マイコン(MCU)の選び方、コンシューマ製品、産業・住設機器製品、健康機器製品における選定時の重要項目一覧
マイコン(MCU)の選定は、単に性能や価格を比較するだけではありません。製品によって求められる要件は大きく異なり、重視すべきポイントを誤ると、開発工数の増加やコスト上昇、さらには市場競争力の低下につながることがあります。例えば、リモコンや活動量計では低消費電力が重要である一方、温度調節器やマルチメーターでは測定精度や信頼性が重視されます。また、白物家電や住設機器では長期供給性やノイズ耐性も重要な選定条件となります。本記事では、コンシューマ製品、産業・住設機器、健康機器の3つのカテゴリーについて、MCU選定時に確認すべきポイントと、そのポイントが重要な理由を整理しました。自社製品に最適なMCUを選定する際の参考としてご活用ください。
MCU選定時の主な評価ポイント(コンシューマ製品向け)
| 選定ポイント |
確認内容 |
重要な理由 |
特に重要な製品例 |
| 消費電力 |
動作電流、スリープ電流、復帰時間 |
電池寿命や省エネ性能に直結するため |
腕時計、リモコン、電子辞書 |
| MCU単価 |
量産時の購入価格 |
製品利益率や販売価格に直接影響するため |
すべての製品 |
| メモリ容量 |
Flash、RAM容量 |
ファームウェア実装や将来の機能追加に影響するため |
ラベルライタ、家電、電子玩具 |
| CPU性能 |
クロック周波数、演算能力 |
UI応答速度や制御性能を左右するため |
ラベルライタ、ロボット掃除機、空気清浄機 |
| 起動速度 |
リセット後の起動時間 |
ユーザー操作時の体感品質に影響するため |
リモコン、電子錠 |
| パッケージサイズ |
実装面積、端子数 |
製品の小型化や基板コスト低減につながるため |
腕時計、スマートタグ、リモコン |
| GPIO数 |
入出力端子数 |
キー、表示器、センサー接続の自由度を確保するため |
ラベルライタ、電子玩具、調理家電 |
| タイマー機能 |
タイマー数、PWMチャネル |
モーター制御や表示制御に利用されるため |
扇風機、電動歯ブラシ、加湿器 |
| ADC性能 |
分解能、変換速度、精度 |
センサー情報を正確に取得するため |
温湿度計、サーモ機器 |
| 通信機能 |
UART、I²C、SPIなど |
周辺ICとの接続が容易になるため |
白物家電、ラベルライタ |
| LCD制御機能 |
LCDドライバ搭載有無 |
外付け部品削減や低消費電力化につながるため |
腕時計、タイマー、電子メーター |
| モーター制御機能 |
PWM、コンパレータ、制御機能 |
モーターの静音化や効率向上に寄与するため |
扇風機、掃除機、電動工具 |
| 内蔵EEPROM・データ保持 |
保存容量、書換寿命 |
設定値や履歴を保持するため |
ラベルライタ、エアコン、炊飯器 |
| ウォッチドッグタイマー(WDT) |
WDT種類、動作条件 |
ソフトウェア異常時の自動復旧に必要なため |
白物家電、電子錠 |
| ノイズ耐性 |
ESD、EMC性能 |
誤動作や再起動を防ぐため |
電子レンジ、IH調理器、洗濯機 |
| 動作温度範囲 |
保証温度範囲 |
設置環境に応じた信頼性確保のため |
冷蔵庫、給湯器リモコン、屋外センサー |
| 開発環境 |
IDE、コンパイラ、デバッグツール |
開発工数削減と品質向上につながるため |
すべての製品 |
| ソフトウェア資産 |
サンプルコード、ライブラリ |
開発期間短縮と不具合削減につながるため |
IoT家電、スマート機器 |
| 長期供給性 |
生産継続年数、ロードマップ |
製品の継続販売や保守対応に必要なため |
白物家電、住宅設備リモコン |
| メーカーサポート |
技術サポート体制 |
開発中や量産後の問題解決を迅速化できるため |
すべての製品 |
コンシューマ製品向けのエプソンのMCU概要・特徴
電子レンジや炊飯器などのキッチン家電、給湯・換気の壁付けリモコンでは、5V系の回路のなかで「見やすい表示・分かりやすい操作音・確実な温度制御」を1つの操作パネルに収める必要があります。S1C17Mシリーズは、エプソンオリジナル16ビットCPUを搭載した1.8〜5.5V対応のスタンダードMCUで、この操作パネルまわりをワンチップ化できます。LEDコントローラを内蔵する機種では、外付けドライバなしでLED表示を直接駆動でき、夜間の減光といった調光にも対応します。サウンドジェネレータによる操作音・終了メロディの生成に加え、12ビットADCや24ビットR/Fコンバータを備え、サーミスタによる温度検知も同一チップで処理できます。LCDドライバやEEPROMを内蔵する機種を選べば、タイマー表示やユーザー設定の保持にも対応できます。±1%精度の内蔵発振回路により外付け発振子を削減でき、端子配置を変えられるUPMUXと少ピンパッケージが、パネル基板の小型化と設計自由度を支えます。
代表的な製品ページ:
https://www.epson.jp/prod/semicon/products/micro_controller/16bit/#ac14
MCU選定時の主な評価ポイント(産業・住設機器向け)
| 選定ポイント |
確認内容 |
重要な理由 |
特に重要な製品例 |
| 長期供給性 |
生産継続年数、メーカーのロードマップ |
住設機器や産業機器は10年以上販売されることが多いため |
タイムスイッチ、温度調節器、サーモスタット |
| 信頼性 |
FIT値、品質認証、不良率 |
フィールド故障によるメンテナンスコストを抑制するため |
温度調節器、PLC関連機器、電力量計 |
| 動作温度範囲 |
保証温度範囲 |
制御盤内や屋外など高温・低温環境で使用されるため |
サーモスタット、屋外計測器、温度調節器 |
| ノイズ耐性 |
EMC、ESD、EFT耐性 |
インバータやリレーによるノイズ環境でも安定動作が必要なため |
タイムスイッチ、温度調節器、電力監視機器 |
| MCU単価 |
購入価格 |
量産機器ではコスト競争力に影響するため |
すべての製品 |
| メモリ容量 |
Flash、RAM容量 |
制御ロジックや通信機能の実装に影響するため |
温度調節器、電力量計、多機能タイマー |
| CPU性能 |
クロック周波数、演算能力 |
PID制御や演算処理性能に直結するため |
温度調節器、マルチメーター |
| ADC性能 |
分解能、精度、変換速度 |
測定精度や制御品質を左右するため |
マルチメーター、温度調節器 |
| タイマー機能 |
PWM、キャプチャ、比較タイマー |
時間制御や精密な制御処理に必要なため |
タイムスイッチ、制御リレー |
| RTC(リアルタイムクロック) |
内蔵有無、精度 |
正確な時刻管理が必要なため |
タイムスイッチ、電力量計 |
| 通信機能 |
UART、SPI、I²C、CAN、RS-485 |
上位システムとの接続やネットワーク化が必要なため |
温度調節器、ビル設備機器 |
| GPIO数 |
入出力端子数 |
スイッチ、リレー、表示器との接続数を確保するため |
タイムスイッチ、温度調節器 |
| EEPROM・データ保持機能 |
保存容量、書換寿命 |
設定値や校正データを保持するため |
サーモスタット、マルチメーター |
| ウォッチドッグタイマー(WDT) |
WDT機能 |
異常発生時の自動復旧を可能にするため |
すべての製品 |
| 安全機能 |
クロック監視、電圧監視、CRC機能 |
誤動作による設備停止や事故を防ぐため |
温度調節器、安全監視機器 |
| セキュリティ機能 |
不正アクセス防止、コード保護 |
IoT化によるセキュリティ対策が必要なため |
スマートサーモスタット、遠隔監視装置 |
| 開発環境 |
IDE、デバッグ機能 |
品質向上と開発工数削減につながるため |
すべての製品 |
| ソフトウェア資産 |
制御ライブラリ、通信スタック |
開発期間を短縮できるため |
温度調節器、IoT住設機器 |
| メーカーサポート |
技術支援体制 |
長期運用時の問題解決がしやすいため |
すべての製品 |
産業・住設機器向けのエプソンのマイコン概要・特徴
水道・ガスのメーターや温湿度センサ端末、床暖房・換気などの住設コントローラでは、電池交換なしでの長期運用と、現場環境でも狂わない計測精度が同時に求められます。S1C31Wシリーズは、Arm® Cortex®-M0+を搭載した1.8〜5.5V対応の低消費電力MCUで、この「長期運用×高精度計測×表示」を1チップにまとめられます。24ビットR/Fコンバータは外付け抵抗の変化を周波数に変換し、基準抵抗との相対測定によって温度や湿度を環境変動に強く計測できます。12ビットADCや内蔵温度センサ、基準電圧生成回路も備えるため、外付けアナログ部品を削減できます。LCDドライバを内蔵しており、現場で読み取る数値表示から、高解像度のドットマトリクス表示まで機種に応じて選べます。スリープ時0.3µA、RTC動作時0.7µAクラスの低消費電流に加え、周辺回路ごとにクロックを選択できる構成が、細かな省電力設計を支えます。さらに+105℃までの動作温度に対応する機種を用意しており、屋外のメーターボックスや機器内の熱がこもる場所、パイプシャフト内といった高温環境にも設置できます。電源電圧検出回路やウォッチドッグタイマは長期設置機器の自己診断に役立ち、最大32MHzの処理性能と大容量Flashが通信処理やデータ蓄積を伴うシステムにも対応します。
代表的な製品ページ:
https://www.epson.jp/prod/semicon/products/micro_controller/armcore/#ac02
MCU選定時の主な評価ポイント(健康機器向け)
| 選定ポイント |
確認内容 |
重要な理由 |
特に重要な製品例 |
| 消費電力 |
動作電流、スリープ電流、復帰時間 |
電池寿命や連続稼働時間に直結するため |
活動量計、血糖測定器、パルスオキシメータ |
| ADC性能 |
分解能、精度、ノイズ性能 |
センサー信号を正確に測定するため |
血圧計、血糖測定器、体重計 |
| CPU性能 |
演算能力、クロック周波数 |
センサーデータ処理や信号解析に必要なため |
活動量計、心電計、血圧計 |
| メモリ容量 |
Flash、RAM容量 |
データ保存や解析アルゴリズム実装に必要なため |
活動量計、体温計 |
| MCU単価 |
購入価格 |
製品原価や利益率に影響するため |
電子体温計、血圧計 |
| RTC(リアルタイムクロック) |
時刻精度 |
測定履歴の記録やデータ管理に必要なため |
活動量計、血圧計 |
| 通信機能 |
Bluetooth Low Energy(BLE)、UART、SPI、I²C |
スマートフォンやクラウドと連携するため |
活動量計、スマート血圧計 |
| セキュリティ機能 |
暗号化、セキュアブート、認証機能 |
個人の健康データを保護するため |
活動量計、インスリンペン |
| GPIO数 |
入出力端子数 |
センサーや表示器を接続するため |
血圧計、活動量計 |
| LCD・表示制御機能 |
LCDドライバ搭載有無 |
外付け部品削減や消費電力低減につながるため |
体温計、血圧計 |
| EEPROM・データ保持機能 |
保存容量、書換寿命 |
測定履歴や設定値を保持するため |
血圧計、体温計 |
| ウォッチドッグタイマー(WDT) |
異常検知機能 |
ソフトウェア異常時の自動復旧に必要なため |
すべての製品 |
| 動作温度範囲 |
使用・保管温度範囲 |
測定精度や信頼性を維持するため |
体温計、携帯型医療機器 |
| ノイズ耐性 |
EMC、ESD耐性 |
微弱な生体信号の誤検知を防ぐため |
血圧計、心拍計 |
| タイマー機能 |
PWM、キャプチャ機能 |
センサー駆動や制御に利用するため |
インスリンペン、血圧計 |
| 安全機能 |
電圧監視、CRC、クロック監視 |
誤動作による測定ミスを防ぐため |
インスリンペン、血圧計 |
| 開発環境 |
IDE、デバッグツール |
品質向上と開発期間短縮につながるため |
すべての製品 |
| ソフトウェア資産 |
BLEスタック、センサライブラリ |
開発工数削減につながるため |
活動量計、スマート医療機器 |
| 長期供給性 |
生産継続年数 |
医療・健康機器の長期販売に必要なため |
血圧計、インスリンペン |
| メーカーサポート |
技術支援体制 |
認証対応や不具合対応を円滑に進めるため |
すべての製品 |
健康機器向けのエプソンのMCU概要・特徴
電子体温計や体組成計などの家庭用ヘルスケア機器では、電池での長期動作と、微小な信号を正確に測る計測精度、そして誰にでも読みやすい表示が同時に求められます。S1C17Wシリーズは、エプソンオリジナル16ビットCPUを搭載した1.2〜3.6V対応の低電圧・低消費電力マイコンで、この3点をワンチップで満たします。24ビットR/Fコンバータは、サーミスタなどの抵抗変化を周波数に変換して高分解能で測定できます。基準抵抗との相対測定方式のため温度ドリフトの影響を受けにくく、高精度なA/Dコンバータや基準電圧ICを外付けせずに安定した計測が行えます。12ビットADCや内蔵温度センサ、基準電圧生成回路も内蔵し、アナログ部品の削減と校正工数の低減に貢献します。表示は液晶昇圧電源を含むLCDドライバを内蔵し、大きな数字が読みやすいセグメント表示から、測定履歴やグラフを示すドットマトリクス表示まで対応できます。スリープ時0.15µA、HALT時0.3µAクラスの低消費電流により、待機時間の長い機器でもコイン電池で長く使えます。ブザー/LED駆動用の昇圧回路を備えた機種を選べば、測定完了の報知音や表示灯も外付け部品なしで実現できます。
代表的な製品ページ:
https://www.epson.jp/prod/semicon/products/micro_controller/16bit/#ac08
製品によって重視すべきマイコンの選定ポイントは大きく異なります。低消費電力を優先する製品もあれば、測定精度や信頼性、長期供給性を重視すべき製品もあります。そのため、他社事例や一般論だけでMCUを選定するのではなく、自社製品の用途や要求仕様に照らして評価することが重要です。今回紹介したポイントを参考に、自社製品に必要な要件を整理し、最適なMCU選定に役立ててください。
【PDF資料】マイコン選定やマイコン製品の概要資料
低消費電力設計と長期供給を
重視したMCU選定
低消費電力設計と長期供給を重視したMCU選定の考え方について解説した資料です。
エプソンのMCUで
できること一覧
エプソンのMCUが得意なこと、できることをわかりやすくまとめた資料。マイコン選定の参考にご活用ください。
マイコンを選ぶときの
選定ミス防止チェックシート
このチェックシートは、マイコン評価・選定でミスをしないためのチェックシートです。