[마이크로프로세서 초보자를 위한 특별 컬럼 3] 

 

                    하드웨어인가? 소프트웨어인가?

 

   1. 무모한 나눔은 때로 어리석다

    전자(電子)나 제어계측(制御計測) 분야의 학과에 다니는 학생들이 "하드웨어(hardware)를 공부할까, 소프트웨어(software)를 공부할까?" 고민하는 어리석음을 보는 경우가 있다. 심지어는 자동화 분야의 중소기업에 근무하는 엔지니어들 사이에서도 "나는 하드웨어가 전문이네" 또는 "나는 소프트웨어가 주특기네"하는 황당한 이야기를 듣는다. 이 분야의 중소기업에서도 하드웨어 엔지니어를 모집한다거나 소프트웨어 엔지니어를 채용하겠다는 납득하기 어려운 경우를 보게 된다.
    마이크로프로세서를 응용하는 일을 주업으로 하는 직종에서 하드웨어와 소프트웨어를 구분하는 것은 적어도 범용 컴퓨터에 있어서는 그 필요성을 인정할 수 있다. 즉, 범용 컴퓨터라고 하는 것은 한 번 개발된 하드웨어나 소프트웨어가 대량으로 복제되어 불특정 다수가 이를 사용하게 되고, 그런만큼 여러 종류의 일에 두루 사용될 수 있도록 다양한 기능이나 성능을 표준적으로 가지도록 만들어지며 따라서 유사한 업체들 사이에 경쟁이 치열해지게 된다. 그러다 보니 하드웨어 분야나 소프트웨어 분야는 각각 매우 많은 기술적 특성과 고도의 전문성을 요구하게 되고, 누구나 이를 사용하는데 문제가 없도록 외부적인 사양은 물론이고 내부적인 세세한 부분까지 기술적 호환성이 강조되어 개발된다. 그러므로 이러한 많은 기술적인 특성을 가지는 하드웨어 및 소프트웨어 엔지니어링 업무를 한 사람이 모두 수행하기에는 능력과 시간이 벅찬 경우가 많다. 또한, 그러하기 때문에 하드웨어는 하드웨어대로 표준화되고 소프트웨어는 소프트웨어대로 표준화가 되어 이 양자의 사이에는 표준사양에 따른 커뮤니케이션만으로 충분히 서로 독립되어 일을 수행할 수 있게 되며, 따라서 하드웨어 엔지니어와 소프트웨어 엔지니어가 별개로 존재할 수 있는 것이다. 중대형 컴퓨터는 물론이고 오늘날의 표준화된 퍼스널컴퓨터가 그러한 예이다.
    그러나, 소수의 인원으로 열악한 환경에서 특정한 분야에 적용되는 전용 장비(요즈음에는 이러한 제품을 Embedded System이라고 부르는 경향이 있다.)를 소량 개발하면서 여기에서 하드웨어 엔지니어와 소프트웨어 엔지니어를 구분한다는 것은 어불성설이다. 지금 표준화된 하드웨어에 대하여 표준화된 운영체제 환경에서 응용 소프트웨어를 개발하는 것이 아니고, 특정한 하드웨어를 독자적으로 제어하는 소프트웨어를 개발하는 것인데 여기에서 어떻게 하드웨어 엔지니어링과 소프트웨어 엔지니어링을 구분한다는 말인가?
    따지고 보면 오늘날 전자나 제어계측 분야에서 지향하는 대부분의 마이크로프로세서 응용 업무는 이와 같이 임베디드 시스템을 개발하는 일이다. 그것이 적어도 컴퓨터 공학이나 전자계산학에서 지향하는 범용 컴퓨터 분야가 아니라면 여기에서 하드웨어와 소프트웨어를 구분한다는 것은 무의미하다. 아니, 그렇게 해서는 일이 되지를 않는다. 결과적으로 이를 지향하는 전자나 제어계측 분야의 학생이나 엔지니어들은 하드웨어나 소프트웨어는 선택 사항이 아니라 둘다 내가 나의 능력으로 직접 수행해야만 하는 필수 업무라는 것을 잊어서는 안된다. 이 경우 하드웨어와 소프트웨어는 실과 바늘이요 동전의 앞면과 뒷면인 것이다.

 

   2. 펌웨어 엔지니어라는 말은 어색하다

   마이크로프로세서 응용이나 자동화 분야에서 종사하다보면 가끔 "펌웨어 분야를 공부한다"는 엔지니어나 "펌웨어 기술자를 모집한다"는 우스운 광고를 만나게 된다. 용어의 의미로만 해석한다면 단지 소프트웨어를 작성하여 ROM과 같은 하드웨어에 고정시켜 놓은 것이 펌웨어인데, 이것이 뭐 대단한 기술이라고 이 분야를 공부하고 이 분야의 엔지니어를 모집한다는 이야기인가? 이것이 결코 프로그래머의 옆에 앉아서 그가 작성한 프로그램을 ROM으로 구워주기만 하는 심부름꾼을 한 사람 뽑겠다는 말은 아니지 않겠는가?
   펌웨어, 이는 상당히 애매한 용어중의 하나이며, 상당히 잘못 사용되고 있는 용어이기도 하다. 반도체가 도체와 부도체의 중간에 해당하는 것이라는 말이 무지에서 비롯된 새빨간 거짓말이듯이, 펌웨어가 소프트웨어와 하드웨어의 중간 단계라는 말은 그야말로 말도 안되는 엉터리이다. 용어사전 텀즈의 설명을 보면 다음과 같다.

 

   ▣ 하드웨어(hardware)

   하드웨어는 컴퓨터, 통신 및 기타 정보기술이 이용되는 장치들에 있어 물리적인 측면을 의미한다. 이 용어는 컴퓨터 본체, 전자회로 및 컴퓨터의 부품 등을 '프로그램'과 구분하기 위한 방편으로 나왔다. 프로그램은 보통 소프트웨어로 분류된다.
   하드웨어라는 용어는 내구성과 불변성이 있음을 은연중에 암시한다. 소프트웨어와 마찬가지로, 하드웨어도 집합명사로서, 컴퓨터 그 자체뿐 아니라, 케이블, 커넥터, 전원공급장치와 함께 키보드, 마우스, 스피커, 프린터 등 주변장치를 모두 포함할 수 있다.
   하드웨어는 때로 전화와 통신 네트웍 기반시설의 물리적인 측면을 나타내기 위한 집합적 의미로도 사용된다.

 

   ▣ 소프트웨어(software)

   소프트웨어는 컴퓨터나 관련 장치들을 동작시키는데 사용되는 다양한 종류의 프로그램을 부르는 일반적인 용어이다. 소프트웨어는 컴퓨터의 변할 수 있는 부품이며, 하드웨어는 변하지 않는 부품이라고 생각할 수도 있다.
   소프트웨어는 보통 응용소프트웨어와 시스템 소프트웨어로 나뉘어지는데, 응용소프트웨어는 사용자들이 직접 관심을 가지고 있는 작업을 처리하는 프로그램을 말하며, 시스템 소프트웨어는 운영체계 및 응용 소프트웨어를 지원하는 프로그램을 포함한다.
   미들웨어라는 용어는 시스템 소프트웨어와 응용소프트웨어 사이 또는 두 가지 다른 종류의 응용프로그램 사이에서 조정 및 중개 역할을 하는 프로그램을 의미하는 말로 곧잘 사용된다. 추가적이며 분류하기 어려운 부류의 소프트웨어가 바로 유틸리티이다. 이는 작지만 제한된 능력을 가진 유용한 프로그램으로서, 몇몇 유틸리티 프로그램들은 운영체계에 딸려 나오는 경우도 있다. 유틸리티는 응용프로그램과 같이 운영체계의 나머지 부분과는 별도로 설치될 수 있으며, 독립적으로 사용될 수 있는 능력을 가지고 있다. '애플릿'은 작은 응용프로그램으로서, 때로 운영체계에 액세서리로 함께 딸려 나오는 경우가 있다. 애플릿은 자바나 기타 다른 프로그래밍 언어를 사용하여 독립적으로 만들어질 수 있다.
   소프트웨어는 정식으로 돈을 내고 구입하거나, 또는 일정기간 동안의 시험기간을 가진 후 판매하려는 의도를 가진 '쉐어웨어', 쉐어웨어의 부류이지만 일부 기능들이 동작하지 않도록 만들어진 '라이트웨어', 판권에 대한 제한이 걸려있는 무료 소프트웨어인 '프리웨어', 그리고 추가 배포에 아무런 제한을 두지 않는 '프리 소프트웨어' 등이 있다.
   상용 소프트웨어는 CD-ROM이나 디스켓에 포장되어 있는 것이 보통이지만, 최근엔 상용 소프트웨어를 포함하여, 많은 쉐어웨어 및 프리웨어를 인터넷을 통해 다운로드 받을 수 있도록 환경이 변하고 있다.
   펌웨어 또는 마이크로 코드는 마이크로프로세서나 램의 특별한 위치에 적재되어 마치 하드웨어의 일부처럼 동작하는 것을 말한다.

 

   ▣ 펌웨어(firmware)

   펌웨어는 PROM(Programmable Read-Only Memory) 내에 삽입되어, 영구적으로 컴퓨터 장치의 일부가 되는 프로그램이다. 펌웨어는 여느 소프트웨어와 같은 과정으로 만들어지며, 마이크로 코드 시뮬레이션을 이용하여 테스트된다.
   준비가 되면 다른 소프트웨어처럼 배포될 수 있으며, 사용자가 특별한 사용자 인터페이스를 이용하여 PROM 내에 설치할 수 있다. 펌웨어는 때로 프린터나 모뎀 그리고 다른 컴퓨터 장치들의 성능을 높이기 위해 배포되기도 한다. IBM에서는 펌웨어라는 용어 대신에 마이크로 코드라는 용어를 즐겨 사용한다.

 

   그밖에 여러 경로를 통하여 펌웨어를 정의하거나 설명한 내용을 정리해 보면 아래와 같다.(이는 인터넷에서 수집한 내용이며, 신유식 님께서 도움을 주셨음을 밝혀둔다.)

 

① ROM에 저장되어 있는 소프트웨어. 펌웨어란 소프트웨어와 하드웨어의 결합이다. 데이터 또는 프로그램을 보관하고 있는 ROM, PROM, EPROM 들이 바로 펌웨어이다.
   Software that has been written onto read-only memory(ROM). Firmware is a combination of software and hardware. ROMs, PROMs and EPROMs that have data or programs recorded on them are firmware.

 

② 하드웨어 장치에 내장되어 있어서 읽기와 실행은 되지만 최종 사용자에 의하여 그 내용이 수정되는 것은 허용되지 않는 소프트웨어.
   노트 1 : ROM 소자에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램이 이것의 한 예이다. 소프트웨어를 하드웨어의 형태로 나타낸 것이다.
   노트 2 : EPROM에 저장되어 있는 프로그램이 또하나의 예이다. 이를 수정하려면 특별 장치가 필요하며 응용프로그램에 의해서는 수정할 수 없다.
   Software that is embedded in a hardware device that allows reading and executing the software, but does not allow modification, e.g., writing or deleting data by an end user.
   Note 1 : An example of firmware is a computer program in a read-only memory (ROM) integrated circuit chip. A hardware configuration is usually used to represent the software.
   Note 2 : Another example of firmware is a program embedded in an erasable programmable read-only memory(EPROM) chip, which program may be modified by special external hardware, but not by an application program.

 

③ 컴퓨터나 주변장치의 작동을 제어하기 위하여 ROM에 직접 프로그램되어 있는 영구적인 명령과 데이터. RAM에 저장되어 있어 변경이 가능한 소프트웨어와는 다르다.
   Permanent instructions and data programmed directly into the circuitry of read-only memory for controlling the operation of the computer or peripheral devices. Distinct from software, which is stored in read/write memory and can be altered.

 

④ ROM이나 PROM에 저장되어 있는 소프트웨어. 시스템의 전원이 나가더라도 남아있는 기본적인 프로그램. 펌웨어는 하드웨어보다는 변경이 쉽지만 디스크에 저장되어 있는 소프트웨어보다는 영구적이다.
   Software stored in ROM or PROM ; essential programs that remain even when the system is turned off. Firmware is easier to change than hardware but more permanent than software stored on disk.

 

   이상으로 위의 설명들을 읽어보면 "펌웨어 분야를 공부한다"거나 "펌웨어 기술자를 모집한다"는 등의 말이 얼마나 황당한 말인지를 알 수 있을 것이다. 단지 소프트웨어를 작성하여 ROM과 같은 하드웨어에 고정시켜 놓은 것이 펌웨어인데, 여기에 무슨 대단한 이론이나 기술이 필요하다고 이 분야를 공부하고 이 분야의 엔지니어를 모집한다는 말인가?
   오늘날에는 펌웨어라는 표현보다는 좀더 범위를 넓혀서 "임베디드 시스템", "임베디드 컨트롤", "임베디드 프로세서" 또는 "마이크로컨트롤러"나 "마이크로프로세서 응용"이라는 말들이 더 바람직할 것으로 생각된다. 마이크로프로세서를 특정 시스템에 적용하기 위하여 하드웨어를 설계하고 제어 프로그램을 개발하며, 이에 관련된 전반적인 기술들을 다루는 분야라는 것이다. 위에서도 설명하였듯이 이는 2가지로 나눌 수 있는 분야가 못된다. 이것은 결코 2개의 기술 영역이 아니라 1개의 기술 영역인 것이다. "펌웨어 기술자를 모집한다"는 그 업체는 아마도 이런 사람을 채용하기를 원했을 것이다. 다만, 말을 잘못했을 뿐...
   이는 동일한 소프트웨어 작업이라도 거의 하드웨어를 염두에 두지 않고 작업할 수 있는 범용컴퓨터 부문하고는 확연하게 다르다. 범용 컴퓨터에서는 하드웨어가 아니라 운영체제와의 연결성만을 생각하면 되지만, 임베디드 시스템 분야에서는 하드웨어와 소프트웨어가 유기적으로 연결되어 있으므로 서로 독립적인 영역이 될 수 없다는 것이다. 이것이 직업으로서 임베디드 시스템 분야의 장점이자 단점이다. 그리고, 바로 이런 점 때문에 임베디드 시스템 분야에서 쓸만한 엔지니어를 구하기 어렵다는 말이 자꾸 나오는 것이 아닐까...?

 

 

출처 : 윤교수의 마이크로프로세서 월드  http://cafe.naver.com/mcu32bit