임베디드 시스템 설계와 구현
임베디드 설계부터 디버깅까지 한 흐름으로 배우기 (MCU, 인터럽트, GPIO, UART)
지식이야기
2026년 02월 01일 출간
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- 파일 정보 ePUB (0.56MB)
- ISBN 9791175477087
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작품소개
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임베디드 시스템 설계와 구현은 마이크로컨트롤러 기반 임베디드 개발을 처음 체계적으로 배우려는 독자를 위해 구성된 기초 안내서입니다. 이 책은 현장 경험담이나 특정 프로젝트 사례에 기대지 않고, 임베디드 시스템이 동작하는 원리와 설계 결정의 기준을 논리적으로 설명하는 데 초점을 둡니다.
독자는 시스템 요구사항과 제약 조건을 정리하는 방법에서 출발해, MCU 하드웨어 구성, 메모리와 실행 모델, 펌웨어 모듈 설계, 인터럽트와 타이머 기반 동작, I/O 및 주변장치 제어, 기본 통신(UART, SPI, I2C), RTOS 없이 구현하는 스케줄링과 상태 관리, 그리고 빌드·디버깅·테스트의 기본 절차까지 한 흐름으로 이해할 수 있습니다. 각 장은 개념을 단편적으로 나열하기보다, 설계가 구현으로 이어지는 연결 구조를 중심으로 전개되어 “왜 이렇게 구성하는가”를 스스로 설명할 수 있도록 돕습니다.
이 책은 특정 보드나 툴체인에 종속되지 않으며, 임베디드 개발에서 반복적으로 마주치는 핵심 주제들을 범용적인 관점에서 정리합니다. 따라서 한 번 읽고 끝나는 요약집이 아니라, 설계와 구현 단계에서 기준을 확인하고 개념을 재정렬할 수 있는 기본서로 활용할 수 있습니다.
*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.
독자는 시스템 요구사항과 제약 조건을 정리하는 방법에서 출발해, MCU 하드웨어 구성, 메모리와 실행 모델, 펌웨어 모듈 설계, 인터럽트와 타이머 기반 동작, I/O 및 주변장치 제어, 기본 통신(UART, SPI, I2C), RTOS 없이 구현하는 스케줄링과 상태 관리, 그리고 빌드·디버깅·테스트의 기본 절차까지 한 흐름으로 이해할 수 있습니다. 각 장은 개념을 단편적으로 나열하기보다, 설계가 구현으로 이어지는 연결 구조를 중심으로 전개되어 “왜 이렇게 구성하는가”를 스스로 설명할 수 있도록 돕습니다.
이 책은 특정 보드나 툴체인에 종속되지 않으며, 임베디드 개발에서 반복적으로 마주치는 핵심 주제들을 범용적인 관점에서 정리합니다. 따라서 한 번 읽고 끝나는 요약집이 아니라, 설계와 구현 단계에서 기준을 확인하고 개념을 재정렬할 수 있는 기본서로 활용할 수 있습니다.
*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.
1장 임베디드 시스템의 구성과 설계 범위
임베디드 시스템이 다루는 문제의 범위
하드웨어와 소프트웨어의 역할 분리
시스템 요구사항과 제약 조건의 정의
기능 블록과 데이터 흐름 설계
프로젝트 구조와 산출물의 형태
설계 결정의 기준과 트레이드오프
2장 마이크로컨트롤러 기반 하드웨어 이해
MCU 내부 구성 요소의 상호작용
클럭 소스와 동작 주파수의 의미
전원 구조와 전압 레일의 개념
리셋 회로와 부트 동작의 흐름
핀 멀티플렉싱과 주변장치 연결
하드웨어 타이밍과 신호 무결성 기초
3장 메모리 구조와 코드 실행 모델
플래시와 램의 역할과 배치
코드와 데이터의 구분 및 배치 원리
스택과 힙의 동작 개념
링커 스크립트가 하는 일의 범위
부트로더와 애플리케이션의 경계
초기화 과정과 시작 코드의 흐름
4장 펌웨어 구조화와 모듈 설계
계층 구조와 의존성 관리 원리
드라이버 계층과 서비스 계층의 분리
인터페이스 설계와 추상화 수준
에러 처리 방식의 설계 원칙
설정 값과 빌드 옵션의 관리
코딩 규칙과 코드 리뷰 기준 정하기
5장 인터럽트와 예외 처리의 기초 설계
인터럽트 발생과 처리 흐름
우선순위와 지연 시간의 의미
임계 구역과 경쟁 상태의 이해
ISR 설계 시 지켜야 할 제한
예외 처리와 시스템 안정성
타이밍 이벤트 설계의 기본 관점
6장 타이머와 시간 기반 동작 구현
타이머 주변장치의 기본 동작
주기 작업과 단발 작업의 모델링
시스템 틱과 시간 단위의 선택
지연 함수와 비차단 방식의 차이
타임아웃과 재시도 로직 설계
소프트웨어 타이머의 구성 원리
7장 디지털 I/O와 주변장치 제어
GPIO 입력과 출력의 동작 원리
풀업과 풀다운의 적용 상황
디바운싱과 입력 신뢰성 확보
PWM 출력의 기초 동작
ADC 입력의 샘플링 개념
센서와 액추에이터 제어 흐름 구성
8장 임베디드 통신의 기본 구현
직렬 통신 프레임의 구조 이해
UART 통신 설정과 버퍼링
SPI 버스의 동작과 칩 선택
I2C 주소와 트랜잭션 흐름
통신 오류와 복구 기본 전략
데이터 패킷 구성과 간단한 프로토콜
9장 RTOS 없이 동작하는 스케줄링과 상태 관리
슈퍼루프 구조의 설계 방식
이벤트 기반 처리 흐름 구성
상태 머신으로 기능을 분해하기
큐와 버퍼를 이용한 데이터 전달
비동기 입력 처리의 기본 패턴
응답성 확보를 위한 분할 실행
10장 빌드, 디버깅, 테스트의 기초 절차
컴파일과 링크 결과물의 구조
디버거 연결과 실행 제어 방법
브레이크포인트와 워치포인트 활용
로그 출력과 최소한의 진단 정보
단위 수준 검증과 통합 수준 검증
결함 재현과 수정 반영의 흐름
임베디드 시스템이 다루는 문제의 범위
하드웨어와 소프트웨어의 역할 분리
시스템 요구사항과 제약 조건의 정의
기능 블록과 데이터 흐름 설계
프로젝트 구조와 산출물의 형태
설계 결정의 기준과 트레이드오프
2장 마이크로컨트롤러 기반 하드웨어 이해
MCU 내부 구성 요소의 상호작용
클럭 소스와 동작 주파수의 의미
전원 구조와 전압 레일의 개념
리셋 회로와 부트 동작의 흐름
핀 멀티플렉싱과 주변장치 연결
하드웨어 타이밍과 신호 무결성 기초
3장 메모리 구조와 코드 실행 모델
플래시와 램의 역할과 배치
코드와 데이터의 구분 및 배치 원리
스택과 힙의 동작 개념
링커 스크립트가 하는 일의 범위
부트로더와 애플리케이션의 경계
초기화 과정과 시작 코드의 흐름
4장 펌웨어 구조화와 모듈 설계
계층 구조와 의존성 관리 원리
드라이버 계층과 서비스 계층의 분리
인터페이스 설계와 추상화 수준
에러 처리 방식의 설계 원칙
설정 값과 빌드 옵션의 관리
코딩 규칙과 코드 리뷰 기준 정하기
5장 인터럽트와 예외 처리의 기초 설계
인터럽트 발생과 처리 흐름
우선순위와 지연 시간의 의미
임계 구역과 경쟁 상태의 이해
ISR 설계 시 지켜야 할 제한
예외 처리와 시스템 안정성
타이밍 이벤트 설계의 기본 관점
6장 타이머와 시간 기반 동작 구현
타이머 주변장치의 기본 동작
주기 작업과 단발 작업의 모델링
시스템 틱과 시간 단위의 선택
지연 함수와 비차단 방식의 차이
타임아웃과 재시도 로직 설계
소프트웨어 타이머의 구성 원리
7장 디지털 I/O와 주변장치 제어
GPIO 입력과 출력의 동작 원리
풀업과 풀다운의 적용 상황
디바운싱과 입력 신뢰성 확보
PWM 출력의 기초 동작
ADC 입력의 샘플링 개념
센서와 액추에이터 제어 흐름 구성
8장 임베디드 통신의 기본 구현
직렬 통신 프레임의 구조 이해
UART 통신 설정과 버퍼링
SPI 버스의 동작과 칩 선택
I2C 주소와 트랜잭션 흐름
통신 오류와 복구 기본 전략
데이터 패킷 구성과 간단한 프로토콜
9장 RTOS 없이 동작하는 스케줄링과 상태 관리
슈퍼루프 구조의 설계 방식
이벤트 기반 처리 흐름 구성
상태 머신으로 기능을 분해하기
큐와 버퍼를 이용한 데이터 전달
비동기 입력 처리의 기본 패턴
응답성 확보를 위한 분할 실행
10장 빌드, 디버깅, 테스트의 기초 절차
컴파일과 링크 결과물의 구조
디버거 연결과 실행 제어 방법
브레이크포인트와 워치포인트 활용
로그 출력과 최소한의 진단 정보
단위 수준 검증과 통합 수준 검증
결함 재현과 수정 반영의 흐름
인물정보
저자(글) 지식이야기 IT팀
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