임베디드 시스템의 특성과 디버깅

임베디드 시스템이란?

임베디드 시스템이란? 임베디드 시스템은 특정 기능을 위해 설계된 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어의 조합입니다. 임베디드 시스템은 대규모 시스템에서도 기능할 수 있습니다. 시스템은 프로그래밍 가능하거나 고정 기능을 가질 수 있습니다. 산업용 기계, 가전제품, 농업 및 가공 산업 장치, 자동차, 의료 기기, 카메라, 디지털 시계, 가전제품, 비행기, 자판기, 장난감 및 모바일 장치가 임베디드 시스템의 가능한 위치입니다. 임베디드 시스템은 컴퓨팅 시스템이지만 사용자 인터페이스가 없는 것부터 모바일 디바이스 등 복잡한 그래피컬 사용자 인터페이스까지 다양합니다. 사용자 인터페이스에는 버튼, 발광 다이오드, 터치 스크린 센싱 등이 있습니다.일부 시스템에서는 원격 사용자 인터페이스도 사용합니다. 기업들을 조사하는 회사인 마켓샌드마켓은 임베디드 시장이 2025년까지 1,162억 달러의 가치가 있을 것이라고 예측했습니다. 임베디드 시스템용 칩 제조업체에는 애플, IBM, 인텔 및 Texas Instruments와 같은 유명한 기술 회사가 다수 포함되어 있습니다. 예상되는 성장은 부분적으로 인공지능, 모바일 컴퓨팅에 대한 지속적인 투자와 높은 수준의 처리를 위해 설계된 칩의 필요성에 기인합니다. 다음으로 임베디드 시스템의 예시에 대해서 알아보겠습니다. 임베디드 시스템은 다양한 업계에서 다양한 테크놀로지에 사용되고 있습니다. 예를 들어 다음과 같습니다. 첫번째는 자동차입니다. 현대의 자동차는 일반적으로 차량 내에서 다양한 작업을 수행하도록 설계된 많은 컴퓨터 또는 임베디드 시스템으로 구성됩니다. 이러한 시스템 중 일부는 기본적인 유틸리티 기능을 수행하고 다른 일부는 엔터테인먼트 또는 사용자 대면 기능을 제공합니다. 개인 차량에는 크루즈 컨트롤, 백업 센서, 서스펜션 컨트롤, 내비게이션 시스템 및 에어백 시스템이 내장되어 있습니다. 다음으로 핸드폰입니다. 이것들은 GUI 소프트웨어와 하드웨어, 운영체제, 카메라, 마이크, USB 입출력 모듈 등 많은 임베디드 시스템으로 구성되어 있습니다. 세번째는 산업용 기계입니다. 센서와 같은 임베디드 시스템을 포함할 수 있으며 임베디드 시스템 자체일 수도 있습니다. 산업용 기계에는 특정 감시 및 제어 기능을 수행하는 자동화 시스템이 내장되어 있는 경우가 많습니다. 네번째는 의료 장비입니다. 여기에는 센서 및 제어 메커니즘과 같은 임베디드 시스템이 포함될 수 있습니다. 산업용 기계와 같은 의료 장비 또한 예방 가능한 기계 실수로 인해 인간의 건강이 위태로워지지 않도록 매우 사용하기 쉬워야 합니다. 즉, 적절한 UI용으로 설계된 보다 복잡한 OS와 GUI가 포함되어 있는 경우가 많습니다. 이러한 임베디드 시스템의 구조에 대해서 알아보겠습니다. 임베디드 시스템은 항상 완전한 디바이스의 일부로서 기능합니다. 임베디드라는 용어의 의미입니다. 다른 기계 또는 전기 시스템에 내장된 저비용 저전력 소형 컴퓨터입니다. 일반적으로 프로세서, 전원 장치 및 메모리 및 통신 포트로 구성됩니다. 임베디드 시스템은 통신 프로토콜을 사용하여 프로세서와 주변 장치 간에 데이터를 전송하기 위해 통신 포트를 사용합니다. 프로세서는 메모리에 저장되어 있는 최소한의 소프트웨어를 사용하여 이 데이터를 해석합니다. 소프트웨어는 일반적으로 임베디드 시스템의 기능에 매우 고유합니다. CPU는 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러입니다. 마이크로컨트롤러는 주변기기의 인터페이스와 내장 메모리를 갖춘 마이크로프로세서입니다. 마이크로프로세서는 칩에 내장하는 대신 메모리와 주변기기를 위한 별도의 집적회로를 사용합니다. 둘 다 사용할 수 있지만 마이크로프로세서는 마이크로프로세서에 내장되어 있지 않기 때문에 일반적으로 마이크로컨트롤러보다 더 많은 지원회로를 필요로 합니다. system on a chip이라는 용어가 자주 사용됩니다. SoC에는 1개의 칩에 여러 개의 프로세서와 인터페이스가 포함되어 있습니다. 대용량 임베디드 시스템에 자주 사용됩니다. SoC 타입의 예로는 특정 용도 집적회로 및 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이가 있습니다. 대부분의 경우 임베디드 시스템은 실시간 운영 환경에서 사용되며 실시간 운영 체제를 사용하여 하드웨어와 통신합니다. 실시간에 가까운 접근법은 시스템이 일반적으로 충분히 빠르다고 판단하고 약간의 반작용에도 견딜 수 있는 작업을 점점 더 많이 결정한 설계자들에 의해 정의되는 높은 수준의 칩 기능에 적합합니다. 이러한 경우 리눅스 운영 체제의 제거 버전이 일반적으로 도입되지만 임베디드 자바 및 윈도우 사물인터넷을 포함한 다른 OS는 임베디드 시스템에서 실행되도록 축소되어 있습니다. 다음으로 임베디드 시스템의 특성에 대해서 설명하겠습니다. 임베디드 시스템의 주요 특징은 태스크에 특화되어 있다는 것입니다. 자세하게 임베디드 시스템에는 다음과 같은 특징이 있습니다. 일반적으로 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어로 구성됩니다. 그리고 다양한 태스크가 아닌 시스템 내의 특수한 태스크용으로 구축되어 있기 때문에 더 큰 시스템에 특정 기능을 수행하기 위해 내장할 수 있습니다. 또한, 마이크로프로세서 베이스 또는 마이크로컨트롤러 베이스의 어느쪽인가를 선택할 수 있습니다. 둘 다 시스템 컴퓨팅 파워를 발휘하는 집적회로입니다. 더불어 사물인터넷 디바이스의 감지 및 실시간 컴퓨팅에 자주 사용됩니다. 사물인터넷 디바이스는 인터넷에 연결되어 사용자가 조작할 필요가 없는 디바이스입니다. 그리고 사용하는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 종류에 따라 복잡성과 기능이 다를 수 있습니다. 마지막으로 대규모 시스템이 정상적으로 기능하도록 하기 위해 시간 제약 하에서 기능을 수행해야 하는 경우가 많습니다. 이어서 임베디드 시스템의 디버깅에 대해서 알아보겠습니다. 임베디드 시스템이 다른 대규모 컴퓨터의 운영 체제 및 개발 환경과 분리되는 영역 중 하나는 디버깅 영역입니다. 일반적으로 데스크톱 컴퓨터 환경에서 작업하는 개발자는 개발 중인 코드를 모두 실행할 수 있는 시스템과 임베디드 시스템 프로그래머를 감시할 수 없는 별도의 디버거 애플리케이션을 모두 가지고 있습니다. 일부 프로그래밍 언어는 마이크로컨트롤러에서 실행되므로 기본적인 대화형 디버깅을 칩에서 직접 사용할 수 있습니다. 또한, 프로세서에는 많은 경우 JTAG 또는 유사한 디버깅 포트를 통해 프로그램 실행을 제어할 수 있는 CPU 디버거가 있습니다. 그러나 대부분의 경우 프로그래머는 시리얼 또는 다른 포트를 통해 타깃 시스템에 별도의 디버깅시스템을 접속하는 툴을 필요로 합니다. 이 시나리오에서 프로그래머는 데스크톱 컴퓨터의 소프트웨어 디버깅과 마찬가지로 범용 컴퓨터의 화면에서 소스 코드를 볼 수 있습니다. 자주 사용되는 별도의 접근방식은 소프트웨어의 물리 칩을 에뮬레이트하는 PC 상에서 소프트웨어를 실행하는 것입니다. 이것에 의해서 실제의 물리 칩상에서 동작하고 있는 것처럼 소프트웨어의 퍼포먼스를 디버깅 할 수 있게 됩니다. 일반적으로 임베디드 시스템은 특히 안전과 신뢰성이 최우선인 상황에서 임베디드 컨트롤을 사용하는 많은 장치가 사용하도록 설계되었기 때문에 테스트와 디버깅에 더 많은 관심을 받고 있습니다. 지금까지 임베디드 시스템의 특성과 디버깅에 대해서 알려드렸습니다.