ARM, 클라우드 기반 임베디드 개발로 IoT 가속화

ARM, 클라우드 기반 임베디드 개발로 혁신 가속화

전자제품의 핵심인 임베디드 시스템 설계는 오랜 역사와 전통을 자랑하는 분야입니다. 수십 년간 수십억 개의 임베디드 제품이 세상에 출시되어 우리의 삶을 변화시켜 왔습니다. 하지만 소프트웨어 및 애플리케이션 개발의 많은 부분이 클라우드로 이전했음에도 불구하고, 클라우드 기반 임베디드 개발은 여전히 초기 단계에 머물러 있으며, 많은 임베디드 애플리케이션이 여전히 데스크톱 컴퓨터에서 로컬로 개발되고 있습니다.

이러한 현상에는 여러 가지 이유가 있습니다. 가장 큰 요인 중 하나는 임베디드 개발자들의 전통적인 위험 회피 성향입니다. 촉박한 출시 기한과 높은 압박감 속에서 개발자들은 기존의 개발 도구와 흐름을 바꾸는 것을 꺼리는 경향이 있습니다. 또 다른 중요한 이유는 검증 과정이 타겟 하드웨어에 크게 의존하며, 이 하드웨어가 데스크톱 컴퓨터와 연결되기 때문입니다. 사실상 실제 타겟 하드웨어와의 인터페이스로서 로컬 도구 설치가 필수적인 경우가 많습니다.

하지만 사물인터넷(IoT)의 가능성이 현실화되면서, 이러한 수십 년간의 접근 방식은 클라우드 덕분에 엄청난 변화를 겪고 있습니다. Arm Keil Studio와 같은 클라우드 기반 임베디드 개발 도구는 제품 평가부터 모델/시뮬레이션 기반 검증, 지속적인 통합 흐름, 머신러닝을 위한 모델 최적화, 그리고 배포를 위한 장치 프로비저닝에 이르기까지 임베디드 개발 흐름을 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

소프트웨어 개발 분야에서 버전 관리 및 관련 관리 도구(이슈 추적 등)는 점점 더 클라우드로 이전하고 있습니다. 오늘날 다국적 기업들은 자체 IT 및 서버 인프라를 구축하는 대신 GitHub와 같은 서비스를 이용하는 것이 경제적입니다. 이는 또한 분산된 개발 팀이나 회사 IT에 직접 접근할 수 없는 다른 회사와의 협업을 가능하게 합니다.

클라우드 기반 임베디드 개발의 네 가지 핵심 이점

이러한 개발 흐름은 임베디드 분야에도 도입될 예정이며, 임베디드 설계의 혁신과 새로운 디자인 효과를 촉발할 것으로 기대됩니다. 클라우드 기반 임베디드 개발은 다음과 같은 네 가지 핵심 이점을 제공합니다.

1. 즉시 사용 가능한 개발 도구를 갖춘 서비스형 소프트웨어(SaaS)

통합 개발 환경(IDE) 및 관련 소프트웨어 개발 환경을 로컬 컴퓨터에 설치하는 대신, 클라우드 서비스 제공업체의 완벽한 설정을 사용할 수 있습니다. IDE는 인터넷 브라우저에서 실행되며, 실제 컴파일은 데스크톱 환경보다 훨씬 빠르게 클라우드 서버에서 이루어집니다. 클라우드 기반 임베디드 개발을 통해 개발자는 다양한 반도체 제조업체의 평가 보드를 USB로 연결하고 웹 브라우저를 사용하여 타겟 시스템에서 다양한 샘플 프로그램을 즉시 로드, 테스트 및 수정할 수 있습니다. 복잡한 도구 설치가 필요 없으며 소프트웨어 예제는 항상 최신 상태로 유지됩니다. 마이크로컨트롤러를 평가하고자 할 때, 설정이 즉시 사용 가능하므로 시간과 노력을 절약할 수 있습니다. 이는 팀에게 개발에 사용할 컴퓨팅 및 운영 체제 유형에 대한 유연성을 제공합니다.

2. 배포된 시스템을 위한 소프트웨어 업데이트

많은 장치에서 이미 무선(OTA) 업데이트 기능을 제공하지만, 종종 사용자 상호 작용이 필요합니다. OTA는 점점 더 자동화되고 있으며, Arm Cortex-M과 같은 소형 마이크로컨트롤러에도 사용할 수 있습니다. 이를 통해 소프트웨어 개발을 단계별로 진행할 수 있으며, 초기에는 최소한의 기능만 갖춘 시스템을 더 빠르게 시장에 출시할 수 있습니다. 그런 다음 OTA를 통해 기능을 확장하여 이미 배포된 제품 세대를 새로운 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다. 이는 경쟁력을 향상시킬 뿐만 아니라 향후 새로운 비즈니스 모델을 창출할 수도 있습니다.

3. 예측 유지보수를 위한 데이터 분석

IoT 시스템은 IoT 연결을 통해 제조사에 귀중한 데이터를 클라우드로 전송할 수 있습니다. 예를 들어, 시스템의 중요한 상태 매개변수를 보고하면 시스템 장애로 이어질 수 있는 잠재적인 문제를 문제가 되기 전에 조기에 식별할 수 있습니다. 잠재적으로 고장날 가능성이 있는 시스템에만 유지보수 노력을 집중하므로 유지보수 노력이 더 비용 효율적입니다. 하지만 시스템이 센서를 통해 환경으로부터 수신하는 운영 데이터도 고려해야 합니다. 개발 중에 고려되지 않았던 운영상의 이상 징후를 발견하면 시스템 기능을 개선할 수 있습니다. 클라우드 기반 임베디드 개발은 방대한 설치 기반에서 수집된 데이터 세트를 분석하기 위해 인공지능(AI)을 사용할 수 있는 충분한 컴퓨팅 성능을 제공합니다.

4. 소프트웨어 수정의 지속적인 통합(CI)

GitHub와 같은 버전 관리 서비스는 다양한 테스트 작업을 실행하기 위한 가상 머신과 러너를 제공합니다. 이는 이미 많은 애플리케이션에서 일반적인 관행입니다. 임베디드 애플리케이션의 문제는 일반적으로 타겟 하드웨어이지만, Keil Studio를 통해 우리는 I/O 자극 옵션이 있는 Cortex-M 서브시스템을 모델링하는 클라우드 기반 임베디드 개발을 위한 강력한 시뮬레이션 환경을 제공할 수 있습니다. 지속적인 통합(CI) 시스템이 흐름에 통합되면 소프트웨어 개발자는 수정 사항이 회귀를 유발하는지 또는 올바르게 통합되었는지에 대한 자동화된 정보를 받게 됩니다. 이는 일반적으로 직원 동기를 부여하고 잠재적인 오류를 조기에 발견하여 더 나은 품질을 더 빠르게 달성하도록 합니다. 이러한 CI 흐름은 이미 자동차 산업에서 인기가 있지만, 향후 몇 년 안에 전체 임베디드 산업에서 일반적인 관행으로 확산될 것입니다.

실제로 클라우드 맥락에서 CI를 서비스로 고려할 때, 가상 플랫폼을 사용한 CI 테스트는 개발을 더욱 단순화합니다. 장점은 다음과 같습니다.

속도: 가상 플랫폼은 물리적 하드웨어에 애플리케이션을 플래싱하는 오버헤드가 없습니다. 이는 작고 빠른 단위 테스트에 시간을 절약합니다.

확장성: 가상 플랫폼은 병렬로 많은 테스트를 실행하도록 확장할 수 있습니다. 이는 가상 플랫폼을 물리적 하드웨어 팜보다 비용 효율적으로 만듭니다.

유지보수: 물리적 하드웨어와 달리 가상 플랫폼은 과열되거나 과도한 사용으로 마모되거나 오용으로 인해 고장 나거나 물리적 공간 및 리소스를 사용하지 않습니다.

업그레이드: 가상 플랫폼은 개발 중인 기본 하드웨어 플랫폼의 해당 변경 사항과 일치하도록 조정 및 재구성할 수 있습니다.

하이브리드 접근 방식

클라우드 시스템의 등장은 중요하지만, 클라우드 시스템은 인터넷 연결을 자연스럽게 요구한다는 점을 포함하여 한계가 있습니다. 이는 항상 개발 요구 사항을 충족시키지는 못합니다. 예를 들어, 소프트웨어 개발에서 명령어 추적은 실시간 처리와 데이터에 대한 높은 대역폭을 모두 요구합니다. 따라서 이러한 시스템은 가까운 미래에도 로컬 컴퓨팅 성능을 요구하며 데스크톱 컴퓨터에 로컬 도구 설치가 필요합니다. 따라서 현재로서는 소프트웨어 개발 도구에 대한 하이브리드 접근 방식, 즉 클라우드와 데스크톱의 조합이 필요합니다.

예를 들어 Keil Studio의 클라우드 버전은 데스크톱 버전인 Keil MDK에서 직접 프로젝트를 로드할 수 있으며 그 반대도 마찬가지입니다. 이는 필요한 유연성을 제공하고 단계적으로 클라우드 기술로 전환할 수 있도록 합니다.

더 효율적인 임베디드 개발이 가능해졌습니다.

다국적 기업들은 분산된 개발 팀부터 배포된 장치의 제품 수명 주기(PLM) 관리까지 다양한 이점을 활용하여 클라우드를 채택했습니다. 혁신적인 임베디드 제품과 관련 서비스는 종종 클라우드 컴퓨팅에 의존합니다. 예를 들어 음성 인식과 같은 애플리케이션은 클라우드 없이는 상상할 수 없습니다. 클라우드는 IT 인프라를 단순화할 수 있는 소규모 기업에게도 매력적입니다.

IoT 엣지 장치에 클라우드 서비스를 통합하는 것은 여전히 과제이지만, 밝은 미래를 가진 접근 방식입니다. 그렇기 때문에 우리는 복잡성을 줄이는 소프트웨어 스택과 장치 보안을 위한 PSA Certified와 같은 이니셔티브를 통해 다양한 산업 파트너와 협력하고 있습니다. 앞으로 클라우드는 임베디드 시스템의 개발 프로세스와 기능적 속성 모두에 필수적일 것이며, 우리는 클라우드 기반 임베디드 개발을 간단하고 효과적으로 만드는 데 전념하고 있습니다.

우리는 다가오는 Arm DevSummit 가상 이벤트에서 이러한 기술을 선보일 예정입니다.

10월 19일 | 실시간 Q&A 토크: IoT 엔드포인트 개발을 위한 CI/CD 및 MLOps 워크플로우

10월 19일 | 실시간 Q&A 토크: IoT Long Tail을 위한 클라우드 기반 소프트웨어 개발 지원

10월 20일 | 워크숍: IoT 및 임베디드 애플리케이션을 위한 Keil Studio 및 클라우드 기반 개발 소개

10월 21일 | 워크숍: 클라우드에서 간단하고 확장 가능한 IoT DevOps 만들기

Arm DevSummit 2021에서 클라우드 기반 임베디드 개발에 대해 자세히 알아보십시오. 지금 무료 패스를 받으세요.