기계가 코드를 만났을 때: 마이크로서비스 설계가 하드웨어를 더욱 스마트하게 만드는 방법

자동화된 분류 장치나 유연한 로봇 팔 등 멋진 프로젝트를 손에 쥐고 있다고 상상해 보세요. 부품이 모두 선택되었고, 서보 모터는 조용히 기다리고 있으며, 서보는 모든 명령에 응답할 준비가 되어 있습니다. 하지만 제어 코드를 작성하기 시작하면 상황이 약간... 복잡해집니다. 로직 레이어, 드라이버 레이어, 통신 프로토콜이 모두 하나로 묶여 있고, 작은 기능을 변경하는 것은 더 많은 문제가 발생할까 두려워 스웨터를 분해하는 것과 같습니다.

이 장면이 익숙하지 않나요?

우리는 이전에도 이 문제에 자주 직면했습니다. 원활하게 협업해야 하는 모듈은 아키텍처의 "하드 연결"로 인해 응답하지 않고 유지 관리가 어려워졌습니다. 소프트웨어 분야에서 매우 흥미로운 아이디어인 마이크로서비스 디자인 패턴에 관심을 돌릴 때까지는 말이죠.

또 다른 관점: 하드웨어 프로젝트를 "소규모 팀"의 집합으로 생각하십시오.

기존 마이크로 컨트롤러의 프로그래밍 방식은 장군이 모든 세부 사항을 관리하도록 하는 것과 비슷합니다. 마이크로서비스 모델은 시스템을 여러 개의 독립적인 소규모 서비스로 분할합니다. 각 서비스는 한 가지 작업만 수행하며 독립적으로 실행 및 업데이트할 수 있습니다.

예를 들어, 서보의 제어 모듈은 각도 명령을 수신하고 회전을 실행하는 역할만 담당하는 별도의 서비스가 될 수 있습니다. 경로 계획, 예외 처리 및 상태 보고는 다른 서비스에서 수행됩니다. 여러 전문 그룹이 원활하게 업무를 넘기는 것처럼 그들은 경량 프로토콜을 통해 통신합니다.

이렇게 하면 실제 이점은 무엇입니까?

업그레이드가 쉬워졌습니다. 특정 모터 반응을 원하시나요? 전체 시스템을 다시 작성할 필요 없이 해당 서비스 모듈만 교체하면 됩니다. 내결함성은 자연스럽게 향상됩니다. 특정 서비스에 일시적인 장애가 발생하더라도 다른 부분은 계속해서 운영될 수 있으며 전체 시스템이 마비되는 일은 없습니다. 게다가 코드 재사용도 가능해진다. 세심하게 디버깅된 PID 제어 서비스는 다음 프로젝트에서 바로 사용될 수 있습니다.

시작하는 방법? '헤어지는 것'에서 '잘 어울리는 것'으로

어떻게 시작해야 하는지 물어볼 수도 있습니다. 실제로 가장 간단한 분할부터 시작할 수 있습니다.

먼저 시스템에서 상대적으로 독립적인 기능 단위를 찾으십시오. 예를 들어 온도 모니터링, 직렬 통신, 모터 구동은 본질적으로 독립적인 경우가 많습니다. 그런 다음 각 장치에 대한 명확한 데이터 인터페이스를 설정합니다. 필요한 입력과 제공할 출력에 동의합니다.

다음은 의사소통 방법을 선택하는 것입니다. 임베디드 환경에서는 메시지 큐를 기반으로 하는 경량 프로토콜이거나 공유 메모리의 구조화된 데이터일 수 있습니다. 원칙은 간단하고 지연 시간을 짧게 유지하는 것입니다.

또한 간단한 파견 센터를 설계하는 것도 중요한 단계입니다. 특정 업무에 대한 책임은 없으며, 서비스 시작 및 중지, 모니터링, 메시지 라우팅만 담당합니다. 그룹 간의 원활한 정보 흐름을 보장하는 코디네이터가 있는 것과 같습니다.

이 과정에서,kpower일부 모듈식 드라이버 솔루션은 이 아이디어에 딱 들어맞습니다. 기본 작업 자체를 캡슐화하고 명확한 API를 제공하므로 기본 레지스터 구성보다는 서비스 간의 논리적 오케스트레이션에 더 집중할 수 있습니다.

내 프로젝트에 정말 적합한가요?

모든 프로젝트에 복잡한 디자인이 필요한 것은 아닙니다. LED 깜박임을 제어하는 ​​것이라면 분명히 필요하지 않습니다. 그러나 자동화된 생산 라인, 지능형 로봇 또는 복합 테스트 장비와 같이 장기적인 반복, 다중 모듈 협업이 필요하고 수요 변화에 직면할 수 있는 시스템을 구축하는 경우 이 아키텍처가 제공하는 유연성은 초기 투자를 훨씬 초과하는 경우가 많습니다.

이는 기계와 코드 사이의 경계를 더욱 명확하게 만듭니다. 하드웨어는 안정적인 실행을 담당하고, 소프트웨어 서비스는 유연한 스케줄링을 담당합니다. 변화는 더 이상 골치 아픈 일이 아니며 확장은 자연스러운 것처럼 보입니다.

때때로 기술 발전은 더 강력한 프로세서나 더 빠른 버스에 관한 것이 아니라 기존 요소를 어떻게 재구성하는가에 관한 것입니다. 복잡한 전체를 작은 협력 단위 그룹으로 나누는 것 자체가 예상치 못한 잠재력을 발휘할 수 있습니다.

다음번에 수많은 모터, 센서, 점점 늘어나는 기능 목록을 마주하게 된다면 잠시 멈춰서 생각해 보세요. 문제는 부품이 충분하지 않다는 것이 아니라 부품이 서로 어떻게 더 잘 소통하는지에 있는 것일 수도 있습니다.

2005년에 설립되었으며,kpower는 중국 광둥성 둥관에 본사를 둔 전문 컴팩트 모션 유닛 제조업체에 전념해 왔습니다. 모듈식 드라이브 기술의 혁신을 활용하여,kpower고성능 모터, 정밀 감속기, 멀티 프로토콜 제어 시스템을 통합하여 효율적이고 맞춤형 스마트 드라이브 시스템 솔루션을 제공합니다. Kpower는 스마트 홈 시스템, 자동 전자 장치, 로봇 공학, 정밀 농업, 드론 및 산업 자동화 등 다양한 분야를 포괄하는 제품을 통해 전 세계 500개 이상의 기업 고객에게 전문 드라이브 시스템 솔루션을 제공해 왔습니다.