1. 데이터 주도사회

 스마트 디바이스(Smart device) 를 활용하여 사람의 작업 보조 및 행동 보조 등 다양한 서비스와 솔루션을 제공함으로써 편리성을 향상해 나가는 사회적 분위기가 형성되고 있다. 다시 말해 데이터 주도 사회가 왔다고 할 수 있다.

2. 스마트 디바이스

- 1. 스마트 디바이스란?

 스마트 디바이스는 터치 패널 식의 통신 기기인 스마트폰과 스마트 가전, 스마트 워치, 스마트 글라스(glass) 등 클라우드 서비스를 전제로 높은 부가가치를 갖게한 스마트 XX 의 총칭이다.

 e.g.) 스마트폰(태블릿), 스마트 워치, 스마트 글라스, 스마트 비전

- 2. 스마트 디바이스의 사용 예

* 키오스크 단말

• 스마트 디바이스화된 키오스크 단말 중에는 무인 결재가 가능한 제품도 있다. 최근에는 캐시리스(Cashless) 결재에 의한 편리성을 높이고 종업원의 업무 부담을 감소 시키기 위해서 편의점과 의류를 취급하는 점포, 병원 등에서 도입되었다.
• 이러한 스마트 디바이스를 점포에서 매출실적을 관리하는 POS (Point of Sales) 시스템과 연동 시킴으로써 '언제', '무엇이', '얼마나' 팔렸는지를 파악할 수 있다. 또한 계산대 업무의 속도와 효율성 향상, 재고 관리의 정확도 향상이라는 장점도 있다.

* 웨어러블 디바이스

 웨어러블 디바이스는 스마트 워치, 스마트 글라스 등 사람이 착용해서 이용하는 스마트 디바이스다. 2013년 이후 출시된 스마트 워치 중에는 스마트폰과 연계해 이메일 확인이나 통화를 할 수 있는 모델도 있다.

3. 스마트 디바이스의 구성

- 1. 스마트 디바이스의 하드웨어 구성

• 스마트 디바이스는 스마트폰으로 대표되는 바와 같이 GUI 를 실현하기 위한 디스플레이 및 터치 패널 등을 이용한 하드웨어로 구성되어 있다. CPU 는 고성능인 32비트 이상의 CPU가 대부분을 차지한다. 특히, 고성능이 요구되는 스마트 디바이스에는 GPU(Graphics Processing Unit)을 탑재한 보다 강력한 마이크로 컴퓨터가 사용된다.
• 스마트 디바이스를 제작할 수 있는 저렴한 디바이스는 라즈베리 파이 3 가 있다. 라즈베리 파이 3 의 하드웨어 구성을 살펴보면 디스플레이를 연결하는 I/F (Interface) 및 통신 기능 등 GUI 를 실현할 수 있는 주변장치가 표준 구현되어 있음을 알 수 있다. 핵심은 SoC(System On Chip) 이라고 하는 LSI(Large Scale Integration) 로서 작은 구현 면적과 저전력이 특징이다.
• CPU 단독으로는 스마트폰이나 게임기 등을 구현할 수 없다. 따라서 스마트폰이나 게임기에 필요한 하드웨어 기능을 주변장치로 탑재할 필요가 있다. 예를 들어, 현재 출시된 대부분의 스마트폰은 퀄컴의 스냅 드래곤(Snapdragon)이라는 SoC가 채용되어 있다.

- 2. 스마트 디바이스의 소프트웨어 구성

 대규모 소프트웨어 구성을 모두 스크래치 방식으로 제작하면 개발 기간이 길어지므로 가능한 개발 범위를 좁힐 수 있어야 한다. OSS (Open Source Software) 로 대표되는 소프트웨어 부품 을 조합하여 구성하거나 상업용 운영체제 벤더에서 제공하는 소프트웨어를 사용하는 등의 방법을 찾는다면 사용자에게 서비스를 제공하는 애플리케이션 부분의 개발에 주력할 수 있다.

- 3. BSP 를 활용한 소프트웨어 개발

• SoC 의 칩 벤더 (Chip Vendor)는 BSP (Board Support Package) 라는 소프트웨어를 제공하고 있다. BSP 는 커널이나 HAL, 미들웨어, 기본적인 애플리케이션, 윈도우 관리자(Window Manager) 로 구성된 대규모 소프트웨어다.
• SoC 의 BSP 를 손에 넣었다는 의미는 화면제어 및 통신 제어 등 다양한 기능이 멀티로 동작하는 운영체제를 손에 넣었다는 것과 동일한 의미이다.
• SoC 칩 벤더는 BSP 로 안드로이드, 리눅스 (Yocto) 를 물로 제공한다. 실시간 운영체제로 FreeRTOS 와 NuttX 등 오픈소스에서 제공되는 것을 사용함으로써 즉시 동작을 확인할 수 있다. 참고로 레퍼런스 보드의 경우는 SoC 칩 벤더마다 유로로 제공된다.
• SoC 및 레퍼런스 보드가 갖고 있는 하드웨어 이외의 주변 장치를 선택할 경우는 BSP 자체를 자사에서 직접 사용자 정의하는 셈이다. 대규모 소프트웨어 구성인 BSP 를 사용자 정의할 때 주변장치 등 드라이버를 추가하는 것만으로는 충분하지 않아서 많은 부분에 수정을 가해야 할 것이다.

- 4. BSP 에서의 소프트웨어 개발 포인트

 개발의 첫 번째 단계는 제공된 BSP 에 어떤 기능이 있는지 파악하는 것이다. 상업용 운영체제라면 쉽게 내부를 볼 수 없지만, 리눅스 등의 오픈소스 소프트웨어라면 그 내부를 살펴볼 수 있고 테스트할 수도 있다.

- 5. 보안 위협

 데이터 주도 사회가 진행됨에 따라 편의성을 향상 시키기 위한 네트워크 이용이 증가하고 있다. 일반적으로 인터넷을 사용하여 서비스를 제공하는 경우에는 정보 유출이나 도청 등 행위 및 데이터 자체를 변조하는 위협이 존재한다. 스마트 디바이스를 사용한 데이터 활용에서는 위험 분석, 위협 분석, 취약성 완화 등 보안 설계의 지식도 요구된다.

출처

[책] 임베디드 엔지니어 교과서, 와타나베 노보루, 마키노 신지 지음, 정인식 옮김, 제이펍 출판사