Arduino 탄생 이야기

아두이노 보드는 갑자기 등장한 제품이 아닙니다.

사용자의 개발환경을 개선하고자 하는 의지에서 만들어진 특별한 제품이라고 생각합니다.

특히 하드웨어 비전공자가 시작하였으며 다양한 개발자들이 자유롭게 사용할 수 있고 저렴한

보드를 만들겠다는 생각에서 시작되었습니다.

 

그럼 먼저 Arduino가 등장하게된 마이크로프로세서 역사에 대해서 간략하게 살펴 보겠습니다.

 

[ MCU 이전: 마이크로프로세서 시대 – Z80 ]

• 아두이노는 어느 날 갑자기 등장한 것이 아닌 그 이전에 30년 이상 축적된 마이크로컨트롤러 진화의 결과물
• Z80의 등장 : Zilog Z80

• 1976년 등장한 8비트 CPU
• MCU가 아니라 마이크로프로세서, CPU만 존재
• 메모리, I/O는 외부 칩이 필요
• Z80은 CP/M (Control Program for Microcomputers) 기반 산업용 컴퓨터에 쓰임
• 산업 제어 시스템, 초기 마이크로컴퓨터에 광범위하게 사용
• “소형 컴퓨터를 보드에 구현한다”는 개념을 만든 세대
• 크고, 회로가 복잡하고, 비용이 높은 것이 단점

 

 

[ MCU의 탄생 – Intel  8051(1980’) ]

 

• CPU + ROM + RAM + I/O + Timer 모두 한 칩 안에 넣음 -> 대표적인 MCU
• 혁명적인 구조

• 외부 메모리 최소화
• 제품 설계 단순화
• 비용 절감
• 산업 대량 보급 가능
• §8051은 “산업 표준”이 됨

• MCU 기본 구조가 완성됨

• SFR
• 인터럽트 벡터
• 타이머
• UART

 

 

 

[ 고성능 제어 요구 – Intel 80196 ] 

• 1980년대 후반 자동차 산업이 전자제어화 됨

• 엔진 제어
• 연료 분사
• 점화 타이밍
• 이건 8비트로 부족, 그래서 등장한 것이 16비트 MCU.

• 16비트 MCU 특징

• 16-bit 연산
• 고급 타이머 빠른 인터럽트 처리

 

 

 

 

 

[ 저가 대량 보급 시대 – PIC(PIC16F877A) ]

• 1990년대 Microchip의 PIC이 대중화

• 가격이 매우 저렴
• Flash 내장
• 소형 패키지
• 산업 자동화 수요 폭발

• 구조 특징

• RISC (Reduced Instruction Set Computer) 구조
• 비교적 단순한 명령어 세트
• 낮은 전력 소비
• 가전제품, 산업센서, 소형 제어기 거의 다 PIC 사용

 

 

[ AVR의 등장 – Arduino의 직접 조상 ]

• AVR은 1996년 Atmel에서 개발한 8비트 RISC 마이크로컨트롤러
• 등장배경

• 8051은 구조가 오래됨
• PIC은 구조가 단순하지만 C 컴파일 효율이 떨어짐
• 고급 개발자는 C언어 사용이 증가
• C 언어에 최적화된 8비트 MCU 개발이 목표

• AVR 특징

• RISC 구조 : 단일 클럭 실행 명령어 다수
• 32개의 범용 레지스터 : C 코드 컴파일 효율이 매우 좋음
• 진정한 하버드 아키텍처 : 프로그램 메모리와 데이터 메모리 분리
• Flash 기반 : 반복 재프로그래밍 가능
• ISP (In-System Programming) : 보드에서 바로 프로그래밍 가능
• ATmega328P, ATmega2560, ATtiny85

 

 

 

 

[ AVR 응용 개발 사례 ]

 

 

 

 

 

 

 

 

[ Arduino 탄생 ]

- 2002년애 마시모 반지(Massimo Banzi)가 예술과 IT를 융합해 가르치던 Interaction Design Institute Ivrea 전문 대학원에 부교수로 부임합니다.

- 피지컬 컴퓨팅(Physical Computing)이라 불리기도 하는 인터랙티브 디자인을 담당하고 있었습니다.

- 우리나라의 산업디자인학과에서 전자회로를 채용하여 제품을 설계하는 것과 유사하다고 볼 수 있습니다.

 

 

-개발 툴은 Parallax 사의 BASIC Stamp를 사용했습니다. 그런데 가격이 100달러 정도로 학생이 구매하기에는 부담되는 가격이었습니다. 또한 프로그램을 하기 위해서는 별도의 개발 툴이 필요했고 윈도우를 사용해야 하는 불편함이 있었습니다. 지금도 마찬가지이지만 그 당시에도 예술을 전공하는 사람들은 맥 컴퓨터를 주로 사용하고 있었습니다.

- 마시모 반지는 값비싼 개발툴과 불편한 개발환경을 개선하기 위해 누구나 사용하기 편리하고 저렴한 개발 보드를 제작하기로 결심합니다.

 

- 프로세싱 언어의 등장 : MIT 미디어랩의 케이시 리아스(Casey Reas)dhk 벤자민 프라이(Benjamin Fry)가 프로세싱을 개발하였습니다. sketch라는 개발 IDE에서 그림을 그릴경우 함수의 사용법만 익히면 쉽게 그림을 그릴 수 있었습니다.

- 마침 케이시 라아스가 마시모 반지가 부임한 IDII에 교수로 재직하고 있었습니다.

 

 

- 와이어링은 프로세싱에서 파생된 프로젝트로 아두이노의 모태가 되었습니다.

- 에르난도 바라간은 IDII의 대학원생이었는데 지도교수가 마시모 반지와 케이시 리아스였습니다.

- 석사논문 프로젝트로 와이어링을 개발하였습니다. 이것이 Arduino의 모태입니다.

- 석사 졸업하고 콜롬비아 고향으로 돌아가 와이어링 개발을 계속하였습니다.

- 와이어링은 60달러 정도 가격으로 Basic stamp 보다는 저렴했지만 아직도 학생들이 구매하기에는 조금 비싼 가격이였습니다.

 

 

- 아두이노 프로토타입 개발 :  마시모 반지는 와이러링보다 더 저렴한 제품을 개발하였습니다.

- 이 제품의 이름은 자기가 자주 다니는 카페 이름(Bar di Re Arduino)을 사용하였습니다. 아두이노라는 이름은 이탈리아에서는 흔한 이름이고 친한 친구라는 의미도 있다고 합니다.

 

 

 

- 아두이노 제품을 개발한 후에 Open Source로 배포하였으며 2005년 Creative Commons 라이선스(음악 글과 같은 콘텐츠에 사용)로 공개했습니다.

- 현재는 다양한 아두이노 제품군이 있으면 여러 종류의 키트와 다양한 센서 보드들도 제공됩니다.

- 현재는 다양하고 저렴한 호환 보드들도 많이 판매되고 있으며 개발자들이 직접 개발보드에 아두이노 구동 회로를 내장하기도 합니다.