ARM 아키텍처는 임베디드 기기에 많이 사용되는 RISC 프로세서이다. 저전력을 사용하도록 설계하여 ARM CPU는 모바일 시장에서 뚜렷한 강세를 보인다.


ARM 프로세서 명령어 세트 


데이터 처리 명령어 세트


ex) ADD {condition} {S} Rd, Rn, shifter_operand 


덧셈 명령으로써 두 개의 오퍼랜드(Rn, shifter_operand)를 서로 더해 결과를 목적지 레지스터 Rd에 저장한다. 조건(condition) 부분은 플랙에 따른 명령어 실행 조건을 의미한다.


Load/Store 명령어 세트


Branch 명령어 세트


기타 명령어 세트


PXA 시리즈 프로세서


pxa 시리즈 프로세서는 인텔 32비트 Xscale RiSC 코어를 기반으로 하고 여러 주변 장치를 탑재한 임베디드 시스템용 프로세서이다. CPU 부분인 Xscale은 ARM 버전 5구조를 기반으로 하며 비교적 저전력에 고성능을 제공한다. PXA2xx 시리즈와 PXA3xx 시리즈가 있다.


(학교 임베디드 시스템 수업 PXA255 사용함)


PXA 255는 주변 장치 인터페이스를 위해서 시리얼 통신을 위한 UART 포트, MMC 카드 기능, USB 1.1 클라이언트 기능, 적외선 시리얼 통신을 위한 IrDA, 오디오 코텍, 시리얼 통신 기능인 I2C 등을 가지고 있다. UART는 표준 UART, FF UART, 블루투스 UART를 모두 지원한다. 


GPIO


PXA255는 모두 85개의 GPIO 핀 신호를 가지며 각 핀은 입력이나 출력으로 설정될 수 있고 인터럽트 요청 라인이나 UART의 신호들, LCD 디스플레이를 위한 데이터 라인 등 각종 외부 장치와의 연결이나 인터페이스로 사용한다. 대부분의 GPIO는 단순히 디지털 입출력뿐만 아니라 부가적인 기능을 추가로 가진다. GPIO 핀의 각 기능을 설정하고 사용하기 위한 GPIO 레지스터들의 이름과 기능은 다음 표와 같다. 


GPDR(GPIO PIN Direction Register)  - 입출력 방향 설정 레지스터


이 레지스터는 핀 방향, 즉 입출력 방향 설정 레지스터로서 GPIO 핀을 입력 또는 출력으로 설정할 것인지를 결정한다. 0이면 입력으로 설정되어 GPLR을 통해서 GPIO 핀 상태를 읽을 수 있고 1이면 출력으로 설정되어 GPSR이나 GPCR을 사용해 '1'이나 '0'을 출력할 수 있다. 


GAFR(GPIO alternate function register) - Alternate 기능 설정 레지스터


GPIO 부가기능을 설정한다. 


GRER() - 상승 에지 검출 레지스터


이 레지스터의 입력 핀 상태가 LOW에서 HIGH로 되면, GEDR의 해당 비트가 "1"로 된다. 단 GPDR의 해당 비트가 "0"으로 되어 있어 입력 상태여야 하고, GAFR의 해당비트가 "0"으로 되어 있어 부가기능을 사용하지 않는 상태이어야 한다.



GFER(GPIO Falling edge detect register) - 하강 에지 검출 레지스터 


이 레지스터의 입력 핀 상태가 high에서 low로 되면 gedr의 해당 비트가 '1'로 된다. 단 gpdr의 해당 비트가 '0'로 되어 있어 입력 상태이어야 하고, GAFR의 해당 비트가 0으로 되어 있어 부가기능을 사용하지 않는 상태이어야 한다.



GPSR(GPIO Pin output set register) - 출력 '1' 설정 레지스터


이 레지스터에 "1"을 설정하면 해당 핀은 HIGH 상태로 되고 "0"을 설정하면 해당 핀은 변화 없이 이전 상태를 유지한다. 


GPCR(GPIO Pin output clear register) - 출력 '0' 설정 레지스터


이 레지스터에 "1"을 설정하면 해당 핀은 LOW 상태가 되고, "0"을 설정하면 해당 핀은 변화 없이 이전 상태를 유지한다. 


GPLR(GPIO PIN-LEVEL REGISTER) - 입력 레벨 검출 레지스터


이 레지스터는 GPIO의 핀에 인가된 전압 레발 값을 가지므로 현재의 입력핀의 상태를 읽을 수 있다. 전압 레벨이 LOW이면 0으로 HIGH 이면 "1"로 읽힌다. 


GEDR(GPIO edge detect status register) - 입력 에지 검출 레지스터


GPDR해당 비트가 "0"으로 되어 있어 입력 상태이어야 하고, GAFR의 해당 비트가 0으로 되어 있어 부가기능을 사용하지 않는 상태에서 GRER이나 GFER의 해당 비트가 설정되어 있을 경우 상승/하강 에지가 발생하면 해당 비트가 "1"로 되고 이때 인터럽트를 발생시킬 수도 있다. 

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* 크로스 개발환경 및 툴체인 


임베디드 시스템의 개발을 위해서는 호스트 컴퓨터에 타깃시스템 용의 프로그램 작성을 위한 각종 프로그램 개발 관련 도구가 설치되어야 한다. 이와 같은 타깃시스템 프로그램 개발을 위해 호스트에 설치되는 각종 패키지를 크로스개발환경이라고 한다.



크로스 개발환경에서 호스트와 임베디드 시스템의 기본 연결이다.


시리얼 연결은 호스트와 타깃 시스템 사이에서 가장 기본적인 저속 통신 기능을 제공한다. 개발 과정에서 호스트 측에서 임베디드 시스템에 대한 부팅 명령이나 리눅스 명령을 주거나 임베디드 시스템에서 발생한 출력 메시지를 호스트 측에서 보는데 주로 사용된다. 임베디드 시스템은 개발 단계에서 기본 통신을 위해 보통 시리얼 포트를 갖추고 있다. 이를 호스트의 시리얼 포트와 서로 연결한다.


호스트가 pc인 경우 뒷면에 시리얼 포트가 하나 또는 두개 있다.


이후 minicom과 같은 시리얼 통신프로그램을 이용해 타깃시스템과 서로 통신한다.


개발자가 임베디드 시스템에 주는 각종 명령 및 임베디드 시스템에서 출력하는 각종 실행 결과 및 커널 메시지들은 모두 시리얼 포트를 통해서 이루어짐.


이더넷 연결은 100/1000mbps의 고속 전송이 가능하므로 개발단계에서는 주로 호스트와 임베디드 시스템사이의 파일 전송에 사용


jtag(joint test action group)은 하드웨어 수준의 디버깅 및 호스트에서 작성된 부트로더를 임베디드 시스템의 플래시메모리에 쓰는 역할을 한다. 



* 툴체인


호스트의 프로세서와 개발 대상인 임베디드 시스템의 프로세서는 대부분 다른 경우가 많다. 호스트의 프로세서는 대부분 인텔 80 * 86 계열인데 이 프로세서가 임베디드 시스템에 사용되는 경우는 거의 없다. 


임베디드 시스템용 프로세서로는 스마트폰이나 고성능 제어 기기에 많이 사용되는 32/64비트 ARM 계열과 저전력 센서 네트워크 등에 많이 사용되는 마이크로컨트롤러인 AVR 시리즈 등이 있다. 이들을 위한 크로스 어셈블러 및 크로스 컴파일러는 모두 공개되어 있어 쉽게 구할 수 있다. 


rpm 패키지를 구해 설치하는 경우는 간단히 rpm -ivh 패키지 파일명 식으로 rpm 명령을 사용하면 된다. rpm 패키지 설치 시는 패키지 파일에 따라 실제로 설치되는 디렉터리가 달라진다. 예로 /opt/cdt/xscale/bin 디렉터리에 설치되었다면 이 디렉터리에 다음 파일들이 생성된다.


arm-linux-as : ARM 프로세서용 크로스어셈블러

arm-linux-gcc : 크로스컴파일러

arm-linux-ld : 링커

arm-linux-strip : 실행파일에서 심벌 등을 제거하여 실행파일 크기를 줄이는 프로그램


툴체인 설치를 모두 마치면 실행파일이 들어 있는 디렉터리의 위치를 리눅스 셸에 알려주어야 한다. 리눅스 기본 셸은 bash이므로 bash의 환경변수 PATH에 "/opt/cdt/xscale/bin"을 추가하면 된다. 이렇게 하기 위해서 자신의 홈디렉터리에서 .bash_profile 파일을 편집기로 열어 PATH 라인 뒤에 ";/opt/cdt/xscale/bin" 라고 추가하면 된다. 


* 부트로더 


부트로더는 파워 온 시 임베디드 시스템의 각종 하드웨어를 초기화하고 기본적인 통신 기능을 제공하며 플래시메모리나 ROM에 들어 있는 운영체제 커널 부분을 주 메모리(RAM)로 이동시켜 운영체제의 부팅을 시작하는 기능을 한다. 


부트로더 주요기능


타겟 하드웨어 초기화, 운영체제 부팅, 파일이동, 통신기능, 플래시메모리관리


* JTAG


임베디드 시스템 개발 초기에는 부트로더 자체가 없으므로 이를 임베디드 시스템 플래시메모리에 넣어주기 위한 방법이 필요한데, 보통 JTAG 인터페이스를 주로 사용한다. 


호스트 PC에서 개발한 부트로더를 임베디드 시스템으로 전송하기 위해서는 먼저 임베디드 시스템의 JTAG 커넥터와 호스트 PC의 프린터 포트를 JTAG 시리얼 케이블로 연결한다. 다음 호스트 PC에서 부트로더 전송 기능을 하는 명령어에 전송할 부트로더 파일명을 입력하면 된다. 



*부트로더에서의 TFTP 사용


부트로더는 네트워크 인터페이스를 통해 호스트에서 커널 이미지나 파일을 가져오는 기능을 제공한다. 이때 FTP기능을 축소한 간단한 파일 전송프로그램인 TFTP를 사용한다. TFTP는 FTP에 비해 사용자 인증과정이 없고 접속된 서버 내에서 디렉터리를 이동할 수 없고 서버에서 미리 설정한 디렉터리에만 연결된다. 또 서버 디렉터리 내의 파일명을 볼 수도 없다. TFTP는 실행 코드가 작아 부트로더에 넣기 쉽고 실행을 위한 명령어는 보통 'tftp'이다.



* NFS 


NFS 는 네트워크에 연결된 다른 컴퓨터의 하드디스크 일부(파일 및 디렉터리)를 자신의 로컬 하드디스크처럼 사용할 수 있게 한다. NFS는 유닉스/리눅스에서 기본적으로 지원하는 기능이다.  



* 부트로더에 의한 부팅 과정 


1. 임베디드 시스템의 부트로더는 리눅스 커널을 호스트에 요청한다. 이때 호스트는 압축된 리눅스 커널 이미지를 TFTP를 사용해 임베디드 시스템에 전송하고 수신된 리눅스 커널 이미지는 임베디드 시스템의 RAM 영역에 저장된다.

2. 부트로더는 RAM에 로드된 커널로 실행권을 넘겨 커널의 압축이 해제되고 리눅스 부팅과정이 시작된다.

3. 부팅 과정 중 NFS 기능을 사용하여 루트파일시스템을 마운트하여 부팅이 계속된다.

4. 부팅 완료후 호스트에서 시리얼 통신 프로그램(minicom)을 통해 임베디드 시스템에 로그인한다(로그인 이후 자기 것으로 보이는 루트 파일시스템은 실제는 호스트에서 NFS를 통하여 제공하는 것이다)



* 루트 파일시스템 


루트 파일시스템은 리눅스에서 최상위 파일시스템이며 리눅스 자체의 동작을 위해서는 반드시 필요하다. 임베디드 시스템 개발 과정에서 루트 파일시스템을 만드는 과정은 반드시 필요하다. 루트 파일시스템은 개발과정에서는 편의상 앞에서 설명한 호스트의 NFS 디렉터리에 두는 경우가 많지만 개발이 완료되면 반드시 임베디드 시스템 내부의 플래시 메모리로 옮겨야 한다.


우선 호스트 컴퓨터의 /test/nfs 디렉터리에 임베디드 시스템의 루트 파일시스템을 생성하고 이 디렉터리를 NFS를 사용하여 임베디드 시스템에 마운트시켜 동작하는 것으로 가정하였다. 머저 루트 파일시스템을 구축할 /test/nfs 디렉터리로 가서 리눅스에서 사용되는 필수 디렉터리를 생성한다.


이상의 과정에서 루트 파일시스템의 필수 디렉터리가 생성되었으면 다음 단계로 시스템 초기화를 수행하는 init 프로그램을 설치한다.


* busybox 


 루트 파일시스템 구축의 마지막 단계로 BusyBox를 사용하여 임베디드 시스템에 필요한 각종 리눅스 유틸리티 및 응용프로그램들을 설치하는 과정을 설명한다. 



* 램디스크 


 램 디스크(Ramdisk)란 메모리에 일반 하드디스크에서와 같은 파일시스템을 구축한 것이다. 

램 디스크를 이용하면 메모리에 파일들을 둘 수 있으므로 메모리를 하드디스크처럼 사용 할 수 있다. 물론 RAM상에 존재하므로 전원 OFF 시에는 내용이 소멸되나 속도가 매우 빠르며 임베디드 시스템에서는 플래시 메모리와 함께 사용되어 서로 보완하는 효과가 있다.


램디스크는 하드디스크가 없는 임베디드 시스템에서 루트파일시스템을 구축하는 데 필요하며 루트 파일시스템만이 아니라 일반 파일시스템도 여기에 둘 수 있다.


* JFFS


 JFFS는 전원이 갑자기 OFF될 경우에도 데이터를 안정적으로 보호할 수 있는 기능을 가진 플래시 메모리에 구축된 파일시스템이다. 임베디드 시스템에서의 파일시스템은 대부분 JFFS(JFFS2)를 사용한다. 저널링 파일시스템은 동작 시 파일시스템의 변화 내용을 별도의 로그 파일에 기록하며 따라서 갑작스런 전원 OFF등의 이상 발생 시 복구가 가능하도록 하는 기능을 제공한다.











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* 임베디드 시스템


임베디드 시스템은 내부에 CPU, 메모리, 입출력 포트를 가지고 있어 특정한 기능을 수행하는 시스템이다.


임베디드 시스템의 핵심인 프로세서는 단순한 기능을 가지는 경우 8비트 이하의 저기능 프로세서가 주로 사용되고 고급 기능의 임베디드 시스템 경우는 32비트 이상의 고기능 프로세서가 주로 사용된다. 


32비트급 임베디드 시스템용 프로세서는 ARM 계열 프로세서가 대표적이고 8비트급 프로세서로는 ATmel AVR 시리즈가 대표적이다.


AVR 시리즈는 칩 내부에 플래시 메모리가 있어 PC에서 작성한 프로그램 코드를 쉽게 칩 내부로 보내어 실행할 수 있다는 편리한 점이 있다.



* 임베디드 시스템용 운영체제 


실기간성이 필요한 임베디드 시스템의 경우 실시간 운영체제(Real time OS)가 사용되어야 하는데, 이는 정해진 시간 내에 주어진 작업을 처리하여 시스템이 결과를 출력 할 수 있도록 하는 운영체제 이다. 즉 주어진 작업을 단순히 빨리 처리하기 보다는 정해진 시간 안에 처리를 완료한다는 의미이다. 이를 위해 실시간 운영체제는 시스템 응답속도, 인터럽트 처리속도가 빠르고 선점형 멀티태스킹 및 스케줄링 등이 지원되어야 한다. 


* 리눅스 디렉터리 구조 





/ 최상위디렉터리


/bin 기본 명령어들이 위치하는 디렉터리.. 실행 명령어(예: cp, mv, vi)들이 이 디렉터리에 포함되어 있다.


/sbin 리눅스 시스템 관리에 필요한 명령어가 위치하는 디렉터리이다.


/dev 각 디바이스에 대한 디바이스 파일이 위치하는 디렉터리이다.


/etc 리눅스 환경 설정에 필요한 파일들이 위치하는 디렉터리이다.


/lib 리눅스 기본 라이브러리(커널 모듈)가 위치하는 디렉터리이다.


/opt 사용자가 나중에 추가로 설치하는 패키지가 위치하는 디렉터리이다.


/boot 부팅에 필요한 파일들이 위치하는 디렉터리이다.


/usr 리눅스 응용프로그램, 시스템 파일, 각종 패키지 및 이들을 위한 라이브러리 파일 등이 위치하는 디렉터리이다. 



* 리눅스 주요 명령어

 

cat : 텍스트 파일 내용을 화면에 출력한다. 


cat test.c -> test.c 파일 내용을 화면에 출력


cd : 디렉터리를 이동한다.


cd /usr/bin -> 현 디렉터리에서 /usr/bin 디렉터리로 이동


chmod :  파일이나 디렉터리의 퍼미션 설정(change mode) 이때 퍼미션은 소유자(owner), 그룹(group), 그 외 사용자(others) 


chmod 666 test.dat -> 파일 test.dat에 대해 퍼미션을 666으로 설정한다.(즉 모든 사용자가 해당 파일을 읽기/쓰기 할 수 있다)


chmod 700 exam2 -> 파일 exam2에 대해 퍼미션을 700으로 설정한다.


chgrp : 파일이나 디렉터리의 그룹을 변경한다.


chgrp project2 exam4 -> 파일 exam4의 그룹을 project2로 변경한다.


chown : 파일이나 디렉터리의 소유자를 변경한다,


chown gildong exam5 -> 파일 exam5의 소유자를 gildong으로 변경한다.


cp : 파일이나 디렉터리를 복사한다. 


ifconfig : 네트워크 인터페이스의 각 항목을 설정하거나 설정된 상태를 보여준다.


more : 텍스트 내용을 한 화면씩 출력한다.


mount : mount 명령은 하드디스크, CD-ROM, USB 메모리 등 블록 디바이스에 있는 파일시스템을 리눅스 디렉터리에 연결해 사용자가 이에 접근할 수 있도록 해준다. 마운트 시킨 디바이스와의 연결을 끊을 때는 언마운트 동작 명령인 umount한다.


ping : 목적지까지의 TCP/IP 네트워크 연결 상태를 테스트하는 데 사용한다 일정 개수의 패킷을 보내어 돌아오는 시간, 손실된 패킷 수 등을 표시한다.


ps : 현재 프로세스의 상태를 보여준다.


rpm : RPM(RedHat Package Manager)형태의 파일을 풀어 설치하고 관리 할 수 있게 해주는 패키지 관리 프로그램이다. 레드햇 계열 리눅스에서 주로 사용한다. 이를 사용하면 rpm 형태의 파일로 묶여 있는 프로그램을 쉽게 설치/업데이트/삭제할 수 있다.


그런데 일반적인 rpm 패키지라면 yum 명령을 사용하는 것이 더 편리하다. yum도 rpm과 마찬가지로 레드햇 계열 리눅스에서 사용하는 패키지 자동 설치 및 업데이트 명령이다.


yum install '패키지 이름'


yum으로 설치가 안되는 패키지도 있으며 이런 경우는 직접 rpm 파일을 구해서 rpm으로 설치해야 한다.


shutdown : 리눅스 시스템을 종료한다.


su : subsitute user 의미로서 다른 사용자로 바꾸어 쉘을 새롭게 시작한다.


uname : 시스템 관련 정보를 화면에 출력한다.


vi : 리눅스 기본 텍스트 편집기 


tar : 여러 파일과 디렉터리를 하나의 파일로 묶는 용도 


tar cf test_dir.tar test_dir  -> test_dir의 모든 내용을 test_dir.tar 라는 파일로 묶어준다.


gzip과 gunzip : 파일 압축(gzip)과 해제(gunzip) 기능을 가지며 압축 효율이 초기 유닉스 압축 프로그램인 compress보다 높다.


* 리눅스 시리얼 통신 기능


임베디드 시스템 개발 시 사용하는 리눅스의 대표적인 시리얼 통신 프로그램으로 미니컴이 있다. 대부분의 리눅스 버전에 포함되어 있으며 없는 경우 추가로 설치하면 된다. 이 시리얼 통신 프로그램이 정상적으로 동작하려면 호스트와 임베디드 시스템 사이에 시리얼 포트끼리 서로 연결되어 있어야 하고, 통신 속도(bps), 포트 번호, 제어 방법 등 시리얼 통신을 위한 파라미터도 서로 일치해야 한다.


minicom -s configuration 옵션 메뉴가 나온다.


여기서 상하 화살표 키를 사용해 "serial port setup" 항목을 선택하면 시리얼 포트, 전송속도, 흐름제어(flow control) 등을 설정하는 화면이 나온다.


이 화면에서 먼저 'A'를 사용해 사용할 호스트의 시리얼 포트를 정해준다. 보통 /dev/ttyS1, 또는 /dev/ttyS0 로 준다. 'E' 키를 누르면 시리얼 통신 파라미터를 설정하는 화면이 나온다. 이 화면에서 Current : 38400 8N1 부분은 현재 전송속도가 38400 bps이고 데이터 전송 단위가 8비트씩이며 패리티비트는 사용하지 않고 스톱비트로 1트를 사용한다는 의미이다. 


* 리눅스 make 기능


리눅스 make 기능은 프로그램 개발 과정에서 수시로 수정되는 여러 소스 파일들의 연관관계를 파악하여 자동으로 컴파일 및 실행파일을 만들어 준다. 


Makefile은 make가 이해할 수 있는 일종의 쉘 스크립트 언어이며 기본 구조는 다음과 같이 target, dependency, command의 세 항목으로 이루어진다.


target : dependency

[tab] command

[tab] command


여기서 target 항목은 command가 수행된 이후 최종적으로 생성되는 결과 파일을 지정하며, command 항목이 컴파일 명령이라면 오브젝트 파일이나 실행파일이 target의 이름이 된다. dependency 항목에는 서로 연관관계가 있는 파일 이름들이 나열된다.


command 항목에는 일반 리눅스 명령들이 들어가고 제일 앞에 tab 문자로 시작해야 한다. dependency 항목의 파일들이 수정되었거나, 현 디렉터리에 target 항목이 가리키는 파일이 없을 때 command 항목의 명령들이 차례대로 수행된다.


ex : ex1.o ex2.o ex3.o

  gcc -o ex ex1.o ex2.o ex3.o

ex1.o : ex.h ex1.c

  gcc -c ex1.c

ex2.o : ex.h ex2.c

  gcc -c ex2.c

ex3.o : ex.h ex3.c

  gcc -c ex3.c


 위는 3개의 파일(ex1.c, ex2.c, ex3.c)을 컴파일하여 실행파일을 얻는 예이다. 여기서 target 항목에 지정된 실행파일 "ex"가 생성되기 위해서는 ex1.o, ex2.o, ex3.o 파일이 필요함을 보여준다. 따라서 최초 make 명령을 주면, 컴파일 명령인 gcc -c ex1.c, gcc -c ex2.c, gcc -c ex3.c가 차례로 수행되어 오브젝트 파일 ex1.o, ex2.o, ex3.o 가 차례로 생성되고 마지막으로 링크 동작을 위해 gcc -o ex ex1.o ex2.o ex3.o 명령이 수행되어 실행파일 ex가 생성된다.


이후 ex2.c 와 ex3.c 파일이 수정되었다면 다시 make 라고 치면 자동으로 gcc -c ex2.c 와 gcc -c ex3.c 가 실행되고 이어 gcc -o ex ex1.o ex2.o ex3.o 가 실행되어 수정된 내용이 반영된 실행파일이 만들어진다. 


리눅스 make에서는 매크로를 사용할 수 있는데 이를 사용하면 정의된 문구를 대치하므로 긴 문구나 반복되는 문구를 대신하면 편리하다. 매크로 정의는 매크로이름 = 문구 식으로 하고 사용 시에는 $(매크로 이름) 식으로 한다. 


EXOBJ = ex1.o ex2.o ex3.o

EXHDR = ex1.h ex2.h ex3.h 

ex : $(EXOBJ)

 gcc -o ex $(EXOBJ)

ex1.o : $(EXHDR) ex1.c

 gcc -c ex1.c

ex2.o : $(EXHDR) ex2.c

 gcc -c ex2.c

ex3.o : $(EXHDR) ex3.c

 gcc -c ex3.c 


이외에 predefined 매크로도 있다.


리눅스 make에서는 레이블을 사용할 수 있다. Makefile 파일에서 target 부분 이후에 dependency 항목이 오지 않을 경우 해당 target은 레이블로 인식되며 이때 이 레이블은 make 명령의 파라미터로 사용될 수 있다.


delete : 

   rm $(EXOBJ)


위에서는 "delete" 다음에 dependency 항목이 없으므로 레이블이고 


make delete 와 같이 입력하면 rm $(EXOBJ) 명령이 실행되어 매크로에 의해 정의된 파일들이 삭제된다.



* 리눅스 커널 및 설치


리눅스의 핵심 기능을 제공하는 커널은 최초 버전 1.0부터 시작하여 현재 버전 3이 주로 사용된다.


리눅스 커널이란, 응용 프로그램을 대신하여 하드웨어를 제어하는 편리한 기능을 제공하며, 응용 프로그램의 처리를 요청받아 동작하는 이벤트 중심의 프로그램이다. 응용 프로그램으로 부터 시스템 콜이 요청되거나 하드웨어로 부터 인터럽트 요청이 들어오면, 그 요청에 대응하는 처리를 수행합니다. 다시 말해서 리눅스 커널은 자기 혼자서 동작하지 않는다.


커널 소스 주요 디렉터리별 기능들은 다음과 같다.


kernel 디렉터리 - 커널의 중심이 되는 소스(스케줄링, 프로세스 관리, 시그널 처리 등) 부분이 들어 있으나 일부 프로세서에 종속적인 커널 코드는 디렉터리 arch/'프로세서명'/kernel에 있다.


arm 프로세서 경우는 arch/arm/kernel에 있다. 이 디렉터리에는 커널의 기능별로 소스 파일이 분리되어 있고 예로 module.c, timer.c, signal.c, sched.c 등이 있다.


arch 디렉터리 - 프로세서 유형별로 서브디렉터리를 가지고 있으며 프로세서에 종속적인 커널 코드를 포함하고 있다. 


drivers 디렉터리 - 디바이스 드라이버 코드를 가지고 있으며 각 디바이스 드라이버에 대한 코드가 들어 있는 서비디렉터리를 가진다. 블록 디바이스 드라이버 코드가 들어 있는 block, 문자 디바이스 코드가 들어 있는 char, 네트워크 장치 디바이스 드라이버 코드가 들어 있는 net.. 







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데드 레커닝 - 위치를 알고 있는 출발점에서 현재 위치까지의 여행 거리 및 방향을 계산하여 현재의 위치를 추적하는 위치추적기술.

[네이버 지식백과] 데드 레코닝 [Dead reckoning] (ITS 용어사전, 2010., 한국지능형교통체계협회)




현재 위치 = 이전위치 + ( 속도 * 시간 ) + ( 1 / 2 * 가속도 * 시간 ^ 2 )


매 프레임 마다 서버로 클라이언트의 움직임 정보(좌표)를 전송하면 다수의 사용자가 접속하였을 시에 퍼포먼스의 저하가 일어날 것이다.


따라서 일정시간 간격 또는 특정이벤트 마다 서버로 방향성과 위치정보(좌표)를 보내주고 서버에서는 이를 토대로 다음위치를 계산하여 클라이언트들간의 동기화를 달성한다.


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3D 처리에서 카메라가 주인공 캐릭터를 따라가게 하는 방법.

 

(1) 카메라가 주인공의 등을 쫒아가게 하는 방법

 

이 방법은 player를 카메라가 직접 쫒아간다. 카메라가 추적하는 루틴은 우선 추적할 대상인 target의 위치로부터 뒤쪽으로 dist만큼 물러서서 height만큼 높이를 올려주고 카메라를 target과 같은 각도로 회전시킨다.

 

 


만약 카메라의 위치를 계산하는 로직을 Update 함수에서 구현했다면 Player의 움직임이 완료되기 전에 카메라가 이동하면 떨림 현상이 발생한다. 따라서 카메라의 위치 계산은 이동 및 회전을 마친후에 실행해야 한다. 따라서 LateUpdate 함수에서 실행한다.


 



주요함수는..


1. Mathf.LerpAngle(a : float, b:float, t: float) : float


2. Quaternion.Euler(euler : Vector3) : Quaternion


Mathf.LerpAngle은 t시간 동안 a부터 b까지 변경되는 각도를 반환한다. 부드러운 회전을 구현할 때 사용하는 함수로 세 번째 인자에 사용된 dampRotate 변수 값을 조정하면 회전하는 감도를 조절할 수 있다.


유니티에서는 모든 객체의 회전을 쿼터니언을 이용해 처리한다.

transform.rotation = Quaternion.Eular(0,30,0);



나의생각!  즉 위코드에서는 player가 update문을 이용해 이동했을 때 lastupdate에서 mathf.lerpangle을 통해 카메라와 플레이어와의 y축 앵글각의 차이를 계산하고 카메라의 포지션을 플레이어의 등을 정확히 바라보게 하기위하여, Vector3.forward 값에 y축 앵글각의 차이를 곱하여 빼준다. 이렇게 방향벡터에 앵글각을 곱하면 벡터의 방향이 자동으로 플레이어의 등을 바라보게 바뀌기 때문이아닐까?



(2) unity 사이트를 뒤져보다가 발견한.. 예제에서 3D이지만 3인칭 시점을 유지하여 카메라 앵글을 유지하는 방법.(지금 프로젝트 적용)



이 코드에서 transform.position 는 


private Transform tr; 변수로 tr = GetComponet<Transform>();으로 받아왔던 현재 object에대한 Transform 로직을 변수를 선언하지 않고 바로 transform.position으로 접근한 것으로 보인다. 이렇게 해도 작동하는 이유는 스크립트를 어차피 3d object에 child로 넣기때문이 아닐까?  


또한 Vector3.Lerp 함수가 있는데 이는 링크 http://hyunity3d.tistory.com/257을 참조했다.


using UnityEngine;

using System.Collections;

 

public class LerpTest : MonoBehaviour {

    //시작위치 위치

    public Transform startMarker;

    public Transform endMarker;

 

    public float speed = 10.0F;

    private float startTime;

    private float journeyLength;

    void Start()

    {

        startTime = Time.time;

        journeyLength = Vector3.Distance(startMarker.position, endMarker.position);//시작과끝 위치 거리

    }

    void Update()

    {

        //두점 사이의 거리가 10일때

        float distCovered = (Time.time - startTime) * speed; //속력 v = m/s 1초에 10움직임 한프레임당 1움직인다고하면

        float fracJourney = distCovered / journeyLength;// 속력 / 길이 = m/s / m = 1/s 시간 fracJourney = 0.1f

        transform.position = Vector3.Lerp(startMarker.position, endMarker.position, fracJourney); //

    }

}


유니티 함수 Lerp에 대해서 알아봅시다.


Lerp는 두 벡터 사이에 시간에 따른 위치를 구하는 함수입니다.

만약 startMarker position 은 (-5,0,0 )이고 endMarker 은 (5,0,0) 일때

위의 fracJourney 가 0.5초 일때 정확히 0,0,0 을 반환하게 되며, 0.1초 일때는 두점 사이의 거리가 10이므로 1,0,0 값을 반환 하게 됩니다.

fracJourncey 가 1.0f 일때나 그 이상일때는 endMarker 의 위치(5,0,0)를 반환합니다.

만약 0.0f이거나 그 이하일때는 startMarker의 위치(-5,0,0)를 반환하게 됩니다.




즉 아래코드를 분석하면, 

Start()에서 플레이어에 대한 현재 카메라의 상대위치를 구하고 


FixedUpdate()에서 

플레이어 위치변경 후 카메라가 위치해야할 위치를 구한 후,

현재 카메라위치에서 Lerp 함수를 써서 smooting하게 움직이는 효과를 썼다고 볼 수 있다.

만약 transform.postion = targetCampos; 라고 정의하면 smooting하게 움직이지 않을 것 이다.

 


 


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제네릭이란? Generic

클래스를 사용할 타입을 클래스를 디자인할 때 지정하는게 아니라 클래스를 사용할 때 지정한 후 사용하는 기술을 말한다.

 

 

[일반적으로 사용하는 클래스]

    class GenericTest
    {
        private Object data = null;
        public void Setdata(Object data){
            this.data = data;
        }
        public Object Getdata()
        {
            return this.data;
        }
    }

    class mainTest
    {
        public static void Main()
        {
            string str = "이런이런 제네릭테스트하려궁 ㅎ ~~~";
            GenericTest gt = new GenericTest();
            gt.Setdata(str);
            string str2 = (String)gt.Getdata();
            Console.WriteLine(str2);
        }
    }



T

- 지금은 몰라 타입 T

 

제네릭에서 사용된 T의 정확한 표현

- 형식매개변수(Type Parametor)




* generic method 예제

class 제네릭{

public void AA(T value) {
 console.write(value);
}
public void T[] createArray(int size, T initVaue)
{
 T[] arr = new T[size];
 for(int i =0; i(2007);
 AA("이런된장");
 AA(1.005);

 string[] arr = createArry(3, "안녕, 제네릭");
 console.writeline("arr.length : {0}", arr.length);

 foreach(string o in arr)
  {
   prn(o)
  }
}

}



** 제네릭 컬렉션

class generic 
{
  //Dictionery
 public static void testDictionary()
 {
 Dictionary dic = new Dictionary();    
 dic.add("txt","notepad.txt");
 dic.add("bmp","paint.exe");
 dic.add("mp3","foobar.exe");
 
 Console.WriteLine([Dictionary]);
 foreach(DicBasker DicBk in dic)
 {
  Console.Write("key={0} value={1}",DicBk.Key, DicBk.Value);
 }
  Console.WriteLine();
 }
 
 public static void testLinkedList()
 {
  LinkedList genLL = new LinkedList();
  genLL.AddLast("4등");
  genLL.Addfrist("1등");
  genLL.AddAfter(genLL.Find("1등"),"2등");
  genLL.AddBefore(gtnLL.Find("2등"),"3등");

  Console.WriteLine("[LinkedList]");
  foreach(string aa in genLL)
  {
   Console.WriteLine("value={0}",aa);
  }
  Console.WriteLine();
 }

 public static void List()
 {
  List genList = new List();
  
  genList.add("한국");
  genList.add("중국");
  genList.add("중국2");
  genList.Remove("중국2");

  Console.WriteLine("List");
  foreach(string aa in genList)
  {
   Console.write("{0}", aa); 
  }
  Console.WriteLine();
 }

 public static void testQueue()
 {
  Queue genQueue = new Queue();
  
  genQueue.Enqueue(1);
  genQueue.Enqueue(2);
  genQueue.Enqueue(3);

  Console.WriteLine("[GenericQueue]");
  for(int i =0; i < 3; i++)
  {
   Console.WriteLine("value = {0}",genQueue.Dequeue);  
  }
  Console.WriteLine();
 }

 public static void testStack()
 {
  Stack genStack = new Stack();
  
  genStack.Push(1);
  genStack.Push(2);
  genStack.Push(3);
  
  Console.WirteLink("[Stack]")  
  for(int i = 0; i < 3 ; i++)
  {
   Console.WriteLine("value = {0}",genStack.Pop); 
  }
  Console.WriteLine();
 }
 
 public static void main()
 {
  testDictionary();
  testLinkedList();
  List();
  testQueue();
  testStack();
 }
}





**generic class 테스트

class ARRAY4ALL
{
 private t[] arr; //제네릭배열선언
 public ARRAY4ALL(int size) //생성자
 {
  arr = new T[size]; //인스터스화
 } 
 public T this[int i]
 {
  get{return arr[i];}
  set{arr[i] = value;}
 }
 public System.Collections.IEnumerator GetEnumerator()
 {
  for(int i =0; i  nArr = new ARRAY4ALL(5);
  ARRAY4ALL dArr = new ARRAY4ALL(5);
  ARRAY4ALL strArr = new ARRAY4ALL(5);

  for(int i =0 ; i<5; i++)
  {
   nArr[i] = i+1;
   dArr[i] = i+.1;
   strArr[i] = "" + Convert.ToChar('A'+i);
  }
  Console.WriteLine("nArr");
  foreach(int aa in nArr)
   Console.Write(aa);
  Console.WriteLine("".PadLeft(20,'-')); 

  Console.WriteLine("dArr");
  foreach(int bb in dArr)
   Console.Write(bb);
  Console.WriteLine("".PadLeft(20,'-'));

  Console.WriteLine("strArr");
  foreach(int cc in strArr)
   Console.Write(cc);
  Console.WriteLine("".PadLeft(20,'-'));

 }
}




** generic 응용

namespace genericArray 
{
 struct NameTag
 {
  public N name; 
  public C classNumber;
 }
 public class STUDENT
 {
  private T[] arr;

  public STUDENT(int size)
  {
   arr = new T[size];
  }
  public T this[int i]
  {
  get{ return= arr[i];}
  set{arr[i] = value;}
  }
  public System.Collections.IEnumerator GetEnumerator()
  {
   for(int i = 0; i> arr 
   = new STUDENT>(3);
   
   Random rnd = new Random();
  
   NameTag tag1, tag2, tag3;
   tag1.name = "봉"
   tag1.classNumber = rnd.Next(1000,2000);
   tag2.name = "몽"
   tag2.classNumber = rnd.Next(1000,2000);
   tag3.name = "진"
   tag3.classNumber = rnd.Next(1000,2000);
   
   arr[0] = tag1;
   arr[1] = tag2;
   arr[2] = tag3;
  
   foreach(NameTago in arr)
   {
    Console.WirteLine("{0}{1}",o.name,o.classNumber);
   }
  }
 }
}

'프로그램 > c#' 카테고리의 다른 글

C#의 제네릭이란?  (0) 2015.07.09
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종환 Revolutionist-JongHwan

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좌표계 - 로컬 좌표계와 월드 좌표계

 

 

유니티의 Scene 뷰는 3차원 공간을 표현한다. 이 3차원 공간에서 바뀌지 않는 기준이 되는 좌표를 월드 좌표 또는 Global 좌표라고 한다. 반면 로컬 좌표는 해당 게임오브젝트의 고유좌표를 지칭한다.

따라서 Translae 함수의 기준좌표계를 Space.Self로 지정하면 로컬 좌표계를 기주능로 이동하며 Space.World로 지정하면 월드 좌표계를 기준으로 이동하게 된다.

 

 

유니티는 왼손 좌표계를 사용하며 왼손 엄지가 X, 검지가 Y, 중지가 Z축이다. Z축이 전진방향이므로 Vector3.forward는 Vector(0,0,1)과 같은 의미이며, Vector3.forward에 속도를 곱하면 해당 방향으로 크기를 가진 벡터가 된다.

 

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함수명 

함수속성 

 Awake

 - 스크립트가 실행될 때 한 번만 호출하는 함수이다.

 - 주로 게임의 상태 값 또는 변수 초기화에 사용한다.

 - Start함수가 호출되기 전에 맨 먼저 호출된다.

 - 스크립트가 비활성화돼 있어도 실행된다.

 - Coroutine 사용 불가

 Start

 - Update 함수가 호출되기 전에 한 번만 호출된다.

 - 스크립트가 활성화돼 있어야 실행된다.

 - 다른 스크립트의 모든 Awake가 모두 다 실행된 이후에 실행된다.

 Update

 - 프레임마다 호출되는 함수로 주로 게임의 핵심 로직을 작성한다.

 - 스크립트가 활성화돼 있어야 실행된다.

 LateUpdate

 - 모든 Update 함수가 호출되고 나서 한 번씩 호출된다.

 - 순차적으로 실행해야 하는 로직에 사용한다.

 - 카메라 이동 로직에 주로 사용하는 함수다.

 - 스크립트가 활성화돼 있어야 실행된다.

 FixedUpdate

 - 주로 물리 엔진을 사용하는 경우에 일정 시간 간격으로 힘을 가할때 사용하는 함수다.

 - 발생하는 주기가 일정하다.

 OnEnable

 - 게임오브젝트 또는 스크립트가 활성화됐을 때 호출된다.

 - Event 연결 시 사용한다.

 - Coroutine 사용 불가.

 OnDisable

 - 게임오브젝트 또는 스크립트가 비활성화됐을 때 호출한다.

 - Event 연결을 종료할 때 사용한다.

 - Conroutine 사용불가.

 OnGUI

  - GUI 관련 함수를 사용할 때 사용한다.

 

 

 

Update 함수 - 

매 프레임마다 한 번씩 호출되는 함수로 항상 최적화에 주의해야 한다. 예를 들어 게임이 실행되는 디바이스가 30 프레임 일 경우 Update 함수는 1초에 30번 호출된다. 따라서 조금이라도 부하가 걸리는 함수의 사용은 자제해야 한다. 특히 이동 로직은 Transform 컴포넌트의 Position 속성을 조금씩 변경하는 것으로 매 프레임마다 Transform 컴포넌트에 접근하는 방식은 바람직하지 않다. 

 

따라서 Update 함수에서 접근해야 할 컴포넌트는 미리 Awake 함수나 Start함수에서 할당하고 Update에서 사용한다.

 

ex) 

void Start(){

   tr = GetComponent<Transform>();

}

 

Translate 함수 - 

 

게임 오브젝트를 이동시키는 함수이다.

다음과 같은 문법을 적용한다.

 

tr.Translate(이동할 방향 * 속도 * 전진, 후진변수 * Time.deltaTime, 기준좌표계)

 

이동할 방향 => vector3로 지정 ex) vector3.forward

속도 => float 변수로 지정.

 

Time.deltaTime이란 ? 이전 프레임부터 현재 프레임까지 걸린 시간 Update 함수안에서 Transform 컴포넌트를 이용해 이동하는 로직에는 반드시 deltaTime을 곱해야만 프레임레이트에 상관없이 지정속도로 이동한다.  Time.deltaTime을 곱하지 않으면 매 프레임마다 10Unit이동하고 Time.deltaTime을 곱하면 매 초마다 10Unit씩 이동한다.

 

 

 

 

 

아래는 출처 - http://test.unitystudy.net/bbs/board.php?bo_table=writings&wr_id=43

 

코루틴(Coroutine)이 뭔가요?

C 언어등에서 일반적으로 사용하는 함수는 시작할 때 진입하는 지점이 하나 존재하고 함수가 모두 실행되거나, return 구문에 의해서 종료되는 지점을 설정할 수 있습니다. 이러한 함수를 서브루틴(Subroutine)이라 부르는데, 코루틴은 이를 더 일반화한 개념으로 진입하는 지점까지 여러 개를 가질 수 있는 함수를 의미합니다. 개념적으로만 본다면 서브루틴도 코루틴의 한 종류라고 볼 수 있겠지요.

 

 

코루틴이 왜 필요한가요?

코루틴이 없어도 게임을 만드는데 지장은 없습니다. 하지만 유니티에서 코루틴을 잘 활용하면 높은 성능을 내는 스크립팅의 제작이 가능해지고, 읽기 쉬운 코드를 만들 수 있게 됩니다.

코루틴은 어떻게 사용하나요?

C# 언어를 기준으로, 코루틴은 언제나 아래와 같은 구문을 통해서 선언되어야 합니다.

IEnumerator 함수이름 (인자)

IEnumorator 는 우리말로 열거자라고 하는데, 데이터의 목록을 하나씩 넘겨줄 때 사용되는 인터페이스입니다. 이 열거자와 코루틴이 무슨 관계이길래 이를 활용하는지 설명드리면, 코루틴은 호출한 함수와 서로 상호작용하면서 진행하도록 설계되어 있습니다. ( 어느 분께서는 협동루틴이라고 번역하셨는데, 정말 적절한 번역입니다! ) 아래 그림과 같이 코루틴은 자신을 호출한 함수에 데이터를 하나 넘겨주고 쉽니다. 받은 측에서는 데이터를 받고 나서 처리한 후에 코루틴에게 다음 데이터를 달라고 깨웁니다. 쉬고 있던 코루틴은 일어나서 다시 데이터를 전달하고.. 이를 계속 반복하는 구조로 동작합니다. 이러한 작업에 적절한 인터페이스가 IEnumerator 이며, C#에서 코루틴을 사용할 때는 이를 사용하여야 합니다.

CoRoutine1.png

일반적으로 호출한 함수에게 데이터를 전달할 때, return 구문을 사용하게 되면 데이터를 전달하고 함수는 종료됩니다. 코루틴은 이와 다르게 데이터를 전달한 후에 자신은 대기하고 있어야 하는데, 이를 위해 C#에서는 yield return이라는 키워드를 제공하고 있으며 이를 사용하면 됩니다. 

유니티에서 코루틴과 상호작용하는 주체는 엔진입니다. 코루틴을 사용할 때는 C#의 언어적인 기능을 익혀서 모든 것을 해결한다라는 개념보다 스크립트에서 엔진이 가지는 기능을 활용하는 또 한가지의 방법이라는 관점으로 생각해주시면 더 잘 이해되지 않을까.. 생각해봅니다.  
아래 그림과 같이 스크립트에서 StartCoroutine 함수를 통해 코루틴을 구동하면 코루틴은 첫 번째 데이터를 엔진에 전달하고 이 데이터를 분석한 엔진은 내부 루프를 돌면서 필요한 때가 되면 다음 데이터를 전달하도록 코루틴을 다시 호출해줍니다.

CoRoutine3.png

이 때 엔진에 전달할 데이터가 정말 중요한데, 데이터들은 코루틴이 유니티 엔진에게 보내는 일종의 명령으로 생각하시면 조금 더 이해가 쉽습니다.  
엔진에게 전달하는 명령들의 공통된 성격은 “나는 쉬고 있을 테니, 유니티 너가 내 명령을 보고 알아서 처리하고 끝나면 나를 깨워달라.” 입니다. ( 스크립트가 완전 갑이 됬습니다...  ) 
엔진이 제공하는 데이터들과 이들이 수행하는 명령들은 다음과 같습니다. 
( 참고로 아래 표 이외의 데이터들은 엔진이 처리하지 않습니다. )

코루틴용 데이터

엔진이 수행하는 기능

yield return null

다음 프레임까지 대기

yield return new WaitForSeconds(float)

지정된 초 만큼 대기

yield return new WaitForFixedUpdate()

다음 물리 프레임까지 대기

yield return new WaitForEndOfFrame()

모든 렌더링작업이 끝날 때까지 대기

yield return StartCoRoutine(string)

다른 코루틴이 끝날 때까지 대기

yield return new WWW(string)

웹 통신 작업이 끝날 때까지 대기

yield return new AsyncOperation

비동기 작업이 끝날 때까지 대기 ( 씬로딩 )



코루틴은 왜 좋은가요?

첫 번째로 좋은 점은 성능입니다.
예를 들어 코루틴에서 yield return new WaitForSeconds(10)이라는 명령을 수행하면 코루틴은 유니티 엔진에게 WaitForSeconds(10)이라는 데이터를 보내고 쉬기 시작합니다. 유니티 엔진은 이를 받고 기록해두었다가 묵묵하게 자기 할 일을 진행 하면서 10초가 지나면 쉬고 있는 코루틴을 깨웁니다. 
코루틴이 없이 일반적으로 이를 구현 한다면 Update 구문에서 Time.deltaTime을 사용하여 매 프레임마다 시간을 더해서 10초가 지났는지 감지해야 하는데, 프레임의 평균 소요 시간이 0.01초라고 한다면, 아이러니하게 10초 동안 대기하기 위해 스크립트는 Update 함수를 1000번 호출해야 합니다. 코루틴을 사용하면 10초 동안 스크립트가 쉬는데 말이지요~ 
이러한 점 때문에 특히 모바일 기기에서 코루틴의 활용은 성능 향상에 큰 영향을 미칩니다.

두 번째로 좋은 점은 가독성입니다. 
코루틴을 사용하면 읽기 좋은 코드가 만들어집니다. 아래 예를 보면 1초를 대기한 후에 2초를 대기하는 작업을 수행하는 두 코드의 가독성에서 확연한 차이를 볼 수 있습니다.
( 참고로 Start 함수를 IEnumerator로 선언해주면 엔진이 자동으로 코루틴으로 실행해줍니다. )

public class UpdateTimer : MonoBehaviour {

    float accumulator = 0.0f;

    bool wait1Finished = false;

    bool wait2Finished = false;

    float waitTime1 = 1.0f;

    float waitTime2 = 2.0f;

    void Start() {

        Debug.Log ("Action Start!");

    }

    void Update () {

        accumulator += Time.deltaTime;

        if(!wait1Finished && !wait2Finished) {

            if(accumulator >= waitTime1) {

                Debug.Log ("Action1 End");

                wait1Finished = true;

                accumulator = 0.0f;  

            }

        } else if(wait1Finished) {

            if(accumulator >= waitTime2) {

                Debug.Log ("Action2 End");

                wait2Finished = true;

                accumulator = 0.0f;  

            }

        }

    }

}

public class CoRoutineTimer : MonoBehaviour {

    float waitTime1 = 1.0f;

    float waitTime2 = 2.0f;

   

    IEnumerator Start () {

        Debug.Log ("Action Start");

        yield return new WaitForSeconds(waitTime1);

        Debug.Log ("Action1 End");

        yield return new WaitForSeconds(waitTime2);

        Debug.Log ("Action2 End");

    }    

}

 



코루틴의 특징 및 활용

코루틴의 활용 방법은 아주 다양할 수 있지만, 저는 세 가지로 구분해봤습니다. 
가장 많이 사용되는 빈도 순으로 정리해봤습니다.

첫 번째로 코루틴에서 가장 많이 사용되는 데이터는 WaitForSeconds 명령 입니다. 
앞서서 살펴본 예제처럼 마치 멀티 쓰레드 프로그래밍의 Thread.Sleep 함수 처럼 원하는 시간만큼 잠들어 있을 수 있습니다. 하지만 더욱 좋은 점은 엔진과 동일한 싱글 쓰레드로 돌아가기 때문에, 멀티 쓰레드 프로그래밍의 여러운 부분인 자원 관리 및 컨텍스트 스위칭(Context Switching)과 같은 다양한 고려 사항들을 신경쓸 필요가 없습니다.

두 번째로 많이 사용하는 부분은 비동기 작업인데, 웹에서의 데이터 수신, 씬 로딩과 같은 오래 걸리는 작업을 엔진에게 넘기고, 자신은 진행상황을 점검하면서 UI 처리만 수행하는 형태로 사용합니다. 
아래와 같은 WWW 클래스가 대표적인 비동기 작업인데, 웹에서 데이터를 다운로드 받기 위해 스크립트는 엔진에게 www 클래스를 만들어 데이터를 받아올 URL과 함께 넘기고 자신은 쉽니다. 
이를 받은 엔진은 비동기 처리를 위한 쓰레드를 생성하고 네이티브 라이브러리를 사용하여 웹에 접속한 후 데이터를 다운로드하면서 스크립트로부터 넘겨 받은 www 객체에 직장 상사에게 보고하듯 현재 진행상황을 저장해둡니다. ( 이 때 클래스의 레퍼런스를 넘겼기 때문에 다른 스크립트에서 진행상황을 읽어들이는 것이 가능합니다. )
엔진에서 다운로드가 끝나면 www 객체에는 완료 상황보고와 함께 받은 데이터가 저장되며, 엔진은 스크립트를 깨웁니다. 스크립트에서는 곤히 자고 일어나 눈비비면서 이를 사용하면 됩니다. 
아래는 코루틴이 쉬는 동안 엔진은 열심히 다운로드 받고, Update 함수는 이를 보면서 열심히 진행상황을 로그로 남기는 예제입니다. 

public class WebBasic : MonoBehaviour {

 

    public string url;

    WWW www;

   

    bool isDownloading = false;

   

    IEnumerator Start()

    {

        www = new WWW(url);

        isDownloading = true;

        yield return www;

        isDownloading = false;

        Debug.Log ("Download Completed!");

    }

   

    void Update()

    {

        if(isDownloading)

            Debug.Log (www.progress);

    }

 

}


매 프레임마다 진행상황을 그리거나, Update 함수 자체를 쓰는게 부담스러우면 아래와 같이 UI만을 그리는 코루틴을 하나 더 발생시키는 것도 좋은 방법이 되겠지요. 

public class WebAdvanced : MonoBehaviour {

   

    public string url;

    WWW www;

   

    IEnumerator Start()

    {

        www = new WWW(url);

        StartCoroutine("CheckProgress");

        yield return www;

        Debug.Log ("Download Completed!");

    }

   

    IEnumerator CheckProgress()

    {

        Debug.Log (www.progress);

        while(!www.isDone)

        {

            yield return new WaitForSeconds(0.5f);

            Debug.Log (www.progress);

        }

    }

       

}


마지막으로 코루틴을 사용하여 작업을 원하는대로 순차적으로 수행할 수 있습니다. 
이 기능은 C#과 같은 고급 언어(Hight Level Language)에서 지원하는 리플렉션(Reflection)기능과 코루틴 기능이 혼합된 활용성에 있어서 백미(白眉)라고 할 수 있겠습니다. 
이의 활용 예를 위해, RPG 게임등에서 흔히 보이는 패턴인 A와 B와 중 하나를 선택하게 하는 다이얼로그를 띄운 후, 사용자의 결정에 따라 A를 선택하면 ActionA를 수행하고 B를 선택하면 ActionB를 수행하는 구문을 프로그래밍 한다고 가정해봅시다. 이의 순서도는 아래와 같겠지요. 

CoRoutine4.png


이를 코루틴으로 구현하기 위해, 먼저 모든 행동을 각각 코루틴으로 정의해줍시다. 
그리고 각 행동들의 순서를 제어하는 코루틴을 만들어주고, 코루틴 안에서 행동들이 순차적으로 실행되도록 yield return new StartCoroutine 구문으로 차례대로 지정해줍니다. 첫 번째 코루틴의 결과에 따라 다음 행동이 A가 될지 B가 될지 결정되므로, 첫 번째 결과값을 string 변수로 지정하고, 변수 값을 StartCoRoutine에 넣으면 실시간으로 결과에 따른 해당 코루틴이 실시간으로 실행됩니다. 
아래는 이를 구현한 예제 입니다. 

public class DialogExample : MonoBehaviour {

   

    bool showDialog = false;

    string answer = "";

   

    IEnumerator Start()

    {

        yield return StartCoroutine("ShowDialog");

        yield return StartCoroutine(answer);

    }

   

    IEnumerator ShowDialog()

    {

        showDialog = true;

        do

        {

            yield return null;

        } while(answer == "");

       

        showDialog = false;

    }

   

    IEnumerator ActionA()

    {

        Debug.Log ("Action A");

        yield return new WaitForSeconds(1f);

    }

 

    IEnumerator ActionB()

    {

        Debug.Log ("Action B");

        yield return new WaitForSeconds(2f);

    }

   

    void OnGUI()

    {

        if(showDialog)

        {

            if(GUI.Button(new Rect(10f, 10f, 100f, 20f), "A"))

            {

                answer = "ActionA";  

            } else if(GUI.Button(new Rect(10f, 50f, 100f, 20f), "B")) {

                answer = "ActionB";

            }

        }

    }

   

}


결과 값의 유효성을 강화하고 싶다면 아래와 같이 enum을 보조적으로 사용하는 것도 좋은 방법이 될 수 있습니다.

using UnityEngine;

using System.Collections;

 

public class DialogExampleEnum : MonoBehaviour {

 

    enum DialogActions {

        ShowDialog,

        ActionA,

        ActionB

    };

   

    bool showDialog = false;

    DialogActions action = DialogActions.ShowDialog;

   

    IEnumerator Start()

    {

        yield return StartCoroutine(action.ToString());

        yield return StartCoroutine(action.ToString());

    }

   

    IEnumerator ShowDialog()

    {

        showDialog = true;

        do

        {

            yield return null;

        } while(action == DialogActions.ShowDialog);

       

        showDialog = false;

    }

   

    IEnumerator ActionA()

    {

        Debug.Log ("Action A");

        yield return new WaitForSeconds(1f);

    }

 

    IEnumerator ActionB()

    {

        Debug.Log ("Action B");

        yield return new WaitForSeconds(2f);

    }

   

    void OnGUI()

    {

        if(showDialog)

        {

            if(GUI.Button(new Rect(10f, 10f, 100f, 20f), "A"))

            {

                action = DialogActions.ActionA;        

            } else if(GUI.Button(new Rect(10f, 50f, 100f, 20f), "B")) {

                action = DialogActions.ActionB;

            }

        }

    }

 

}


이러한 특징을 잘 활용하면 AI를 위한 유한상태기계(Finite State Machine)를 구현할 때에도 별도의 클래스를 만들지 않고 쉽게 코딩이 가능해집니다.

결론

코루틴의 기본적인 동작원리에서 부터 활용법까지 살펴봤는데, 여기서 언급한 이외에도 다른 유용한 활용 예제가 있을 것으로 생각됩니다. 궁금한 점이나 더 좋은 활용 방법에 대해서 댓글 달아주시면 감사하겠습니다. 
 
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텍스처 - 텍스처란 3D 모델의 표면에 그려지는 이미지 파일을 지칭한다. 마네킹에 다양한 옷을 입히는 것처럼 3D모델에 텍스처를 입힌다고 생각.

 

머티리얼 - 텍스처는 3D 모델에 적용하기 위한 이미지 파일로 중간에 머티리얼이라는 매개체가 필요하다. 텍스처를 '어떤 간격으로 반복하고 표면의 재질은 어떻게 표현하느냐' 등을 설정한다.

 

텍스처 적용 방식

 

1. 텍스처 임포트하고 project뷰의 텍스처를 scene뷰의 해당 모델로 드래그 앤 드롭.. - 권장x

 

2. 텍스처를 관리하는 상위 폴더를 만들고 하위에 materials폴더를 만들어 관리한다.

 

셰이더 - 셰이더는 머티리얼에 적용한 텍스처를 렌더링할 때 표면의 재질감을 표현하는 방법을 결정.

 

프리팹 - 자주 사용하는 객체를 미리 부품처럼 만들고 재사용할 수 있게 하는 것이다.

 

 

Tip!  Material을 무료 다운 받아 3D Object에 적용시킨 후 프리팹을 만들어 관리하는 것이 편하다. 하나의 프리팹을 수정하면 복사본에 모두 적용되기 때문이다.

 

skybox 의 적용! --> material에 shader의 skybox의 속성에 배치한다.

 

 

 

 

 

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high gui

프로그램/opencv 2015. 7. 8. 16:43

1. 이식성있는 그래픽 툴킷


openCV에서 카메라와 같은 하드웨어, 또는 파일 시스템, 운영체제 등과 연관된 작업을 지원하는 함수들은 모두 HighGUI라는 이름의 라이브러리에 포함되어 있다..




2. 윈도우


cvNamedWindow() - 윈도우 생성

cvDestroyWindow() - 윈도우 제거 


3. 영상 불러오기


IplImage* cvLoadImage(const char* filename, int iscolor) - 영상 불러오기.


int cvSaveImage(const char* filename, const CvArr* image) - 영상 저장.



4. 화면에 영상 출력


cvShowImage(const char* name, const CvArr* image);



추후작성.



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