MCU（マイコン）とは

MCU（Micro-Controller Unit、マイコン）とは、データ入出力、データ処理、プログラム記憶（ROM）、データ記憶（RAM）という4つの基本計算要素を単一のチップへ統合したものです。東京エレクトロンの公式用語集は、MCUをこの4要素の統合としています。

定義・解説

マイクロプロセッサは、計算の中枢だけを担います。プログラムを置くメモリも、作業用のメモリも、外部と信号をやりとりする回路も、別の部品として周りに置くことになります。1つのシステムを組むには、複数のチップと基板の配線が要ります。

MCUは、この構成を1枚へ畳み込みます。東京エレクトロンの公式用語集が挙げる4要素 ── データ入出力、データ処理、プログラム記憶（ROM）、データ記憶（RAM）── は、システムとして動くための最小の組です。演算し、手順を覚え、途中経過を保ち、外とやりとりします。これだけあれば、単体で動きます。

単体で動くための最小の組

MPU中心の構成では記憶や入出力を外部の部品に頼ります。MCUは4要素を1チップへ入れて単体で動く形にします。基板の面積も部品点数も削れます。

4要素のうち2つが記憶です。同じ「覚える」でも、求めるものが違うため分かれています。

プログラムは、電源を切っても残る必要があります。次に電源を入れたとき、また同じ手順で動き出さなければ機器として使えません。だから不揮発の記憶（ROM）が要ります。

計算の途中経過は、動いている間だけ保てば足ります。電源を切ったときに消えても支障はありません。かわりに、読み書きが速く、何度でも書き換えられる必要があります。だからDRAMのような揮発の記憶（RAM）を使います。

電源を切ると、片方だけが残ります

同じ「覚える」でも、保持すべき期間が違います。プログラムは電源を切っても残る必要があるため不揮発のROMを使い、計算の途中経過は動いている間だけ保てば足りるため揮発のRAMを使います。

保持の要求が違うものを、同じ仕組みでまかなうのは無理があります。2種類の記憶が並んでいるのは、この違いに素直に従った結果です。

MCUが向かうのは、機器の中で特定の役目を果たし続ける場所です。家電の制御、自動車の各部、産業機器がこれにあたります。

こうした場所では、汎用の計算能力より優先されるものがあります。基板に置ける面積、部品の点数、そして価格です。外部にメモリを並べる余地は乏しく、部品が増えれば組み立ての手間も故障の箇所も増えます。

1チップで完結することが、そのまま採用の決め手になります。性能よりも、収まることと安さで選ばれます。ここがマイクロプロセッサとの性格の違いになります。

統合をさらに進めた先がシステムLSIです。東京エレクトロンの公式用語集は、システムLSIを、複数の個別ICの機能とIPコアを1チップへ統合して完全なシステムとして機能させるLSIとしています。MCUの4要素は、その考え方の最小形にあたります。

MCUとは何ですか？

東京エレクトロンの公式用語集は、MCU（Micro-Controller Unit）が、データ入出力、データ処理、プログラム記憶（ROM）、データ記憶（RAM）という4つの基本計算要素を単一のチップへ統合するとしています。

MPUと何が違いますか？

何を同居させるかです。マイクロプロセッサは演算の中枢を担い、記憶や入出力は外部の部品に頼ります。MCUはそれらを同じチップへ入れて、単体で動く形にします。

なぜ記憶まで入れるのですか？

組み込む先の機器では、外部にメモリを置く余地が乏しいためです。基板の面積、部品点数、価格 ── どれも削りたい側にあります。1チップで完結すれば、周辺の部品ごと省けます。

ROMとRAMを分けているのはなぜですか？

保持すべき期間が違うためです。プログラムは電源を切っても残る必要があり、計算の途中経過は動いている間だけ保てば足ります。求めるものが違うので、別の記憶を用意します。

システムLSIとは違いますか？

統合の範囲です。東京エレクトロンの公式用語集は、システムLSIを、複数の個別ICの機能とIPコアを1チップへ統合して完全なシステムとして機能させるLSIとしています。MCUの4要素より広い範囲を1チップへ載せます。

どこで使われますか？

機器へ組み込まれる場所です。家電、自動車の各部、産業機器 ── 特定の役目を果たし続ける制御に向きます。汎用の計算能力より、単体で完結することと安さが優先されます。

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