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라즈베리파이3을 사용한 신속한 개발


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Raspberry Pi 기판은 모든 버전이 전문 개발자와 아마추어 개발자 모두에게 아주 유익한 도구로 사용되었다. Raspberry Pi Zero 같은 경우는 많은 관심을 얻기는 했으나 제품을 구하기가 어려웠다. 다행히도 설계자는 Pi 제품군 안에서 응용 제품 요구 사항을 충족하는 뛰어난 기능을 제공하는 여러 다양한 기판을 사용할 수 있다.
쿼드 코어 프로세서를 장착한 Raspberry Pi 3은 단일 코어 Pi Zero보다 두 배 더 많은 메모리를 제공한다. 작은 설계 실장 면적을 원하지만, Pi Zero의 성능에 실망한 개발자라면, Raspberry Pi Compute Module 3(CM3)에서 제공하는, Pi 3의 고성능과 Pi Zero에서 경험했던 신용 카드 크기의 실장 면적, 이 두 가지 기능에 만족할 것이다. 광범위한 애드온 하드웨어 기판과 쉽게 구할 수 있는 소프트웨어를 활용하면, 개발자는 Pi 3과 CM3을 가지고 다양한 응용 제품 요구 사항을 충족할 수 있는 충분한 준비를 갖추게 된다.

Raspberry Pi 구동 시작하기


Raspberry Pi 시스템은 공급업체, 제3자 개발업체, 사용자 자신이 점점 더 풍부한 소프트웨어 및 하드웨어 생태계를 활용하고 기여할 수 있도록 하는 강력한 오픈 소스 기반을 제공하고 있다. 처음에 Raspberry Pi 재단이 컴퓨팅 교육을 위한 저비용 플랫폼으로 개발한 Pi 하드웨어는 신속한 시제품 제작에 적합하고 또한 점점 내장형 컴퓨팅 플랫폼의 형태로 발전하며 저비용의 강력한 플랫폼으로 진화해 왔다.
Pi 소프트웨어는 비슷한 수준의 성능과 접근성을 제공한다. Pi 기판은 Raspbian을 실행한다. Raspbian은 Raspberry Pi 기판용으로 최적화된 GNU/Linux 운영 체제(OS)의 한 버전이다. 개발자는 Raspbian 설치 프로그램인 눕스(NOOBS)가 포함된 SD 카드를 Pi 기판의 SD 인터페이스에 삽입하고 단 몇 초 안에 익숙한 Linux 환경에서 시스템을 가동할 수 있다.
활동이 왕성한 Raspberry Pi 커뮤니티 덕분에, 특정 요구 사항을 가진 개발자는 여러 OS 중에서 데스크톱 Ubuntu, Ubuntu Core, Windows 10 IoT Core, Linux 기반 오픈 소스 미디어 센터(Open Source Media Center, OSMC) 및 RISC OS 등의 대체 OS를 선택할 수 있다. 이러한 배포판의 경우 개발자는 SD 카드에 다운로드한 이미지로 시스템을 로드하기만 하면 된다. 마지막으로, 소프트웨어 엔지니어는 다양한 프로그래밍 언어로 개발을 지원하는 풍부한 소프트웨어 라이브러리 세트를 활용할 수 있다.

Pi 슬라이스


하드웨어 레벨에서 Pi 하드웨어는 성능, 크기, 기능 면에서 몇 가지 주목할 만한 차이점을 보여주는 세 가지 주요 갈래로 발전했다(표 1). 최근에 채택된 작은 크기로 유명한 Pi Zero는 입문 단계의 기판으로 사용되며 저비용과 더 작은 실장 면적을 실현하기 위해 일부 기능적 요소를 포기했다. 대조적으로, Pi 3 및 내장형 버전 CM3은 고성능 쿼드 코어 프로세서와 대용량 메모리를 갖추고 있어 내장형 응용 제품에 필요한 견고한 하드웨어 플랫폼을 제공한다. 게다가 CM3은 성능이나 기능을 그대로 유지하면서 Pi Zero와 거의 동일한 실장 면적을 제공한다.
표준 하드웨어 인터페이스는 Raspberry Pi와 같은 플랫폼의 성공에 중요한 요소이다. Pi 3 및 Pi Zero를 포함한 최근의 Pi 기판은 동일한 40핀 인터페이스를 제공하며 그중 28개가 GPIO 핀으로 제공되고 다른 일부는 I2C, SPI 및 UART 연결(그림 1)을 위해 이중으로 제공된다. GPIO 핀과 함께 이 Pi 표준 인터페이스는 3.3V, 5V, 접지, EEPROM ID와 같은 다른 라인을 제공한다. 이렇게 공동으로 적용된 핀 배열 덕분에 Pi 사용자는 이 표준 인터페이스에 맞추어 제품을 개발하고 있는 제3자 공급업체의 광범위한 애드온 기판 세트를 구매할 수 있다.
그러나 Pi Zero 사용자의 경우 이 40핀 인터페이스가 PCB 상에 도금된 스루홀 형태로 제공되므로 사용자는 스루홀 커넥터 헤더에 압착 또는 납땜을 수행해야 한다. Pi 3의 경우, Pi Zero에서 지원하지 않는 Wi-Fi 및 이더넷 같은 용도의 커넥터와 마찬가지로 커넥터 헤더 자체가 표준이며(그림 2), 이는 표에 설명되어 있다.

애드온 하드웨어


Pi 인터페이스는 전력, 접지, GPIO를 제공하기 때문에 개발자는 개별 회로를 Pi 3 GPIO 인터페이스 핀에 직접 연결할 수 있다. 그러나 처음부터 회로를 배선하는 대신 Pi 플랫폼은 Pi 3 시스템의 기능을 확장하는 더 효과적인 방법을 제공한다. 여기서 Pi 3에 있는 40핀 헤더를 사용하여 HAT(Hardware Attached on Top, 상단 부착형 하드웨어) 형식으로 구성된 애드온 기판과 연결하는 표준 인터페이스를 제공한다. 이 간단한 전기/기계적 인터페이스를 이용하여 개발자는 개별 응용 제품에 특화된 기능을 기본 Pi 3 기판에 신속하게 장착함으로써 그 성능을 향상시킬 수 있다. 개발자는 Pi 호환 애드온 HAT를 40핀 커넥터에 눌러 끼워 넣기만 하면 되고 심지어 이러한 단일 인터페이스를 모두 공유하는 애드온 기판의 스택을 만들 수도 있다.
개발자는 상당한 양의 애드온 기판 풀을 이용할 수 있다. 예를 들어, Pi Sense HAT에는 방향 감지 또는 환경 감지 응용 분야에 필요한 모든 센서 세트가 포함되어 있다. 추가적으로, 사용자 피드백과 상호 작용을 위한 LED 매트릭스 및 5 버튼 조이스틱도 제공된다(그림 3).
Sense HAT는 그 자체로 정교한 서브 시스템이다. 기본으로 장착된 Microchip Technology의 8bit ATtiny MCU(ATTINY88)와 더불어, 이 애드온 기판은 STMicroelectronics의 LSM9DS1 관성 측정장치(IMU), STMicroelectronics의 HTS221 습도/온도 센서, STMicroelectronics의 LPS25HBTR 압력 센서를 포함하고 있다...(중략)

leekh@semiconnet.co.kr
(끝)
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