經(jīng)常被學生好友剛入行的同學問到：老師，單片機到底是MCU還是叫SOC啊？我看網(wǎng)上說法都不一樣，有點懵。今天就聊聊這個話題。
先說結論：它主要是 MCU，但現(xiàn)在越來越像 SoC了
一、MCU
MCU是微控制器單元。關鍵在控制兩個字，單片機設計出來的主要目的，就是為了控制?？刂葡匆聶C的馬達、工廠里的小設備等等。
單片是精髓：它把完成控制這個任務需要的最核心的東西，都集成在一個芯片里了。
目標明確：一個MCU芯片焊到電路板上，加上電源、晶振和幾個必要的元件，它就能獨立干活了。它就是為嵌入式控制而生的。
MCU的特點：高度集成、CPU+內(nèi)存+存儲+豐富外設五臟俱全、為控制而生、成本低功耗低。
二、SoC又是個啥？
SoC叫片上系統(tǒng)。關鍵在系統(tǒng)兩個字，不僅僅是為了控制，目標是在單一芯片上實現(xiàn)一個完整的、更復雜的電子系統(tǒng)的核心功能。
1.集成度更高、更復雜：
它一定包含一個或多個強大的CPU核心，可能是復雜的應用處理器，像手機里的ARM Cortex-A系列。一般包含強大的圖形處理器GPU，用來處理復雜的圖像顯示，比如手機屏幕、智能手表的界面。
有專用的硬件加速模塊，比如處理視頻編解碼、AI運算。集成多種高速、復雜的通信接口，可能還會集成大量的內(nèi)存控制器。它更像把一臺小型電腦的主板上的核心部件CPU、GPU高速接口控制器等待都塞進了一個芯片。
2.需要外部配合：
一個SoC一般不能像MCU那樣簡單焊上就能用。它要搭配外部的大容量內(nèi)存、外部的大容量存儲、更復雜的電源管理系統(tǒng)、多個時鐘源、操作系統(tǒng)來管理這些復雜資源。
應用：智能手機、平板電腦、智能電視、機頂盒、高端智能手表、一些物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關、汽車娛樂系統(tǒng)等等。像手機里的高通驍龍、蘋果A系列、華為麒麟芯片都是SoC，樹莓派的核心芯片也是SoC。
SoC特點：超高集成度、功能特別復雜、面向系統(tǒng)級的應用、需要外部大內(nèi)存、存儲、復雜電源、操作系統(tǒng)支持、性能強功耗相對較高。
三、單片機到底算哪個？
傳統(tǒng)單片機，像51、AVR、PIC、基礎STM32等等，就是純粹的MCU。結構相對簡單，集成度滿足控制的需求，外設圍繞控制任務設計，不用復雜外部元件和操作系統(tǒng)就能跑裸機或是RTOS。
現(xiàn)在的一些高性能、多功能單片機，比如一些帶強大DSP、豐富網(wǎng)絡接口、大內(nèi)存的STM32H7系列、集成了WiFi、藍牙的ESP32-S3。這類芯片就有點模糊了，可以說是MCU級別的SoC。
它們核心還是嵌入式控制。但是為了更復雜的應用像跑點簡單UI、做點音頻處理、跑輕量級Linux，它們集成度更高了，加入了一些原本是屬于SoC的特性，比如更快的CPU、更大的片上RAM、更豐富高速的接口、甚至專用加速器。
不過，它們一般不用像手機SoC那樣搭配超大外部DDR內(nèi)存，不用跑龐大的Android、Linux，整體復雜度和功耗還是低于典型的SoC。
四、做開發(fā)怎么選
選型看需求：你要做個溫濕度計控制個小電機？用個51內(nèi)核的MCU就夠了，實時性強。
你要做個小智能設備，需要連 WiFi、跑個輕量級OS處理點復雜邏輯，ESP32、STM32H7 這類增強型MCU或者MCU級SoC就很合適，在功耗、實時性和功能之間是很好的平衡。
你要做視頻監(jiān)控、跑復雜的用戶界面、需要大量網(wǎng)絡交互，那可能得考慮用能跑Linux的 SoC了。
關注內(nèi)核架構：ARM Cortex-M系列就是為了MCU實時控制設計的。Cortex-A 系列是為應用處理器SoC設計的?？葱酒玫氖裁春诵模揪湍芏ㄎ凰鼘儆谀囊活?。
所以現(xiàn)在可以這么理解：MCU是SoC的一個子集，專門來控制。 MCU現(xiàn)在越來越強大，集成的東西越來越多，越來越像一個系統(tǒng)的核心時，它就慢慢沾上了SoC的邊。但它的根，還是在控制上。
