[PC] 소개 [2] - Control Unit 정리

목차

 

1. CPU & Micro Processor
2. MCU
3. ECU
4. DCU

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중앙 처리 장치 (CPU; Central Processing Unit)
            &
마이크로 프로세서 (Micro Processor)

 

- 설명

 

• 기억/연산/제어 기능을 담당하며, 뇌에 비유하면 대뇌피질, 즉 사고를 담당 (단기기억: MEMORY, 장기기억: 하드)
• CPU는 컴퓨터 전체 시스템의 위치와 입장에서 나온 말이라면, 마이크로프로세서는 동작 방식.
• MPU(Micro Processor Unit)도 CPU와 같은 것. 단순히 업계에서 사용하는 말이 다를 뿐
• [굳이 차이를 보자면, 다음 페이지에서 확인]

 

- 구성

 

• 산술 논리 연산 장치(ALU; Arithmetical Unit): 사칙연산 / AND / OR / 쉬프트 연산
• 제어 장치(입출력): 동작 제어 실행
• Core & 레지스터 & L3 캐시메모리: 데이터 처리를 위한 임시 저장소

 

- 장점

 

• 저비용
• 고속
• 작은 사이즈
• 저전력
• 낮은 발열
• 고신뢰

마이크로프로세서 설계 방식
참고사이트
- CISC(Complex Instruction Set Computer) & RISC(Reduced Instruction Set Computer)

[CISC / RISC] 개념 및 차이

Thread(쓰레드): 프로세스 내에서 실제 작업 수행하는 실행 단위 (CPU - Core > thread)

 

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마이크로 제어 장치 (MCU; Micro Control Unit)

 

- 설명

 

• 여러 구성품들을 하나의 칩으로 합쳐 정해진 기능을 수행시키는 컴퓨터 => 즉 한 번 프로그래밍하면 후에 바꿀 일이 거의 없음 (예시, 냉장고 / 전자레인지)
• CPU와의 차이로는, CPU는 고성능 OS를 설치하여 PC, Server, 슈퍼컴퓨터 등에 사용하는 경우고, MCU는 RTOS를 사용하거나 펌웨어로만 사용하여 자동제어 하는 경우(임베디드 시스템)이다.
• 대표 납품사 - 인텔 / ARM / AVR 

 

- 구성

 

• 마이크로 프로세서(or CPU)
• 메모리(RAM, FLASH ROM)
• 입/출력 모듈(GPIO)

RTOS(Real-Time Operating System): CPU 시간 관리 부분에 초점 맞추어 설계.따라서 응용 프로그램의 Task 처리 시간을 일관되게 유지하는것, 즉 실시간 성능 보장이 메인 목표로 볼 수 있다.

GPIO(General-Purpose Input Output): 입력이나 출력을 포함한 동작이 Runtime 시 사용자에 의해 제어되는 집적 회로 또는 전기 회로 기판의 디지털 신호 핀

+) Runtime: 컴퓨터 프로그램이 실행되고 있는 동안의 동작

MCU 내 메모리 기능 구분
- RAM: 사용되는 데이터 저장
- FLASH ROM: 읽기 전용으로 프로그램 저장

 

 

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전자 제어 장치 (ECU; Electronic Control Unit)

 

- 설명

 

• 과거에는 연료 분사 제어의 Engine Control Unit으로 사용되었지만, 현재는 개별적인 전자 제어 장치들을 통칭하는 단어 (TCU / ESC / 에어백 제어 / 타이어 공기압 관리 제어 등)
• 차량 통합 플랫폼 및 기능적 중앙 집중화를 위한 필수 장치로, 각 ECU는 단일 기능을 독립 수행
• 현재 납품사 - 보쉬 / 델파이 / 컨티넨탈 / 지멘스

 

- 구성

 

• CPU
• 메모리
• 센서 및 센서 컨트롤러

 

- 장점

 

• 각 제어 성능 향상
• 무게 감소 등 연료 효율성 증대
• 부품 내구성 향성
• 정비 용이 (센서값 이상을 확인하여 해당 부분만 수리)

 

 

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도메인 제어 장치 (DCU; Domain Control Unit)

 

- 설명

 

• 기존 ECU보다 단일화된 제품으로, ECU 기능을 통합 관리하는 CGW(Central Gateway)가 추가된 것으로 각 센서들을 개별 Domain으로 나누고 이를 통합하여 신호처리 및 제어 하는 것
• Door Control Unit / Media Control Unit으로도 사용됨
• 시간당 4TB 데이터를 처리하는 고급 기능 구현
• 대표 납품사 - 보쉬 / 비스테온 / 콘티넨탈 / 앱티브 / LG전자 / 테슬라 / 화웨이 등