微处理器和微控制器的区别:引脚数和处理能力

我过去对烘焙所需的黄油和人造黄油一无所知。两个颜色差不多，我想可以用一个来代替另一个。当我妈妈尝试她最新的烘焙食谱时，我买了人造黄油而不是黄油，这让我尝到了甜头。

几年后，我开始设计我的第一个PCB项目。谢天谢地，我一直牢记着微处理器和微控制器之间的区别，否则我的第一份工作就会搞砸。如果你还是搞不清这两者，继续读下去，你会有更好的答案。

什么是微处理器和微控制器

大多数非pcb设计人员都熟悉微处理器这个术语。驱动个人电脑的是半导体芯片。提到微处理器和像英特尔或AMD这样的品牌就会跃入脑海。微处理器是一种单片中央处理器，主要执行程序指令。

同时，术语微控制器指的是一种专用芯片，它包含处理器单元、内存模块、通信和外围控制。微控制器通常在消费电子产品如洗衣机、遥控器等，也广泛应用于工业应用中。

微处理器与微控制器的基本区别

下面你会发现微处理器和微控制器之间的区别。

体系结构

除了微处理器和微控制器都是半导体之外，它们之间的差别实在是太大了。如前所述，微处理器是一个纯粹的中央处理器。它在IC中没有任何RAM或EEPROM，而是使用系统总线连接外部存储器、外设控制和通信接口。

相反，微控制器有不同的型号，它们具有不同大小的Flash、RAM、连接、特殊功能外设和I/O端口。用于汽车应用的微控制器与用于无线通信的微控制器可能具有非常不同的规格。

微处理器通过系统总线从连接到它的RAM执行指令，而微控制器通常使用其内部Flash来执行代码。因此，微处理器在代码执行中占有优势，因为RAM的读取周期通常更快。

速度

在处理速度方面，微处理器优于微控制器。微处理器的工作频率为数百兆赫或千兆赫，而微控制器的工作频率通常为几十兆赫。速度上的明显差异使微处理器成为数据处理应用的理想选择。

权力

微处理器比微控制器消耗更多的能量。微控制器通常具有省电能力，使其能够在低功耗或休眠模式下运行。这些特性在微处理器中是不可用的。此外，运行速度越快，微处理器的功耗越高。

复杂性

由于微控制器在单个IC中封装了必要的内存和外设模块，创建功能应用的电路设计通常不那么复杂。完成电路所需的元件最少。

微处理器是裸露的中央处理单元，需要与存储芯片、通信模块、I/ o和计时器连接。一个系统总线，不管是16位、32位还是64位，都会占用PCB上相当大的空间。这将导致布局占用更大的空间。

微处理器vs微控制器:你设计的正确选择是什么?

微处理器和微控制器都是为不同类型的应用程序服务的。微处理器具有较高的处理能力，用于图形控制、主板或密集数据处理系统等应用。微控制器的目标是紧凑或特定的解决方案，如音乐播放器，无人机或机器人应用。

不管你的选择是什么，微处理器和微控制器都有各自的设计挑战。微处理器通常有大量的引脚计数，由大量的引脚组成系统总线。您需要确保数据和地址总线的路由长度相等，以防止计时问题。

微处理器用于图形处理器。

如果您使用的是微控制器，那么您将关心如何在紧凑的PCB上可靠地运行混合信号。这意味着确保模拟通道的信号完整性，同时确保数字信号不会将噪声耦合到相邻组件。

当然，微处理器和微控制器都要求最好的PCB设计实践作为一个整体。用适当的PCB设计软件，你的设计任务就会简单得多。利用强大的布局工具，如OrCAD将确保您的设计被放置和布局的要求，并为您的生产团队提供最终选择。

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