제 11 장 임베디드 시스템
11.1 개요
11.1.1 임베디드 시스템
정의 : 내장형 시스템 ’또는 ‘특정 목적을 수행하는 시스템’
임베디드 시스템이란 마이크로프로세서 (Microprocessor) 혹은 마이크로컨트롤러 (Microcontroller) 를 내장하여 시스템 제작자가 의도한 몇 가지 혹은 특수한 기능만 을 수행하도록 제작된 장치
11.1.2 임베디드 시스템의 구성
임베디드 시스템 하드웨어
프로세서 , 메모리 , 주변장치로 구성
제한적인 하드웨어로 구성
임베디드 프로세서와 주변장치
임베디드 시스템에 주로 사용되고 있는 마이크로프로세서의 종류
인텔의 80 계열 MCU, 애플과 IBM, 그리고 모토로라사가 합작하여 개발한 PowerPC, TI 사
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임베디드 시스템은 외부 입력 장치 혹은 센서를 통한 입력 데이터에 따라 정해진 작업을 실행하고 , 그 결과를 출력하는 동작 유형을 가진다 .
출력장치로 가장 많이 사용되는 것은 LED(light-emitting diode) 이다 .
임베디드 운영체제
임베디드 운영체제
• 범용 운영체제 : Windows CE(.NET) 시리즈
• 실시간 운영체제 : VxWorks, MicroCOS-II, SROS(Scalable Real-time Operating System), 센 서 네트워크 등에 탑재되는 TinyOS, ETRI 의 Nano-Q+ 등
임베디드 시스템의 운영체제는 다양한 기능과 편리한 인터페이스보다는 어떤 상황이 발생 하였을 경우 , 이를 즉각적으로 인식하고 , 주어진 문제 에 대해 실시간 내에 응답할 수 있 는 실시간 운영체제를 더 많이 사용
임베디드 소프트웨어
시스템 소프트웨어 : 운영체제 , 드라이버 프로그램 , TCP/IP 를 비롯하여 시스템을 네트 워크로 연결하는데 필요한 각종 소프트웨어 , 프로그램을 개발하는데 사용되는 여러 프로 그래밍 언어 (C, C++, 어셈블리 언어 ), 컴파일러 , 디버거 등
응용 소프트웨어 : PC 처럼 대부분 RAM 에서 동작하지만 , 갑작스러운 주변장치 고장 , 예상하지 못한 이유로 인한 데이터 손실을 방지하기 위해 ROM 과 FLASH 메모리 등을 부가하여 동작하도록 설계
11.1.3 임베디드 시스템의 적용 분야
일상생활에서 필요한 자동차 , 운동화 , 장난감 등 다양한 분야에서 활용
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11.1.4 임베디드 시스템의 개발 절차
임베디드 시스템 개발 절차
임베디드 소프트웨어 개발
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11.1.5 임베디드 시스템의 전망
유비쿼터스 컴퓨팅
유비쿼터스 센서 네트워크
u-City: 도시 자체에 유비쿼터스 환경을 접목시켜 의료 , 방범 및 방재 , 관광 , 컨벤션 , 교육 등 다양한 분야에 대한 적용으로 시민들에게 보다 편안하고 안전하며 신속한 환경을 제공
지능형 로봇의 개발 및 활용으로 위험성이 높거나 정밀한 동작을 요하는 여러 분야에 적용 되어 , 사람들에게 보다 안전하고 편안한 환경을 제공
11.2 임베디드 운영체제
11.2.1 임베디드 운영체제 개요
11.2.2 임베디드 운영체제 종류
범용 임베디드 운영체제
Windows CE
• Windows CE .NET 은 모든 운영체제 기능 및 네트워킹 , Soft Real-time, 적은 메모리 점유율 , 풍부한 멀티미디어 , 웹 브라우징 기능 등을 포함
• Windows CE 는 모바일 디바이스를 위한 Bluetooth, 802.1X, OBEX(Object Exchange) 프로토 콜 , MediaSense 등과 같은 무선기술을 지원
• 적은 메모리 점유율과 엔터프라이즈 급의 보안정책
• 다양한 CPU 를 지원
• 실시간 면에 서는 256 개의 우선순위 레벨과 중첩 인터럽트 지원을 통한 시스템 자원 사용량이 많은 주요 응용 프로그램에 대한 실시간을 지원
• 기존의 Windows 시스템 및 애플리케이션과 호환성이 우수
• Visual Studio.NET 환경에서는 애플리케이션의 교차개발환경 (Cross Compile Environment) 지 원으로 모바일 장치에 대한 직접 코딩이 가능하고 , 직접적인 이식이 가능
• Windows CE .NET 의 운영체제는 Windows CE 의 Platform Builder 를 사용하여 운영체제를 구 축할 수 있다 .
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• Winows CE 구성도
Embedded Linux
• 독립적인 POSIX 구현
• Monolithic Kernel : 모듈탑재 가능 , 쉽고 빠르게 불필요한 부분을 빼고 필요한 부분을 추가하여 이식성이 우수
• 멀티태스킹 , 가상메모리 , 공유 라이브러리 , 요구 페이징 , 메모리 관리 , TCP/IP 네트워킹 등 을 지원
• 검증된 운영체제 : 10 년 이상의 역사
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실시간 임베디드 운영체제
상용 실시간 운영체제 종류와 특징
운영체제 제조회사 국내 대리점 로열티정
책 구조
VxWorks WindRiver WindRiver Korea ○ 멀티쓰레드
OSE Enea OSE Systems 트라이콤텍 △ 멀티쓰레드
VRTX Mentor Graphic 다산인터네트 ○ 멀티쓰레드
PSoS WindRiver WindRiver Korea ○ 멀티쓰레드
Nucleus Plus Accelerated Technology ATI Korea × 멀티쓰레드
Super Task US Software 아라전자 × 멀티쓰레드
C/OS II Micrium 디오이즈 × 멀티쓰레드
QNX QNX Software Systems 다산인터네트 ○ 멀티프로세
스
OS-9 Microware Microware
Korea ○ 멀티프로세
스
LynxOS LinuxWorks - △ 멀티프로세
스 RTLinux Finite State Machine
Labs - △ 멀티프로세
스
Windows CE Microsoft MicroSoft ○ 멀티프로세
스
