초고속·고성능·다기능 임베디드 모듈

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초고속·고성능·다기능 임베디드 모듈

시스템베이스 ‘에디 CPU v2.1’

2009년 05월 29일 00:00:00

강석오 기자

kang@datanet.co.kr

시리얼 통신 관련 반도체 및 임베디드 모듈 전문기업 시스템베이스(대표 김명현 www.sysbas.com)는 리얼타임 리눅스 기반의 초고속 임베디드 모듈인 에디(Eddy) CPU v2.1을 출시했다. 새롭게 출시된 에디 CPU v2.1은 시리얼 투 이더넷 통신 환경에서 한 차원 업그레이드된 모델로 산업용 임베디드 환경에 최적화된 초소형 다기능 임베디드 모듈이다. 특히 USN(Ubiquitous Sensor Network) 장비 및 산업용 디지털 인/아웃 개발에 최적화된 모듈로 시리얼과 이더넷 기반의 온라인 원격관리가 가능하다. <편집자>

임베디드 시스템이란 미리 프로그램된 특정한 기능들을 수행하기 위해 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 전자제어 장치를 말한다. 주변에서 사용되고 있는 각종 전자기기, 가전제품 등은 단순히 회로만 구성된 것이 아니라 컴퓨터 기능이 내장돼 특정한 기능을 수행하도록 프로그램돼 있어 임베디드 시스템이 내장돼 있다고 볼 수 있다. 임베디드 시스템은 일상생활에서 사용하고 있는 가전제품뿐 아니라 모바일 디바이스 나아가 통신, 항공, 금융, 물류, 교통, 산업, 의료분야 등 실로 다양한 분야에서 활용되고 있다.

임베디드 시스템
임베디드 시스템은 크게 하드웨어와 소프트웨어로 구성된다. 다시 하드웨어에는 데이터를 해석하고 처리하는 중앙처리장치(CPU)와 소프트웨어를 보관하고 실행하는 메모리, CPU의 명령에 따라 작업을 실행하는 입출력장치, 그리고 이런 모든 동작 정보를 외부로부터 전달받거나 결과를 전송하기 위한 네트워크 장치로 구성된다.

소프트웨어는 운영체제와 시스템 소프트웨어, 응용 소프트웨어로 구성된다. 운영체제는 1년 365일 오류 없이 시스템 및 응용 소프트웨어를 안정적으로 실행하며, 입출력장치의 제어를 위한 시스템 소프트웨어와 이러한 모든 하드웨어 자원을 이용해 정해진 동작을 반복 수행하도록 하는 응용 소프트웨어가 있다.

특히 임베디드 시스템의 가장 중요한 요인은 안정성과 크기, 개발환경의 편의성이다. 임베디드 시스템은 어떤 기기의 내부에 삽입돼 특정기능을 수행하는 경우가 대부분으로 소형이면서 고성능이 요구되고, 열악한 환경에서도 안정된 동작이 가능해야 하는 까다로운 조건을 만족해야만 한다. 또 요구되는 모든 기능을 구현해 제공이 어려워 사용자가 직접 원하는 기능을 쉽게 프로그래밍할 수 있도록 개발 편리성을 제공해야 하는 까다로운 조건을 만족해야 한다.

커피 자동판매기를 예를 들면 동전을 넣으면 컵이 내려오도록 하고, 다음에 끓는 물과 분말커피, 크림, 설탕을 섞어 컵에 붓도록 하는 물통, 히터장치, 동전감지장치, 커피/크림/설탕 조절장치 등과 이를 순서대로 처리하도록 구성한 비교적 단순한 회로로 구성된다. 이런 종류의 자판기는 단순히 물이 떨어지거나 커피가 없거나 하는 단순한 장애가 발생하더라도 관리자가 현장에 없는 한 바로 조치가 불가하기 때문에 관리자가 수시로 상태를 확인해야 한다.

이런 자판기를 원격관리가 가능하도록 해 장애발생 시 관리자 핸드폰으로 자동으로 알려주는 기능을 구현하려면 어떻게 해야 할까. 이런 경우 임베디드 시스템이 요긴하게 쓰일 수 있다. 자판기 개발사에서는 컴퓨터 지식이 없기 때문에 임베디드 시스템을 직접 개발해 자판기 원격관리 기능을 구현한다는 것은 많은 시간과 투자가 필요하다. 그러나 임베디드 모듈을 구입하면 기능의 80~90%가 구현돼 있기 때문에 최소한의 노력으로 자판기 원격관리 기능을 구현할 수 있다.(page_break)에디, 고성능 임베디드 CPU 모듈
시스템베이스 에디 CPU는 ARM9 코어 프로세서를 탑재한 고성능 임베디드 CPU 모듈로 엄지손가락 크기의 모듈을 통해 다양한 산업현장에 적용 가능한 특화된 장비를 디자인할 수 있다. 외부 디바이스 연결을 위한 19비트 어드레스 버스와 16비트 데이터 버스 인터페이스, 이더넷 연결을 위한 PHY 인터페이스, 56개의 프로그램 가능한 GPIO 핀 등이 제공된다. 특화된 애플리케이션과 하드웨어 제작에 최적화된 에디 CPU를 통해 빠르고, 손쉽게 신뢰성 있는 제품개발이 가능한 것이 강점이다.

특화된 임베디드 장비를 제작하고자 하는 개발자에게 임베디드 장비를 처음부터 직접 개발하는 것은 쉽지 않다. 부품별 특성을 일일이 파악해야 하는 임베디드 장비 개발은 개발시간이 지연되고 불안정한 장비성능을 야기시킬 수 있다. 또 운영체제를 탑재해 하드웨어가 안정성 및 신뢰성을 검증받기까지는 더욱 많은 시간과 노력이 필요할 수 있다. 완제품 형태의 하드웨어 보드를 주문제작하는 것이 대안이 될 수는 있지만 주문 제작업체와의 원활한 소통 없이는 잘못된 제품이 나오기 쉽고, 비싼 가격 또한 감수해야 할 뿐 아니라 수익성을 고려해 최소 생산 수량을 맞추는 것도 고려해야 한다.

에디 CPU는 이러한 문제를 해결할 수 있는 최적의 솔루션을 제공한다. 에디 CPU는 32비트 ARM9 CPU(210MHz), 8MB 플래시 메모리, 32MB SDRAM을 장착해 고성능의 하드웨어 사양을 제공한다. 리얼타임 리눅스 기반의 레모닉스(Lemonix)가 탑재돼 있고, SDK 제공을 통해 개발자들에게 최고의 윈도우 및 리눅스 개발환경을 제공, 특화된 장비를 보다 빠르고, 손쉽게 개발할 수 있도록 지원한다.

고성능 사양
기존 임베디드 모듈의 8비트 CPU와 256Kb 메모리 제약에 골머리를 앓고 있다면 에디 CPU가 해답이 될 수 있다. 210MHz 클럭, 8MB 플래시 메모리, 32MB SDRAM, 32비트 ARM9 CPU의 고성능 사양을 갖춘 에디 CPU는 이러한 문제를 해결한다. 임베디드 리눅스 운영체제로 인해 사용자의 애플리케이션은 안정적으로 빠르게 실행될 수 있다.

:: 레모닉스 리얼타임 리눅스 탑재
에디 CPU에 탑재된 레모닉스 리얼타임 리눅스는 임베디드 리눅스 커널 2.6.x 기반의 운영체제다. 일반 임베디드 리눅스 운영체제의 약점인 리얼타임을 지원하기 위해 실시간 스케줄러와 선점형 커널, 락 브레이크 기법을 통해 리얼타임을 구현한다. 최소 37us의 실시간 응답지연뿐 아니라 보다 강화된 안정성과 신뢰성, 실시간 통신을 가능하게 한다.

:: 레몬IDE 통합 개발환경 지원
레몬IDE는 이클립스(Eclipse) 기반의 에디 CPU 통합개발환경으로, 레모닉스 기반에서 수행되는 애플리케이션, 펌웨어를 쉽게 개발할 수 있도록 GUI(Graphical User Interface) 환경을 제공한다. GNU C/C++ 컴파일러, 소스코드 에디터, 원격 디버깅, 원격 모니터링 등 프로그램 개발에 관련된 모든 작업을 일괄 처리할 수 있는 환경을 제공해 마우스 클릭만으로도 쉽게 실행할 수 있다.