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MCU需要字节对齐，主要是为了适应硬件架构的限制、提升数据访问效率，并确保系统稳定性和兼容性。‌

硬件架构限制

许多MCU的处理器（如ARM Cortex-M系列）在访问特定数据类型时，要求地址必须是数据大小的整数倍。例如，访问一个4字节的32位整数时，地址应为4的倍数（如0x0000、0x0004）。如果访问未对齐的地址（如0x0001），可能触发硬件异常（如HardFault），导致程序崩溃。‌ 这种限制源于总线设计：对齐访问允许处理器通过单个总线周期完成读写，而非对齐访问则可能需要多次周期拼接数据，增加复杂性。‌

性能优化

对齐访问能显著提高数据读写效率。现代MCU的总线通常以固定宽度（如4字节或8字节）传输数据，对齐访问可确保单次总线周期完成操作，避免额外开销。例如，未对齐的32位数据访问可能需要两次总线周期（如从0x1000和0x1004读取），再软件拼接，这会降低带宽并增加延迟。‌ 在嵌入式系统中，频繁的数据操作（如外设寄存器访问）对效率敏感，对齐能减少CPU等待时间，提升实时性能。‌

系统稳定性和兼容性

对齐规则有助于避免跨平台问题。不同架构（如x86允许非对齐访问，而ARM严格要求对齐）对内存处理方式不同，未对齐访问在某些MCU上可能直接失败，导致数据紊乱或不可预测行为。‌ 此外，结构体或数据结构的对齐规则（如成员对齐和整体大小填充）确保了在数组或外设映射场景下的正确性，例如外设寄存器通常要求4字节对齐，否则访问会出错。‌

实际应用中的考虑：‌ 在嵌入式编程中，编译器通常默认按自然对齐（如int类型4字节对齐），但开发者需注意平台差异（如Windows默认8字节对齐，Linux默认4字节）。‌ 通过结构体填充和强制对齐（如使用__attribute__((aligned(4)))），可以显式控制内存布局，避免硬件异常并优化存储效率。‌