SW의 오류가 있어도 추락하지 않는 드론 비행 가능

드론(소형무인항공기)에는 두 개 이상의 하드웨어(HW)가 탑재되며, 각각의 하드웨어에는 운영체제(OS)가 탑재된다.
예를 들어, 비행을 담당하는 HW와 OS, 영상처리를 담당하는 HW와 OS가 별개로 탑재된다.
이는 서로 간의 오류에 의한 영향을 없애려고 하기 때문이다.
하지만, 이들을 하나의 HW로 통합할 수 있다면 가격, 무게, 전력 등
여러 가지 이점이 있기 때문에 하나의 HW로 통합하는 것은 드론 업계의 꿈이었다.
이를 가능하게 한 것이 하나의 HW에서 두개의 OS를 동시에 운영할 수 있는 듀얼OS 시스템인 ‘큐플러스 하이퍼’ 기술이다.
듀얼OS 기술은 임베디드 하드웨어에 최적화된 설계 뿐 만 아니라 인터럽트 처리시간도 최소화했다.
또한 그래픽 처리장치(GPU) 가상화를 통한 그래픽 디바이스의 동시 사용 지원,
스냅샷 이미지의 저장과 복원을 통한 빠른 복구와 부팅도 지원한다.
이 기술의 최대 장점은 안전성이 최우선인 국방, 자동차, 항공, 철도, 선박, 로봇 분야에서
기존 HW, OS, 응용 SW로 구성된 다수의 시스템을 변경 없이 하나의 시스템으로 통합할 수 있다는 점이다.

자동차 제어 시스템 개발에도 활용 가능

이 기술을 사용하면 여러 대의 전자기기를 일일이 설치할 필요가 없기 때문에 각종 기기의 개수를 줄이고 안정적으로 유지·관리할 수 있다.
이를테면, 자동차에는 엔진, 브레이크, 네비게이션 장치 등 서로 다른 장치가 복잡하게 구성돼 있기 때문에 각각의 OS가 필요하다.
자동차에 듀얼OS 기술을 적용 할 경우, 하나의 시스템에서 다양한 기능을 제공하는 통합 자동차 제어를 실현시킬 수 있다.
게다가 지금까지는 하드웨어를 통합하면 영상처리에 문제가 발생했을 때, 비행시스템에도 영향을 미쳐 드론 추락 확률이 높았다.
듀얼OS 기술은 이런 문제를 해결해 전자기기 한 대로 두 개의 가상적인 시스템을 운영할 수 있다.
또한 듀얼OS 기술을 네트워크 시스템에 적용할 경우에는 SW적으로 시스템을 이중화하여 끊김없는 네트워크 서비스 제공도 가능하다.

OS 상호보완 가능해 고신뢰·고성능 지원 통합

이 프로젝트를 수행한 차세대OS연구실은 지난 2012년에 국내 최초로 비행시험에 성공하고,
국방 헬기에 적용된 고신뢰 실시간 OS인 ‘큐플러스 에어’를 확장하여 듀얼OS 관리 기술을 개발했다.
ETRI 임채덕 임베디드소프트웨어연구부장은 “외산 듀얼OS 대비 경쟁력 확보와 기술 선도를 위해 경량화 구조로 개발했으며,
SW의 신뢰성을 보장하기 위해 자동차용 SW 인증인 Automotive SPICE 인증과
SW의 안전성을 수학적인 방법으로 증명하는 정형 검증을 수행했다.”고 말했다.
이번 듀얼OS 개발을 통해 ETRI는 외산 위주의 국내 임베디드 OS 시장에서 국산 임베디드 OS의 활용을 촉진함은 물론
차세대 글로벌 임베디드 시스템 SW 시장을 선도할 수 있는 기반이 마련될 것으로 전망했다.
또한, ETRI는 향후 본 기술을 산업용 로봇 시스템 개발 업체 및 자동차 도장 로봇 분야 등에
기술이전도 목표로 하고 있으며, 상용화는 내년 초로 보고 있다.
한편, ETRI는 향후 고성능 장치 기반 OS에서 요구하는 기술을 선점하기 위해 관련 핵심 원천 특허를 12건 출원했다.