Embedded Software는 왜 무한 루프를 사용할까?

임베디드 시스템의 기본 구조 이해하기

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안녕하세요, 버그없는토마토입니다 🍅
오늘은 임베디드 소프트웨어를 처음 접하는 사람들이 가장 의아해하는 부분,
바로 “왜 임베디드 소프트웨어는 무한히 반복되는 while(1) 루프를 사용하는가?”에 대해 쉽게 설명해보겠습니다.

일반적인 PC용 프로그램과 달리, 임베디드 소프트웨어는 “한 번 실행되고 종료되는” 구조가 아니라
전원이 켜져 있는 동안 끊임없이 자신의 역할을 수행해야 하는 시스템입니다.
이 구조를 이해하는 것이 임베디드 개념을 잡는 첫걸음입니다.

제가 예를 들 때에는 리모컨을 드는데요
리모컨은 리모컨 표면에있는 버튼의 역할만 할 수 있는데요
버튼에 없는 내용의 역할은 하지못하죠.
리모컨은 버려질 때까지 건전지만 있다면 일정한 역할을 수행합니다.
고장나지 않는다면 무한히 말이죠.
임베디드 시스템은 바로 그런 역할을 합니다.

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1. Embedded Software는 하나의 목적을 위해 존재한다

PC 프로그램은 워드, 브라우저, 영상 플레이어처럼 다양한 기능을 실행합니다.
하지만 Embedded System은 특정 목적을 수행하기 위해 존재하는 장치입니다.

예를 들면:

• 공기청정기는 공기를 정화하는 기능
• 전동시트 ECU는 시트를 앞뒤로 움직이는 기능
• LED 컨트롤러는 LED를 주기적으로 점멸시키는 기능

이처럼 Embedded Software는 “목적이 하나”인 경우가 대부분이기 때문에,
이 목적을 계속 수행하도록 설계됩니다.

그래서 프로그램이 종료되지 않고 무한히 반복되는 구조가 됩니다.

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2. Embedded Software의 정석: 무한 루프 구조

임베디드 프로그램의 기본 틀은 대부분 아래와 같이 생겼습니다.

main문도 같은 과정을 거치죠.

while(1)
{
    // 기능을 반복적으로 수행
}

이 루프 내부에서:

• 센서를 읽고
• 값을 계산하고
• 하드웨어를 제어하고
• 안전 로직을 수행합니다

즉, 시스템이 전원이 켜진 상태라면 무조건 이 루프는 멈추지 않고 계속 동작합니다.

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3. 실제 예시: 전등 깜박이는 임베디드 프로그램

아래는 아주 단순한 임베디드 예제입니다.

 

void main(void)
{
    Lamp_init();

    while(1)
    {
        Lamp_on();
        wait(100);   // 100us 대기
        Lamp_off();
        wait(100);
    }
}

전원이 들어온 순간부터 Lamp가:

• 100µs 켜지고
• 100µs 꺼지고

이 동작을 영원히 반복합니다.

이것이 임베디드 시스템의 기본 원리입니다.

핵심은:

“나는 램프만 반짝이면 된다.
OS를 쓰든, IRQ를 쓰든, SVC 모드를 쓰든 중요하지 않다.”

이것이 임베디드 개발의 본질적인 사고방식입니다.

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4. 왜 이런 구조가 중요한가?

Embedded Software는 종료되는 프로그램이 아닙니다.
따라서 다음 조건들이 매우 중요해집니다.

✔ 1) 실시간성

정해진 시간 안에 작업을 계속 반복해야 함
(duty cycle, PWM, 센서 모니터링 등)

✔ 2) 지속적인 동작

전원이 켜져 있는 동안 멈추면 안 됨 → 무한 루프 필요

✔ 3) 안정성

루프가 멈추거나 예외 발생 시 시스템이 위험해질 수 있음
→ Watchdog이 바로 이 구조를 감시하는 이유도 여기에 있음

✔ 4) 하드웨어 제어

GPIO, PWM, ADC, SPI 같은 하드웨어 동작을 반복적으로 수행해야 함

즉, 무한 루프는 단순한 구조가 아니라
임베디드 시스템이 안정적으로 계속 동작하도록 하는 필연적 구조입니다.

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5. ASIC과의 비교: 왜 소프트웨어가 필요할까?

초단순 기능(램프 깜박임 등)은 사실 소프트웨어가 아니라
ASIC(Application Specific IC)로도 충분히 구현 가능합니다.

하지만 소프트웨어가 필요해지는 이유는:

✔ 기능 변경이 가능
✔ 다양한 기능을 하나의 보드에서 처리
✔ OTA 업데이트 가능
✔ 하드웨어 변경 없이 기능 추가 가능
✔ 복잡한 제어 알고리즘 적용 가능

즉, “깜빡임” 같은 단순 기능도
소프트웨어로 구현하면 훨씬 유연성이 생깁니다.

소프트웨어의 힘은 바로 유연함 + 확장성입니다.

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🏁 마무리

임베디드 시스템은 단순히 돌아가는 것이 아니라
“정해진 목적을 무한히 반복적으로 수행하는 시스템”입니다.

그래서 Embedded Software = 무한 루프라는 공식이 성립하는 것입니다.

오늘도 버그없는토마토였습니다 🍅