임베디드 분야 개념 및 용어정리

콤포넌트 : 어떠한 기능을 가진, 프로그램의 부품이다. 프로그램 뿐 아니라, 하드웨어나 조직의 일부를 가리켜 쓰여지는 경우도 있다. 프로그램 이외의 분야에서 쓰여지는 예로서는, 기계의 옵션 부품 등이 있다.

소프트웨어 콤포넌트는, 각각 특정 기능을 가지고 있으나, 기본적으로 단품로는 사용할 수 없으며, 다른 프로그램과 조합하여 기능을 실현하거나 추가하기 위해 쓰여진다. 또한 오브젝트의 일종으로서 특정 기능을 가지고 있으나, 단독으로는 의미를 가지지 않는 오브젝트 라고도 부른다.

Java 등의 오브젝트지향언어의 보급이 진행됨에 따라, 콤포넌트를 조합함으로서 상당 레벨의 소프트웨어 개발이 진행되는 상황이 조성되고 있다. 콤포넌트의 개발자와 소프트웨어의 개발자의 분업도 이루어지고 있다. 이러한 콤포넌트를 모아서 소프트웨어를 개발하는 것을 [콤포넌트 베이스 프로그래밍]이라고 한다.

모듈 : 기능의 단위, 교환 가능한 구성 부분이라는 뜻의 영단어이다. 시스템으로의 접합부(인터페이스)가 규격화/표준화 되어 있으며, 쉽게 추가나 삭제가 가능하고, 하나의 기능을 가지고 있는 부품을 말한다.

컴퓨터의 마더보드 등은 주요 부품이 모듈화 되어 있으며, 나중에 최신 부품으로 교환하여 전체를 새로 살 필요없이 성능을 향상 시킬 수 있다. 근래의 소프트웨어나 프로그래밍 언어는 미리 모듈을 넣어 놓은 인터페이스를 준비해 두고, 유저가 자유롭게 추가 기능을 개발하여 공개하거나, 전체를 갈아 끼울 필요없이 기능을 강화하는데에 이용하는 경우가 많다.

메소드 : 오브젝트지향 프로그래밍에 있어서, 각 오브젝트가 가지고 있는 자신에 대한 조작을 말한다. 오브젝트는 [데이터]와 [절차]라 이루어져 있는데, [절차] 부분에 해당된다. 프로그래밍 언어에 따라서는 [멤버함수]라 불리는 경우도 있다.

오브젝트지향에서, 오브젝트가 가지고 있는 데이터를 조작하는 방법은 오브젝트 자신이 메소드로서 내장하고 있으며, 이것을 외부에서 호출하여 조작을 시행한다. 이렇게 함으로서, 조작의 상세정보를 오브젝트 내부에 은폐할 수 있으며, 프로그램의 재이용성, 생산성을 높이는데 기여한다.

예를들어, [TV]를 오브젝트라고 하면, [화면을 표시한다] [채널을 바꾼다]와 같은 조작이 메소드이다. TV의 사용자는 그 내부 조작의 상세정보를 모르더라도, 리모콘으로 메세지를 보내고 희망하는 메소드를 호출하기만 하면, TV를 조작할 수 있다.

Thread : 멀티쓰레드에 대응한 OS상에서, 소프트웨어의 실행단위. 한 개 프로그램은 최저 한 개의 슬레드를 가진다.

같은 프로그램에 속하는 슬레드는 메모리 등의 리소스를 공유한다. 복수의 슬레드는 CPU를 상호 점유함으로써 외관상 동시실행이 가능하다.

고도한 처리를 행하는 어플리케이션 소프트 등에서는, 슬레드를 복수 실행시켜서, 동시에 복수의 처리를 실행할 수 있다. 시간이 걸리는 연산처리 중에 이용자부터 입력을 접수하는 것 같은 응용도 가능하게 된다.

복수 프로그램(멀티 프로세스)의 동시실행도 기본적인 구조는 같지만, 메모리 어드레스의 전환 등의 작업이 필요하게 되기 때문에, 슬레드 전환에 비하여 부하는 커지게 된다.

이 때문에, 멀티 슬레드에는 대응하지만 멀티태스크에 대응하지 않는 OS도, 리얼타임 OS 등으로 실재한다. 멀티 프로세스에 대응한 OS는 모두 멀티 슬레드에 대응하고 있다.

CASE (Computer Aided Software Engineering) : [컴퓨터 지원 소프트웨어 공학]의 약자. 시스템 개발 지원 툴과 개발 방법론의 통합, 시스템 개발 작업의 효율향상을 목적으로 하고 있다. CASE 툴이라 불리는 소프트웨어를 이용하여, 소프트웨어 개발의 많은 부분을 자동화 할 수가 있다. CASE 툴에는 계획/설계 등, 소프트웨어 개발의 초기단계를 지원하는 상류 CASE 툴과, 프로그램 작성/테스트/보수 등을 지원하는 하류 CASE 툴이 있으며, 이들 프로세스 모두에 일괄적으로 대응하는 것을 통합 CASE 툴이라고 한다.

실장 (implementation) : 하드웨어나 소프트웨어에 새로운 기능이나 사양, 부품 등을 집어 넣는 것을 말한다. 또한, 실제로 그 기능을 집어 넣을 때의 수법도 의미한다.

예를들어, 소프트웨어 개발에 있어서 프로그램 내에 새로운 함수를 작성하는 것을 [새로운 함수를 임플리멘트 한다]고 말하며, 기판에 새로운 칩을 적재하는 것을 [새로운 칩을 임플리멘트 한다]고 한다.

[임플리멘트]는 실장하는 작업을, [임플리멘테이션]은 실장 된 기능이나 부품을 지칭하는 경우가 많으나, 이 반대인 경우도 빈번히 이용되므로, 거의 같은 뜻이라고 할 수 있다.

임플리멘테이션은 시스템 구축을 설계와 개발의 2개로 나누었을 때의 후반 단계에 해당되며, 기본적으로 설계 단계에서 결정 된 사양을 바탕으로 기능을 추가해 나가는 작업이다. 그러나, 사양서가 애매하거나 하면 현장에서의 해석으로 실제 동작이 결정되는 사태가 발생하는 경우도 있으며, 이 결과, 같은 사양성에서 작성 된 프로그램 간의 상호 운용성이 없는 사태가 발생할 수 있다.

이처럼, 같은 사양을 기반으로 하면서도 실제의 동작이 제품마다 미묘하게 차이가 나는 상태가 임플리멘테이션의 차이이며, 특정 제품이 채택 한 독자적인 임플리멘테이션으로 조합하지 않으면 동작하지 않는 제품이나 서비스를 [임플리메이션에 의존 한 제품] 등으로 부른다.

프레임워크 : 소프트웨어의 세계에서, 어플리케이션 소프트를 개발할 때에 빈번히 쓰여지는 범용 기능을 한꺼번에 제공하여, 어플리케이션의 토대로서 기능하는 소프트웨어이다. 어플리케이션의 아웃라인. 개발에 프레임워크를 이용하면 독자적으로 필요로 하는 부분만을 개발하면 되기 때문에 개발 효율의 향상을 기대할 수 있다. 구체적인 소프트웨어 뿐만 아니라, 범용으로 적용 가능한 프로그램의 설계 모델이나 전형적인 처리 패턴 등도 포함한 의미로 프레임워크라고 부르는 경우도 있다

프로퍼티 (property) : 오브젝트 지향 프로그래밍에 쓰여지는 오브젝트가 보유하고 있는 성질을 나타낸 데이터이다. 예를 들어, 영상 데이터 오브젝트이면 높이나 폭 등의 데이터를 프로퍼티로서 가지고 있다.

구체적으로 어떠한 프로퍼티를 가지고 있는지는 오브젝트에 따라 다르며, 오브젝트의 개발자가 오브젝트의 성질에 따라서 설정한다. 프로퍼티 값에는 변경 할 수 없는 것과 변경 가능한 것이 있으며, 변경 가능한 프로퍼티는 같은 오브젝트에 포함되는 메소드를 사용하여 변경할 수 있다.

IrDA Control : 적외선을 이용해 복수의 기기를 접속해, 쌍방향의 통신을 행하는 규격.IrDA 규격의 확장 사양으로서 샤프, Hewlett-Packard사, Intel사, Microsoft사가 공동으로 제안해, 1998년 2월에 IrDA에 의해서 표준화 되었다.「IrBus」는 정식으로 규격화되기 전의 명칭으로, 규격화에 임하여 「IrDA Control」로 개칭되었다.PC등을 중심으로 약 8 m까지의 거리에 있는 최대 8대까지의 기기를 접속할수 있어 75 kbps의 속도로 쌍방향으로 통신할수 있다.

블루투스 (Bluetooth) : Ericsson사, IBM사, Intel사, Nokia사, 도시바 5개 회사가 중심이 되어 제창하고 있는 휴대정보기기용 무선 통신기술. 노트북이나 PDA, 휴대전화 등을 케이블을 사용하지 않고 접속하여, 음성이나 데이터를 주고 받을 수 있다.

Bluetooth는 허가 없이 자유롭게 사용할 수 있는 2.45GHz대의 전파를 사용하며, 1Mbps의 속도로 통신을 할 수가 있다.(차기 버전에서는 2Mbps가 될 예정이다.) Bluetooth는 적외선을 이용하는 IrDA와는 달리, 기기간의 거리가 10m이내이기만 하면 장애물이 있더라도 사용 가능하다.

또한 Bluetooth는 0.5 평방미터의 소형 트랜시버를 쓰고 있기 때문에 IrDA에 비해 소비전력이 작으며, 제조 비용 또한 낮출 수가 있다.

이 밖에 정보기기 간을 연결하는 무선통신 기술로서 HomeRF가 있는데, Bluetooth는 오피스에서의 용도로, HomeRF는 가정에서의 용도로 사용 될 목적으로 만들어진 것이다.

Wibree : 2006년10월에 Nokia가 발표한 단거리 무선통신기술. 2.4GHz 대역의 전파를 사용하며, 10m 정도까지의 거리를 1Mbps의 통신 속도로 연결 시킬수가 있다. 컴퓨터와 주변기기, 휴대전화와 헤드폰 등의 사이를 무선으로 접속식의 용도를 고려하고 있다.

비슷한 용도의 기술로 Bluetooth가 있으며, 통신가능거리 100m, 최고통신속도 2Mbps인 Bluetooth에 비해 Wibree는 통신가능거리가 짧고 속도도 느린 대신 통신에 필요한 소비전력이 몇분의 1 수준으로 매우 작다는 장점이 있다. 저소비전력을 살려서 손목시계나 완구와 같은 기존 기술로는 무선대응이 어려웠던 소형 기기로의 도입이 촉진될 거라는 관측도 있다.

ZigBee : 가정용도의 단거리 무선통신 규격의 하나이다. Bluetooth와 동종의 기술이며, Bluetooth 보다 저속이며 전송거리도 짧지만, 그 대신에 소전력이며 저비용이라는 장점이 있다.

데이터 전송속도는 최고 250Kbps이며, 최대 전송거리는 30m, 하나의 네트워크에 최대 255대의 기기를 접속할 수 있다. 알카리 단3건전지 2개로 약 2년간 구동할 수 있는 등, 소비전력이 극히 낮다는 점이 최대의 특징이며, 전송속도에 크게 구애받지 않는 가전기기의 원격제어 등에 응용될 예정이다.

물리층의 인터페이스는 IEEE 802.15.4가 쓰여지며, 무선LAN 규격인 IEEE 802.11b와 같은 2.4GHz대의 주파수 대역을 16 채널로 분할하여 이용한다. 이 밖에, 미국에서는 915MHz대역이, 유럽에서는 868MHz가 이용 가능하다. 예전에 가전용도의 무선통신 규격으로 추진 되었던 [HomeRF]의 기술을 전용하여, [HomeRF Lite]로서 통용되는 프로토콜로 통신한다.

펌웨어 : 하드웨어의 기본적인 제어를 하기 위한 기기에 설치 된 소프트웨어. 기기에 고정으로 탑재되어, 그다지 변경하는 일이 없으므로 하드웨어와 소프트웨어의 중간적인 존재로서 펌웨어라고 불리고 있다. 컴퓨터나 주변기기, 가전제품등에 탑재되 있으며, 기기에 내장 된 ROM이나 플래쉬메모리에 기억되 있다. 컴퓨터의 BIOS도 펌웨어의 일종이다. 대부분 기능의 추가나 오류를 수정하기 위해, 나중에 변경할 수 있도록 만들어진다.

 

3G (제3세대 휴대전화) : 제3세대의 휴대전화 방식의 총칭. ITU(국제전기통신연합)에 의해 정해진 [IMT-2000]표준에 준거한 디지털 휴대전화. 기본적으로 CDMA방식을 채택하고(일부는 개량형 TDMA방식을 채택), 고속으로 데이터 통신이나 멀티 미디어를 이용한 각종 서비스가 제공되어 진다. 2001년5월에 세계 최초로 NTT도코모가 W-CDMA방식에 의한 시험 서비스를 [FOMA]를 개시하여 화제가 되었다. 본격적인 서비스인도 FOMA의 2001년10월이 처음이다.

초광대역무선 (UWB : Ultra Wide Band) : 무선 통신방법의 하나로, 데이터를 1GHz 범위의 극히 광대역 주파수대에 확산하여 송/수신을 하는 것을 말한다. 각각의 주파수대에 송신되는 데이터는 노이즈 정도의 강도 밖에 없기 때문에, 같은 주파수대를 사용하는 무선기기와 혼신을 일으키지 않으며, 소비전력 또한 적다. 위치측정, 레이더, 무선 통신의 세가지 기능을 모두 가지고 있으며, 매우 독특한 무선 응용기술이라고 할 수 있다.

위치측정 기능은 GPS 보다 정확한 측정이 가능하며, 이 기능을 이용하여 골프 코스의 티에서 홀까지의 정확한 거리를 알려주는 기기를 개발한 회사가 있을 정도이다.

레이더 기능을 응용한 제품은 소방원이 건물내에 있는 사람의 위치를 인식하거나, 경찰이 숨어 있는 범인을 찾아내는 데에 사용할 수 있다. 이 기능을 이용하여 홈 세큐리티 기기(침입자 검지장치)를 개발한다는 구상도 있다.

통신기능은 약 40Mbps의 속도가 달성되 있으며, 이것은 Bluetooth나 무선LAN(IEEE 802.11b) 보다도 고속이다. 미국의 TIme Domain사가 장기간 연구를 통해, 2002년 까지 자사의 기술을 이용한 가정요 초광대역 무선기기가 발매될 예정이다.

BREW (Binary Runtime Environment for Wireless) : 2001년1월에 QUALCOMM사가 발표한 휴대전화용 소프트웨어 실행환경이다. 휴대전화 간 사양의 차이를 흡수하여, 단일 프로그램으로 복수의 휴대전화에 대응할 수 있도록 설계되어 있다.

프로그래밍 언어로는 C언어/C++언어를 사용하고 있다. 기계어로 변환된 프로그램(네이티브 코드)를 실행 하도록 제작되어 있기 때문에, Java베이스의 소프트웨어 환경보다 실행속도가 빠르다. Hewlett-Packard사에 의해 휴대전화용 Java실행 환경인 [Microchai VM]이 이식되는 것이 결정났기 때문에, BREW환경을 직접 사용하지 않고서도, Java에 의한 어플리케이션 개발도 가능하다.

BREW에는 휴대전화의 수첩에 접속하는 기능 등, 타사의 Java베이스 환경에는 없는 기능도 있다. 또한, 부정 동작을 행하는 프로그램이 작성되지 않도록, QALCOMM사의 전자서명이 없는 어플리케이션 소프트는 실행할 수 없도록 제한이 가해져 있다. 개발킷 배포나 전자서명 취득을 위한 시험도 QUALCOMM사에서 시행하고 있다.

HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) : NTT도코모 등이 채용하고 있는 제3세대(3G) 휴대폰전화방식 [W-CDMA]의 데이터 통신을 고속화 한 규격. 3G 방식의 개량 버전이므로, [3.5G]이라고도 불리며, 종래의 5배 이상의 통신속도를 실현한다.

고속화는 기본적으로, 전파의 상태에 따라서 보다 고속의 변조방식, 부호화 방식을 자동적으로 선택 함으로서 이루어진다. 구체적으로는, 전파 상태가 좋지 않을 때는, 안정성은 높지만 저속인 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)에 의한 변조와 오차 정정능력이 큰 부호화 방식(오버헤드가 크므로 저속)으로, 전파 상태가 양호한 때는, 보다 고속인 16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)에 의한 변조와 오차 정정능력이 낮은 부호화 방식(고속)으로 자동 전환 된다. 또한, 재송제어방식에는 하이브리드 ARQ방식을 채용하여, 에러 검출시의 재송회수를 억제한다.

HSDPA는, 2002년3월에 3G방식의 표준화 단체 3GPP가 발행한 [Release 5]규격으로 표준화 되어 있다. 일본에서는 NTT도코모가 W-CDMA방식의 휴대전화 서비스 [FOMA]의 추가 서비스로서 도입할 예정이다. FOMA의 종래 방식으로는 데이터 통신 속도는 384kbps가 한계로, 보통의 3G규격내의 고속화는 2Mbps가 한도로 여겨져 왔지만, HSDPA의 도입에 의해 이론상 약 14Mbps까지 향상 시킬 수 있다.

W-CDMA : NTT도코모와 Ericsson사등이 개발한 제 3세대 휴대 전화(3G)의 통신 방식. 고속 이동시 144kbps, 보행시 384kbps, 정지시 2Mbps의 데이타 전송 능력을 갖고 있으며, 동화와 음성에 의한 실시간의 통신이 가능하다. CDMA방식을 채용하고 있으며, 하나의 주파수를 복수의 이용자가 공유할 수 있기 때문에, 주파수 효율이 좋다. ITU(국제 전기 통신 연합)가 표준화를 진행시키고 있는 차세대 통신 방식 IMT-2000의 일본과 구주의 표준안으로서 제안하고 있으며, 북미안의 cdma2000과 표준을 둘러싸고 경쟁하고 있다. NTT도코모의 제 3세대 휴대 전화「FOMA」는 이 방식을 채용하고 있다.

RFID (Radio Frequency Identification) : 미소한 무선 칩에 의해 물건을 식별/관리하는 장치. 유통업계에서 바코드를 대신하는 상품 식별/관기 기술로서 연구가 진행 되었으나, 그것에 멈추지 않고 회사의 IT화/자동화를 추진하는 데 있어서의 기반 기술로서 주목을 받고 있다.

내환경성이 뛰어난 수 cm 정도 크기의 태그에 데이터를 기록하여, 전파나 전자파로 수신기와 교신한다. 근래에는 안테나 측에서의 비접촉 전력 전송기술에 의해 밧데리를 가지지 않고 반 영구적으로 이용 가능한 태그도 등장하고 있다. 태그는 라벨 형, 카드 형, 코인 형, 스틱 형 등 여러 형태가 있으며 용도에 따라서 선택할 수 있다. 통신 거리는 수 mm 정도에서 수 m 까지 있으며, 이것도 용도에 따라서 골라 쓸 수가 있다.

장래에는 모든 상품에 미소한 RFDI 태그가 첨부될 가능성이 있다. 식품을 사 와서 냉장고에 넣으면 자동으로 식별하여, 보존하고 있는 식품 리스트를 작성하거나 소비자 기한을 통지하거나 하는 인텔리전트 냉장고 등의 IT 가전이 구상되고 있다.

제품에 ID 정보를 할당하기 위한 규격에는, 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)가 중심이 되어 진행하고 있는 [Auto-ID Center]라는 대응책이 선행하고 있다. 이에는 Wal-Mart Stores사 나 Procter and Gamble사 등 대형 유통업자, 소비재 메이커, 바코드 관리단체인 UCC(Uniform Code Council), 국제 EAN협회가 참가하고 있다. 또한, 일본에서도 동경대학의 사카무라 켄 교수 등이 중심이 되어 [유비쿼터스 ID센터]가 설립되어 대형 전기 메이커 등이 참가 하고 있다.

덤프 (dump) : 파일이나 메모리의 내용을 기록, 또는 표시하는 것을 말한다.

프로그램을 개발할 때에 동작을 추적하기 위해 이용하는 경우가 많으며, 덤프 된 내용은 디버거(debugger)로 입력 시켜 프로그램의 문제를 분석하기 위해 이용된다.

UNIX 등에서는 프로그램이 이상 종료 되었을 때에 자동으로 그 시점에서 프로그램이 사용하던 메모리 내용을 덤프 하도록 되어 있다.

WiBro (Wireless Broadband) : 한국에서 개발 된 고속무선통신 기술이다. 2005년12월에 IEEE(국제전기전자 학회)에 의해 [Mobile WiMAX](IEEE802.16e)규격의 일부로서 표준화 되었다.

2.3GHz대의 무선을 사용하여, 최대 다운 20Mbps, 업 6Mbps로 통신할 수 있다. 고정 무선기술인 WiMAX를 기반으로 하여 개발 되었으나, WiBro는 이동 하면서도 통신이 가능하며, 빠르게 이동하고 있는 경우에도 최대 수백Kbps의 통신속도를 확보할 수 있다. 이 때문에, 제 4세대 휴대전화(4G)가 도입 될때까지 [바톤]역할을 하는 고속이동통신 기술로서 기대되고 있다.

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) : 2003년 1월에 IEEE(미국전기전자학회)에서 승인된, 고정무선통신 표준규격. IEEE 802.16규격의 사용주파수대를 변경한 것.

IEEE 802.16규격은 10∼66GHz의 주파수대를 사용하고 있었으나, 802.16a규격에서는 2∼11GHz를 이용하도록 개정되었다. 또한, 전망이 좋지 않은 범위에 있는 단말과도 통신할 수 있도록 개량되어 있다. 통신속도나 최대거리는 변하지 않고, 한대의 안테나로 반경 약 50km(30마일)을 커버하며, 최대 70Mbps로 통신이 가능하다.

건물내부 통신에 사용하는 것을 상정한 무선 LAN과는 달리, 현재 전화회선이나 광섬유가 담당하고 있는 가입자계 통신망의 말단부분 (소위 「래스트원마일」)에서 이용하는 것을 상정하고 있다. IEEE 802.16에 의한 가입자계 억세스망을 「Wireless MAN」(무선MAN：Wireless Metropolitan Area Network)이라고 말한다. 인구밀도가 낮은 지역에서도 염가로 브로드밴드 접속서비스를 제공하는 수단으로 주목받고 있다.

「WiMAX」(World Interoperability for Microwave Access)는 업계단체WiMAX Forum에 의한 애칭으로, 동 규격에 대응한 각사의 통신기기 호환성과 상호운용성을 테스트하여, 인증을 부여하고 있다. 「WiMAX표준」 기기끼리는 메이커가 달라도 조합하여 사용할 수 있도록 보증된다.