[네트워크] 임베디드 통신 개요 (Embedded Communication Overview)

임베디드 시스템은 독립적으로 동작하는 장치가 아니다.
센서로부터 데이터를 수집하고, 외부 장치에 명령을 전달하며,
다른 마이크로컨트롤러나 모듈과 지속적으로 정보를 교환한다.

이러한 장치 간 데이터 교환의 모든 방식을 통틀어
임베디드 통신(Embedded Communication)이라 한다.

본 포스팅에서는 개별 통신 인터페이스를 다루기 전에,
임베디드 통신을 이해하기 위한 기본적인 분류 기준과 핵심 개념을 정리하고자 한다.

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임베디드 통신의 정의

임베디드 통신이란,
임베디드 시스템이 정해진 규칙(프로토콜)에 따라
다른 하드웨어 장치와 데이터를 송수신하는 모든 과정을 의미한다.

일반적인 네트워크 통신과 비교했을 때, 임베디드 통신은 다음과 같은 특징을 가진다.

• 통신 대상은 사람이 아닌 하드웨어 장치
• 데이터 형식과 타이밍이 엄격하게 정의됨
• 처리 속도보다 신뢰성·정확성·동기성이 중요

즉, 임베디드 통신의 목적은
빠른 데이터 전송이 아니라 예측 가능한 동작과 안정성 확보에 있다.

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송수신 방향에 따른 통신 방식

1 단방향 통신 (Simplex)

데이터가 한 방향으로만 전달되는 통신 방식이다.
송신 장치와 수신 장치의 역할이 고정되어 있다.

• 송신 → 수신 (역방향 없음)
• 구조가 단순하고 구현이 쉬움

주로 센서 출력이나 단순 제어 신호 전달에 사용된다.

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2 반이중 통신 (Half-Duplex)

송신과 수신이 모두 가능하지만,
동시에 수행할 수는 없는 통신 방식이다.

• 하나의 선로를 공유
• 송신 중에는 수신 불가

버스 기반 통신에서 자주 사용되며,
충돌 방지 및 제어 로직이 필요하다.

 

예로 매우 유명한 CAN통신이 있다. (포스팅 참고하면 좋을듯)

https://sernan96.tistory.com/126

[네트워크] CAN 통신

 

 

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3 전이중 통신 (Full-Duplex)

송신과 수신을 동시에 수행할 수 있는 통신 방식이다.

• 송신용(TX)과 수신용(RX) 라인이 분리됨
• 통신 효율이 높음

핀 수가 증가하지만, 데이터 처리 흐름이 명확하다.

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송수신 장치 수에 따른 구분

1 1:1 통신 (Point-to-Point)

하나의 송신 장치와 하나의 수신 장치가 직접 연결되는 방식이다.

• 구조 단순
• 충돌 개념 없음
• 확장성 낮음

단일 장치 간 통신에 적합하다.

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2 1:N 통신 (Bus / Multi-drop)

하나의 마스터 장치가
여러 개의 슬레이브 장치와 통신하는 방식이다.

• 주소(Address) 또는 선택 신호 필요
• 확장성 우수
• 중재 및 충돌 관리 필요

센서나 주변 장치가 많은 시스템에서 주로 사용된다.

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데이터 전송 방식

1 병렬 통신 (Parallel Communication)

여러 비트를 동시에 전송하는 방식이다.

• 전송 속도 빠름
• 핀 수 많음
• 거리 증가 시 신호 왜곡 발생

외부 장치 통신보다는
CPU 내부 버스나 메모리 인터페이스에서 사용된다.

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2 직렬 통신 (Serial Communication)

데이터를 1비트씩 순차적으로 전송하는 방식이다.

• 핀 수 최소화
• 노이즈에 강함
• 거리 확장 용이

임베디드 외부 통신의 대부분은 직렬 통신을 사용한다.

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동기 통신과 비동기 통신

1 동기 통신 (Synchronous Communication)

송신자와 수신자가 공통 클럭 신호를 기준으로 동작한다.

• 데이터 타이밍이 명확
• 고속 통신 가능
• 클럭 라인 필요

클럭 신호를 통해 데이터 전송 시점을 직접 제어한다.

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2 비동기 통신 (Asynchronous Communication)

공통 클럭 없이,
사전에 약속된 속도를 기준으로 통신한다.

• Start Bit / Stop Bit 사용
• 구조 단순
• 속도 제한 존재

초기 설정이 간단해 디버깅용 통신에 많이 사용된다.

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통신 속도와 Baud Rate

1 Baud Rate의 의미

Baud Rate는
1초 동안 전송되는 신호 단위(Symbol)의 개수를 의미한다.

일반적인 비동기 통신에서는
1 Symbol이 1 Bit에 해당하므로
Baud Rate는 곧 Bit Rate로 해석된다.

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2 Baud Rate가 중요한 이유

송신 장치와 수신 장치의 Baud Rate가 일치하지 않으면

• 비트 샘플링 시점 오류
• 프레이밍 에러 발생
• 데이터 왜곡

임베디드 통신에서 Baud Rate 설정은
선택 사항이 아니라 통신 성립의 전제 조건이다.

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이후 포스팅 구성

이번 글에서는
임베디드 통신을 이해하기 위한 공통 개념과 분류 기준을 정리했다.

이후 포스팅에서는 다음 순서로
대표적인 임베디드 통신 인터페이스를 다룰 예정이다.

1. UART / USART
2. I2C
3. SPI

각 통신 방식에 대해
구조, 신호 흐름, 타이밍, 실제 MCU 적용 관점에서 상세히 설명한다.

 

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