【DAY29】嵌入式系统基础概念总结

一、CPU......

最小系统:能够使51单片机工作所需最少器件

(电源、晶振、复位)

1.CPU

中央处理器(Central Processing Unit)

完成数据运算

2.MCU

微控制器(Micro controller Unit)

功能:集成了 CPU + 内存 (少量) + 外设。

特点:集成度高、成本低、简单控制领域

3.MPU

微处理器(Micro processor Unit)

功能:仅包含 CPU 核心,需要外接内存、外设、存储才能工作。

特点:集成度低,成本高,需要外接功能模块

4.GPU

图像处理单元(Graphics Processing Unit)

功能:图像、视频处理

5.NPU

神经网络处理器(Neural Processing Unit)

功能:AI推理

6.FPU

浮点运算单元(Floating Point Unit)

功能:CPU 的子模块,负责处理小数运算(没有 FPU 的 CPU 只能算整数)

缩写 全称 核心含义 & 通俗解释 典型应用场景
CPU Central Processing Unit 中央处理器,通用计算核心,负责执行指令、统筹全局 所有电子设备的 "大脑"(电脑、手机、单片机)
MCU Microcontroller Unit 微控制器,集成了 CPU + 内存 (少量) + 外设 (GPIO/UART 等) + 存储 的单片芯片,主打 "控制" 智能家居、传感器、小家电(比如空调遥控器)
MPU Microprocessor Unit 微处理器,仅包含 CPU 核心,需要外接内存、外设、存储才能工作 早期电脑、简单工控板
GPU Graphics Processing Unit 图形处理器,擅长并行计算,主打图像 / 视频处理 显卡、手机屏幕渲染、游戏
NPU Neural Processing Unit 神经网络处理器,专为 AI 算法优化 手机人脸识别、智能摄像头、自动驾驶
FPU Floating Point Unit 浮点运算单元,CPU 的子模块,负责处理小数运算(没有 FPU 的 CPU 只能算整数) 需要精准计算的场景(比如传感器数据校准)
SOC System on Chip 片上系统,高度集成(CPU+GPU+NPU + 内存控制器 + 外设等),是 "超级集成芯片" 手机、平板、高端嵌入式设备(比如树莓派)

7.SOC

片上系统(System on Chip)

功能:(CPU+GPU+NPU + 内存控制器 + 外设等),是 "超级集成芯片"

二、RAM和ROM

1.RAM

随机访问内存(random access memory)

cpu访问变量地址,变量地址随机

2.ROM

只读存储器------程序运行期间只读

存放单片机程序、代码、指令

3.区别

RAM(随机存取存储器) ROM(只读存储器)
掉电数据 丢失(易失性) 保留(非易失性)
读写速度 极快 较慢(部分 ROM 仅能读)
读写权限 可读可写 出厂写入后,普通场景只读(比如单片机的 Flash 属于可擦写 ROM)
核心用途 运行时临时存储数据(比如程序运行的变量、缓存) 永久存储程序、固件、常量(比如单片机的程序烧录到 ROM 里)
通俗例子 电脑的内存条、手机的运行内存(8G/12G) 电脑的硬盘、手机的存储(128G/256G)、单片机的 Flash

外存 -> 内存 -> CPU

CPU -> 内存-> 外存

三、外设寄存器

寄存器是芯片内部的一小块高速存储单元,外设寄存器就是 "专门用来控制外设(比如 GPIO、UART、LED)的寄存器"

能够操作硬件,有固定地址

四、LED操作的寄存器

AT89C51:P2寄存器

五、GPIO

GPIO(General Purpose Input/Output)

通用输入输出口,是单片机 / 芯片对外的 "通用接口引脚"。

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