32位单片机的位数和指令集是关键选择标准

MCU产品型号众多，可以按照位数、存储器结构、指令集和应用领域这四种标准进行分类。

按照位数，通常可将MCU分为4位、8位、16位、32位。位数越高，运算能力越强。

按照存储器结构，MCU可分为冯诺依曼结构和哈佛结构。二者的主要区别为是否将程序指令和数据存储于同一个存储器中。

按照指令集，MCU可分为CISC（复杂指令集架构）和RISC（精简指令集架构）两类。

MCU位数指的是MCU每次处理数据的宽度，或者总线及数据暂存器的宽度。1971年英特尔研制出世界上第一个4位MCU Intel 4004，随着技术的不断发展以及应用场景的多元化，陆续出现8位、16位、32位单片机、甚至64位。目前MCU主要应用在手机、PC外围、遥控器等消费电子，步进马达、机器手臂控制等工业控制和汽车电子等领域。

8位单片机市场地位稳固，32位单片机解决复杂场景问题。据芯知汇数据，2020年中国通用型MCU市场规模占比中，32位占比54%，8位占比43%，4位占比2%，16位占比1%。32位单片机和8位占据市场主流，且未来32位单片机产品占比预计仍将不断提高。MCU的广泛应用源自8位时代，8位MCU具有功耗低、成本低、使用便捷等优点，广泛应用于消费、工业控制、家电和汽车等领域，由于其产品稳定性及高性价比，8位至今仍占据重要地位。16位产品性能不及32位，性价比不如8位MCU，所以市场份额有被挤压的趋势。32位单片机相比16位具有更强的运算能力，可以满足当下大多数嵌入式场景的需求，且目前32位MCU的成本逐渐接近8位MCU，导致32位MCU的市场占比最大。

按照程序指令和数据是否位于相同的存储地址，可将MCU分为冯诺依曼结构和哈佛结构。冯诺依曼结构又称为普林斯顿结构，将程序指令存储器和数据存储器合并在一起，同时存储器与中央处理器分开。哈佛结构将程序指令和数据分开存储，中央处理器首先读取指令存储器中的指令，再读取数据存储器中相应的数据，程序指令和数据指令可以有不同的数据宽度，通常具有较高的执行效率。

CISC和RISC指令集系统是目前主要的两种MCU指令系统。CISC（复杂指令集）的指令格式和指令大小不固定，每条指令按照规范设计为最合适的格式和大小，每条指令执行的时间不一样，以此来追求更强的处理能力。RISC（精简指令集）的指令长度是固定的，并且采取流水线的概念，将处理过程划分为多个阶段，每个时钟周期可以执行一条指令，执行部分并行处理。CISC指令能力强，但CPU复杂度较高，RISC指令较为固定，优化了编译流程。