Booil Jung

라즈베리파이 피코에

라즈베리파이 피코(Raspberry Pi Pico)는 그 이름 때문에 종종 라즈베리파이 4나 5와 같은 단일 보드 컴퓨터(Single-Board Computer, SBC)의 저가형 버전으로 오해받곤 한다. 그러나 이는 근본적으로 잘못된 이해다. 피코는 마이크로컴퓨터가 아닌, 마이크로컨트롤러(Microcontroller Unit, MCU)다.1 이 둘의 차이는 단순한 성능의 차이를 넘어 작동 방식과 목적 자체가 다르다는 점에서 시작된다.

라즈베리파이 4/5와 같은 SBC는 리눅스(Linux)와 같은 완전한 운영체제(Operating System, OS) 위에서 작동한다.3 이는 다중 작업(multi-tasking), 복잡한 네트워크 통신, 키보드나 모니터와 같은 주변기기 연결, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 렌더링 등 범용 컴퓨터가 수행하는 대부분의 작업을 처리할 수 있음을 의미한다.4 반면, 라즈베리파이 피코와 같은 마이크로컨트롤러는 OS의 오버헤드 없이 특정 작업을 수행하는 데 최적화된 장치다.1 피코는 OS를 실행하지 않으며, 전원이 켜지면 사용자가 작성한 단 하나의 프로그램, 즉 펌웨어(firmware)를 ‘베어메탈(bare-metal)’ 환경에서 직접 실행한다.

이러한 근본적인 차이는 여러 실용적인 측면에서 극명한 대조를 낳는다. 첫째, 전력 소비다. OS와 수많은 백그라운드 프로세스를 실행하는 SBC는 상대적으로 많은 전력을 소모하는 반면, 피코는 필요한 작업만 수행하므로 전력 소비가 현저히 낮다.1 이는 배터리로 작동하는 휴대용 장치나 장기간 작동해야 하는 센서 노드에 피코가 훨씬 더 적합한 이유다. 둘째, 부팅 시간과 반응성이다. SBC는 OS를 부팅하는 데 수십 초가 걸릴 수 있지만, 피코는 전원이 인가되는 즉시 프로그램을 실행한다. 이는 실시간 제어(real-time control)가 필수적인 애플리케이션에서 결정적인 장점이 된다. 예를 들어, 모터의 회전 속도를 정밀하게 제어하거나 센서의 입력에 즉각적으로 반응해야 하는 로봇이나 산업 자동화 장비에서 SBC의 OS는 예측 불가능한 지연(latency)을 유발할 수 있지만, 피코는 결정론적(deterministic)인 동작을 보장한다.6

결론적으로, 라즈베리파이 피코는 ‘컴퓨터’가 아니라 ‘제어 장치’로서의 정체성을 명확히 한다. 피코의 가치는 웹 브라우징 속도나 게임 성능으로 평가되는 것이 아니라, LED를 켜고 끄거나, 센서 데이터를 읽고, 모터를 움직이는 등 물리적 세계와 상호작용하는 능력의 정밀성과 안정성, 그리고 효율성에 있다.

라즈베리파이 피코의 역할을 가장 잘 이해하는 방법은 라즈베리파이 제로(Raspberry Pi Zero)가 아닌 아두이노 우노(Arduino Uno)와 비교하는 것이다.1 실제로 피코는 기능적, 철학적으로 아두이노와 훨씬 더 가깝다.1 2005년에 처음 등장한 아두이노는 복잡했던 마이크로컨트롤러 프로그래밍을 단순화하고, 사용하기 쉬운 통합 개발 환경(IDE)과 방대한 커뮤니티, 수많은 라이브러리를 통해 전자공학 교육 및 DIY(Do-It-Yourself) 프로토타이핑 시장에 혁명을 일으켰다.1

2021년에 출시된 라즈베리파이 피코는 바로 이 시장을 정조준했다. 피코는 아두이노가 구축한 ‘단순성’과 ‘접근성’이라는 성공 공식을 그대로 계승한다. 초심자도 쉽게 배울 수 있는 프로그래밍 언어인 마이크로파이썬(MicroPython)을 공식 지원하고, 드래그 앤 드롭 방식의 간편한 펌웨어 업로드 방식을 제공하는 것이 그 증거다.1

하지만 피코는 단순한 아두이노의 모방품이 아니다. 아두이노의 성공 공식을 학습하되, 그 성능적 한계를 극복하려는 명확한 의도를 가지고 설계되었다. 아두이노 우노의 심장인 8비트 ATmega328P 프로세서는 16MHz의 클럭 속도와 2KB의 SRAM을 가지는 반면 9, 피코의 RP2040 칩은 133MHz로 작동하는 32비트 듀얼 코어 ARM Cortex-M0+ 프로세서와 264KB라는 압도적인 용량의 SRAM을 탑재했다.1 이 강력한 하드웨어는 아두이노로는 구현하기 어려웠던 복잡한 연산이나 멀티태스킹을 가능하게 한다. 여기에 더해, 프로그래머블 I/O(PIO)라는 독자적인 기능을 통해 개발자가 소프트웨어로 커스텀 하드웨어 인터페이스를 만들 수 있는 전례 없는 유연성까지 제공한다.1 이는 “아두이노처럼 시작은 쉽게, 그러나 더 복잡하고 성능 집약적인 프로젝트까지 막힘없이” 수행할 수 있도록 하려는 전략적 목표를 보여준다. 즉, 피코는 초심자부터 전문가까지 아우르는 더 넓은 스펙트럼의 사용자를 공략하며 마이크로컨트롤러 시장의 성능 기준을 한 단계 끌어올린 것이다.

라즈베리파이 재단이 SBC 시장에서의 확고한 성공에 안주하지 않고 마이크로컨트롤러 시장에 직접 진출한 것은 매우 중요한 전략적 움직임이다.2 이는 IoT(사물 인터넷)와 임베디드 시스템이라는 거대한 시장의 잠재력을 인식하고, 자신들이 직접 설계한 실리콘(RP2040)을 통해 새로운 가치를 창출하려는 야심 찬 시도다.

가장 주목할 만한 점은 4달러라는 파격적인 가격 정책이다.7 이는 “모두를 위한 저렴하고 접근 가능한 컴퓨팅”이라는 라즈베리파이 재단의 핵심 철학을 마이크로컨트롤러 영역에서도 그대로 계승한 것이다. 이 가격은 학생, 교육자, 취미 활동가들이 기술을 배우고 실험하는 데 있어 경제적 장벽을 극적으로 낮춘다. 재단은 SBC 시장에서와 마찬가지로, 하드웨어 판매 자체의 이익보다는 거대한 사용자 커뮤니티를 형성하고 생태계를 확장하는 것을 더 중요한 목표로 삼고 있음을 보여준다.

결론적으로, 라즈베리파이 피코의 등장은 단순한 신제품 출시를 넘어, 라즈베리파이 생태계가 SBC를 넘어 임베디드 제어 영역까지 확장되었음을 알리는 선언과도 같다. 이는 기존의 아두이노와 ESP32가 양분하던 시장에 강력한 경쟁자를 등장시켰으며, 저비용 고성능 마이크로컨트롤러의 새로운 시대를 여는 계기가 되었다.

라즈베리파이 재단은 단일 제품에 의존하지 않고 시장의 다양한 요구에 대응하기 위해 체계적인 제품 라인업을 구축해왔다. 이 라인업은 크게 고성능 컴퓨팅을 위한 플래그십 시리즈(예: Raspberry Pi 5), 일체형 PC 경험을 제공하는 키보드 시리즈(예: Raspberry Pi 400), 소형 및 저전력 프로젝트를 위한 제로 시리즈, 그리고 산업용 임베디드 시스템을 위한 컴퓨트 모듈 시리즈로 구성된다.3

라즈베리파이 피코 시리즈는 이 견고한 포트폴리오에 ‘마이크로컨트롤러’라는 완전히 새로운 카테고리를 추가한 것이다.3 이는 재단의 사업 영역을 기존의 리눅스 기반 마이크로컴퓨터에서 실시간 제어 및 임베디드 영역으로 확장하는 중요한 다각화 전략이다. 이러한 움직임은 몇 가지 배경을 가진다. 첫째, SBC 시장은 때때로 공급망 불안정 문제에 직면해왔다.5 자체 설계한 RP2040 칩을 기반으로 한 피코는 이러한 외부 요인에 대한 의존도를 줄이고 보다 안정적인 제품 공급을 가능하게 한다. 둘째, IoT, 웨어러블, 로보틱스 등 마이크로컨트롤러가 핵심적인 역할을 하는 시장은 SBC 시장만큼이나, 혹은 그 이상으로 거대한 잠재력을 가지고 있다. 피코는 라즈베리파이라는 강력한 브랜드를 앞세워 이 새로운 시장을 공략하기 위한 전략적 교두보인 셈이다.

라즈베리파이 피코는 단일 제품으로 머무르지 않고, 시장의 피드백을 적극적으로 반영하며 빠르게 하나의 ‘패밀리’로 진화했다. 이는 재단이 MCU 시장을 일회성 실험으로 보지 않고, 지속적으로 제품을 개선하고 경쟁 우위를 확보하려는 의지를 명확히 보여준다.

이러한 진화 과정을 통해 라즈베리파이 재단은 피코를 단순한 저가형 보드에서 다양한 요구사항을 충족하는 포괄적인 마이크로컨트롤러 플랫폼으로 발전시키고 있다.

Table 1: Raspberry Pi Pico 시리즈 사양 비교

항목 (Feature) Raspberry Pi Pico Raspberry Pi Pico W Raspberry Pi Pico 2 Raspberry Pi Pico 2 W  
출시일 (Release Date) 2021년 1월 2022년 6월 2024년 8월 2024년 8월  
마이크로컨트롤러 (MCU) RP2040 RP2040 RP2350 RP2350  
CPU 코어 (CPU Core) Dual-core Arm Cortex-M0+ Dual-core Arm Cortex-M0+ Dual-core Arm Cortex-M33 Dual-core Arm Cortex-M33  
최대 클럭 (Max Clock) 133 MHz 133 MHz 150 MHz 150 MHz  
SRAM 264 KB 264 KB 520 KB 520 KB  
온보드 플래시 (On-board Flash) 2 MB 2 MB 4 MB 4 MB  
Wi-Fi 없음 (None) 2.4GHz 802.11n 없음 (None) 2.4GHz 802.11n  
블루투스 (Bluetooth) 없음 (None) 5.2 (HW) 없음 (None) 5.2  
보안 기능 (Security Features) 기본 (Basic) 기본 (Basic) Arm TrustZone, Secure Boot Arm TrustZone, Secure Boot  
출시 가격 (Launch Price) $4 $6 $5 $7  
Data Source: 13          

라즈베리파이 피코의 모든 성능과 기능은 그 심장인 RP2040 마이크로컨트롤러 칩에서 비롯된다. RP2040은 라즈베리파이 재단의 인하우스 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 팀이 직접 설계한 최초의 실리콘으로 2, 저비용 고성능이라는 재단의 철학이 집약된 결과물이다. RP2040의 아키텍처를 깊이 이해하는 것은 피코의 잠재력을 최대한 활용하기 위한 필수 과정이다.

Table 2: RP2040 주요 사양

항목 (Feature) 사양 (Specification)  
프로세서 (Processor) Dual-core ARM Cortex-M0+ @ 133MHz  
SRAM 264KB (6개 뱅크로 분할)  
외부 플래시 지원 (External Flash Support) 최대 16MB (QSPI 인터페이스 경유)  
GPIO 30개 (이 중 4개는 아날로그 입력으로 사용 가능)  
ADC 12-bit, 500ksps, 4채널 (+내부 온도 센서)  
PIO (Programmable I/O) 8개 상태 머신  
직렬 통신 (Serial I/F) 2 × UART, 2 × SPI, 2 × I2C  
PWM 16개 채널  
DMA 12채널 컨트롤러  
패키지 (Package) QFN-56 (7x7mm)  
제조 공정 (Process Node) TSMC 40nm  
Data Source: 10    

RP2040의 가장 두드러진 특징은 듀얼 코어 아키텍처다. 칩에는 에너지 효율성이 가장 높은 ARM 프로세서로 알려진 Cortex-M0+ 코어 두 개가 탑재되어 있다.2 이 두 코어는 대칭적으로 작동하며, 각각 독립적인 정수 나누기 하드웨어와 인터폴레이터(Interpolator)라는 특수한 연산 가속기를 가지고 있다.23 Cortex-M0+ 코어는 비용과 전력 소모를 줄이기 위해 부동소수점 연산 장치(Floating-Point Unit, FPU)를 포함하지 않는다. 따라서 삼각함수나 FFT와 같은 복잡한 부동소수점 연산은 하드웨어가 아닌, ROM에 내장된 최적화된 소프트웨어 라이브러리를 통해 처리된다.15 이는 특정 연산에서는 FPU가 있는 Cortex-M4 코어 등에 비해 성능 저하를 감수해야 하는 설계적 타협점이다.

듀얼 코어의 진정한 성능은 두 코어가 서로의 작업을 방해하지 않고 원활하게 작동할 때 발휘된다. 이를 위해 RP2040은 매우 정교한 버스 패브릭(Bus Fabric)을 갖추고 있다. 시스템의 중심에는 4개의 마스터(CPU 0, CPU 1, DMA 컨트롤러 읽기 포트, DMA 컨트롤러 쓰기 포트)와 10개의 슬레이브(ROM, 외부 플래시 XIP, 6개의 SRAM 뱅크, 고속 주변장치, 저속 주변장치용 APB 브리지)를 연결하는 완전 연결(fully-connected) AHB-Lite 크로스바가 있다.23 이 구조 덕분에 최대 4개의 버스 마스터가 서로 다른 메모리나 주변장치에 동시에, 병목 현상 없이 접근할 수 있다.24 예를 들어, 한 코어가 SRAM 뱅크 0에서 데이터를 읽는 동안, 다른 코어는 SRAM 뱅크 1에 데이터를 쓰고, 동시에 DMA 컨트롤러는 외부 플래시에서 데이터를 읽어올 수 있다. 이러한 병렬 처리 능력은 125MHz 시스템 클럭에서 최대 2.0GBps라는 인상적인 이론적 버스 대역폭을 가능하게 한다.24

또한, 각 코어는 단일 사이클 I/O(Single-Cycle I/O, SIO) 블록을 통해 GPIO에 단 1클럭 사이클 만에 접근할 수 있다.24 이는 CPU가 직접 핀의 상태를 읽거나 쓸 때 매우 빠르고 결정론적인(deterministic) 동작을 보장하여, PIO를 사용하지 않는 간단한 비트뱅잉(bit-banging) 프로토콜 구현 시에도 높은 성능을 제공한다. SIO 블록은 또한 두 코어 간의 통신을 위한 FIFO(메일박스)와 공유 자원에 대한 동시 접근을 막기 위한 32개의 하드웨어 스핀락(spinlock)을 제공하여, 멀티코어 프로그래밍의 안정성을 높이는 중요한 역할을 한다.24

RP2040의 메모리 아키텍처는 ‘비용’과 ‘성능’ 사이의 영리한 타협을 보여주는 대표적인 예시다.

RP2040은 현대적인 마이크로컨트롤러가 갖추어야 할 표준적인 주변장치들을 풍부하게 내장하고 있다.

RP2040 칩을 다른 마이크로컨트롤러와 구별 짓는 가장 독창적이고 강력한 기능은 단연 프로그래머블 I/O(Programmable I/O), 즉 PIO다. PIO는 단순한 주변장치가 아니라, 개발자가 소프트웨어를 통해 자신만의 디지털 하드웨어 인터페이스를 창조할 수 있게 해주는 ‘만능 도구’에 가깝다. 이는 ‘하드웨어’와 ‘소프트웨어’의 경계를 허무는 혁신적인 개념으로, 피코의 유연성을 극대화하는 핵심 요소다.

PIO는 CPU 코어와는 완전히 독립적으로 작동하는 8개의 작은 ‘상태 머신(State Machine)’으로 구성된 서브시스템이다.1 이 상태 머신들은 각각이 하나의 초소형 프로세서처럼 동작하며, I/O 핀의 상태를 읽고, 쓰고, 정해진 시간만큼 대기하는 등의 간단한 프로그램을 실행할 수 있다. 본질적으로 PIO는 CPU의 부담을 덜어주기 위해 설계된 I/O 전용 코프로세서(co-processor)다.

기존의 MCU들은 UART, SPI, I2C와 같이 고정된 기능의 하드웨어 주변장치를 제공했다. 만약 WS2812 LED나 DVI 비디오 신호처럼 표준적이지 않은 프로토콜을 사용해야 한다면, 개발자는 CPU를 이용해 직접 핀의 상태를 정밀하게 제어하는 ‘비트뱅잉(bit-banging)’ 기법에 의존해야 했다. 이는 CPU의 자원을 많이 소모하고, 다른 인터럽트나 작업으로 인해 타이밍이 틀어질 위험이 크다. PIO는 바로 이 문제를 해결한다. 타이밍에 민감하고 반복적인 I/O 작업을 PIO 상태 머신에 위임함으로써, 메인 CPU 코어는 다른 복잡한 연산이나 로직 처리에 집중할 수 있게 된다.1

개념적으로 PIO는 FPGA(Field-Programmable Gate Array)와 유사한 유연성을 제공하지만, 작동 방식에는 차이가 있다. FPGA가 하드웨어 로직 게이트를 재구성하는 방식이라면, PIO는 정해진 명령어 셋을 순차적으로 실행하는 소프트웨어적인 방식에 더 가깝다.30 이는 FPGA보다 배우고 사용하기는 쉽지만, 그만큼 기능적인 제약도 따른다.

RP2040에는 총 2개의 PIO 블록이 있으며, 각 블록은 다음과 같은 구성 요소를 포함한다.

PIO의 유연성은 상상력에 따라 무한한 가능성을 열어준다. 대표적인 활용 사례는 다음과 같다.

PIO는 pioasm이라는 전용 어셈블러를 통해 프로그래밍된다.24 C/C++ SDK 환경에서는, 개발자가

.pio 확장자를 가진 파일에 PIO 어셈블리 코드를 작성하면, 빌드 과정에서 pioasm이 이를 C 헤더 파일로 자동 변환해준다. 개발자는 이 헤더 파일을 자신의 C 코드에 포함시켜 PIO 프로그램을 로드하고 실행할 수 있다. MicroPython 환경에서는 더욱 간편하다. @rp2.asm_pio 데코레이터(decorator)를 사용하여 파이썬 함수 내에 PIO 어셈블리 코드를 직접 문자열 형태로 작성할 수 있다.31 이는 C/C++에 비해 성능은 다소 떨어질 수 있지만, 빠른 프로토타이핑과 실험에는 매우 편리한 방식이다.

결론적으로, PIO는 RP2040의 비용 효율성을 극대화하는 핵심 전략이다. 다른 MCU 제조사들이 수많은 종류의 복잡한 하드웨어 주변장치를 칩에 내장하여 가격과 복잡성을 높이는 동안, 라즈베리파이는 기본적인 주변장치와 함께 PIO라는 ‘만능 도구’를 제공함으로써, 칩의 실리콘 면적과 개발 비용을 절감하면서도 기능적으로는 훨씬 더 비싼 칩들 못지않은 유연성을 확보했다. 이는 “최소한의 하드웨어로 최대한의 기능을” 구현하려는 미니멀리즘 설계 철학의 정수라 할 수 있다.

라즈베리파이 피코의 성공 요인 중 하나는 소프트웨어 개발 환경에 대한 이중 전략이다. 초심자를 위한 쉽고 빠른 진입로와 전문가를 위한 강력하고 유연한 도구를 모두 공식적으로 지원함으로써, 매우 넓은 스펙트럼의 개발자들을 피코 생태계로 끌어들이고 있다.

MicroPython은 피코를 처음 접하는 사용자나 빠른 프로토타이핑이 중요한 프로젝트에 가장 권장되는 개발 방식이다. 파이썬 문법에 익숙한 수많은 개발자들에게 MCU 프로그래밍의 진입 장벽을 극적으로 낮춰준다.

최고의 성능, 저수준 하드웨어 제어, 그리고 듀얼 코어나 PIO와 같은 RP2040의 모든 잠재력을 끌어내기 위해서는 C/C++ SDK(Software Development Kit)가 필수적이다. 이는 상업용 제품 개발이나 고성능이 요구되는 복잡한 프로젝트를 위한 전문가의 선택이다.

CircuitPython은 유명 전자부품 회사인 Adafruit가 주도하여 개발한 MicroPython의 파생 버전이다. CircuitPython의 가장 큰 특징은 초심자 친화성과 방대한 라이브러리 생태계다.26 코드를 수정하고 보드에 저장하면 별도의 재부팅 과정 없이 즉시 코드가 다시 실행되는 편리한 기능을 제공한다. 특히 Adafruit가 판매하는 수많은 센서, 디스플레이, 액추에이터 모듈에 대한 지원이 매우 잘 되어 있어, 해당 부품들을 사용하여 프로젝트를 구성할 때 개발 시간을 크게 단축할 수 있다.26

결론적으로, 피코의 소프트웨어 전략은 ‘접근성’과 ‘성능’이라는 두 마리 토끼를 모두 잡으려는 명확한 이중 전략을 보여준다. MicroPython과 Thonny는 아두이노만큼이나 쉬운 진입로를 제공하여 교육 시장과 취미 활동가들을 끌어들이고, C/C++ SDK와 VS Code는 전문 임베디드 개발자들이 요구하는 강력한 성능과 제어 기능을 제공한다. 만약 피코가 순수하게 교육용 보드였다면 MicroPython만으로도 충분했을 것이다. 그러나 복잡한 C/C++ 개발 환경과 하드웨어 디버깅까지 공식적으로 지원한다는 사실은, 이 보드가 단순한 장난감을 넘어 실제 제품 개발과 고성능 프로젝트에 사용될 것을 전제로 하고 있음을 명백히 보여주는 증거다.

라즈베리파이 피코의 가치와 시장에서의 위치를 정확히 파악하기 위해서는, 마이크로컨트롤러 시장의 대표적인 두 경쟁자인 아두이노 우노(Arduino Uno)와 ESP32와의 직접적인 비교가 필수적이다. 아두이노 우노는 ‘입문자의 표준’으로, ESP32는 ‘IoT의 강자’로 각각 확고한 입지를 다지고 있다. 피코는 이 두 플랫폼 사이에서 독자적인 영역을 구축하고 있다.

세 플랫폼을 비교하기 위한 분석의 틀은 다음과 같은 핵심 항목들로 구성된다: 코어 아키텍처와 성능, 메모리 용량, I/O 기능, 무선 연결성, 전력 소비, 가격, 그리고 생태계의 성숙도. 이 항목들을 통해 각 플랫폼의 하드웨어적 강점과 약점, 그리고 실용적인 가치를 객관적으로 평가할 수 있다. 세 플랫폼은 직접적인 경쟁 관계라기보다는, 서로 다른 문제 영역을 공략하는 보완적인 관계에 가깝다는 점을 염두에 두어야 한다. 개발자는 ‘어느 것이 더 좋은가’를 묻기보다, ‘자신의 프로젝트에 무엇이 가장 적합한가’를 판단해야 한다.

Table 3: 마이크로컨트롤러 비교: Pico vs. Arduino Uno vs. ESP32

항목 (Feature) Raspberry Pi Pico (RP2040) Arduino Uno R3 (ATmega328P) ESP32-WROOM-32
프로세서 (Processor) Dual-core ARM Cortex-M0+ @ 133MHz 25 Single-core 8-bit AVR @ 16MHz 50 Dual-core Tensilica LX6 @ 240MHz 51
SRAM 264 KB 25 2 KB 9 520 KB 52
플래시 (Flash) 2MB (External QSPI) 25 32 KB (Internal) 9 4MB (Internal) 53
GPIO (사용자) 26 25 14 50 ~34 (모델별 상이) 54
ADC 3 × 12-bit 25 6 × 10-bit 50 최대 18 × 12-bit 54
무선 (Wireless) Pico W: Wi-Fi/BT 14 없음 (None) Wi-Fi/BT 내장 (Built-in) 51
고유 특징 (Unique Feature) PIO (Programmable I/O) 25 방대한 생태계/쉴드 55 강력한 무선 기능/저전력 모드 55
전력 소비 (Power) 유휴: ~1.3mA (Pico) 6 상대적으로 높음 다양한 저전력 모드, 최저 <5µA 54
가격 (Price) $4 (Pico), $6 (Pico W) 11 ~$25 50 ~$7-10 56

Raspberry Pi Pico:

Arduino Uno:

ESP32:

결론적으로, 피코의 등장은 마이크로컨트롤러 시장의 ‘가격 대비 성능’ 기준을 완전히 재정립했다. 과거 ESP32가 아두이노보다 훨씬 뛰어난 성능과 무선 기능을 저렴하게 제공하며 시장에 충격을 주었듯, 이제 피코가 4달러라는 가격에 듀얼 코어 ARM 프로세서와 PIO라는 독창적인 무기를 제공함으로써 “이 가격에 이 정도의 성능과 유연성이 가능해야 한다”는 새로운 기준을 만들었다. 이는 다른 MCU 제조사들에게 가격 인하 또는 기능 혁신에 대한 압박으로 작용하며, 궁극적으로는 개발자와 소비자에게 더 좋은 제품을 더 저렴하게 사용할 수 있는 혜택으로 돌아오고 있다.

라즈베리파이 피코의 이론적 강점들은 커뮤니티와 개발자들의 수많은 실제 프로젝트를 통해 그 유용성이 입증되고 있다. 피코의 적용 사례는 크게 IoT, 로보틱스, 커스텀 입력 장치, 웨어러블 기술의 네 가지 영역으로 나누어 살펴볼 수 있으며, 이 프로젝트들은 대부분 RP2040의 핵심 기능인 ‘듀얼 코어’와 ‘PIO’의 이점을 적극적으로 활용한다.

Pico W의 등장은 피코를 IoT 프로젝트의 강력한 후보로 만들었다. 개발자들은 BME280/BME680(온도, 습도, 압력, 가스), DS18B20(온도), PIR(동작 감지) 등 다양한 I2C 또는 1-Wire 센서들을 피코에 연결하고, 수집된 데이터를 Wi-Fi를 통해 클라우드 서버로 전송하는 센서 노드를 활발하게 구축하고 있다.57 특히, 경량 메시징 프로토콜인 MQTT를 사용하면 저전력으로 안정적인 데이터 전송이 가능하며, MicroPython을 통해 네트워크 연결과 데이터 발행(publish) 로직을 매우 간결한 코드로 구현할 수 있다.59

오리지널 피코를 사용하는 경우에도 방법은 있다. 저렴한 ESP8266 Wi-Fi 모듈을 피코의 UART 인터페이스에 연결하고, AT 명령어를 통해 제어함으로써 무선 기능을 추가하는 방식이 널리 사용된다.60 이는 피코의 강력한 연산 능력과 ESP8266의 검증된 무선 성능을 결합하는 효과적인 방법이다.

RP2040의 듀얼 코어 아키텍처는 로봇 제어에 이상적인 환경을 제공한다. 예를 들어, 한쪽 코어는 바퀴를 구동하는 모터의 PWM 신호를 생성하고, 초음파 센서로부터 거리를 측정하는 등 정밀한 타이밍이 요구되는 실시간 작업을 전담 처리할 수 있다. 동시에 다른 한쪽 코어는 장애물 회피 알고리즘을 계산하거나, 블루투스를 통해 원격 조종 명령을 수신하는 등 더 높은 수준의 로직을 담당할 수 있다. 이러한 작업 분리는 단일 코어 MCU에서는 구현하기 어려운 안정적이고 반응성 좋은 로봇 동작을 가능하게 한다. L298N 모터 드라이버를 이용한 기본적인 바퀴형 로봇 64부터, 여러 개의 서보 모터를 제어하는 로봇 팔 65에 이르기까지 다양한 로보틱스 프로젝트가 피코를 기반으로 만들어지고 있다. 또한, PicoBricks와 같은 교육용 로보틱스 키트는 블록 코딩 환경과 함께 피코를 제공하여 학생들이 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 개념을 쉽고 재미있게 배울 수 있도록 돕는다.65

피코가 USB HID(Human Interface Device) 프로토콜을 네이티브로 지원한다는 점은 커스텀 입력 장치 제작에 있어 엄청난 장점이다.6 개발자들은 피코를 이용해 자신만의 기계식 키보드, 특정 프로그램의 단축키를 모아놓은 매크로 패드, 비행 시뮬레이션용 조이스틱 등을 만들 수 있다.49 특히 Adafruit가 개발한 CircuitPython의

adafruit_hid 라이브러리를 사용하면, 키보드 키 입력, 마우스 커서 이동, 미디어 제어 버튼 등을 매우 간단한 코드로 에뮬레이션할 수 있다.49 수십 개의 기계식 스위치를 행과 열의 매트릭스(matrix) 형태로 연결하고, 각 키에 복잡한 매크로나 여러 키의 조합을 할당하는 프로젝트는 피코 커뮤니티에서 가장 인기 있는 분야 중 하나다.67 PIO는 키 매트릭스 스캔과 같은 작업을 CPU 대신 처리하여 키 입력의 반응성을 높이는 데 사용될 수도 있다.

피코의 작은 크기(51mm x 21mm)와 낮은 전력 소비는 스마트워치나 피트니스 트래커와 같은 웨어러블 기기를 만드는 데 매우 적합하다. 이 분야에서 가장 주목할 만한 프로젝트는 ‘WearPico’라는 이름의 오픈소스 스마트워치다.69 이 프로젝트는 Pico W, 원형 LCD 터치스크린, MPU6050 가속도 센서, 진동 모터, 그리고 리튬 폴리머 배터리를 3D 프린팅된 케이스 안에 결합하여 만들었다.69 C 언어로 작성된 펌웨어는 시간 표시, 스톱워치와 같은 기본적인 시계 기능뿐만 아니라, 블루투스를 통해 안드로이드 스마트폰과 연동하여 전화나 메시지 알림을 수신하고 미디어를 제어하는 스마트 기능까지 구현했다. 이 프로젝트는 피코가 단순한 학습용 보드를 넘어, 복잡하고 실용적인 상용 제품 수준의 웨어러블 기기를 만드는 데에도 충분히 활용될 수 있음을 보여주는 훌륭한 사례다.

Pico W가 Wi-Fi를 제공하지만, 산업 제어나 안정적인 데이터 로깅과 같이 신뢰성이 최우선인 환경에서는 유선 이더넷 연결이 더 선호된다. 피코는 내장 이더넷 컨트롤러가 없지만, SPI 인터페이스와 PIO를 활용하여 유선 네트워크 기능을 추가할 수 있는 몇 가지 방법이 있다. 76

이러한 다양한 적용 사례들은 피코 생태계의 성장이 단지 라즈베리파이 재단의 노력만으로 이루어진 것이 아님을 보여준다. Adafruit, Pimoroni, SparkFun과 같은 서드파티 회사들은 피코를 위한 독창적인 애드온 보드(HAT)와 라이브러리를 출시하며 활용 가능성을 넓히고 있다.28 또한, Instructables, Hackster.io, GitHub, YouTube 등에서 활동하는 수많은 개인 개발자들과 커뮤니티가 자신들의 프로젝트와 노하우를 공유하며 생태계를 더욱 풍성하게 만들고 있다. 강력한 하드웨어 플랫폼이 활발한 커뮤니티와 결합될 때 얼마나 폭발적인 시너지를 낼 수 있는지를 피코가 명확히 보여주고 있는 것이다.

라즈베리파이 피코는 의심할 여지 없이 강력하고 혁신적인 마이크로컨트롤러지만, 만능은 아니다. 특히 피코의 저렴한 가격은 특정 기능들을 포기하거나 타협한 결과물이므로, 개발자는 프로젝트를 시작하기 전에 이러한 한계점들을 명확히 인지하고 있어야 한다. 피코의 한계는 크게 하드웨어적 제약과 소프트웨어 및 생태계의 한계로 나눌 수 있다.

피코의 하드웨어 설계는 ‘저비용’이라는 핵심 가치를 지키기 위한 의도적인 ‘설계적 타협’의 결과물이다. 이러한 타협점들이 일부 애플리케이션에서는 제약으로 작용할 수 있다.

피코의 생태계는 빠르게 성장하고 있지만, 아두이노처럼 오랜 역사를 가진 플랫폼에 비해서는 여전히 미성숙한 부분이 존재한다.

이러한 한계점들을 종합해볼 때, 개발자는 피코를 선택하기 전에 자신의 프로젝트 요구사항과 피코의 제약 조건을 신중하게 비교 분석해야 한다. 피코는 많은 프로젝트에 훌륭한 솔루션이지만, 모든 문제에 대한 정답은 아니다.

라즈베리파이 피코는 출시 이후 짧은 기간 동안 마이크로컨트롤러 시장에 상당한 파장을 일으켰다. 그것은 단순한 저가형 보드를 넘어, 기존의 시장 구도를 재편하고 개발자들에게 새로운 가능성을 제시하는 플랫폼으로 자리매김했다. 피코에 대한 심층적인 고찰을 통해 얻은 결론과 프로젝트 수행을 위한 전략적 제언은 다음과 같다.

라즈베리파이 피코의 핵심 가치는 세 가지로 요약할 수 있다.

  1. 가격 대비 월등한 컴퓨팅 파워: 4달러라는 파격적인 가격에 133MHz 듀얼 코어 ARM 프로세서와 264KB의 넉넉한 SRAM을 제공함으로써, 기존의 8비트 MCU 기반 보드들을 압도하는 연산 능력을 제공한다.
  2. 듀얼 코어를 통한 효율적인 병렬 처리: 두 개의 독립적인 코어를 통해 실시간 제어 작업과 상위 레벨의 연산 작업을 분리하여 처리할 수 있다. 이는 복잡한 로봇이나 실시간 데이터 처리 시스템에서 안정성과 반응성을 크게 향상시킨다.
  3. PIO를 통한 전례 없는 I/O 유연성: 소프트웨어로 커스텀 디지털 인터페이스를 만들 수 있는 PIO 기능은 하드웨어의 제약을 뛰어넘어, 사실상 모든 종류의 디지털 통신 프로토콜을 구현할 수 있는 무한한 확장성을 부여한다.

이 세 가지 핵심 가치의 조합은 기존에 아두이노와 ESP32가 각각 차지하고 있던 영역 사이의 빈틈을 정확히 파고들며, 개발자들에게 매력적인 새로운 선택지를 제공했다. 피코의 성공은 강력한 하드웨어 자체의 성능뿐만 아니라, 전 세계 수백만 명의 사용자를 보유한 ‘라즈베리파이’라는 브랜드의 신뢰도와 활발한 커뮤니티의 힘에 크게 의존한다. 사람들은 ‘RP2040’ 칩을 사는 것이 아니라, ‘라즈베리파이가 만든 마이크로컨트롤러’를 사는 것이며, 이 브랜드와 커뮤니티의 힘이 피코의 가장 강력한 자산이다.

어떤 플랫폼이 절대적으로 우월한 것은 없다. 프로젝트의 목표와 요구사항에 따라 최적의 선택은 달라진다.

Pico 2의 등장은 라즈베리파이 재단이 마이크로컨트롤러 시장에 일회성으로 진입한 것이 아니라, 장기적인 비전을 가지고 지속적으로 투자할 것임을 명확히 보여준다. 특히 Pico 2에서 강화된 보안 기능들은 피코의 활용 영역이 기존의 취미/교육 시장을 넘어 산업용 제어, 보안 IoT, 상업용 제품으로 확장될 것임을 예고한다.

개발자들은 피코를 단순히 ‘저렴한 아두이노 대체재’로만 바라볼 것이 아니라, 듀얼 코어와 PIO라는 고유한 장점을 어떻게 창의적으로 활용할 수 있을지를 고민해야 한다. 피코는 과거에는 복잡한 RTOS(실시간 운영체제)가 필요했던 작업을 더 간단한 베어메탈 환경에서 구현할 수 있게 해주며, 단일 코어 MCU의 성능 한계와 리눅스 기반 SBC의 복잡성 및 전력 소모 사이에서 완벽한 ‘스위트 스팟(sweet spot)’을 차지하는 강력한 솔루션이 될 수 있다.

결론적으로, 라즈베리파이 피코는 ‘강력하고 저렴한 하드웨어’와 ‘쉽고 접근 가능한 소프트웨어’가 결합될 때 어떤 시너지를 만들어내는지를 보여주는 교과서적인 사례다. 이는 기술 민주화라는 라즈베리파이의 근본 철학이 마이크로컨트롤러 영역에서도 성공적으로 구현되었음을 의미하며, 앞으로 더욱 다양하고 혁신적인 프로젝트들이 피코를 기반으로 탄생할 것임을 기대하게 한다.

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