MCU微控制單元又叫單片微型計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)。MCU就是我們平時(shí)常說(shuō)的單片機(jī)，進(jìn)行嵌入式開(kāi)發(fā)的核心部件，而嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)很廣泛的概念，主要是相對(duì)于計(jì)算機(jī)而言，是一種功耗受限、尺寸受限的特殊類型計(jì)算機(jī)，小到智能手環(huán)、大到智能手機(jī)，都可以統(tǒng)稱為是嵌入式開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。

其實(shí)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)就是一種嵌入式系統(tǒng)，只不過(guò)嵌入式系統(tǒng)不一定要有通信能力，不要求一定要接入網(wǎng)絡(luò)，這是與物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的最大區(qū)別。8051單片機(jī)（MCU）誕生于20世紀(jì)末期，在2000年以前用的最多的單片機(jī)就是Intel 8051系列單片機(jī)，此后51單片機(jī)幾乎是每個(gè)電子類專業(yè)大學(xué)生的必修課程?；?051內(nèi)核的單片機(jī)是8位的處理器，工作頻率相對(duì)較低，其處理能力也非常有限，但在過(guò)去能完全應(yīng)付絕大部分的嵌入式應(yīng)用了。

隨著技術(shù)的進(jìn)步2005年ARM公司正式推出Cortex-M3芯片，Cortex-M3擁有更高處的理能力且價(jià)格比51單片機(jī)還低。目前現(xiàn)在基于Cortex-M系列ARM內(nèi)核的MCU已經(jīng)逐漸在應(yīng)用中取代了51單片機(jī)。

在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是不會(huì)過(guò)時(shí)，而且依舊具有很強(qiáng)大的生命力。

首先說(shuō)明什么是單片機(jī)，單片機(jī)是一類微型控制MCU，是一種芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，包括cup內(nèi)存（memory）、計(jì)數(shù)器（Timer）、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART等各種外設(shè)等等。

根據(jù)其位數(shù)劃分，目前有 4位單片機(jī)、8位、16位、32位，乃至64位。最早還有一位的。

首先4位單片機(jī)，目前已經(jīng)多不常見(jiàn)。但是在我們以為看不到的地方還是在使用，比如吉利剃須刀，家電中用的東芝4位cpu。一般對(duì)大客戶出，中且由于沒(méi)有技術(shù)新鮮感，一般沒(méi)有人關(guān)注。

8位單片機(jī)，是目前最常見(jiàn)的，比如51系列，還有 AVR、pic、飛思卡爾8位系列、nec等公司都有、國(guó)內(nèi)的sst等，其通用性很好，適合十分廣闊的控制領(lǐng)域。

16位單片機(jī)，比較典型的是MSP430，還有飛思卡爾的16位系列

32位單片，目前比較火的stm32。

如果單片機(jī)過(guò)時(shí)，那么什么東西會(huì)替代呢？

（1）高級(jí)微處理器，比如ARM-A系列。也就是現(xiàn)在手機(jī)中比較常用的。這個(gè)被很多人看做最有可能代替單片機(jī)的。

這里加個(gè)注釋，arm嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是一種架構(gòu)，然后廠家使用這個(gè)架構(gòu)開(kāi)始生產(chǎn)自己的產(chǎn)品。ARM在arm11之后分為三個(gè)系列，“A”系列面向尖端的基于虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)和用戶應(yīng)用，現(xiàn)在很多手機(jī)、只能手持設(shè)備都在用。；“R”系列針對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)；“M”系列對(duì)微控制器，也就是單片機(jī)，***新唐公司就在出基于m0的32位單片機(jī)，stm32是基于m3的32位單片機(jī)。

（2）DSP數(shù)字信號(hào)處理

（3）FPGA 可編程的邏輯門電路，這是一種硬件。不是cpu，可以做成cpu。

（4）SoC 系統(tǒng)級(jí)芯片，一般來(lái)說(shuō)，是一個(gè)有專用目標(biāo)的集成電路，比如手機(jī)芯片，包含了cpu，比如Cortex-A8架構(gòu)的，GPU、RAM（運(yùn)行內(nèi)存），Modem（通信模塊），ISP（圖像處理），DSP（數(shù)字信號(hào)處理），Codec（編碼器）等

（5）pc機(jī)cpu

目前單片機(jī)技術(shù)也一直在進(jìn)步，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，是不可能過(guò)時(shí)的

未來(lái)單片機(jī)的市場(chǎng)空間大

單片機(jī)的市場(chǎng)是巨大的。在我們身邊可見(jiàn)的家電、玩具、以及各種儀表、無(wú)線領(lǐng)域、還有電子的開(kāi)關(guān)，汽車電子產(chǎn)品、以及工業(yè)設(shè)備用的各種控制器等等，航空航天系統(tǒng)和國(guó)防軍事、尖端武器等領(lǐng)域，應(yīng)用十分廣泛，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，很多機(jī)械性的東西都繼續(xù)被智能化?？深A(yù)見(jiàn)的未來(lái)，這類產(chǎn)品的需求會(huì)越來(lái)越多，單片機(jī)的市場(chǎng)空間是十分巨大的。

那么未來(lái)單片機(jī)會(huì)不會(huì)被類似手機(jī)芯片Cortex-A系列或者特定的 SOC這類取代呢？

答案是不會(huì)的。

1.單片機(jī)的發(fā)展，足以應(yīng)對(duì)高端需求，32位單片機(jī)逐步在成長(zhǎng)

目前32位單片機(jī)十分火熱，在很多地方能處理更加復(fù)雜的程序，很多地方已經(jīng)開(kāi)始取代8位單片機(jī)。stm32具有很高的性價(jià)比。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，很多場(chǎng)合不僅需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化向電磁化、智能化的轉(zhuǎn)變，而且還要考慮可靠的連接性、安全性和保護(hù)性，所有這些功能的實(shí)現(xiàn)都需要32位mcu，也會(huì)是以后今后物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主流。

所以單片機(jī)自身也會(huì)在逐漸進(jìn)步，在32位mcu中可以跑μClinux、μC/OS-II等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。在開(kāi)發(fā)中也會(huì)更加頂層。

2.基礎(chǔ)產(chǎn)品的需求仍然比較大，8位單片機(jī)依舊需求量很大

（1）基礎(chǔ)領(lǐng)域使用8，成本更低

在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，由于成本和軟件復(fù)雜程度低的優(yōu)勢(shì)，具有更少引腳和存儲(chǔ)的8位單片機(jī)在未來(lái)仍會(huì)吸引市場(chǎng)的注意。未來(lái)也具備很大的增長(zhǎng)空間更適合于單獨(dú)的產(chǎn)品使用。在很大的空間內(nèi)依舊在使用，比如專注與觸摸設(shè)計(jì)的holtek，目前每個(gè)季度出貨量在1000kk，45%被應(yīng)用到電磁爐和抽油煙機(jī)

（2）使用8位單片機(jī)，開(kāi)發(fā)成本低

8位單片機(jī)，其具有非常高的易用性，程序簡(jiǎn)單，調(diào)試時(shí)間短，對(duì)程序員的要求低。開(kāi)發(fā)成本十分低，這也是一個(gè)十分重要的因素

所以現(xiàn)在主流廠家都是8位、32位mcu同時(shí)重視。而且依舊看好8位cpu。以上結(jié)論選自 飛思卡爾、 atmel 、 holtek 、 microchip 、 瑞薩、 笙泉 、宏晶 、上海海爾 等幾家主流單片機(jī)生產(chǎn)商的聲音。microchip在15年時(shí)候明確今后在表示要加大生產(chǎn)力度

3.某些單片機(jī)在一些特殊行業(yè)一直需要被特定需求。

在很多行業(yè)對(duì)程序芯片有特定性要求，比如 放破解、抗干擾、微小、低功耗、實(shí)時(shí)性好等。這類要求在一些大的芯片中就很難做到。因?yàn)楦呶粩?shù)muc或者 arm的Cortex-A更加重視程序功能的增強(qiáng)，而很多mcu廠商一直在重視這種特定性要求。而且高位數(shù)muc或者Cortex-A之類的芯片主要是要跑系統(tǒng)的，然而更加重視抗干擾、 低功耗、實(shí)時(shí)性的應(yīng)用中，最優(yōu)的結(jié)局方案是不跑系統(tǒng)，直接跑程序。

還有一些新功能單片機(jī)也在飛速發(fā)展，比如無(wú)線收發(fā)單片機(jī)。

4. Cortex-A、SoC 之類的芯片的發(fā)展能否取代單片機(jī)？

（1）A的成本大幅下降也無(wú)法取代單片機(jī)

Cortex-A之類的芯片更加關(guān)注的是運(yùn)算性能的提升，在成本方面是根本無(wú)法與大量低端mcu相比的，尤其是在低端應(yīng)用中，很多mcu直接采用OTP的方式，產(chǎn)生的時(shí)候直接把程序燒進(jìn)去，不能更改，SoC 的之類的本來(lái)就是針對(duì)與運(yùn)算，還有一些高端功能集成，成本很難降低，且使用量也無(wú)法與低端mcu相比，故而其關(guān)注點(diǎn)，也并不是成本。

（2）社會(huì)對(duì)智能化的需求越來(lái)越高，反而刺激單片機(jī)的增長(zhǎng)。

剛才已經(jīng)說(shuō)了，在考慮更為互聯(lián)、可視等的智能化的時(shí)候，32位單片機(jī)是會(huì)占據(jù)主要作用的。但是各種常規(guī)的智能確實(shí)更大的部分。比如一個(gè)開(kāi)關(guān)，不需要增加這些功能，一個(gè)電動(dòng)車不需要倒車影像與導(dǎo)航。高智能化的需求并不能減弱低智能化的生產(chǎn)與需求。

在高智能化的生產(chǎn)過(guò)程中，也經(jīng)常采用 高級(jí)智能單片機(jī)+低級(jí)otp單片機(jī)的方式，因?yàn)楦鞣N部件都是從不同的廠商那里獲得，而各種廠商為了增加通用性，是需要拆分功能的。比如洗衣機(jī)，洗衣機(jī)本身的控制芯片不會(huì)改變，增加一個(gè)通訊與另外一個(gè)高智能芯片Cortex-A比如對(duì)話。也是是增加穩(wěn)定性的一種解決方案。不會(huì)因?yàn)閾p壞或者程序跑飛而影響基本使用。

（3）SoC 的系統(tǒng)的高度定制化，很難具有通用性。

soc常常被認(rèn)為是一種單片機(jī)的進(jìn)步方向，這確實(shí)是的，但是這與常規(guī)的單片機(jī)，即微型控制器還是在方向各種偏重，在市場(chǎng)中，soc是為了一個(gè)“統(tǒng)一解決方案”而產(chǎn)生的，比如 手機(jī)芯片、無(wú)人機(jī)芯片、智能電視芯片，等等。其具有高強(qiáng)度的集成化。并不具備通用性，也并不是專注與控制領(lǐng)域。而且由于這種偏向行業(yè)性，所以其不可能有十分有強(qiáng)度的價(jià)格下降。

（4） Cortex-A增加一些外部設(shè)備做成集成芯片

有一些控制設(shè)備，需要增加更多的智能化，比如原來(lái)自動(dòng)運(yùn)行的機(jī)械臂，本來(lái)需要一系列的單片機(jī)就可以，現(xiàn)在需要增加可視化與聯(lián)網(wǎng)控制等等，有兩種方案可以選擇，一種就是可視化，聯(lián)網(wǎng)之類的功能單獨(dú)的設(shè)備來(lái)完成，無(wú)論是Cortex-A類的，還是pc電腦類的。通過(guò)通訊協(xié)議與原來(lái)單片機(jī)互聯(lián)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)就是開(kāi)發(fā)成本，以及設(shè)備的安全穩(wěn)定新。

第二種方式，就是講控制模塊集成到 Cortex-A的cpu中去，直接通過(guò)集成芯片來(lái)控制設(shè)備。如果能夠具有很強(qiáng)的通用性，那么數(shù)量就會(huì)龐大，價(jià)格就會(huì)降低。

但是我要說(shuō)的是——那么這不就是 Cortex-R么？一個(gè)32位單片機(jī)么？

所以單片機(jī)在可見(jiàn)的未來(lái)依舊具有很強(qiáng)的應(yīng)用前途。高智能單片機(jī)會(huì)有所發(fā)展，而低功能、高性能單片機(jī)也已經(jīng)會(huì)占據(jù)很大的市場(chǎng)。