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2020年11月13日 星期五

MPU/MCU/Embedded Microprocessor/Embedded Processor名詞定義探討與整理

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在嵌入式系統的技術領域,某些與處理器或控制器相關的名詞因為常被混合使用,所以常使許多人對於這些名詞感到模糊以致觀念不清,所以這裡繼續寫這篇文章來作整理分析探討(過去我曾寫過[6]和[13]這兩篇Blog文章來解釋一些名詞定義上的觀念差異)

許多人可能較不會注意到,STM32系列其實除了MCU(Microcontroller Unit)產品之外,也有出MPU(Microprocessor Unit)系列的產品[1],例如ST公司的這顆STM32MP151A[2],這顆IC裏頭除了有有雙核心(ARM Cortex-A7和一顆ARM Cortex-M4)的CPU Cores (當然其實ARM處理器單元之中其實不只包含CPU core,以Cortex-M為例,還會有一些相較於一般周邊裝置而言與CPU更有緊密關係的周邊如NVIC、Systick timer之類的裝置)之外, 還有一些週邊單元(如I2C、SPI、UART、Ethernet MAC、USB、Camera interface、ADC、DAC等等)

須注意的是,上面提到的這款MPU指的是Embedded Microprocessor,而不是傳統所稱的微處理機/微處理器(General-Purpose Microprocessor),單一顆內部主要內容只有CPU單元的IC,而沒有包含週邊單元,如Z80或8086)[3][4]

在某些對於名詞定義較嚴謹書籍裏頭有這樣較明確的定義和解釋去區分上述所提及的Microprocessor和Microcontroller之間的差異,如台科大電子系教授林銘波或者國外的Muhannad Ali Mazidi或者Sencer Yeralan等人寫的書[7][8][9][10]

關於Embedded Microprocessor(嵌入式微處理器),除了上面提到的STM32MP151A之外,像是國內廠商新唐的NUC980[5][12]或者國外廠商Microchip/Atmel公司的SAM9G20[11]也是同類的產品

而Embedded Microprocessor(嵌入式微處理器)這個詞,有時與Z80/8086這種只有內含CPU的IC被放到嵌入式系統之中作為運算核心的狀況下所稱的Embedded Processor(嵌入式處理器),在名詞方面也會有在某些技術手冊或甚至一些書籍中被混用的狀況

Ref:
[3] Wikipedia -Zilog Z80: File:Z80_arch.svg https://en.wikipedia.org/wiki/Zilog_Z80#/media/File:Z80_arch.svg
[4] Wikipedia - Intel 8086: Intel_8086_block_scheme.svg , https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_8086#/media/File:Intel_8086_block_scheme.svg
[6] 阿良的嵌入式系統技術學習區, "Arduino到底是什麼? MCU又是什麼?", https://jimsun-embedded.blogspot.com/2019/01/arduino-mcu.html
[7] 林銘波, 微算機原理與應用:x86/x64微處理器軟體、硬體、界面與系統 六版 (精裝本), 全華圖書
[8] 林銘波, 8051微算機原理與應用(精裝本), 全華圖書
[9] Muhammad Ali Mazidi, Janice G. Mazidi, Rolin D. McKinlay, The 8051 Microcontroller and Embedded Systems (2nd Edition), Pearson Education Inc.
[10] Sencer Yeralan, Ashutosh Ahluwalia, Programming and Interfacing the 8051 Microcontroller, Addison-Wesley Publishing Company
[11] Microchip 32-BIT ARM-BASED MICROPROCESSORS: SAM9G20, http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/DS60001516A.pdf
[12] 新唐科技(Nuvoton) NUC980 Series Datasheet, https://www.nuvoton.com/resource-files/NUC980_Datasheet_EN_Rev1.0.pdf
[13] 阿良的嵌入式系統技術學習區, "現代計算機系統核心硬體常見平台的分類與簡介概述", https://jimsun-embedded.blogspot.com/2019/11/blog-post_22.html?fbclid=IwAR2-G5oveNJ-esTn7SCrBm_rxnF0IHOSoEorJFGzejbInLd5uBvfrANbilU

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