表，以供硬件工程师使用。

2、普通I/O口

上拉、下拉电阻的选择，通常可以选择1K~1MΩ之间的电阻，封装可以根据产品的尺寸，以及端口的电流值选择0201，0402，0603，或0805的封装。如端口用的是内部上拉或下拉电阻，电阻值通常是几百欧，在低功耗的产品中尽量不要使用。

输入输出电压的高电平通常就是电源电压，低电压通常就是0V。对于输入口来说，如果高低，电压不分明，需做整形后再提供给输入口，输入到输入口的信号电流值不能超过输入口所能承受的电流范围；对于输出口来说，小功率的负载，尽量是选用低电平驱动。一般情况下，负载电流值在10毫安以下的，可以用输出口直接驱动；负载电流值在10毫安到100毫安之间的，需加一级驱动电路；驱动更大功率的负载时，负载与MCU之间去加隔离电路。

3、器件等级

根据产品的类别及其应用环境，选择MCU的等级，工作温度范围。如产品用于汽车类产品，尽可能地使用汽车级芯片，工作温度范围-40度到125度。根据产品销售地，选择认证范围，如CCC认证，UL认证。

4、ADC转换

根据产品的实际需要，选择合适的精度，转换时间。进行模数转换时，去做适度的整形。如输入信号非常微弱，可以对信号进行放大；如输入信号电平与输入端口的电平不匹配，需做电平转换。

5、存储空间

根据产品功能，电路板的尺寸，软件代码的长短，选择合适的存储容量。如需外置存储，软件组需提前说明，以便PCB板预留空间。

随着电子产品复杂度越来越高，扩大存储容量与采用flash存储是大的趋势。扩大存储容量，硬件工程师可以赋予产品更多的附加功能，同时给后续的升级维护带来便利。掉电保护数据和对产品快速编程的需求，以推动产品采用flash存储。flash芯片长期来看，单价会持续下跌的。

6、移植性

如果考虑从旧的平台移植程序过来，就要考虑MCU之间的可移植性。

7、低功耗

越来越多的移动电子产品出现，推动MCU也快速地向低功耗方向发展。低功耗不仅仅是为了省电，更是是为了降低电源模块以及散热模组的成本。随着电流的降低，电磁干扰和热噪声也大幅度地降低了。

上拉下拉电阻也有功耗，如对单一的信号进行上拉或下拉，电流也就是几个微安到几十微安之间，但是对于一个被驱动了的信号进行上拉和下拉，电流能达到几十毫安。
闲置不用的端口，尽量不要悬空。如果悬空，外界的干扰可能在这些端口形成反复的震荡信号，MOS工艺芯片的功耗主要取决于门电路的翻转次数。

8、成本和交期

很多8位和16位及32位MCU，价差已降至将近几美分，需结合产品实际情况选取合适的MCU。

MCU选定后，后续很多新项目也会用这一系列MCU，因此在做MCU选项时一定要调查清楚供应商是否长期生产该系列的芯片，有几家生产工厂。在我们的客户所在地，该供应商是否有强大的售后服务团队。

对MCU进行试验验证，确保产品的低失效率，因为高失效率率意味着更高的成本。调查统计各MCU及其供应商的口碑。

9、其它功能

将更多的其它功能集成到MCU是大的趋势。如DSP功能，上电复位，低电压检测功能。应调查清楚所选这一系列MCU现在及未来可集成哪些功能模块，为后续新产品的设计开发做准备。

对于MCU，在已批量生产后轻易不要做替代动作，MCU的替代需做各种严格的测试验证，成本较高。

2020年下半年，全球汽车市场开始稳步复苏，尤其是中国车市快速复苏，迅速推动了芯片需求大幅增长。与此同时，随着全球半导体的断供浪潮逐渐席卷，MCU缺货严重，从我国汽车芯片的市场金额规模来看，中国汽车用芯片进口率高达95%，根据测算结果，汽车芯片断供风波中，2021年汽车芯片的供应使用量出现了70亿颗的缺口，市场更是出现了55亿美元的缺口。

在当前市场环境下，国产芯片替代已成趋势，顺应市场需求，极海推出工业级增强型APM32F103xC系列MCU芯片，可为汽车市场提供安全可靠的应用解决方案，助力汽车市场稳步发展。

强大处理性能 助力产品高效运行

APM32F103xC基于ARM®Cortex®-M3内核，工作主频96MHz，工作温度覆盖-40℃～+105℃，保障产品在不同温度场景中的稳定运行，满足工业应用需求，为汽车安全稳定性能提供有利保障。

丰富外设资源 支持多样化通信需求

芯片外设资源丰富，拥有双CAN通信接口，符合2.0A/2.0B（主动）规范，通信速率高达1Mbit/s，支持USB和CAN接口同时工作，可有效保证通信的可靠性和实时性；支持多达80个I/O口，可驱动多个显示灯控；内置SPI模块，提供稳定刷新频率，避免显示屏卡屏问题。

支持多种操作系统 满足智能化发展需求

支持睡眠、停机、待机低功耗模式，有效延长电源使用寿命，同时实现节能减排绿色目标；支持ucos、freeRTOS操作系统，可实现多任务处理；内含EMMC模块（包含SMC静态存储控制器、DMC动态存储控制器)，可实现图形化界面设计，精确显示汽车各项实时数据，适应汽车仪表盘智能化发展需求。

每项新应用设计都需要一个单片机或微处理器。当在两者之间选择其一时，需要考虑一些因素。以下是微处理器、单片机的概述和对比。

考虑选择微处理器(MPU)或者单片机(MCU)时，应用类型通常是关键因素。另一方面，最终选择取决于诸如操作系统和内存之类的因素。不过，有时可以将微处理器和单片机内核结合使用，这称作异构架构。

操作系统

对于一些基于Linux或安卓等操作系统的计算机密集型工业和消费类应用，需要大量高速连接或功能范围广泛的用户接口，微处理器就是最佳选择。这是因为大多数单片机都没有操作系统，而只有裸机程序，借助于顺序处理循环和状态机，几乎无需任何人工干预即可运行程序。然而，许多高性能单片机可以支持诸如FreeRTOS之类的实时操作系统(RTOS)，从而以确定性方式实时响应需要硬实时行为的应用程序。

作为具有许多免费软件、广泛硬件支持和不断发展的生态系统的通用操作系统，嵌入式Linux取得了巨大的成功。它的另一个优点就是没有用户或授权许可费用。不过，与嵌入式Linux一起运行的应用程序至少需要300至400 DMIPS(ARM-Dhrystone MIPS)性能，因此较适合使用微处理器。单片机没有足够的计算能力和内存来应付此类应用。

如果是用于复杂或对实时性要求高的控制系统， RTOS则很有用，但至少要配合50 DMIPS的高性能单片机。这比嵌入式Linux所需的性能要求要少得多。传统的RTOS设计精简，因此可以在单片机上运行。针对实时计算硬件时，这是合理的，例如用于车辆的防抱死系统，若响应时间过长会带来致命的后果。即使必须支持大量的功能、中断源和标准通信接口，也建议使用带有RTOS的单片机。

内 存

微处理器与单片机之间的另一个主要区别是，微处理器依赖外部存储器来保存和执行程序，而单片机则依赖嵌入式闪存。在微处理器中，程序通常存储在非易失性存储器中，例如eMMC或串行闪存。在启动过程中，将其加载到外部DRAM中并在此执行启动程序。DRAM和非易失性存储器都可以具有几百兆甚至几千兆字节容量，这意味着微处理器几乎从来不受存储容量限制。但有一个潜在缺点：外部存储器或许会使得PCB布局的设计变得更加复杂。

即使是当前的高性能单片机，例如由意法半导体(STMicroelectronics)生产的STM32H7，最多也仅提供2 MB程序内存，对于许多需要操作系统的应用而言可能不足。由于程序位于片上内存中，因此其优点是执行启动和重置过程的速度明显更快。

计算能力

计算能力是典型的选择因素。不过，在这方面，微处理机与单片机之间的界线变得模糊了。例如，如果你将ARM体系结构视为单片机和微处理器市场中分布最广泛的体系结构之一，这就变得显而易见了。ARM提供了不同的处理器体系结构以满足各种要求：

• Cortex-A提供了最高性能，并且已经针对综合操作系统进行了优化。它们主要部署在功能强大的设备中，比如智能手机或服务器。
• Cortex-M较小，具有更多的片上外设，但是能耗较低，并且针对嵌入式应用进行了优化。

Dhrystone是比较不同处理器性能的测试基准。根据该基准，普通平价单片机具有30 DMIPS，而当前性能最高的单片机(包括嵌入式程序闪存)与这些平价单片机的差距高达1027 DMIPS。相比之下，微处理器的起步点约为1000 DMIPS。

能 耗

单片机在能耗方面表现出色，要比微处理器低很多。尽管微处理器具有节能模式，但其能耗仍然比典型的单片机高得多。而且，微处理器使用外部存储器，因此较难切换到节能模式。对于需要较长的电池运行时间，并且很少使用或没有用户接口的超低功耗应用，单片机是更好的选择，尤其是对于消费类电子产品或智能电表来说。

连接性

大多数单片机和微处理器都配备了所有常规外围设备接口。但是，如果用户需要的是超高速外围设备，在单片机里是找不到例如千兆以太网这种相关接口的。尽管这实际上已成为微处理器中的标准功能单片机。这是十分合理的，因为单片机几乎无法处理这些高速接口所产生的数据量。一个关键问题是：是否有足够的带宽和通道来处理爆发的数据量？

实时表现

当实时性能是最重要的考虑因素时，单片机绝对是首选。凭借处理器内核、嵌入式闪存和软件(RTOS或裸机OS)，单片机可以出色地完成实时任务。因为Cortex-A微处理器使用高性能的流水线，用户可以看到在跳转和中断期间，随着流水线的深度不断增加，延迟时间也随之升高。由于OS与微处理器一起执行多任务，因此很难实现硬实时操作。

系统基础IC

由于电源已经集成在单片机中，因此它们仅需要一个单电平电源。另一方面，微处理器需要许多不同电压的电源来为内核和其它组件供电，所以通常需要一个特殊配置的电源管理IC（即所谓的系统基础芯片）来进行供电管理。

结 语

很难说微处理器或单片机哪个才是更好的选择，但经验法则是，你应该始终权衡各种利弊条件。以下几点可以用作大致指导：

• 单片机非常适合以能耗为主要关注点，且价格较低的移动应用以及具有实时需求的应用。
• 微处理器则非常适合与操作系统一起运行并需要高速接口的密集计算应用。游戏和其他图形密集型应用使用特殊的微处理器进行联网处理。