1. MCU Vs. AP: 임베디드 시스템 설계에서의 선택 기준
임베디드 시스템을 설계할 때 핵심적인 선택지 중 하나는 MCU(Microcontroller Unit)와 AP(Application Processor)의 선택이다. 이 두 프로세서는 기능과 용도가 명확히 구분되며, 애플리케이션의 특성과 요구 사항에 따라 적절한 선택이 필요하다.
가. Processing Power and Complexity
1) MCU
① 처리 성능: 일반적으로 낮은 클럭 속도 및 연산 성능
② 특징: 센서 제어, 모터 구동, 실시간 인터럽트 처리 등 control-oriented tasks을 수행하도록 설계
2) AP
① 처리 성능: 훨씬 더 높은 클럭 속도와 성능
② 특징: 멀티미디어 처리, 고급 OS 구동, 멀티태스킹 등 고성능이 필요한 복잡한 애플리케이션 처리 가능
나. Integrated Features
1) MCU
① 내장 기능: 메모리, ADC, 타이머, PWM, GPIO 등
② 통신 인터페이스: SCI, SPI, CAN, FlexRay, Ethernet 등
2) AP
① 내장 기능: 메모리, 비디오 코덱, 이미지 프로세싱 유닛, 오디오 DSP, GPU
② 고속 인터페이스: PCIe, USB, CAN(FD), MOST, Ethernet 등
다. Real-Time Operation
1) MCU
① 최적화: real-time applications에 최적화되어 있어, 외부 이벤트에 대해 정해진 시간 내 결정적 반응 가능
② 용도: control-oriented applications에 적합
2) AP
① 지원: 실시간 처리 가능하나, MCU만큼 효율적이지 않음
② 용도: 복잡한 OS가 필요한 고성능 애플리케이션에 적합
라. Power Consumption
1) MCU
- 매우 효율적으로 설계되어 배터리 기반, 저전력 디바이스에 적합
2) AP
고성능 요구사항과 복잡한 작업 처리 때문에 더 많은 전력이 소비
마. Operating System (OS)
1) MCU
- 단순. RTOS 사용, 또는 OS 無
- SW 스택이 경량 구조로 구성됨
2) AP
- Android, Linux, Windows 등 복잡한 OS 구동 가능
- 고성능 HW 자원 필요, 다양한 기능과 UI 제공
바. Cost
1) MCU
- 아키텍처가 단순하고, 특정 목적에 최적화된 설계 덕분에 비용이 저렴
2) AP
- 고성능 연산, 다기능 지원을 위해 비용이 더 높음
사. Application
1) MCU
- 임베디드 시스템, 산업 제어, 가전제품, 자동차의 파워트레인/섀시/바디 시스템 등에 사용
- 목적이 뚜렷하고, 실시간 제어와 저전력 구동이 필요한 분야에 적합
2) AP
- 스마트폰, 태블릿, 차량용 인포테인먼트 시스템, ADAS 등 고성능이 요구되는 분야에서 사용
2. Choice btw an MUC & an AP
선택은 애플리케이션의 요구사항에 따라 다르다.
MCU를 선택하는 경우는, 낮은 전력 소비를 하는 정교한 control과 실시간 반응성이 필요할 때이다.
한편, AP를 선택하는 경우는, 복잡한 GUI와 고급 멀티미디어를 처리해야 할 때이다.
Automotive systems에서는, control tasks을 직접 다루기 위해서는 주로 MCUs가 사용되고, 인포테인먼트와 내비게이션을 다루기 위해서는 APs가 사용된다.
<참고 자료>
전재욱 교수님, SDV 이해하기(K-MOOC), 성균관대학교 반도체시스템공학과, '24.12.09.~'25.02.28.
