임베디드 용어 사전

CPU·메모리·주변장치를 한 칩에 담은 마이크로컨트롤러. OS 없이 펌웨어가 직접 하드웨어를 다룬다.

주소 공간의 어느 구간이 무엇인지 정해 둔 표. MCU에서는 주변장치 레지스터도 주소에 배치돼 있다.

ARM이 정한 Cortex-M 공통 소프트웨어 인터페이스. 벤더가 주변장치 레지스터를 구조체로 정의해 제공한다.

특정 메모리 영역의 비트 하나하나를 별도 주소에 대응시켜, 읽기-수정-쓰기 없이 원자적으로 바꾸게 해 주는 기능.

원하는 비트만 골라 건드리기 위해 만드는 비트 패턴. 설정·해제·토글·검사의 기본 도구다.

중간에 끼어들 수 없는 성질. 읽기-수정-쓰기 3단계는 원자적이지 않아 인터럽트와 함께 쓰면 값이 사라진다.

구조체 멤버에 비트 수를 지정하는 C 문법. 배치가 구현에 달려 있어 하드웨어 레지스터 매핑에는 권하지 않는다.

비트를 좌우로 밀어 옮기는 연산. 이동량과 타입을 잘못 잡으면 미정의 동작이 되거나 부호가 번진다.

개발하는 기계와 코드가 실행될 기계가 다른 빌드. PC에서 Arm용 바이너리를 만든다.

작은 정수 타입이 연산 전에 int로 확대되는 C 규칙. 부호가 섞이며 예상과 다른 결과를 만든다.

정렬 규칙을 맞추려고 컴파일러가 멤버 사이에 넣는 빈 바이트. 크기와 배치가 예상과 달라진다.

여러 바이트 값을 메모리에 늘어놓는 순서. 통신과 저장에서 서로 다른 규칙이 만나면 값이 뒤집힌다.

값이 자기 크기의 배수 주소에 놓여야 한다는 제약. Cortex-M에서 위반하면 폴트가 나거나 느려진다.

실행 중 힙에서 메모리를 얻는 방식. 임베디드에서는 단편화와 시간 불확정 때문에 대개 쓰지 않는다.

컴파일러가 접근을 생략·재배치하지 못하게 막는 한정자. 레지스터와 ISR 공유 변수에 붙인다.

실행 도중 다시 불려도 결과가 망가지지 않는 성질. 정적 상태나 공유 버퍼가 있으면 재진입 안전하지 않다.

리셋 직후 가장 먼저 실행되는 함수. 전역 변수 초기화와 스택·클럭 준비를 마친 뒤 main을 부른다.

벡터 테이블의 시작 주소를 담는 레지스터. 부트로더가 애플리케이션으로 넘어갈 때 반드시 옮겨 준다.

어떤 코드와 데이터를 메모리의 어느 영역에 놓을지 지시하는 파일. 임베디드에서는 직접 손대는 일이 잦다.

프로그램이 실행 중에 그 데이터를 보는 주소. 임베디드에서는 대개 SRAM 주소다.

바이너리에서 그 데이터가 저장돼 있는 주소. .data는 플래시에 저장되고 실행 시 SRAM으로 복사된다.

초기값이 없는 전역·정적 변수가 놓이는 영역. 바이너리에는 크기만 있고 부팅 때 0으로 채워진다.

링커가 남기는 배치 보고서. 어떤 심볼이 어디에 얼마나 놓였는지 전부 적혀 있다.

입력 핀을 저항으로 전원에 묶어 기본값을 HIGH로 잡아 주는 것. 없으면 핀이 떠서 값이 흔들린다.

입력 핀을 저항으로 접지에 묶어 기본값을 LOW로 잡는 것. 풀업의 반대 방향이다.

기계식 스위치가 접점에서 짧게 여러 번 붙었다 떨어지는 현상. 한 번 누른 것이 여러 번으로 읽힌다.

출력 핀의 전압이 변하는 속도. 빠를수록 신호는 깨끗하지만 노이즈와 소비 전류가 늘어난다.

Cortex-M의 인터럽트 컨트롤러. 어떤 인터럽트를 받을지, 어느 것을 먼저 처리할지 정한다.

인터럽트가 발생했을 때 실행되는 함수. 짧게 끝내고 본 작업은 메인 루프나 태스크로 넘기는 것이 원칙이다.

고정 크기 배열을 원형으로 쓰는 큐. ISR이 넣고 메인이 꺼내는 임베디드의 표준 구조다.

실행 중인 것을 멈추고 더 급한 것을 먼저 처리하는 것. NVIC는 우선순위가 높은 인터럽트가 낮은 것을 선점하게 한다.

켜진 시간의 비율로 평균 전력을 조절하는 방식. 타이머 하나로 밝기·속도·아날로그 출력을 흉내 낸다.

들어온 신호의 에지 순간 타이머 값을 하드웨어가 기록하는 기능. 주기·펄스폭을 정확히 잰다.

Cortex-M이 기본으로 제공하는 24비트 다운 카운터. OS 틱과 시간 기준으로 쓰인다.

정해진 시간 안에 리프레시하지 않으면 시스템을 리셋하는 타이머. 멈춘 펌웨어를 되살리는 마지막 방어선이다.

ADC가 아날로그 전압을 몇 단계로 나눠 표현하는지. 12비트면 4096단계다.

ADC가 입력 전압을 내부 커패시터에 담는 시간. 짧으면 값이 실제보다 낮게 나온다.

CPU를 거치지 않고 주변장치와 메모리 사이에 데이터를 옮기는 하드웨어. 대량 전송에서 CPU를 해방시킨다.

타이머 입력 클럭을 나눠 계수 속도를 정하는 분주기. 분해능과 측정 범위를 함께 결정한다.

ADC가 최대값으로 삼는 전압. 값 전체가 이 전압에 대한 비율이라 여기가 흔들리면 측정이 통째로 흔들린다.

UART가 1초에 보내는 심볼 수. 송수신 양쪽이 같아야 하고, 오차가 크면 프레임이 깨진다.

데이터 비트의 1 개수를 짝수나 홀수로 맞추는 검사 비트. 1비트 오류를 검출한다.

수신한 데이터를 꺼내기 전에 다음 데이터가 도착해 이전 값이 덮이는 상황. 데이터가 조용히 사라진다.

SPI에서 클럭이 쉴 때의 전압 레벨. 0이면 LOW, 1이면 HIGH로 대기한다.

SPI에서 데이터를 어느 에지에 읽을지 정하는 설정. 0이면 첫 에지, 1이면 두 번째 에지다.

보내면서 동시에 받는 통신 방식. SPI는 클럭 한 번에 양방향으로 한 비트씩 교환한다.

I²C의 두 선을 HIGH로 끌어올리는 저항. 오픈드레인 버스라 이것이 없으면 통신 자체가 안 된다.

I²C에서 수신자가 한 바이트를 잘 받았다고 알리는 신호. 9번째 클럭에 선을 끌어내려 표시한다.

I²C 슬레이브가 클럭선을 붙잡아 마스터를 기다리게 하는 것. 처리 시간이 필요할 때 쓴다.

I²C에서 슬레이브가 SDA를 계속 붙잡고 놓지 않아 통신이 멈춘 상태. 리셋으로도 안 풀리는 경우가 많다.

받는 쪽이 못 따라갈 때 보내는 쪽을 잠시 멈추게 하는 장치. 없으면 결국 오버런으로 데이터를 잃는다.

SPI에서 어느 슬레이브와 통신할지 고르는 선. 활성인 동안만 그 슬레이브가 클럭을 자기 것으로 받아들인다.

두 선의 전압 차이로 값을 표현하는 방식. 두 선에 함께 실린 잡음이 상쇄돼 노이즈에 강하다.

여러 노드가 동시에 보낼 때 충돌 없이 우선순위를 가리는 과정. CAN은 ID가 작은 프레임이 이긴다.

같은 값이 5비트 연속되면 반대 비트를 하나 끼워 넣는 규칙. 수신 측이 클럭을 계속 맞추게 해 준다.

한 비트를 몇 개의 시간 조각으로 나누고 어디서 읽을지 정하는 설정. 모든 노드가 같아야 통신된다.

수신할 프레임의 ID 범위를 하드웨어가 걸러 주는 기능. 필요 없는 프레임이 CPU까지 오지 않게 한다.

전송선 양 끝에 다는 저항. 신호 반사를 없애 파형이 깨지는 것을 막는다. CAN에서는 120Ω 두 개다.

송신 오류가 임계를 넘은 CAN 노드가 스스로 버스에서 분리되는 상태. 고장 노드가 버스 전체를 망치는 것을 막는다.

한 가닥 선과 12V로 도는 저속 차량 버스. 마스터 하나가 일정표대로 물어보고 슬레이브가 답한다.

LIN 프레임의 시작을 알리는 13비트 이상의 우성 구간. 일반 데이터로는 만들 수 없는 패턴이라 구분자가 된다.

LIN 마스터가 어떤 프레임을 언제 보낼지 적어 둔 일정표. 충돌을 없애고 지연을 예측 가능하게 만든다.

main의 무한 루프에서 모든 일을 순서대로 처리하는 구조. 가장 단순하지만 한 작업이 길어지면 전체가 밀린다.

현재 상태와 입력에 따라 다음 상태를 정하는 구조. 기다리지 않고 일을 쪼개는 베어메탈의 핵심 도구다.

작업을 표로 관리하며 주기마다 호출해 주는 경량 구조. 각 작업이 스스로 양보해야 돌아간다.

RTOS가 독립적으로 실행하는 단위. 각자 자기 스택을 갖고, 스케줄러가 우선순위에 따라 교체한다.

낮은 우선순위 태스크가 쥔 자원 때문에 높은 태스크가 밀리는 현상. 중간 우선순위가 끼면 무한정 늦어진다.

공유 자원을 한 번에 하나만 쓰게 보장하는 잠금. 소유자 개념이 있어 우선순위 상속을 지원한다.

RTOS가 시간을 세는 기본 단위. 이 주기마다 스케줄러가 깨어나 태스크를 다시 고른다.

스택이 실제로 얼마나 깊게 쓰였는지 측정한 값. 미리 패턴을 채워 두고 얼마나 덮였는지로 잰다.

실행 중인 태스크의 레지스터와 스택 포인터를 저장하고 다른 태스크의 것을 복원하는 과정.

칩 내부를 들여다보고 제어하는 표준 디버그·테스트 인터페이스. 핀을 여러 개 쓰고 여러 칩을 데이지체인할 수 있다.

ARM이 만든 2선 디버그 인터페이스. 핀 두 개로 JTAG과 거의 같은 일을 한다.

실행을 특정 위치에서 멈추게 하는 장치. 하드웨어 방식은 개수가 정해져 있다.

특정 주소에 읽기·쓰기가 일어나는 순간 멈추게 하는 기능. 값이 언제 바뀌는지 추적할 때 쓴다.

다른 폴트 핸들러가 처리하지 못한 예외가 승격돼 오는 최후의 예외. 대개 잘못된 포인터나 정렬 위반이 원인이다.

어떤 종류의 폴트가 왜 났는지 비트로 알려 주는 레지스터. 폴트 분석의 출발점이다.

예외 진입 시 하드웨어가 스택에 자동으로 밀어 넣는 레지스터 묶음. 여기서 폴트가 난 위치를 꺼낸다.

스택이 할당된 범위를 넘어 다른 메모리를 덮는 상황. 증상이 원인과 멀어 찾기 어렵다.

Cortex-M의 관측 유닛. 사이클 카운터로 코드 실행 시간을 정확히 재고 워치포인트도 제공한다.

Cortex-M이 제공하는 트레이스 유닛. 프로그램이 남긴 로그와 이벤트를 SWO 핀으로 흘려보낸다.

디버그 인터페이스로 RAM 버퍼를 읽어 로그를 주고받는 방식. 추가 핀 없이 빠른 로그를 얻는다.

어디에서 시간을 쓰는지 측정하는 일. 임베디드에서는 PC 샘플링이나 GPIO 토글로 관측한다.

하드웨어 없이 PC에서 로직만 떼어 검증하는 테스트. 프로토콜 파싱·상태 기계·계산 코드가 대상이다.

실제 하드웨어를 자동 테스트 장비에 물려 돌리는 검증. 타이밍과 전기적 동작까지 포함해 확인한다.

코드를 실행하지 않고 검사해 결함 가능성을 찾는 도구. 컴파일러 경고보다 넓게 본다.

테스트가 코드의 어느 부분을 실행했는지 비율로 나타낸 지표. 높다고 옳은 것은 아니다.

테스트에서 실제 하드웨어 대신 가짜 구현을 끼워 넣는 것. 보드 없이 로직을 검증할 수 있게 한다.

링크 시점에 전체 프로그램을 보고 최적화하는 기능. 크기와 속도를 함께 줄이지만 디버깅이 어려워진다.

플래시가 CPU보다 느려서 삽입하는 대기 사이클. 클럭만 올리면 성능이 그대로일 수 있는 이유다.

배터리 수명을 결정하는 값. 순간 소비가 아니라 시간에 대한 평균이 전부다.

인터럽트가 올 때까지 CPU를 세우는 명령. 저전력 모드로 들어가는 가장 기본적인 방법이다.

저전력 클럭으로 계속 도는 실시간 시계. 시스템이 깊이 잠든 동안 시간을 세고 깨워 준다.

함수 호출을 없애고 본문을 그 자리에 펼치는 최적화. 빨라지지만 코드 크기가 늘어난다.

전체 시간 중 깨어 활동하는 시간의 비율. 저전력 설계는 이 값을 낮추는 일이다.

전원이 완전히 꺼지지 않고 낮게 처지는 상태. MCU가 예측 불가능하게 동작해 가장 위험하다.

애플리케이션을 갱신하고 실행시키는 작은 프로그램. 업데이트가 실패해도 되살릴 수 있어야 한다.

전자기 간섭을 견디고 또 뿜지 않는 성질. 시험에서 걸리면 원인 찾기가 특히 어렵다.

고장을 감지했을 때 시스템이 들어가야 할 미리 정해 둔 상태. 마지막 값을 유지하는 것은 안전 상태가 아니다.