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사물인터넷(IoT), 저전력 MCU가 핵심이다(2)

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NXP, 급성장하는 센서 시장 겨냥한 업계 최고 전력 효율의 마이크로컨트롤러 출시

다양한 산업분야에서 사물인터넷(IoT)에 대한 다양한 솔루션들이 출현하고 있다. 이 모든 사물인터넷 솔루션에서 무엇보다 중요한 과제는 저에너지에 있다. 사물인터넷의 확산을 위한 핵심기술은 저전력 마이크로컨트롤러에 있다. 항시작동이 필요한 사물인터넷용 센서 시장을 위한 저전력 제품인 NXP LPC54100 시리즈 마이크로컨트롤러 제품이 주목되는 이유다.

NXP반도체(www.nxp.co.kr)는 센서 기반 제품의 일대 혁신을 불러 올 수 있는 새로운 제품인 LPC54100 시리즈를 출시했다고 11월 7일 발표했다.

이 제품군은 매우 낮은 전력 소모량을 구현해 ‘항시 작동’센서 프로세싱을 가능케 한다. 시장에서 입증된 특허기술을 통한 아키텍처의 혁신으로 본 시리즈는 기존과는 비교할 수 없는 효율성을 자랑한다. 경쟁 제품과 비교 시, 에너지 효율은 평균 20% 수준으로 앞서는 것으로 나타나고 있다.

‘항시 작동 (always on)’ 어플리케이션의 필수적인 요소인 LPC54100는 지속적인 센서 리스닝이 이루어지는 가운데에도 3µA에 불과한 전력 소모량을 보인다. 센서 용도로는 처음 도입된 비대칭 듀얼코어 아키텍처는 확장성을 지닌 능동적 전력/성능을 통해, 개발자들이 55 µA/MHz Cortex-M0+를 사용해 센서 데이터 수집, 축적, 그리고 외부 통신 과정에서의 전력 효율을 극대화 시킬 수 있도록 해 준다.  또한, 이를 대신해 사용될 수 있는 Cortex-M4F 코어 (100 µA/MHz)는 수학 연산이 많은 알고리즘 (동작 센서 퓨전 등)을 더욱 빨리 실행하면서, 전력 소모량은 낮춘다.

NXP반도체는 “이러한 아키텍처를 보완하기 위해 다양한 아날로그 및 디지털 인터페이스를 사용하고 있는데, 이들 역시 에너지 효율성을 감안하여 기초부터 다시 설계가 이루어졌다.”고 밝혔다. 보완 인터페이스에 포함된 12-bit, 4.8 Msps ADC로, 전체 전압 범위(1.62 ~ 3.6V)를 모두 포괄하는 광범위한 성능을 지니고 있다. 또한 저전력 직렬 인터페이스도 사용이 가능하여, 이를 통해 LCP54100 시리즈가 동급의 다른 마이크로프로세서 대비 센서 처리 과정에서 소요되는 전력량을 크게 낮추는 데에 성공했다.

짐 트렌트(Jim Trent) NXP 반도체 마이크로프로세서 부문 부사장은 “오늘날 모바일 기기에서 나타나고 있는 맥락, 위치 환경 인지, 동작, 터치, 제스처 기반 상호 작용, 음성 인식 등 첨단 기능은 여러 종류의 ‘항시 작동’ 센서에 의해 가능해진 기술이다.”고 말하고, “멀지 않은 미래에는 다른 업종에서도 모바일 폰의 기능을 수용하여 유사한 종류의 발전이 이루어질 것이며, 이를 통해 고객의 체험을 더욱 개선할 수 있을 것이다. 오늘날 사용되고 있는 다수의 구식 MCU 센서 처리 아키텍처는 전력의 소모량이 지나치게 많거나, 센서 수의 증가에 대처할 수 있을 만큼의 확장성을 지니지 못하고 있다. LPC54100 시리즈는 다른 업종으로 하여금 더욱 센서를 사용해 스마트하고 사용자 중심적인 경험을 통한 혜택을 누릴 수 있도록 해 줄 것이다.”라고 밝혔다.

LPC54100 시리즈는 모바일 기기, 웨어러블 건강/의료 기기, 산업용 (환경 감시, 가정 및 건물 조명 자동화, 로봇 기술), 게임 등에 사용이 기대된다.

협력적 센서 처리 솔루션 및 개발자 생태계

임베디드 개발자가 센서 기반 설계를 더욱 빨리 시장에 선보이도록, NXP는 제조업체 및 센서 처리 미들웨어 공급업체와 전략적인 제휴를 맺고 있다. 이러한 전략적 파트너에는 Bosch Sensortec, CyWee Motion, Hillcrest Labs 등이 포함되어 있다. NXP는 또한 Bosch Sensortec과 협력하여 LPC54102 마이크로컨트롤러, Bosch Sensortec의 동작 및 압력 센서를 포함한 9 개의 모듈형 센서, 센서 퓨전 미들 웨어,그리고 NXP의 LPCXpresso 개발 플랫폼과 지원 서비스를 결합한 일체형 어플리케이션으로 센서 처리/모션 솔루션을 선보이고자 하고 있다. 이러한 솔루션은 동작과 다른 센서 기반 기능을 하나로 통합함으로써 고객이 차세대 제품의 개선 작업을 더욱 간편하게 진행할 수 있다.

댄 심프킨스(Dan Simpkins) Hillcrest Labs 대표이사는 “LPC54100이 지닌 탁월한 전력 효율성 및 다양한 DSP 명령으로 인하여 “항시 가동”, 맥락 탐지, 활동 추적 등 차세대 센서 기반 장비를 실현하도록 해 주는 당사의 최첨단 처리 소프트웨어에 이상적인 플랫폼이 될 것으로 생각한다.”고 말했다.

아이씨엔 오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

 

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스마트자동차

유니티, 마이크로소프트와 협력한 자율주행 시뮬레이터 ‘에어심’ 공개

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유니티가 마이크로소프트와 협력해 자율주행 테스트용 오픈소스 플랫폼을 제공한다

자율주행용 딥러닝 및 인공지능(AI) 테스트 오픈소스 플랫폼 ‘에어심(AirSim)’ 발표
GitHub에서 누구나 무료로 다운로드 가능

세계적으로 가장 널리 사용되는 리얼타임 3D 개발 플랫폼을 제작하는 유니티 테크놀로지스가 마이크로소프트와 협업해 개발자가 가상 환경을 제작하고 자율주행 시스템에 관한 딥러닝 및 인공지능(AI)을 테스트할 수 있는 오픈소스 플랫폼 ‘에어심(AirSim)’을 공개했다.

에어심은 소프트웨어 개발 플랫폼 GitHub(https://github.com/Microsoft/AirSim)에서 무료로 다운로드할 수 있다. 유니티의 AI 소프트웨어 개발 키트인 ‘머신러닝 에이전트(Machine Learning Agents, ML 에이전트)’ SDK를 사용하는 에어심은 운영 효율화 및 사업 비용 절감을 꾀하는 자동차 및 드론 제조업체에게 큰 이점을 제공할 것으로 기대된다.

아시시 카푸르(Ashish Kapoor) 마이크로소프트 연구 & AI 분야 수석연구원은 “에어심을 통해 제조사와 연구자들이 자율주행 차량용 AI와 딥러닝을 발전시킬 수 있도록 돕고자 한다”며, “유니티는 자동차 제조업계의 기업들이 비용 효율적인 방식으로 사실적인 가상 환경을 개발하고, 자율주행과 딥러닝에 관한 새로운 실험을 해볼 수 있도록 지원한다”고 밝혔다.

유니티가 마이크로소프트와 협력해 자율주행 테스트용 오픈소스 플랫폼을 제공한다

유니티가 마이크로소프트와 협력해 자율주행 테스트용 오픈소스 플랫폼을 제공한다

모빌리티 업계의 기업들은 빠르게 변화하는 시장 환경, 비용 부담과 매출 변동 등 다양한 문제에 직면해 있어, 높은 비용이 드는 자율주행 테스트를 진행하기 어렵다. 자율주행 테스트에 필요한 사실적인 가상 환경을 만들기 위해서는 복잡한 인프라와 값비싼 하드웨어가 필요하다. 반면 에어심은 커뮤니티 중심의 테스트용 오픈소스 플랫폼을 제공하고, 유니티 에셋 스토어에서 기존에 판매되던 패키지를 사용해 빠르고 손쉽게 가상 환경을 생성할 수 있어 이러한 비용을 절감할 수 있다.

에어심은 유니티의 ‘엔티티 컴포넌트 시스템(ECS, Entity Component System)’과 ‘C# 잡 시스템(C# Job System)’을 활용해 시뮬레이션 실행 시 더 높은 초당 프레임 수와 원활한 퍼포먼스를 얻을 수 있다. 또한 유니티의 ML 에이전트를 에어심에 통합해 새로운 딥러닝 및 강화 학습 테스트를 실행할 수도 있다.

호세 데 올리베이라(Jose De Oliveira) 유니티 수석 소프트웨어 엔지니어는 “현재 자율주행 테스트를 진행하는 브랜드들은 고객의 기대에 부응하는 동시에, 전면 도입과 수익 창출에 몇 년이 더 걸릴 기술에 더 많은 비용을 투자해야만 하는 어려움에 처해 있다”며, “유니티와 에어심을 활용하면 테스트 비용을 절감하고, 더욱 정확한 데이터를 바탕으로 의사 결정을 내릴 수 있으며 자율주행 시스템의 성능을 높일 수 있다”고 강조했다.

박은주 기자 news@icnweb.co.kr

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스마트시티/빌딩

마이크로칩, 업계 최저 소비전력 LoRa SiP 제품군 출시

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원거리 무선 커넥티비티 및 시스템 배터리 수명 증대 구현

LoRa® (Long Range) 기술은 저전력 성능과 원거리 무선 커넥티비티를 결합해 사물인터넷(IoT)의 통신 거리를 넓히고 있다. 마이크로컨트롤러, 혼합 신호, 아날로그 반도체 및 플래시-IP 솔루션 분야의 세계적인 리더인 마이크로칩테크놀로지(북아시아 총괄 및 한국 대표: 한병돈)는 LoRa 기반 커넥티드 솔루션 개발을 가속화하기 위해 초저전력 32비트 마이크로컨트롤러(MCU), sub-GHz RF LoRa 트랜시버 및 소프트웨어 스택을 갖춘 고도로 통합된 LoRa 시스템 인 패키지 (SiP, System-in-Package)를 출시했다고 밝혔다. SAM R34/35 SiP 는 인증된 레퍼런스 디자인과 함께 주요 LoRaWAN™ 게이트웨이와 네트워크 제공 업체를 통해 검증된 상호운용성을 제공하므로 하드웨어, 소프트웨어 및 지원을 통해 전체 개발 프로세스를 크게 간소화할 수 있다. 이들 디바이스는 슬립 모드에서 업계 최저 소비전력을 지원하고 원격 IoT 노드의 배터리 수명을 더욱 늘려 준다.

대부분의 LoRa 엔드 디바이스는 장시간 슬립 모드를 유지하며 적은 양의 데이터 패킷을 전송할 경우에만 깨어나 동작한다. 초저전력 SAML21 Arm® Cortex® -M0+ 기반 MCU가 탑재된 SAM R34 디바이스는 전력 소비를 크게 줄이고 엔드 애플리케이션에서의 배터리 수명을 연장할 수 있도록 최저790nA에 불과한 소비전력으로 슬립 모드를 지원한다. 소형 6×6 mm 패키지에 고도로 통합된 SAM R34/35 제품군은 작은 폼팩터 설계 및 수년간의 배터리 수명을 요하는 장거리용 저전력 IoT 애플리케이션에 적합하다.

이러한 초저 소비전력 외에도, 개발자들은 간소화된 개발 프로세스를 통해 애플리케이션 코드를 마이크로칩의 LoRaWAN 스택과 결합하여 Atmel Studio 7 SDK(Software Development Kit)로 지원되는 ATSAMR34-XPRO 개발 보드(DM320111)를 활용하여 신속히 프로토타입을 제작해 보다 빠른 디자인을 구현할 수 있다. FCC(Federal Communications Commission), IC(Industry Canada), RED(Radio Equipment Directive) 로부터 인증 받은 이 개발 보드를 통해 개발자들은 자신들의 설계가 여러 지역에 걸쳐 규제기관 요건을 충족시킬 수 있을 것이라는 신뢰성을 확보할 수 있다.

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LoRa 기술은 저전력 애플리케이션이 LoRaWAN 오픈 프로토콜을 통해 지그비®(Zigbee®), Wi-Fi® 및 Bluetooth® 대비 훨씬 넓은 범위에서 통신할 수 있도록 설계됐다. 스마트 도시, 농업 모니터링 및 공급망 추적과 같은 다양한 응용 분야에 적합한 LoRaWAN은 도시 및 농촌 환경에서 모두 동작할 수 있는 유연한 IoT 네트워크를 구현한다. 로라 얼라이언스(LoRa Alliance™)에 따르면, LoRaWAN 사업자 수는 1년새 40곳에서 80곳으로 2배 이상 증가했으며, 100여개가 넘는 국가에서 LoRaWAN 네트워크를 활발하게 구축하고 있다.

마이크로칩의 무선 솔루션 사업부 부사장인 스티드 콜드웰 (Steve Caldwell)은 “LoRa 생태계는 급속한 성장 단계에 접어들고 있으며, 마이크로칩은 로라 얼라이언스(LoRa Alliance)의 창립 멤버로서 LoRa 기술 성공을 위한 강력한 성장 동력이다”라고 전하며, “마이크로칩은 SAM R34를 통해 무료 소프트웨어, 우수한 고객 지원 및 신뢰할 수 있는 공급 등의 혜택을 제공하는 소형 및 저전력 디바이스를 위한 종합 공급업체로서 명성을 이어나간다”고 덧붙였다.

SAM R34/35 제품군은 마이크로칩의 LoRaWAN 스택 지원과 인증 및 검증된 칩 패키지를 통해 고객의 위험 부담을 낮추고 RF 애플리케이션 설계를 가속화할 수 있도록 돕는다. 862-1020 MHz 범위에서 동작하는 전세계 LoRaWAN 지원으로 개발자는 디자인 프로세스를 간소화하고 재고 부담을 줄이는 동시에 어느 곳에서나 단일 가변부(part variant)를 이용할 수 있다. SAM R34/35 제품군은 특허권을 보유한 포인트 투 포인트 연결은 물론 Class A, Class C 엔드 디바이스를 지원한다.

마이크로칩의 SAM R34/35 LoRa 제품군은 6가지 변형 디바이스로 출시되어 개발자들에게 엔드 애플리케이션을 위한 주변장치 및 메모리의 최적 조합을 선택할 수 있는 유연성을 제공한다. 해당 제품군은 64-리드 TFBGA 패키지로 제공되는 SAM R34 디바이스와 USB 인터페이스가 없는 SAM R35 디바이스를 포함한다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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스마트자동차

인피니언, 차량용 LED 드라이버 제품군 LITIX™ Basic+ 출시

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infieon Litix Basic

인피니언테크놀로지스는 시중에서 유연성이 가장 뛰어난 싱글 LED 단락 회로 진단 기능을 통합한 LED 드라이버 제품군 LITIX™ Basic+를 출시한다고 밝혔다. 새로운 엑티브 리트라이(Active Retry) 기능 모드는 오진단 가능성을 줄여, 운전자가 불필요하게 정비소를 방문하는 일을 피할 수 있다는 것.

이미 미국과 독일 자동차 회사들은 싱글 LED 단락 회로를 검출할 수 있는 LED 드라이버 제품을 요구하고 있다. LITIX Basic+ 제품군은 이 기능을 통합한 3개 디바이스를 제공한다. 1개 입력 및 1개 출력 채널(1in/1out) 제품인 TLD2132-1EP, TLD2131-3EP(1in/3out), TLD2331-3EP(3in/3out)이다. 결함 진단을 위해서 LED 체인의 전압을 사전에 지정된 레퍼런스 전압과 비교한다. 사용하는 LED와 동작 조건에 따라서 저항을 사용해서 레퍼런스 전압을 조절할 수 있다.

오류가 발생하면 LED 드라이버가 마이크로컨트롤러에 상태를 보고한다. 시스템의 진단 요청에 따라 해당 채널을 비활성화 하거나 활성화 상태로 놔둔다. 시중의 다른 솔루션과 달리, LITIX Basic+ 제품은 채널이 비활성화 되더라도 추가적인 엑티브 리트라이 기능을 사용할 수 있다. 엑티브 리트라이는 채널들을 잠시 다시 활성화하여 LED를 주기적으로 스캔하는 것을 말한다. 그럼으로써 오류 조건이 제거되었을 때 자동으로 재시작 할 수 있다.

LITIX Basic+ 제품은 싱글 LED 단락 회로 외에도 개방 부하 결함과 접지 단락 회로 결함을 검출할 수 있다. 또한 진단 기능들을 유연하게 구성할 수 있다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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