임베디드 시스템 부트 프로세스

임베디드 시스템 부트 프로세스

1. 하드웨어 초기화

전원이 인가되면 임베디드 시스템의 하드웨어 구성 요소들이 초기화됩니다. 이 단계는 부트 프로세스에 필수적인 기본 하드웨어를 준비하는 중요한 과정입니다.

• 전원 인가: 전원이 공급되며, CPU, 메모리, 주변 장치 등 주요 구성 요소가 활성화됩니다.
• 리셋 신호: 시스템이 이전 상태의 영향을 받지 않도록 초기 상태로 리셋됩니다.
• ROM/플래시 메모리: ROM 또는 플래시 메모리에 저장된 부트 로더 코드가 실행을 시작합니다.

2. 부트 로더 단계

부트 로더는 부팅 과정에서 실행되는 첫 번째 소프트웨어로, 운영 체제나 메인 펌웨어를 준비하기 위한 초기화 작업을 수행합니다.

• 메모리 컨트롤러 초기화: 시스템 메모리(SDRAM, DDR 등)를 초기화하여 CPU가 접근할 수 있도록 설정합니다.
• 시스템 클럭 설정: CPU, 메모리, 주변 장치들이 사용할 클럭을 설정하여 동기화합니다.
• 시스템 점검: 전원 상태 및 주요 하드웨어 상태를 점검하여 다음 단계로 진행할 준비를 확인합니다.
• 운영 체제 준비: 운영 체제나 펌웨어가 로드될 메모리 영역을 준비합니다.
• 주변 장치 초기화: 초기 통신을 위해 UART, GPIO, I2C, SPI 등의 주변 장치를 초기화합니다.

3. 운영 체제 로딩

부트 로더가 초기화를 완료하면, 운영 체제 또는 메인 펌웨어로 제어가 넘어갑니다. 운영 체제는 ROM이나 플래시 메모리에서 RAM으로 로드됩니다.

• 커널 로딩: 운영 체제 커널 이미지가 RAM으로 복사되어 실행 준비를 합니다.
• 커널 초기화: 메모리 관리, 프로세스 관리, 파일 시스템 설정, 하드웨어와의 인터페이스를 위한 드라이버를 로드합니다.

4. 시스템 초기화 및 사용자 공간 설정

OS 커널이 로드 및 초기화된 후, 시스템 서비스와 응용 프로그램이 실행될 수 있도록 추가 서비스와 사용자 공간 설정이 진행됩니다.

• 커널 모듈 로딩: 연결된 장치와 인터페이스를 위한 필수 모듈과 드라이버를 로드합니다.
• 서비스 시작: 네트워크 설정이나 디스플레이 초기화 같은 임베디드 시스템에 필요한 특정 서비스를 초기화합니다.

5. 애플리케이션 시작

시스템이 완전히 초기화된 후 사용자 애플리케이션이 실행됩니다. 이제 임베디드 장치는 주요 기능을 수행할 준비가 완료됩니다.

• 애플리케이션 초기화: 장치의 주요 기능을 제어하는 주요 애플리케이션이 시작됩니다.
• 시스템 준비 완료: 임베디드 시스템이 작동 준비를 완료하고 사용자와 상호작용하거나 지정된 작업을 수행할 준비가 됩니다.

임베디드 시스템 부트 시간 최적화 기법

임베디드 시스템은 일반적으로 빠른 부팅이 요구됩니다. 이를 위해 다양한 최적화 기법이 적용됩니다.

• 최소 초기화: 필수적인 모듈과 드라이버만 초기화하여 부팅 시간을 단축합니다.
• 커널 최적화: 불필요한 기능을 제거하여 커널 크기를 줄이고 로딩 속도를 높입니다.
• 파일 시스템 최적화: 읽기 속도를 높이기 위해 빠르게 로딩되는 파일 시스템이나 압축된 이미지를 사용합니다.
• 부트 로더 최적화: 부트 로더의 작업을 최소화하고 메모리 전송 속도를 높여 초기화 속도를 높입니다.