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고성능 디지털 신호 제어용 동급 최고 ARM Cortex-M4 프로세서

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ARM (한국대표: 김영섭)은 첨단 MCU(마이크로컨트롤러) 애플리케이션을 위한 혁신적인 Cortex(코어텍스)™-M4 프로세서를 출시한다. Cortex-M4 프로세서는 업계 최고인 ARM® Cortex-M 프로세서 제품군의 장점을 유지하면서 동시에 디지털 신호 제어(DSC: Digital Signal Control) 애플리케이션에 고효율의 솔루션을 제공한다.
Cortex-M4 프로세서는 단일 사이클 MAC(Multiply-Accumulate) 장치, 최적화된 SIMD(Single Instruction Multiple Data)장치, 포화 산술연산 명령어(Saturating arithmetic instructions) 그리고 옵션으로 단일정밀도(single precision) 부동소수점처리장치(FPU: Floating-Point Unit)를 내장하고 있다. 이러한 디지털 신호 제어 기능은 ARM Cortex-M 프로세서 제품군의 특징인 혁신적인 프로세서 기술의 바탕 위에 구축되었다. 주요 기능으로는 1.25DMIPS/MHz 를 지원하는 고성능 32-비트 코어, 최적의 코드 밀도를 실현하는 Thumb(썸)®-2 명령어, 뛰어난 인터럽트 처리를 위한 NVIC(Nested Vector Interrupt Controller) 등이 있다.
이외에도 프로세서 동작의 유연성 증대를 위해, MPU(Memory Protection Unit), 저비용 디버그/트레이스 및 통합 수면 상태(integrated sleep states) 등과 같은 기능도 포함되어 있다. 임베디드 개발자들은 최대 성능과 극도로 낮은 전력 풋프린트를 가진 강력한 최종 제품을 신속하게 개발 및 제공할 수 있게 될 것이다.
특히 새롭게 부상하고 있는 모터 제어, 자동차, 전력 관리, 임베디드 오디오 및 산업 자동화 시장용 플렉서블 솔루션(flexible solution)의 요구사항을 충족하기 위해 고효율 신호 처리 기능과 Cortex-M 프로세서 제품군의 특징인 초저전력, 저비용, 사용 편리성 등이 완벽하게 결합되었다.
고성능 신호 처리와 업계 최고 MCU 기술의 결합
디지털 신호 처리(DSP) 기술 기반의 시장을 분석하는 최고의 시장조사기관인 포워드 컨셉(Forward Concepts) 회장인 윌 스트라우스(Will Strauss)는 “임베디드 시장에서 신호 처리에 대한 요구가 전용 프로세서에서 하이브리드 마이크로컨트롤러로 바뀌고 있다. 이러한 제품들은 최고 수준의 디지털 신호 제어 기능을 구현하면서 다른 처리 연산을 효율적으로 수행할 수 있는 유연성도 동시에 제공한다”면서 “최적의 디지털 신호 제어 처리에 필요한 모든 기능과 Cortex-M 제품군 프로세서의 검증된 저전력 성능이 결합된 Cortex-M4프로세서 출시로 ARM의 파트너사들은 이러한 변화 추세를 십분 활용하게 될 것”이라고 말했다.
Cortex-M4 프로세서는 물리적 구현을 위한 가장 폭넓은 파운드리 및 기술 지원을 제공하는 ARM 피지컬 IP 포트폴리오의 지원을 받는다. 여기에는 초 저전력 구현을 목표로 하는 파트너를 위한 TSMC CE018FG(180ULL) 공정용 Cortex-M Low Power Optimization Package (저전력 최적화 패키지)도 포함된다.
앤더스 룬드그렌(Anders Lundgren), IAR 시스템스의 ARM 제품 매니저는 “Cortex-M4프로세서는 모터 제어, 자동차 및 기타 임베디드 애플리케이션에 효율적인 신호 처리 기능을 제공함으로써 MCU 시장 진화에서 중요한 의미를 갖는다”고 말하고, “딥 임베디드 시스템 관련한 세계 선두 독립 소프트웨어 툴 벤더로서 IAR 시스템스는 전통적으로 ARM MCU 프로세서를 열렬히 지지해 왔으며 이와 같은 지지는 앞으로도 변함이 없을 것”이라고 밝혔다.
고성능 MCU 급 장치를 목표로 하는 파트너들을 위해서는 ARM은 주요 파운드리 공정에 관한 피지컬 IP 솔루션도 제공한다. 차세대 MCU 장치에서 150MHz를 목표 주파수로 하는 경우에는 65nm 글로벌파운드리(GLOBALFOUNDRIES) 65LPe 공정용 ARM 피지컬 IP를 이용하면, 65K 이내의 게이트와 40µW/MHz 이하의 동적 전력 소모를 보이는 Cortex-M4 프로세서 표준 구현이 가능하다. FPU를 포함할 경우는 25K 개의 게이트만 추가하면 되며, 이를 통해 업계 최고의 면적 풋프린트 이내에서 가장 강력한 구현이 가능하다.
SIMD와 FPU용으로 확장된 업계 표준의 ARM 컴파일러를 포함한 Keil(카일)™ MDK-ARM (마이크로컨트롤러 개발 키트)를 통해 Cortex-M4 프로세서용 개발 툴 지원이 제공된다. MDK-ARM은 µVision®4와 완벽한 Cortex-M4 프로세서 명령 시뮬레이션과 함께 첨단 트레이스 기능을 통한 타겟 디버깅도 포함하고 있다.
또한, ARM 아키텍처를 기반으로 하는 제품과 관련하여 설계에서 제작까지 완전한 솔루션을 제공하기 위해 제휴한 기업들로 구성된 업계 최대 규모의 에코시스템인 ARM Connected Community(커넥티드 커뮤니티)™회원사의 개발 툴, 디버거, RTOS 등도 Cortex-M4 프로세서를 지원한다. (세부사항은 아래 참조).
CMSIS (Cortex Microcontroller Software Interface Standard)
Cortex-M4 프로세서는 Cortex-M 프로세서 시리즈를 위한 벤더에 비종속적인 하드웨어 추상 레이어(vendor-independent hardware abstraction layer)인 CMSIS(Cortex Microcontroller Software Interface Standard)에 의해 완벽히 지원된다. CMSIS는 주변장치와 실시간 운영 시스템(RTOS)용 프로세서에 일관되고 단순한 소프트웨어 인터페이스를 구현해준다.
ARM은 현재 CMSIS를 확대하여 Cortex-M4 프로세서 확장 명령어에 대한 C 컴파일러(Compiler)지원과 MCU사용자들을 위해 신호 처리 프로그램을 쉽게 만들어주는 최적화된 라이브러리를 포함하려고 한다. 이 라이브러리에는 디지털 필터 알고리즘과 수학, 삼각법, 제어 함수 등과 같은 일반 함수가 포함될 것이다. 디지털 필터 알고리즘은 필터 설계 유틸리티와 MatLab(매트랩) 및 LabVIEW(랩뷰) 와 같은 설계 툴 키트와 함께 사용하도록 되어 있다.
이외에도, ARM은 Cortex-M4 하드웨어 및 소프트웨어에 관한 일련의 교육 코스를 개발했다. 이 교육 코스는 프로세서 출시와 함께 제공되어 라이선스 업체들이 Cortex-M4프로세서를 자신의 설계에 효율적으로 통합하고 최소한의 위험과 가장 빠른 시장 출시시간으로 최대 시스템 성능을 구현할 수 있도록 지원 할 것이다.
NXP, ST마이크일렉트로닉스(STMicroelectronics), 텍사스 인스트루먼츠(Texas Instruments) 등을 포함해 5개 주요 MCU 반도체 회사들이 Cortex-M4프로세서의 라이선스를 취득했다.
NXP 반도체의 마이크로컨트롤러 제품 라인(Microcontroller Product Line) 본부장인 조프 리스(Geoff Lees)는 “본사의 ARM Cortex 포트폴리오에 ARM Cortex-M4프로세서가 추가됨으로써 본사의 Cortex-M3 와 Cortex-M0 프로세서 기반 장치를 보완하게 되었으며, MCU 커뮤니티에 엔드-투-엔드 솔루션을 제공할 수 있게 되었다”고 말하면서 “Cortex-M4 프로세서는 이제 새로운 수준의 마이크로컨트롤러를 구현하여 신호 처리 시장의 고성능, 저전력 요구를 충족한다”고 덧붙였다.
ST의 마이크로컨트롤러 사업부문의 32-비트 마케팅 매니저인 세미르 하다드(Semir Haddad)는 “Cortex-M4 프로세서 도입으로 집약적인 수학 연산을 요구하는 애플리케이션까지 Cortex-M코어 사용을 확대 할 수 있게 되었다”면서 “Cortex-M4 프로세서 기반의 제품 라인이 본사 STM32마이크로컨트롤러 라인을 보완하여 본사 고객들은 STM32 확장성과 고급 신호 처리 기능을 결합할 수 있게 되었다”고 말했다.
텍사스 인스트루먼츠의 전세계 스텔라리스(Stellaris®) MCU 마케팅 총괄인 쟝 앤 부스(Jean Anne Booth)는 “Cortex-M4 프로세서는 PID 루프를 생성하며 상위 레벨의 모션 컨트롤을 향상시키고 더욱 신뢰할 수 있게 해줄 뿐 아니라 개발자들이 효율적인 모터 제어로 매우 높은 에너지 절감을 실현할 수 있게 한다”며, “또한 랩뷰나 매트랩/시뮬링크와 같은 메타 랭귀지 툴을 사용하는 비-프로그래머(non-programmer) 들도 ARM MCU 사용에 제한이 없게 되었다. 추가로, 내추럴/네이티브 C와 C++ 애플리케이션도 사용가능하여, 워크스테이션/전화/일반 임베디드 프로세서와 딥 임베디드 시스템에서 동일한 알고리듬을 사용함으로써 개발 시간과 위험을 줄일 수 있다”고 덧붙였다.
ARM의 프로세서 사업 부문 마케팅 부사장인 에릭 숀(Eric Schorn)은 “ARM이 본사 프로세서 제품에 DSP 기능을 포함시키기 시작한지 어느 정도 시간이 지났으며, 애플리케이션 시장에서 굉장한 성공을 거두어 왔다. 그러나 딥 임베디드 장치용으로 디지털 신호 제어 기능을 갖춘 프로세서를 설계 한 것은 이번이 처음”이라면서 “Cortex-M4 프로세서는 모터 컨트롤, 의료 기기, 자동차에서 산업 자동화, 전력 관리, 오디오 애플리케이션에 이르기까지 점점 늘어나는 임베디드 애플리케이션의 늘어나는 신호 처리 요구를 충족하기 위해 설계되었다”고 밝혔다.
아이씨엔 매거진 2010년 03월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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