[e돋보기] 마이크로컨트롤러유닛(MCU)

[양태훈기자] 마이크로컨트롤러유닛(MCU, Micro Controller Unit)은 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)와 주변 장치를 하나로 통합한 소형 칩셋을 말한다.

프로그래머가 생성한 프로그램 코드를 분석, 이를 보조 모듈 및 외부 장치가 특정 작업을 할 수 있도록 제어하는 것이 주된 역할이다.

예컨대 TV 녹화 장치의 타이머 설정이나 휴대폰 배터리 전압 측정 및 잔여 배터리 용량 표시, 모터의 방향이나 속도 변환, 밸브를 열고 닫는 신호 출력, 냉장고의 인버터를 제어해 온도변화에 따른 적절한 냉기출력을 조정하는 것 등이 MCU를 활용한 예다.

마이크로프로세서유닛(MPU, Micro Processor Unit)이 단순히 프로그램 코드를 해석·연산하는 기능에 초점이 맞춰져 있다면, MCU는 램(RAM)이나 롬(ROM), 입·출력장치(I/O) 등의 주변 장치가 통합된 것이 다른 점이다.

MCU의 구성은 크게 'CPU'와 '메모리', '보조 모듈'로 구성돼 있다. 정보를 전송하는 회로(버스)를 통해 메모리와 CPU, CPU와 보조 모듈간의 각종 명령데이터를 주고받아 다양한 작업을 수행하는 식으로 동작한다.

메모리(롬)에 저장된 프로그램 코드가 CPU로 전달되면, CPU는 이를 처리해 외부 인터페이스인 보조 모듈에 특정 작업을 하도록 명령하는 것.

PC의 경우, 사용자가 원하는 다양한 요구에 따라 동작할 수 있는 사용성을 제공하지만 MCU는 특정한 기능을 수행하도록 프로그래밍 돼 있어 주로 임베디드(내장형) 제품에 널리 활용된다.

이는 MCU를 활용할 경우, 칩셋 하나로 외부 장치를 조정할 수 있는 시스템 구성이 가능한 만큼 제품의 크기와 무게를 줄일 수 있고, 이에 따라 부품비·제작비·개발시간 등도 감소할 수 있는 이점을 제공하기 때문.

특히, 사용되는 부품수가 줄어듬에 따라 신뢰성이 높은 장치를 활용하게 돼 고장률 및 유지보수 비용을 낮춰 전체 시스템의 신뢰성을 높여주는 것도 MCU의 강점이다.

최근 IT 시장에서 사물인터넷(IoT)이 신성장동력으로 주목받음에 따라 텍사스 인스트루먼트(TI), ST마이크로일렉트로닉스, 프리스케일, 인피니언 등의 주요 MCU 제조업체들이 치열한 경쟁을 벌이고 있다.

이는 MCU가 다양한 기능성을 제공하는 IoT 기기 개발에 대한 수요를 충족할 수 있는 기능성을 제공하기 때문으로, 업계에서는 MCU의 '초저전력 성능'과 '고신뢰성' 등을 주요한 경쟁 포인트로 강조하고 있다.

한편, 시장조사업체 IC인사이트에 따르면 세계 MCU 시장규모는 올해 172억 달러(한화 19조 3천242억 원)에서 오는 2018년에는 191억 달러(한화 21조 4천588억5천만 원)로 성장할 전망이다.

양태훈기자 flame@inews24.com