[기고] 임베디드 시스템의 발전 방향..."효율성과 보안의 중요성"

최경화 ST마이크로일렉트로닉스 코리아 이사

(지디넷코리아=최경화 ST마이크로일렉트로닉스 코리아 이사)과거에는 특정 애플리케이션에만 국한되었던 임베디드 시스템이 이제는 어디에서나 찾아볼 수 있는 세상이 됐다. 공장, 가전 제품, 고가의 의료 기기, 유비쿼터스 웨어러블 기기에 이르기까지 세상이 더 연결될수록 임베디드 시스템은 혁신의 핵심에 자리잡았다. 

이 시스템은 제품 개발뿐만 아니라 세상을 바꾸고 더 나은 미래를 이끌어가는 새로운 방법을 제시한다. 따라서 임베디드 시스템의 향후 방향을 살펴보고 적절한 전략을 세운다면, 이는 브랜드와 기업의 성공 여부를 넘어서 시장과 산업의 발전을 주도할 수 있다.

최경화 ST마이크로일렉트로닉스 코리아 이사

첫째, 컴퓨팅 효율성이 더욱 강화다. 본질적으로 효율성은 소비된 에너지량당 수행된 작업의 비율이다. 임베디드 애플리케이션에 사용되는 마이크로컨트롤러(MCU)의 경우 전기 효율을 의미한다. 효율성 향상은 동일하거나 더 많은 연산 처리량을 제공하면서 전력 소비를 낮추는 것이다. 임베디드 시스템 애플리케이션이 더욱 최적화되면서 주어진 컴퓨팅 처리량에 대한 애플리케이션의 복잡성은 새로운 효율성 비율로 등장했다.

시스템이 강화되고 애플리케이션이 최적화되면서 동일한 양의 연산 성능으로 더 큰 결과를 얻게 되었다. 예를 들어, 양자화된 신경망은 더욱 강력한 엣지 AI 시스템을 실현해 동일한 MCU에서 실행 가능한 애플리케이션이 증가했다. 또 새로운 모터 제어 알고리즘은 MCU가 모터를 더 정확하고 효율적으로 구동하게 하고 새로운 UI 프레임워크는 더 적은 메모리로 더 풍부한 그래픽을 제공한다. 

이제 개발자는 클라우드, 머신러닝, 센서 융합, 그래픽 인터페이스를 활용하는 새로운 방법을 모색하고 있으며, 엔지니어는 디바이스가 얼마나 빠르게 실행되면서 애플리케이션의 복잡성과 풍부한 기능을 얼마나 잘 지원할 수 있는지를 고려해야 한다.

둘째, 다중 무선 프로토콜 지원이 활성화되고 있다. 지금까지 애플리케이션은 유무선 중 하나의 통신 모드만 선택했고 무선도 하나의 프로토콜을 사용했다. 그러나 최근 몇 년 동안 새로운 무선 프로토콜이 끊임없이 등장했다. 

블루투스가 여전히 지배적이지만 지그비(Zigbee)와 스레드(Thread)의 인기가 높아졌고, 경쟁 또는 규제상의 이유로 맞춤형 IEEE 802.15.4 프로토콜이 많이 사용되는 추세다. 홈 오토메이션을 하나의 표준으로 통합하는 최신 이니셔티브인 매터(Matter)는 여러 무선 기술에서 실행되며, 지그비, Z-웨이브 등 여러 2.4GHz 브리지를 지원할 정도로 네트워크 프로토콜의 확산이 만연하다.

따라서 엔지니어들은 경쟁력을 유지하기 위해 여러 무선 프로토콜을 지원하는 시스템을 구축해야 한다. 여러 기술을 지원하는 디바이스를 채택함으로써 기업은 하나의 MCU로 시장의 요구에 부응할 수 있다. 코드 기반만 변경하면 한 지역에서 독점적인 IEEE 802.15.4 프로토콜로 작업하고, 다른 지역에서는 같은 하드웨어로 스레드를 채택할 수 있다. 이를 통해 시장 출시 기간을 단축하고 훨씬 더 큰 유연성을 누리게 된다.

셋째, 보안은 이제 필수사항으로 고려되어야 한다. 서버, 코드, 최종 사용자 데이터, 물리적 디바이스까지 공격으로부터 보호해야 하며, 임베디드 시스템의 보안 실패는 제품과 브랜드에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 더욱이 여러 국가의 표준화 기관에서 기능과 보호를 의무화하는 새로운 규칙을 제정하고 있으며 이는 계속 진행 중이다. 이런 표준은 미래를 대비한 설계 경로를 제공하고 엄격한 요구 사항을 충족하도록 지원한다. 

하지만 보안을 나중에 고려하거나 설계 후에 이러한 인증을 받으려 한다면 소용이 없다. SESIP 레벨3 인증의 경우 엄격한 요건을 충족한다는 점을 보장해주지만 이 인증을 받을 수 있는 MCU를 선택하지 않았다면 전체 프로젝트가 손상될 수 있다. 제품이 특정 보안 인증을 충족하도록 보장하는 하드웨어 및 플랫폼 사항을 처음부터 고려해야 한다.

이 모든 트렌드를 살펴보면 에코시스템이 더욱 중요해진다는 결론에 도달하게 된다. 컴퓨팅 효율성은 MCU와 MCU상에서 실행되는 프레임워크, 미들웨어, 알고리즘에 따라 달라진다. 다중 무선 프로토콜을 지원하려면 새로운 개발 도구가 필요하며, 시스템을 보호하려면 하드웨어 IP 기반의 실용적 소프트웨어 솔루션이 필요하다. 이 모두를 아우르는 협력과 상호작용이 더 큰 가치를 창출할 수 있을 것이다. 

최경화 ST마이크로일렉트로닉스 코리아 이사(promotion.korea@st.com)