임베디드 시스템(Embedded System)의 구조 및 설계, 고려요소

시스템 기본 구조

HW(CPU, Memory, I/O Device) + SW(Applicaiton Software, Library, Operating System)

임베디드 HW는 범용 컴퓨터와 유사한 구성이나, 사용환경 목적에 따른 최적화가 다르며 대부분의 범용 CPU를 사용하지만 목적에 따른 메모리와 I/O 장치 유형 변경. 시스템이 간단한 경우 SW는 Application(응용 SW)로 구동 가능하며, OS와 라이브러리는 생략하는 경우도 있음. 기본인 경우 HW와 SW의 공조 설계(Co-Design)이 필요하기 때문에 범용 컴퓨터와는 다른 방식으로 접근해야 함.

설계목표

1. 고성능 시스템

복잡한 기능, 다양한 UI, 멀티미디어 처리, 유무선 네트워크 기능 등을 처리해내는 시스템

2. 실시간 처리능력

실시간으로 데이터 처리, 제어 기능을 수행하기 위해서 처리속도 향상과 작업요청에 대한 반응 속도 최소화한 시스템

3. 시스템 최적화

특정 응용분야 최적화를 위해 공조 설계한 시스템

4. 시스템 유연성

시스템 기능의 확장성을 위해 유연성을 확보한 시스템

5. 신뢰도, 안전성

다양한 환경에서 안정적이며 동작에 대한 신뢰도를 확보한 시스템

6. 소비전력

제어, 자동화에 사용하는 시스템인 경우가 많아 지속적으로 전원공급이 되며 전원으로 배터리를 사용하는 경우도 있어 소비전력을 최소화.

7. 시장 경쟁력

설계자동화에 따른 설계시간 단축, 제품 시장 진입시간 최소화해야 함. 유연한 설계로 확장에 용이하게 하여, 제품 수명이 짧고 기능 변경이 잦은 경우, 구성 부품 등의 수요가 안정적인 시스템을 추구할 것.

8. 친환경

친환경 지침을 준수하는 방향으로 설계.

고려요소

프로세서, 운영체제 - 설계 초기

HW 자원 활용도, 시스템 유연성, 제품 신뢰성 및 보안 - 설계 과정

- 프로세서 선택

설계 조건에 적합한 고성능, 저전력, 저가, 소형칩 고려

- OS 선택

실시간, 비실시간, 순차형 등을 선택하며 개발비용과 라이센스, 메모리 사용량 고려

- HW 자원 활용도

한정된 자원 사용하기 때문 최적화가 생명이며 특히 메모리 관리에 있어 유념.

- 시스템 유연성

업그레이드, 기능 확장을 고려한 설계, 추후 유지보수도 고려.

- 제품 신뢰성

부품 공급처 확보와 코드에 대한 불법적 접근(Reverse Engineering) 방지하기 위한 제품 자가진단 대책 마련.