마이크로 컨트롤러 개요

목차

1. 정의
2. 특징
3. 종류
4. 마이컴의 구성과 원칩 마이크로컨트롤러

 

1. 정의

 

마이크로컨트롤러는 범용 CPU 중에서 자동화기기를 제어하기에 최적으로 구현한 프로세서이다. 우리사 사용하는 PC의 펜티엄프로세서처럼 초고속, 초고성능과 대용량 메모리를 지원하는 것은 아니지만 자동화기기 장치를 제어하기에는 약간의 메모리 용량과 기본적인 연산처리 및 성능만 있으면 충분히 만족할만한 컨트롤 구현이 가능하다.

 

따라서 마이크로컨트롤러는 자동화기기 제어에 최적화하고 경박 단소한 사이즈로 마이크로로봇이나 소형기기를 제어하는 것으로부터 규모가 큰 자동화시스템제어도 가능하도록 설계되어 있다.

 

컴퓨터의 중앙처리기(CPU)가 가진 기능의 대부분을 하나 또는 몇 개의 반도체 칩에 집적한 것을 마이크로프로세서(microprocessor)라고 하고, 이것을 중심으로 ROM, RAM, I/O 장치 등으로 구성된 작은 컴퓨터 시스템을 마이크로컴퓨터(microcomputer) 또는 줄여서 마이컴(micom)이라고 한다.

 

마이크로컴퓨터 중에서 그 부품들을 한 장의 기판 위에 배치해 놓은 것을 단일 보드 마이크로컴퓨터라고 하고, 단일 보드 마이크로컴퓨터에 들어가는 모든 부품들을 하나의 반도체 칩(VLSI)에 집적하기에 이르렀는데, 이것을 단일 칩 마이크로컴퓨터 또는 원칩 마이컴이라고 한다.

 

단일 칩 마이크로컴퓨터는 주로 제어용에 사용되는데 이처럼 제어에 사용되는 단일 칩 마이크로컴퓨터를 마이크로컨트롤러(microcontroller)라고 한다.

 

2. 특징

 

마이크로컨트롤러는 제어용 컴퓨터를 고집적화하여 하나의 칩으로 만든 것이므로, VLSI로서의 장점과 컴퓨터로서의 장점을 다 갖추고 있다. 장점은 다음과 같다.

 

1) 제품이 소형화되고, 경량화 된다.

2) 제품의 가격이 저렴해진다.

3) 융통성이 커서 기능 변경이나 확장이 용이해진다.

4) 신뢰성이 향상된다.

 

3. 종류

 

전 세계적으로 마이크로프로세서를 생산하는 반도체기업들은 많이 있으나 우리에게 익숙하게 알려져 있고 세계적으로 많은 시장을 점유하고 있는 몇몇 회사들의 제품은 아래와 같다.

 

회사명	종류	비고
Intel 계열	MCS-51계열(8비트)	8031, 8051, 8951 등
	MCS-96계열(16비트)	8096, 80196, 80296 등
Motorola	68HCXX 계열
Micro Chip	PIC16XX 계열	범용 제어용
	PIC17XX 계열	고성능 정밀 제어용
ATMEL	AT TintyXX 계열	간단한 제어용
	AT megaXX 계열	고성능 제어용
	AT XmegaXX 계열	고성능 고속 정밀 제어용
Texas Instruments	DSP320CXX 계열	고속 신호처리용

 

4. 마이컴의 구성과 원칩 마이크로컨트롤러

 

마이컴(=마이크로컴퓨터)의 3대 구성요소는 CPU, 주기억장치, 입출력제어장치이다. 이 3가지 요소만 있으면 컴퓨터로서의 기본적인 수행이 가능하다.

 

CPU는 명령어의 해독과 연산처리를 비롯하여 컴퓨터시스템의 프로그램 수행을 제어하는 핵심역할을 담당하고, 주기억장치는 수행 프로그램 및 데이터의 저장역할을 한다. 입출력제어장치는 포트(PORT)를 통하여 마이컴과 주변기기간의 데이터 입출력 제어를 담당한다.

 

각 장치간 연결은 장치 주소를 지정하는 어드레스버스(address bus)와 데이터 전송 통로인 데이터버스(data bus), 데이터 입출력 및 장치제어를 수행하는 컨트롤버스(control bus)로 연결되는데 이 3가지 버스를 시스템버스라 부른다.

 

원칩(One-chip)이라 함은 기본 3가지 구성요소 뿐만이 아니라 그 외에 여러 가지 주변 장치 제어 기능들을 하나의 칩으로 구현한 것을 말한다. 즉 하나의 반도체 칩상에 마이컴 구성요소들을 집적하여 초소형 제어용 컴퓨터 시스템의 구현이 가능하여 소형 전자기기나 제어기기 및 마이크로로봇 등 여러 분야에 탑재가 되어 사용되고 있다.