マイクロコントローラ(MCU)の概要
マイクロコントローラは、単一の集積回路内にある小型コンピュータで、独自のメモリと入出力(I/O)を備えています。マイクロコントローラ(MCU)には中央演算処理装置(CPU)が搭載されています。また、RAMとROM両タイプのオンチップメモリ、その他の周辺機器もあり、すべてが単一のチップに組み込まれています。マイクロコントローラは、小型コンピュータ組込みシステム、シングルチップコンピュータと呼ばれています。これは自己完結型のコンピュータと見なされているためで、完成したシステム内で各種デバイスを制御する、制御タイプのさまざまな用途のハードウェア内の特定タスクに最適です。
MCUの一般的なデータバス幅には、32ビット、16ビット、8ビットがあります。
一般的な内蔵周辺機器
- アナログ-デジタルコンバータ(ADC)
- デジタル-アナログコンバータ(DAC)
- リアルタイムクロック(RTC)は、リアルタイムモニタリングで時間を正確に測定します。
- ユニバーサル非同期レシーバ/トランスミッタ(UART) - パラレル信号をシリアルに、シリアルをパラレルに変換します。
プロセッサ及びマイクロプロセッサ
CPUとMPUは、必要な命令のフェッチ、デコード、実行によってタスクを実行します。メモリ(RAMとROM)は入出力とともに外部接続されます。中央演算処理装置(CPU)はマイクロコントローラとは異なります。これは主に、マイクロコントローラが、独自のメモリ(RAMとROM)を内部接続して完成されたミニコンピュータと見なされているためです。
プロセッサは、フェッチ、デコード、実行というサイクルの一環で入出力(I/O)の基本的な演算、論理、及び制御を実行することによって命令を実行します。CPUはマイクロプロセッサと見なすことができますが、コンピュータシステム内のメインCPUとして使用されていないプロセッサもあります。これは、コンピュータシステムには個別のアプリケーションに対して複数のプロセッサを搭載できるためです。グラフィックスやオーディオなどの特定デバイスは、コンピュータシステムのアプリケーション内で個別に処理します。これは、ソフトウェアを実行してコンピュータシステムのハードウェア全体をセットアップするメインシステムとは異なります。
命令セットアーキテクチャには、以下のようなタイプがあります。
- ARM = 高度な縮小命令セットコンピュータマシン
- CISC = 複雑な命令セットコンピュータ
- ハーバードアーキテクチャ
- RISC = 縮小命令セットコンピュータ
- MIPS = インターロックされたパイプラインステージがないマイクロプロセッサ
