MPUとMCU（マイコン）の違いとは？

MPUとMCU（マイコン）の違いの意味

MPUは演算処理装置単体で、主記憶・周辺回路を外付けして使う。MCUは同じチップにCPUコア・フラッシュ・RAM・タイマ・A/D変換器・通信インタフェースまで内蔵した1チップ構成。部品点数・消費電力・単価を抑えられるが、内蔵メモリ容量が上限になる。

MPUとMCU（マイコン）の違いの具体例

スマートフォンやサーバはMPU（またはSoC）に外付けのDRAMを組み合わせる。一方、家電のリモコンやセンサノードは数十KBのRAMを内蔵したMCU1個で完結し、電池で数年動く。要求性能とメモリ量が内蔵分に収まるかが選定の分かれ目になる。

MPUとMCU（マイコン）の違いは試験でどう引っ掛けられる？

MCUの「メモリ内蔵」は容量が小さいことを意味し、後から増やせないため、扱うデータ量の見積りを誤ると設計をやり直すことになる。またSoCはより広い概念で、MCUもSoCの一種と見なせる点で境界は連続的。

MPUとMCU（マイコン）の違いと関連する用語

• SoC（システムオンチップ）
• DSP（デジタルシグナルプロセッサ）
• IoTと組み込みシステムの基礎

MPUとMCU（マイコン）の違いが出た過去問

• ワンチップマイコンにおける内部クロック発生器のブロック図を示す。15MHzの発振器と、内部のPLL1、PLL2及び分周器の組合せでCPUに240MHz、シリアル…

  正解：1/2^10

  要点：逓倍後の周波数を分周比で割り許容誤差内かを確かめる

  発振器15MHzをPLL1で8逓倍すると120MHzになる。PLL2はこれをさらに2逓倍して240MHzをCPUへ供給する。分周器の入力もPLL1出力の120MHzなので、120MHz÷2^10＝約117.2kHzとなり、目標115kHzに対する誤差は約1.9%で±5%以内に収まる。2^8では約469kHzと大きく外れる。

  出典：平成30年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問23（IPA）

• マイコンの汎用入出力ポートに接続されたLED1を、LED2の状態を変化させずに点灯したい。汎用入出力ポートに書き込む値として、適切なものはどれか。ここで、使用さ…

  正解：汎用入出力ポートから読み出した値と16進数の08との論理和

  要点：特定ビットを立てるにはそのビットのマスクとの論理和を取る

  LED1はビット3に接続されているので、そのビットだけを1にすればよい。ビット3に対応する値は16進数で08であり、現在の出力値と08との論理和を取れば、他のビット（LED2のビット6を含む）を保ったままビット3だけを1にできる。論理和はビットを立てる、論理積（ビット反転値との）はビットを落とす、という定石を押さえておきたい。

  出典：令和3年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問23（IPA）

• DMAコントローラーの説明として，適切なものはどれか。

  正解：メモリと入出力装置，又はメモリとメモリとの間のデータ転送を，MPUを介さずに行う。

  要点：DMAはCPUを介さずメモリと入出力間を直接転送する仕組み

  DMAコントローラーは、メモリと入出力装置間などのデータ転送を、MPU（CPU）の介在なしに直接行う機構である。転送のたびにCPUが読み書き命令を実行する必要がないため、CPUを他の処理に使えて全体のスループットが上がる。CPUはあらかじめ転送元・転送先・転送量を設定し、完了時に割込みで通知を受ける。

  出典：令和7年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問9（IPA）