[ARM] CPU, Processor, MCU, Core, SoC

 

CPU (Central Processing Unit)

CPU가 무엇인가... 하면.. 컴퓨터의 두뇌같은 녀석이다. CPU가 들어가면 그놈은 컴퓨터라고 할 수 있으며, 컴퓨터라고 하면 거기엔 CPU가 있다고 볼 수 있다. 두뇌이기 때문에 CPU라고 하면 한 컴퓨터 시스템에 1개가 있다.(Central Unit 입니다~!)

보통 검정색 Chip 으로 돼있다.

예전에는 단순히 제어 장치, 연산 장치, 레지스터.. 정도가 다였지만, 요즘은 공정 기술이 좋아지면서 이것저것 마구마구 들어간다.

PC용 CPU를 보면 내장 그래픽 카드도 들어가고 장난 아니다.

SoC (System On Chip)이라 그래서 요즘은 엄지손톱 만한 자그만 칩에 이것저것 다 들어간다. Processor + System Bus + Peripherals + Memory 등등등.. 보통 이렇게 On Chip 돼있는 애들은 MCU(Micro Controller Unit)라고 부른다. 주변 장치가 따로 Off Chip 돼있는 애들은 MPU라고 부른다.

자 그럼 MCU와 CPU의 개념이 햇깔릴 수 있는데, 이렇게 생각하면 된다.

예를 들어 요즘 스마트폰에는 CPU가 무엇이 들어가는가? 보통 ARM의 A시리즈 프로세서가 들어간다. 그럼 이 ARM-A시리즈 프로세서가 '스마트폰의 Central Processing Unit)'인 것이다. 근데 스마트폰 안에 이러한 mcu가 하나만 있을까? 아니~ 더 많다. 터치스크린을 컨트롤 하는 칩 역시 mcu이며, (아마도) 센서들을 다루는 칩 역시 mcu 일 것이다. 그렇다고 터치스크린, 센서를 다루는 녀석들을 스마트폰의 cpu라고 부르진 않는다.

아키텍쳐를 따로 떼어놓고 보아서, 만약 터치스크린 패널 - 터치스크린 ic(mcu) 이 두가지를 컴퓨터라고 부른다면, 이 환경에서의 cpu는 터치스크린 ic가 맞겠지만, 스마트폰의 cpu는 arm a시리즈라는 것.

자동차 역시, 엔진 제어 유닛인 ECU, 그 외 자동 에어콘 시스템, 자동 라이트 온/오프 시스템 등등 여러가지 있겠지만, 가장 중요한놈은.. 워디에 있을까? 여튼 CPU라고 불리는 놈은 하나일 것이다. (자동차 시스템을 잘 몰라서..^^;)

너무 말이 길었다.. 한줄 정리 하겠다.

CPU : '컴퓨터'의 '중앙 처리 장치'를 말하며, MCU가 올수도 있고 MPU가 올 수도 있다. 끝

 

 

Processor

흔히 말하는 연산 기능, 제어 기능, Program Counter, 캐쉬 등등이 이 안에 들어 있다. 무엇 보다 가장 중요한 Core가 들어있다.

 

 

Core

Core에 따라 이 CPU가 ARM계열이냐, MIPS계열이냐, x86계열이냐 등등 분류된다.

안에는 ALU, Register 등등이 있다. 참고로 Core는 예전이나 지금이나 크게 다를 바가 없다. 보통 ARM Processor가 예전에 비해 발전됐다고들 하는데, Core는 거의 변한게 없고, 주변 Cache라던지 다른 장치들이 발전된 것이다.

 

Peripheral 장치

사전적 정의를 찾아보면 Peripheral은 '주변적인'라고 나온다. 말그대로 주변 장치이다. 보통 CPU 내부에서 Processor와 연결되는 여러 장치들을 말한다. 위 그림을 보면 ADC, UART등이 있다. CPU 외부의 센서를 CPU의 ADC에 할당된 핀에 연결하고, ADC는 이를 읽어서 Analog to Digital Convert 하여 AHP/ABP BUS를 통해 Processor로 값을 전달한다.

 

 

 

이제, 이 강좌는 ARM 강좌이기 때문에.. 아래 그림을 다시 유심히 보자. 

쉽게 설명하기 위해 개략적으로 소개하겠다

 

CPU를 보면 Processor와 Bus, 그리고 여러가지 Peripheral 장치들이 연결돼 있는걸 볼 수 있는데, 여기서 빨간색 점선으로 돼있는 부분까지가 ARM社에서 라이센싱 하는 부분이다.

ST, TI, Samsung LSI 등 회사들은 ARM으로 부터 라이센스를 구매해서 사용하며, 주변의 Peripheral 장치들을 연결하여 One Chip으로 만들어 판매한다.

즉, Processor와 Bus는 ARM의 기술력이며, 그 외의 부분들은 Vendor의 기술력이라 보면 되겠다.

건축으로 예를 들면, ARM 사는 설계도를 판매하는 건축설계사무소 이며, ST, TI, Samsung LSI 등의 벤더들은 건축 시공을 하는 시공사들이다.