전략 산업의 임베디드SW 융합기술 분석과 발전방향

임베디드SW 융합 기술

권기선 책임 / 한국소프트웨어진흥원 임베디드 SW 사업팀kskwon@software.or.kr / www.software.or.kr국내산업현황국내 산업은 자동차, 조선, 건설 등 세계 최고 수준의 제조업과 휴대폰, 반도체, 가전 등 정보통신 산업을 중심으로 성장해 왔다. 최근에는 IT 산업뿐만 아니라 자동차, 건설, 의료, 제조쪾서비스업도 IT 기술과의 융합에 의한 디지털 컨버전스가 가속화되고 있으며, 향후 유비쿼터스 시대 유망 산업을 창출하는 요소기술로 응용 분야가 무한하다.이러한 산업간 융합, IT와 산업의 융합화 추세는 IT산업 전략에도 큰 변화를 가져왔다. 기존의 서비스, 인프라 중심의 IT 산업 육성 전략은 IT산업 내 융합과 이를 전체 산업기반으로 육성하는 새 전략으로 전개되고 있다.전통산업과 IT, 하드웨어와 SW, 완성품과 부품, 소재 등 영역간 결합을 통한 시너지를 극대화하는 방향으로 “뉴IT 전략” 수립을 통해 반도체, 휴대폰과 SW융합을 통한 경쟁력 제고, 자동차+IT 등 경제, 산업전반의 지식화(전통산업+IT)를 추구하고 있다. 이 글에서 다루고자 하는 내용은 SW융합화를 통해 산업을 고도화 시키고 경쟁력을 향상시킬 수 있는 전략산업은 무엇이며 그 산업의 SW융합 기술 현황 및 전망에 대해 살펴보고자 한다.임베디드SW는 IPTV(통신+방송), e-car(IT+자동차), u-city(건설+IT), u-health(의료+IT), u-safety(방재쪾안전+IT) 등 새로운 컨버전스 산업이 빠르게 성장하는 추세에서 전통 산업의 고부가치화, 정보통신 산업의 일류화를 위해 필요한 핵심 기술로서 임베디드SW 융합 분야 서비스와 핵심기술을 동시에 개발하고 시범서비스, 관련 벤처기업 육성 등 기술개발의 사업화를 활성화하여 미래 IT융합기술 시장을 주도할 수 있는 전략 마련 이 필요하다.이에 산업규모 및 성장성, 임베디드SW 시장 규모 및 기술력을 바탕으로 선택과 집중을 통해 추진해야할 미래 전략산업의 기술융합 현황을 분석하고자 한다.전략산업 도출표준산업 분류와 임베디드SW 시장조사기관(ITEA, VDC, Gartner)의 분류체계, 정부 부처별 선정 유망산업과 R&D 계획을 근거로, 산업의 시장성 및 산업별 임베디드SW 비중을 고려하여 국산 임베디드SW 솔루션 개발을 통해 제품 상용화가 가능한 산업에 초점을 맞추어 전략산업을 검토하였다.먼저 산업의 성장성 조사에 있어, 산업별 세계/국내 시장 규모는 조선, 유무선통신기기, 생활가전, 조선 산업 순으로 나타났고, 이 중 건설/교통과 생활가전 산업의 성장률이 월등하였다.산업별 세계/국내 임베디드SW 시장규모는 생활가전, 국방/항공, 산업자동화 산업에서 높은 비중을 보였으며, 의용전자와 건설/교통, 생활가전의 성장세가 가장 뚜렷하였다.위의 산업 규모 및 성장성과 임베디드SW 시장규모를 바탕으로 임베디드SW의 관점에서 산업별 경쟁력-매력도 분석을 해보았다. 매력도는 산업의 시스템 시장 규모와 성장률의 합으로 설정하였고 경쟁력은 산업별 임베디드SW의 적용가능성에 중점을 두어 임베디드SW의 규모와 성장률 및 기술수준의 합으로 설정하였다.산업별 경쟁력-매력도 분석결과 생활가전, 유무선통신기기 산업은 매력도와 경쟁력에서 모두 우위를 차지하고 있는 산업으로 성장 지속을 위한 고도화가 필요하고 자동차, 국방/항공, 의용전자 산업은 매력도와 경쟁력이 상대적으로 높게 나타나고 있어 핵심부품의 국산화에 의한 상용화 및 수출에 주력할 필요가 있다. 또한 조선, 건설/교통, 농축산업은 산업의 규모와 성장률 면에서는 매력도가 충분하나 임베디드 SW의 적용에 있어서는 초기단계로, 중장기 연구개발을 통한 핵심 기술력 확보가 중요하다.산업자동화와 사무자동화 산업은 이미 민간 주도의 임베디드 SW의 적용이 활발하여 민간부문의 자율적인 발전이 가능한 산업으로 분석되며, 방재는 시장규모와 임베디드SW 적용면에서 모두 초기단계의 산업으로 SW융합 및 산업활성화를 위한 거시적 관점의 장기 계획이 필요하다.전략산업의 임베디드SW기술 융합 현황자동차 산업자동차 산업은 소재기술, 전자제어기술, 정보통신 및 전장기술, 에너지 관련 기술, 전지기술, 자동화기술 등의 발달과 자동차 보급의 일반화 및 소비자권리 강화로 안전 및 편의성을 강조하는 소비자의 요구와 각종 안전규제가 강화되면서 전자 및 정보통신기술을 활용한 고지능형 자동차로 진화하고 있다.이러한 변화와 함께 자동차 산업의 구조는 R&D 비용증가, 공급 과잉 등의 문제에 직면하게 되면서 이러한 문제를 극복하고 차량 생산의 효율화, 차별화, 국제화를 추구하기 위해 오펠, 사브, 피아트, 이스즈, 스즈키가 GM과 제휴. 닛산, 삼성차가 르노와 제휴 등에서 알 수 있듯이 국내외 자동차 회사들 간의 제휴관계를 통한 선택과 집중을 실천하고 있다. 뿐만 아니라, 세계적인 기업들은 자사의 제품에 지능형 자동차, 하이브리드 자동차, 연료전지자동차 등의 신기술을 상용화한 제품화에 주력하고 있다.하이브리드자동차는 전기자동차기술을 이용하여 두 가지 이상의 동력원(엔진 및 전동기)을 사용하는 자동차로서 가솔린 대비 50%의 저공해와 가솔린 대비 2배의 고연비 등의 이점을 보유하고 있다. 일본 도요타는 하이브리드 자동차용 동력발생장치를 개발하여 상용화하였으며, 세계적으로 가장 앞서 있다.연료전지자동차는 연료로서 수소를 사용하며 이를 공기 중의 산소와 화학반응을 시켜, 이때 발생하는 전기를 이용해 구동용 모터를 작동시켜 운행하는 자동차로 2015년 양산이 시작될 전망으로 도요타, 혼다 및 미국의 Big3 등이 기술개발을 주고하고 있다.지능형 자동차는 안전하고 쾌적한 교통 환경을 확보하고 교통사고로 인한 사회적인 인적/물적 손실을 최소화하여 단순한 운송수단에서 운송/정보/업무/휴식 공간으로 발전된 자동차로서, Bosch, Denso, Delphi 등과 같은 세계적인 자동차 부품업체들이 선도하고 있다.자동차용 임베디드 운영체제는 실시간 특성이 만족되어야 하는데 현재 임베디드 리눅스, OSEK, VxWorks 등이 사용되고 있다.차량용 미들웨어 기술로 Autosar 가 표준화 되어있지만, 현실적으로 수년 내에 적용은 제한적으로만 가능하다. 따라서 이에 대응적인 자체적인 컴포넌트 기술과 Autosar 자체 기술 및 보안하는 기술의 개발이 필요하다. 차량내 네트워크 기술은 CAN, LIN, FlexRay 등 다양한 형태로 개발되어 사용되고 있으며 국내에서도 일부 개발 성공하였다.차량용 소형 ECU는 소형화 단일 SOC화 등을 통한 가격 경쟁력을 확보하는 것이 필요하여, HW와 SW 개발이 긴밀히 협조가 요구된다. 지능형 자동차를 위한 차량용 센서들은 물리적 기술 자체의 한계로 많은 제약이 있으며, 각 자동차 회사 별로 개발하고 있는 단계로 구체적인 기술은 공개하지 않는다.파워트레인, 바디, 새시, 인스트루먼트 등 동력계통, 안전성 관련 핵심적 전장 부품의 국내 시장은 Bosch, Siemens, Harman Becker 등 해외 업체들이 선점하고 있어 국내기업이 자동차 SW 산업에 진입하기는 매우 어려운 상황이다.국내에서는 2006년 5월부터 EU와 공동으로 초소형 센서 운영체제와 통합 개발 도구 및 미들웨어와 하드웨어 플랫폼, 검증시스템을 개발하는 엠마(EMMA) 프로젝트를 진행하고 있다.유무선 통신기기 산업차세대 통신환경 변화의 핵심은 유비쿼터스 통신환경으로의 진화이며, 이는 각종 멀티미디어 서비스 및 기기간의 융합에 의해 촉진되었다. DMB, IP TV, WiBro 등의 다양한 융합서비스들이 등장하고, 기기 측면에서는 휴대폰이 다양한 멀티미디어 기기들을 흡수 통합할 것으로 전망한다.홈네트워크는 사용자가 언제 어디서나 가정내 홈네트워크 기기에 접근하여 집 안팎에서 제공되는 서비스를 안전하고 편리하게 사용할 수 있는 서비스 기반 구축을 중심으로 발전하며 텔레메틱스는 이동통신 및 자동차 산업 등 다양한 기술의 통합이 이루어지는 기술로서, 콘텐츠 및 단말기 산업과 보험/보안, 중고차, 부품, 렌터카, 차량정비 등 다양한 산업에 파급효과를 가져올 수 있다이동통신과 텔레메틱스 단말기에 적용되는 임베디드SW는 멀티미디어 데이터 처리, 저전력 기술, 상황인식 기반 지능형 서비스 지원 등을 특징으로, PDA, 스마트 폰 등에 적용되는 심비안, Palm OS, WinCE, 임베디드 리눅스 및 텔레매틱스 단말기에 적용되는 tinyOS, TRON, Nucleus 등의 OS를 채택하고 있다.스마트폰의 경우 삼성, 모토로라, HTC 등의 제조사들은 미국 MS의 윈도우와 유사한 애플리케이션 OS를 자체 개발하고, 노키아는 심비안을 개발하여 SDK를 제공, 또한 애플은 Mac OS, 구글은 리눅스를 기반으로 자체 애플리케이션 OS 개발을 추진하고 있다.멀티미디어는 주로 하드웨어 가속 기능과의 연동에 의한 멀티미디어 처리 기술 개발 별도의 하드웨어 가속 칩을 사용하던 추세에서 하드웨어 가속 기능이 주 프로세서에 포함되는 추세이고미들웨어 기술은 이동 통신 사업자에 의해 서비스 미들웨어가 정의되는 추세로 기존의 브라우저, JVM, 메시지 처리 패키지 등이 모두 포함된 미들웨어 계층 기술로 발전하였다.홈네트워크는 운영체제 내에는 다양한 기기 인터페이스를 안정적으로 지원하는 기술이 중요한 요소로서 일반 운영체제와 실시간 운영체제가 함께 사용되고 있다. 멀티미디어는 고화질, 고성능의 양방향 멀티미디어로 발전하고 있고 통신 및 미들웨어는 홈 네트워크의 다양한 표준을 지원하는 기술이 핵심 요소로서 히다치, 필립스, 파나소닉, 삼성, LG 등의 가전회사가 참여하는 HAVi(Home Audio Video Interoperability) 홈엔터테인먼트 미들웨어, 썬마이크로 시스템즈에서 개발한 JINI 미들웨어, MS 윈도우의 확장기술인 UPnP(Universal Plug and Play) 미들웨어 등이 있다.의용전자 산업 의용전자 산업은 의료영상진단 분야의 비약적 발달과 함께 최근에는 노령화 사회에 대한 사회적 관심에 힘입어 유비쿼터스 헬스케어 시스템 등 다양한 전자의료 분야의 개발이 진행되고 있다.전자의료기기 분야에서 가장 큰 영역을 차지하고 있는 의료영상진단기는 GE, Siemens, Philips, Toshiba, Hitachi 등의 회사를 중심으로 엑스선 진단기(엑스선촬영장치, CT, 디지털촬영장치 등), MRI, 초음파 진단기, 골밀도 측정기 등이 개발되고 있다. 최근 CT는 MDCT, HRCT 등의 기능으로 신속한 촬영이 가능하게 되었고 MRI 장비도 1.5T의 자기장에서 3T 자기장을 채용한 제품이 늘고 있어 분해 능력이 더욱 높아진 MRI 영상을 획득할 수 있게 되었다.심전계, 환자 감시장치, 뇌파계, 혈압계 등의 생체신호계측기 분야에서는 각종 생체신호계측기기를 노인이나 질병관리가 필요한 환자에게 부착하여 실시간 생체신호를 측정하고 분석하기 위한 재택의료 또는 원격의료 기술개발이 활발히 진행되고 있다.PACS가 선도하고 있는 영상의료정보시스템 분야는 PACS 시스템의 도입으로 병원 내에서 장소와 시간 제약 없이 환자의 의료기록 및 영상에 접근할 수 있게 되었고 표준 의료영상 포맷을 정착시켜 각종 응용SW 컴포넌트 개발을 활성화하고 용이하게 하는 주요한 계기가 되었다.최근에는 각종 센서를 환자 또는 사용자에게 부착하여, 그 센서로부터 전달된 신호에서 의미 있는 건강 관련지수를 계산하여 환자 또는 사용자에게 보여주거나, 유무선 통신으로 의료서비스센터에 전송하여 진단을 의뢰하고, 그에 적합한 조치를 취하도록 하는 서비스로서 유비쿼터스 헬스케어 시스템이 유망산업으로 각광받고 있다. USN(Ubiquitous Sensor Network) 기반의 착용형 바이탈 신호 모니터링 모바일 헬스케어 시스템, MCA(Mobile Clinical Assistant)를 위한 의료정보 통합 시스템 등의 유비쿼터스 헬스케어 시스템이 유망산업으로 등장하였다.전자 의료기기분야는 HW에 의존하는 의료장비 비율이 SW를 탑재한 의료장비 비율에 비해 높으나, 최근 의료장비가 고성능화 되고 임베디드 시스템의 확산됨에 따라 기존 기계식 제어 장치를 임베디드SW가 빠르게 대체해 나가고 있어 장비 내부에 OS를 탑재하는 비율이 2006년에 44%를 차지하였다. 임베디드 SW가 의료기기의 네트워크 및 다양한 인터페이스지원, 제품 개발 시간의 단축, 제품 기능 확장, 안정적인 시스템 환경 구현 등을 뒷받침 하고 있다.의료기기에 적용되는 임베디드 시스템은 기존에 8~16bit 프로세서와 Non OS 소프트웨어에서 ARM7/ARM9/PXA255 등의 프로세서와 pSOS, Velos, Nano Qplus 등의 RTOS 및 Non OS 소프트웨어로 발전함에 따라 저전력 고성능의 안정적인 시스템, 의료기기의 네트워크화, 다양한 인터페이스 개발 등이 가능하게 되었다. 뿐만 아니라 국산 임베디드 운영체제인 “Nano Qplus” 개발로 멀티태스킹이 가능해짐에 따라 맥박, 혈압, 체온 등 환자의 기본 생체신호를 파형발생기를 통해 동시화면으로 볼 뿐만 아니라 청진기 소리 등의 음성신호 수신이 가능해졌다.그러나 RTOS 및 SW의 신뢰성 검증, 유연성 있는 네트워크 솔루션 개발 및 소프트웨어의 가격경쟁력 등의 과제가 남아있다.발전방향위에서 살펴본 바와 같이, 자동차, 유무선통신기기, 의료 등의 전략산업 분야에서 임베디드SW기술의 융합이 활발히 진행되고 있어 산업별 도메인 특화 기술 개발 추진과 함께 임베디드SW 공통 플랫폼 개발과 인프라 구축을 통해 다양한 산업의 제품에 임베디드SW를 효율적으로 적용할 수 있는 서비스를 제공함으로써 다양한 산업 도메인에 독립적인 산업 인프라로서의 공통 임베디드 SW 개발도 추진해야 한다.참고문헌[1] World Medical Market Report 2005[2] The World Medical Markets Fact Book 2006[3] 차세대 자동차의 2020비전과 전략, 산업연구원, 2007[4] EICSs in Medical Applications, Shipments and Projections by Market Segment, 2005&2007[5] Global Insight, 산업연구원, 2006[6] “Embedded, Everywhere” 세상 : 단말 적응형 임베디드SW, 2006[7] ARTEMIS STRATEGIC RESEARCH, 2006[8] Gartner 2005, 2006[9] VDC 2006, 2007

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