마이크로 컨트롤러 Microcontroller

마이크로 프로세서(MPU) 마이크로컴퓨터에 사용된 단일 Chip CPU(Central Processing Unit) Hardware적 구조 : CPU + I/O 장치 용도 : 마이크로 컴퓨터 시스템의 CPU로 가장 일반적으로 사용 컴퓨터 시스템에 서 Data의 처리에 적합

마이크로컨트롤러(mcu) MPU의 CPU기능 + 메모리(ROM, RAM), I/O 제어 회로 등을 하나의 칩에 내장 단일 칩, One-Chip 마이크로 컴퓨터, 임베디드 마이크로 컨트롤러라고도 함 Hardware 구조 : CPU + Memory, I/O 등 용도 : 시스템의 입출력 제어 용

구조 및 용도에 의한 분류 General Purpose u-Processor (범용 마이크로프로세서) 일반적으로 일컬어지는 마이크로프로세서 CPU의 기능만을 갖추고 있다. CPU : Register Set, ALU(Arithmetic and Logic Unit), CLU(Control Logic Unit)

구조 및 용도에 의한 분류 Single chip or One chip u-Computer CPU 기능+Memory, I/O Interface 회로를 하나의 Chip에 내장시킨 u-Processor 기본적인 컴퓨터의 기능을 갖추고 있다. 시스템 제어용으로 주로 사용된다.

구조 및 용도에 의한 분류 Bit-slice u-Processor 2 Bit 또는 4 Bit의 기본 구성 단위로 되어 있는 u-Processor 미니컴퓨터의 설계, 실험실 수준에서의 CPU 설계 등에 사용

구조 및 용도에 의한 분류 Bit 수에 의한 분류 한 번에 처리할 수 있는 Data Bit의 수에 따라 4, 8, 16, 32 Bit 형으로 분류 반도체 기술의 발달에 따른 흐름

구조 및 용도에 의한 분류 반도체 제조기술에 의한 분류 반도체 제조 기술의 발달에 따라 Data의 처리속도, 전력소비량 등이 개선 PMOS, NMOS, CMOS, Schottky TTL, HMOS, CHMOS, HCMOS, XMOS형

명령어 구조에 의한 분류 CISC (Complex Instruction Set Computer) 많은 수의 명령어- 일반적으로 100~250개의 명령어 몇몇 명령어는 특별한 동작을 수행하며 자주 사용되지 않는다. 다양한 어드레싱 모드- 일반적으로 5~20가지의 모드 가변 길이 명령어 형식 메모리의 피 연산자를 처리하는 명령어

명령어 구조에 의한 분류 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 상대적으로 적은 수의 명령어 및 Addressing Mode 메모리 참조는 load 와 store 명령으로 제한된다. 모든 동작은 CPU의 레지스터 안에서 수행된다. 고정된 길이 명령어 형식으로 Decoding이 간단하 다.

폰 노이만 방식 폰 노이만 – 최초의 프로그램 내장형 컴 퓨터를 고안한 수학자 폰노이만이 고안한 방식은 50년이 넘은 지금까지 컴퓨터의 근본 원리 Intel과 AMD의 마이크로프로세서

폰 노이만 방식의 컴퓨터 실행할 프로그램 데이터를 저장할 메모리 메모리에 저장된 프로그램을 실행할 프로세서 프로그램과 데이터를 메모리에 입력시키는 입력 장치 프로세서에서 프로그램을 실행한 결과를 출력하는 출력 장치로 구성 이중가장 핵심은 메모리와 프로세서

폰 노이만 방식의 컴퓨터 이중가장 핵심은 메모리와 프로세서 프로세서가 입출력 장치를 메모리의 일 부라고 간주 함. 결국 컴퓨터는 프로세서와 메모리로 구 성된 단순한(?) 기계

마이크로 컨트롤러의 특징 소형,경량화가 가능 다양한 프로그램으로 응용범위와 주변 소자 수를 대폭 줄일 수 있어 회로가 간단. 소형,경량화가 가능 다양한 프로그램으로 응용범위와 주변 소자 수를 대폭 줄일 수 있어 회로가 간단. 가격이 저렴 하나의 칩 안에 입/ 출력포트, 직/ 병렬통신, 기억소자, 카운 터/ 타이머 등을 내장 타 시스템과의 이식성이 뛰어나다. 작은 변경 혹은 기능의 추가를 쉽게 달성할 수 있어 다양한 용도로 활용된다. 신뢰성이 높다. 시스템 구성 소자 수가 적어 신뢰성이 높다.

응용분야 산업 분야 모터제어, 로봇공학, 프로세서 제어, 수치제어, 지능형 변환 기 등 산업 분야 모터제어, 로봇공학, 프로세서 제어, 수치제어, 지능형 변환 기 등 계측 분야 액체/ 가스 크로마토그래프, 의료용 계측기, 오실로스코프 가전분야 비디오 레코더, 레이저 디스크 구동부, 비디오 게임, 전자렌 지, 에어컨 유도 및 제어분야 미사일 제어, 지능형 무기, 우주선 유도 제어

응용분야 데이터 처리 분야 플로터, 복사기, 프린터, 하드디스크 구동부 정보통신 분야 모뎀, 지능형 카드 제어 데이터 처리 분야 플로터, 복사기, 프린터, 하드디스크 구동부 정보통신 분야 모뎀, 지능형 카드 제어 자동차 분야 점화제어, 변속기 제어, 연료분사제어, 브레 이크 제어

Program Software의 대 분류 응용 소프트웨어 : 사용자 관심의 특별 형태의 작 업을 처리하는 프로그램. 시스템 소프트웨어 : 운영체계 및 응용 소프트웨어 를 지원하는 프로그램.

Utility? 작지만 제한된 능력을 가진 유용한 프로 그램 디스크 조각 모음, 압축, 암호 해제, 바이러스 검사 응용 프로그램 실행기, 텍스트 편집기

BIOS? Basic Input Output System 컴퓨터의 H/W와 S/W 사이를 중계하여 입/출력을 관 장하는 소프트웨어 컴퓨터를 처음 부팅 할 때부터 전원을 끌 때까지 모든 동작을 제어하는 프로그램 컴퓨터를 부팅할 때 시스템을 자기 진단하여 고장유무 를 판단 디스크 드라이버, 모니터, 키보드 등과의 기본적 연결 상태를 설정해 준다

RAM Random Access Memory 필요할 경우 Data를 쓰고 지우고 할 수 있는 기억장치

Sram(static ram) 전원이 나가도 계속해서 저장된 Data를 유지 읽기/쓰기 시간이 DRAM에 비해서 빠름 고가임.

Dram(dynamic ram) 저장된 Data를 유지하기 위해서는 일정 시간 간격 Refresh가 필요 가격이 SRAM에 비해 저렴하다

ROM(read only memory) 저장된 Data를 읽을 수만 있고 쓸(변경 할) 수 없는 메모리

Eprom Erasable Programmable ROM 자외선을 이용하여 저장된 Data를 지운 다.

Eeprom Electrically Erasable Programmable ROM 전기적인 힘을 이용하여 저장된 Data를 지운다.

Flash Memory ram Block 단위로 Data를 지울 수 있고, 프로 그램 할 수 있는 Memory

Cashe Memory CPU와 Memory (DRAM)의 가운데 위치 또 는 동일 Chip 내에 위치 Access time을 향상하여 시스템 전체의 실행 속도 향상 주로 Static RAM을 사용

마이크로 컴퓨터 마이크로 프로세서의 역사 4비트 마이크로 프로세서-Intel 4004(1969), 4040 8비트 마이크로 프로세서(1970년대 중반) 인텔 (Intel)- Intel8008(1972년) → Intel 8080(1973년) →Intel 8085 모토로라(Motorola)- MC 6800(1974년) →MC 6802 자일로그(Zilog)-Z80 ←Intel 8080을 개선, Intel 8080의 명령어 를 모 두 포함하고 내부 구조도 크게 향상 MOS 테크(MOS technology)-MCS6502 →Apple II의 CPU(Central Process Unit)로 사용

마이크로 컴퓨터 마이크로 프로세서의 역사 32비트 마이크로 프로세서 Intel 80386 , MC 68020 , MC68030(1985년), Z80000(1986년) Intel 80386 →386PC; MC 68020 →매킨도시II, Intel 80486 →IBM PC 486, PS/2; MC 68030 →Power Book 컴퓨터, MC 68040 →매킨토시 FX Intel 80586(Pentium, 1992년) -CISC→P6 IBM, 모토롤라, 애플사가 공동으로 RISC 형태인 파워 PC 601을 발 표 (1993년) →IBM의 파워 PC, 애플사의 파워 매킨토시 6100 multi-user, network 구성, communication service, multi-tasking, virtual memory

마이크로 컴퓨터 마이크로 프로세서의 2대 계열 특징 80계열과 68계열 고집적 회로(LSI; Large Scale Integrated Circuit) 구성으로 제품의 소형화 가격 저렴 기능의 변경이나 확장 용이 신뢰성 향상

마이크로 컴퓨터 응용 형태 마이크로 컴퓨터의 종류 컴퓨터 및 주변 부품으로 이용 독립된 장치의 내부 제어기로 이용-계측기, 자동차 분야 대형 시스템의 구성 요소로 사용-통신 시스템 마이크로 컴퓨터의 종류 슈퍼 마이크로 컴퓨터(super microcomputer), 테스크탑 컴퓨터 (desktop computer), 휴대형 랩탑 컴퓨터(portable laptop computer), 노트북 컴퓨터 (notebook computer), 팜탑 컴퓨터 (palm computer)

8Bit 마이크로 프로세서 중앙 처리장치의 버스가 8비트 단위로 자 료를 전송한다. Ex) Intel (8008, 8080, 8085, 8051), 자일로 그(Z80, Z180, Z8, Ez80), 모토로라(6800, 6809), MOS 테크놀로지(6502), Microchip (PIC10, PIC12, PIC16, PIC18), Atmel AVR 계 열

16bIT 마이크로 프로세서 중앙 처리장치의 버스가 16비트 단위로 자료를 전송한다. X86의 기원 중앙 처리장치의 버스가 16비트 단위로 자료를 전송한다. X86의 기원 Ex) MCS-86, 80186, 80188, 80286

32bit Micro Processor(비 x86)