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임베디드SW의 발전 동향

날짜2018.06.30
조회수34520
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    • 최근 임베디드SW에 대한 정의가 확장되고 있으며, 과거 단순 내장형 SW의 영역에서 사이버 물리시스템을 포함하는 방향으로 진화
    • 각 국가별 임베디드SW의 적용수준에 차이가 있어 임베디드SW 분야의 발전을 위한 정확한 시장가치 측정이 요구됨
  • 임베디드SW의 정의 및 범위
    • 임베디드 시스템
    • (한국정보통신기술협회) 임베디드 시스템은 각종 전자 제품이나 정보 기기 등에 설치되어 있는 마이크로프로세서에 미리 정해진 특정한 기능을 수행하는 SW를 내장시킨 시스템임
    • 임베디드 시스템은 미리 정해진 특정 기능을 수행하기 위해 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어가 조합된 전자 제어 시스템을 통칭함
    • (IDC) 전통적인 임베디드 시스템은 기능 범위가 제한되고 전용 응용 프로그램이 있는 컴퓨터 기반 제품으로 셋톱박스, 산업용 자동화 장비, 의료기기, 스마트카드, 알람시계, 전동칫솔, 전자레인지 등이 이에 해당
    • SW 지능화 및 기반 기술의 발전에 따라 고급 운영체제를 실행하고 자발적으로 인터넷에 연결하며 클라우드 기반 응용 프로그램을 실행하고 수집된 데이터를 분석하는 지능형(Intelligent) 시스템이 출현함
    • 지능형 시스템은 고도의 지능성, 고성능 및 이종(heterogeneous) 컴퓨터 구조를 포함하는 적응성, 인간-기계 상호 작용과 기계 간 통신을 가능하게 하는 연결성을 갖추고 있으며, 기술적으로는 최소 32비트 사양 이상의 프로세서가 탑재됨
    • 첨단 운전자 지원시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance System) 자동차 인포테인먼트, 3D 프린터 등이 지능형 시스템에 해당함
    • 표 1 세계 임베디드 및 인텔리전트 시스템 시장 규모 (단위: 억 달러)
      <표 1> 세계 임베디드 및 인텔리전트 시스템 시장 규모 (단위: 억 달러)
      구 분 2017 2018(E) 2019(E) 2020(E) 2021(E) 2022(E) CAGR
      임베디드 시스템 17,197 17,659 17,835 17,668 17,654 17,522 0.4%
      인텔리전트 시스템 18,976 20,341 21,640 22,927 23,965 24,931 5.6%
      전체 36,173 38,001 39,475 40,595 41,619 42,454 3.3%
    • ※ 출처 : IDC(2018), Worldwide Embedded and Intelligent Systems Forecast, 2018-2022
    • 임베디드SW
    • (한국정보통신기술협회) 임베디드 시스템의 특정 기능을 수행하기 위해 임베디드 시스템에 설치되어 실행되는 임베디드 소프트웨어 플랫폼을 구성하는 시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어를 말함
    • (임베디드SW·시스템산업협회) 미리 정의된 목적을 위해 물리적 입력 및 그 가공된 데이터를 이용하여 적절한 반응을 제공하기 위해 설계된 SW이며, 제한된 자원을 효율적으로 활용하여 그 목적을 경제적으로 달성해야 하는 SW임
    • 임베디드SW의 진화
    • 그림 1 임베디드SW의 진화
      그림 1 임베디드SW의 진화
      ※ 출처 : Yoshiaki Kushiki(2010) The Future of Embedded Software : Adopting to Drastic Change, Computer
    • (마이크로컴퓨터 기반 SW) 메모리와 입출력 장치 같은 주요 부품들을 프로세서와 함께 마이크로 제어기(Microcontroller)에 집적시킬 수 있게 되었으며, 값비싼 범용 컴퓨터를 이용하기에는 부담스러운 부분을 마이크로컨트롤러가 대체함
    • (System on Chip 기반 SW) 시스템 반도체 내에 집적될 수 있는 IP(Intellectual Property) 형태 프로세서의 개발로 인해 산업 전 분야에 활용됨
    • (플랫폼 기반 SW) 최근 임베디드 시스템 설계에 네트워킹 기능과 함께 플랫폼 기반 SW가 도입되어 사용자 친화적 설정과 스마트 기술이 일부 적용됨
    • (환경적응형 플랫폼 기반 SW) 향후 성능 개선 및 지능화, 연결성, 에너지 절감 관련 요구사항 실현 및 사이버 물리시스템(CPS, Cyber-Physical Systems) 환경에 적응하는 동적 설계가 필요할 것으로 예상됨
  • 임베디드SW의 분류
    • 물리적 계층과의 추상화 및 인터페이스 정도에 따른 분류
    • (한국정보통신기술협회) SW는 보통 추상화 수준에 따라 HW 추상화 계층, 운영체제 및 시스템 SW, 미들웨어, 응용 SW 등으로 구분함
    • 물리적 계층과의 추상화 및 인터페이스 정도에 따라 계층을 구분하는 것이 넓은 분야를 포괄하기 위해 필요하다고 판단하여 다음과 같이 분류함
    • 표 2 추상화 수준에 따른 임베디드SW의 분류
      <표 2> 추상화 수준에 따른 임베디드SW의 분류
      대분류 중분류 설명
      하드웨어 인터페이스 SW 펌웨어 프로그래밍 가능 ROM 영역에 직접 저장되어 하드웨어 장치의 저수준 동작을 담당
      신호처리 SW 오디오, 음성, 이미지, 비디오 처리 및 필터링 등에 특화된 (specialized) 응용 소프트웨어
      임베디드 시스템 제어 SW 임베디드 운영체제 임베디드 시스템상의 소프트웨어들을 제어하는 역할 수행
      임베디드 미들웨어 및 가상머신 소프트웨어 컴포넌트 및 응용 서비스 조합을 제공하여 플랫폼 독립적인 소프트웨어 수행 가능
      임베디드 응용 제어 SW 임베디드 시스템의 행동을 제어하기 위한 소프트웨어
      입출력서비스 SW 임베디드 멀티미디어 응용 멀티미디어 서비스를 제공하는 소프트웨어
      임베디드 네트워크 응용 연결성을 제공하거나 네트워크를 이용한 서비스를 제공하는 소프트웨어
      양방향 비실시간 임베디드 응용 실시간성의 요구를 가지지 않는 사용자와의 양방향 서비스를 제공하기 위한 소프트웨어
      임베디드 SW개발도구 임베디드SW 설계 도구 소프트웨어 설계 단계에서 제약조건을 만족시키기 위한 다양한 방법론을 자동화한 소프트웨어
      임베디드SW 구현 도구 임베디드 장치로의 소프트웨어 배포 및 디버깅 등을 도와주는 소프트웨어
      임베디드SW 검증 및 시험 도구 소프트웨어 설계시의 조건을 만족하는 지 확인하기 위한 검증/시험 자동화 소프트웨어
    • ※ 출처 : 한국정보통신기술협회(2011), 임베디드 소프트웨어 정의 및 분류 지침
    • 응용 분야에 따른 분류
    • (한국산업기술평가관리원) 운영체제, 미들웨어, 개발도구, 장치 구동기(Device Driver), 제어 SW 그리고 이를 이용하여 개발된 제품을 안전하고 신뢰성 있게 동작시킬 수 있는 SW 등으로 분류함
    • 표 3 응용 영역에 따른 임베디드SW의 분류
      <표 3> 응용 영역에 따른 임베디드SW의 분류
      대분류 중분류 설명
      시스템 SW 임베디드 운영체제 복잡한 임베디드 시스템상의 소프트웨어들을 제어하기 위한 운영체제로, 실시간성, 반응성, 구성 용이성, I/O 장치의 유연성, 간결하고 제한된 보호 기법 등의 특징이 있음
      임베디드 미들 웨어 및 핵심 컴포넌트 임베디드 미들웨어 및 핵심 컴포넌트는 임베디드 시스템의 소프트웨어 컴포넌트(Component) 및 응용들에 대한 서비스 집합을 제공하여 플랫폼 독립적(Platform Independent)인 소프트웨어 제작 또는 수행을 가능하게 하는 소프트웨어
      개발지원 SW SW 공학 임베디드SW의 설계 및 구현을 위하여 임베디드SW의 제약 조건을 만족시키기 위한 다양한 방법론을 자동화한 소프트웨어
      SW 테스트 임베디드SW가 설계시의 조건을 만족하는지 확인하기 위한 검증/시험 자동화 소프트웨어
      SW 개발환경 임베디드SW의 구현을 위한 환경을 제공하고, 산출물에 대한 배포 및 관리를 위한 소프트웨어
      응용 SW 자동차용 임베디드SW ECU(Electronic Control Unit) 또는 IVI(In-Vehicle Infortainment)와 같은 전장시스템의 동작을 규정하는 SW로서 ECU로 입력되는 센서의 데이터를 분석하고, 미리 정해진 기능 및 성능에 의거하여 액츄에이터를 구동하는 SW
      항공용 임베디드SW 항공기 관련 표준을 만족하면서 실시간 성능을 제공하는 SW로서, 고신뢰성가상머신 및 미들웨어 SW, 항공기 통합제어 SW, 항공 임무 응용 SW, 비행시뮬레이션 및 실시간 훈련 SW 등을 포함
      조선용 임베디드SW 선박의 항해 장비를 구동하고 선박 정보를 수집·분석·가공하여 유지 보수하기 위한 SW로서, 항해지원 SW, 원격선박유지보수 SW, 통신처리시스템SW 등을 포함
      로봇용 임베디드SW 로봇에 내장되어 로봇의 주행 및 작업 동작과 표현, 인간과의 인터페이스(HRI, Human-Robot Interaction) 등을 수행하는 SW로서 기본 SW 모듈, 응용 서비스 모듈, 미들웨어 모듈 그리고 통합 SW 개발환경 등을 포함
      의료기기용 임베디드SW 현존하는 모든 의료기기에 내장되는 SW로 ECG, EKG 등 다양한 센서와의인터페이스와 액추에이터 등을 제어하고 센싱 데이터를 분석할 수 있는 핵심 SW
      전자용 임베디드SW 전자기기에 탑재되어 전자기기를 제어하고 제품의 지능화, 고부가가치화를위한 핵심적인 역할을 담당하는 SW로 전자기기에는 스마트디바이스, 스마트 가전, SW-SoC 등을 포함
    • ※ 출처 : 한국산업기술평가관리원(2016), 2015년 연구개발 주요성과 및 2016년 추진계획 - 임베디드SW
  • 임베디드SW의 시장규모 및 시장가치
    • 세계 시장규모
    • (MarketsandMarkets) 2018년 기준, 98억 7천만 달러로 예측됨
    • 임베디드SW를 운영체제와 미들웨어로 한정하여 완제품에 들어가는 다양한 SW 가치를 반영하지 못한다는 한계가 존재함
    • 표 4 세계 임베디드SW 시장규모 예측 (단위: 억 달러)
      <표 4> 세계 임베디드SW 시장규모 예측 (단위: 억 달러)
      구 분 2015 2016 2017(E) 2019(E) 2021(E) 2023(E) CAGR(2017-2023)
      임베디드SW 91.8 98.7 106.0 122.4 140.9 161.6 7.27%
    • ※ 출처 : MarketsandMarkets(2017), Embedded Systems Market - Global Forecast to 2023
    • 국내 시장규모 및 시장가치
    • 표 5 국내 임베디드SW 시장규모 예측 (단위: 억 달러)
      <표 5> 국내 임베디드SW 시장규모 예측 (단위: 억 달러)
      구 분 2015 2016 2017(E) 2019(E) 2021(E) 2023(E) CAGR(2017-2023)
      임베디드SW 1.8 2.0 2.2 2.5 3.0 3.4 8.11%
    • (MarketsandMarkets) 2016년 기준, 2억 달러로 예측됨
    • 운영체제와 미들웨어 부문에서 세계 시장의 2.1% 수준에 해당함
    • (임베디드SW·시스템산업협회) 2013년 기준, 13조 5,320억 원으로 추정됨
    • 품목/산업별 생산액 대비 임베디드SW 비중을 조사하여 모든 SW 가치 추정을 시도함
    • ※ 출처 : MarketsandMarkets(2017), Embedded Systems Market - Global Forecast to 2023
    • 표 6 국내 임베디드SW 시장규모 예측 (단위: 억 달러)
      <표 6> 국내 임베디드SW 시장규모 예측 (단위: 억 달러)
      구 분 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 CAGR
      임베디드SW 90,856 101,703 110,010 117,903 131,065 131,311 135,320 6.9%
    • ※ 출처 : 임베디드SW·시스템산업협회(2013), 임베디드 SW산업 실태조사
  • 임베디드SW 관련 국내외 정책 동향
    • 임베디드SW 관련 국내 정책 동향
    • (산업통상자원부) 임베디드SW 발전전략 및 임베디드SW 전문인력 양성사업 등을 추진함
    • (임베디드SW 발전전략) 2013년부터 핵심 임베디드SW 기술의 국산기술 개발과 임베디드 SW의 인력수급 불균형 현상 해소, 임베디드SW 시장 활성화 및 산업 생태계 개선 등을 위한 과제를 추진함
    • (임베디드SW 전문인력양성사업) 자동차, 전자, 기계/로봇, 의료, 조선, 항공의 6개 주력 산업 분야에 현재 100여 명의 석사 과정 인력이 참여하고 있으며 2018년부터 임베디드 SW 전문인력을 산업계에 공급할 예정임
    • 임베디드SW 관련 해외 정책 동향
    • (미국) NITRD(Networking & Information. Technology. Research & Development) 프로그램을 통하여 HCSS(High Confidence SW & System) 분야의 CPS 관련 연구에 2010년 2.15억 달러를 투자함
    • (EU) 정보통신 기술개발에 신뢰성 기반의 임베디드SW 개발을 적극 추진함
    • (독일) 기술창업 활성화를 위해 기술과 산업간 체계적 교량 역할을 하는 전략·기반·미래 기술 등 3대 영역의 R&D를 추진 중임
    • (영국) 무인자동차 및 항공우주산업 등 인공지능 연구 등을 위해 2017년 6월 산업전략 챌린지 기금(Industry Strategy Challenge Fund)을 출범함
    • (프랑스) 총리실 부속 공공분야 싱크탱크인 France Strategie는 인더스트리 4.0이 프랑스 경제에 미치는 영향과 관련 AI, 블록체인, 자율주행차, 스마트도시 등과 같은 분야에 대해 컨설팅을 시행함
    • (아시아) 인공지능과 사물인터넷을 중심으로 한 개발전략의 일환임
    • (일본) 미국, 독일 등 선진국과 연대해 사물인터넷 국제표준화를 선도할 계획이며 ‘자율주행 로드맵 2017’을 발표하고 ‘종합 이노베이션 전략’ 마련할 예정임
    • (중국) 인공지능을 국가 전략 산업으로 육성시키겠다는 ‘차세대 AI 발전 계획’을 2017년 발표한 가운데 각 도시별 세부 전략도 마련함
  • 시사점
    • 최근 임베디드SW에 대한 정의가 확장되고 있으며, 과거 단순 내장형 SW의 영역에서 CPS를 포함하는 방향으로 진화
    • 임베디드 시스템이 과거 독립형 프로세서(Standalone Processor)가 탑재된 임베디드 시스템에서 네트워킹이 가능한 임베디드 시스템, CPS 형태의 임베디드 시스템으로 확대됨에 따라 임베디드SW의 적용범위가 확장되고 있는 추세임
    • 임베디드SW의 조사범위 및 국가별 적용에 차이가 있어 임베디드SW의 외연 확장을 위한 정확한 시장가치 측정이 요구됨
    • 세계시장 규모 및 국내시장 규모의 비중과 중요성이 서로 다르며 국내시장의 대상에 맞는 품목 선정이 중요함
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