모바일 기술발전의 숨겨진 원동력, 모바일 OS
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모바일 기술발전의 숨겨진 원동력, 모바일 OS
  • 신용진
  • 승인 2007.10.05 00:00
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MOBILE OPERATING SYSTEM
모바일 환경을 구축하는 양대 무선통신 표준모바일 OS는 음성 전화 및 문자 메시지 발송과 같은 기본적인 기능과 함께 디지털 카메라,모바일 인터넷, 게임, MP3P 기능을 포함한 사용자 인터페이스 환경을 지원하기 때문에 PC 환경에서 구축되는 윈도우나 리눅스 운영체제와 맥락을 같이 한다고 할 수 있다. 하지만 모바일 OS는 윈도우나 리눅스와 달리 GSM, CDMA 무선통신 표준 환경에 맞게 설계되어야 한다는 특징을 가지고 있다.GSM과 CDMA는 모바일 솔루션 구축에 사용되는 양대 무선통신 표준으로 GSM은 TDMA(협대역 시분할다중접속)를 이용한 무선통신 시스템을 사용하고 있으며, CDMA는 부호분할다중접속 방식으로 무선통신 시스템을 구축하고 있다.현재 한국에서는 모든 모바일 시스템이 CDMA 방식으로 구동되고 있지만 세계 모바일 시장에서 GSM과 CDMA의 이용자 비율은 8:2 정도로 GSM 이용자들이 훨씬 많다. 하지만 중국, 호주, 브라질과 같이 많은 인구를 보유하고 있는 국가에서 GSM과 CDMA방식을 혼용하고 있으며 CDMA 구동방식을 채택하는 솔루션이 증가하고 있기 때문에, 향후 표준이 확립될 4세대(4G) 모바일 시장에서도 양대 무선통신 표준간의 경쟁은 치열할 것으로 전망된다.무선통신 표준을 지원하는 모바일 OS보통 휴대전화는 일반폰(Vanila Phone), 기능(피처)폰(Feature Phone), 스마트폰(Smart Phone)으로 구분되고 있다. 일반폰은 음성 통신 기능만을 고려한 저가형 휴대전화를 의미하며 피처폰은 카메라 및 멀티미디어 기능이 강화된 고성능 휴대전화를 나타낸다. 차세대 휴대전화 솔루션으로 불리는 스마트폰은 윈도우, 리눅스, 심비안과 같은 일반 운영체제가 탑재되고 PDA 응용 기능이 강화된 휴대전화를 나타내며, 일반폰과 피처폰에는 스마트폰과 같은 일반 운영체제를 사용되지 않는다.현재 출시되고 있는 대부분의 휴대전화는 피처폰 형태로 제작되고 있으며, 피처폰과 일반폰은 CDMA, GSM 구동방식에 따라 REX, L4 운영체제와 Nucleus 운영체제로 구동되고 있다. REX는 퀄컴의 CDMA 칩에 내장되어 제공되는 OS로 Linux와 같은 모노리식 커널 구조로 되어 있으며, 실시간 성능을 지원한다. 이 OS는 기본적인 태스크 관리 기능과 태스크 간 통신 기능으로 구성 되어 각종 응용소프트웨어 및 통신 프로토콜을 실행하기 위한 RTOS 시스템을 구축한다.REX는 MSM프로세서를 기반으로 제작되었으며 ARM7TDI코어를 사용한 MSM 5000 싱글 프로세서, ARM926EJ-S를 사용한 MSM 6000 싱글 프로세서 및 ARM925EJ-S, ARM11를 동시에 사용한 듀얼 프로세서로 구성되어 있다. 싱글 프로세서는 일반폰과 피처폰을 지원하는 하드웨어 시스템이며 듀얼 프로세서는 스마트폰을 지원한다.REX OS를 지원하는 핵심 소프트웨어 솔루션으로 DMSS(Dual-Mode Subscriber Software)가 있다. DMSS는 아날로그와 디지털방식을 모두 지원하는 휴대전화용 소프트웨어 솔루션을 뜻하며, 통신 프로토콜과 각종 미들웨어 및 응용 소프트웨어로 구성되어 있다. DMSS 운영체제를 구동하는 데 가장 중요한 기능 중 하나는 멀티태스킹을 구현하는 스케줄러다. 스케줄러는 태스크를 번갈아 수행시켜주는 스케줄링을 지원하는 태스크 시스템이며 타이머 인터럽트가 발생할 때마다 스케줄러는 태스크 리스트상의 태스크를 번갈아 수행시켜 주는 라운드 로빈(Round Robin)방식으로 구동되고 있다.최근 퀄컴은 10년만에 마이크로커널 방식을 이용하는 차기 모바일 OS 시스템 L4를 발표하였다. L4에 채택된 마이크로커널 방식은 OS의 하드웨어 의존도를 낮추기 위해 핵심 기능을 프로세스 단위로 최적화한 방식을 말한다.L4 OS는 동작 모드를 유저 모드와 슈퍼바이저 모드로 구분하여 휴대전화에서의 멀티태스킹기능을 향상시키고 메모리 관리 기능과 바이러스 공격에 대한 대응력을 높여 보안성을 강화한 운영체제이다. L4 OS는 아직 최신 휴대전화 제품군 위주로 적용되고 있기 때문에 안정성을 증명하는 문제가 남아있지만, REX에 비해 소프트웨어 유연성을 향상시켜 개발자의 활용 범위를 확대시키기 때문에 차세대 모바일 OS로 주목을 받고 있다.Nucleus는 GSM 통신 환경에서 사용되는 모바일 OS로 CDMA 환경이 구축된 우리나라에서는 수출용 휴대전화 솔루션 위주로 사용되고 있다.Nucleus는 CDMA용 칩에 내장되어 있는 REX, L4 OS와 달리 모바일 OS 자체만을 지원하기 때문에 자신이 원하는 SoC나 칩을 사용해 다양한 종류의 모바일 솔루션을 제작할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 완제품 형태로 제공되지 않으므로 각각의 모바일 솔루션에 맞는 옵티마이징을 따로 해야 하며 이는 타임투마켓이 중요시되는 휴대전화 시장에서 단점으로 작용하기도 한다. 이 OS는 Video MMV MPEG H.264, Audio/Video/ MP3/WMV AC3, G.72x, Graphics Open GLES 멀티미디어 솔루션과 Inflexion Olatform UI를 제공해 사용자 인터페이스 환경에 강점을 가지고 있다.Nucleus를 비롯한 모바일 OS의 멀티태스킹 기능은 두 개의 태스크를 동시에 수행할 경우 문제가 발생하므로 태스크간 순서를 제어하는 임계영역 방식이 사용되고 있다. 임계영역 방식은 뮤택스(Mutex)와 함께 사용되는 태스크 제어 방식으로 임계영역이 태스크를 제어하고 뮤택스는 태스크 수행 가능 여부를 판단하는 시스템으로 구동된다.Nucleus는 ARM, Freescale, ST, TI등 모바일 칩 밴더들이 제작하는 모든 솔루션과 CDMA, WCDMA, GSM, GPRS, EDGE, 3GE, HSDPA, WiBro와 같은 폭넓은 무선통신 방식을 지원하기 때문에 차세대 모바일 통신환경에서도 폭넓게 활용될 것으로 전망된다.스마트폰 OS, 차세대 모바일 솔루션의 핵심스마트폰은 휴대전화와 개인휴대단말기(Personal Digital Assistant)를 결합시킨 모바일 솔루션으로 일정관리ㆍ팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신기능을 지원한다.스마트폰은 일반 휴대전화 솔루션에 비해 다양한 정보를 송·수신하기 때문에 일반 운영체제를 이용한 향상된 OS를 구축해야 한다. 스마트폰 OS는 심비안, 리눅스 모바일, 윈도우 모바일의 세 가지 OS가 주로 사용되고 있으며 세계시장에서 심비안은 50%, 리눅스 모바일은 35% 윈도우 모바일은 15%정도의 점유율을 가지고 있다.스마트폰에서 가장 많이 사용되는 심비안 OS는 노키아, 소니, 에릭슨, 지멘스, TI, 삼성과 같은 이동통신 업체들이 MS의 컴퓨터 응용시스템에 의존하지 않는 독자적인 운영체제를 구축하기 위해 1998년 결성된 컨소시엄을 통해 제작된 OS로, 유럽 이동통신 업체들이 사용하는 GSM 통신환경에서 강세를 보이고 있다.심비안은 고급 데이터 서비스를 위한 메시징, 브라우징, Wireless Telephony 등의 폭넓은 통합 지원 시스템과 다양한 콘텐츠 포맷과 언어를 지원하는 서비스 애플리케이션을 구현하는 플랫폼을 제공한다. 메시징은 POP3, IMAP4, SMTP, MHTML, Attachment, Fax 등을 이용한 MMS, EMS, SMS 등을 지원 형태를 말하며, 브라우징은 모바일 브라우징을 위한 WAP 1.2.1 기반 WAP Stack을 의미한다.심비안은 주요 기술 표준에 맞는 API 및 관련 기술 코어를 지원하는 마이크로 커널 아키텍처를 기반으로 Telephony, Networking Middleware, Application Engine 등을 동시에 구현할 수 있는 멀티태스킹 기능을 가지고 있으며, 데이터 매니지먼트, OBEX(Object Exchange), 시스템 컨트롤, 웹 서핑, 스케줄 기능을 제공한다.심비안은 C++, Java(J2ME) MIDP 2.0, Personal-Java 1.1.1a(With Java Phone 1.0 Option), WAP, Web을 이용한 프로그래밍 및 콘텐츠 개발 옵션 환경과 GSM Circuit Switched Voice & Data(CSD, EDGE ECSD)와 Packet-Switched Data(GPRS, EDGE & EGPRS), CDMA, CDMA2000 x1, WCDMA 지원을 통해 범용 스마트폰 OS로 자리매김 하고 있다.리눅스 모바일 OS는 대표적 오픈 소스인 리눅스를 통해 개발되는 휴대전화용 OS로 무료라는 특징을 가지고 있기 때문에, 중·소형 모바일 밴더 뿐만 아니라 삼성, TI, LG, Motorola와 같은 대형 모바일 관련 밴더들에서도 리눅스를 이용한 모바일 OS 개발이 활발하게 이루어지고 있다.하지만 리눅스를 이용한 모바일 OS 개발은 많은 시간과 비용이 소모되며, 많은 회사마다 각자의 리눅스 툴을 이용하여 모바일 OS를 제작하다 보니 공통된 사용자 인터페이스와 응용 프로그램이 없고 폐쇄적 구조로 OS가 구성되어 각 리눅스 모바일 솔루션간 호환성을 가질 수 없는 단점이 있다. 따라서, 최근에는 비용 효율적인 솔루션을 제작하기 위해 몬타비스타 모바일 리눅스와 같은 상용 리눅스 프로그램도 많이 활용되고 있다.몬타비스타 모바일 리눅스는 소프트웨어 스택 및 시장이 요구하는 기능 추가를 통한 제품 차별화가 가능하기 때문에 고유의 특징을 가진 모바일 제품군을 제작할 수 있으며, 스마트폰에서 중요시되는 네트워킹 환경 구축과 입·출력 및 동작 반응성에 강점을 가질 수 있다.리눅스를 이용한 모바일 OS 개발은 다양한 밴더를 통해 활발하게 진행되고 있으며, 앞으로의 모바일 OS 환경은 리눅스를 중심으로 구축될 것이라는 예상도 나오고 있다. 따라서, 리눅스 개발 시 적용되는 빠른 개발 환경 구축과 비용 절감, 리눅스 탑재 기기들 간 호환성 문제가 해결된다면 오픈 소스라는 리눅스 최대의 강점을 극대화 시킬 수 있을 것으로 전망된다.윈도우 모바일 OS는 현재 스마트폰 OS 시장에서 15% 정도의 점유율을 보이고 있지만 OEM 밴더들과의 협력과 윈도우 시리즈를 기반으로 한 수준 높은 사용자 인터페이스 구축을 통해 급격한 성장세를 나타내고 있다.윈도우 모바일 OS는 PC를 통해 구동되는 운영체제인 윈도우를 기반으로 제작되어 윈도우에서 사용 가능한 MS Office, MSN, Media Player, Outlook Express와 같이 사용자들에게 친숙한 인터페이스를 스마트폰 환경에서도 제공한다.국내 모바일 시장은 망 개방과 더불어 그 동안 휴대전화 솔루션에 응용 프로그램을 설치할 수 없는 폐쇄적 구조로 인하여 스마트폰 보다 피처폰과 같은 일반 휴대폰이 90%이상 사용되고 있으며, 현재 사용되고 있는 스마트폰도 업무적인 용도로 주로 사용되고 있다. 하지만, 최근의 스마트폰 관련 솔루션에는 응용 프로그램을 포함한 다양한 사용자 편의 기능이 사용되고 있기 때문에 친숙한 사용자 인터페이스를 갖추고 있는 윈도우 모바일 OS의 활용도는 점점 높아질 것으로 예상되고 있다.지금까지 모든 휴대전화 제품군에 적용되는 주요 모바일 OS에 대해서 알아보았다. 지금부터는 국내에서 사용되는 모바일 OS 관련 밴더들에 대해 소개하고자 한다.AT 코리아AT 코리아(www.acceleratedtechnology. co.kr)는 GSM 표준 일반폰과 피처폰에 폭넓게 적용되는 Nucleus 운영체제를 개발하는 멘토 그래픽스의 한국 직영점으로 LG, 삼성, TI등 모바일 솔루션 전문 밴더들과의 협력을 통해 수출용 GSM 기반 모바일 솔루션을 구축하고 있다. Nucleus는 전반적인 임베디드 시스템에 사용되는 RTOS 체계를 갖춘 솔루션으로 전문적인 모바일 OS는 아니지만, 다양한 제품군에 적용할 수 있는 유연성을 통해 GSM 표준으로 제작된 모바일 솔루션에서 70% 이상의 채택율을 보이고 있다.Nucleus 초기 카피라이트는 퀄컴사에 판매되어 REX OS를 만드는 밑바탕이 되었다. 따라서, 두 OS 환경은 유사한 점이 상당히 많지만 칩에 OS가 내장되어 나오는 퀄컴 OS와 달리 Nucleus는 자유로운 개발 환경을 선보이고 있다.Nucleus를 사용하면 제품 개발과정에서 고유의 기술을 가진 SoC와 다양한 기능을 추가하는 주변기기를 사용한 독자적인 제품 개발이 가능하기 때문에 제품 디자인보다 성능 향상에 초점을 맞춘 고성능 모바일 솔루션을 제작할 수 있지만, 기본적으로 무료로 제공되는 운영체제이기 때문에 원하는 제품군에 적합한 운영체제를 자체 개발하는 것은 쉬운 일이 아니다. 따라서, AT 코리아는 개발자들이 원하는 Nucleus 운영체제 개발을 통해 제품의 타임투마켓 경쟁력을 높이고 비용 효율적 측면에서 강점을 보이는 모바일 솔루션 생산을 지원하고 있다.AT 코리아의 원영식 부장은 “CDMA 통신 표준을 이용하는 모바일 밴더들은 정형화된 CDMA 툴에 맞춘 휴대전화를 생산하는 반면, GSM 통신 표준에서 주로 사용되는 Nucleus는 사용자들의 요구를 수용한 다양한 제품군들의 생산이 가능하다”라며 “Nucleus는 미래 모바일 통신 표준인 4세대 휴대 전화에 필요한 모든 통신망을 구축해 놓았으며, 이를 통해 개발자들은 더욱 다양한 기능을 갖춘 모바일 솔루션을 제작할 수 있을 것이다”라고 주장했다.마이크로소프트마이크로소프트(www.microsoft.com)는 올해 2월 개최된 3GSM 회의에서 발표된 Windows Mobile6를 통해 향상된 스마트폰 개발 환경을 선보이고 있다. Windows Mobile6는 모바일 오피스 환경인 ‘Outlook Mobile’과 함께 효율적인 E-mail 관리, 향상된 커뮤니케이션 메시지 기능, 저작권 및 문서 보호 기능, 통합 윈도우 라이브 환경 제공 등을 통해 다양한 사용자 인터페이스와 편의성을 고려한 OS이다.Windows Mobile6로 제작되는 스마트폰은 WCDMA, 블루투스, 와이브로 기반 통신 환경을 지원하고 있으며, 이를 통해 사용자들은 급속하게 발전하는 최신 모바일 솔루션을 다양하게 체험할 수 있다. 한국 마이크로소프트의 서진호 차장은 “삼성의 블랙잭 폰을 통해 화제를 모았던 Windows Mobile 운영체제는 스마트폰 사용자들에게 가장 편리한 인터페이스를 제공할 수 있는 모바일 OS이다”라며 “Windows Mobile 제품군은 아직 높은 시장 점유율을 보여주지는 못하고 있지만, 편리한 사용자 인터페이스와 차세대 통신 환경 지원을 통해 빠르게 성장해 나갈 것이다”라며 자신감을 나타냈다.몬타비스타 코리아몬타비스타(www.mvista.co.kr)는 세계에서 가장 많이 사용되고 있는 상용 리눅스 제품으로 스마트폰 기능을 지원하는 몬타비스타 Mobilinux를 제공하고 있다. 몬타비스타 Mobilinux는 유연한 아키텍처 구성과 함께 부품 단가 절감, 메모리 사용량 절감, 향상된 배터리 운용시간, 반응성 향상기능을 제공하여 타임투마켓에 최적화된 모바일 개발 환경을 지원하고 있다.Mobilinux에 채택된 Real-Time 기술을 통해 하나의 프로세서로 baseband와 애플리케이션 처리가 가능하기 하기 때문에 제조사들은 이를 통한 비용 절감 효과를 얻을 수 있으며, Mobilinux 4.1에 사용되는 μClibc, squashfs, DirectFB 및 메모리 분석 기능을 제공하는 개발툴은 시스템이 차지하는 메모리 사용량을 줄이는 효율적 메모리 사용을 통해 RAM과 ROM의 사용량을 감소시킨다.Mobilinux는 사용 가능한 다양한 전원 관리 기반 기술들을 이용해 최소 통화시간과 대기시간에서의 전력 사용량을 줄였으며, 전원을 켜고 10초 이내에 시작할 수 있는 반응성 제공을 통해 전력 관리와 반응 속도에 민감한 모바일 솔루션 사용자들의 편의성을 향상시켰다.몬타비스타 코리아의 권승용 대표이사는 “향후 스마트폰을 비롯해 피쳐폰에도 리눅스를 이용한 모바일 운영체제가 탑재될 것으로 전망되고 있다”라며 “몬타비스타는 전 세계 무선통신 기준에 모두 사용 가능한 모바일 운영체제 구축을 통해 미래형 휴대전화 솔루션 구축에 앞장설 것이다”라며 포부를 밝혔다.<자료>tanklove.tistory.com/category/embedded휴대폰 소프트웨어에 관련된 작은 지식들

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