MCU和MPU

1. 是什么

CPU（Central Processing Unit，中央处理器）发展出来三个分枝，一个是DSP（Digital Signal Processing/Processor，数字信号处理），另外两个是MCU（Micro Control Unit，微控制器单元）和MPU（Micro Processor Unit，微处理器单元）。

*********************单片机属于微控制器，也就是MCU********************************

*******************像ARM9，ARM11，A8，A9就是MPU*******************************

2. 异同

嵌入式MCU单片机集成了嵌入式系统工作所需的逻辑计算内核cpu，存储数据/代码的RAM，EEPROM和Flash，内部互联总线—Crossbar、AMBA(APB、AHB以及AXI bus)，定时器资源、中断控制器(INTC，通用GPIO，ADC、DAC和ACMP，段码LCD控制器、TFT LCD控制器，通信接口/控制器—IIC、SPI、USART、CAN等；

当然，MPU中也会集成很多嵌入式系统工作所需的大部分片上外设，但因为其计算单元CPU内核运行速度非常快，所以其一般不会再片内集成系统工作所需的RAM和Flash存储器，而是集成SDR/DDR2/3/4等外部SRAM扩展接口和NAND/NOR Flash扩展接口，用户设计基于MPU的硬件系统时还需选择合适的SRAM和外部Flash才可以保证系统正常工作。

相比较于MCU来说MPU多了两个部件， CACHE与MMU。

CACHE和MMU

1. 是什么

CACHE：高速缓存，是硬件。

MMU：memory management unit，称为内存管理单元，是硬件。

物理地址：（英语：physical address），也叫实地址（real address）、二进制地址（binary address），它是在地址总线上，以电子形式存在的，使得数据总线可以访问主存的某个特定存储单元的内存地址。

虚拟地址：虚拟地址是相对于物理地址来说的。虚拟地址的提出，主要是为了解决在操作系统中，多线程内存地址重复，大进程在小内存运行等问题，在32位系统中，虚拟地址空间中有4G，在操作系统中程序中使用的都是虚拟地址

2. 特点，功能

2.1 Cache

Cache存储器：电脑中为高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器DRAM（Dynamic Random Access Memory）之间，规模较小，但速度很高的存储器，通常由SRAM（Static Random Access Memory静态存储器）组成。

就是因为处理器速度相对于内存速度，差距太大，所以就引入了CACHE。

而cache经常与写缓冲器（write buffer）一起使用，使用writer buffer的目的是，将处理器和cache从较慢的对主存的写操作中脱离出来。

当CPU 要访问 cache 时， CPU 送来主存地址，放到主存地址寄存器中。然后通过地址变换部件把主存地址中的块号 B 变成 cache 的块号b，并放到 cache 地址寄存器当中。同时将主存地址中的块内地址 W 直接作为 cache 的块内地址 w装入到 cache 地址寄存器中。如果地址变换成功（通常称为 cache 命中），就用得到的 cache 地址去访问 cache，从 cache 中取出数据送到 CPU 中。如果地址变换不成功，则产生 cache 失效信息，并且接着使用主存地址直接去访问主存储器。
工作原理：
1.程序要读取内存中地址A数据，然后程序首先以地址A查找Cache，一开始Cache无数据，导致“cache miss”。

2.程序以地址A查找内存，读取数据后，把数据填入cache，称为”cache fill“。

3.程序再次读取内存中A地址数据，这次直接以地址A查找cache，读取数据后直接返回给CPU，不用再去操作内存。

4.重复步骤1，周而复始，直到把cache填满（cache容量一般很小）。此时CPU再访问，就要发生cache替换，即把一些数据替换出去，填充新数据。