본 논문에서는 닌텐도 DS를 이용하여, 임베디드 소프트웨어 교육을 수행하기 위한 준비 과정과, 실제 교육 내용을 소개하고, 향후 계획을 공유하고자 한다. 닌텐도 DS는 가격이 저렴한 게임기로 ARM9, ARM7 두 개의 CPU를 가지고 있으며, 기본적인 입출력 장치, 그래픽 가속기, 무선랜 등을 모두 포함하고 있다. 우리는 이 닌텐도 DS에 실시간 운영체제인 FreeRTOS를 이식하고, Eclipse 기반의 IDE 개발 도구 및 원격 디버깅 환경을 구축하였다. 또, 교육 과정에서는 하드웨어의 제어, RTOS의 기본 API의 활용, IPC, 동기화 문제의 해결에 이르는 주제를 포함함으로써 임베디드 소프트웨어 엔지니어가 지녀야할 기본적인 스킬들을 두루 다루는 실습이 되도록 구성하였다. 개발된 교육 환경 및 실습을 위한 강의 자료는 공개 소프트웨어로서 100% 공개되어 누구나 이용할 수 있다.
정보통신부에서는 기술 혁신을 통해 로봇 시스템 보급과 실용화를 앞당기기 위하여 URC 로봇 프로젝트를 진행하고 있다. 본고에서는 URC 로봇의 응용 소프트웨어를 위한 표준 시스템 소프트웨어 구조로 개발 중인 RSCA를 소개한다. RSCA는 로봇 응용 소프트웨어에게 표준화된 운영 환경을 제공하고, 이들의 개발을 용이하게 하는 프레임워크도 제공한다. 구체적으로 RSCA의 운영 환경은 실시간 운영체제, 분산 미들웨어, 배치 미들웨어의 3 계층으로 정의된 구조를 갖는다. 여기서 실시간 운영체제는 다양한 하드웨어 디바이스 위에서 로봇 응용을 신뢰성 있고 안정적으로 처리하는 동시에 탄력적이고 유연성 있게 구동하기 위하여 필요한 기본적인 추상화 계층을 제공한다. 분산 미들웨어는 URC 로봇의 분산 노드들의 다양한 이기종성을 숨기고 분산 응용의 부분들이 유연하게 상호 작용할 수 있도록 분산성을 감추는 추상화 계층을 제공한다. 마지막으로 배치 미들웨어는 로봇 응용의 재구성성을 지원하며 분산 컴포넌트 기반 응용 프로그램의 배치를 지원한다. 이는 응용의 다운로드와 설치 및 제거, 응용의 생성과 소멸, 시작과 정지를 포괄하는 응용 컴포넌트들의 재구성 과정을 지원하는 계층이다. 현재 RSCA 표준과 구조를 만족시키는 프로토타입이 구현되었으며, URC 로봇에 적용 중이다.
프로토타입핑은 제품 개발을 위한 필요한 과정이지만 실제로 제품의 모형을 만든 후에 외형 및 기능을 검사하기 때문에 제품 개발 시간과 비용이 많이 들게 된다 컴퓨터 기술을 이용한 가상 프로토타이핑 시스템은 이러한 단점을 보안하기 때문에 않은 연구가 되고 있다 본 논문에서는 내장형 시스템 개발용 가상 프로토타입 플렛폼 제작을 위해 PDA와 휴대형 단말장치에서 가장 많이 사용되는 ARM코어를 기반으로 하는 ARMulator상에 하드웨어 IP를 구현하고 실시간 운영교제인 UC/OS-11를 이식하여 내장형 소프트웨어 개발용 가상 프로토타이핑의 환경을 구축하였다. 세 개의 타스크로 구성된 검사 프로그램를 운영하여 구축된 시스템의 동작을 확인하였다. 구축된 시스템은 내장형 시스템의 소프트웨어 개발을 위한 가상 환경을 제공한다.
저궤도 위성인 다목적실용위성 2호의 컴퓨터 시스템은 3개 프로세서로 구성된 분산처리 구조이며 프로세서와 프로세서, 프로세서와 주변 장치들과의 통신은 MIL-STD-1553B 버스를 통해 이루어진다. 이들 3개 프로세서들 상에서 실행되는 탑재소프트웨어는 위성의 하드웨어 및 주변 입출력 장치들을 제어 및 관리한다. 그리고 위성의 결함을 관리하는 기능과 비상시에는 지상과의 연결 없이 위성을 자동제어 하는 기능들 또한 탑재소프트웨어에 구현되어져있다. 본 논문에서는 저궤도 위성인 다목적실용위성-2호의 임무를 수행하기 위한 탑재소프트웨어의 구성 및 기능, 개발과정과 개발환경을 소개한다.
고해상도 영상 서비스 증가와 Youtube, Netflix와 같은 OTT 중심의 동영상 시청 환경 변화에 따라, 기존 대비 높은 압축률을 목표로 하는 새로운 비디오 코덱 표준들이 활발히 개발되고 있다. 그 중 가장 대표적인 것은 MPEG에서 개발 중인 VVC(Versatile Video Coding)로 기존 HEVC(High Efficiency Video Coding) 대비 2배의 압축률 달성을 목표로 하고 있다. 하지만 압축률 향상을 위한 새로운 부호화 도구들의 복잡도가 점점 증가함에 따라, 하드웨어 복호화기 구현시 많은 어려움이 있을 것으로 예상된다. VVC 표준화에서는 이런 어려움을 극복하기 위하여, 하드웨어 구현 관점에서 부호화 도구들을 최적화하고 이를 사용함에 있어 몇가지 제약들을 정의하고 있다. 본 논문에서는 현재 VVCCD 및 VTM 6.0 소프트웨어 기준으로 하드웨어 복호화기 구현을 고려하여 채택된 부호화 도구 및 제약에 대하여 분석한다.
가상현실 기반 훈련시스템은 3D 모델링 기법으로 개발되어 실시간 렌더링(Realtime Rendering)되는 훈련용 콘텐츠와 운동감 제공을 위한 모션플랫폼, 촉감 제공을 위한 햅틱장치 등 다양한 하드웨어를 이용하여 인간 감각에 대한 모의 체험환경을 제공함으로써 높은 훈련 몰입감을 제공한다. 훈련시스템의 구성요소 중 하드웨어들은 설계 성능을 바탕으로 정량적 시험평가로서 검증(Verification)과 확인(Validation)이 가능하나, 훈련환경에 대한 사실적 가시화가 요구되는 훈련용 콘텐츠는 시현을 위한 실시간 렌더링 성능 등의 정량적 시험평가 만으로 검증과 확인에 어려움이 많다. 본 연구에서는 일반 소프트웨어와 콘텐츠 소프트웨어 테스팅 요소 차이와 상용게임 콘텐츠와 훈련용 콘텐츠의 차이점을 분석하고, 훈련용 콘텐츠의 정량적 시험평가를 위한 명세서의 작성과 활용을 제안한다.
최근 스마트폰의 보급률이 급격하게 증가함에 따라 스마트폰 사용자들이 요구하는 어플리케이션들도 더욱 다양해지고 어플리케이션들의 효율성 또한 높아져야하는 상황이다. 또한 대부분의 스마트폰 어플리케이션들이 데이터를 효율적으로 저장, 관리하기 위해서 DataBase를 이용하고 있다. 비록 하드웨어기술이 눈부시게 발전하기는 했지만, 아직까지는 제한적인 스마트폰 기기의 하드웨어 환경상 효율적인 어플리케이션을 개발하기 위해서는 DataBase를 효율적으로 설계하고 각종 쿼리문을 적절하게 활용하여 최적의 성능을 제공할 수 있도록 구현되어야 한다. 따라서 본 연구는 변경사항이 적은 Data는 SQLite를 이용하여 스마트폰 어플리케이션 내부의 DataBase에 저장하고, 변동이 잦은 Data는 별도의 Server DataBase를 이용하여 스마트폰과의 네트워크 통신을 이용한 연동을 통해 어플리케이션의 내용이 업데이트 되도록 설계하였다.
임베디드 시스템 과목을 위한 실습 과제는 주로 임베디드 보드와 소프트웨어 개발 도구를 사용한 하드웨어 실습 키트로 진행된다. 하드웨어 실습 키트는 높은 초기 설치비용, 유지보수의 어려움, 산업계 발전에 비적응적 대처, 교육적 성과의 한계와 같은 단점을 가지고 있다. 본 논문은 임베디드 시스템 하드웨어 실습 키트의 단점을 극복할 수 있는 시뮬레이션 기반의 가상 실습 환경의 사용을 제안하고 가상 실습 키트의 설계 및 구축에 대하여 기술한다. 구축된 가상 실습 키트는 ARM 사의 ARMulator 환경에 기반을 두어 마이크로프로세서 시스템의 주요 하드웨어 IP들을 추가하고 주변장치들을 위한 사용자 인터페이스 모듈을 개발하여 구축되었다. 검증용 예제 프로그램을 이용하여 동작의 정확성을 확인하였으며 실시간 운영체제 실습도 가능하도록 MicroC/OS-II를 이식하였다.
최근 3D 그래픽스 기술과 관련된 기기들의 비약적 발전을 통해 가상, 증강, 확장 현실이라는 기존의 현실 세계에 새로운 정보를 더하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 우선 앱 기반의 가상, 증강, 확장 현실을 구현하는 과정에서 기기별 또는 브라 우저별, OS별로 개발 환경이 다름으로 인한 개발비용이 상승하는 등의 애로사항들이 있었고, 이로 인해 Web 환경에서의 가상, 증강, 확장 현실을 구현하기 위한 표준형 통합 플랫폼의 필요성이 대두하였다. OpenXR, WebXR이 가상 증강현실에서의 새로운 표준을 제시하고 기술을 공개하여, 하드웨어와 소프트웨어 산업 모두에서 좋은 호응을 얻기 시작하였다. 따라서 본 고에서는 가상 증강현실에서의 OpenXR과 WebXR 표준에 대한 정의 및 기술에 대하여 살펴보고, 가상 증강 환경에서의 기술 동향과 발전방향에 대하여 살펴보고자 한다.
내장형시스템의 복잡도 증가로 인하여 내장형 소프트웨어의 자동생성 및 하드웨어-소프트웨어 통합설계 방법론등이 크게 이슈화되고 있다. 자동화된 설계 방법론에 있어서 공통적인 요구사항은 시스템 설계를 효과적으로 모호성 없이 기술 할 수 있도록 정형화된 설계 언어를 제공하는 것과 설계 언어로 부터 자동으로 원하는 소프트웨어 코드를 생성하는 방법의 개발이다. 본 논문에서는 시스템 기술언어로 ITU-T에 의해 표준으로 권고되어 널리 사용되고 있는 SDL (Specification and Description Language)로부터 실시간 운영체제 uC/OS-II에서 수행될 임베디드 C코드를 자동으로 생성하는 자동화된 방법론을 제시한다. 연구 개발된 자동 내장형 C코드 생성기는 하드웨어-소프트웨어 통합설계환경에서 소프트웨어 설계의 한 축으로 이용될 수 있으며 SDL 시뮬레이터나 검증기를 통하여 개발하고자 하는 code의 기능을 초기 모델 수준에서 평가하고 검증 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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