私たちの身の回りにある家電製品や自動車など、電気で動く製品の多くには「小さなコンピュータ」が内蔵されています。それが「ワンチップマイコン」です。
本記事では、電子機器の制御に欠かせないワンチップマイコンについて、その定義や仕組み、製品開発における種類の選び方、そして内部構成について解説します。

ワンチップマイコンとは？

ワンチップマイコンとは、コンピュータとして動作するために必要な5つの機能を、ひとつの集積回路（ICチップ）にまとめたものです。
ワンチップマイコンの中には、演算を行う「CPU」、プログラムやデータを記憶する「メモリ（RAM/ROM）」、そして外部と信号のやり取りをする「I/O（入出力機能）」、入出力を検知して「制御する」機能などがすべて詰め込まれています。

〜マイコンの開発プロセスについてさらに理解を深めたい方は、あわせて以下の記事もご覧ください～
＞＞＞技術コラム「マイコンとは？その用途と構造について解説！」
＞＞＞技術コラム「マイコンを用いた組み込みハードウェア開発の流れ！」

ワンチップマイコンの内部構成と主な機能

ワンチップマイコンが「ワンチップ」と呼ばれる所以は、以下の4つの主要機能が1つのパッケージに入っているためです。

1.CPU（中央演算処理装置）

プログラムの命令を解読し、計算や制御の実行を行います。

2.メモリ（記憶装置）

■ROM（ロム）：
「プログラム」を保存する場所です。電源を切っても内容は消えません。
■RAM（ラム）：
計算途中の「データ」を一時的に保存する場所です。電源を切ると内容は消えます。

3.I/O（入出力装置）

マイコンと外部（スイッチ、センサー、LED、モーターなど）を繋ぐ玄関口です。

■入力：スイッチ信号やセンサーの値を受け取ります。
■出力：LEDを点灯させたり、モーターへの指令信号を出したりします。

4.周辺回路

制御を便利にするための機能も内蔵されています。

■タイマー機能：時間計測や一定間隔の処理に使用します。
■A/Dコンバータ：アナログ信号（温度や電圧など）をデジタル信号に変換します。

〜「マイコン周辺回路」に関する、当社の開発・設計ノウハウを以下の記事で詳しく解説しております～
＞＞＞開発・設計の勘所「PSoCを用いて、マイコン周辺回路を取り込む」
＞＞＞開発・設計の勘所「汎用CPUボードの使用による開発期間短縮・コスト削減」
＞＞＞開発・設計の勘所「ICは必ずしも正しく動くとは限らない」

ワンチップマイコンの内蔵メモリの種類

ワンチップマイコンには、内蔵されているメモリ（ROM）の書き込み方式による重要な分類があります。開発コストや生産数に応じて、主に「マスクROM」と「PROM」の2つが使い分けられています。

1.マスクROM（MaskROM）

マイコンの製造工程（ウェハの段階）で、回路の配線として固定的にプログラムを作り込んでしまうタイプです。一度作ると、後からプログラムを書き換えることは絶対にできません。

メリット：
大量生産する場合、1個あたりの単価を非常に安く抑えることができます。

デメリット：
製造のために高額な「マスク（原版）」を作成する必要があり、初期費用がかかります。また、万が一プログラムにバグ（不具合）があっても修正できないため、完成したチップを廃棄する必要があります。

2.PROM（ProgrammableROM）

ユーザーまたは開発者の手元でプログラムを書き込むことができるタイプです。現在はこちらが主流になりつつあります。専用のライター（書き込み機）を使って、後からデータを書き込むことができます。
特に現在主流の「フラッシュメモリ」であれば、何度でも書き換えが可能です。

メリット：
1個からでもプログラムを書き込めるため、試作開発や少量生産に向いています。バグが見つかっても修正可能なため、リスクを低減できます。

デメリット：
マスクROM版に比べると、チップ1個あたりの単価は割高になる傾向があります。

〜回路・基板設計からソフトウェア開発、機構設計まで、当社の詳しい事業内容や対応領域については、以下よりご確認ください～
＞＞＞当社の事業領域についてはこちら

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＞＞＞その他の当社が保有する開発・設計実績はこちら

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