32位單片機的位數和指令集是關鍵選擇標準

MCU產品型號眾多，可以按照位數、存儲器結構、指令集和應用領域這四種標準進行分類。

按照位數，通常可將MCU分為4位、8位、16位、32位。位數越高，運算能力越強。

按照存儲器結構，MCU可分為馮諾依曼結構和哈佛結構。二者的主要區別為是否將程序指令和數據存儲于同一個存儲器中。

按照指令集，MCU可分為CISC（復雜指令集架構）和RISC（精簡指令集架構）兩類。

MCU位數指的是MCU每次處理數據的寬度，或者總線及數據暫存器的寬度。1971年英特爾研制出世界上第一個4位MCU Intel 4004，隨著技術的不斷發展以及應用場景的多元化，陸續出現8位、16位、32位單片機、甚至64位。目前MCU主要應用在手機、PC外圍、遙控器等消費電子，步進馬達、機器手臂控制等工業控制和汽車電子等領域。

8位單片機市場地位穩固，32位單片機解決復雜場景問題。據芯知匯數據，2020年中國通用型MCU市場規模占比中，32位占比54%，8位占比43%，4位占比2%，16位占比1%。32位單片機和8位占據市場主流，且未來32位單片機產品占比預計仍將不斷提高。MCU的廣泛應用源自8位時代，8位MCU具有功耗低、成本低、使用便捷等優點，廣泛應用于消費、工業控制、家電和汽車等領域，由于其產品穩定性及高性價比，8位至今仍占據重要地位。16位產品性能不及32位，性價比不如8位MCU，所以市場份額有被擠壓的趨勢。32位單片機相比16位具有更強的運算能力，可以滿足當下大多數嵌入式場景的需求，且目前32位MCU的成本逐漸接近8位MCU，導致32位MCU的市場占比最大。

按照程序指令和數據是否位于相同的存儲地址，可將MCU分為馮諾依曼結構和哈佛結構。馮諾依曼結構又稱為普林斯頓結構，將程序指令存儲器和數據存儲器合并在一起，同時存儲器與中央處理器分開。哈佛結構將程序指令和數據分開存儲，中央處理器首先讀取指令存儲器中的指令，再讀取數據存儲器中相應的數據，程序指令和數據指令可以有不同的數據寬度，通常具有較高的執行效率。

CISC和RISC指令集系統是目前主要的兩種MCU指令系統。CISC（復雜指令集）的指令格式和指令大小不固定，每條指令按照規范設計為最合適的格式和大小，每條指令執行的時間不一樣，以此來追求更強的處理能力。RISC（精簡指令集）的指令長度是固定的，并且采取流水線的概念，將處理過程劃分為多個階段，每個時鐘周期可以執行一條指令，執行部分并行處理。CISC指令能力強，但CPU復雜度較高，RISC指令較為固定，優化了編譯流程。