什么是 MPU？

  MPU（微处理单元）是一种根据程序执行数值和逻辑计算的半导体设备。

又称微处理器，在计算机中起着核心作用。计算机刚开发时，半导体技术仅限于在单个芯片上集成几千个晶体管，但最近已能够集成十亿个晶体管，并且 MPU 中集成的功能增加为使设备更小、更轻、更节能做出了巨大贡献。

MPU的应用

所有计算机都有一个 MPU。计算机的核心部分由MPU，以及内存、SSD、HDD等存储设备，以及键盘、鼠标、显示器、音箱等输入输出设备组成。

如今的设备除了标配连接互联网的接口外，还可能配备用于图形处理的GPU（Graphics Processing Unit）和用于AI处理的矢量处理器，还用于3DCG和各类识别。

与 MPU 类似的设备是MCU （微控制单元）。 MPU 主要用于计算机等通用产品，而 MCU 则用于 AV 设备、工业设备、汽车等家用电器，并且仅用于控制设备等有限的用途。

近年来，随着越来越多的产品在智能手机等用途有限的设备上运行用户程序，MPU和MCU之间的界限变得越来越模糊。

MPU原理

MPU 包含一个中央处理单元 (CPU)，它处理从内存读取的指令和数据。它还具有内置的内存管理单元，可在程序看到的逻辑地址和硬件看到的物理地址之间进行转换，并具有内置的高速缓存，以加快内存访问并减少程序处理时间。

整个 MPU 依靠内部时钟发生器产生的时钟运行。一些 MPU 的时钟速度高达数 GHz，每秒可以执行数十亿次计算。

MPU的处理结果还被发送到显示器、扬声器、打印机等输出设备，并控制各设备的运行。

MPU 的类型

根据 MPU 架构，MPU 大致可分为两种类型：CISC 和 RISC。架构代表一种设计理念，具体来说是一套指令集。

指令集是MPU直接读取的一组指令，用0和1表示。普通编程使用所谓的高级语言，通过OS编译器转换成以0/1表示的指令集，由MPU执行。

1.CISC

CISC（复杂指令集）是一种通过一条指令执行一系列复杂过程的方法。它是一种旨在通过使用尽可能少的指令完成处理来提高微控制器性能的操作方法。

有些指令执行的操作比较简单，这种情况下指令的位长就缩短了，这种指令集称为变长指令集，可以使程序的大小更加紧凑。因此，它通常用于控制目的，其中仅将预定的程序写入内置 ROM 并进行处理。

2. RISC

RISC（精简指令集）是一种每条指令仅执行简单过程的系统，这使得每条指令的执行速度更快。该方法通过增加时钟的工作频率和更频繁地执行指令来提高微控制器的性能。在RISC中，指令的位长是固定的，也称为定长指令集，适用于计算机等通用用途。

虽然不如上述两种类型常见，但也有一类称为 VLIW（超长指令字）的 MPU，其指令长度为 128 位或更长，可以高速同时执行多条指令。