마이컴이란?
마이컴이란?
마이컴은 전자기기를 제어하기 위한 전자부품으로, 최근에는 냉장고나 세탁기 등 대부분의 전자기기에 탑재되고 있습니다. 간단히 말하자면 전자기기를 제어하기 위한 작은 컴퓨터라고 할 수 있습니다. 마이크로 컨트롤러나 MCU (Micro Controller Unit), 마이크로 컴퓨터라는 명칭을 사용하기도 합니다.
마이컴이 탑재된 전기밥솥은 버튼을 누르면 취사가 시작됩니다. 이때 「버튼을 누르는 입력 동작을 통해, 취사를 시작한다는 출력 동작을 실행」하는 것이 마이컴입니다.
마이컴의 용도
마이컴은 최근 대부분의 전자기기에 탑재되어 있습니다. 예를 들어, 냉장고나 세탁기, 전기밥솥, 전자레인지, 청소기와 같은 가정용 전자기기 즉 가전을 제어하기 위해 사용되고 있습니다. 그밖에도 로봇이나 데이터 기록 장치 등의 산업기기, 체온계나 시계, 비데에도 사용되고 있습니다. 이와 같이 생활 주변의 전자기기 대부분을 제어하기 위해 사용되고 있기 때문에, 오늘날 모든 전자기기에 꼭 필요한 요소라고 해도 과언이 아닙니다.
마이컴의 역사
마이컴은 전자기기의 소형화와 설계 시간 단축화 요구에 따라 개발되었습니다. 1960년대까지 전자기기의 제어 회로는 각각 개별 트랜지스터 소자로 구성되었습니다. 트랜지스터에 대해 간단히 설명하자면, 트랜지스터는 반도체의 일종으로, 주로 스위치 용도로 사용됩니다. 또한, 트랜지스터를 사용함으로써 증폭 회로나 논리 회로, 연산 회로 등을 구성할 수 있어 제어 회로를 만들 수 있습니다. 제어 회로를 사용하게 됨에 따라 버튼을 입력하는 것만으로 전자기기를 제어할 수 있게 되었습니다. 그러나, 이러한 제어 회로는 사이즈가 크다는 문제가 있었습니다.
1960년대 후반, 트랜지스터를 집적화한 IC (Integrated Circuit)가 등장하였습니다. 이 IC를 사용함으로써 제어 회로의 소형화도 기대할 수 있게 되었습니다. 한편, 이 시기에는 이미 많은 전자기기가 보급되기 시작하였습니다. 이러한 전자기기에 사용되는 제어 회로 및 IC는 각각의 전자기기에 적합하게 설계되었습니다. 그러나, 제어 회로나 IC의 개발 및 설계를 위해서는 많은 시간과 비용이 소요된다는 문제가 있었습니다.
그리고 1970년대에 비로소 소프트웨어를 통해 동작을 변경할 수 있는 마이컴이 개발되었습니다. 보급까지는 상당한 시간이 소요되었지만, 마이컴은 소프트웨어로 동작 변경 가능하다는 매우 우수한 특징을 갖게 되었습니다. 이에 따라 IC를 다시 만들어야 하는 부분이 최소한으로 줄어 제어 회로나 IC의 개발 및 설계에 소요되는 시간을 단축할 수 있었습니다. 이렇게 개발된 마이컴에 의해 현재 생활 주변의 다양한 전자기기가 제어되어 편리한 생활을 영위할 수 있게 된 것입니다.
마이컴 사용의 메리트
마이컴을 사용하는 장점은 소형화와 다기능화를 동시에 실현할 수 있고, 다양한 용도로도 대응 가능하다는 점입니다.
- 소형화
- 마이컴은 여러개의 저항이나 콘덴서, 트랜지스터 등의 전자부품을 초소형화하여 집적한 LSI (Large-Scale Integrated circuit)입니다. 이전에는 다수의 전자부품을 사용하여 기기를 제작하였기 때문에 전자회로 부분이 거대했습니다. 마이컴을 사용함으로써, 이러한 전자회로 부분을 집적화할 수 있어, 기기의 소형화로 이어졌습니다.
- 다기능화
- 부품의 집적화를 통해, 한층 더 많은 부품을 탑재할 수 있습니다. 이전에는 기능의 추가로 인해 기기가 거대화되었습니다. 마이컴을 사용함으로써, 기기에 많은 기능을 탑재할 수 있게 되어, 다기능화 및 고성능화로 이어졌습니다.
- 다양한 용도에 폭넓게 대응
- 또한, 마이컴은 소프트웨어를 통해 동작을 변경할 수 있다는 특징이 있습니다. 이전에는 동작 변경을 위해 LSI를 다시 제작해야 했기 때문에 시간이 많이 소요되었습니다. 마이컴을 사용함으로써, 동작 변경을 위한 처리가 용이해지므로, 제어 회로나 IC의 설계 및 개발에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 다양한 용도에 대응이 가능하게 되었습니다.
마이컴이 개발된 역사 부분에서도 언급했지만, 소형화와 다양한 용도에 대응 가능하기 때문에 현재 다양한 전자기기에 사용되고 있습니다.
<예> 냉장고에서 마이컴의 동작
냉장고를 예로 들어 마이컴의 동작에 대해 설명하겠습니다.
냉장고의 특징을 3가지 나열한다면 아래와 같습니다.
①냉장고 내부의 온도를 일정하게 유지
②냉장고를 열면 냉장고 내부의 조명을 점등
③냉장고를 60초 이상 열어두면 경고음 출력
마이컴은 이러한 3가지 특징을 실현하기 위한 사령탑으로서의 역할을 합니다.
①을 위해서는 냉장고 내부의 온도를 측정하여 온도가 높으면 컴프레서를 동작시켜 냉장고 내부의 온도를 낮추어야 합니다. 그리고, 냉장고 내부의 온도가 일정 온도까지 낮아지면 컴프레서를 정지시켜야 합니다.
②는 냉장고 문의 개폐에 따라 ON / OFF하는 스위치를 통해 문이 열린 상태를 검출하여 조명을 점등시킬 필요가 있습니다.
③은 냉장고 문이 열려 있는 시간을 측정하여 60초 후에 경고음을 출력할 필요가 있습니다.
이러한 냉장고의 온도 관리 및 조명의 점등, 경고음 출력을 위해 사람이 24시간 감시할 수는 없습니다. 이때 사람을 대신하여 냉장고의 온도 관리 등을 담당하는 것이 바로 마이컴입니다.
마이컴의 구성
마이컴의 구성에 대해 알아보겠습니다.
마이컴은 전자기기의 버튼 등 외부로부터의 신호를 받아들이는 입력부, 정보를 처리하는 처리부, 히터나 모터 등 외부로 신호를 출력하는 출력부로 구성됩니다. 마이컴의 동작은 아래 그림과 같이 버튼이나 센서로부터 신호를 입력 받아 내부에서 처리한 후, 히터의 제어 신호나 모터의 제어 신호를 출력합니다.
그리고, 처리 자체를 소프트웨어를 통해 용이하게 변경할 수 있다는 특징도 있습니다.
