MCU，中文簡(jiǎn)稱單片機(jī)。即將CPU、存儲(chǔ)器（RAM和ROM）、多種I/O接口等集成在一片芯片上，形成的芯片級(jí)計(jì)算機(jī)。

CPU：包括運(yùn)算器、控制器和寄存器組。是MCU內(nèi)部的核心部件，由運(yùn)算部件和控制部件兩大部分組成。

前者能完成數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳送操作，后者是按一定時(shí)序協(xié)調(diào)工作，是分析和執(zhí)行指令的部件。

存儲(chǔ)器：包括ROM和RAM。ROM程序存儲(chǔ)器，MCU的工作是按事先編制好的程序一條條循序執(zhí)行的，ROM程序存儲(chǔ)器即用來存放已編的程序(系統(tǒng)程序由制造廠家編制和寫入)。

存儲(chǔ)數(shù)據(jù)掉電后不消失。ROM又分為片內(nèi)存儲(chǔ)器和片外(擴(kuò)展)存儲(chǔ)器兩種。

RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，在程序運(yùn)行過程中可以隨時(shí)寫入數(shù)據(jù)，又可以隨時(shí)讀出數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在掉電后不能保持。RAM也分為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外(擴(kuò)展)存儲(chǔ)器兩種。

I/O接口：與外部輸入、輸出(電路)設(shè)備相連接。PO/P1/P2/P3等數(shù)字I/O接口，內(nèi)部電路含端口鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器等電路。

物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)興起，是MCU發(fā)展的一大驅(qū)動(dòng)力。比如醫(yī)療電子用品、個(gè)人健康監(jiān)測(cè)產(chǎn)品等都需要低功耗、長時(shí)間使用、無線通信的產(chǎn)品，然而這些都必須倚賴MCU來實(shí)現(xiàn)。

MCU作為物聯(lián)網(wǎng)的核心零組件，無論在市場(chǎng)規(guī)模，還是技術(shù)要求上都得到了進(jìn)一步的發(fā)展。

32bit MCU成主流

早期MCU架構(gòu)多是8位為主(例如Intel8051系列、AtmelAT8/TS8系列、LabsEFM8系列等)，且整合開發(fā)環(huán)境(IDE)也是以8位為主。

隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代任務(wù)的復(fù)雜化，對(duì)計(jì)算能力越來越高促使MCU開始邁向16或32位來設(shè)計(jì)，與此同時(shí)相關(guān)的軟件開發(fā)環(huán)境也提升到32位，甚至做到可以向下兼容，讓開發(fā)環(huán)境不受限于硬件，以提供更具彈性的開發(fā)空間。

低功耗成核心競(jìng)爭(zhēng)力

當(dāng)前市面上各種移動(dòng)電子產(chǎn)品最令人詬病的一點(diǎn)莫過于需要頻繁充電，各家智能手機(jī)/手環(huán)廠商都在努力的降低功耗，提升續(xù)航能力。

功耗的限制使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)許多功能被犧牲。而對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)世界里數(shù)量更為龐大的無線傳感節(jié)點(diǎn)，功耗和續(xù)航時(shí)間更是直接關(guān)系到產(chǎn)品的可行性。

比如在散布在橋梁或者隧道中用于檢測(cè)位移形變的傳感器節(jié)點(diǎn)，數(shù)量龐大且只能依靠電池供電，要求電池續(xù)航時(shí)間通常達(dá)十年以上，這對(duì)MCU的功耗提出了非常苛刻的要求。

而如何在低功耗的前提下又能實(shí)現(xiàn)較高的運(yùn)算能力，成為擺在MCU廠商面前的一道難題。目前幾乎所有的主流廠商都瞄準(zhǔn)了這一市場(chǎng)需求，紛紛推出各自的超低功耗MCU。

高整合度 MCU+成趨勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)最理想的要求是智能化，即能夠通過傳感器感知外界信息，通過處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，通過無線通訊模塊發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。

因此，集成傳感器+MCU+無線模塊的方案始終是各MCU廠商的追求。更有甚者，對(duì)于一些相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)整合的傳感器類型，如觸摸屏控制器、加速度計(jì)、陀螺儀等，某些技術(shù)實(shí)力強(qiáng)大的廠商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與MCU整合的單芯片SOC/SIP。

當(dāng)然由于傳感器和無線通訊技術(shù)的多樣性，以及工藝技術(shù)上的差異，一味的SIP或SOC整合可能并不一定是明智之舉（如氣體傳感器、溫濕度傳感器整合方案就較為困難）,但廠商提供MCU+的整體解決方案已經(jīng)成為毫無疑問的必然趨勢(shì)。

市場(chǎng)現(xiàn)狀

2015年開始，為爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額，布局強(qiáng)勁增長的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，MCU主要廠商之間發(fā)生了數(shù)起大規(guī)模并購。

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)ICInsights的統(tǒng)計(jì)，從收購?fù)瓿珊喜⒑蟮匿N售數(shù)據(jù)看，NXP、Microchip和Cypress2016年MCU產(chǎn)品線銷售額同比大幅增長，排名也相應(yīng)上升。

未進(jìn)行大規(guī)模收購的MCU廠商則表現(xiàn)平平，只有個(gè)位數(shù)的增長，比如ST和TI，有的出現(xiàn)了大幅下降，比如Samsung。

從上圖我們還看到，8大MCU廠商全球市場(chǎng)份額合計(jì)達(dá)到了88%，這也就是說除了幾大MCU外，小的MCU公司市場(chǎng)份額非常小。

ICInsights研究報(bào)告說，MCU市場(chǎng)將于2020年達(dá)到高峰，銷售額達(dá)到209億美元，銷售267億顆芯片。

針對(duì)這樣的市場(chǎng)形勢(shì)，ST給自己定下目標(biāo)是2020年銷售額將到達(dá)40億美元，從目前市場(chǎng)10%份額增長到20%分額。yxw