마이크로 프로세서 (MPU) 또는 마이크로 컨트롤러 (MCU)

전자 제품의 세계에서 프로젝트에 적합한 컴퓨팅 장치를 선택하는 것이 매우 유용합니다.두 가지 인기있는 소규모 컴퓨터 유형은 MCU (Microcontroller Unit)와 MPU (Microprocessor Unit)입니다.둘 다 현대 장치에서 사용되지만 작업이 다르고 특수 기능이 제공됩니다.MCU와 MPU의 차이점을 이해하면 간단한 제어 작업이든 복잡한 데이터가 많은 프로세스이든 특정 프로젝트에 가장 적합한 옵션을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.이 기사는 MCU 및 MPU의 기능, 용도 및 차이점을 살펴보고 현명한 선택을하는 데 도움이되는 완벽한 가이드를 제공합니다.

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그림 1 : 회로 보드의 마이크로 프로세서 (MPU) 및 마이크로 컨트롤러 (MCU)

MPU와 MCU 란 무엇입니까?

MPU (마이크로 프로세서 유닛)와 MCU (마이크로 컨트롤러 장치)는 전자 장치에 사용되는 작은 컴퓨터 유형이지만 다르게 작동하며 고유 한 기능이 있습니다.

마이크로 컨트롤러 장치 (MCU)

그림 2 : 마이크로 컨트롤러 장치 (MCU)

MCU는 임베디드 시스템의 특정 작업을 처리하도록 만들어진 작은 컴퓨터 칩입니다.중앙 처리 장치 (CPU), 메모리 및 기타 부품을 모두 하나의 칩에 결합합니다.CPU는 MCU의 뇌 역할을하며 소프트웨어에서 지침을 수행합니다.MCU의 메모리에는 일반적으로 RAM (임시 데이터 저장 용)과 플래시 메모리 (MCU가 실행하는 소프트웨어 코드 저장)가 모두 포함됩니다.MCU에 내장 된 부품은 타이머, 통신 인터페이스 (UART, I2C, SPI), 아날로그-디지털 변환기 (ADC), DAC (Digital-to-Analog Converter) 및 기타 입력/출력 (I/O)을 포함 할 수 있습니다.기능.

MCU는 센서 관리, 모터 제어, 사용자 인터페이스 처리 또는 데이터 수집과 같은 임베디드 시스템에서 특정 제어 작업을 수행하도록 설계되었습니다.크기, 전력 사용 및 비용이 중요한 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.예를 들어 홈 어플라이언스, 자동차 시스템, 의료 기기 및 산업 자동화가 있습니다.

마이크로 프로세서 유닛 (MPU)

그림 3 : 마이크로 프로세서 유닛 (MPU)

MPU는 MCU에 비해보다 강력하고 유연한 처리 장치입니다.MCU와 달리 MPU에는 메모리 및 기타 부품이 동일한 칩에 내장되어 있지 않습니다.대신, 메모리 (RAM 및 ROM) 및 기타 부품의 외부 구성 요소에 의존합니다.이 설정을 통해 MPU는 더 큰 처리 능력과 유연성을 제공하여보다 복잡하고 까다로운 애플리케이션에 적합합니다.

MPU 내의 CPU는 일반적으로 더 발전되어 여러 작업을 처리하고 Linux 또는 Windows와 같은 운영 체제를 실행할 수 있습니다.이로 인해 MPU는 많은 계산 능력, 멀티 태스킹 기능 및 광범위한 소프트웨어 지원이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.예를 들어 개인용 컴퓨터, 스마트 폰, 태블릿 및 고급 임베디드 시스템이 있습니다.

주요 차이점

특징	MCU	MPU
메모리	온칩 플래시 메모리	외부 DRAM 및 NVM
시작 시간	빠른	외부 메모리로 인해 느리게
전원 공급 장치	단일 전압 레일	다중 전압 레일
주변 인터페이스	통합 주변 장치로 제한됩니다	광범위한 외부 연결 옵션
사용 사례	임베디드 시스템, 실시간 응용 프로그램	복잡한 OS 기반 응용 프로그램, 높은 데이터 처리량

응용 프로그램 관점

그림 4 : MPU (마이크로 프로세서 유닛) 및 MCU (마이크로 컨트롤러 유닛) 비교

기억과 성능

MCU (Microcontroller Units) 및 MPU (Micre -Controller Unit) 및 MPU (Memory and Performance)를 살펴보면 MPU (Microcontroller Units) 및 MPU (Microprocessor Units)를 살펴보면 수행 할 수있는 일과 일반적으로 사용되는 위치의 차이점을 이해하는 것이 중요합니다.

MCU는 제한된 메모리, 일반적으로 약 2 메가 바이트의 온칩 프로그램 메모리로 제한됩니다.이 소량의 메모리는 실행할 수있는 응용 프로그램의 복잡성을 제한합니다.제한된 메모리는 실행할 수있는 프로그램의 크기뿐만 아니라 처리 및 저장할 수있는 데이터의 양에도 영향을 미칩니다.MCU는 최소한의 메모리 및 처리 전력이 필요한 작업을 위해 설계되었으므로 센서 제어, 저수준 하드웨어 기능 관리 및 실시간 제어 시스템을 실행하는 것과 같은 간단하고 반복적 인 작업에 적합합니다.

반면, MPU는 훨씬 더 많은 양의 기억, 종종 수백 메가 바이트 또는 기가 바이트의 DRAM 및 NAND에 접근 할 수 있습니다.이 큰 메모리 용량을 통해 MPU는보다 복잡하고 리소스 집약적 인 응용 프로그램을 처리 할 수 ​​있습니다.추가 메모리는 운영 체제 실행, 대형 데이터 세트 처리, 복잡한 알고리즘 실행 및 동시에 여러 작업을 처리하는 것과 같은 고급 기능을 지원합니다.메모리 및 처리 전력이 크면 MPU가 멀티미디어 처리, 복잡한 사용자 인터페이스 및 고성능 컴퓨팅 작업과 같은 응용 프로그램에 적합합니다.

MCU와 MPU 간의 메모리 용량의 주요 차이점은 성능과 적합한 응용 프로그램 유형에 직접 영향을 미칩니다.메모리가 제한된 MCU는 효율성과 단순성이 필요한 환경에 적합하지만 MPU는 높은 계산 능력과 실질적인 메모리 자원이 필요한 상황에 더 좋습니다.이 차이는 전자 시스템에서 각각의 역할을 정의하며 MCU는 제어 및 간단한 자동화에 중점을두고 MPU는 정교한 컴퓨팅 및 처리 작업을 처리합니다.

사용자 인터페이스 (UI)

MCU (MicroController Units)는 고해상도 화면이 필요하지 않은 간단한 사용자 인터페이스 (UIS)에 이상적입니다.기본 작업에 비용 효율적이고 효율적입니다.MCU는 일반적으로 처리 전력 및 메모리가 제한되어있어 간단한 디스플레이를 제어하고 간단한 입력/출력 작업을 처리하는 데 적합합니다.응용 프로그램의 예로는 디지털 시계, 기본 온도 조절 장치 및 그래픽 복잡성이 최소 인 간단한 기기가 있습니다.

복잡한 및 고해상도 그래픽 사용자 인터페이스를 처리하려면 MPU (Microprocessor Units)가 필요합니다.MPU는 세부 그래픽, 터치 인터페이스 및 고급 사용자 상호 작용을 관리하는 데 필요한 마이크로 컨트롤러 유닛 (MCU)보다 더 많은 처리 전력 및 메모리를 제공합니다.이들은 종종 고품질 이미지와 비디오를 렌더링하는 데 필요한 내장 된 박막 트랜지스터 (TFT) LCD 컨트롤러를 포함하는 장치에 사용됩니다.MPU를 사용하는 응용 프로그램에는 스마트 폰, 태블릿, 고급 의료 기기 및 자동차 인포테인먼트 시스템이 포함됩니다.

MCU 및 MPU는 사용자 인터페이스의 복잡성과 그래픽 요구 사항에 따라 다른 목적을 제공합니다.MCU는 간단한 저해상도 인터페이스에 적합한 반면, MPU는보다 복잡하고 고해상도 그래픽 인터페이스에 필요합니다.

연결성

마이크로 컨트롤러 유닛 (MCU)에는 일반적으로 GPIO (일반 목적 입력/출력), UART (범용 비동기 수신기/송신기), SPI (Serial Peripheral 인터페이스) 및 I2C와 같은 일반적인 주변 장치 인터페이스가 포함됩니다.이러한 인터페이스는 많은 기본 제어 작업에 적합하지만 고속 데이터 통신을 처리 할 때 제한이 있습니다.MCU의 고유 한 설계는 단순성과 비용 효율성을 우선시하여 처리 속도가 느리고 메모리가 제한됩니다.결과적으로, 그들은 빠른 데이터 전송 속도가 필요한 작업을 효율적으로 관리하는 데 어려움을 겪고 있습니다.

대조적으로, 마이크로 프로세서 유닛 (MPU)은보다 복잡하고 데이터 집약적 인 애플리케이션을 처리하도록 설계되었습니다.MPU에는 USB 2.0 및 이더넷 포트와 같은 고속 통신 주변 장치가 장착되어 있습니다.이러한 주변 장치를 사용하면 MPU가 더 빠른 데이터 전송 속도를 지원할 수 있으므로 강력한 데이터 처리 기능이 필요한 응용 프로그램에 적합합니다.MPU는 종종 더 높은 처리 능력과보다 광범위한 메모리 리소스를 가지고있어 고속 데이터 통신을 효과적으로 관리하는 능력을 향상시킵니다.

MPU의 아키텍처를 통해 멀티미디어 처리, 네트워킹 및 실시간 데이터 분석과 같은 작업을 더 잘 처리 할 수 ​​있습니다.이 기능은 고급 자동화 시스템, 정교한 소비자 전자 제품 및 산업 제어 시스템과 같이 대량의 데이터를 빠르고 안정적으로 처리 해야하는 시나리오에서 특히 유용합니다.

MCU는 데이터 통신 요구가 제한된 간단하고 저렴한 응용 프로그램에 적합하지만 MPU는보다 까다로운 작업에 필요한 성능과 연결을 제공합니다.이러한 차이점은 MPU가 고속 데이터 집약적 인 응용 프로그램에 선호되는 선택이되어 효율적이고 효과적인 데이터 관리를 보장합니다.

파워 모드 및 성능

전력 소비

마이크로 컨트롤러 (MCU)는 일반적으로 MPU (MicroProcessors)보다 전력이 적습니다.이는 MCU가 에너지가 거의없는 상태에서 효율적으로 작동하도록 만들어 졌기 때문에 배터리를 더 오래 지속시키기 위해 다른 저전력 모드를 가지고 있습니다.이러한 저전력 모드를 사용하면 시스템이 바쁘거나 간단한 작업을 수행 할 때 MCU가 전력 사용을 많이 낮출 수 있습니다.이로 인해 MCU는 배터리 구동 장치 및 절약 에너지가 매우 중요한 상황에 적합합니다.

반면, MPU (Microprocessors)는 일반적으로 더 복잡한 아키텍처와 더 큰 계산 전력의 필요성으로 인해 전력 소비가 더 높습니다.MPU는 종종 더 까다로운 작업을 처리하고 더 많은 에너지가 필요한 정교한 운영 체제를 실행합니다.따라서 고급 전력 관리 기술을 통합하여 성능을 손상시키지 않고 전력 사용량을 최적화합니다.MPU는 성능이 주요 관심사 인 응용 프로그램에 더 적합하며 고성능 컴퓨팅, 서버 및 특정 유형의 임베디드 시스템과 같이 전력 소비는 제한이 적습니다.

처리 전력

MCU는 일관되고시기 적절한 응답이 필요한 작업을 위해 설계되었습니다.자동차 제어, 산업 자동화 및 가정 기기를위한 임베디드 시스템과 같은 환경에서 탁월합니다.이 장치는 일반적으로 베어 메탈 코드 또는 실시간 운영 체제 (RTO)로 실행되므로 실시간 처리를 효율적으로 처리 할 수 ​​있습니다.MCU의 결정 론적 특성은 특정 시간 제약 내에서 작업을 예측할 수있게하여 응용 프로그램에 이상적입니다.

반면, MPU는 높은 계산 능력을 요구하는 응용 분야에 적합합니다.이들은 Linux 또는 Android와 같은 본격적인 운영 체제를 실행할 수 있으므로 MCU에 비해보다 광범위한 기능을 제공합니다.MPU는 스마트 폰, 태블릿 및 고급 임베디드 시스템과 같은보다 복잡한 시스템에서 발견됩니다.대규모 데이터 세트를 처리하고 여러 응용 프로그램을 동시에 실행하며 집중 계산을 수행하는 데 필요한 처리 능력을 제공합니다.

MCU와 MPU 사이의 선택은 응용 프로그램에 필요한 것에 달려 있습니다.빠르고 예측 가능한 응답이 필요한 작업의 경우 MCU가 올바른 선택입니다.많은 처리 능력이 필요한 응용 프로그램의 경우 전체 운영 체제를 실행할 수있는 응용 프로그램의 경우 MPU가 더 적합합니다.

MCU와 MPU를 선택합니다

애플리케이션에 대한 마이크로 컨트롤러 장치 (MCU)와 MPU (Microprocessor Unit)를 결정할 때 올바른 선택을하기 위해 몇 가지 요소를 고려해야합니다.

• 응용 프로그램의 복잡성

작동 센서, 모터 제어 또는 간단한 사용자 입력 관리와 같이 주로 제어 지향적 인 간단한 작업을 위해서는 MCU가 충분합니다.MCU는 구체적인 저용량의 저조도 작업을 위해 설계되었으며 통합 주변 장치 및 메모리로이를 처리하는 데 효율적입니다.

반면에, 고급 알고리즘 실행, 대형 데이터 세트 처리 또는 고속 데이터 스트림 처리와 같은 응용 프로그램이 복잡하고 데이터 집약적 인 경우 MPU가 더 적합합니다.MPU는 처리 능력이 높으며 MCU보다 복잡한 작업과 무거운 계산 부하를 더 효과적으로 관리 할 수 ​​있습니다.

• 사용자 인터페이스 요구 사항

MCU와 MPU 사이의 선택은 애플리케이션의 사용자 인터페이스 요구 사항에 따라 다를 수 있습니다.간단한 텍스트 또는 기본 그래픽 출력과 같은 기본 디스플레이가있는 응용 프로그램의 경우 MCU는 이러한 작업을 효과적으로 관리 할 수 ​​있습니다.MCU는 처리 기능에 많은 긴장없이 저해상도 화면과 간단한 그래픽 인터페이스를 처리 할 수 ​​있습니다.

그러나 애플리케이션이 고해상도 화면, 복잡한 애니메이션 또는 대화식 터치 스크린과 같은 고급 그래픽 인터페이스를 요구하는 경우 MPU가 더 나은 선택입니다.MPU는보다 정교한 그래픽 처리를 처리하도록 설계되었으며 고해상도 디스플레이 및 풍부한 사용자 인터페이스를 지원할 수 있습니다.

• 전력 소비

전력 소비는 MCU와 MPU 중에서 선택하는 또 다른 큰 요소입니다.배터리 작동 장치 또는 에너지 절약 시스템과 같은 저전력 사용이 중요한 응용 프로그램의 경우 MCU가 이상적입니다.MCU는 더 적은 전력을 사용하도록 만들어져 저축 에너지가 필요한 응용 분야에 적합합니다.

응용 프로그램에서 성능이 전력 소비보다 우선하는 경우 MPU가 적절한 선택입니다.MPU는 일반적으로 처리 기능이 높고 복잡한 작업에 대한 지원으로 인해 더 많은 전력을 소비하지만 애플리케이션을 요구하는 데 필요한 성능을 제공합니다.

• 연결 요구

마지막으로 응용 프로그램의 연결 요구 사항을 고려하십시오.애플리케이션에 고속 통신, 다중 주변 장치 인터페이스 또는 광범위한 네트워킹 기능이 포함 된 경우 MPU는 이러한 요구를 처리 할 수 ​​있습니다.MPU는 다양한 고속 통신 프로토콜을 지원하며 여러 주변 장치를 동시에 관리 할 수 ​​있으므로 강력한 연결이 필요한 응용 프로그램에 적합합니다.

예 : Arduino vs. Raspberry Pi

그림 5 : Arduino Uno 및 Raspberry Pi

Arduino와 Raspberry Pi는 전자 프로젝트를위한 두 가지 인기있는 플랫폼으로, 각각 고유 한 강점과 응용 프로그램이 있습니다.그들의 차이를 이해하면 특정 프로젝트에 더 적합한 것이 어느 것이 더 적합한지를 결정하는 데 도움이됩니다.

Arduino는 마이크로 컨트롤러 주위에 지어졌습니다.마이크로 컨트롤러는 임베디드 시스템의 특정 작업을 제어하도록 설계된 소형 통합 회로입니다.이것은 Arduino가 간단한 제어 작업에 이상적입니다.센서 데이터 읽기, 모터 제어 및 LED 디스플레이 관리와 같은 정확한 타이밍 및 실시간 작동이 필요한 작업이 뛰어납니다.Arduino 플랫폼은 빠른 프로토 타이핑 및 배포를 허용하는 간단한 프로그래밍 환경을 갖춘 사용 편의성으로 유명합니다.단순성은 초보자와 교육 목적뿐만 아니라 저전력 소비가 우선 순위 인 프로젝트에서도 가장 좋아합니다.

반면, Raspberry Pi는 마이크로 프로세서를 기반으로하며, 이는 여러 작업을 동시에 처리 할 수있는보다 복잡하고 강력한 통합 회로입니다.이로 인해 Raspberry Pi는 더 높은 처리 능력이 필요한보다 복잡한 작업에 적합합니다.전체 운영 체제, 일반적으로 Linux 버전을 실행하여 데스크탑 컴퓨터와 유사한 작업을 수행 할 수 있습니다.Raspberry Pi는 웹 브라우징, 비디오 스트리밍 및 워드 프로세서 및 스프레드 시트와 같은 소프트웨어를 실행할 수 있습니다.다양한 주변 장치와 인터페이스하는 기능 및 여러 프로그래밍 언어에 대한 지원은 홈 자동화 및 로봇 공학에서 미디어 센터 및 네트워크 서버에 이르기까지 다양한 응용 프로그램을위한 다재다능합니다.

마이크로 컨트롤러가 장착 된 Arduino는 간단한 실시간 제어 작업에 가장 적합한 반면, 마이크로 프로세서가 장착 된 Raspberry Pi는 많은 처리 능력이 필요한보다 복잡한 애플리케이션에 적합합니다.이러한 기본 차이점을 아는 것은 프로젝트 요구에 맞는 플랫폼을 선택하는 데 도움이됩니다.

결론

MPU (Microprocessor 장치)와 MCU (Microcontroller Unit) 중에서 선택하는 것은 프로젝트가 필요한 것에 따라 다릅니다.MCU는 저전력이 필요하고 저렴한 간단한 작업에 적합합니다.가정용 기기, 자동차 시스템 및 기본 사용자 컨트롤에서와 같이 에너지를 절약하고 간단한 문제를 유지하는 작업에 적합합니다.MPU는 더 많은 처리 능력과 유연성을 제공하여 복잡하고 데이터가 많은 작업에 적합합니다.스마트 폰, 태블릿 및 고급 시스템과 같은 장치에 유용한 고품질 그래픽, 고급 계산 및 멀티 태스킹을 처리 할 수 ​​있습니다.이러한 차이점을 아는 것은 프로젝트에 적합한 부분을 선택하여 잘 작동하고 효율적으로 작동하는지 확인하는 데 도움이됩니다.

자주 묻는 질문 [FAQ]

1. 마이크로 컨트롤러가 마이크로 프로세서를 교체 할 수 있습니까?

아니요, 마이크로 컨트롤러는 높은 계산 전력과 복잡한 운영 체제가 필요한 작업에서 마이크로 프로세서를 교체 할 수 없습니다.마이크로 컨트롤러는 통합 된 주변 장치가있는 구체적이고 간단한 제어 작업을 위해 설계되었으며 마이크로 프로세서는 외부 구성 요소로보다 까다로운 애플리케이션을 처리합니다.

2. Raspberry Pi는 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서입니까?

Raspberry Pi는 마이크로 프로세서입니다.MPU (Microprocessor 장치)를 사용하고 전체 운영 체제를 실행하여 고전력 및 멀티 태스킹 기능이 필요한 복잡한 작업에 적합합니다.

3. MCU와 MPU의 차이점은 무엇입니까?

MCU (마이크로 컨트롤러 장치)는 특정 제어 작업을 위해 설계된 단일 칩에 CPU, 메모리 및 주변 장치를 통합합니다.MPU (마이크로 프로세서 장치)는 메모리 및 주변 장치의 외부 구성 요소에 의존하여 복잡한 응용 분야에 더 큰 처리 능력과 유연성을 제공합니다.

4. 어느 것이 더 빠르고, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컨트롤러는 무엇입니까?

마이크로 프로세서는 일반적으로 마이크로 컨트롤러보다 빠릅니다.마이크로 프로세서는 고속 데이터 처리를 위해 설계되었으며보다 복잡한 작업을 처리 할 수 ​​있으며, 마이크로 컨트롤러는 처리 요구가 낮은 특정 제어 작업에 최적화됩니다.

5. 마이크로 컨트롤러는 CPU입니까?

마이크로 컨트롤러에는 단일 칩의 메모리 및 주변 장치와 함께 CPU가 포함됩니다.아키텍처의 일부로 CPU가 있지만 CPU는 아닙니다.특정 작업을 위해 설계된 완전한 컴퓨팅 시스템입니다.