1. 과목 소개 및 기본 개념들

임베디드 시스템이란?

 

> 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어가 조합되어 특정한 목적을 수행하는 시스템

 - H/W : 마이크로프로세서/컨트롤러, 메모리, 센서, 구동기 등

 - S/W : OS,디바이스 드라이버, 응용 프로그램, 네트워크 응용 등

 

" 랩탑 컴퓨터나 데스트탑 컴퓨터를 제외한 제품속에 들어가있는 모든종류의 컴퓨터 "

 

 

> 임베디드 시스템의 일반적인 의미

 - 마이크로 프로세서/마이크로 컨트롤러를 내장(embedded)되 원래 제작자가 의도한 특정한 기능만을 수행하는 장치

 - 미리 정해진 특정한 기능을 수행하도록 프로그램이 내장되어 있는 시스템

 - 일반적으로 보다 큰 시스템(embedding system)의 일부이거나 독립된 시스템

 - 특별한 업무를 수행하거나 사용자가 임의로 정한 업무를 수행

 - 하드웨어와 소프트웨어를 포함하는 특정한 응용시스템

 - 하드웨어와 소프트웨어의 변경이 매우 어려운 시스템

 - 자동차, 로봇, 발전소, 자동화 장비, 무기시스템, 개인 휴대 정보 단말, 지리 정보 시스템, 의료 정보 단말, 정보가전, 게임 기기, 

 

 플렛폼[platform] : 컴퓨터 시스템의 기반이 되는 하드웨어나 소프트웨어. 컴퓨터는 맨 아래층인 집적 회로 칩 수준의 하드웨어 ( HardwareCore + OS + ... )

 임베디드 시스템 : 임베디드 시스템이란 기계 또는 전자 장치에 두뇌 역할을 하는 마이크로 프로세서(Microprocessor)를 장착해 설계함으로써 효과적인 제어를 할 수 있도록 하는 시스템을 의미한다.

 

임베디드 시스템의 쓰임 : 임베디드 시스템은 또한 공장자동화나 가정 자동화와 같이 자동화 분야에서는 필수적인 요소로 부각되고 있으며, 군사 의료 교통 환경 등 인간생활의 전 분야와 연계되어 있어서 향후 관련 시장이 크게 확대될 것으로 전망

 

 

 

임베디드 시스템 구성

 

> 임베디드 시스템 구성

 - 임베디드 H/W

  CPU/MCU, 메모리, I/O 장치, 네트워크 장치, 센서, 구동기

 - 임베디드 S/W

 운영체제(OS Kernel), 시스템 S/W, 응용 S/W

 

임베디드 소프트웨어 구성

 

 

임베디드 소프트웨어(Embedded Software) 분류

 

> 임베디드 응용 소프트 웨어

 - 멀티미디어 재생기, MAP Viewer, 브라우저, PIM 응용, 게임, 모바일 , CNS(GPS, GIS) 등

 

> 임베디드 미들웨어

 - JVM, CORBA, COM, 무선 인터넷 플랫폼(Brew), 각종 통신 프로토콜 관리기 등

 

> 임베디드 시스템 소프트웨어

 - 적응형 RTOS, 메모리 상주 DBMS, 디바이스 드라이버, 저전력 지원 등

 

> 임베디드 소프트웨어 개발 프레임워크

 - 컴파일러, 디버거(IDE), 모바일 환경에 적합한 각종 시뮬레이터, 실시간 모니터, 이동 모니터 

 

임베디드 시스템의 특징

 - Application-specific functuonality : 특정한 기능에 부합하는 최적화 설계가 가능

 - 소형, 경량

 - 저전력

 - Harsh Enviroment - Resource challenged : 리소스가 도전적

 - Safety-critical Operation : 안전이 결정적인 운영이 필요

 - Real-time Operation / Dependable

  + Must finish operation by deadlines.

 - Extreme Cost Sensitivity

  + Marry embedded systems are mass market items that must have low manufacturing costs.

     _ Limited memory, microprocessor power, etc

 

 

Real Time System ( 실시간 시스템 )

 

> Operation is time constrained : latency(명령한 순간, 실제 동작 시간 차이), throughput(처음부터 끝까지 총 시).

> 주어진 입력(event)에 대해 정해진 시간(deadline) 내에 행동할 수 없을 때 문제가 발생하는 시스템.

> 결과 산출에 걸리는 시간에도 적시성(timeliness)을 가지며 외부 자극에도 예측 가능한(predictable)방식으로 반응.

> 적시성(timeliness)이란?

 - 열악한 환경 하에서도 데드라인(deadline) 이내에 논리적으로도 정확한 출력 값을 산출해 내는 것.

> deadline이란?

 - 반응에 요구되는 시간의 한계 값

 

> Real Time System의 분류

 - Hard real-time 시스템 : 제어작업이 deadline을 어기는 경우 시스템에 심각한 영향을 주는 time-critical 속성을 가진 시스템.

예) 원자력 발전소 제어, 화재 발생 검출시스템, 항공기, 우주 왕복선, 자동차 등

 

 - Soft real-time 시스템 : Deadline을 어긴 단위 제어 작업의 무효화로 시스템의 평균적 성능에 미세한 영향을 주는 시스템

예 ) 컴퓨터, 정보기기, 네트워크 관련기기 

 

 

 

 

임베디드 - 정보가전

> 정보가전

 - 기술의 발전에 따라 일반 가전 제품에 다양한 기능이 요구됨

 - 다양한 기능의 처리를 위한 가전제품 전용 임베디드 시스템 적용

 - 가정 내 네트워크 구성에 따른 원격 제어, 정보 수집 등이 가능해짐

 - 홈 오토메이션, 홈 네트워킹과 함께 가정 자동화의 핵심 부분

 - 인터넷 냉장고, HDTV, 인터넷 전자레인지 DVR, 세탁기 

 

홈오토메이션 : 전자기기 자동기기 등이 주가 되는 가사의 관리를 자동화하는 시스템으로 가정 가사 생활의 자동화를 말한다. 종류에는 홈쇼핑,홈뱅킹,홈시큐러티,하우스컨트롤,에니지 시스템 등이있다.

 

> 디지털 TV

 - 디지털 영상 및 음성 정보 + 부가적인 디지털 데이터

 - 데이터 : 프로그램에 관련된 정보 및 다른 부가 서비스 관련 정보

 - VOD, 양방향 TV 등 가능

 

> 인터넷 냉장고

 - 

 

> 가정자동화 : HA ( Home automation )

 

> 공장 자동화 : FA (Factory Automation )

 

 

임베디드 - 우주/항공

> 항공

> 우주 탐사선

 

VxWorks : 미국의 윈드리버 시스템사가 만들어 판매하는 실시간 운영체제. 비슷한 실시간 운영체제로는 QNX, LtnxOS, pSOS, Nucleus, RTX, OSE, NEOS, VRTX 등이 있다.

 

RTOS 표준 : OSEK/VDK → AUTOSAR