[기고] 새로운 하드웨어 요구하는 임베디드 플랫폼 시장의 미래

  • 2020-04-06
  • 글 / 루디 라모스(Rudy Ramos), 마우저 일렉트로닉스(Mouser Electronics)




임베디드 플랫폼 전망과 주목할 만한 제품

임베디드 플랫폼이 발전하고 시장이 확대되면서 새로운 하드웨어가 요구되고 있다. 더 새롭고 개선된 제품이 등장하고 가격이 떨어짐에 따라서 점차적으로 자리를 잡고 보급이 확대된다. 그렇다면 임베디드 시스템 시장의 동력은 무엇이고, 앞으로 몇 개월 동안 전망은 어떻고, 제품 업체들이 어떻게 부응하고 있는지 살펴보자.


1972년에 Pulsar의 디지털 시계가 출시된 이후로 임베디드 시스템 분야는 몰라보게 빠르게 발전했다. 이제는 우리 생활 곳곳으로 이러한 유형의 전자기기가 사용되고 있으며 이 숫자는 계속해서 늘어나고 있다.

이 흥미로운 분야에 사용하도록 플랫폼들이 계속해서 진화함으로써 디자이너들이 소비자들을 위해서 더 쉽고 편리하게 제품을 개발하고 시간과 비용을 줄일 수 있게 되었다.

빠르게 시장 확대

임베디드 플랫폼이 발전하고 시장이 확대되면서 새로운 하드웨어가 요구되고 있다. 지난 몇 년 사이에 등장했던 새로운 범주의 많은 제품들이 도입되는 양상을 보면, 초기에 반짝하고 주목을 받다가 제품이 기대에 못 미치면 곧바로 관심에서 사라진다는 것을 알 수 있다. 하지만 더 새롭고 개선된 제품이 등장하고 가격이 떨어짐에 따라서 점차적으로 자리를 잡고 보급이 확대된다.

그렇다면 임베디드 시스템 시장의 동력은 무엇이고, 앞으로 몇 개월 동안 전망은 어떻고, 제품 업체들이 어떻게 부응하고 있는지 살펴보자.

IoT 가속화

인터넷을 통해서 제어할 수 있는 스마트 디바이스들이 점점 인기를 끌고 있다. 대표적인 두 가지로서 집안의 난방과 조명을 들 수 있다. 2016년에 커넥티드 디바이스 수는 170억 개였는데, 이 숫자는 200억 개를 돌파할 것으로 전망된다



시리(Siri), 코르타나(Cortana), 알렉사(Alexa), 그 밖의 디지털 비서


유수 기업들이 음성 제어 디지털 비서와 스마트 스피커 같은 관련 제품에 대대적으로 투자하고 있다. 자동차 회사들과 전자기기 업체들도 이러한 가상 비서를 통합한 제품을 내놓기 위해서 민첩하게 움직이고 있다. 소비자들이 갈수록 확대되는 커넥티드 에코시스템을 구축하기 위해서 전자기기를 구매할 때 이 호환성이 의사결정을 하기 위한 중요한 판단 기준이 될 것이다.

처음에는 소비자들이 받아들이는 것이 느리겠지만, 사람들이 전자 비서를 사용하는 것에 익숙해지고 어떻게 하면 최대한 활용할 수 있는지 이해함에 따라서 인공지능을 활용한 상호작용이 갈수록 빠르게 늘어날 것이다.

이러한 요구에 부응하기 위해서 임베디드 플랫폼 업체들이, 디자이너들이 자신의 제품으로 양방향 대화 기능을 손쉽게 통합할 수 있도록 새로운 하드웨어를 내놓고 있다.

그 한 예가 Arduino STAR - OTTO이다. 이 보드는 STM32F469 프로세서와 함께 와이파이와 온보드 스테레오 마이크를 포함함으로써 자체적인 음성 제어 커넥티드 키트를 개발하고자 하는 이들에게 완벽한 솔루션을 제공한다.

그렇다면 조만간 오픈 소스 디지털 비서도 나오지 않을까?



웨어러블에서 자율주행차로 관심의 초점 변화


어떤 조사들에서는 웨어러블 시장이 앞으로 3년에 걸쳐서 18%의 연평균 성장률로 성장할 것이라고 전망하는 한편, 또 어떤 이들은 전망이 그렇게 장밋빛이지만은 않다고 말한다. 거대 전자 유통회사인 Best Buy는 올해 웨어러블 디바이스의 수요 저조로 매출이 감소했다고 밝혔다.

이에 대해서 가능한 해석은, 배터리 시간이 현저히 향상되고 웨어러블 형태로 충분한 수의 매력적인 기능들을 집어넣을 수 있게 되기 전까지는 웨어러블 시장이 주춤할 것이라는 점이다.

이와 대조적으로 지능적인 자율주행차 분야에 대해서는 대중의 관심이 폭발적으로 높아지고 개발이 가속화되고 있다. 애플(Apple)의 팀 쿡 CEO는 자사가 자동차 시장을 겨냥해서 자율 시스템을 열심히 연구 중에 있다고 처음으로 공식적으로 밝혔다. 또한 구글(Google), 텔사(Tesla), 우버(Uber), 폭스바겐(Volkswagen) 같은 세계적으로 알만한 회사들이 자율주행차 분야에 뛰어들고 있다.

시장의 동력만이 자동차용으로 전문적인 임베디드 하드웨어를 필요로 하는 것이 아니다. 법적인 규제나 규정 변경이 또 다른 요인이 될 것이다. 미국의 고속도로 교통안전국(NHTSA)은 이르면 2023년 안으로 모든 자동차로 V2V(vehicle-to-vehicle) 기술을 포함하도록 의무화할 것을 제안했다. 이 규정이 의무화된다면 업체들이 앞으로 몇 년에 걸쳐서 단계적으로 필요한 기술을 도입해야 할 것이고, 그러면 관련 제품들에 대한 수요가 증가할 것이다.

임베디드 하드웨어 업체들이 이러한 필요에 부응해서 제품들을 내놓고 있다. 인텔(Intel)의 Atom E3900 시리즈 프로세서는 IoT를 염두에 두고 개발된 것으로서, 전적으로 자동차용 제품으로서 A3900을 추가했다. 인텔의 말에 따르면, 첨단 운전자 보조 시스템에서부터 엔터테인먼트 키트에 이르기까지 완벽한 소프트웨어 정의 콕핏(조정석)을 실현함으로써 차내 경험을 혁신적으로 변화시키게 될 것이라고 한다.

자율 자동차를 분류하는 체계에 따라 자율 자동차가 점점 고도화됨에 따라서 더 많은 기술들이 발표되고 점점 더 빠르게 진보를 이룰 것이다.

드론, 증강 현실, 가상 현실

증강 현실(AR), 가상 현실(VR), 프로슈머급 드론 모두가 핵심 부품으로서 임베디드 전자장치를 필요로 한다. AR/VR과 드론 모두 인기가 높아지고 있으며, 드론은 미국에서 규정이 변경됨으로써 개발이 더 촉진되게 되었다. 드론을 활용한 상업적인 틈새 시장이 개발될 수 있게 되었다. 하지만 무인 항공기가 본격적으로 보급되기까지는 몇 년이 더 걸릴 것이다.

구글의 Android Things OS 부상

구글의 임베디드 솔루션이 진화해서 Android Things 운영체제로 발전했으며, 2017년에 이를 기반으로 한 몇몇 제품이 출시될 것으로 보인다.

Raspberry Pi 3과 NXP Pico 같은 하드웨어 플랫폼으로 Android Things를 실행할 것이다. Google과 Android Things를 품음으로써 개발자들이 이들 플랫폼으로 어떻게 관심을 가질지는 두고 볼 일이다.



고성능 보드와 무선 보드


강력한 BeagleBoard X15 단일 보드 컴퓨터(SBC)에 대해서는 2014년부터 말들이 있어 왔는데, 마침내 올해 안으로 개발자들이 실제로 손에 쥘 수 있을 것으로 보인다. 이 SBC는 흥미로운 것들을 가능하게 한다.

고성능 용으로 개발된 X15는 대부분의 산업용 SBC보다 더 높은 프로세싱 성능을 탑재했으면서도 가격은 300달러 미만이다. 또한 USB 3.0, USB 2.0, Micro USB, eSATA, 기가비트 이더넷, HDMI, 오디오를 포함해서 인상적인 포트 및 인터페이스 목록을 자랑한다. 뿐만 아니라 4개 60핀 2열 헤더를 제공하57므로 확장 포트, 157개 GPIO 핀, SPI 버스, I2C 버스, CAN 버스, 7개 UART로 사용할 수 있다.

초기 프로토타입을 사용해서 홈메이드 미디어 센터, 커스텀 3D 프린터, 로봇, 보안 테스트 장비 같은 것들이 개발되고 있다.

물론 프로세싱 성능만이 전부인 것은 아니다. 많은 IoT 애플리케이션은 무선 커넥티비티를 통합하고서 좀더 가벼운 솔루션을 원한다. BeagleBone Black Wireless가 바로 그러한 솔루션이다. BeagleBone Black의 이더넷 포트 대신에 와이파이 b/g/n과 블루투스 저에너지를 채택한 BeagleBone Black Wireless는 IoT 애플리케이션에 사용하기에 적합하다.

아수스(Asus), 팅커(Tinker) 보드 출시

아수스(Asus)는 1980년대에 마더보드 제조사로 출발한 회사였는데, 나중에 본격적인 PC 제조사로서 성공적으로 탈바꿈했다. 팅커(Tinker) 보드 출시는 이 회사가 이전에 새로운 시장에 진출해서 성공을 거뒀던 경험을 다시 한 번 되풀이하고자 한다는 것을 보여준다. 다만 이번에는 Raspberry Pi와 BeagleBone이 장악하고 있는 신용카드 크기 컴퓨터 분야이다.

아수스 팅커 보드는 Raspberry Pi 3보다는 가격이 약간 더 비싼데, ARM 기반의 시스템온칩(SoC)을 채택해서 향상된 성능을 제공한다. 여기에는 ARM Cortex-A17 프로세서, ARM Mali-T764 GPU(4K 비디오 가능), 2GB LPDDR 메모리, 유선 및 무선 커넥티비티, microSD 슬롯, GPIO 핀들을 제공하는 40핀 브레이크아웃 헤더를 포함한다.



산업용 Arduino


Arduino는 많은 디자이너들과 엔지니어들이 단지 교육용이나 예술 활동용으로 적합하다고 인식하는 고정관념을 깨기 위해서 애쓰고 있다. Arduino Industrial 101은 Arduino 101 LGA 모듈 용의 평가 보드로서, Arduino를 직업적인 임베디드 플랫폼으로 인식시키기 위해서 중요한 역할을 할 것이다. 이 제품을 사용해서 직업적 사용자들이 산업용 애플리케이션에 주로 사용되는 프로그래머블 로직 컨트롤러나 여타 키트를 Arduino 디바이스로 교체하도록 끌어들일 수 있을 것이다.

이와 더불어서 IoT와 머신-대-머신(M2M) 용의 또 다른 Arduino 키트가 등장할 것이다. 여기에는 Arduino 플랫폼을 원거리 무선 광역 통신망(LoRaWAN 혹은 LoRa)에 연결할 수 있는 쉴드 보드를 포함한다. 산업용 IoT 커넥티비티 보드라고 하는 것으로서, 배터리를 사용해서 구동하는 디바이스를 수백 킬로미터 떨어진 곳의 통신 게이트웨이로 연결할 수 있다. 이것은 거리가 수 미터밖에 되지 않는 와이파이나 블루투스에 비해서 크게 향상된 것이다.

실제로 에너지 효율과 거리 면에서 우수한 LoRa와 여타 저전력 네트워크(LPN) 표준들이 차세대 IoT와 M2M 구현을 위해서 갈수록 더 중요한 역할을 할 것이다.

최근의 인수합병 여파

앞으로 몇 개월의 전망에 대해서는 많은 것들을 예측할 수 있지만, 2016년에 이루어진 모든 인수합병들이 어떻게 여파를 미칠지에 대해서는 단언하기 어렵다. ARM Holdings, Atmel, Fairchild, Linear Technology 같은 회사들이 다른 회사에 인수되었다. 이로 인해서 이들 회사의 기존 제품과 개발 로드맵이 어떻게 될지는 두고 보아야 할 것이다. 적어도 단기적으로는 새롭게 획득된 지적재산을 지원하겠지만, 포트폴리오를 합리화하고자 하는 노력에서 일부 임베디드 플랫폼들을 단계적으로 퇴출시키는 사례들을 실제로 볼 수 있었다.

그러면 제품 개발자들에게 중대한 엔지니어링 상의 문제가 될 수 있으며, 다른 부품을 사용하기 위해서 디자인을 변경해야 할 수도 있다.

흥미진진한 시기를 맞고 있는 임베디드 전자 설계 엔지니어들

이러한 문제들에도 불구하고 설계 엔지니어들에게 지금은 흥미진진한 시기이다. 시장의 동력과 새로운 규정 도입에 힘입어서 임베디드 전자장치를 사용한 제품의 수요는 이미 높으며 앞으로도 계속해서 증가할 것이다.

이것은 각종 제품에 사용되는 임베디드 하드웨어를 향상시키는 것으로 이어질 것이며, 향상된 새로운 플랫폼들이 등장함으로써 제조업체들이 더 빨리 제품을 시장에 내놓을 수 있을 것이고 제품 가격대 또한 낮출 수 있을 것이다.
 

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