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IT 기획시리즈 – 임베디드 소프트웨어 ③

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Mobile 用 범용 OS 기술 개요

1. 서 론

최근에 단말에 사용되는 chip 의 고도화에 따라 H/W 의 성능이 범용 OS 를 수용할 만큼의

수준이 되었으며, 또한 안드로이드라는 OHA 단체의 리눅스 플랫폼을 통한 서비스 패키지가 이

슈화 되면서 모바일 환경에서도 범용 OS를 고려할 필요가 대두되었다. 여기서 플랫폼이란 응용

프로그램이 수행되는 소프트웨어적인 기반환경을 말하며 특히, 모바일 플랫폼이라 함은 애플리

케이션을 위한 소프트웨어적인 기반환경이면서 이동통신 단말에서 구동되는 환경으로 정의한다.

플랫폼의 종류에는 무선 인터넷 플랫폼, 애플리케이션 실행환경, 애플리케이션 플랫폼, 서비스

및 콘텐츠 실행환경, 단말 소프트웨어 플랫폼, 칩셋 소프트웨어 플랫폼 등이 있다. 단말기의 특

성에 따라 단말기를 구성하는 플랫폼이 다르고 플랫폼의 계층과 구성요소가 다르다. 이 고는 어

떤 종류의 모바일 플랫폼이 현존하고 있는지를 살펴보고, 그 각각의 특성을 비교하여 이에 따리

단말기의 특성에 맞는 범용 OS를 선택하는데 참고할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

2. 플랫폼의 구분

(그림 1)은 모바일 분야의 2006년 Hype Cycle을 보여주고 있다. Global market을 대상으

로 한 것이므로 국내 사정과는 다소 다를 수 있으나, Windows Mobile, Symbian 같은 범용 OS

와 이를 기반으로 한 스마트폰이 시장에서 자리를 잡아가고 있으며 몇 년 내 급속히 성장해 모

바일 시장을 주도할 것으로 예상된다. Java는 일부 서비스에 한정되어 사용되어 왔으나 지금은

IT 기획시리즈 임베디드 소프트웨어 ③

1. 서론

2. 플랫폼의 구분

3. 범용 OS 현황

4. 결론

김종득

엘지텔레콤 단말플랫폼팀 차장

[email protected]

* 본 컬럼은 엘지텔레콤 단말플랫폼팀에서 작성한 내용입니다. 본 내용과 관련된 사항은 엘지텔레콤 단말플랫폼팀

김종득 차장(☎ 02-2005-7436)에게 문의하시기 바랍니다.

** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITA의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.

주간기술동향 통권 1346호 2008. 5. 14.

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단말 서비스 전체를 대상으로 하는 플랫폼으로 확장되고 있다. 화상통화, SIP 기반 Push-to-

Talk 등은 아직 서비스 초기지만 향후 모바일 환경의 보편적인 서비스로 자리를 잡을 것으로 예

상하고 있다. (그림2)는 feature에 따라 handset을 분류하고 이를 다시 layered architecture에

(그림 2) 플랫폼의 계층적 구분

(그림 1) Hype Cycle for Wireless Hardware, Software and Services


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따라 플랫폼의 영역을 계층적으로 분류한 후 다양한 플랫폼 소프트웨어들이 어느 영역을 target

으로 삼고 있는지를 보여주고 있다. 각 플랫폼은 상하좌우 영역을 확대해 나가고 있다.

플랫폼을 개방성 기준으로 Handset segmentation 별로 분류하면 (그림 3)과 같다. Smart

phone은 Advanced OS를 요구하므로 Linux, Windows Mobile, Symbian등 Open OS 계열의

플랫폼이 대부분이다. Proprietary OS로는 RIM사의 Blackberry OS가 있는데, Blackberry의

모바일 비즈니스 애플리케이션이 북미 시장을 선점한 반면에 OS 자체의 기능은 다른 제품에 비

해 다소 떨어진다고 볼 수 있다.

3. 범용 OS 현황

가. 리눅스

대표적인 Open Source Operating System 으로, 차세대 단말 OS 로 주목 받고 있다. 여기서

언급하는 Linux 는 일반적으로 Kernel(Process Scheduler, Controller)를 의미하며, 실제 서비스

가 구동되는 Application Platform 은 다양하게 존재 한다. 기존범용 Linux OS 를 Embedding

System에 올릴 수 있도록 모듈화한 Embedded OS로 3rd Party HW 의 Linux Device Driver

를 조합한 것이다.

Linux는 Source 코드가 공개되어 있어 누구나 쉽게 접근할 수 있다. Linux가 Open Source

(그림 3) 플랫폼별 개방성 수준

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를 표방하고는 있지만, 공개된 Embedded Linux 커널은 휴대폰을 만드는데 필요한 모바일 플랫

폼의 일부에 불과하다. 완전한 모바일 플랫폼을 만들기 위해서는 수많은 소프트웨어 구성요소가

추가되어야 하고 이들은 대부분 공개되어 있지 않다. 이 때문에 수많은 모바일 리눅스 개발자

커뮤니티가 난립하게 되었고 이를 표준화하기 위한 여러 개의 표준화 단체가 활동하고 있다.

나. 안드로이드

Google에서 개발 중인 Linux OS 기반의 개방형 휴대폰용 플랫폼으로 OHA(Open Handset

(그림 4) 리눅스 플랫폼 구조

M ain Launcher (M ain U I P latform )

ProcessM anager

Linux Kernel

App

M em oryM anager

DeviceDriver

INET &Netw ork P /L

Netw orkI/F Drivers

Hardw are

App Lib

CPU, M em ory, D ispla y, Console, ..M ain Launcher (M ain U I P latform )

ProcessM anager

Linux Kernel

App

M em oryM anager

DeviceDriver

INET &Netw ork P /L

Netw orkI/F Drivers

Hardw are

App Lib

CPU, M em ory, D ispla y, Console, ..

<자료>: http://www.openhandsetalliance.com/index.html

(그림 5) 안드로이드 플랫폼 구조


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<표 1> 안드로이드 요소별 기능

구성요소 상세 구성요소 기능 설명

Email 이메일 애플리케이션

SMS Program SMS를 통한 메시지 송수신을 지원하는 애플리케이션

Calendar 일정 디스플레이 및 관리 애플리케이션

Map 위치 정보를 맵 상에 디스플레이, 검색 등을 지원하는 애플리케이션

Browser HTTP 기반의 인터넷 서비스 중 인터넷 검색을 지원하는 애플리케이션

Contacts 주소록을 저장 관리하는 애플리케이션

Application

Others 기타 애플리케이션

Activity Manager 애플리케이션의 생명주기를 관리하며 네비게이션 스팩을 관장함

Window Manager 윈도의 모양이나 크기 등을 관리하는 윈도 클라이언트 프로그램

Content Providers 다른 애플리케이션의 데이터에 저속하게 허용하거나 자신의 데이터를 공유하게 함

View System 리스트, 텍스 박스, 버튼 등 애플리케이션 제작을 용이하게 하는 UI 세트

Notification Manager 콜 수신, 메시지 수신, 시스템 상태 변화 네트워크 시그널 등 이벤트 방생을 애플리케

이션에 알리거나 상태바에 디스플레이 하는 관리자

Package Manager 패키지의 설치, 제거 등을 지원하는 관리자

Telephony Manager 음성 및 영상 통화 제어, 통화 요구 정보 관리, SIM/USIM 관리

Resource Manager 애플리케이션의 동작을 위한 자원 할당 및 해제 관리자

Location Manager 단말기에 대한 위치확인을 지원하는 관리자

Application

Framework

XMPP Service XMPP 기반의 표준 인스턴트메신저 서비스 및 Presence를 지원하는 서비스

Surface Manager 다수 애플리케이션의 2D, 3D 그래픽을 합성하고, 다른 서브 시스템에 접근하는 것을

관장

Media Framework 여러 음성, 영상 포맷의 재생과 기록을 지원하는 라이브러리

SQLite 경량 관계형 데이터베이스 엔진

OpenGL ES OpenGL ES 1.0 스팩 기반의 2D, 3D 그래픽 라이브러리 제공

Free Type 비트맵 및 벡터 방식의 폰트 렌더링 제공

Webkit 오픈 소스 웹 브라우저 엔진

SGL 2D 그래픽 엔진

SSL 브라우저와 서버간의 통신에서 정보를 암호화함으로써 정보의 내용을 보호하는 보안

솔루션

Libc 임베디드 리눅스 기반의 장비에 최적화한 표준 C시스템 라이브러리

Core Libraries 주요 기능을 제공하는 자바 언어 기반의 핵심 라이브러리

Middleware

Dalvik Virtual

Machine

장비가 다수의 VM을 효과적으로 동작시킬 수 있도록 만들어진 VM, 쓰레딩 및 저수

준 메모리 관리는 리눅스 커널에 의존함

Display Drier 디스플레이 드라이버

Camera Driver 카메라 장비를 지원하는 드라이버

Bluetooth Driver 블루투스를 지원하며 파일 교환, 네트워크 장치, 리모콘 등의 입출력을 지원

Flash Memory Driver 플래시 메모리를 관리하고, 일반 FS처럼 사용하기 위한 MTD 기능 지원

Binder(IPC) Driver 프로그램과 타 프로그램과의 인터페이스 제공을 통해 Interprocess communication

을 지원

USB Driver USB에 기반한 대용량 스토리지, 호스트 네트워크 등을 지원하는 드라이버

Keypad Driver 표준 입력기의 일종인 키패드의 입력처리를 지원하기 위한 드라이버

Wi-Fi Driver Wi-Fi 드라이버

Audio Drivers 오디오 코덱 제공을 통해 음성 재생, 음악 재생 등을 지원하는 드라이버

Kernel

Power management 단말기 및 내부 컴포넌트 등의 전력을 통제하는 관리자

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Alliance)를 구성하여 구글 서비스에 최적화된 폰 출시를 목표로 한다. UI, Application Layer 개

발은 Google이 주도, 그 밖의 Kernel 개발은 GPL 진영의 소스를 이용하여 개발한다. Android

플랫폼은 단말기를 위한 소프트웨어 스택으로 OS, 미들웨어, 주요 애플리케이션으로 구성된다.

애플리케이션은 자바 언어를 사용하는데 버츄얼 머신은 Linux 커널 위에서 돌아가는 Dalvik 이

다. 컴포넌트의 재사용과 교체가 가능한 Application framework 으로 모바일 디바이스에 최적

화된 Dalvik virtual machine이다. (그림 5)의 구조를 보면 오픈소스의 Webkit엔진 기반의 통

합된 브라우저이며, 2D 그래픽 및 OpenGL ES1.0 스팩 기반의 3D를 지원하는 최적화된 그래

픽(옵션으로 하드웨어 가속 지원)이 지원되며 아래의 기능을 제공한다.

구조화된 데이터를 지원하는 SQLite, 오디오, 비디오 지원(MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR,

JPG, PNG, GIF),GSM, Bluetooth, EDGE, 3G, WiFi,Camera, GPS, compass, accelerometer에

뮬레이터, 디버거, 메모리 및 성능파일 포함된 통합개발 환경이 제공된다.

<표 1>은 안드로이드의 구성요소별 상세 기능 설명을 나타내고 있다.

다. LiMo

LiMo(Linux Mobile)는 2007 년 Motorola, NEC, NTT DoCoMo, Panasonic Mobile

Communications, Samsung, Vodafone 등 모바일 기술 리더들이 설립한 Open Linux-based

software Platform 개발 협회이다. OEM, 오픈 소스 공동체가 공헌하는 애플리케이션 코드를 통

합하고 관리할 추가 툴을 공급한다. <표 2>는 LiMo의 특징을 간략히 보여주고 있으며, (그림6)

은 그 구조를 보여주고 있다.

<표 3>은 LiMo의 구성요소별 상세 기능 설명을 나타내고 있다.

<표 2> LiMo 특징

분류 LiMo 특징

활동 목적 Linux기반의 모바일(핸드폰) 개발 환경 표준화

표준화 활동 상황 NTT Docomo 의 Linux 단말 개발을 위한 표준 요구 사항을 기반으로 하여 단말 제조사와 다른 이통사의 요구 사항을 반영하는 방식으로 진행함.

표준 활동 개방 여부 NTT Docomo의 요구 사항 중심

표준 단말 요구 사항 문서 08. 3월 배포 예정 (SDK)

상용화 적용 단말 여부 NTT Docomo (MWC 2008 출시 모델 데모)

개발용 SDK 제공 여부 제공 예정


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<자료>: Supplementary Technical Document

(그림 6) LiMo 플랫폼 구조

<표 3> LiMo 구성 요소별 기능


Application N/A - 사용자 입력 및 디스플레이 관련 상태 로직을 유지함 - 미들웨어 내의 데온 및 객체를 참조할 수 있음

Application Manager Framework

N/A - 애플리케이션 구동 - 사용자 입력값 수신 - 안전한 패키지 설치

Application UI Framework

N/A - 사용자 인터페이스의 정의 - GTK+ 등을 통한 디스플레이

Registry - 키나 특정 값 등을 저장하기 위한 공산 - 트리 형태로 구현되어 여러 데이터 형을 지원 - 데이터 접근 관리 지원

Conflict Management

- 공유 자원에 대한 동시 접근 문체 해결 - 애플리케이션 영역과 시스템 영역에서의 동시 접근 문제 해결

Event Dellvery/IPC

- 임의의 다수의 등록자에게 상태 정보를 전달 할 수 있도록 메시징 기능 수행

- 서비스 구동 및 종료, 배포 및 설정, 클라이언트와 서버간 통신 기능(IPC)을 제공

Security Framework - 콘텐츠 및 애플리케이션 접속에 대한 스캔 기능 제공

Middleware

Telephony Framework

- 네트워크 등록, 음성 및 영상 통화 제어, 통화 요구 정보관리, SIM/USIM 관리

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라. 심비안

1998년6월 설립된 영국의 Symbian사가 그 소유권을 가지고 있는 Date-Enabled 2G, 3G

용 스마트폰을 위한 단말 운영체제이다. 다양한 Application Engine을 가지고 있으며 아래의 기

능들이 지원된다. (그림 7)는 심비안의 구조를 보여주고 있다.

WAP 1.2.1을 지원하는 WAP Stack, POP3, IMAP4, SMTP, MHTML, Attachment, Fax 등


Networking Framework

- 연결을 위한 송수신 IP 획득 - 데이터 통신 관리

Messaging Framework

- 계정 및 프로파일 관리 - SMS, MMS 등을 통해 메시지 송수신

Multimedia Framework

- 음성, 영상, 비디오 등의 재생 및 캡처 지원 - 여러 포맷 지원

DRM Framework - 디지털 콘텐츠에 대한 사용 및 접근 제한 기능 제공

Database - 데이터 레코드의 생성, 질의, 갱신, 삭제 등 ACID(Atomic

Consistent Isolation Durabel) 기반 데이터 관리 제공

Other Framework - 향후 추가될 기타 서비스

Linux Kernel - 메모리 및 CPU 관리, 클럭 관리, 프로세서 관리, 파일 시스템,

콘솔 핸들링, IPC, 네트워크 통신 지원

Device Drivers - 장비의 고유 기능을 지원하기 위한 드라이버 지원 Kernel

Modem Interface - 모뎀 장비의 메시지 및 데이터 통신을 위한 인터페이스

Modem N/A - 공중파를 통한 네트워크 접속 기능 제공

(그림 7) 심비안 플랫폼 구조


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을 이용한 MMS, EMS, SMS, Image Conversion, Playback, Streaming, Recording이 가능한

Video, Audio, GPRS, UMTS Network을 위한 TCP/IP(Dual mode IPv4/v6), WAP, Bluetooth,

USB 등의 Communication Protocol, C++, Java(J2ME) MIDP 2.0, Personal-Java 1.1.1a,

WAP, Web을 이용한 프로그래밍 및 Contents 개발, Full Keyboard, Keypad, Voice, Handwriting

Recognition, Predictive Text Input기능이 있다.

마. S60

Symbian OS를 포함한 Nokia 단말 개발 환경으로 C++, Java 애플리케이션 개발 플랫폼이

다. S60은 UI Framework일 뿐만 아니라 단말 구성에 필요한 주요 App를 모두 제공하는 미

들웨어 엔진이다. 단말 제조사들에게 S60 모바일 애플리케이션 플랫폼을 패키징해 공급한다.

(그림 8)은 S60의 구조를 보여주고 있다. 대부분의 주요 폰 Apps을 제공(idle-screen, dialler,

application launcher or menu screen, contacts, calendar, inbox, browser shell and settings

screens)하며, 다양한 그래픽 Components, Apps Manager 및 Apis 제공되고, Massaging Engine,

WAP/WEB renderers, Codec, security Library 제공과 Device Controling 및 Process

Scheduling 이 가능하다

바. Windows Mobile

Windows Mobile 은 MicroSoft 사에서 제작한 모바일 디바이스용 플랫폼으로 Windows CE

OS 위에 .NET Compact Version을 올린 것이다. Windows Embedded CE, Windows Embedded

(그림 8) S60 플랫폼 구조

주간기술동향 통권 1346호 2008. 5. 14.

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XP, Windows Embedded for pointing of service가 있다. Visual Studio 통합 개발 환경과 연

동하여 개발이 용이하고, Native 헤더 파일 및 다양한 라이브러리 파일들을 제공하며 커널, 미들

웨어와 AEE, Application Suite 사이에 완벽한 소프트웨어 스택을 지원한다. <표 4>는 상용화된

폰을 보여주고 있다. (그림 9)는 Windows Mobile의 구조를 보여주고 있다

사. iPhone

MAC OS X 를 포함한 애플의 단말 플랫폼으로 터치 스크린과 같은 혁신적인 UI 제공으로

<표 4> W.M 상용화 현황

Platform OEM/Model SKT KTF(KT) LGT Ver.

Samsung M-450/4500 ○ ○ 5

Samsung M-8100/8200 ○ 5

Samsung M-4650 ○ 6

BlueBird BM-500 ○ 6

Samsung M-470/4700 ○ ○ 6

HP×2 Model ○ ○ 6

? 검토 중 6

Professional

? 검토 중 6

Standard Samsung M-620/6200 ○ ○ 5

Classic LGE KC1 ○ 5

(그림 9) W.M 플랫폼 구조


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2007년 출시 후 폭발적인 반응을 보임. Apple의 폐쇄적인 개발 구조로 네트워크, 컴퓨터, IPOD

와의 쉬운 데이터 연동이 가능하다.

아. JAVA

프로그래밍 언어이면서 Java 애플리케이션 실행환경이고 동시에 Java기반의 다양한 솔루션

을 포함하는 플랫폼이다. Java 프로세서+Java OS+Java 솔루션(미들웨어)+Java 애플리케이션

으로 구성이 가능하지만 사업자나 단말 제조사가 이렇게 구성한 단말의 시장성을 높게 보지 않

으므로 Java VM을 OS나 자체 플랫폼 위에 올려서 사용하며, Java의 확장 규격에 API 호환성

이 없다. Write Once, Run Anywhere라는 개념을 갖고 있으나 단말 대당 royalty+연간 MSA

BPK licensee fee 를 지급해야 한다.

<표 5> iPhone 특징

Developer/Manufacturer 애플社

License/Biz Model Proprietary/H/W(휴대폰)

공개 정책/개발 Tool 일부 공개/Xcode(유료)

기술(언어) AJAX, Cocoa/OpenGL

(그림 10) iPhone 플랫폼 구조

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자. JAVA FX Mobile

기존 자바 플랫폼(J2SE, J2ME CLDC/MIDP)에 Telephony Framework, Phone Application

포함하여 패키징된 자바 모바일 플랫폼 Savaje Technologies에서 개발된 자바 기술로 SUN에

서 인수하여 Script Language, Phone Applications, Framework을 구성하여 Mobile Platform

을 구성 이동통신 사업자나 제조사에 직접 제공하는 Business Model 을 검토중이다. Linux-

Based Platform으로 HW는 ARM core에 Java Swing UI Platform을 사용하고 Rich Application

Supported Script Language를 사용하는 Phone Application, Telephony Framework이다.

(그림 11) JAVA

(그림 12) JAVA FX Mobile


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4. 결론

Proprietary OS(또는 Platform)는 단말 벤더들의 독자적인 플랫폼이므로 플랫폼의 목표에

따라 기능의 차이가 크다. Proprietary OS는 작은 Size와 저사양의 handset에서 동작할 수 있

도록 만들어졌고 다양한 HW 칩셋에 효과적으로 대응하기 위해 발전해 왔다. 최근에는 멀티미

디어 기능과 비즈니스 애플리케이션 지원을 강화하기 위해 많은 미들웨어 기능을 추가하고 있고,

Feature에 의해 정의된 User segment에 대해 최적화된 플랫폼을 구성할 수 있게 한다.

Windows Mobile, Symbian, Linux, SaveJe는 Smart phone 영역에 위치하며 Windows를

제외하고는 계층구조의 SW에서 전체 계층을 포함하지 못한다. Smartphone용과 Pocket PC용

두 종류가 있다. 이 두 버전의 소스와 기능은 80~90%가 동일하며, Application Suite와 UI 프

레임워크의 일부분이 상이하다. Windows Embedded 제품은 MS 의 OS 를 임베디드 장치용으

로 사용할 수 있도록 제공한다.

현재 표준 Linux 는 실행환경조차도 없으므로 단말 벤더들은 제품을 빠르게 시장에 내놓기

위해서 상용 리눅스 솔루션을 구매하게 된다. 이 시장은 빠르게 성장하고 있다.

LiMo 는 모든 사업자(통신사업자, 제조사)들이 각기 다른 제품, App, 서비스를 균형과 투명

성이 보장된 무선 기기를 개발할 수 있도록 Open Platform 을 구현하였다. 모바일 소프트웨어

공급업체들은 자체적인 부가가치 기술 개발에 주력할 수 있으며, 개발자들은 개방 소스 환경 내

에서 프로그래밍 모델들을 시도하고 작업할 수 있다.

심비안은 높은 사용 로열티를 내야 하나 하드 리얼 타임을 지원하는 멀티쓰레딩이 가능하고,

최근 CPU에 대한 지원과 호환이 된다.

JAVA 는 J2ME CLDC/MIDP 는 OMA, 3GPP 등에서 표준으로 채택되었고, 전세계 30 여

carrier 에서 채택하는 등 가장 널리 사용되고 있는 플랫폼이다.

<참 고 문 헌>

[1] http://www.omg.org/gettingstarted/

[2] Gartner 보고서, 2006. 6.

[3] Wireless Personal Area Network, Near Field Communication

[4] www.nokia.com

[5] ROA Group Korea. ‘최근 부각되고 있는 스마트폰에 대한 재조명과 전망’, 2006. 11.

[6] http://www.microsoft.com/korea/windows/embedded/

[7] QUALCOMM Roadmap

주간기술동향 통권 1346호 2008. 5. 14.

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[8] http://www.symbian.com/developer

[9] www.informa.com

[10] 임베디드 월드

[11] www.wikipedia.org

[12] www.opengroup.org

mobile用 범용 os 기술 개요 - egloospds9.egloos.com/pds/200805/16/69/134603.pdf ·...

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