MCU，麻雀虽小五脏俱全

MCU(Micro control unit) 也即微控制器,国内形象的称之为单片机，是伴随着集成电路同步发展起来的一个产品分支，自从20世纪70年代中期，由Intel公司首先推出4bit微处理器以来，已历经8bit，16bit，32bit等多个发展代次，至今已有采用多核架构的32bit MCU产品，拥有强悍的整数和浮点运算能力，具备640KB的eFlash和320KB的SRAM，高达300MHz的主频以及600MHz的DSP工作频率。可以说现在的小小一片芯片的运算能力已经远远超过当年超大型机的运算能力!

不同于其他类型的电子元器件，MCU从诞生之初，就是以一个完整系统的面貌出现，以丰富的外设见长。随着几十年的发展，不断丰富和拓展自己的外设

MCU内部的外设一般包括：串口控制模块，SPI模块，I2C模块，A/D模块，PWM模块，CAN模块，SRAM, eNVM，比较器模块，等等，它们都集成在MCU内部，有相对应的内部控制寄存器，可通过指令直接控制。

随着MCU在各个应用领域的广泛应用，外设也不断丰富, 现已包含了各类高速通讯接口如USB1.1/2.0/3.0接口，MIPI接口等，面向有线网络的以太网接口，还有包含LCD屏的驱动和控制接口，Touch pad/panel的接口，一些传感器的专用接口，面向无线应用的蓝牙，Sub-GHz等射频外设等。

在内核方面，除了8051,6502等内核外，32bit的MCU主要采用ARM的cortex-M系列。也有大量的MCU采用RISC内核。同时由于计算量不断增加以及功能不断强化，市场上也出现了多核MCU，集成有多个内核，包含DSP等内核可以对浮点运算提供更快的速度。随着AI的发展和普及，未来的MCU中也会集成一定规模的AI硬件加速模块，面向边缘计算，提供强大的硬件支持。

随着物联网的发展和广泛应用，用户对数据安全也越来越关注，使得MCU中也集成了硬件加密模块，支持各类加密算法。而MCU本身也发展出了数据安全架构，保证从内到外的数据安全。

基于MCU性能和外设的不断强化，已经可以运行复杂的片上操作系统。有别于PC的操作系统，MCU的操作系统更精简和轻量化，同时更加强调实时性。使得MCU的控制更加精准，满足实时性要求高的应用需求，如各类工业、电机等产品的应用。

MCU的主要应用市场

作为嵌入式电子应用领域不可或缺的核心部件，MCU开发的各种嵌入式应用也不断拓展，PC、网络通信、工业控制、汽车电子、消费电子、金融电子、政府身份认证都离不开MCU。

根据市场研究公司IHS表示，针对连网汽车、可穿戴电子设备、建筑物自动化以及其他有关物联网(IoT)应用的全球微控制器(MCU)市场预计将以11%的复合年成长率(CAGR)成长，从2014年的17亿美元增加到2019年时达到28亿美元的市场规模。

2017年，国内MCU市场已达403.2亿元，同比增长达12%，据预测，随着中国大陆汽车电子和物联网领域的快速发展，对MCU的需求将越来越大，国内MCU市场将保持12%左右的增速高速增长。

由于国内MCU产品主要面向中低端应用，技术和市场竞争力都不高，与国外厂商差距明显。