통신 종류(펌웨어 중점으로 보기)

  제품을 기획하고 만들다 보면 용도에 따라 다양한 통신을 사용하게 됩니다. 펌웨어에서는 흔히 직렬통신을 활용해 MCU와 연결된 센서 및 다양한 IC와 통신을 하게 됩니다. MCU 사양에 따라 병렬통신/무선통신 등도 가능한 MCU도 있습니다. 가능 통신 여부에 따라 MCU 사양이 결정되기도 하고 활용도가 높아지기 때문에 다양한 통신들에 대해서도 고려하고 생각해 두어야 할 부분입니다.

1. 직렬 통신 (Serial Communication) - 펌웨어에서 제어 시 사용

1) UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)

  - UART는 비동기식 직렬 통신 프로토콜로, 두 개의 디바이스 간에 데이터를 교환합니다.
  - 시작 비트, 데이터 비트, 패리티 비트, 정지 비트로 구성되어 있으며, 별도의 클록 신호가 필요하지 않습니다.
  - 사용 사례 : 마이크로컨트롤러와 센서, 모듈 간의 통신.

2) SPI (Serial Peripheral Interface)

  - SPI는 동기식 직렬 통신 프로토콜로, 마스터와 슬레이브 간의 데이터 교환을 지원합니다.
  - 클록 신호(SCK), 마스터 출력 슬레이브 입력(MOSI), 마스터 입력 슬레이브 출력(MISO), 슬레이브 선택(SS) 라인을 사용합니다.
  - 사용 사례 : 마이크로컨트롤러와 센서, 모듈 간의 통신, 고속 데이터 전송이 필요한 디바이스 간의 통신(예: SD 카드, LCD 디스플레이).

3) I2C (Inter-Integrated Circuit)

  - I2C는 다중 마스터와 다중 슬레이브를 지원하는 동기식 직렬 통신 프로토콜입니다.
  - 데이터 라인(SDA)과 클록 라인(SCL)을 통해 통신하며, 주소 지정 방식을 사용하여 여러 디바이스와 통신할 수 있습니다.
- 사용 사례: 마이크로컨트롤러와 센서(온도 센서), EEPROM, 실시간 클록 모듈 등 저속 주변 장치와의 통신.

2. 병렬 통신 (Parallel Communication)

  - 여러 비트의 데이터를 동시에 전송하는 방식으로, 각 비트가 별도의 라인을 통해 전송됩니다.
  - 높은 데이터 전송 속도를 제공하지만, 많은 수의 I/O 핀이 있어야 합니다.
  - 사용 사례: 고속 데이터 전송이 필요한 상황(예: 구형 프린터, 메모리 모듈).

3. 무선 통신 (Wireless Communication)

1) Wi-Fi

  - 무선 LAN 기술을 이용한 통신 방식으로, 인터넷 연결이 가능하고 높은 데이터 전송 속도를 제공합니다.
  - IEEE 802.11 표준을 따르며, 주로 TCP/IP 프로토콜을 사용합니다.
  - 사용 사례: 스마트 홈 디바이스, IoT 기기.

2) Bluetooth

- 근거리 무선 통신 기술로, 저전력 소모와 간편한 페어링을 제공합니다.
- 주로 저속 데이터 전송에 사용되며, 다양한 프로파일을 지원합니다.
- 사용 사례: 웨어러블 디바이스, 무선 키보드 및 마우스, 오디오 장치.

3) Zigbee

- 저전력, 저속 무선 통신 프로토콜로, 주로 센서 네트워크에 사용됩니다.
- IEEE 802.15.4 표준을 따르며, 메시 네트워크 구조를 지원합니다.
- 사용 사례: 스마트 홈 자동화, 산업용 센서 네트워크.

4. 유선 통신 (Wired Communication)

1) Ethernet

  - 컴퓨터 네트워크 기술로, LAN(Local Area Network)에서 사용됩니다.
  - 높은 데이터 전송 속도와 안정성을 제공하며, TCP/IP 프로토콜을 사용합니다.
  - 사용 사례: 네트워크 장비, 서버, 산업용 컨트롤러.

2) USB (Universal Serial Bus)

- 주변 기기와의 연결을 위한 범용 직렬 버스 표준입니다.
- 플러그 앤 플레이 기능, 고속 데이터 전송, 전원 공급 기능을 지원합니다.
- 사용 사례: 외부 저장 장치, 입력 장치, 모바일 기기 충전 및 데이터 전송.

3) CAN (Controller Area Network)

- 차량 내 전자 시스템 간의 통신을 위한 프로토콜로, 높은 신뢰성과 실시간 성능을 제공합니다.
- 메시지 기반 프로토콜로, 우선순위가 높은 메시지가 먼저 전송됩니다.
- 사용 사례: 자동차 전자제어 유닛(ECU) 간의 통신, 산업용 자동화 시스템.

 

  이와 같은 다양한 펌웨어 통신 방식은 각기 다른 특성과 사용 사례에 맞게 선택되어 사용됩니다. 각 통신 방식은 특정한 하드웨어 요구사항과 제약 조건에 따라 최적화되어 있으며, 개발자는 해당 통신 방식의 특징과 장단점을 이해하고 적절히 활용해야 합니다. 무선/유선 통신을 제공하는 IC나 모듈도 있어 MCU로 프로토콜에 맞추어 제어해 조금은 쉽게 구현할 수 있는 방법도 있습니다. 각자 편의에 따라 필요에 따라 만들어 보고 다양한 모듈, IC들도 검색해 보시길 바랍니다.