프로그래밍 언어의 종류(펌웨어 중점으로 보기)

  프로그래밍 언어는 IT 산업의 근간을 이루는 중요한 요소 중 하나입니다. IT 기술의 발전과 함께 다양한 프로그래밍 언어들이 등장하며, 각 언어는 고유의 목적과 사용 환경에 맞추어 선택되고 있습니다. 저는 시작부터 C언어로 시작해 펌웨어도 현재 C언어로 펌웨어를 짜고 있습니다. 펌웨어든 어떤 프로그램을 짜든 가장 기본적으로 배워야 할 것이 프로그래밍 언어기 때문에 어떤 언어를 쓸지 고민해 보면 좋을 것 같아 정리해 봅니다.

1. 프로그래밍 언어란 무엇인가?

  프로그래밍 언어는 컴퓨터가 이해하고 실행할 수 있는 명령어의 집합입니다. 사람이 생각한 프로세스를 컴퓨터가 이해할 수 있도록 번역해 주는 도구라 생각하면 쉽게 이해할 수 있을 것 같습니다. 다양한 프로그래밍 언어들은 각각의 특성과 목적에 따라 사용되며, 이는 각 시스템의 요구사항에 맞추어 선택됩니다. 예를 들어, 게임 개발에는 주로 C++과 같은 언어가 사용되고, 웹 개발에는 자바스크립트나 파이썬이 많이 활용됩니다. 이런 다양한 언어들을 알아두면, 프로젝트나 작업 환경에 맞춰 최적의 언어를 선택할 수 있습니다. 

2. 프로그래밍 언어의 종류

  프로그램 개발에 주로 사용되는 몇 가지 주요 언어들이 있습니다. 파이썬은 가독성이 좋고 배우기 쉽기 때문에 인공지능과 데이터 과학 분야에서 많이 사용됩니다. C 언어는 펌웨어와 같은 저수준 프로그래밍에 강점을 가지며, 시스템 소프트웨어 개발에서도 광범위하게 사용됩니다. 자바는 플랫폼 독립성이 특징이며, 다양한 운영체제에서 동일하게 실행되는 소프트웨어를 개발할 때 주로 이용됩니다. 자바스크립트는 웹 개발의 핵심 요소로, 브라우저에서 동작하는 인터랙티브한 웹페이지를 만들 때 사용됩니다. 또한, 어셈블리 언어는 하드웨어와 직접적으로 상호작용하기 때문에 높은 성능이 요구되는 경우에 유용합니다.

3. 펌웨어 코딩 시 사용할 수 있는 프로그래밍 언어

1) C 언어

  C언어는 펌웨어 개발에서 많이 사용되는 언어 중 하나입니다. 왜 많이 사용하느냐 직접 하드웨어 제어로 C 언어는 하드웨어 레벨에서의 제어가 용이하여 메모리, 레지스터, 입출력 포트를 직접 다룰 수 있습니다. 그리고 대부분의 마이크로컨트롤러와 임베디드 시스템이 C언어를 지원해 기본적으로 알고 있으면 편합니다. 더불어 다양한 라이브러리와 API가 존재해서 활용해 개발할 때 용이합니다. 개인적으로는 펌웨어를 코딩할 계획이라면 C언어를 추천해 드립니다. 하지만 이런 장점만 있는 것은 아닙니다. 메모리 누수나 버그 발생의 위험도 있고 코드가 복잡해져 추후 유지보수가 어려울 수는 있다는 단점도 있습니다. 하지만 이 단점을 보완할 수 있게 C파일/H파일의 구조를 잘 활용하면 단점들을 보완할 수 있기 때문에 간단한 펌웨어에서 차근차근 펌웨어의 부피를 키워가는 것을 추천해 봅니다.

2) C++ 

  C++은 C언어에 객체 지향 프로그래밍(OOP) 개념을 도입한 언어로, 펌웨어 개발에도 사용됩니다. 객체 지향 프로그래밍으로 코드의 재사용성과 모듈화가 용이해 복잡한 시스템을 효율적으로 관리 할 수 있습니다. 데이터 구조와 알고리즘 라이브러리 제공이 큰 장점으로 작용합니다. 하지만 C언어에 비해서 컴파일 시간이 길고 메모리 사용량도 커질 수 있다는 점을 고려해야 합니다.

3) 어셈블리 언어

  어셈블리 언어는 하드웨어에 가장 밀접한 저수준 언어입니다. 하드웨어 자원을 직접 제어할 수 있어 최적의 성능을 발휘해 하드웨어와의 정확한 타이밍 제어가 가능합니다. 하지만 작성도 어렵고 가독성도 낮아 유지보수가 쉽지 않습니다. 또 특정 하드웨어에 종속적이어서 다른 플랫폼으로 옮기기 쉽지 않습니다. 

4) 파이썬 (주로 스크립팅 및 테스트 용도)

  사실 파이썬은 펌웨어 개발 그 자체보다는 스크립팅, 테스트 자동화, 프로토타이핑에 주로 사용됩니다. 고수준 언어로 빠르게 코딩하고 테스트할 수 있으나 인터프리터 언어로서 성능이 낮아 실제로는 펌웨어 코딩 시에는 사용되지 않습니다.

5) 러스트

  러스트는 비교적 최근에 주목받고 있는 언어로, 메모리 안전성을 강조합니다. 메모리 안정적인 코드 작성이 가능하고 C/C++ 정도의 버금가는 성능을 발휘한다고 합니다. 하지만 최근 각광받기 시작해서 실제 사용 사례가 많지 않습니다. 그렇다는 이야기는 지원하는 플랫폼도 적고 활용할 수 있는 라이브러리도 적기 때문에 제한적일 수 있습니다.

 

  펌웨어 개발에서 어떤 언어를 선택하느냐는 프로젝트의 요구사항, 개발자의 숙련도, 목표 하드웨어에 따라 달라집니다. C 언어는 여전히 가장 널리 사용되지만, 각 언어는 고유의 강점과 단점을 가지고 있어 상황에 맞는 언어 선택이 중요합니다. 개인적으로 저는 C언어를 편하게 쓰고 있습니다. 버그는 펌웨어가 가져가야 할 숙명이기 때문에 계속 보완해 나갈 수밖에 없는 평생의 숙제로 가지고 계속 테스트하고 수정해 나갈 수밖에 없는 것 같습니다. 각자 자신에게 맞는 프로그래밍 언어를 잘 선택하셔서 펌웨어의 기초를 잘 쌓아가시길 바랍니다.