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마이크로컴퓨터
마이크로컴퓨터는 마이크로프로세서를 중앙 처리 장치로 사용하는 컴퓨터를 가리킨다. 물리적으로 메인프레임과 미니컴퓨터에 견주어 작은 편이다. 수많은 마이크로컴퓨터들 또한 개인용 컴퓨터라고 할 수 있다.[1]
목차
개요
마이크로컴퓨터는 하나의 칩 속에 중앙처리장치가 들어 있는 것으로, 1971년 인텔사가 처음으로 개발하였다. 마이크로프로세서에 LSI에 의한 연산처리장치, 기억장치, 입출력 장치 등을 부가한 컴퓨터로, 개인용 컴퓨터나 산업용 로봇, 자동차엔진, 가정용 기기 등에서 제어장치로 이용되고 있다. 집적기술의 발달로 CPU, 메모리, 입출력 제어의 각 부를 1개의 집적회로 위에 형성 할 수 있는데, 이것을 특히 원 칩 마이크로컴퓨터라고 한다.[2]
역사
- 1984년 트랜지스터가 발명된 이래 반도체 집적 기술이 급속히 발전하여 진공관에 비하여 소형 경량이면서 소비전력이 적은 능동소자를 작은 영역인 칩안에 집적시키는 기술이 비약적으로 증가되는 경향을 보이고 있다.[3]
- 1960년대 중반부터는 반도체 제작기술이 발전하여 한 개의 집적회로인 실리콘 칩상에 20~100개의 트래지스터를 집적한 소규모 직ㅂ적히로가 만들어 졌으며, 1000여개 이상의 트래지스터를 집적할 수 있는 중간규 집적회로와 5MM의 칩 상에 1만개 이상 트래지스터를 집적할 수 있는 대규모 집적회로를 만들 수 있는 기술로 발전되었다.
- 1973년 인텔사의 8080 아키텍처는 8008과 매우 다르지만 새로운 프로세서의 소프트웨어로 8008의 소프트웨어와 호환성이 있으며 이 새로운 마이크로 프로세서에는 기존 명령 48개에다 새로운 명령 30개를 추가하여 제 2세대 마이크로 프로세서가 탄생되었다.[3]
- 그후 모토로라에서 개발한 8비트 마이크로프로세서는 프로그램을 할 수 있는 인터페이스를 포함한 디바이스 패밀리가 있고, 프로세서에 쉽게 접속할 수 있을뿐만 아니라 디바이스 모두가 단일 5V 전원을 사용하는 MC 6800 과 내쇼날 세미콘덕터사의 6809가 개발되어 발표되었으며, 인텔사에서도 8080A를 개량한 8085가 발표되었다 또 8080A의 기능과 완전 호환성이 있으며 단점을 보강하고, 새롭게 명령을 78개나 추가하여 명령어 수가 총 158개인 ZILOG사의 Z-80이 발표되었다.[3]
특징
마이크로컴퓨터에서는 프로그램에 따라서 시스템 전체의 동작을 제어하고 있다. 마이크로컴퓨터는 논리 소자로 구성되어 있으며, 2진수로 동작하기 때문에, 마이크로컴퓨터의 동작을 규정하는 프로그램도 2진수로 줄 필요가 있다. 이컴퓨터가 이해할 수 있는 2진수의 언어를 기계어라 한다. 그러나, 기계어는 2진수의 나열이며, 인간으로서는 대단히 읽기 어려운 언어이다. 이 때문에 보통 프로그램을 개발하는 경우에는 인간이 이해하기 쉬운 언어로 프로그램을 기술하고, 마이크로컴퓨터에 줄 때에 기계어로 변환하는 방법이 취해지고 있다. 프로그램 언어에는 그 진화의 정도에 따라 크게 나누어, 어셈블리 언어와 고급 언어가 있다.[4]
어셈블리 언어
어셈블리 언어는 니모닉이라고 하는 기계어와 1대1에 대응한 코드로 기술되는 언어이다. 기계어로 변환하기 위한 프로그램을 어셈블러라고 한다. 어셈블러에는 생성된 기계어가 메모리의 주소에 절대적으로 할당된느 절대적 어셈블러와 메모리의 임의의 주소에 재배치 가능한 기계어를 출력하는 리로케이터블 어셈블러가 있다.[4]
고급언어
고급언어인 C언어, FORTRAN, BASIC 등으로 대표되는 고급언어는 어셈블리 언어와 비교하면, 인간의 말에 가깝기 때문에 프로그램 개발이 쉬우며, 기종의 다른 마이크로컴퓨터에도 이식이 가능하다. 기계어의 변환에 사용하는 컴파일러는 어셈블러와는 다르며, 하나의 소스 스테이트먼트를 여러 개의 기계어로 변환한다. 그 때문에 변환할 때에는 프로그램의 메모리 효율에 장황도가 나온다.[4]
분류
마이크로 컴퓨터는 마이크로프로세서, 기억장치RAM 및 ROM, 입출력 장치가 모여서 이루어진 것이다.[5]
마이크로프로세서
마이크로프로세서는 2가지 형태로 나뉜다. 하나는 CPU형 마이크로프로세서 또다른 하나는 단일 칩 마이크로 컴퓨터이다. CPU형 마이크로프로세서는 CPU 기능 대부분을 칩 하나에 집적하고, CPU형 마이크로프로세서를 중심으로 ROM, RAM, 입출력장치 등을 추가하여 마이크로컴퓨터를 구성할 수 있다. 단일 칩 마이크로 컴퓨터는 마이크로컴퓨터에 들어가는 모든 부품들을 하나의 반도체 칩에 집적한 것이다. 연산용과 제어용으로 분류하며, 제어용 단일 칩 마이크로컴퓨터를 마이크로 컨트롤러 라고 하고 8051, AVR, PIC 등이 있다.[6]
인텔의 8051 계열
- 내부 데이터 RAM 128바이트
- 내장 특수 기능 레지스터 128바이트
- 내부 프로그램 메모리 4K 바이트
- 외부확장 프로그램 메모리 60K 바이트
- 외부 프로그램 메모리 4K 바이트
마이크로칩의 PIC 계열
- RISC 방식의 8비트 마이크로컨트롤러
- 속도, 내부 메모리 용량, 내장 디바이스 특성에 따라 PIC12, PIC14, PIC16, PIC17, PIC18 계열이 있음
- 동작 전원 범위가 넓고, 소비 전류는 수 mA 이하며, 파워 ON Reset과 원 칩 타이머, ROM 등을 내장하고 있어 소형 제품을 만드는데 적합하다.
아트멜의 AVR 계열
- ATiny, AT90S, ATmega 계열이 있다.
- 동작 전원 범위가 넓고, 프로그램 코드를 저장할 플래시 메모리와 데이터를 저장할 EEPROM, SRAM등 다양한 내부 메모리를 제공한다.
- 모든 계열이 ROM writer와 같은 별도의 장비 없이 PC에서 AVR의 내부 플래시 메모리로 프로그램을 저장하는 ISP 기능을 갖추고 있다.
종류
마이크로 컴퓨터의 종류로는 슈퍼 마이크로 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 팝톱 컴퓨터가 있다.[7]
슈퍼 마이크로 컴퓨터
구동 시기를 기준으로 일반적인 컴퓨터에 비해 월등한 연산 능력을 보유한 컴퓨터이다. 시기가 중요한 이유는 시대에 따라 컴퓨터의 연산력은 천차만별이기 때문이다. 컴퓨터 분야의 연산량의 증가 속도가 매우 빠른지라 10년 전 세계 최고 수준의 컴퓨터라도 현재에는 ‘슈퍼컴퓨터’라는 칭호를 붙여주기도 아까운 경우가 대부분이다.
데스크톱 컴퓨터
데세크톱 컴퓨터는 책상이나 테이블 등 정해진 위치에서 사용하기 위해 디자인된 컴퓨터이다. 사이즈가 크지만 게임용 PC 등 고사양의 컴퓨터에 필요한 넉넉한 전원을 확보할 수 있는 장점이 있다. 노트북 컴퓨터, PDA와 같은 휴대용 컴퓨터와 구별된다. 데스크톱 컴퓨터들은 또한 마이크로컴퓨터라고도 알려져 있다.[8]
휴대형 랩톱 컴퓨터
랩톱 컴퓨터 또는 노트북 컴퓨터는 개인용 컴퓨터를 휴대할 수 있도록 작은 크기로 제작한 컴퓨터이다. 현재는 15인치 이상의 랩톱도 출시된다.[9]
팜톱 컴퓨터
팜톱 컴퓨터는 소형인 PDA나 컴퓨터 기종 중 키보드와 디스플레이를 탑재한 것을 이르는 말이다. 데스크톱이 책상 위에 놓을 수 있는 폼팩터의 컴퓨터이고, 랩톱이 무릎위에 놓을수 있는 수준이라면 팜톱은 손바닥위에 올려놓을 수 있는 컴퓨터 이다.[10]
구성
마이크로 컴퓨터는 연산이나 조건 판단을 마이크로프로세서, 데이터나 프로그램을 기억하는 메모리, 센서나 스위치 입력이나 모터 구동을 담당하는 입출력 장치등으로 구성된다. 우리가 흔히 쓰는 PC도 입출력장치가 다양할뿐 기본적인 구조는 동일하다.[11]
구조
마이크로 프로세서는 외부와 어드레스, 데이터, 컨트롤 버스와 의소소통을 한다. 또한 마이크로 프로세서 내부와 마이크로 컴퓨터의 전체 동작을 동기화 시키기 위해 시간기준이 필욯나데 수정발진자 등으로 기준 클록을 넣어준다. 마이크로프로세서 내부에는 명령을 해독하는 부분, 수치연산을 행하는 부분, 버스를 제어하는 부분등이 있다.[11]
각주
- ↑ 〈마이크로컴퓨터〉, 《위키백과》
- ↑ 〈마이크로컴퓨터〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 3.0 3.1 3.2 〈마이크로컴퓨터에대하여〉, 《교보문고》
- ↑ 4.0 4.1 4.2 안그래여, 〈마이크로컴퓨터란?〉, 《네이버 블로그》, 2004-04-03
- ↑ 현경, 〈마이크로컴퓨터 종류 정의 응용제어〉, 《티스토리》, 2019-04-24
- ↑ Oo, 〈마이크로프로세서의 개요〉, 《네이버 블로그》, 2016-09-08
- ↑ newind2000, 〈마이크로 컴퓨터와 ADC & DAC〉, 《티스토리》, 2015-02-02
- ↑ 〈데스크톱 컴퓨터〉, 《위키백과》
- ↑ 〈랩톱 컴퓨터〉, 《위키백과》
- ↑ 〈팜톱 컴퓨터〉, 《위키백과》
- ↑ 11.0 11.1 CUE, 〈마이크로 컴퓨터의 구조 & 8051〉, 《출처》, 2011-10-23
==참고자료
- 〈마이크로컴퓨터〉, 《위키백과》 </ref>
- 〈마이크로컴퓨터〉, 《네이버 지식백과》 </ref>
- 〈마이크로컴퓨터에대하여〉, 《교보문고》 </ref>
- 안그래여, 〈마이크로컴퓨터란?〉, 《네이버 블로그》, 2004-04-03
- 현경, 〈마이크로컴퓨터 종류 정의 응용제어〉, 《티스토리》, 2019-04-24 </ref>
- Oo, 〈마이크로프로세서의 개요〉, 《네이버 블로그》, 2016-09-08 </ref>
- newind2000, 〈마이크로 컴퓨터와 ADC & DAC〉, 《티스토리》, 2015-02-02 </ref>
- 〈데스크톱 컴퓨터〉, 《위키백과》 </ref>
- 〈랩톱 컴퓨터〉, 《위키백과》 </ref>
- 〈팜톱 컴퓨터〉, 《위키백과》 </ref>
- CUE, 〈마이크로 컴퓨터의 구조 & 8051〉, 《출처》, 2011-10-23 </ref>
