임베디드 시스템은 컴퓨터가 내장된 특수목적 시스템으로 정의하며 가전제품, 사무기기, 무기 체계 등 매우 다양한 분야에서 사용된다. 특정 분야에서 잘 정의된 분류 기법은 교수 및 학습에 강점을 갖는데 임베디드 시스템을 위한 분류체계는 찾아보기 힘들다. 본 논문에서 우리는 임베디드 시스템의 분류체계를 제시한다. 먼저, 임베디드 시스템의 표준화된 구조를 제시한다. 이 구조에서 임베디드 시스템 응용들을 "firmware-based"와 "embedded OS-based"로 나눈다. 또한, 임베디드 시스템 응용의 특성을 기반으로 "고신뢰 응용"과 "일반 응용"으로 나누는데 그 결과 총 4 개의 영역으로 임베디드 시스템 응용을 나눈다. 우리는 각 영역의 특징을 제시하고 임베디드 응용들의 사례를 제시하여 우리의 분류체계가 적절함을 보였다. 우리의 분류체계는 임베디드 시스템의 교수/학습법에 잘 활용될 수 있을 것이다.
임베디드 시스템은 컴퓨터가 내장된 특수목적 시스템으로 정의하며 가전제품, 사무기기, 무기 체계 등 매우 다양한 분야에서 사용된다. 특정 분야에서 잘 정의된 분류 기법은 교수 및 학습에 강점을 갖는데 임베디드 시스템을 위한 분류체계는 찾아보기 힘들다. 본 논문에서 우리는 임베디드 시스템의 분류체계를 제시한다. 먼저, 임베디드 시스템의 표준화된 구조를 제시한다. 이 구조에서 임베디드 시스템 응용들을 "firmware-based"와 "embedded OS-based"로 나눈다. 또한, 임베디드 시스템 응용의 특성을 기반으로 "고신뢰 응용"과 "일반 응용"으로 나누는데 그 결과 총 4 개의 영역으로 임베디드 시스템 응용을 나눈다. 우리는 각 영역의 특징을 제시하고 임베디드 응용들의 사례를 제시하여 우리의 분류체계가 적절함을 보였다. 우리의 분류체계는 임베디드 시스템의 교수/학습법에 잘 활용될 수 있을 것이다.
The embedded system can be defined as a special purpose system with a built-in computer, and has a wide variety of applications such as home appliances, office equipment, and weapon systems. A well-defined taxonomy in a specific field is advantageous for learning and education, however, the classifi...
The embedded system can be defined as a special purpose system with a built-in computer, and has a wide variety of applications such as home appliances, office equipment, and weapon systems. A well-defined taxonomy in a specific field is advantageous for learning and education, however, the classification scheme for embedded systems is difficult to find. In this paper, we propose a taxonomy for embedded systems. First, the generalized structure of the embedded system was presented. And, it is divided into two parts: "firmware based" and "embedded OS based". In addition, according to the characteristics of embedded system applications, it is divided into two categories: "non-dependable" application and "dependable" application, which makes 4 planes. We describe the features of each quadrant and show that the classification is well suited by showing examples. Our taxonomy can be used to set teaching and learning methods of embedded systems.
The embedded system can be defined as a special purpose system with a built-in computer, and has a wide variety of applications such as home appliances, office equipment, and weapon systems. A well-defined taxonomy in a specific field is advantageous for learning and education, however, the classification scheme for embedded systems is difficult to find. In this paper, we propose a taxonomy for embedded systems. First, the generalized structure of the embedded system was presented. And, it is divided into two parts: "firmware based" and "embedded OS based". In addition, according to the characteristics of embedded system applications, it is divided into two categories: "non-dependable" application and "dependable" application, which makes 4 planes. We describe the features of each quadrant and show that the classification is well suited by showing examples. Our taxonomy can be used to set teaching and learning methods of embedded systems.
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문제 정의
본 논문에서는 임베디드 시스템의 분류 방식을 제안하였다. 기존 분류 방식은 응용 분야별로 직관적으로 나열하는 방식이었는데 우리의 방식은 1) 응용의 특성, 2) 구현 기술, 3) 시스템 구조에 따라 생물 분류학의 계통도처럼 분류하였다.
본 논문에서는 임베디드 시스템의 분류 방식을 제안한다. 먼저, 임베디드 시스템의 정의를 바탕으로 컴퓨터 중심의 기술 분류로서 firmware 기반 및 embedded OS 기반, 또한 응용의 특성에 따라 일반 응용과 고신뢰 응용 등, 총 4 분면으로 분류하며 각 분면의 특징을 기술한다.
임베디드 시스템의 분류에 앞서 임베디드 시스템의 표준구조를 제시하고 그 구조를 바탕으로 분류 방식을 제시하려 한다. 그림 3은 임베디드 시스템의 표준구조를 도식화한다.
가설 설정
할 때, 3) 미션이 복잡하여 멀티프로세싱이 요구될 때이다. 이 경우에는 EOS가 갖는 기능들을 활용하여 시스템을 구현하므로 개발 기간과 안정성을 높일 수 있다.
제안 방법
면이다. 가전제품의 경우, 100원 정도에서 가격경쟁력이 좌우되므로 센서/구동기, 중앙처리부, UI 등에서 가능한 저가격의 부품을 사용하려 한다. 배터리 동작하는 장치들의 경우, 저전력 소모가 가장 중요한 기술요소이다, 예를 들어 리모콘의 경우, AAA 배터리 2개로 동작하는데 저전력 소모 기술을 적용해야만 수개월을 사용할 수 있다.
있다. 동일한 노드들을 중복하여 배치하고 이를 계층적으로 연결하여 고신뢰도의 시스템을 구성한다. 또한, 우주 공간, 고도의 압력, 진동 등을 견디도록 설계 및 구현해야 한다.
Agrawale 그림 1에서 볼 수 있는 것처럼 성능과 기능 요구 면에서 임베디드 시스템을 4가지로 분류하였는데 독립형 시스템, 실시간 시스템, 네트워크형 시스템, 이동형 시스템이 그들이다. 또한 중앙처리부의 성능에 따라 소형, 중형, 복잡형 시스템으로 분류하였다.
먼저, 임베디드 시스템의 정의를 바탕으로 컴퓨터 중심의 기술 분류로서 firmware 기반 및 embedded OS 기반, 또한 응용의 특성에 따라 일반 응용과 고신뢰 응용 등, 총 4 분면으로 분류하며 각 분면의 특징을 기술한다. 예를 들어 우리의 분류 방식이 적절함을 보인다.
우리는 3.1절의 표준구조로부터 임베디드 시스템의 분류 기준을 설정하였다. 분류 기준은 첫째로 중앙처리부의 성능 및 특성 따라 Firmware based 와 Embedded OS based로 분류한다.
임베디드 시스템 관련해서는 Agarwal이 분류한 것 [13] 외에 찾아보기 어려운데 임베디드 시스템을 성능과 기능 요구에 따라 실시간, 독립형, 네트워크형, 이동형의 4가지로 분류하였고 마이크로 콘트롤러의 성능에 따라 소형, 중형, 복합형의 3가지로 분류하였다. 이 경우, 분류의 기준이 엄밀하지 않다는 문제를 갖는다.
성능/효과
2020년에는 생물 분류학의 철학적 의미를 고찰하는 논문[12]이 발표되었다. 이상과 같이 분류 기법은 학문 전 분야에서 꾸준히 연구되는 기법이라는 것을 확인할 수 있다.
후속연구
그림에서 볼 수 있는 것처럼 임베디드 시스템 전체를 1) 응용의 특성, 2) 구현 기술, 3) 시스템 구조에 따라 생물 분류학의 계통도처럼 분류하였다. 각 단계의 분류 및 특성은 하위 단계에 그대로 상속되는데 이러한 분류체계는 임베디드 시스템의 학습, 교육, 향후 연구를 지원하는 순기능을 할 것이다.
향후 연구 방향으로는 분류체계를 수학적으로 정의하고 분류 결과가 이에 부합하는지를 확인하는 것이다.
참고문헌 (14)
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