Microcontroller, Memory Map, Processor Databook

Microcontroller

Microcontroller

Microcontroller는 microprocessor와 I/O device을 single-chip으로 만들어서 정해진 기능을 수행하는 컴퓨터이다.

 

예를 들어, 냉장고 컨트롤러 embedded system은 아래 그림과 같은 기능들이 필요하다.

이를 실용적이고 편리하게 사용하기 위해 microprocessor에 자주 쓰이는 주변장치들을 더한 microcontroller를 구매해서 사용한다.

 

Single-chip으로 만들게되면 비용이 적고, 신뢰도가 높고(고장 요인의 적음), 성능도 빠르고, design time을 줄일 수 있다.

 

 

System on Chip (SoC)

Mobile device와 같은 embedded system에서는 32-bit 등의 powerful한 시스템이 사용된다.

이런 곳에서도 single-chip이 들어가야 가격/신뢰도/성능 등의 측면에서 더욱 효과적이다.

 

규모, 성능 등의 측면에서 micro가 아니기 때문에 "System on Chip"이라는 용어를 쓴다.

• 규모, 성능 등의 측면에서 micro가 아니다.
• 프로세서가 필요한 모든 기능을 하나의 칩에 넣었다.

 

ARM System on Chip, Mobile AP 등이 있다.

* AP : Application Processor : 특정 application에 특화가 된 프로세서

* Moblie AP : Mobile Application Processor : mobile application(smartphone 등)에 특화된 프로세서

ARM system on chip

 

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Memory Map

Memory map이란, 메모리와 I/O device에 고유한 address를 부여하는 것이다.

메모리를 어떻게 분배하고 사용할 것인지를 결정하는 것이다.

모든 컴퓨터는 memory map을 가지고 있고, 프로그래머는 memory map에 따라 address를 사용한다.

 

메모리는 크기가 크고 각 memory word는 address를 가져야 하기 때문에 많은 address를 필요로 한다. 

반면에, I/O device들은 많은 address가 필요로 하지 않는다.

이를 고려하여 컴퓨터 하드웨어 설계 과정 중에 address를 어떻게 사용할 것인지를 결정해야 한다.

Program memory, data memory, I/O device에서 각각 몇번지에서 몇번지까지 사용할 것인지 결정한다.

 

아래는 16-bit 80196의 memory map의 모습이다.

이에 따라 하드웨어를 구성하고, 프로그램을 작성한다.

좌 : 8/16bit microcontroller board / 우 : 16-bit 80196 memory map

 

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Processor Databook

Processor Datasheet라고도 한다.

 

Embedded system 등을 설계하기 위해서는 프로세서 정보가 필요하다.

이 때 processor databook을 확인하면 된다.

 

다음과 같은 프로세서 정보를 담고 있다.

• ISA (Instruction Set Architecture)
  • 프로그래머를 위한 사용법을 담고 있다.
• Physical interface
  • 하드웨어 designer를 위한 사용법을 담고 있다.
  • pins 정보, pins의 특징, pins 사용법, timing
  • environmental range, clock speed, power supply