マイクロコントローラとマイクロプロセッサは、構成要素、チップアーキテクチャ、性能、応用分野において異なります。マイクロコントローラは、マイクロコンピュータシステムの全要素を一つのハードウェアに統合し、低コスト、小型で特定のアプリケーションに最適化されています。これに対し、マイクロプロセッサは追加の周辺機器や複雑なオペレーティングシステムが必要で、一般的な用途に適しており、高い処理能力を提供します。
マイクロコントローラは、プロセッサコア、メモリ、入出力ポートを統合し、軽量、小型、低消費電力の特性を持ちます。これは、電池駆動型電子デバイスやホビープロジェクト、産業用オートメーション、交通安全システム、プロトタイピングなどに適しています。
一方、マイクロプロセッサはCPUの全要素を一つの回路に統合し、高い処理能力と信頼性を備えています。これは、汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、アプリケーション固有集積回路、グラフィックスプロセッサなど、さまざまなタイプがあり、一般的な用途や高性能な産業用途に適しています。
マイクロコントローラとマイクロプロセッサは、それぞれ独自の利点と欠点があり、タスクに応じて選択が必要です。マイクロコントローラは組み込みシステムに最適であり、マイクロプロセッサは複雑な計算や高い処理能力が必要な場合に適していますが、消費電力や価格が高くなる点に注意が必要です。
ニュース解説
マイクロコントローラ（MCU）とマイクロプロセッサ（MPU）は、コンピュータの中心的な処理装置であるCPUの機能を持つ集積回路ですが、その構造や用途において大きな違いがあります。マイクロコントローラは、CPUのほかにメモリや入出力ポートなど、コンピュータシステムを構成する要素を一つのチップに統合しています。これにより、追加の周辺機器や複雑なオペレーティングシステムを必要とせず、特定の機能を持つ製品に組み込まれることが多いです。例えば、自動車のインフォテインメントシステムやIoTデバイスなどが挙げられます。
一方で、マイクロプロセッサはCPUの機能のみを提供し、メモリや入出力機能は外部の周辺機器を通じて実現されます。これにより、より高い処理能力が求められる一般的な用途や、パーソナルコンピュータやグラフィック処理などの要求の厳しいアプリケーションに適しています。
マイクロコントローラは、ハーバードアーキテクチャを採用しており、データと命令を同時に処理することができるため、リアルタイムや高速な計算タスクに優れています。対して、マイクロプロセッサは、よりシンプルなフォン・ノイマンアーキテクチャを採用しており、信頼性とスケーラビリティに優れているため、高性能コンピューティングやゲームなどの要求の厳しいタスクに適しています。
マイクロコントローラは、低コストであり、C言語やC++、Pythonなどの一般的なプログラミング言語で容易にプログラミングできるため、ホビープロジェクトや産業用オートメーション、交通安全システム、プロトタイピングなど幅広い用途に使用されています。また、8ビット、16ビット、32ビットのマイクロコントローラや、RISCアーキテクチャを採用したARMマイクロコントローラなど、さまざまなタイプがあります。
一方、マイクロプロセッサは、汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（DSP）、アプリケーション固有集積回路（ASIC）、グラフィックスプロセッサ（GPU）など、特定のタスクに特化したものから汎用的なものまで多岐にわたります。これらは、高性能な計算が必要なサーバーやネットワーク機器、高度なゲームやグラフィック処理などに使用されています。
選択にあたっては、組み込みシステムには低消費電力で統合された機能を持つマイクロコントローラが、複雑な計算や高い処理能力が必要な場合には高性能なマイクロプロセッサが適しています。ただし、マイクロプロセッサは消費電力が高く、価格も高価になる傾向があるため、プロジェクトの要件に応じて適切な選択が求められます。
from Microcontrollers vs. microprocessors: What’s the difference?.
