최근에 임베디드 시스템 개발자들을 위한 프로토타이핑 시스템 도구가 시장에 많이 출시되고 있다. 일찍부터 임베디드 시스템 설계에서 사용자의 요구사항을 분석하고 사용자 편의 인터페이스를 만드는데 있어서 프로토타입은 중요한 요소이다. 프로토타이핑 도구는 다음과 같이 Physical Prototyping (PP), Virtual Prototyping (VP), Modeling Prototyping (MP) 3가지로 나눌 수 있다. 이러한 프로토타이핑 기술을 통합하면 개발에 소모되는 비용내지 시간이 절약되므로써 시장진입시점이 빨라지고 제품의 경쟁력이 향상된다. 하지만 이러한 프로토타이핑을 통합하는데 있어서 여러가지 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 여러 프로토타이핑 도구를 통합하는데 있어서 Javabean, ActiveX등과 같이 유연하고 재사용성이 용의한 컴포넌트를 이용하여 문제점을 해결하는 모습을 보여준다. 이러한 기술은 여러 임베디드 시스템을 개발시 재사용성과 유연성을 통한 편리성을 가질 수 있다.
기존 통합 프로토타이핑 시스템은 가상과 실물 프로토타이핑간의 단순 연결을 통하여 시뮬레이션만 하는 것이 한계였다. 본 논문에서는 그러한 통합 프로토타이핑 기술을 개량하여 GUI기반의 가상 프로토타이핑 개발도구에 컴포넌트형태로 넣어서 드래그엔드랍을 통한 통합 프로토타이핑 시스템 환경을 구축하는 것에 대해서 보이고 있다.
가상 프로토타이핑 환경에서는 다양한 컴포넌트와 라이브러리를 제공함으로써 정밀한 단위까지의 목표 모델의 시뮬레이션이 가능하다. 그리고 실물 프로토타이핑 환경에서는 목표 모델의 임베디드 구동 환경에 가까운 시뮬레이션 환경을 제공한다. 하지만, 가상 프로토타이핑 환경에서는 실제 목표 모델의 구동 환경 요소까지의 시뮬레이션이 어렵고, 실물 프로토타이핑 환경에서는 다양하고 정밀한 제품까지의 시뮬레이션이 어려운 실정이다. 이런 가상과 실물 프로토타이핑 환경의 단점을 보완하기 위한 통합 프로토타이핑 시스템을 위한 연동 기법이 개발되었으며, 본 논문에서는 기존의 실물/가상 프로토타이핑 연동 기법을 개선해서 객체 기반의 임베디드 시스템 통합 프로토타이핑 개발 환경을 구축하였다. 이러한 새로운 임베디드 시스템 개발 환경을 구축함으로써, 재사용성, 유연성, 확장성 그리고 편리성을 가질 수 있다.
프로토타이핑 시스템 설계에서 프로토타이핑은 실제 모델과 같은 초기 모형을 뜻하는 것으로 개발 초기에 시스템의 모형을 간단히 만들어 사용자에게 제시하여 사용자로 하여금 실제 작동시켜 기능의 추가, 변경 내지 삭제를 요구하도록 하여 시스템을 점차적으로 개선시켜 나가도록 하는 방식을 말한다. 그러한 프로토타이핑 기술에는 가상 프로토타이핑과 실물 프로토타이핑 기술이 있지만 가상 프로토타이핑은 실제 목표 모델의 구동 환경 요소까지 시물레이션이 어렵다는 것과, 실물 프로토타이핑은 다양하고 정밀한 제품까지의 시물레이션이 어렵다는 한계가 있다. 이런 가상과 실물 프로토타이핑 환경의 단점을 보완하기 위해 가상/실물의 연동기술을 통한 통합 프로토타이핑 시스템이 개발되었고, 본 논문에서는 이러한 시스템 개발 환경의 재사용성, 유연성, 확장성, 그리고 편리성을 가지기 위해 가상/실물간의 연동 기법을 개선하여 컴포넌트 기반의 통합 프로토타이핑 개발 환경을 구축하였다.
프로토타이핑이란 개발자들과 사용자들의 의사소통상의 효과를 증진시키기 위하여 취하는 시스템개발상의 기법이며, 이러한 프로토타이핑에는 가상 프로토타이핑과 실물 프로토타이핑이 있다. 본 논문에서는 기존의 실물/가상 프로토타이핑 연동 기법을 개선해서 오브젝트 기반의 임베디드 시스템 통합 프로토타이핑 개발 환경을 구축하였다. 이러한 새로운 임베디드 시스템 개발 환경을 구축함으로써, 재사용성, 유연성, 확장성 그리고 편리성을 가질 수 있다.
임베디드 제품의 개발 비용과 경쟁력 강화를 위한 개발 방법론으로 널리 이용되고 있는 것이 프로토타이핑이다. 프로토타이핑에는 컴퓨터 기술을 이용한 가상 프로토타이핑과 레고 블록을 이용한 실물 프로토타이핑이 있다. 가상 프로토타이핑 환경에서는 다양한 컴포넌트와 라이브러리를 제공함으로써 정밀한 단위까지의 타겟 모델의 시뮬레이션이 가능하고 실물 프로토타이핑 환경에서는 타겟 모델의 임베디드 구동 환경에 가까운 시뮬레이션 환경을 제공하다. 하지만, 가상 프로토타이핑 환경에서는 실제 타겟 모델의 구동 환경 요소까지의 시뮬레이션이 어렵고 실물 프로토타이핑 환경에서는 다양하고 정밀한 정보가전분야의 소형 제품까지의 시뮬레이션이 어려운 실정이다. 본 논문에서는 이런 가상과 실물 프로토타이핑 환경의 단점을 보완하기 위한 통합 프로토타이핑 시스템을 위한 인터페이스를 ActiveX 컴포넌트 기술과 TCP/IP 소켓 통신 데이터 연동 인터페이스를 설계 및 구현하였다.
여러기능들이 복합적으로 통합되고 있는 단일칩시스템을 설계하는데 있어 소프트웨어와 하드웨어를 가능한 일찍 통합하여 검증하는 것이 무엇보다 중요하다. 이러한 조기 통합검증에 필요한 것이 가상프로토타입(Virtual-Prototype) 이다. 본 고에서는 IP(Intellectual Property) 와 단일칩시스템(SoC : System-on-a-Chip) 설계 및 검증에서 가상프로토타입의 필요성과 역할 그리고 이에 관련된 기술들에 대해 정리하고, 프로세싱 코어가 있는 단일칩시스템을 SystemC로 가상프로토타이핑한 사례를 통해 그 유용성을 설명한다.
여러기능들이 복합적으로 통합되고 있는 단일칩시스템을 설계하는데 있어 소프트웨어와 하드웨어를 가능한 일찍 통합하여 검증하는 것이 무엇보다 중요하다. 이러한 조기 통합검증에 필요한 것이 가상프로토타입(Virtual-Prototype) 이다. 본 고에서는 IP(Intellectual Property) 와 단일칩시스템(SoC : System-on-a-Chip) 설계 및 검증에서 가상프로토타입의 필요성과 역할 그리고 이에 관련된 기술들에 대해 정리하고, 프로세싱 코어가 있는 단일칩시스템을 SystemC로 가상프로토타이핑한 사례를 통해 그 유용성을 설명한다.
본 논문에서는 경성 실시간 제어 시스템 개발의 어려움을 해결하고자 실물 프로토타이핑(Physical Prototyping) 기법을 적용한 임베디드 실시간 시스템 소프트웨어 개발 방법론에 적합한 개발 환경을 구현하였다. 그리고 이를 검증하기 위한 사례연구로서 두 바퀴 형태의 이동 로봇의 설계 및 구현과 실험을 통해 검증한다. 제안한 개발 환경은 크게 3 단계의 개발환경으로 구성되어 있다. 첫 번째는 타겟 시스템의 요구 분석 및 시스템 모델링을 설계하는 가상 프로토타이핑 개발 환경이다. 두 번째는 실물 프로토타이핑 모델을 설계하여 기능 및 성능에 대한 검증을 하는 실물 프로토타이핑 개발 환경이다. 마지막으로 이러한 검증 단계를 지속적으로 거치면서 점증적으로 소프트웨어를 구현하는 응용분야 적응형 점증적 프로토타이핑 개발 환경이 있다. 또한, Matlab, Simulink, 유비노스 아키텍처 및 이클립스 기반의 통합 개발 환경, ESPS 모바일 보드를 사용하여 경성 실시간 제어 시스템의 설계 및 구현, 성능 검증을 통해 제안한 개발 환경의 유효성을 입증한다.
최근 임베디드 시스템 개발시간을 단축시키고 고객들의 요구사항을 충족시키기 위하여 많은 방법론과 개발환경 방법들이 제시되고 있다. 특히. 본 논문에서는 임베디드 시스템 개발 시 사용되는 교차개발환경을 개선하여 개발시간을 단축시키는 방법을 제안하였다. 이러한 방법은 가상 프로토타이핑 개발도구와 임베디드 시스템 개발 보드를 이용하여 개발환경을 하는 경우에 제한적으로 적용된다. 구현 및 실험결과 분석을 통하여 한 번 이상의 수정이 요구되는 교차개발환경에서는 기존 개발 방법보다 본 논문에서 제시한 방법이 우수함을 증명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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