KR20040022066A - 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치에 관한 것으로, 종래에는 시뮬레이션을 통해 설계된 임베디드 시스템을 검증함으로써, 실제 임베디드 시스템의 동작과는 오차를 가지며, 이에 따라 검증의 신뢰성 및 정확성이 저하되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 사용자의 제어에 따라 임베디드 시스템을 제어하는 제어신호, 클럭신호 및 전원을 공급함과 아울러 임베디드 시스템의 출력신호를 해석하여 표시하는 호스트 컴퓨터와; 실제 하드웨어로 구현된 임베디드 시스템을 장착하고, 상기 호스트 컴퓨터의 제어신호, 클럭신호 및 전원을 인가받아 실제로 임베디드 시스템을 동작시켜, 그 임베디드 시스템의 출력신호를 호스트 컴퓨터로 전송하는 프로토타이핑보드로 구성하여, 설계된 임베디드 시스템을 용이하게 실제 하드웨어로 구현하고, 그 구현된 임베디드 시스템의 설계오류를 검증함으로써, 검증의 오차를 최소화하여 임베디드 시스템의 설계 및 검증 과정의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치{PROTO-TYPING APPARATUS FOR EMBEDDED SYSTEM}

본 발명은 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치에 관한 것으로, 특히 설계된 임베디드 시스템을 실제 하드웨어 환경에서 검증하여, 검증의 신뢰성을 향상시키는데 적당하도록 한 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치에 관한 것이다.

일반적으로 임베디드 시스템은 미리 정해진 특정 작업 또는 특정 기능만을 수행하기 위하여 설계된 전용 컴퓨터나 마이크로 프로세서를 바탕으로한 제어 시스템을 의미한다.

최근 반도체 설계기술의 발달에 따라 각광받고 있는 SoC(System on a Chip)를 포함한 임베디드 시스템은 메모리에 탑재되어 마이크로 프로세서에 의해 수행되는 소프트웨어부와 일반적인 논리회로로 구현되는 하드웨어부로 구성된다.

초기의 임베디드 시스템은 그 구성이 매우 단순하였으나, 고성능 프로세서의 등장과 개인 휴대 정보 단말기, 지리 정보 시스템 등 그 활용 및 응용 범위가 넓어짐에 따라 임베디드 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어가 복잡해지고 있다.

또한, 임베디드 시스템을 효과적으로 제어 및 운용하기 위해 실시간 운영체제와 같은 임베디드 운영체제를 사용하고 있다.

종래에는 임베디드 시스템을 설계하고, 그 설계된 임베디드 시스템을 검증하기 위해서, 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션을 사용하였다.

즉, 임베디드 시스템에 사용되는 하드웨어를 컴퓨터 내에 모듈화시켜 내장하고, 그 모듈의 조합을 통해 임베디드 시스템이 정확히 설계되었는지 검증한다.

이는, 빠른 시간 내에 우수한 제품을 개발해야 하는 시장의 원리에 의해 보다 빠른 시간내에 시스템을 설계 및 검증할 수 있는 필요성이 증대되고 있어, 설계와 함께 검증을 실시할 수 있다는 장점을 가진다.

그러나, 상기 시뮬레이션은 하드웨어가 구동되는 실제 상황이 아닌 모델링에 의한 동작을 검증하는 것고, 입력 벡터에 의존하는 것이므로, 실제 하드웨어의 동작과는 차이가 있다.

즉, 시뮬레이션을 통한 임베디드 시스템의 동작을 검증하는 것은 실제 임베디드 시스템의 동작과는 오차가 있는 것이며, 이에 따라 신뢰성이 저하된다.

상기한 바와 같이 종래의 임베디드 시스템 설계 및 검증방법은 시뮬레이션을 통해 설계된 임베디드 시스템을 검증함으로써, 실제 임베디드 시스템의 동작과는 오차를 가지며, 이에 따라 검증의 신뢰성 및 정확성이 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 설계된 임베디드 시스템을 실제 동작환경에서 검증할 수 있는 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 본 발명 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치의 구성도.

도2는 도1에 있어서, 프로토타이핑보드의 일실시 구성도.

도3은 본 발명 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치를 이용한 검증방법의 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:호스트 컴퓨터11:사용자 인터페이스

12:디스플레이장치13:구동부

14:실시간 전송장치20:프로토타이핑보드

21:인터페이스부22:시스템 제어부

23:논리장치부24:메모리부

25:마이크로 프로세서

상기와 같은 목적은 설계된 임베디드 시스템의 하드웨어를 프로그램 가능한 게이트 어레이를 사용하여 프로토타이핑보드에 구현함과 아울러 그 프로토타이핑보드에 실장되는 메모리에 설계된 임베디드 시스템의 소프트웨어를 저장하여, 프로토타이핑보드를 이용하여 설계된 임베디드 시스템을 하드웨어로 구현하고, 이를 검증함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 설계자의 제어에 따라 제어신호, 클럭신호 및 전원을 출력하며, 입력되는 신호파형을 표시하는 호스트 컴퓨터(10)와; 실제 임베디드 시스템이 구현되어 상기 호스트 컴퓨터(10)의 제어신호, 클럭신호 및 전원을 인가받아 동작하며, 그 동작의 결과인 출력신호를 출력하는 프로토타이핑보드(20)로 구성된다.

상기 호스트 컴퓨터는 사용자 인터페이스(11), 디스플레이장치(12)를 포함하며, 상기 사용자 인터페이스(11)를 통해 인가되는 설계자의 조작신호에 따라 구동신호를 출력하는 구동부(13)와; 상기 구동부(13)의 제어에 딸 상기 프로토타이핑보드(20)로 제어신호, 클럭신호 및 전원을 공급하는 실시간 전송장치(14)를 포함하여 구성된다.

도2는 상기 프로토타이핑보드(20)의 구성도로서, 상기 실시간 전송장치(14)를 통해 제어신호, 클럭신호 및 전원을 인가받으며, 동작의 결과신호를 실시간 전송장치(14)를 통해 호스트 컴퓨터(10)로 전송하는 인터페이스부(21)와; 시스템 제어부(22)와; 임베디드 시스템의 하드웨어를 구성하는 재설정 가능한 논리장치부(23)와; 소프트웨어가 저장된 메모리부(24)와; 상기 메모리부(24)에 저장된 소프트웨어를 구동하는 마이크로 프로세서(25)로 이루어지는 설계된 임베디드 시스템이 실장된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치의 구성 및 그 동작을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 설계자는 상기 프로토타이핑보드(20)에 설계된 임베디드 시스템을 구현한다.

즉, 메모리부(24)에 임베디드 시스템에서 사용할 소프트웨어를 저장하고, 논리장치부(23)를 설계에 맞게 재 조합한다.

상기 메모리부(24)는 플래시 메모리, 램, 롬 등 가능한 기억수단을 사용한다.

또한, 상기 논리장치부(23)는 필드 프로그램어블 게이트 어레이(field programable gate array)이며, 이는 설계자의 의도대로 임베디드 시스템의 하드웨어를 구성할 수 있다.

도3은 본 발명 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치를 이용한 임베디드 시스템의 검증 순서도로서, 이에 도시한 바와 같이 임베디드 시스템을 설계하는 단계(S01)와; 상기 설계된 임베디드 시스템의 하드웨어 부분과 소프트웨어 부분을 분할하는 단계(S02)와; 상기 분리된 하드웨어 부분을 합성하고, 네트리스트를 생성하여 상기 논리장치부(23)에 다운로드하여 임베디드 시스템의 하드웨어를 구현하는 단계(S03~S05)와; 상기 S02단계에서 분리된 소프트웨어부분을 구현하기 위하여, 프로그램 코딩을 수행하고(S06), 컴파일 및 링크(S07)한 후(S07), 실행프로그램을 생성(S08)하여 메모리부(24)에 다운로드시키는 단계(S09)와; 호스트 컴퓨터(10)를 조작하여 프로토타이핑보드(20)에 제어신호, 클럭신호 및 전원을 인가하여 구동시키는 단계(S10)와; 상기 프로토타이핑보드(20)의 출력신호를 인가받아 분석하는 단계(S11)와; 상기 분석된 신호의 파형을 관측하는 단계(S12)와; 상기 파형관측결과 설계된 시스템에 수정이 필요한가를 확인하여 수정이 필요하면, 상기 S02단계로 귀환하여, 하드웨어와 소프트웨어를 분할하면서 수정하고, 수정이 필요없으면 종료하는 단계(S13)로 구성된다.

즉, 상기 도3의 순서도에서, S01~S09단계를 수행하여 상기 프로토타이핑보드(20)에 설계된 임베디드 시스템의 소프트웨어부분과 하드웨어부분을 직접 구현한다.

이와 같은 상태에서 설계자는 호스트 컴퓨터(10)를 통해 상기 프로토타이핑보드(20)에 구현된 임베디드 시스템을 구동시킨다.

즉, 설계자가 적당한 클럭신호와 전원을 공급하여 상기 프로토타이핑보드(20)에 구현된 임베디드 시스템을 구동시킬 수 있으며, 설계자가 테스트하기 원하는 부분을 제어하는 제어신호를 출력한다.

이는 상기 호스트 컴퓨터(10)에 구비된 사용자 인터페이스(11)에서 이루어지는 동작이며, 이를 실시간으로 프로토타이핑보드(20)에 전달하여 구동하도록 하기 위하여 구동부(13) 및 실시간 전송장치(14)를 포함한다.

상기 실시간 전송장치(14)는 PCI버스를 예로 들수 있으며, 이 경우 구동부(13)는 버스 구동부가 된다.

이 처럼, 설계자가 의도한 클럭신호, 제어신호 및 전원이 상기 실시간 전송장치(14)를 통해 전송되면, 상기 프로토타이핑보드(20)의 인터페이스부(21)에서 인터페이스 되어, 시스템 제어부(22)에 인가된다.

상기 시스템 제어부(22)는 호스트 컴퓨터(10)에서 인가된 클럭신호를 임베디드 시스템의 각 요소에 공급한다.

상기 시스템 제어부(22)는 명령해석부, 클럭 제어부, 논리분석부를 포함하여구성되며, 명력해석부는 제어신호를 해석하여 프로토타이핑보드(20)의 동작을 제어한다.

이때의 동작제어는 클럭 제어부를 통해 전송받은 클럭신호를 분주하거나, 클럭신호의 인가를 차단하여 수행할 수 있다.

상기 클럭신호를 인가받은 마이크로 프로세서(25)는 상기 호스트 컴퓨터(10)로 부터 인가되는 제어신호에 따라 메모리부(24)에 저장된 소프트웨어를 호출하여, 그 제어신호에 대한 처리를 수행하며, 그 결과는 상기 인터페이스부(21), 실시간 전송장치(14)를 통해 호스트 컴퓨터(10)로 전송된다.

호스트 컴퓨터(10)로 인가된 상기 프로토타이핑보드(20)에 구현된 임베디드 시스템의 결과신호는 해석되어, 디스플레이장치(12)에 표시된다.

이처럼 설계자는 설계된 임베디드 시스템의 소프트웨어를 내장하는 메모리와, 주변의 하드웨어구성을 실제로 구현하고, 이 실제로 구성된 임베디드 시스템의 동작을 검증할 수 있게 된다.

상기 도3에 도시한 S13단계에서와 같이 상기 디스플레이장치(12)에 표시되는 임베디드 시스템의 출력신호파형을 판단하여 정상적인 경우이면, 그 설계된 임베디드 시스템이 정상인 것으로 판단하며, 정상적이지 않은 경우에는 상기 임베디드 시스템의 소프트웨어 또는 하드웨어를 수정한다.

이와 같이 설계자는 임베디드 시스템을 설계함과 아울러 그 임베디드 시스템을 구성하는 하드웨어와 소프트웨어를 실제로 용이하게 구현하고, 그 임베디드 시스템의 설계가 완전한 것인지 검증함으로써, 실제동작과 동일한 동작을 통해 검증할 수 있어, 검증의 오차를 최소화 할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치는 설계된 임베디드 시스템을 용이하게 실제 하드웨어로 구현하고, 그 구현된 임베디드 시스템의 설계오류를 검증함으로써, 검증의 오차를 최소화하여 임베디드 시스템의 설계 및 검증 과정의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 사용자의 제어에 따라 임베디드 시스템을 제어하는 제어신호, 클럭신호 및 전원을 공급함과 아울러 임베디드 시스템의 출력신호를 해석하여 표시하는 호스트 컴퓨터와;

   실제 하드웨어로 구현된 임베디드 시스템을 장착하고, 상기 호스트 컴퓨터의 제어신호, 클럭신호 및 전원을 인가받아 실제로 임베디드 시스템을 동작시켜, 그 임베디드 시스템의 출력신호를 호스트 컴퓨터로 전송하는 프로토타이핑보드로 이루어진 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 호스트 컴퓨터는 제어신호, 클럭신호 및 전원을 프로토타이핑보드로 실시간 전송함과 아울러 프로토타이핑보드에 구현된 임베디드 시스템의 출력신호를 실시간으로 전송받기 위하여 실시간 전송장치와 그 실시간 전송장치를 구동하는 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 실시간 전송장치는 PCI버스인 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 프로토타이핑보드는 상기 호스트 컴퓨터와 인터페이스하는 인터페이스부와; 제어신호를 해석하여 클럭신호 및 전원을 각부로 공급하는 시스템 제어부와; 사용자의 설정에 따라 그 구성을 변경할 수 있는 논리장치부와; 설계된 임베디드 시스템의 소프트웨어를 저장하는 메모리와; 상기 메모리에 저장된 소프트웨어를 구동하여 임베디드 시스템의 동작을 수행하는 마이크로 프로세서로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 논리장치부는 필드 프로그램어블 게이트 어레이(FPGA)인 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템용 프로토타이핑 장치.