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임베디드 시스템에서 여러 장치가 데이터를 주고받는 방법에는 여러 가지가 있다. 그중에서도 I²C(Inter-Integrated Circuit) 는 적은 핀 수로 다중 장치를 연결할 수 있는 직렬 통신 방식으로, 센서, 메모리, 디스플레이 등 다양한 주변 장치에서 널리 사용된다. 이번 글에서는 I²C의 기본 개념, 동작 방식, 프로토콜 구조, 그리고 활용 사례를 살펴보자.⸻1. I²C란 무엇인가?I²C는 **필립스(현 NXP)**가 개발한 동기식 직렬 통신 프로토콜로, 두 개의 신호선만으로 여러 개의 장치를 연결할 수 있는 간단하면서도 강력한 방식이다.I²C의 특징 • 2개의 신호선(SDA, SCL)만 사용 • 마스터-슬레이브 구조 • 한 개의 버스에 여러 슬레이브 장치 연결 가능 • 클럭 신호(SCL)를..

임베디드 시스템과 마이크로컨트롤러(MCU)에서 주변 장치와 데이터를 주고받는 방법에는 여러 가지가 있다. 그중에서 SPI(Serial Peripheral Interface)는 높은 속도와 간단한 구조를 가진 직렬 통신 프로토콜로 널리 사용된다. 이번 글에서는 SPI의 기본 개념, 동작 방식, 그리고 실제 적용 사례를 살펴보자.⸻1. SPI란 무엇인가?SPI는 풀 듀플렉스(Full-Duplex) 방식의 동기식 직렬 통신 프로토콜이다. 1980년대 Motorola에서 개발한 이 프로토콜은 센서, 디스플레이, 메모리 등의 주변 장치와 마이크로컨트롤러 간의 데이터 교환을 용이하게 한다.SPI의 특징 • 클럭 신호(Synchronous Clock) 기반 통신 • 마스터-슬레이브 구조 • 풀 듀플렉스 전송 가능 •..

임베디드 시스템에서 부트로더(Bootloader)는 전원을 켠 후 가장 먼저 실행되는 소프트웨어입니다. 특히 Bare-metal 시스템에서는 운영체제가 없는 환경에서 애플리케이션을 직접 실행하기 위한 초기화 작업을 수행합니다. 이러한 환경에서는 부트로더의 동작이 단순하지만, 시스템의 동작을 결정짓는 중요한 역할을 합니다. 이번 글에서는 Bare-metal 시스템에서 부트로더가 어떻게 동작하는지 살펴보겠습니다.Bare-metal 부트로더란?Bare-metal 시스템에서 부트로더는 OS가 없는 환경에서 동작하며, 하드웨어 초기화와 애플리케이션 실행을 담당합니다. 이 과정은 다음과 같은 단계를 포함합니다. • 하드웨어 초기화: CPU, 메모리, 클럭 등을 설정하여 시스템 환경을 준비. • 애플리케이션 로드: ..

이전 포스팅에서 가상 메모리 및 메모리 관리 유닛(MMU) 에 대해 알아봤었습니다. 실제 ARM 아키텍처에서는 MMU 를 어떻게 지원하고 동작할까요? 이번 글에서는 대표적인 고성능 ARM 프로세서인 ARM Cortex-A72를 통해 자세히 알아보겠습니다.ARM Cortex-A72의 MMU는 CPU가 가상 주소(VA)를 물리 주소(PA)로 변환하고 메모리 접근을 제어하는 핵심 구성 요소입니다. 앞으로 Cortex-A72의 MMU가 어떻게 작동하는지, 관련 레지스터와 동작 방식을 자세히 살펴보겠습니다.1. MMU란?MMU는 주소 변환과 메모리 접근 제어를 담당합니다. 이는 현대 CPU에서 효율적인 메모리 사용과 시스템 보안을 보장하는 데 필수적입니다. ARM Cortex-A72는 ARMv8-A 아키텍처를 기..

SoC(System on Chip)와 같은 임베디드 시스템을 깊이 이해하려면 MMU와 페이지 테이블 개념을 이해하는 것이 매우 중요합니다. 특히, 임베디드 시스템에서의 자원 제한 및 효율적인 메모리 사용을 고려할 때 이들 개념은 필수적입니다. 이를 더 구체적으로 설명하겠습니다.현대 컴퓨터 및 수많은 임베디드 시스템은 효율적이고 안전한 메모리 관리를 위해 가상 메모리(Virtual Memory)를 사용합니다. 가상 메모리의 핵심은 바로 MMU(Memory Management Unit)와 페이지 테이블(Page Table)입니다. 이번 글에서는 이 두 개념을 중심으로 가상 메모리가 어떻게 동작하는지 이해해보겠습니다.1. MMU (Memory Management Unit)란?MMU는 CPU와 물리 메모리(RA..

이전 포스팅에서 MCU (Microcontroller Unit) 및 MPU (Microprocessor Unit) 가 무엇인지 알아보았는데요. 이러한 반도체 칩들은 다양한 분야에서 사용되고 있는데, 실제로 MCU 나 MPU 말고도 정말 널리 사용하는 칩이 또 있습니다. 그것은 바로 SoC (System on Chip) 이죠.전자 기기 개발에서는 다양한 반도체 칩이 사용됩니다. 그중에서도 SoC(System on Chip)와 MCU(Microcontroller Unit)는 많은 사람들이 혼동하는 개념이지만, 이 두 기술은 설계와 사용 목적에서 명확한 차이가 있습니다. 이번 글에서는 SoC와 MCU의 특징과 차이점을 정리해 보겠습니다.1. SoC(System on Chip): 복잡한 시스템의 집약체SoC는 ..

이전 포스팅에서 대표적인 CPU인 ARM 아키텍처를 살펴보았는데요. 이러한 기본 CPU를 어떻게 확장하여 설계하느냐에 따라 다른 용어로 불립니다.CPU, MCU, MPU, Microcontroller는 모두 전자 기기의 중심에서 계산과 제어 작업을 수행하는 주요 구성 요소이지만, 각기 다른 목적과 특성을 가지고 있습니다.1. CPU (Central Processing Unit)중앙 처리 장치로, 컴퓨터와 같은 시스템의 핵심 처리 유닛입니다.주요 특징은 다음과 같습니다. • 일반적인 범용 프로세서로 설계됨. • 복잡한 계산, 데이터 처리, 운영 체제 실행 등을 담당. • 고속 메모리(CPU 캐시)를 사용하여 빠른 연산 가능. • RAM, ROM, GPU, 주변 장치 등의 외부 하드웨어와 연동됨.데스크톱 컴..

오늘날 스마트폰, 태블릿, IoT 디바이스, 그리고 심지어 데이터 센터까지, 다양한 영역에서 널리 사용되는 ARM(Advanced RISC Machine) 아키텍처는 그 효율성과 유연성으로 많은 주목을 받고 있습니다. 이번 글에서는 ARM 아키텍처의 특징, 구조, 그리고 왜 이렇게 널리 사용되는지에 대해 알아보겠습니다.1. ARM 아키텍처란 무엇인가?ARM 아키텍처는 Reduced Instruction Set Computing (RISC) 기반의 프로세서 아키텍처로, 명령어 세트를 간단하게 설계해 효율성을 극대화하는 데 중점을 둡니다. 1985년 영국의 Acorn Computers에서 최초로 개발된 이 아키텍처는 현재 ARM Holdings에 의해 관리되고 있습니다.ARM은 직접 칩을 제조하지 않고, 설..