경량 루비를 활용한 임베디드 플랫폼 연구 개발

[16S04] Lightweight Ruby (ja)

작성자
RubyKaigi
발행일
2025년 10월 05일

핵심 요약

  • 1 경제산업성 지원 하에 경량 루비(Lightweight Ruby)를 개발하여 임베디드 시스템의 생산성과 유지보수성 향상을 목표로 합니다.
  • 2 실행 크기와 메모리 사용량을 최적화한 경량 루비는 C99 기반의 높은 이식성을 가지며, 소프트 실시간 처리를 위한 증분 GC 및 FPGA 하드웨어 가속을 연구 중입니다.
  • 3 컴파일러, 가상 머신, 라이브러리 등 모듈화된 컴포넌트 기반으로 설계되어 다양한 임베디드 환경 및 애플리케이션에 유연하게 적용 가능합니다.

도입

본 발표는 일본 경제산업성 지원을 받아 진행되는 '경량 루비를 이용한 임베디드 플랫폼 연구 개발' 프로젝트에 대한 개요를 다룹니다. 후쿠오카 CSK를 중심으로 네트워크 응용 통신 연구소, 규슈 공업대학이 참여하며, 기존 임베디드 개발의 복잡성, 대규모화, 짧은 개발 주기 및 저비용 요구사항 등의 과제를 해결하기 위해 루비 언어의 적용 가능성을 모색합니다. 특히 실행 크기와 메모리 소비를 최소화한 경량 루비(Lightweight Ruby)의 개발을 통해 임베디드 시스템의 생산성과 유지보수성을 극대화하는 것을 목표로 합니다.

본 프로젝트는 임베디드 시스템 개발의 효율성 문제를 해결하기 위해 경량 루비를 도입합니다.

기존 임베디드 개발의 과제

  • 현재 임베디드 개발은 C 언어와 RTOS 기반으로, 복잡성, 대규모화, 짧은 개발 주기, 저비용 요구로 인해 효율성 저하에 직면해 있습니다.

경량 루비(Lightweight Ruby)의 핵심 기술

  • 경량화 및 이식성: 실행 크기와 메모리 사용량을 최소화하며 C99 표준에만 의존하여 다양한 OS 환경(OS 없음, RTOS)에 높은 이식성을 제공합니다.

  • 소프트 실시간 처리: 증분 가비지 컬렉션(GC)을 통해 실시간 성능을 확보합니다.

  • 하드웨어 가속: 마이컴, RTOS, 경량 루비 VM(KL-Ruby VM)을 FPGA에 통합, VM 핵심 기능(해시 처리, GC)의 하드웨어 가속을 추진합니다.

  • 도메인별 라이브러리: 자동차, 모바일 등 특정 도메인에 특화된 라이브러리를 지원합니다.

컴포넌트 기반 설계 (mruby)

  • 경량 루비는 컴파일러, 가상 머신(LightVM), 라이브러리, 보조 도구 등으로 구성된 모듈화된 컴포넌트 기반으로 설계됩니다.

  • 느슨하게 결합된 컴포넌트 조합으로 바이트코드 컴파일러, 런타임 전용 루비 등 다양한 도구 및 런타임 구성이 가능합니다.

  • 라이브러리는 VM 동작 필수 ‘미니멀’ 라이브러리(C99 기반)와 JIS X3017 표준 ‘표준’ 라이브러리(POSIX 기반)로 구성됩니다.

연구 진행 및 계획

  • ‘루비 보드’ 개발 및 VXWorks RTOS 기반 로봇 제어 실험이 진행 중입니다.

  • 알파 버전은 7월 말, 베타 버전은 9월 말 출시 예정이며, 10월부터 3개 임베디드 기업에서 평가 및 검증이 시작됩니다.

  • Node.js와 유사하게 표준 I/O가 없는 LightVM 특성을 활용한 서버 사이드 애플리케이션 적용도 고려됩니다.

결론

이 프로젝트는 임베디드 시스템 개발의 오랜 난제들을 루비 언어의 유연성과 생산성을 통해 해결하고자 합니다. 경량 루비는 실행 환경의 제약을 극복하고 높은 이식성, 실시간성, 하드웨어 가속 등의 특징을 통해 임베디드 소프트웨어 개발 패러다임에 새로운 가능성을 제시합니다. 2년 간의 연구 개발이 완료되는 내년 3월 이후에는 경량 루비가 오픈 소스로 공개될 예정이며, 이는 임베디드 개발 커뮤니티에 혁신적인 도구로 기여할 것으로 기대됩니다.

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