Embedded System

Embedded systems are a key component and technology in electrical and electronic products. Embedding is necessary to implement the capabilities of artificial intelligence robots, smart mobility, and other innovative electronics, so that we can produce high-quality products at an affordable price. Embedding allows us to develop any type of product we want, especially small and low-power products. In order to implement embedded systems, you need to have a high understanding of various electronic components, and you need knowledge and experience in electronic circuit design, board assembly, software (firmware) development, and debugging. It should also be able to handle a variety of electrical and electronic tools and instruments for actual product implementation.

임베디드 시스템은 전기전자 제품에 있어서 핵심 부품이며 기술입니다. 인공지능 로봇이나 스마트 모빌리티, 그외 혁신 전자 제품의 기능 구현을 위해 임베디드화는 필요하며, 이를 통해 우리는 우수한 품질의 제품을 적정한 가격으로 생산할 수 있습니다. 임베디드화를 통해 우리는 우리가 원하는 형태의 제품을 개발할 수 있으며, 특히 크기가 작고 저전력의 제품을 만들 수 있습니다. 임베디드 시스템을 구현하기 위해 각종 전자 부품에 대한 이해도가 높아야 하며, 전자 회로 설계, 보드 조립, 소프트웨어(펌웨어) 개발, 디버깅에 관한 지식과 경험이 필요합니다. 또한 실제 제품 구현을 위해 다양한 전기전자 도구와 계측장비를 다룰 수 있어야 합니다.

Understanding Characteristics of Electronic Components

(전자 부품 특성 이해)

The most fundamental ability for electronic circuit design is understanding various electronic components. The most important part of electronic components is micro-control units (MCUs). Power supplies, various sensors, active devices, circuit protection components, capacitors, etc. shall be utilized together. Many electronic components have been developed very quickly and new products are continuously released. Therefore, embedded system engineers should always observe and understand the features of various new electronic components.

전자회로 설계를 위해 가장 기본이 되는 능력은 각종 전자 부품에 대한 이해이다. 전자부품에서 가장 중요한 부분은 마이크로콘트롤러(micro-controller, MCU)이고, 그 와 함께 전력공급장치, 각종 센서, 능동 소자, 회로 보호 부품, 캐패시터 등을 활용할 수 있어야 한다. 전자부품은 매우 빠르게 발전하고 늘 새로운 제품이 출시된다. 따라서 임베디드 시스템 엔지니어는 새로 나온 다양한 전자 부품을 항상 관찰하고 그 특징을 이해하고 있어야 한다.

Electrical Circuit Design & Implementation

(전자 회로 설계 및 구현)

Once the characteristics of each part are identified, a connection between each part is required to maximize its performance. In addition, a power supply circuit for the stable operation of electronic circuits for a long time should be configured. In order to do this, you must be able to master circuit design tools (such as KiCad, OrCad, Spice, etc.). Parts arrangement, layout, routing, etc. can also be performed as necessary. Through this, we can implement a hardware by manufacturing PCBs and mounting various parts.

각 부품의 특성이 파악이 되면, 그 성능을 극대화하기 위해 각 부품 간의 연결이 필요하다. 또한 전자 회로가 장시간 안정적으로 구동하기 위한 전력 공급 회로도 구성해야 한다. 이를 위해 회로 설계 도구 (KiCad, OrCad, Spice 등)를 능숙하게 다룰 수 있어야 한다. 필요에 따라 부품배치, 레이아웃, 라우팅 등도 수행할 수 있다. 이를 통해 우리는 PCB를 제작하고 각종 부품을 실장하여 하드웨어를 구현할 수 있다.

Firmware(Software) Development

(펌웨어 개발)

After the electronic board is implemented, it is necessary to develop software (firmware) that runs inside the MCU. Firmware is developed through a specialized integrated development environment (IDE) such as STMCubeIDE and CodeComposer Studio, and is also developed in general-purpose development environments such as IAR Workbench, Keiluvision, and Mbed. When developing firmware, the code should be optimized in consideration of limited memory capacity and clock speed. Optimization ability to maximize functionality within the limited resources is a main necessary ability for firmware developers.

전자 보드가 구현되면, MCU 내부에서 구동되는 소프트웨어(펌웨어)를 개발해야 한다. 펌웨어는 STMCubeIDE, CodeComposerStudio 등과 같은 특화된 개발환경(IDE, Integrated Development Environment)를 통해 개발되기도 하고, IAR Workbench, Keil uvision, Mbed 등과 같은 범용 개발환경에서도 개발된다. 펌웨어 개발시 제한된 메모리 용량과 클럭 속도를 고려해서 코드를 최적화 주어야 한다. 제한된 자원(resource)를 활용해서 최대 기능을 발휘할 수 있는 최적화 능력은 펌웨어 개발자에게 꼭 필요한 능력이다.

Hardware-Software Debugging

(하드웨어-소프트웨어 디버깅)

Hardware or software cannot be developed at once. In particular, there would be many problems with newly developed boards and firmware. In order to discover these latent problems, a lot of experiments must be repeatedly conducted under various environments and conditions. Engineers should be able to design experimental conditions to find out potential problems (bugs). It should also be possible to provide solutions to problems found considering both the hardware and software aspects.

하드웨어나 소프트웨어가 한번에 개발이 완료될 수 없다. 특히 새롭게 개발된 보드와 펌웨어에는 많은 문제점이 잠재되어 있다. 이러한 잠재된 문제점을 발견하기 위해서 다양한 환경과 조건에서 반복적인 실험이 이루어져야 한다. 엔지니어는 잠재된 문제점(버그, bug)을 찾기 위한 실험 조건을 설계할 수 있어야 한다. 또한 하드웨어 측면과 소프트웨어 측면 모두 고려해서 발견된 문제점에 대한 해결책을 제시할 수 있어야 한다.

Researchers

박하은(HE Park), 권용섭(YS Kwon), 윤승호(SH Yoon), 최민지(MJ Choi)

김동윤(DY Kim), 박수영 (SY Park), 김병헌(BH Kim), 이성호 (SH Lee)

Related Material

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Reference

Tune!t | IoC(Internet of Car) platform

2015 ~ , Hyundai Motors & Tune!t

Let’s make fun together with your car!

(2020.6) Achakey is supplied to KIA autoQ called 'AutoQ App Key.'(2019.5) Tune!t released Achakey product controlling car functions related to a remote key.https://smartstore.naver.com/achakey/products/4531725049

AUI | acoustic user interaction

2013 ~ 2017, Hyundai Motors

CES2015: https://youtu.be/w-cLX1W3yFoCES2018: https://youtu.be/wE6Opg6jLfs
Acoustic User Interaction is a modern technology used in vehicles or robots that uses the acoustic sounds or signals for touch recognition.The AUI is one of the elements that are beyond the multi-touch.

Sensor Fusion Technology for Autonomous Driving Cars)

2010 ~ 2012, Hyundai Motors

We had developed the technology of autonomous cars that can recognize the position and speed of moving objects around the car using various sensors, such as a camera, an ultrasonic, Lidar(Light Detection and Ranging), etc.

SUR40 | 40 inch multi-touch LCD product

2008 ~ 2010, Samsung Electronics

The SUR40 or Surface2 is a multi-touch table-like computer developed by Samsung and Microsoft that recognizes up to 50 simultaneous touch points. It allows a display to recognize fingers, hands, and objects placed on the screen, enabling vision-based interaction without the use of cameras.