[임베디드] MCU란 무엇인가?

 

1. MCU란 무엇인가?

MCU(Microcontroller Unit)는 말 그대로 작은 컴퓨터다.
우리가 사용하는 임베디드 기기 대부분은 이 MCU를 중심으로 동작하며, 센서 신호를 받아 처리하고, 외부로 명령을 내리는 두뇌 역할을 한다.
 
 

1.1 MCU의 구성 요소

MCU는 아래의 구성 요소를 하나의 칩에 통합한 시스템이다:

• CPU (중앙처리장치): 연산과 명령 실행
• Flash 메모리: 프로그램 코드 저장 공간
• RAM: 프로그램 실행 중 임시 데이터 저장
• GPIO: 입출력 핀 (센서, 릴레이, LED 등 연결)
• ADC/DAC: 아날로그 → 디지털 변환 등 신호 처리
• 통신 인터페이스: UART, I2C, SPI 등 외부 기기 연결

 

1.2 Cortex-M 계열이란?

많은 임베디드 기기는 ARM사의 Cortex 시리즈의 코어가 들어있는 MCU를 사용하고 있다.
ARM사는 MCU에 들어가는 코어(CPU 라고 할 수 있다.)를 저작권 형태로 판매하고,
다양한 회사들이 이를 구매해 탑재시킨 후 본인들의 입맛에 맞는 MCU를 개발하여 판매한다.
 
다시 말하면 많은 MCU에서 ARM사의 Cortex 시리즈 코어를 사용하고 있고, 이를 Cortex 계열 MCU라고 한다.
내가 사용하는 보드가 Cortex-M3 계열이라면, 이는 ARM사에서 만든 저전력, 고성능 MCU 설계 규격을 따른다는 의미다.

1.2.1 주요 특징

• Thumb-2 명령어: 코드가 작고 실행 속도 빠름
• NVIC (Nested Vectored Interrupt Controller): 인터럽트 처리 속도 우수
• SysTick 타이머: 주기적인 작업 타이밍에 사용
• 디버깅 인터페이스(DAP): 펌웨어 디버깅 용이

1.2.2 Cortex 기반 MCU

제조사	시리즈	Cortex	특징 요약
ST	STM32F0~F7, H7	M0~M7	국내에서 가장 널리 사용됨. 풍부한 개발툴
NXP	LPC 시리즈	M0~M7	소형 저전력부터 고성능까지 다양
Nordic	nRF51, nRF52	M0, M4	저전력 + BLE 통신에 강함
TI	Tiva-C, MSP432	M4, M4F	전력 제어, 산업용 기기 적합
Renesas	RA 시리즈	M0+, M3~M33	일본 계열, 저전력 + 보안 기능 강점

 
 

1.3 일반 PC와 MCU의 차이

	일반 PC	MCU
목적	범용 연산	특정 기능 수행
OS	Windows, Linux 등	Bare-metal / RTOS
입력장치	키보드, 마우스	센서, 버튼, 릴레이 등
실행 방식	다양한 앱 동시 실행 가능	단일 루프, 인터럽트 중심
소비 전력	수십 W 이상	수 mW ~ 수백 mW

 
 

1.4 실제 적용 사례

• Cortex-M0: 저전력 센서, 웨어러블
• Cortex-M3/M4: 일반 IoT 기기, 실시간 제어용
• Cortex-M7: 복잡한 신호 처리 (예: 오디오 처리)

내가 다루는 보드가 M3 계열이라면, 이 중간 레벨에서 속도와 실시간 처리의 균형을 잡은 적절한 선택이라 볼 수 있다.
 

 

 
 
 

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참고자료

• ARM Cortex-M Overview – Arm Developer
• What is a Microcontroller? – Microchip
• MCU란? - GeeksforGeeks

 

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