1 ? MCU的基本结构

组成MCU的几个主要组件包括：

（1）中央处置惩罚器（CPU）

CPU是单片机的大脑
。它由算术逻辑单位(ALU)和控制单位(CU)组成
。CPU读取、解码和执行指令以执行算术、逻辑和数据传输操作
。

（2）存储单位

任何盘算系统都需要两种类型的存储器：程序存储器和数据存储器
。程序存储器，顾名思义，包括程序，即要由CPU执行的指令
。另一方面，数据存储器需要在执行指令时存储暂时数据
。通常，程序存储器是只读存储器（ROM），数据存储器是随机存取存储器（RAM）
。

（3）输入/输出端口

单片机与外部天下的接口由输入/输出端口（I/O端口）提供
？亍⒓痰仁淙胱氨敢远进制数据的形式从用户向CPU提供信息
。CPU在吸收到来自输入装备的数据后，执行适当的指令并通过LED、显示器、打印机等输出装备做出响应
。

（4）准时器/计数器

单片机的主要组件之一是准时器和计数器
。它们提供时间延迟和计数外部事务的操作
。别的，准时器和计数器可以提供函数天生、脉宽调制、时钟控制等
。

（5）总线

单片机的另一个主要组件，但很少讲到，它就是系统总线
。系统总线是一组毗连线，将CPU与其他外围装备（如内存、I/O端口和其他支持组件）毗连起来
。

2 ? MCU的事情原理

MCU的事情原理是逐条执行预存指令的历程，差别类型的单片机有差别的指令系统
。为了让一个单片功效自动完成某项详细使命，必需将所要解决的问题编成一系列的指令，并且这些指令必需是由一个单独的函数来识别和执行的，这样一系列指令的荟萃就酿成了程序，这些程序需要预先贮保存有存储能力的存储器中，也就是我们常说的内存
。

由于程序是按顺序执行的，因此程序中的指令也是一条条地存储，MCU在执行程序时要将这些指令逐个提取并执行，必需拥有能够跟踪指令所在存储单位的功效，这个部分就是程序计数器PC(包括CPU在内)，当程序最先运行时，PC将会被分派到程序中每一条指令的存储单位，并逐一执行该项指令，PC中的内容自动增添，增添量由这个指令长度决议，每一条都指向下一条指令的起始地点，包管指令顺序执行
。

内核架构是影响MCU性能的一个要害要素，更优异的运算单位需要更先进的内核架构
。十几年前，各大MCU厂商均接纳各自的内核，如瑞萨接纳RX内核，飞思卡尔接纳PowerPC，微芯接纳PIC，Atmel接纳AVR
。随着ARM推出Cortex-M架构并开展了奇异的开创IP授权的模式，以其软件代码的共享和高兼容性、高密度指令集等特点，现已逐步占有主导职位
。

3 ? 车规MCU的种类

车规MCU按位数可分为8位、16位和32位
。位数即MCU单次处置惩罚数据宽度，位数越高，MCU性能越强
。

8位MCU本钱/功耗低，便于开发，性能可知足大部分场景需要，普遍应用于基础功效如电扇、雨刷、天窗，座椅控制等领域
。32位MCU运算能力更强，能知足高速处置惩罚的需求，多用于解决重大场景问题，如汽车智能座舱、车身控制、辅助驾驶，行车清静系统等领域
。32位的CPU内核以ARM为主流架构，由于CPU指令集重大，软件开举事度较高，单价一样平常数倍于8位MCU，因而也有较高的研发壁垒
。

随着汽车智能化水平的一直增添，车规级MCU将向多功效集成、高算力及超低功耗偏向生长，且使用数目也会随之增添
。同时，未来智能汽车中大宗使用的车载传感器、车载摄像头，也需要高性能的MCU来做模拟数据的运算处置惩罚与驱动控制
。因此，在未来更高阶自动驾驶品级的汽车中，加以多传感器融合的大趋势下，总线宽度32位以致64位高算力车规级MCU将成为主流产品，而8/16位中低端MCU则会被更高制程的SOC所集成，失去增添动力
。

2 ?  更高集成度

由于集成更多功效，主控芯片的算力要求会指数上升，部分MCU会和GPU，DSP，NPU和AI处置惩罚单位等差别类型芯片配合被集成到SoC(系统级芯片)上
。SoC是MCU集成度更高的效果，其功效更重大，资源使用效率更高，可胜任如无人驾驶和智能座舱等需要高算力的场景
。

3 ?  更高开放度

由于ARM内核IP授权费高昂(芯片售价的2%-15%)，许多厂商已最先基于开源的RISC-V内核开发MCU，如瑞萨，英特尔，兆易立异等
。RISC-V不但完全免费开源，还具有低功耗，指令集精简，设计编译简朴，支持？榛涂赏卣沟鹊奶氐，这和车规级MCU场景碎片化，功效？榛奶氐闶制鹾
。