’내장되다’란 의미를 가진 임베디드(Embedded) 산업은 특정 소프트웨어라는 협의의 뜻에서부터 모든 산업을 아우르는 기술의 핵심이란 광의의 의미를 담고 있다.

휴대폰과 MP3를 조작하는 것에서 부터 통신, 항공, 국방, 의료, 로봇, 산업 등에 까지 임베디드 기술은 광범위하게 적용된다. 정부가 논의하고 있는 5대 융합 산업(자동·의료·조선·국방·건설)도 임베디드 SW를 중심으로 새로운 먹거리를 찾는 시도이다.

특히 임베디드 시스템에 있어서 핵심인 임베디드 SW는 산업간 기술 융합에 의한 다양한 서비스를 시공간의 제약없이 제공하기 위해 전자제어기기의 고기능화, 고성능화 목적으로 내장된 소프트웨어이다. 즉, 제품을 고도화시키는 존재인 것. 때문에 최종 제품의 부가가치를 결정하는 요소기술로서 포스트 PC 시대의 성장 가능성이 매우 높은 핵심 산업으로 떠오르고 있다. 송영록 기자 syr@ittoday.co.kr

세계 시장에서 생산되는 임베디드 시스템/디바이스는 지난 2006년 44억개에서 매년 12.5%가 성장해 오는 2009년엔 63억개에 이를 것으로 보인다. 임베디드SW 솔루션 공급사별로 거래되는 임베디드 디바이스는 과거 가전 중심에서 국방, 항공, 의료, 통신 등 다양한 산업으로 확산되는 추세이다.

임베디드 디바이스 생산량<자료=가트너그룹>

임베디드SW  연평균 5.1% 성장

세계 임베디드SW 생산액은 2007년부터 2012년까지 5년간 연평균 2.7%의 성장이 예상되는 가운데 국내 시장은 같은 기간 동안 연평균 5.1% 성장할 것으로 추정된다. 2007년 기준으로 전세계 시장 규모가 121조원 규모인 가운데 국내 시장은 8조5000억원 정도를 형성하고 있다. 우리나라 시장이 전세계 시장의 6%를 차지하는 것으로, 임베디드SW 분야가 패키지SW나 IT 서비스 산업보다 많은 비중을 차지한다.

세계 임베디드SW 생산액<자료=가트너그룹>

임베디드SW 개발도구의 경우 전세계 시장이 2005년 3억달러에서 2009년 3억4000달러로 연평균 3%의 성장률을 보이고 있다. 지역별로는 아시아태평양지역의 개발 도구 시장이 가장 큰 성장을 하고 있다.

임베디드OS 시장의 경우 인 하우스 개발이 많이 감소하면서 리눅스가 급격하게 증가할 것으로 업계전문가들은 전망하고 있다. 자동차, 가정, 의료기기 등 다양한 산업분야에 적용돼 시장은 계속적으로 성장할 것으로 예상된다.

임베디드 개발 인력은 2009년까지 2.3%로 증가할 것으로 예상된다. 특히 소프트웨어 개발 인력의 증가가 두드러지는 것과는 달리 하드웨어 인력은 감소할 것으로 보인다. 산업별로 보면 의료기기, 휴대폰, 자동차 분야 등에서 임베디드SW 인력 수요가 증가할 것으로 예상하고 있다.

국내 임베디드SW 시장을 보다 구체적으로 살펴보면 인 하우스 형태의 자체 개발이 87.5%, 용역 개발이 10.5%, 라이선스/로열티 개발이 2% 등을 각각 차지할 것으로 보인다.

산업별로 보면 세계 시장과 비교해 보면 먼저 자동차 전자제어 산업 시장에서는 하이브리드 자동차, 지능형 자동차 등의 공급으로 2007년부터 2012년까지 5년간 세계시장이 연평균 5.5% 성장하는 가운데, 국내 시장은 9.2%의 높은 성장이 예상된다. 5년후에는 자동차 전장부품이 40%로 높아질 것으로 내다보고 있다.

정보가전 분야에서는 전세계 시장이 가전제품의 포화와 세계 경제 둔화로 2012년까지 연평균 0.03%로 성장세가 둔화될 것으로 예상되며, 국내는 마이너스 성장까지 조심스레 예상되고 있다.

국방과 항공 산업에서는 2007년부터 2012년까지 5년간 세계시장이 연평균 0.17% 성장하고 국내 시장은 수출 등이 가시화돼 5.6%의 높은 성장을 할 것으로 전망된다. 특히 이 산업 분야는 실시간 처리, 고도의 신뢰성, 예측 가능성 및 조립성, 적응성 등의 섬세하고 정밀한 특징이 요구된다. 현재 빅5 업체(록히드마틴, 보잉, 레이시온, 노스롭그루먼, BAE시스템)의 매출액이 세계 100대 방산 업체 전체 매출액의 40% 이상을 차지하고 있다.

정보통신 산업 분야에서는 2007년부터 2012년까지 5년간 세계 시장이 연평균 5.95% 성장하고 국내는 12.8의 급성장이 예상된다. 휴대폰 및 차세대 이동통신 단말을 중심으로 지속적인 성장이 예상되는 가운데 3GPP, OMA, LIMO, OSGi 등 다양한 표준화 단체를 통한 기술 개발이 이뤄지고 있다.

장종국 영동대학교 임베디드SW학과 교수는 "최근 들어 디지털 기기의 폭발적인 성장에 따라 임베디드 소프트웨어에 대한 관심이 고조되고 있다"며 "가전제품이나 정보기기들에서도 소프트웨어가 그 기기의 중심적인 역할을 담당하고 있다"고 말했다. 장 교수는 이어 "향후 본격적인 유비쿼터스 시대에는 모든 전자제품에 네트워크 연동 등을 위해 임베디드 소프트웨어가 탑재될 것”으로 내다봤다.

최진영 고려대학교 임베디드SW학과 교수는 "북미자동차 업계가 지출하는 연간 100억달러의 품질비용 중 30~40%가 전자 및 소프트웨어 문제이다"라며 "임베디드 시스템의 품질과 안전성 향상이 임베디드 산업 확장을 위해 반드시 필요하다"라고 강조했다.

소프트웨어 영역 확장

중장기 과제에 273억원 지원

현재 정부는 중장기 임베디드SW R&D과제(정부지원 273억원)를 추진 중이다. 항공기 임베디드 시스템 개발 등 총 10개 과제에 대해 최소 3년에서 최대 5년까지 사업을 수행 중이다. 이 과제들은 융복합 환경에 대응한 신규시장 선점을 위해 SW산업을 이끌어주고 산업적 파급력이 큰 대형과제와 신제품 개발 등 시장수요를 반영하고 있다.

올해는 u시티 등 IT 신규서비스 분야의 SW플랫폼을 선도 개발하는 대형과제를 발굴해 향후 신규 시장의 SW기반을 확보하고, 민간 단독투자가 어렵고 파급력이 큰 원천기술 등을 고려해 발굴 및 추진하고 있다.

또한 임베디드SW 시장창출 및 제조업 경쟁력 강화를 위해 임베디드SW 선도프로젝트 사업을 추진 중이다. 이 사업은 기술의 독창성 및 성공가능성 등에 대한 전문가 평가를 거쳐서 선정한 10개의 과제에 대해 각각 개발비용의 50% 범위 내에서 최대 7억원, 최대 2년간 정부가 지원하는 사업이다. 이번 사업의 성공적인 수행을 위해 수요업체인 제조/서비스기업과 임베디드SW 전문기업 및 국책 연구기관이 컨소시엄으로 공동 참여하도록 하고 있다.

임베디드SW의 제품화 촉진을 위해 라이선스·로얄티 기반의 우수 솔루션을 발굴하고, 안정적인 수익 구조 형성을 위해 임베디드SW 시제품 제작지원 사업도 지난 2006년부터 추진 중이다. 이미 네오엠텔, 넥스디지털 등 다수의 기업이 지원과제의 사업화에 성공했다.

정부는 임베디드SW업체의 해외진출도 돕는다. 해외 제조업체의 임베디드SW 수요 발굴 및 마케팅을 지원하고 이동통신, 디지털방송, 홈네트워크, 텔레매틱스 등 분야별 해외 시험 인증 획득도 지원한다.

산업간 협력 인프라도 구축한다.

대학의 임베디드 특성화 교육을 확충하고 산업체 재직자의 수요 맞춤형 실무교육도 강화할 예정이다. ITRC 및 대학원 과정 확대를 통한 고급인력도 양성한다는 방침이다.

이런 정책의 일환으로 성균관대학교는 기업체가 요구하는 맞춤형 인재육성을 위해 올해 2학기부터 임베디드 소프트웨어 학과(석사)를 신설했다. 정원은 30명으로 교육과정은 삼성전자, MDS테크놀러지 등의 요구를 반영해 운영될 예정이다. 교수 중에는 기업체 임원을 비롯한 해당 분야의 경력자가 포함돼있다. 이 학과는 지식경제부의 ’고용계약형 석사과정 지원사업’에 선정됐기 때문에 학비는 정부에서 전액 무료로 지원하고 생활비는 기업체에서 부담한다. 학생들은 4학기 동안 24학점을 이수하고 졸업 후 기업에서 3년 동안 의무적으로 근무해야 한다.

2008년 임베디드SW 선도프로젝트 사업현황

2012년까지 항공 임베디드SW 개발

지식경제부와 한국항공우주산업은 올해 3월부터 2012년 2월까지로 예정돼있는 항공기 임베디드 시스템 개발을 진행 중이다. 예산은 총 653억원(정부출연 59%, 민간 41%)에 달한다. 현재 200명인 연구인력도 2010년까지 450여명으로 늘릴 계획이다.

항공기의 경우 실시간 운영체계, 미들웨어, 시험장비/임무지원SW, 응용SW, 항공기 탑재 하드웨어 등 각 장비마다 임베디드SW가 들어가 있는데 이를 통합한 항공기 임베디드SW를 만드는 것이 목표다. 다시 말해 1차, 핵심 소프트웨어를 만든다는 것. 1차 소프트웨어는 대규모 항공기 개조 시 개발과 수정이 동반되는 소프트웨어이며 핵심소프트웨어는 사소한 항공기 기능변화에 따라 개발과 수정이 동반되는 소프트웨어를 말한다. 이같은 소프트웨어 개발의 중요성에 대해 양상우 한국항공우주산업 전문위원은 "20만~30만달러의 2차 시스템 하나를 바꿀 경우, 1차 시스템 수정비용으로 수천만달러를 요구하는 경우가 대부분이다"라고 말했다. 이 때문에 소프트웨어 자체 개발 능력이 있어야 한다는 설명이다.

또한 항공SW는 개발비용보다 성능개선과 유지보수 비용이 현격히 높다. 때문에 핵심시스템 개발 시엔 성능개선과 유지보스를 지원하는 OS, 미들웨어를 동시에 개발해야 한다.

외산 항공기용 운영체제(VxWorks) 대신 순수 국산 실시간 OS를 개발한다면 항공분야 외에도 전략적 성장동력 단말기에 최적화시켜 사용할 수 있으므로 OS 분야의 대외 의존 탈피, 나아가 운영체제 블루오션 선점이 가능할 전망이다.

양상우 전문위원은 "과거엔 아날로그 위주로 조종사 능력에 의존했지만 이젠 조종사에게 편의성을 제공하는 방향으로 바뀌고 있다"며 "아이팟만 봐도 얼마나 편의성을 생각했는지 알 수있다"고 말했다. 또 "항공기 가격의 40%가 소프트웨어 가격"이라며 "하드웨어는 목적이 아니라 수단에 불과하고 그 안에 있는 임베디드 소프트웨어가 더욱 중요하다"고 강조했다.

한국항공우주산업에서는 조종사 탑재모의 훈련 소프트웨어도 개발중이다. 항공기 상에서 실제 장비없이 미사일이나 레이더 등을 사용해서 훈련할 수 있는 소프트웨어다. 미사일없이 실제 있는 것처럼 훈련할 수 있도록 소프트웨어로 시스템을 만드는 것이다. 마치 적을 공격한다든가 적의 정보를 보고 있는 것처럼 실체 없이 항공기상에서 가상훈련을 하는 것이다. 양상우 전문위원은 "이런 장비들을 항공기에 탑재하면 비용도 줄이고 훈련효과도 높일 수 있다"고 말했다.

이번 프로젝트가 성공적으로 완료된다면 국내 SW 개발능력과 기술 확보로 향후 군 무기체계 및 상용으로 확대할 예정이다. 또한 항공용 임베디드 SW 기술의 해군, 육군사업 및 상용사업에 확장 적용이 가능하다.

아울러 T-50 수출형 등 항공기에 탑재해 시장에 진출한다면 650억원 투자금의 4배에 가까운 약 2조원의 효과를 볼 것으로 전망하고 있다.

임베디드SW, 자동차 지능 부여

자동차의 지능화<자료=한국소프트웨어진흥원>

자동차 분야에서도 임베디드SW의 비중과 중요성은 나날이 높아지고 있다.

1975년 미국에서 모든 자동차에 임베디드 컨트롤 시스템을 장착하기 시작한 이후로, 자동차의 임베디드SW는 계속 성장해서 2010년엔 자동차 부품의 72%가 임베디드SW일 것으로 전망된다. 또한 독일자동차협회에서 2004년에 발표한 보고서에 따르면 자동차의 고장원인 중 36%가 소프트웨어로 인해 발생한다고 한다.

자동차 임베디드SW의 현황을 살펴보면 미국방고등연구계획부(DARPA)의 그랜드 챌린지와 같은 무인자동차 경주대회도 성행하고 있고 지능형 자동차 기술도 많이 발전하고 있다. 야간투시기능, 추돌예방, 자동주차, 졸음운전 예방, 움직이는 전조등 등의 기술들도 개발되고 있다.

지난 2006년 설립된 유비쿼터스임베디드센터는 첫 전략산업인 지능형 자동차산업의 개발 및 상용화를 비롯해 향후 전기, 전자, 통신, IT산업의 첨단기술들을 개발할 예정이다.

유비쿼터스임베디드센터는 지난 2007부터 KETI, DGIST, SL, 나인원 등 IT관련 업체 연구원, 지역대학교수 70여명이 참여한 가운데 지능형무인자동차 개발을 시작했다. 퀴뇨(Cugnot)프로젝트라 불리는 이번 계획은 4단계의 계획을 구상 중이며 현재 1단계의 개발이 완료된 상태이다.

지능형무인자동차개발의 주요 기술에는 지능형무인자동차와 원격 콘솔 박스(외부 조정 장치)와의 통신을 통한 원격 제어 운전, 도로에 장착된 칩을 인식하여 칩 정보에 따른 운전, 차선검출기능 ․ 장애물감지기능 ․ 자동차간 통신 및 도로 통신을 활용한 무인자동차, 사용자의 목적지 설정을 통한 완전 자율 주행이 있다.

현재까지 개발된 지능형무인자동차는 주행에 필요한 조향장치, 제동장치, 엑셀레이터 등을 무선으로 조작한다. 자동차에 카메라를 탑재해 원격지의 안전한 주행을 돕고 전방⦁후방⦁운전석⦁제어부(제동장치, 엑셀레이터, 조향장치)를 계속 감시해 원격 무인 주행이 가능하도록 했다. 또 와이어리스랜(Wireless-LAN) 기술을 사용해 실시간으로 무인자동차를 제어할 수 있다.

콘솔 박스는 무인자동차 내의 운전환경에 근접하게 제작했으며 제어에 필요한 조향장치, 엑셀레이터 및 제동장치가 장착돼 있다. 차선 이탈 방지를 위해선 장착된 카메라를 활용한 실시간 차선 검출 및 근접체에 대한 장애물 인식 기능을 구현했다. 도로에 장착된 칩과의 통신을 통한 무인 주행을 위해 필요한 통신 기술을 개발 중에 있으나 도로 인프라 구축은 안전을 위해 향후 구축 예정이다.

무인 자동차 개발 및 상용화에 성공할 경우, 지역의 IT산업과 자동차 기계 부품산업이 새로운 활로를 찾는 등 경제 유발효과가 기대된다. 뿐만 아니라 교통사고나 산업현장에서의 안전사고 등을 수습하는데 쓰이는 사회적 비용을 최소화 할 수 있을 것으로 기대된다. 유비쿼터스임베디드센터 측은 미국, 일본, EU 등이 이미 무인자동차 개발을 시작한 만큼 이들을 벤치마킹 대상으로 삼아 후발주자로서의 이점을 최대한 활용한다면 무인자동차 분야에 있어서 오히려 더 앞선 성과를 낼 수도 있을 것으로 내다보고 있다.

유비쿼터스임베디드센터장인 박용완 영남대학교 정보통신학과 교수는 "이렇게 개발된 기술들을 향후 로봇택시/화물차/특수공사장비차/의료용 엠블런스/소방차/제설차 등 고급화를 향한 다양한 제품에 활용하고 지역의 자동차 완성차 및 부품 업체의 발전에 기여할 것"이라고 말했다.

조선산업, 임베디드 산업 주도

국내 조선 산업은 전 세계 시장을 리드하고 있다. 지난해 한국조선업계가 수주한 물량은 전세계 시장의 40.4%인 3200만 CGT로 중국(2920만 CGT)과 일본(650만 CGT)을 제치고 세계 1위를 차지했다. 건조량 부문도 우리나라가 1120만 CGT를 차지해 세계시장점유율 34%를 기록하는 등 2003년 이후 5년 연속 1위를 지키고 있다.

하지만 중국이 무겁게 우리나라 조선 사업을 뒤쫓고 있다. 수주량 기준으로 중국이 일본을 2006년에 제쳤다. 중국의 경우 조선 업계의 산업적 특성인 노동 집약적이고, 대규모의 부지를 필요로 하는 다양한 조건들을 두루 갖추고 있지만 우리나라와 비교했을 때 선박 기술력과 함께 산업환경 안전성측면 등에서 차이가 많이 나는 상황이다. 이럴 때 일수록 우리나라 입장에서는 후발주자와 더욱 더 격차를 벌려야 한다. 그 중심에 임베디드SW가 있다.

선박에서 임베디드 시스템은 전체 기자재가 총 400여종 있는데, 그 중에서 10% 정도의 IT 임베디드 기자재가 선박에 탑재된다. IMO(국제해사기구)에서 e-내비게이션(선박전자항법체계) 등을 요구한 관계로 향후 15% 정도의 비중이 높아질 것으로 예상된다. 현재 신규 임베디드 기자재의 탑재가 지속적으로 제안 추진되고 있다. 주로 육상에서 검증된 제품 위주로 구성된다. 그리고 IMO의 규정 혹은 선급 협회의 규정에 의해 인증을 획득한 제품에 대해 탑재가 이뤄지고 있다.

먼저 선박에서의 임베디드 시스템 활용을 위해 IBS 등 주요 장치에 대한 국내 개발이 완료돼 있으며 탑재율이 상향되고 있는 상황이다. 조성우 현대중공업 전산부문 정보기획부장은 "선박의 통합 네트워크 구축에 대한 논의가 학계와 업계의 주요 이슈로 연구되고 있다. 또한 e-내비게이션과 연계된 선박과 선박, 선박과 육상 통신에 대한 개선이 요구되고 있으며 원격 유지 보수에 대한 논의도 활발히 이뤄지고 있다"고 밝혔다.

조성우 부장은 이어 "자재의 정확한 위치 파악을 SCM과 연계해 활용하는 방안이 주된 검토 대상이고, 공정 중 IT를 활용한 안정관리시스템의 활용도를 높여가고 있다. 그 영역 또한 확대하고 있다"고 덧붙였다.