Microcontroller( 微控制器 又可簡稱 MCU 或μC,也有人稱為單芯片微控制器 (Single Chip Microcontroller),的ROM.RAM .CPU、I/0集合在同一個芯片中,為不同的應用場合做不同組合控制 微控制器在經過這幾年不斷地研究 發展,歷經4位,8位,到現在的 16位及 32位,甚至 64位,產品的成熟度,以及投入廠商之多,應用范圍之廣,真可謂之空前.目前在國外大廠因 開發 較早,產品線廣,所以技術領先,而本廠商則以多功能為產品導向取勝.但不可諱言的 ,本土廠商的價格戰是對外商造成威脅的關鍵因素。
8位已漸成為市場主流;針對 4位 MCU,大部份供貨由于制程的改進,8位MCU 與4位MCU 價差相去無幾,商采接單生產,目前,4位MCU 大部份應用在計算器、車表、車用防盜裝置、呼叫器、無線電話、CDPlayer 、LCD 驅動控制器、 LCD Game 、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計、溫濕度計、遙控器及傻瓜相機等,8位MCU 大部份應用在電表、馬達控制器、電動玩具機、變頻式冷氣機、呼叫器、傳真機、來電辨識器( Caller ID )、電話錄音機、 CRT Display 、鍵盤及 USB 等;16位MCU芯片大部份應用在行動電話、數字相機及攝錄放影機等; 32位MCU 大部份應用在 Modem 、GPS 、PDA 、HPC 、STB 、Hub 、Bridge ,64位MCU 大部份應用在高階工作站、多媒體互Router 、工作站、ISDN電話、激光打印機與彩色傳真機;動系統、高級電視游樂器 (如SEGA 的Dreamcast 及 Nintendo 的GameBoy ) 及高級終端機等。
而在MCU開發方面,以架構而言,可分為兩大主流 :RISC(如HOLTEK HT48XXX 系列)與CISC(如華邦 W78系列)RISC (Reduced Instruction Set Computer)代表超低功耗MCU芯片 的所有指令都是利用一些簡單的指令組成的,簡單的指令代表,MCU的線路可以盡量做到最佳化,而提高執行速率,相對的使得一個指所需的時間減到最。HOLTEK 的HT46XX(A/D MCU 系列)HT47XXR TO F MCU 系列)HT48XX( -般IO MCU 系列)HT49XX(LCD MCU 系列)便是采用 RISC 結構來設計。不管是RISC 或是 CISC(Complex Instruction SetComputer),設計 MCU 的目的便是為人類服務的,對于RISC 來說,因為指會集的精簡,所以許多工作都必須組合簡單的指令,而針對較復雜組合的工作便需要由編譯程序,(compiler) 來執行,而 CISC MCU因為硬件所提供的指令集較多,所以許多工作都能夠以一個或是數個指令來代替,compiler 的工作因而減少許多。
以一個數值運算程序來說,使用CISC 指令集的 低功耗MCU 運算對于一個積分表達式可能只需要十個機器指令而 RISC MCU 在執行相同的程序時,卻因為 CPU 本身不提供浮點數乘法的指令,所以可能需要執行上百個機器指令(但每一個指令可能只需要 CISC 指令十分之一的時間 ),而由程序語言轉換成機器指令的動作是由程序語言的 Compiler 來執行,所以在 RISC MCU 的Compiler 便會較復雜 。因為同樣一個高級語言A=B*C 的運算,在 RISC MCU 轉換為機器指可能有許多種組合,而每一種組合的時間/空間,組合都不盡相同。
所以 RISC 與 CISC 的取舍之間,似平也是 超低功耗MCU硬件架構與軟件 (Compiler) 的平衡之爭,應該沒有絕對優勢的一方,只能說因應不同的需求而有不同的產品,例如工作單純的打印機核心穩定,但單位指令效率較佳的RISC MCU.