김호원 부산대 정보보호 및 IoT 연구실, 블록체인 보안 전문연구실, 사물인터넷연구센터 2018.9.17 전체 목차 목차 IoT 디바이스 소개 I. IoT 디바이스 • 주요 IoT 디바이스 소개 - Arduino - Rasberry Pi - ARTIK - Smart Dust 등 2 I. IoT 디바이스 1. 주요 IoT 디바이스 종류 - Arduino - Rasberry Pi - ARTIK - Smart Dust 등 3 I. IoT 디바이스 IoT Device • Smart Dust • Arduino • Raspberry Pi • Intel Galileo • Adafruit • SparkFun • ARM mbed • 삼성 Artik, etc. 4 I. IoT 디바이스 Arduino Reference: http://abdnoor80.weebly.com/uploads/1/2/2/8/12282674/es_architecture_3.pdf “Architecture of Arduino Development Board” 5 Arduino I. IoT 디바이스 What is Arduino ? 6 Arduino I. IoT 디바이스 What is Arduino ? 7 Arduino - Terminology I. IoT 디바이스 Terminology 종류 8 Arduino Types I. IoT 디바이스 9 Arduino Types I. IoT 디바이스 10 Arduino Types I. IoT 디바이스 (Explorer) 11 Arduino Types I. IoT 디바이스 12 Arduino Types I. IoT 디바이스 13 Arduino Types I. IoT 디바이스 14 Arduino Types I. IoT 디바이스 15 Arduino Types I. IoT 디바이스 16 Arduino Types I. IoT 디바이스 17 Arduino – 특성 I. IoT 디바이스 18 Arduino – 특성 I. IoT 디바이스 19 Arduino Types I. IoT 디바이스 20 Arduino Types I. IoT 디바이스 21 Arduino Types I. IoT 디바이스 22 Arduino Types I. IoT 디바이스 23 Arduino Types 24 Pull up resistor I. IoT 디바이스 칩을 floating 상태에 두면 불안정함(high/low 입력이 없는 경우) . Pull up 저항을 쓴 경우, switch 누르지 않을 때(OFF)는 high 입력되고 있음 switch ON이면 low 전압 인가됨 . Pull down 저항 쓰면 그 반대 < Pull up 저항 사용한 경우 > 25 저항 읽는 법 I. IoT 디바이스 26 I. IoT 디바이스 Raspberry Pi 27 I. IoT 디바이스 2009 - Foundation . Foundation: • In May 2009, the Raspberry Pi foundation was established in Caldecote, South Cambridgeshire, UK, as a charitable association . Objective • Making computer for encouraging children to learn programming & computer science ”Raspberry Pi”, https://es.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi, febrero 2018 28 I. IoT 디바이스 Brief History • 2011.8: Alpha 버전 개발(board 50개 제작) • 2012. 2: 대만업체를 통해, 10,000개 제작, 시판 시작 • 2015. 12: Raspberry Pi 2 시판 • (ARM Quad-Core 900 MHz, 1 GB RAM, 4 x USB, HDMI, RJ- 45), 45 유로 • 2013. 4: Raspberry Pi model A 시판 ”Raspberry Pi”, https://es.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi, febrero 2018 29 I. IoT 디바이스 Brief History – Raspberry Pi3 • 2016: Raspberry Pi 3 • ARM Quad-Core 900 MHz, 1 GB RAM, 4 x USB, HDMI, RJ-45 ”Raspberry Pi”, https://es.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi, febrero 2018 30 I. IoT 디바이스 Raspberry Pi 사양 ”Raspberry Pi”, https://es.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi, febrero 2018 31 I. IoT 디바이스 기타 IoT 디바이스 32 Beaglebone Black I. IoT 디바이스 Beaglebone Black, Rev C Price ~$55 5v, 2A 1 GHz 32 bit processor 4GB flash memory Pre-loaded OS 33 삼성 ARTIK I. IoT 디바이스 ARTIK 보드 MIPS processor 34 I. IoT 디바이스 삼성 ARTIK - https://craftroom.tizen.org/gallery/ 개발자 포털, 클라우드 제공 등 https://craftroom.tizen.org/gallery/ https://developer.tizen.org/development/iot-preview/customized-platform-guide https://craftroom.tizen.org/how-to-create-your-own-customized-platform-image/ 35 I. IoT 디바이스 기타 프로세서 4-bit CPUs 8-bit CPUs . TMS 1000 . Atmel AVR . Intel 4004 . Intel 8051 . Atmel MARC4 . Microchip Technology PIC . Toshiba TLCS-47 . STMicroelectronics STM8 . Epson S1C63 아두이노 프로젝트 토큰, 자동차키 36 I. IoT 디바이스 기타 프로세서 TinyOS 프로젝트 16-bit CPUs . TI MSP430 . Microchip Technology PIC24 32-bit CPUs . ARM Cortex-A . Atmel AVR32 . MIPS32 . AIM 32-bit PowerPC . STMicroelectronics STM32 스마트폰 37 I. 연구 개요 기타 프로세서 4-bit MARC4 . 4-bit processor, 2 MHz . 4 KB EEPROM, 1 KB RAM, 6 registers 8-bit AVR . 8-bit processor, 7.3728 MHz . 128 KB EEPROM, 4 KB RAM, 32 registers 16-bit MSP . 16-bit processor, 16 MHz . 32-48 KB EEPROM, 10 KB RAM, 12 registers 32-bit ARM . 32-bit processor, 1~2 GHz . 16 registers, 1GB RAM, most instructions in a single cycle . SIMD extensions (NEON) . Sixteen 128-bit registers . Packed 8, 16, 32, 64-bit operations 38 I. IoT 디바이스 기타 프로세서 ATMEL’s MARC4 (4bit 프로세서) . Stack Machine 기반의 프로세서 구조를 가짐 . 16KHz, 500KHz 혹은 2MHz로 동작 . EEPROM (4kbytes), RAM (4way-256bytes) . 1mA의 전력소모(active mode) . 온도 -40~125 상에서 동작가능, 1.8V~6.5V . 리모컨, 인터넷 뱅킹 토큰, 자동차 키 등에 사용됨 < Marc4 4bit processor> 39 I. IoT 디바이스 기타 프로세서 : Atmel MARC-4 주소 방식 . 직접(Direct) . 간접(Indirect) . Stack Pointer(SP) 이용 (8-bit) . 6bit short와 12bit long 주소 형식 저장공간 . EEPROM (4kbytes), RAM (4way-256bytes) 레지스터 . 8bit RAM 주소 레지스터 X, Y . 8bit Expression Stack Pointer(SP) . Return Stack Pointer(RP,12bit) . Condition Code Register(CCR): 상태 정보를 저장 . Program Counter(PC, 12bit): 프로그램 수행순서 확인 . Top Of Stack(TOS) 레지스터 . 6 programmable 레지스터 40 I. IoT 디바이스 기타 프로세서 : EPSON 4bit uP S1C63 family Stack Machine 기반의 프로세서 구조를 가짐 . 32.768kHz 혹은 1MHz로 동작 레지스터 . 2개의 4bit 데이터 레지스터 A, B . 4bit 플래그 레지스터 F . (확장 E, 인터럽트 I, 캐리 C 그리고 제로 플래그 Z로 구성) . 2개의 16bit 인덱스 레지스터 X, Y . (post-increment 명령어 지원) . 2개의 8bit stack pointers SP1(주소 용), SP2(데이터 용) 주소 방식 . 직접(Direct) . 간접(Indirect: 2개) . Stack Pointer(SP)기반 저장공간 . 26kB code ROM (16k*13bits) . 1kB data ROM (2k*4bits) . 2kB ROM(4k*4 bits) 41 참고 자료 참고 자료 [1] 부산대학교, “개방형 고성능 표준 IoT 기술 개발”, 김호원, 2014.2 [2] “Historia of Raspberry Pi” by Rogelio Ferreira Escutia [3] Internet of Things Architecture, IoT-A, Project Deliverable D4.2 42.