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배포일자 : 2020.10.19.(월)				배포번호 : 2020-53호
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ETRI, IoT 기기 위한 SW 개발용 프로그램 공개

- 깃허브 통해 오픈소스 공유 및 통합개발환경 제공

- 비전문가도 손쉽게 활용 가능, IoT 본격확산 시동

사물인터넷을 이용해 보다 쉽고 간편하게 기기를 만들 수 있는 소프트웨어(SW) 개발 환경이 구축되었다. 국내 연구진은 사물인터넷(IoT) 기기 SW 프레임워크‘IoT웨어(ware)’를 공개, 사물인터넷 확산에 나선다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 사물인터넷 기기를 만들기 위한 핵심 SW 프레임워크와 통합개발환경 도구를 개발, 개발자가 디바이스 SW를 손쉽게 개발하도록 할 계획이라고 밝혔다.

ETRI가 공개하는 SW 프레임워크는 경량형 운영체제(OS) 5종, 센서·통신 등 펌웨어, 자원관리 및 저전력 관리 모듈 등을 제공, 초보 개발자도 쉽게 마이크로서비스로 만들고 이를 연결해 프로그램 완성이 가능하다. 전문가 또한 필요한 프로그램을 불러와 일부 과제만 수정하면 수백~수천행의 프로그래밍 입력 수고를 덜 수 있다.

특히, 연구진은 제공되는 SW가 사물인터넷 관련 국제표준 플랫폼과 연동되고 지원하는 운영체제 5종 모두 SW 적용이 쉬워 호환성을 위한 별도 작업 없이 SW활용이 가능하다고 설명했다.

연구진은 IoT 기기가 가벼워지는 추세에 맞춰 초소형 기기에 적합하고 프로그래밍 가능한 Lite 버전도 함께 공개한다. 저렴한 칩을 활용, 1회 통신하면 임무가 완성되는 형태다. Lite 버전의 크기는 실행 파일이 17.9KB, 실행 메모리 크기가 8.1KB에 불과해 저가, 저전력에서 동작이 가능하며 프로그램이 탑재가 쉽다는 장점이 있다.

그동안 IoT 기기 SW는 전문 지식이 있어야 개발이 가능했다. 또한 기기 작동을 변경하기 위해선 펌웨어를 교체하거나 복잡한 프로그래밍이 필요했다. 하지만, IoT웨어를 사용하면 비교적 쉽고 빠르게 개발자의 의도에 맞는 SW 구축이 가능할 전망이다.

IoT웨어를 통한 마이크로서비스를 구현하는 경우, 어떤 임무를 수행할지 자동 조정하고 일부 기기의 데이터 트래픽에 이상 발생 시 다른 기기 네트워크로 분산시켜 임무를 계속 수행토록 효과적 자원관리도 가능하다.

아울러, ETRI는 IoT기기의 개발환경도구인 IoT웨어-IDE를 개발, ▲드래그 앤 드롭 그래픽 프로그래밍 ▲개발자 협업 프로그래밍 ▲코드 전력소모 패턴 분석기 등도 지원한다. 이로써 기존 서너 달 걸리던 프로그램을 일주일 내 짤 수 있다는 게 연구진의 설명이다.

ETRI는 소스코드 공유서비스인 깃허브()를 통해 이달 22일부터 IoT웨어 소스 및 IDE 실행파일을 공개하고, 내년 하반기에 IDE 클라우드 서비스도 계획 중이다.

ETRI 박찬원 자율형IoT연구실장은 “IoT웨어를 이용하면 비전문가도 프로그래밍 시간을 단축할 수 있어 창의적 아이디어를 빠르게 시장에 출시할 수 있다. 또한 경량형 IoT 기기에 탑재할 수 있어 디바이스의 가격 경쟁력 확보에 도움을 줄 수 있다”고 말했다.

본 기술은 과학기술정보통신부‘차세대 초소형IoT 기술개발’사업 일환으로 내년까지 수행될 예정이며, 나모웹비즈(주), ㈜티오이십일콤즈가 공동연구기관으로 참여 중이다. <보도자료 본문 끝>

참고1

개념도

참고2

세부내용 참고

1. 연구개발목표

o 최종목표) 초소형 IoT 시스템을 위한 재구성 가능한 마이크로서비스 IoTWare 소프트웨어 프레임워크 및 클라우드 기반 통합개발환경 개발

- 초소형 IoT 디바이스용 모듈형 마이크로서비스 IoTWare 프레임워크 개발

- 초소형 IoT 디바이스 저전력 최적운용 지원 핵심 기술 개발

- 클라우드 기반 협업이 가능한 IoT 디바이스 통합개발환경 개발

- 초소형 IoTWare 프레임워크의 오픈소스 프로젝트화

<연구과제 전체 개념도>

* 마이크로서비스: 하나의 큰 애플리케이션을 여러 개의 작은 애플리케이션으로 쪼개어 변경과 조합이 가능하도록 만든 아키텍처

* IoTWare: IoT 서비스 인프라와 연결된 디바이스가 서비스에 따라 타스크를 재구성할 수 있는 마이크로 서비스로 동작하는 디바이스 프로그램을 개발자들이 쉽게 구현 할 수 있도록 하기 위한 오픈소스 소프트웨어 프레임워크

o 정량적 성능 목표

구분	성능 목표	세계최고수준
초소형 IoT 코어 프레임워크 SW 실행 요구 메모리 크기 (Data Size)	2KB	3KB
초소형 IoT 코어 프레임워크 SW 실행 파일 크기 (Code Size)	10KB	19KB
초소형 IoT OS 지원	7종	5종
IoT 플랫폼 연동 모듈	3가지	1가지
클라우드 기반 개발환경 (개발/시험/통합/검증 지원)	지원	일부(개발/시험)지원
저전력 개선 수준	10 ~ 50% (연차별 단계적 개선)	-
분산 협업 메시징 최소/최대 크기	1/64 Byte	2/128Byte
IoTWare 개발환경 MCU 지원	3종 이상

2. 연구개발내용

o IoT 디바이스 마이크로서비스를 위한 서비스 운용 프레임워크 기술 개발

< IoT 서비스 인프라 연동 기술>

1) 타스크 오케스트레이션 연동/관리 기술, 2) (엣지) 클라우드 오프로딩 실행 지원 기술

3) IoT 디바이스 등록·인증 기술, 4) IoT 플랫폼 상호 연동 기술

<IoT 서비스 미션 수행 기술>

5) 임무 지향적 테스크 분해 재조합 기술, 6) 지능형 서비스 런타임 동적 수행/재구성 엔진 기술

7) (지능형) 서비스 동적 자율 구성/실행 인프라 연동 기술

8) 디바이스 분류 및 능력에 따른 목적 지향 코어 프레임워크 재구성 기술

9) 디바이스간 경량형 메세징 기술

o IoT 디바이스 자원 운용 프레임워크 핵심 기술 개발

<IoT 디바이스 저전력 최적수행 기술>

1) 저전력화를 위한 디바이스 상태관리 및 최적 상태 자율 제어 기술

2) 전력 프로파일 관리 및 최적 운용 기술

3) 코드 기반 전력소모 패턴 분석 기술

<IoT 디바이스 라이브러리 기술>

4) IoT 디바이스 경량형 운영체제 기술, 5) IoT 디바이스 라이브러리화 기술

o 클라우드 기반 IoT 디바이스 통합개발환경 기술 개발

<IoT 디바이스 통합개발환경 플랫폼 기술>

1) 클라우드 기반 IoT 디바이스 통합 개발 환경 플랫폼 기술(개발/시험/통합/검증을 지원)

<IoT 디바이스 통합개발환경 도구 기술>

2) IoT 디바이스 소프트웨어 에뮬레이션 기술

3) 장기간 전력소모 계산 시뮬레이터 기술

4) IoT 디바이스 라이브러리 관리 기술

<PoC 서비스 적용>

5) IoTWare 통합 및 총괄과제 PoC 적용 시험

o IoTWare 프레임워크의 오픈소스화

1) IoTWare 오픈소스 프로젝트화, 2) IoTWare 표준화, 3) IoT 서비스별 참조 프레임워크 개발

3. 과제수행방법

o 지능정보 기술과 관련된 오픈소스의 적극적인 활용을 통한 조기 기술 개발

- IoTivity, Mobius, PlatformIO, 삼성전자 등이 공개한 다양한 IoT 분야의 오픈소스 기술을 분석하고 주관기관에서 보유하고 있는 Nano-Qplus OS 기술과 COMUS 플랫폼 기술 등을 적극 도입하여 초소형 IoT 디바이스 IoTWare 프레임워크 기술의 조기 확보 추진

o 초소형 IoT 디바이스 IoTWare 기술 IPR 확보

- 초소형 IoT 디바이스 IoTWare 기술에 대해 확보하여야 할 IPR을 조기 확보 및 표준화 추진

o 병렬형 사업 성공을 위한 세부 과제간 협력

- 총괄+1세부, 3세부와 PoC 적용, 기술간 연동을 위한 적극적 협력

o 오픈소스 공개와 표준화 단체 홍보를 통한 사물지능 SW 기술의 국제적 지위 조기 확보

- OCEAN, oneM2M, OCF, IoTivity 등 여러 오픈소스 커뮤니티와 표준화 단체에 초소형 IoT 디바이스 IoTWare 기술의 시연과 홍보 등을 통해 전세계 개발자가 함께 참여하여 기술을 발전시켜 나가는 IoT 분야 공개 소프트웨어의 참조 모델을 만들고자 함

o 소프트웨어 품질 보증 프로세스 적용

- ETRI에서 기 추진하고 있는 Q-mark 제도(품질보증)과 소프트웨어 정적 분석, 오픈소스 라이선스 검증(블랙덕 소프트웨어) 등을 활용하여 본 과제에서 개발하는 소프트웨어 전반에 대한 품질

4. End Product

- IoT 디바이스용 마이크로서비스 IoTWare 프레임워크 (개발환경 탑재용 SW)

- 클라우드 기반 초소형 IoT 디바이스 개발환경 (서버탑재형 SW)

- 마이크로서비스 디바이스 개발환경 시험 개발보드 (HW)

5. 활용계획

- 초소형 IoTWare 프레임워크 및 통합개발환경은 국내외 개발자 및 학생들이 활용활 수 있도록 오픈소스화 및 오픈소스 프로젝트화를 추진할 계획임

- 클라우드 기반 통합개발환경의 경우 개발용 EVB 및 활용 교재 등을 패키지화하여 국내외 대학 교육 장비로 상용화할 예정이며 테크노파크, 스타트업 인력 교육 기관 등에서 인프라를 구축할 때 적용할 수 있도록 솔루션화 할 예정임

6. 기술적 기대효과

- 자원제약적인 IoT 디바이스 내에서 성능을 발휘하기 위해서는 핵심소프트웨어의 최적화와 경량화가 필연적이며, 특히 초소형 IoT 디바이스를 위해서는 극히 제한적인 HW환경에 최적화된 SW프레임워크가 요구되며 관련된 원천기술의 IPR 확보가 기대됨

7. 경제적/산업적 기대효과

- 마이크로 서비스를 지원하는 IoTWare 프레임워크를 오픈소스로 공개함으로써, Device 의 시장 성장에 기여할 것으로 예상됨

8. 사회적 기대효과

- 국방, 환경, 1차산업 부문과 같이 단기 측정과 광범위 지역에서의 측정이 요구되는 부문에서 IoT 디바이스 및 서비스의 확산이 제약되고 있는 현재의 기술 환경을 극복하게 됨으로써 미세먼지, 대규모 감염병, 물부족, 기상이변, 국방 부문 등 국가적 사회 현안 문제의 해결을 지원하기 위한 인프라 기술로 활용될 것으로 기대