사물인터넷의 강력한 엔진이 되는 RTOS

클라우드 기술의 융합, 데이터양의 급격한 증가, 커넥티드 디바이스의 급속한 발달과 더불어 사물인터넷(IoT)이 새로운 기회를 창출할 것이라는 사실에는 의심의 여지가 없다.

여러 시스템이 연결되어 이루어진 복합 시스템(System-of-Systems)은 데이터에 대한 새로운 통찰을 가능하게 하고 새로운 서비스를 발굴하며 생산성과 효율성을 향상시키는 것은 물론 실시간 의사 결정 역량을 강화해 중요한 문제를 해결하며 새롭고 혁신적인 사용자 경험을 개발하는 등 비즈니스 가치를 실현하는 핵심 토대가 되고 있다.

수십억 개의 지능형 디바이스와 시스템들이 이러한 사물인터넷을 구성하고 있다. 여기에서 ‘사물’의 대부분은 바로 임베디드 시스템이며 이들 중 상당수는 실시간 임베디드 운영체제, RTOS(Real-Time Operating System)를 채용하고 있다. 사물인터넷이 활성화 될수록 임베디드 디바이스와 운영체제가 핵심적인 요소로 주목받고 있는 이유도 바로 이 때문이라고 할 수 있다.

사물인터넷이라는 기회를 최대한 활용하기 위해 임베디드 시스템 업체들은 새로운 시장이 요구하는 유연하면서도 기술력을 갖춘 제품을 적시에 출시해야 한다는 과제에 직면해 있다. 이러한 당면 과제를 해결하기 위해서는 새로운 M2M(Machine to Machine) 네트워크와 사물인터넷에서 요구되는 확장성, 모듈화, 연결성, 보안성, 안전성 등의 최첨단 기능을 제공할 수 있는 RTOS가 필요하다(그림 1).

1) 확장성
사물인터넷의 제품 포트폴리오는 소형 폼팩터나 단순한 단일 응용 장치에서부터 복잡한 대형 복합 응용 시스템에 이르기까지 적용 영역이 매우 다양하고 광범위하다. 따라서 하나의 RTOS로 여러 제품 클래스별로 요구되는 메모리 크기, 기능의 종류, 프로세싱 파워 요구 사항에 맞춰 확장 가능하다면 임베디드 시스템 제조업체들은 OS에 대한 투자비용 및 개발 비용을 절감할 뿐만 아니라 제품 출시 시간을 단축할 수 있다(그림 2).

2) 모듈화
사물인터넷과 M2M 분야는 기존 RTOS의 제품 출시 주기보다 빠르게 발전하고 있다. 이는 RTOS의 설계와 구축에 있어서 새로운 변화를 수용해야 한다는 것을 의미한다. 전통적으로 RTOS는 소프트웨어, BSP(Board Support Package), 미들웨어, OS와 툴로 구성된 대형 번들이 일체화된 형태로 제공되었다.

이렇다보니 기본 구성에 대한 업데이트는 버그 수정과 보안 업데이트 위주로 이루어졌고 새로운 기능 구현은 엄청난 코딩과 테스트 작업 부담 때문에 엄두를 내지 못했다.

그러나 특정 기능에 대해 업데이트나 확장이 거의 없던 시대는 이제 끝났다. 새롭게 설계된 RTOS는 미들웨어, 프로토콜, 애플리케이션과 기타 패키지가 코어 커널과는 분리되어 모듈별로 업그레이드할 수 있도록 되었다. 새로운 RTOS는 코어 커널 버젼을 비교적 긴 기간 (예를 들어 3년)동안 유지함으로써 애드온 컴포넌트들이 안정적으로 동작되도록 할 것이다.

즉, 미들웨어, 새로운 프로토콜과 기타 패키지는 코어의 변경 없이 추가되거나 업그레이드될 수 있다. RTOS의 모듈형 아키텍처는 진화하는 시장의 요구에 따라 새로운 기능을 추가할 때 시스템의 기준 코어의 변경이 없으므로 제품의 차별화와 경쟁력에 집중할 수 있도록 도와준다. 또한 시스템 코어의 유효 수명을 여러 세대로 연장할 수 있어서 이를 통해 OS에 대한 투자수익을 높일 수 있을 것이다.

3) 연결성
기존의 페쇄형 임베디드 디바이스들이 이제는 사물인터넷을 구성하는 다양한 애플리케이션을 위해 점차 기업이나 공용 네트워크에 연결되고 있다. 사물인터넷을 위해 새롭게 설계된 RTOS는 CAN, 블루투스, Continua, 지그비, 와이파이, 이더넷 등 통신 표준과 프로토콜을 지원하고 고성능 네트워킹 기능을 제공해야 한다.

또한 새로운 RTOS의 모듈형 속성을 통해 기존 디바이스에 필수 연결 옵션을 추가할 수 있기 때문에 지금까지 온라인에 연결되지 않았던 많은 디바이스들이 임베디드 소프트웨어의 코어에 대한 재작업 없이 연결될 수 있도록 하는 개량 작업에 도움을 줄 수 있다.

4) 보안
사물인터넷에서 가장 민감하고도 중요한 부분 중 하나가 바로 보안이다. 차세대 임베디드 시스템들은 반드시 보안을 염두에 두고 설계되어야 한다. 사물인터넷을 위한 최적의 RTOS는 고객들이 기본 내장 기능들을 활용해 필요한 보안 수준으로 임베디드 시스템을 설계할 수 있는 유연성을 제공해야 한다.

차세대 RTOS는 필수적으로 악성코드와 의도하지 않은 애플리케이션, 유해 애플리케이션으로부터의 보호뿐만 아니라, 안전한 데이터 저장, 전송, 변조 방지 설계 등 보안 기능을 지원해야만 한다. 사용자 혹은 애플리케이션 레벨이 아닌 OS 수준에서 이러한 기능을 지원하는 것이 더 효과적일 뿐만 아니라 비용적으로도 효율적이다.

예를 들면 감지되는 데이타로부터 만들어진 수많은 패킷에서 대표 데이터 집합을 수집하는 센서 허브에서 RTOS 기반 디바이스들은 이들 패킷을 열어서 무결성을 검증하고 그 내용을 분석하는 것은 물론 안전하게 조치가 취해졌는지를 확인해야 한다. 보안 위협과 취약점은 끊임없이 변하고 있다. RTOS는 디바이스가 계속해서 안전하게 보안될 수 있도록 애플리케이션의 안전한 업그레이드, 다운로드와 인증을 보장해야만 한다.

5) 안전성
항공, 우주, 의료 및 산업용 시장 등에 적용되어 있는 임베디드 시스템들은 오작동시 생명을 위험에 빠뜨리거나 심각한 상해 또는 사망 사고를 야기할 수 있다는 점에서 특히나 안전성이 강조된다. 스마트 그리드 계량기나 의료 기기 같은 신규 디바이스에도 기존 표준들이 확대 적용되고 있는 것도 바로 그런 이유에서다.

산업 표준이 발전함에 따라 디바이스 제조업체들은 최종 제품에 필수적인 안전성과 보안 인증을 위해 RTOS 내에 적절한 수준의 안전성과 보안 기능, 인증지원 요소를 포함할 것을 요구하고 있다.

6) 최첨단 기능 세트
최신 RTOS와 3rd Party 애플리케이션 에코 시스템의 다양한 기능들은 임베디드 시스템 제조업체들이 차별화된 제품을 개발하고 경쟁 우위를 유지하는 데 필수적이다.

- 풍부한 기능의 사용자 인터페이스 : 고객 경험과 사용자 인터페이스가 휴대폰에서 의료 디바이스, 산업 제어 시스템 등에 이르는 여러 제품군의 주요 차별화 요소로 꼽히고 있다. 즉 인간과 기계 간 강력한 상호 기능이 사물인터넷을 위한 RTOS의 필수 요소로 대두된 것이다. 여기에는 고품질 2D 및 3D 그래픽 엔진, 다중 모니터 및 터치스크린 지원은 물론, 다양한 그래픽 디자이너 툴이 포함된다.

- 맞춤형 RTOS : 네트워킹, 산업용 및 의료 디바이스 등과 같이 이미 사물인터넷을 채택한 임베디드 시스템 제조업체들은 업계의 요구를 즉시 수용할 수 있는 특별 맞춤형 패키지 형태의 RTOS를 활용하여 제품 출시 시점을 앞당기고 있다.

예를 들어 공업 시장을 위한 RTOS는 산업용 디바이스 제조업체들에게 생산 현장의 커넥티드 디바이스를 위한 드라이버와 프로토콜, 무선 주변 기기 및 네트워크 인프라 내 기타 디바이스 등을 포함한 필수 멀티미디어와 연결 미들웨어를 제공한다.

의료 디바이스를 위해 맞춤 설계된 RTOS는 미국 FDA(Food and Drug Administration)의 승인 획득과 관련한 의료 디바이스 제조업체의 요구를 충족할 수 있도록 설계되었다. 네트워크 장비 제조업체들을 위한 플랫폼은 고품질 유선·무선 인프라 디바이스를 신속하게 개발, 테스트, 구축, 유지보수, 관리할 수 있도록 지원하며 네트워크 데이터의 보호를 위해 다양한 보안 프로토콜을 제공한다.

7) 호환 소프트웨어 및 하드웨어 에코시스템
강력한 실시간 성능과 여러 가지 최첨단 기능을 제공하는 것은 물론 사물인터넷 시대의 RTOS는 철저한 테스트를 통해 입증된 보완 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션 에코시스템을 지원해야 한다. 이는 디바이스 제조업체들이 최첨단 요소와 기능들을 적용해 차별화된 제품을 신속하게 출시하고 동급 최강의 타사 기술들을 신속하게 통합하여 검증된 시스템을 즉시 구축함으로써 비용을 절감할 수 있도록 해준다.

사물인터넷의 시대에는 시대에 맞는 설정과 확장이 가능한 모듈형 RTOS가 요구된다. 새롭게 개발되는 RTOS는 기존 RTOS가 지원하는 강력한 실시간 성능, 빠른 응답시간, 멀티코어 프로세서 외에도 한층 향상된 확장성, 연결성, 보안성, 안전성과 확장 기능 등을 추가로 제공할 것이다.

미래의 RTOS는 임베디드 시스템 제조업체들이 더 강력한 디바이스를 더 신속하게, 더욱 저렴한 개발 비용으로 출시해 새로운 시장에서 경쟁 우위를 확보할 수 있도록 지원할 것이다.

자료제공: 윈드리버 <www.windriver.com>

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