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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
초록· 키워드
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(국문초록)
안드로이드는 구글의 휴대폰용 오픈 소스 소프트웨어 플랫폼으로서 운영체제(OS, Operating System)부터 미들웨어, 그리고 자바(Java) 언어로 개발되는 중요 응용프로그램, 사용자 편의 인터페이스까지 모두 포괄하는 모바일 단말을 위한 소프트웨어 스택이다. 구글은 대부분의 안드로이드 소스 코드를 완전 개방하였고, 이에 따라 누구든지 안드로이드를 이용하여 제한 없이 안드로이드 기반의 모바일기기를 만들 수 있게 되었다. 안드로이드 플랫폼은 시스템 자원 및 각종 장치를 운용하는 리눅스 커널 위에 안드로이드 응용 프로그램을 실행하기 위한 자바 가상머신을 사용한다. 리눅스 커널 및 리눅스의 기본 시스템 서비스 응용들에 의해 제공되고 안드로이드 응용 소프트웨어에 특화된 서비스는 런타임 서비스 매니저라는 소프트웨어 컴포넌트와 Dalvik 가상머신을 중심으로 한 서비스에 응용 프로그램을 구현 가능하게 한다.
임베디드 시스템(Embedded System)은 프로세서, 메모리 장치, 각종 입출력장치와 같은 하드웨어와 그 하드웨어를 제어하기 위한 소프트웨어가 탑재되어 동작한다. 마이크로프로세서는 저렴한 가격과 작은 크기로 이전에는 경제성이 없던 구조를 설계 가능하게 함으로써 컴퓨터 설계 기법에 있어 변혁을 가져오게 했다. ARM 프로세서는 1990년대 말부터 간단한 명령어를 사용하여 개발환경이 비교적 간단하고, 전력소모가 작아서 휴대폰이나 PDA와 같은 개인용 휴대 단말기에 많이 사용되고 있다. ARM Cortex-A8 프로세서는 ARM11 이후 새롭게 선보인 차세대 저전력, 고성능 마이크로 프로세서이다. 기존 ARM 프로세서가 갖는 특징인 성능 대비 전력 소모에 대한 최적화를 이루었고, 다양한 기능들이 추가적으로 적용되었다.
본 논문에서는 오픈 모바일 플랫폼인 안드로이드를 기반으로 하는 ARM Cortex-A8 Core를 사용한 SAMSUNG의 S5PV210 CPU를 장착한 임베디드 시스템을 개발함으로서 효율적인 산업용 제어를 가능하게 하는 MPU 모듈 및 Base 보드를 설계 제작하여 구현하였다. 또한 ARM Cortex-A8 프로세서를 기반으로 한 MPU 모듈과 Base 보드의 USB 포트를 통해 온도 및 습도 센서가 장착된 임베디드 시스템을 설계하고, SODIMM(small outline dual in-line memory module) 규격의 빌드업 방식으로 PCB 디자인된 MPU 모듈과 Base 보드를 분리하는 방식으로 생산단가를 낮추고, 추후 다른 MPU 모듈로 유지보수와 교체가 용이하게 하였다. CAN 통신 모듈에 수신된 온도 및 습도 데이터는 안드로이드 OS기반의 리눅스 커널을 통해 안드로이드 응용 계층의 네이티브 앱과 HTML5를 적용한 온도 및 습도 센서 모니터링 응용프로그램을 구현함으로서 본 논문에서 개발한 임베디드 플랫폼 설계의 적합성 및 타당성을 검증한다.
안드로이드는 구글의 휴대폰용 오픈 소스 소프트웨어 플랫폼으로서 운영체제(OS, Operating System)부터 미들웨어, 그리고 자바(Java) 언어로 개발되는 중요 응용프로그램, 사용자 편의 인터페이스까지 모두 포괄하는 모바일 단말을 위한 소프트웨어 스택이다. 구글은 대부분의 안드로이드 소스 코드를 완전 개방하였고, 이에 따라 누구든지 안드로이드를 이용하여 제한 없이 안드로이드 기반의 모바일기기를 만들 수 있게 되었다. 안드로이드 플랫폼은 시스템 자원 및 각종 장치를 운용하는 리눅스 커널 위에 안드로이드 응용 프로그램을 실행하기 위한 자바 가상머신을 사용한다. 리눅스 커널 및 리눅스의 기본 시스템 서비스 응용들에 의해 제공되고 안드로이드 응용 소프트웨어에 특화된 서비스는 런타임 서비스 매니저라는 소프트웨어 컴포넌트와 Dalvik 가상머신을 중심으로 한 서비스에 응용 프로그램을 구현 가능하게 한다.
임베디드 시스템(Embedded System)은 프로세서, 메모리 장치, 각종 입출력장치와 같은 하드웨어와 그 하드웨어를 제어하기 위한 소프트웨어가 탑재되어 동작한다. 마이크로프로세서는 저렴한 가격과 작은 크기로 이전에는 경제성이 없던 구조를 설계 가능하게 함으로써 컴퓨터 설계 기법에 있어 변혁을 가져오게 했다. ARM 프로세서는 1990년대 말부터 간단한 명령어를 사용하여 개발환경이 비교적 간단하고, 전력소모가 작아서 휴대폰이나 PDA와 같은 개인용 휴대 단말기에 많이 사용되고 있다. ARM Cortex-A8 프로세서는 ARM11 이후 새롭게 선보인 차세대 저전력, 고성능 마이크로 프로세서이다. 기존 ARM 프로세서가 갖는 특징인 성능 대비 전력 소모에 대한 최적화를 이루었고, 다양한 기능들이 추가적으로 적용되었다.
본 논문에서는 오픈 모바일 플랫폼인 안드로이드를 기반으로 하는 ARM Cortex-A8 Core를 사용한 SAMSUNG의 S5PV210 CPU를 장착한 임베디드 시스템을 개발함으로서 효율적인 산업용 제어를 가능하게 하는 MPU 모듈 및 Base 보드를 설계 제작하여 구현하였다. 또한 ARM Cortex-A8 프로세서를 기반으로 한 MPU 모듈과 Base 보드의 USB 포트를 통해 온도 및 습도 센서가 장착된 임베디드 시스템을 설계하고, SODIMM(small outline dual in-line memory module) 규격의 빌드업 방식으로 PCB 디자인된 MPU 모듈과 Base 보드를 분리하는 방식으로 생산단가를 낮추고, 추후 다른 MPU 모듈로 유지보수와 교체가 용이하게 하였다. CAN 통신 모듈에 수신된 온도 및 습도 데이터는 안드로이드 OS기반의 리눅스 커널을 통해 안드로이드 응용 계층의 네이티브 앱과 HTML5를 적용한 온도 및 습도 센서 모니터링 응용프로그램을 구현함으로서 본 논문에서 개발한 임베디드 플랫폼 설계의 적합성 및 타당성을 검증한다.
목차
- 목 차목 차 ⅰ그림목차 ⅲ표 목 차 ⅴ국문초록 ⅵ1. 서 론 12. 안드로이드 플랫폼 4가. 안드로이드 개요 4나. 안드로이드 플랫폼 계층 구조 6다. 안드로이드 커널 111) 안드로이드용 리눅스 커널 패치 112) 안드로이드 라이브러리 계층 133) 안드로이드 Runtime 184) 애플리케이션 프레임워크 193. 임베디드 시스템 21가. 임베디드 시스템의 구성 21나. 프로세서 23다. 프로세서의 종류와 구조 25라. 시스템 버스 294. ARM 아키텍처 30가. ARM 프로세서의 특징 30나. RISC의 특징 31다. ARM 기반 임베디드 시스템 아키텍쳐 341) ARM 버스 기술 352) ARM 프로세서 구조 363) 레지스터 384) 프로세서 상태 및 명령어 세트 445) ARM 프로세서의 버전별 특징 47라. ARM Cortex-A8 521) ARMv7 아키텍처 핵심 기술 522) Cortex-A8 마이크로 아키텍처의 특징 533) Cortex-A8 마이크로 아키텍처의 기능 565. 안드로이드 기반의 임베디드 시스템 설계 59가. 임베디드 하드웨어 구성 59나. MPU 모듈과 Base 보드 구조 및 특징 631) MPU 모듈 632) Base 보드 706. 커널 컴파일 및 소프트웨어 개발 환경 74가. U-Boot 빌드 74나. Kernel 빌드 81다. Android 빌드 83라. USB OTG 전송 887. 네이티브 앱과 HTML5를 이용한 응용프로그램 구현 92가. 네이티브 앱을 이용한 응용 프로그램 구현 92나. HTML5를 이용한 응용 프로그램 구현 1018. 결 론 106참고문헌 108영문초록 113감사의 글 115
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