RTOS 핵심 구조 이해/구현

실시간 운영체제(RTOS)의 핵심 개념과 구조를 이해하고, FreeRTOS를 활용한 실습을 통해 실시간 시스템의 동작 원리와 제어 구조를 익히는 이론·실습 병행 교육 과정입니다.

수강생은 일반 운영체제와 RTOS의 차이부터 Task와 스케줄링, 동기화, Queue 기반 통신, 상태 기반 제어(FSM), 인터럽트와 타이머까지 RTOS의 주요 구성 요소를 단계적으로 학습합니다. 또한 각 기능을 직접 구현하고 종합 프로젝트에 적용함으로써 RTOS 기반 제어 시스템의 구조를 분석하고 설계할 수 있는 기초 역량을 갖추며, 향후 STM32와 같은 MCU 기반 임베디드 시스템 개발로 확장할 수 있는 기반을 마련합니다.

강의 시간

8차시 과

강의 계획서

차시	주제	내용
1	RTOS 기초 개념	– RTOS의 개념과 필요성 – 실시간 시스템의 특징 – 일반 운영체제와 RTOS의 차이
2	FreeRTOS 개발환경 구축	– FreeRTOS 구조 및 개발환경 이해 – FreeRTOS Windows Port 환경 구성 – VSCode 기반 빌드 환경 설정(CMake, Make 등)
3	Task 관리와 스케줄링	– Task의 정의와 구조 – Task 생성, 삭제 및 상태 전이 – 우선순위와 스케줄링 알고리즘
4	동기화 메커니즘	– Task 간 동기화의 필요성 – Semaphore와 Mutex의 개념 및 활용 – Priority Inversion과 Deadlock 이해
5	Queue 기반 Task 간 통신	– 메시지 Queue의 구조와 사용 방법 – Producer/Consumer 패턴 구현 – Task 간 안전한 데이터 전달
6	상태 기반 제어(FSM)	– 유한 상태 머신(FSM)의 개념과 설계 원칙 – State Diagram 작성 – FSM 코드 구현 및 제어 로직 모델링
7	인터럽트와 타이머	– 인터럽트의 개념과 RTOS의 연계 – ISR 구조와 Task 간 연동 – FreeRTOS 소프트웨어 타이머 활용
8	RTOS 종합 프로젝트	– RTOS 핵심 기능을 적용한 제어 시스템 시뮬레이션 구현 – 성능 측정 및 Task 간 통신 구조 최적화 – 메모리 및 Stack 관리 – 실시간성 보장을 위한 설계 고려사항 정리