전체 임베디드 시스템 시장은 지난 몇 년 동안 상당히 성장했습니다. 사물인터넷(IoT)과 산업용 사물인터넷(IIoT)의 등장으로 임베디드 시스템 기술은 스마트하고 연결된 IoT 생태계의 급속한 성장을 가능하게 하는 원동력이 되었습니다. 광범위하고 다양하며 고도로 세분화된 임베디드 시스템 시장에는 소프트웨어, 개발 플랫폼 및 하드웨어가 포함됩니다. 이제 점점 더 많은 산업, 제품 및 서비스가 임베디드 시스템에 의존하고 있습니다. 임베디드 시스템의 산업 시장에는 통신, 자동차, 항공우주, 가전제품, 군사 시스템은 물론 산업 제어 및 스마트 시티를 포함한 기타 분야가 포함됩니다.
임베디드 시스템은 일반적으로 고정되거나 프로그래밍 가능한 기능을 갖춘 하드웨어와 소프트웨어의 조합입니다. 임베디드 시스템은 대규모 시스템에서 하나 이상의 특정 기능을 지원하도록 설계될 수 있습니다. 예로는 산업 제어 시스템 및 기계, 자동차, 항공 전자 공학 및 무기 시스템과 같은 군사 시스템, 의료 기기, 소비자 제품, 스마트폰 및 빌딩 자동화가 있습니다.
소비자 시장을 위한 단순한 대용량 내장 기기의 경우 내장 시스템 비용은 하드웨어 99%, 소프트웨어 1%일 수 있습니다. 그러나 항공기, 자동차 또는 신뢰성이 높은 산업용 제어 장치에 사용되는 고도로 전문화된 소량{4}}임베디드 시스템의 경우 소프트웨어는 테스트를 포함하고 복잡한 애플리케이션의 표준을 충족할 경우 임베디드 시스템 비용의 95%를 차지할 수 있습니다. 문제를 더욱 복잡하게 만드는 것은 임베디드 시스템과 컴퓨터 사이에 명확한 경계가 없다는 것입니다. 오늘날에도 스마트폰이나 스마트 IoT 게이트웨이가 내장형 시스템인지 독립형 컴퓨터인지에 대한 논쟁이 있습니다. 기존 IoT 게이트웨이가 무선 센서 데이터를 수집하여 클라우드에 푸시하는 반면, 새로운 스마트 IoT 게이트웨이 및 에지 장치는 칩, 인쇄 회로 기판, 펌웨어, 대상 장치 등이 포함된 임베디드 시스템 시장의 하드웨어 구성 요소인 LAN, WAN을 지원할 수 있습니다. 소프트웨어 요소에는 개발 플랫폼, 실시간 운영체제(RTOS), 테스트 등이 포함됩니다. 물론 이러한 임베디드 시스템의 전체 시장은 훨씬 더 큰 장치와 기계를 지원합니다.
임베디드 기기는 SoC(-온-칩), FPGA(필드{2}} 프로그래밍 가능 게이트 어레이), 특정 기능을 위해 임베디드 개발자가 프로그래밍하도록 설계된 IC(집적 회로), 기타 펌웨어 버전을 포함하여 하드웨어와 통합된 소프트웨어로 구동되는 경우가 많습니다. 이로 인해 소프트웨어와 하드웨어를 완전히 분리하는 것이 어렵습니다. 이 시장의 내장형 시스템 공급업체에는 개발 및 테스트 도구, RTOS(실시간 운영 체제)와 같은 소프트웨어만 제공하는 공급업체가 포함될 수 있습니다.{5}} FPGA, SoC 및 기타 펌웨어 제품도 제공하는 제품도 있습니다.
전반적으로 임베디드 시스템은 매우 성숙한 기술이며, 새롭고 더욱 강력한 프로세서의 지속적인 개발을 통해 이제 이 기술은 차세대 스마트 장치, 기계, 장비 및 공장을 지원할 수 있습니다. 임베디드 시스템은 산업용 사물 인터넷을 포괄하고 전체 산업의 디지털 전환을 지원하는 스마트하고 연결된 제품, 기계 및 시스템을 위한 핵심 구현 기술을 나타냅니다.
임베디드 공간의 주요 트렌드 중 하나는 산업 생산 시스템과 프로세스 플랜트를 디지털 기업의 일부로 만드는 데 도움이 되는 스마트 엣지 장치의 출현입니다. 센서 및 기타 계량 장치에 내장된 지능을 통해 데이터에 대한 액세스, 집계 및 분석을 통해 고급 분석을 지원함으로써 생산 시스템과 장비를 산업용 IoT 생태계 및 디지털 트윈의 일부로 만들 수 있습니다. 이는 자산 수명주기, 특히 운영 및 유지 관리 단계를 최적화하는 데 도움이 되는 핵심 지원 기술이 되고 있습니다.
비즈니스 기회를 활용하려면 클라우드 및 엣지 인프라 기술 제공업체 모두 수십억 개의 센서와 수만 개의 지능형 시스템을 지원하도록 지속적으로 확장해야 합니다. 엣지 장치는 연결되고 지능적이어야 합니다. 전체 임베디드 시스템 시장은 엣지 인텔리전스에 대한 엄청난 수요로 인해 크게 성장할 준비가 되어 있습니다. 성장하는 IoT 생태계와 산업 자동화가 예측 및 규정 분석을 기반으로 하는 사이버{3}}물리 시스템으로 꾸준히 발전하면서 결국에는 자율적 및 자가 치유 시스템이 탄생하게 될 것입니다.- 이는 임베디드 시스템 성장의 주요 산업 동인이 될 것입니다.
산업용 임베디드 시스템
임베디드 시스템은 수십 년 동안 항공우주 및 방위, 자동차, 의료 기기, 통신 및 산업 자동화와 같은 산업에서 주요 기술이었습니다. 프로세서 아키텍처가 발전하고 더 많은 컴퓨팅 성능이 시스템과 장치에 내장될 수 있게 되면서 이러한 시스템의 지능과 기능이 기하급수적으로 증가했습니다. 이로 인해 전통적으로 임베디드 시스템을 사용했던 제품이 더욱 스마트하고 강력해졌으며, 다른 산업(소비재, 가전제품, 스포츠 용품 등)의 제품도 스마트하고 연결되었습니다. 임베디드 시스템은 우리 삶의 거의 모든 부분에 필수적인 부분이 되어가고 있습니다.
자동차
현재 자동차 애플리케이션은 임베디드 시스템의 가장 큰 사용을 대표하며 앞으로도 수년간 가장 큰 부문으로 남을 가능성이 높습니다. 자동차에서 임베디드 시스템은 인포테인먼트, 안전, 운전자 인식, 유지 관리 및 차량의 전반적인 시스템 제어에 사용됩니다. 고급 내비게이션, 운전자 지원, 차량{2}}거리 통신 기능을 갖춘 차량 확장의 필요성은 임베디드 시스템에 대한 수요를 증가시킬 뿐입니다. 또한, 하이브리드 전기차, 전기차의 등장으로 지능형 시스템 제어가 확대되고 있습니다.
또한 새롭게 등장하는 완전 자율주행차에는 고도로 지능적인 시스템이 필요합니다. 오늘날의 차량에 내장된 시스템보다 훨씬 더 복잡합니다. 이러한 차량의 컴퓨팅 시스템은 내비게이션, 도로 및 차량 감지, 교통 패턴, 보행자 감지, 위험 인식 및 평가 등을 위한 여러 개의 복잡한 AI 소프트웨어 및 시스템을 실행해야 합니다. 이러한 컴퓨팅 및 인텔리전스 요구 사항을 충족하기 위해 임베디드 시스템용 차세대 프로세서가 개발되고 있습니다.
자동차 지능 임베디드 시스템
자동차 산업에서 AI 주제를 논의할 때 대부분의 사람들이 가장 먼저 떠올리는 것은 자율주행차입니다.- 무인 자동차를 개발하는 것은 매우 활발한 연구 분야이며, 가까운 미래는 아니더라도 이 기술이 미래에 교통의 실행 가능한 부분이 될 것이라는 점에는 의심의 여지가 없습니다. 그러나 오늘날의 현실은 인지 학습 알고리즘이 주로 효율성과 안전성을 향상하고 전통적인 수동 운전 차량 관련 프로세스에 가치를 추가하는 데 사용된다는 것입니다.
자동차 산업이 AI를 '운전'할 준비가 될 때까지 먼저 다양한 운전자 지원 기술을 갖춘 현재 생산 차량에 AI를 적용하려고 할 것입니다.{0}}AI는 연결된 차량에 고급 안전 기능을 제공하는 데 이상적으로 적합합니다. 오늘날 생산 라인에서 나오는 차량에 내장된 운전자 지원 기능은 차량이 완전히 자율화되기 전에 운전자가 AI에 대해 편안함을 느낄 수 있도록 도와줍니다.
AI는 수십 개의 온보드 센서를 모니터링하여 위험한 상황을 인식하고 차량을 자동으로 제동 및 제어하여 사고를 방지하고 다른 차량 내부 및 주변의 위험을 감지하고 운전자에게 경고할 수 있습니다.
현재 자동차 고객이 AI를 사용하고 있는 분야 중 하나는 예측 유지 관리를 위한 AI{0}} 기반 클라우드 서비스입니다. 기존 차량과 달리 연결된 차량은 엔진 표시등 점검 및 타이어 부족 경고를 통해 운전자에게 경고하는 것 이상의 역할을 할 수 있습니다. 많은 최신 모델에 내장된 AI 알고리즘은 수백 개의 센서를 모니터링하여 차량 작동에 영향을 미치기 전에 문제를 감지할 수 있습니다. 초당 수천 개의 데이터 포인트를 모니터링함으로써 AI는 구성 요소 오류나 오작동을 나타낼 수 있는 작은 변화를 감지할 수 있습니다.
헬스케어
헬스케어는 임베디드 시스템을 위한 가장 빠르게 발전하는 애플리케이션 중 하나입니다. 예를 들어, 휴대용 및 휴대용 치료 장치는 물론 활력 징후를 모니터링하는 데 사용되는 장치와 장비에는 임베디드 시스템이 광범위하게 사용됩니다. 심박수를 모니터링하거나 막힌 동맥을 식별하는 소형 임베디드 시스템을 통해 임베디드 기술은 복잡한 수술 절차에도 적용되었습니다.
의료 분야에 사용되는 임베디드 시스템의 반도체, 프로세서 및 칩의 물리적 크기는 줄어들었지만 지능과 기능은 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 이를 통해 차세대 의료 기기가 새롭고 혁신적인 방식으로 신체와 기관 내에서 작용하고 개입할 수 있게 될 것입니다. 작지만 강력한 장치는 웹- 기반 진단 센터에 연결된 모바일 장치를 통해 여러 환자의 상태를 원격으로 모니터링하고 확인할 수 있습니다.
가전제품
가전제품은 수십 년 동안 임베디드 시스템의 주요 시장이었지만 사물 인터넷(IoT)의 출현으로 시장은 새로운 중요성을 띠고 있습니다. 스마트 커넥티드 제품에는 새로운 설계 표준이 필요하며, 임베디드 인텔리전스가 주요 구성 요소가 되었습니다. 기업가 엔지니어는 자신이 설계하는 제품에 새로운 유형의 센서와 소프트웨어를 통합할 수 있습니다.
공장과 인프라의 기계와 자산을 연결하는 것의 가치는 특히 계획되지 않은 가동 중지 시간을 줄이고 운영을 최적화하는 것과 관련하여 잘 알려져 있습니다. 결과적으로 추적, 모니터링, 제어 및 조정을 위해 소비자 제품(스마트폰, 심박수 모니터링 장치, 스마트 가전제품, 조명, 보안 등)을 연결하는 데 엄청난 가치가 있을 것입니다. 이는 제품 사용자뿐만 아니라 향후 제품 디자인을 개선할 제품의 수명과 이러한 제품이 포함된 더 큰 시스템에도 적용됩니다.
빌딩 자동화
스마트 빌딩 및 HVAC용 자동화 시스템은 임베디드 소프트웨어 및 하드웨어는 물론 업계 전반을 활용하며 향후 몇 년 동안 빠르게 성장할 것입니다. 스마트 빌딩과 스마트 시티 시대로 접어들면서 임베디드 인텔리전스는 이러한 지능형 시스템의 필수적인 부분이 될 것입니다. 빌딩 자동화는 주로 환경 조건, 조명 및 접근 제어를 모니터링하고 유지하는 데 기반을 두고 있습니다. 시스템이 더욱 스마트해짐에 따라 스마트 빌딩 기능은 최적의 조건을 결정하는 예측 및 규정 시스템으로 확장될 수 있습니다. 결국 목표는 완전히 자율적인 자가 치유 시스템으로 전환하는 것입니다.{4}} 이러한 시스템은 인공 지능과 기계 학습을 기반으로 하며 모두 임베디드 지능을 기반으로 합니다.