댓글로 질문글 올라올때마다 성심성의껏 답변해주긴했는데
시간지나면 같은 질문글 계속올리고 계속 답변해주고 짜증나서 걍 내가 대충 정리해봄
물론 요약해서 쓴거니까 더 궁금하면 책을 찾아보던 검색을 하던지 해
그리고 나는 SW 엔지니어라서 내가모르는분야는 추상적으로 말할수밖에 없다는걸 알림..
1. 임베디드 시스템이 뭔가요?
임베디드 시스템은 PC나 서버와는 달리 용어가 정형화되어있지 않은편임
근데 이미 우리는 일상생활속에서 이미 임베디드 시스템을 마주하고있음
가장 대표적으로 핸드폰을 생각하면됨
핸드폰은 PC와 같이 프로세서, 메모리, 저장장치, 입출력 I/O로 구성된 컴퓨터임
대표적인 예로 핸드폰을 선택했지만
기계식으로 돌아가는거 빼고
전기로 돌아가는 장치인데 뭔가를 제어한다거나 연산을 한다면 임베디드 시스템이라고 볼수있음
우리가 일반적으로 PC에 쓰는 CPU가있는데 이걸 작게 만든게 MPU(Microprocessor)
이 MPU를 제어에 특화되게 만든게 MCU(micro controller unit)이라고 보면됨
보통 MPU는 단일로 쓰는경우는 없고 시스템 온 칩(System on Chip, SoC) 형태로 구성되어 사용됨
SOC는 스마트폰이나 태블릿 같은 연산에 특화된 고성능 기기에 사용되고
MCU는 제어에 특화된 시스템에 많이 쓰인다고 보면됨
CPU는 인텔이나 AMD에서 만드는건 다들 알거야
거기는 x86 아키텍쳐 기반으로 CPU를 설계하지만
임베디드는 ARM 아키텍쳐가 독점적인 지위를 누리고있음
ARM은 x86보다 저전력에 특화되어있다고 보면됨
RISC-V 라는것도 있긴한데 그냥 알아만 둬 ㅋ
마이크로칩, STM, NXP, NVIDIA, PIC, 르네사스, 애플, 삼성, TI 등등의 펩리스 회사들이
ARM에서 라이센스를 받아서 코어부분 설계도를 받아와서 이를 기반으로 MCU나 SOC 설계도를 만들고
그다음에 TSMC같은 파운드리 회사에서 제작함
ARM 코어는 Cortex-M, Cortex-A, Cortex-R 이런것들이 있는데 여기서 다 설명하려면 기니까
구글링 해서 알아서들 찾아봐
2. 임베디드 개발자는 어떤 영역이 있나요?
우선 기술적인 스택 관점에서 설명을 해줌
통상 생각하는 개발자하면 웹개발자 생각해서 그쪽은 프론트앤드 백앤드 이런식으로 나뉘듯이
어떻게 설명할까 하다가 계층으로 나누는게 편할거같아서
블록도 이런식으로 ppt로 대충 그려봤는데
이게 최대 계층구조라고 보면될듯?
너가 사용하게될 CPU가 SOC냐 MCU냐에따라 계층구조가 달라진다고 보면됨
SOC 기반 계층 구조
SOC(System on Chip) 기반 시스템에서는 계층이 아래와 같이 나뉘고
각 계층은 하드웨어와 소프트웨어 간 상호작용을 원활하게 하기 위한 역할을 담당해
HW (하드웨어):
시스템의 물리적인 구성 요소. 프로세서, 메모리, 센서, 통신 모듈 등.
FW (부트로더):
하드웨어 초기화를 수행하고, OS 또는 상위 소프트웨어 계층을 로드하는 역할.
→ 예: U-Boot, Barebox 등.
OS (운영체제):
자원 관리 및 멀티태스킹 환경 제공. 디바이스 드라이버와 애플리케이션을 연결.
→ 예: Linux, Windows Embedded, RTOS 등.
Device Driver (디바이스 드라이버):
하드웨어를 제어하고 OS에서 이를 추상화해 제공.
→ 예: UART, I2C, SPI 드라이버 등.
Middleware (미들웨어):
OS와 애플리케이션 사이에서 동작하며 API를 제공. 주로 특정 기능(통신, 데이터 처리 등)을 담당.
→ 예: IoT 프레임워크, 통신 스택(TCP/IP), 그래픽 라이브러리 등.
APP (애플리케이션):
최종 사용자와 상호작용하는 소프트웨어. 특정 작업 수행.
→ 예: 카메라 제어 앱, 로봇 컨트롤러 등.
계층 간 상호작용
- 하드웨어 ↔ 펌웨어: 레지스터 직접 제어.
- 펌웨어 ↔ 디바이스 드라이버: 하드웨어 추상화.
- OS ↔ 미들웨어: 자원 관리 및 프로세스 간 통신.
- 미들웨어 ↔ 애플리케이션: API 제공.
이런식으로 정리할수있을듯
각자 맡은 개발영역이 있고 혼자서 저 영역을 다 커버하기엔 힘들다고 생각함 그래서 각영역마다 담당 직무가 있는거고..
SOC급 칩을 쓰는 시스템이면 보통 이런식으로 개발영역이 나뉜다고 보면됨
이 계층구조가 임베디드 시스템에 있어서 절대적인건 아님
MCU 기반 계층 구조
MCU기반 시스템은 SOC에 비해 계층이 단순화되어 있으며, 특정 하드웨어와의 밀접한 연동을 중심으로 동작함
구조 1: HW → FW(APP)
HW (하드웨어): MCU 내부의 프로세서, 메모리, GPIO, 인터페이스 등.
FW (Firmware): 하드웨어와 직접 상호작용하며 제어 로직과 애플리케이션을 함께 포함.
→ 주로 단순한 기능을 수행하는 임베디드 시스템에서 사용.
→ 예: 세탁기, 전자레인지, 온도 센서 제어 시스템.
구조 2: HW → RTOS → APP
HW (하드웨어): MCU에 해당.
RTOS (Real-Time Operating System): RTOS를 통해 태스크 관리와 실시간 응답성을 보장.
→ 사용 예: 드론, 의료 기기, 산업용 로봇.
APP (애플리케이션): RTOS 위에서 동작하며, 각 태스크 간 협력을 통해 전체 시스템을 운영.
구조 3: HW → FW(부트로더) → FW(APP)
HW (하드웨어): 동일.
FW (부트로더): 하드웨어 초기화 및 펌웨어(APP) 로드 역할 수행.
FW (APP): 부트로더가 로드한 펌웨어가 하드웨어 제어와 애플리케이션 로직 수행.
→ 예: 부트로더로 시작해 펌웨어로 넘어가는 자동차 ECU.
SOC 기반 시스템은 복잡한 운영체제와 다양한 미들웨어를 사용해 고성능 연산이나 복잡한 작업을 수행하는 데 초점을 맞추고있고
MCU 기반 시스템은 단순하면서도 실시간 제어와 저전력 동작에 더 적합함
저기 위에 사진보다는 계층구조가 줄은게 보이는데 FW 부분이 OS 디바이스드라이버 미들웨어 APP 영역까지 다 커버하는구조라고 보면되고
시스템이 복잡하면은 계층구조가 늘어난다고 생각하면 편함
갤에서 MCU급은 답이없다.. 보드레벨은 답이없다 임베디드 답이없다 크아아아악 하는것도 그런맥락이라 생각하면 될듯
(근데 내생각은 다름 각자의 역할이 있다고 생각함)
HW 블록도 세분화할수 있긴한데..
HW 엔지니어라고해서 모든 HW 개발을 다할수있는건 아니고
여기도 디지털/아날로그, FPGA, RF 회로설계 등등으로 직무가 갈린다고 생각하면됨
내가 이쪽은 잘몰라서 걍 두루뭉술하게 넘어갈수밖에 없음
그리고 여태 기술적인 부분으로 나눠서 설명했다면..
산업군으로도 나눠서 설명할수도 있음
1. 인하우스칩을 개발하는 엔지니어
2. 상용칩들을 가지고 응용해서 개발하는 엔지니어
이렇게 나눠볼수 있고
인하우스 칩 개발이란.
엔비디아, 퀄컴, 브로드컴, STM, TI, PIC, 삼성, 애플 같은 SOC나 MCU 만드는 회사들 생각하면되고
그외엔 차량/방산/로봇/항공우주/의료기기/가전 등등 더있을거같긴한데 대충 생각나는 응용분야는 이정도?
우리나라에서는 요즘 현대자동차가 잘나가니까 차량쪽이 유망하다고 생각
그외에 갤러리에서 나온 생각나는 질문들..
Q1 SW 개발만하고싶은데 HW도 다알아야하나요?
여긴 SW + HW + 기구설계 이런식으로 종합해서 제품을 만들기때문에 알면좋지만 어차피 협업해서 만드는거라 각자의 분야가 있음..
내가 SW 엔지니어라서 위에 SW 분야만 썼는데 여기도 계층이 달라지면 기술스택이 갈리기때문에 서로의 입장에서는 블랙박스 시스템인거잖아..
몰라도 상관없음 자기가 맡은 역할만 충실히 해주면됨.. 물론 다른계층이나 분야도 알면 소통이 잘되는거니까 좋지
Q2 취업하기 어떤가요?
도메인에따라 다르고 니 수준에 따라 다름..
대기업이면 어려운건 당연하겠지?
Q3 PLC도 임베디드인가요?
사촌쯤이라고 생각하면 됨
개발자들이 일일히 유지보수하기 힘드니까
공장오퍼레이터들이 제어하기쉽게 래더라는걸로 제어로직을 짜는걸로 알고있음
Q4 언어는 뭐 공부해야하나요?
로우레벨로가면 C고 리눅스 커널 모듈쪽에 제한적으로 rust가 쓰이는걸로 알고있음
APP이나 미들웨어쪽은 성능이 중요하면 C++
그냥 자기가 만드는 거에 적합한 언어를 선택하면 됩니다..
아 생각이안난다. 대충 이만씀
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