[H/W] [MCU] 프로세서(MPU) 와 컨트롤(Controller)(MCU)의 차이점

프로세서와 컨트롤러를 혼동하는 사람이 많습니다.
MPU(Micro processor unit)의 약자이고, MCU(Micro controller unit)입니다.
둘다 CPU이고, 어떤 명령을 주기억장치에서 불러와서 처리하는 과정은 같지만,
개념적으로 어떤 부분에 비중을 두는냐에 따라 구분될수 있습니다.
CPU는 ALU에서의 연산과정을 통해 명령을 수행하고, 결과값을 주기억장치(RAM)
에 씌여지게 됩니다.

이에 따라 CPU칩의 구조방식에 차이가 있는데, Off chip과 On chip개념으로 나뉘게 됩니다. Off chip은 CPU와 주기억장치, I/O Port가 외부에 존재하게 됩니다. 반대로 On chip은 내부에 모두가(CPU,주기억장치,I/O Port) 집적되어있는 형태로 나뉘어 집니다.

여기서 두가지 종류의 형태에 많은 차이가 발생하게 됩니다.

먼저 MPU는 오프칩 형태로 이뤄져 있는데, Processor말 그대로 연산을 하는데, 무엇보다도 큰 비중을 두게 됩니다. 사칙연산, 논리연산, 보수 등을 다루게 되는 CPU로써 더욱더 큰 메모리를 요구하게 되고, 연산처리에 하는 레지스터로써 결과값을 저장하는 어큐뮬레이터(Accumulator)의 비중이 커지게 되는 것입니다. 한마디로 MPU는 연산이 주목적인 CPU라는 말입니다. 이러한 연산중심의 CPU는 오프칩형태로 연산처리에 주변장치가 특히 주기억장치의 비중이 크기 때문에 오프칩형태를 쓰게 되는것입니다. 그래서 컴퓨터의 램이 외부에 장착되어있는 것입니다.
이CPU는 보통 컴퓨터에서 쓰이는 중앙처리장치를 말하고, 연산처리에 필요한 주기억장치가 크다는 것과 CPU의 메모리맵이 isolate방식으로 외부에 포트나 부가적기능이 따로 분리되어 있는 독립된 형태가 주를 이루고 있습니다.

이에 반하여 MCU는 연산이 목적이 아닌 말 그대로 컨트롤 목적이므로 Off chip형태가 아닌 통합된 칩인 On chip형태를 이루고 있습니다.
컨트롤러는 User가 직접컨트롤 하여, 메모리맵 구성하며 User의 필요한 기능만을 부가적으로 셋팅하여 쓸수 있는 형태로 되어있습니다. 온칩 형태이기때문에 오프칩의 메모리맵과는 다른 형태로 메모리영역이 줄어들게 되어, 데이터 처리에 있어 제한된 기능만을 수행하는 형태가 될수 밖에 없는 것입니다.
앞서 말한바와 같이 MCU는필요한 기능을 컨트롤 한다는 목적으로 사용되어지고,
이러한 칩에는 고유한 기능을 가지고 있으며, 사용자의 필요에 따라 각각 다른 수십 가지의 칩 기능을 가지고 있습니다. 이러한 ON chip형태는 집적화로 인해 좁은 공간의 회로에서도 많은 기능을 수행할수 있고, CPU내부에 메모리가 있어 명령에 필요한 프로그램도 집어 넣을수 있습니다. 이러한 칩은 4bit, 8bit, 16bit, 32bit형태로써 데이터를 처리하는 속도를 가지고 있으며 수많은 가전제품의 자동제어장치 시스템이나, 도난 방지시스템, 자동차ABS시스템, 항온 시스템등 등 다른 분야에서도 널리 쓰이고 있는 CPU라 할수 있겠습니다.

간략히 말하면,MPU는 컴퓨터용CPU로 연산목적(Pin-out으로 CPU와 메모리,I/O가 문리된 형태)이고, MCU는 가전제품이나 특히 널리 잘알려진 로봇(마이크로마우스, 2족로봇,등등)에 많이 쓰이는 User controller CPU(chip에 메모리와 I/O가 내장)라 할수 있다.