📌MCU란 무엇인가? 자동차 소프트웨어 관점에서 쉽게 정리

안녕하세요, 버그없는토마토입니다 :)
오늘도 차량용 소프트웨어 지식 한 알을 심어보는 시간을 가져볼게요.

차량 소프트웨어에서 가장 기본적으로 접하는 MCU인데요.

기본 중에 기본이라서 바로 시작해보겠습니다.

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자동차 소프트웨어를 개발할 때 가장 먼저 마주하게 되는 구성 요소가 바로 MCU(Microcontroller Unit) 입니다.
MCU는 차량의 각종 기능을 제어하는 ‘두뇌’ 역할을 하는 핵심 부품이며, 자동차 전장 시스템에서 필수적인 요소입니다.
이번 글에서는 자동차용 MCU가 무엇인지, 어떤 구조로 되어 있는지, 그리고 왜 중요한지 자동차 소프트웨어 개발자의 관점에서 쉽게 정리해보겠습니다.

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🔧 1. MCU란 무엇인가?

MCU는 프로세서(CPU), 메모리(Flash, RAM), 입출력 장치(GPIO, ADC, PWM 등)를 하나의 칩에 통합한 소형 컴퓨터입니다.
일반 PC와 같아 보이지만, MCU는 작고 전력 소모가 적고 특정 기능을 빠르게 처리하도록 설계되어 있습니다.

자동차에서는 전동 시트(PSM), 차량 조명, 파워윈도우(PWSW), 스마트키(FOB), 엔진 제어(BDC) 등 거의 모든 ECU(Electronic Control Unit)에 MCU가 사용됩니다.

(비통신 타입을 제외하고 통신 타입 제어기는 모두 사용됩니다.)

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🧩 2. MCU는 어떤 구조로 되어 있을까?

MCU 내부 구성 요소는 제조사에 따라 조금씩 다르지만, 대부분 다음과 같은 핵심 요소를 공통적으로 포함합니다.

✔ CPU(Core)

MCU에서 실제 명령을 실행하는 부분으로, 하나 또는 두 개 이상의 코어가 사용되기도 합니다.
차량용 MCU는 안전성과 신뢰성을 높이기 위해 듀얼 코어 또는 동일 명령을 동시에 실행하며 오류를 감지하는 안전 코어 구조를 갖는 경우도 있습니다.

✔ Flash 메모리

프로그램(펌웨어)이 저장되는 비휘발성 메모리입니다.
자동차용 소프트웨어 개발자는 이 영역에 올라갈 코드를 작성하게 됩니다.

휘발성 메모리와 비휘발성 메모리 관련해서는 뒤에서 차차 다뤄보겠습니다. 중요하거든요.

✔ RAM

MCU가 동작할 때 임시로 데이터를 저장하는 메모리로, 변수나 실행 중 데이터가 관리됩니다.

✔ 주변장치(Peripheral)

MCU가 외부와 연결되도록 돕는 기능들입니다.

• CAN, LIN, SPI 같은 통신 모듈:
  차량 내부 네트워크를 위해 필요한 기능이며, ECU 간 정보를 주고받을 때 사용됩니다.
• ADC(Analog to Digital Converter):
  온도 센서나 위치 센서처럼 아날로그 값을 디지털 값으로 변환합니다.
• PWM(Pulse Width Modulation):
  모터 속도 조절이나 LED 밝기 조절 등, 아날로그처럼 보이는 제어가 필요할 때 사용됩니다.
• Timer(타이머):
  일정 주기마다 작업을 실행하거나 시간을 측정하는 데 사용됩니다.

이러한 주변장치 덕분에 차량 기능을 세밀하게 제어할 수 있습니다. 그리고 정말 다양하게 활용 가능하죠.

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🚗 3. 자동차에서 MCU가 중요한 이유

현대 자동차는 "움직이는 컴퓨터"라고 불릴 만큼 전자 제어 장치가 많아졌습니다.

테슬라와 같은 경우엔 전자 제어 장치로 이루어있다고 해도 과언이 아니죠.

MCU는 이 전자제어의 중심에 있으며 아래와 같은 이유로 더욱 중요해졌습니다.

✔ 1) 안전성과 안정성

에어백, 조향 제어, 제동 시스템 등은 기능안전(ISO 26262)을 만족해야 합니다.

 

요즘에는 기능안전 관련하여 점점 더 세심하고 중요하게 다뤄지는 추세입니다.

이를 위해 차량용 MCU는 오류 검출 기능이나 메모리 보호 기능을 갖추는 경우가 많습니다.

✔ 2) 실시간 처리 능력

차량 제어는 대부분 밀리초(ms) 단위로 반응해야 합니다.
MCU는 이러한 실시간 요구를 만족하도록 설계되어 있어, 순간적인 판단이 필요한 기능에 필수적입니다.

일반적으로 10ms를 Task 단위로 사용합니다.

✔ 3) 통신 기능

차량 내부에는 수십 개의 ECU가 존재하며, 이들은 CAN, LIN 등의 네트워크를 통해 데이터를 주고받습니다.
MCU는 이러한 통신을 처리하는 핵심 역할을 합니다.

요즘에는 CAN보다 빠른 CAN FD가 기본이 되어가고 있습니다.
고급 모델에서는 더 빠른 통신을 통해 대량 데이터를 전송하려고 반영 중이죠.

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🛠️ 4. 자동차에서 많이 사용되는 MCU (NXP 기준)

많은 자동차 기업에서 NXP MCU를 사용합니다.
특히 차량용 소프트웨어 개발에서는 다음과 같은 제품군이 자주 등장합니다.

• S32K1xx 시리즈: 바디 도메인, 스마트키, ESCL 등에서 널리 사용
• MPC57xx 시리즈: 파워트레인, 브레이크와 같은 고신뢰 ECU에서 사용
• FS32K3xx: 최근 주목받는 안전 기능 강화 제품군

MCU를 선택할 때는 성능뿐 아니라 메모리 크기, 주변장치 구성, 안전 기능 등을 종합적으로 고려합니다.

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🌱 5. 정리하며: MCU는 자동차 소프트웨어의 핵심 시작점

MCU는 차량 기능을 실제로 실행하는 핵심 부품으로, 자동차 소프트웨어를 이해하는 데 있어 가장 기본적이면서 중요한 요소입니다.

앞으로는

• MCU 초기화 과정
• 주변장치 제어 방식
• 차량용 통신 구조

같이 실무에서 자주 마주하는 내용을 바탕으로 더욱 깊이 있는 내용을 다룰 예정입니다.

자동차 소프트웨어 개발자의 농장에서
작은 지식이 자라나는 시간을 함께 만들어보겠습니다.