마이크로 프로세서 개요

마이크로 프로세서 개요

마이크로 프로세서란?

단일 칩으로 구성되어, 운영 프로그램에 의해 데이터의 입력, 가공, 출력을 수행하는 장치

 

마이크로 프로세서 종류

범용 마이크로 프로세서

컴퓨터 중앙처리 장치용

• CPU - 산술 연산
• MPU

자동화기기 제어용

• 마이크로 컨트롤러
  • CPU, 메모리, I/O 장치가 하나의 칩 안에 모두 구현한 형태
  • 원칩 마이크로 컴퓨터

 

전용 마이크로 프로세서

신호 처리프로세서, 통신제어프로세서, 비디오 프로세서 등

 

 

마이크로 컨트롤러와 마이크로 프로세서

마이크로 컨트롤러

• 원칩 마이크로 컨트롤러
• 싱글칩 마이크로 컴퓨터
• 원칩 마이크로 컴퓨터 - 하나의 칩안에 여러개의 기능을 넣음

 

마이크로 컨트롤러 특징

• 소형화, 경량화
• 저렴한 칩 가격
• 융통성 (기능 변경이나 확장이 용이)
• 신뢰성

 

마이크로 컴퓨터의 구성

 

마이크로 컴퓨터의 기본 구성요소

원칩 마이크로 컨트롤러

CPU

기본 기능

• 명령 인출
• 데이터 처리
• 처리물의 저장 및 출력

 

주 기억장치 - 휘발성 메모리

SRAM

• Static RAM (정적 RAM) - 4개 이상
• 기억소자가 Flip-Flop으로 구성 - 고집적화가 어려움
• 전기가 공급되는 동안 저장된 데이터 안정유지
• 액세스 속도가 빠름 - 내부 레지스터, 캐시메모리로 이용
• 인터페이스 설계가 간단 - 마이크로 컴퓨터 주 기억 소자로 이용

DRAM

• Dynamic RAM (동적 RAM)
• 전하충전방식의 정보가 저장 - 고집적화, 대용량화 가능
• 기록 유지를 위해 주기적으로 재충전작업 필요
• 비트당 단가가 저렴 - 범용컴퓨터 주 기억 소자로 이용
• 속도가 느리고, 인터페이스 설계가 복잡함

 

ROM - 비휘발성 저장 장치

MASK-ROM

• 칩 제조 공정 도중에 데이터를 고정하여 생산되는 ROM
• 주문생산용, 대량 생산 시 단가 저렴

P-ROM

• Programmable ROM
• 단 1회에 한해 기록 가능한 ROM, 소거 불가능

EP-ROM

• Erasable Programmable ROM
• 자외선에 의해 소거가 가능한 ROM - 자외선 소거기 필요
• 여러 번 지우고 쓸 수 있음

EEP-ROM

• Electrically Erasable PROM
• 전기적 신호로 지울 수 있는 ROM

Flash-ROM

• Block 단위로 소거가 가능한 EEP-ROM
• ROM과 RAM의 장점을 적용한 ROM - 액세스 속도가 빠르고, 비휘발성
• EEP-ROM보다 삭제 시간이 빠르고 고집적, 가격이 저렴
• 마이컴 및 소형 멀티미디어 전자기기에서 많이 사용

 

마이크로 컴퓨터의 동작 원리

 

데이터의 표현

Bit : 2진수의 한자릿수 단위

nibble : 1 nibble = 4 bit

byte : 1byte = 8 bit

word : 1word = 2 byte (혹은 프로세서가 한 번에 처리 가능한 비트 수)

 

2진 논리의 다양한 표현 방법

2 진수	전압	논리	상태	스위치
0	0v	False	LOW	OFF
1	5v	True	HIGH	ON

 

마이크로 컨트롤러를 이용한 시스템 개발

 

시스템 개발 순서

1. 시스템 구상 - 전체 시스템 구상 및 마이크로 프로세서 종류와 주변 장치 선정

2. 하드웨어 설계 - PCB 제작 또는 만능 기판에 조립

3. 회로 제작 - PCB 제적 또는 만능 기판에 조립

4. 소프트웨어 프로그래밍 - 어셈블리어 또는 C언어 사용

5. 디버깅 - 작동 점검 및 에러 수정

6. 프로그램 라이팅 - 하드웨어에 프로그램 이식

7. 시스템 완성 - 운용