MCUアーキテクチャ

この投稿では、MCU(Micro Controller Unitの略、別称:マイコン)のアーキテクチャについて説明します。

MCUは、CPUや内部制御ユニット(Clock, IPR)、メモリユニット(RAM, F-ROM, EEP-ROM)、外部信号入出力ユニット(GPIO, ADC)、 通信ユニット(UART, CAN, I2C, SPI)、内外部制御ユニット(Timer/Counter, DMA)などを1チップにまとめた半導体です。MCUは、モノを制御するためのコンピュータチップであり、様々なコンピュータ搭載機器や装置に用いられています。

MCUMicro Controller UnitMCUは、CPUや内部制御ユニット、メモリユニット、外部信号入出力ユニット、 通信ユニット、内外部制御ユニットなどを1チップにまとめた半導体です。マイコンとも呼ばれています
F-ROMFlash Read Only MemoryF-ROMは、電源を断っても記録内容が消えない不揮発メモリの一種で、電気的に内容の書き換えができるメモリユニットです。F-ROMは、EEP-ROMより大容量であるが書き換え時間が長く、書き換え回数も少ない
EEP-ROMElectrically Erasable Programmable Read-Only MemoryEEP-ROMは、電源を断っても記録内容が消えない不揮発メモリの一種で、電気的に内容の書き換えができるメモリユニットです
RAMRandom Access Memoryメインメモリのユニットです
INTCInterrupt ControllerINTCは、割込みの優先順位判定などの制御するユニットです
ClockClock ControllerClockは、MCUの供給されたClockをCPUや各ユニット、バスの設定に合わせてClock供給するユニットです
GPIOGeneral-Purpose Input/OutputGPIOは、デジタル入出力(Hi/Lowの入出力)を行うユニットです
ADCAnalog-to-Digital ConverterADCは、入力されたアナログ電圧をデジタル値に変換するユニットです
Timer/CounterTimer/CounterTimer/Counterは、Clockから時間を計測したり、外部入力信号をカウントしたりするユニットです。MCU内で用いる場合は、Thread(Task)等の時間計測に用います。MCU外で用いる場合は、入力信号レベルでの時間計測や入力パルスカウント、PWM出力、パルス出力などに用います
DMADirect Memory AccessDMAは、CPUを介さずにユニットとRAMなどにデータを格納する機能のユニットです
WDTWatch Dog TimerWDTは、プログラムが所定の時間内にWDTに対して所定の操作を行わないと異常とみなし、Reset等を実行するユニットです
UARTUniversal Asynchronous Receiver TransmitterUARTは、調歩同期のシリアル信号をパラレル信号変換でき、シリアル通信に用いるユニットです
CANController Area NetworkCANは、ISO 11898の通信規格に準拠した通信ユニットです
I2CInter-Integrated CircuitI2Cは、シリアルバス通信の通信ユニットです
SPISerial Peripheral InterfaceSPIは、シリアルバス通信の通信ユニットです
OSS-ECAL Japanese
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