임베디드 로드맵

C 언어

임베디드 펌웨어의 대부분은 아직도 C로 짭니다. 포인터와 비트 연산이 손에 익어야 그다음이 열립니다.

변수와 자료형
연산자와 형변환
제어문
함수와 스코프

자료구조와 알고리즘

MCU에는 메모리가 수십 KB뿐입니다. 어떤 구조로 데이터를 쌓느냐가 곧 안정성입니다.

시간과 메모리 복잡도
링 버퍼
큐와 스택
연결 리스트와 메모리 풀

디지털 논리

타이머, SPI, 레지스터는 전부 디지털 회로입니다. 원리를 알면 데이터시트의 타이밍 그림이 읽힙니다.

2진수, 16진수, 2의 보수
논리 게이트와 불 대수
조합 회로
플립플롭과 레지스터

컴퓨터구조

메모리 맵과 인터럽트의 원리를 알아야 데이터시트와 레퍼런스 매뉴얼이 읽힙니다.

폰 노이만과 하버드 구조
CPU 내부 구조
파이프라인
메모리 계층

하드웨어

5과목 · 44개 주제

회로이론

모든 하드웨어 이해의 출발점입니다. 전압은 기준점이 있어야 잴 수 있고, 그 기준점이 그라운드입니다.

전압, 전류, 저항
옴의 법칙과 전력
키르히호프 법칙
직렬, 병렬, 전압 분배

전자회로

MCU 핀 하나로는 모터도, 센서도 바로 다룰 수 없습니다. 그 사이를 잇는 회로가 전자회로입니다.

반도체와 PN 접합
다이오드 종류
BJT 스위치
MOSFET 스위치

실무 회로소자

회로도에 그린 저항 하나도 정격, 공차, 패키지를 골라야 실제 보드가 됩니다.

저항 고르기
커패시터 종류
인덕터와 페라이트 비드
크리스털과 오실레이터

PCB 설계

회로를 알아도 배치와 배선이 나쁘면 보드는 동작하지 않습니다.

회로도 그리기
부품 배치 전략
배선 폭과 전류
그라운드와 전원 플레인

6개 주제

계측과 디버깅 장비

눈에 보이지 않는 전압과 신호를 보는 눈입니다. 디버깅의 절반은 측정입니다.

멀티미터
오실로스코프
로직 분석기
전원 공급기와 전자 부하

펌웨어

5과목 · 48개 주제

기계어와 어셈블리

하드폴트가 났을 때, 최적화가 코드를 바꿨을 때, 결국 봐야 하는 건 기계어입니다.

명령어 한 줄의 정체
Thumb 명령어 읽기
레지스터와 호출 규약
C와 어셈블리 대조

MCU 펌웨어

레지스터 한 비트가 핀을 켜고, 타이머를 돌리고, 모터를 움직입니다. 임베디드 개발의 본체입니다.

개발 환경
레지스터 제어와 HAL
GPIO
클럭 트리

통신 프로토콜

요즘 기기 중에 혼자 동작하는 것은 거의 없습니다. 통신이 곧 시스템입니다.

직렬통신 기초
UART
RS-232, RS-422, RS-485
SPI

RTOS

할 일이 많아지면 무한 루프 하나로는 감당이 안 됩니다. 실시간 운영체제가 그 답입니다.

슈퍼루프의 한계
태스크와 스케줄러
우선순위와 선점
세마포어와 뮤텍스

펌웨어 설계와 품질

현업 펌웨어는 몇 년씩 여러 사람이 고칩니다. 동작하는 코드와 유지되는 코드는 다릅니다.

계층 구조
모듈화와 인터페이스
코딩 규칙
단위 테스트

응용

6과목 · 52개 주제

제어공학

모터, 드론, 온도 조절기. 원하는 값을 정확히 따라가게 만드는 모든 것이 제어입니다.

개루프와 폐루프
시스템 모델링
라플라스 변환과 전달함수
블록선도

센서와 신호처리

센서 값은 늘 흔들립니다. 그대로 쓰면 제어도, 판단도 흔들립니다.

센서 기초
샘플링과 앨리어싱
디지털 필터
칼만 필터 기초

전력전자

충전기, 인버터, 모터 드라이버. 큰 전력을 다루는 기기는 모두 전력전자입니다.

스위칭의 원리
벅 컨버터 설계
부스트와 벅부스트
손실과 발열

모터 제어

로봇, 드론, 전기차. 움직이는 모든 것에는 모터와 그 모터를 제어하는 펌웨어가 있습니다.

전자기 기초
DC 모터와 H 브리지
스텝 모터
서보 모터

임베디드 리눅스

화면, 네트워크, 카메라가 필요한 기기는 MCU 대신 리눅스를 씁니다.

리눅스와 셸 기초
크로스 컴파일
부트 과정
디바이스 트리