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ARMv8-R 아키텍처, 임베디드 시스템 제어와 안전 어플리케이션에 최적화

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ARM은 산업용 제어 및 차량용 전장, 통합 안전 어플리케이션 시장을 위한용 임베디드 프로세서용 ARMv8-R 아키텍처 기술을 공개했다. ARMv8-R 아키텍처의 혁신기술은 ‘베어 메탈(Bare Metal) 하이퍼바이저 모드의 도입으로 압축된다. 이는 프로그래머들이 단일 프로세서에서 각기 다른 운영 체계(OS), 어플리케이션 및 실시간 업무를 완전히 분리하면서도 갖출 수 있게 한다.

최적 성능의 저전력 프로세서 기술 선도 기업인 ARM은 차량용 전장, 통합 안전 및 제어 어플리케이션용 실시간 임베디드 프로세서를 위한 새로운 ARMv8-R 기술의 세부사항을 공개했다.

ARM은 10월 29일부터 사흘동안 미국 산타클라라에서 열리는 ARM TechCon에서 이 새로운 아키텍처 ARMv8-R에 대한 상세 내용을 발표했다. ARM에 따르면, ARMv8-R 아키텍처의 자세한 사양은 라이선스를 체결한 파트너사들에게 제공될 것이다. 새로운 아키텍처를 기반으로 한 ARM 프로세서는 현재 개발 중이며, 추후 상세 내용이 공개될 예정이다.

차량 및 산업용 제어 시장의 Safety에 최적화
ARMv8-R 아키텍처는 업계 선도적인 Cortex-R 시리즈에 성공적으로 사용되어 온 32비트 지원 ARMv7-R의 탄탄한 기반 위에 설계 되었으며, 2011년에 발표한 ARMv8-A 아키텍처를 보완해 만들어졌다.

ARMv8-R 아키텍처는 빠르게 변하는 시장의 요구에 맞추어 확장된 기능 및 성능으로 ARM의 32비트 실시간 프로세서 솔루션을 향상시킬 것이다. 특히, ARMv8-R 아키텍처 기반으로 설계된 프로세서는 급속하게 발전하는 자동차 및 산업용 제어 분야의 안전 어플리케이션에 최적화되어 있다.

ARMv8-R 아키텍처의 중요한 혁신은 ‘베어 메탈(Bare Metal) 하이퍼바이저 모드의 도입으로, 이는 프로그래머들이 단일 프로세서에서 각기 다른 운영 체계(OS), 어플리케이션 및 실시간 업무를 완전히 분리하면서도 갖출 수 있게 한다.

이것은 소프트웨어 통합과 재활용을 가능케 함으로써, 제품이 시장에 출시되는 시간을 단축하고, 개발에 드는 비용을 절감한다.

또한, ARMv8-R 아키텍처는 전반적인 소프트웨어 품질 향상을 가능하게 하고 모델 기반 자동화 코드 생성처럼 점점 더 정교해지고 있는 임베디드 프로그래밍 기술을 지원할 것이다.

ADAS 및 차량간 통신에서 산업 제어용 시스템까지
ARMv8-R 아키텍처의 도입은 첨단 운전 보조 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) 및 차량간 통신(V2V, Vehicle to Vehicle communications)처럼 새롭게 생겨나고 있는 차량용 어플리케이션뿐 만 아니라 공장 자동화 어플리케이션, HMI(Human-Machine Interface)를 지원하는 임베디드 시스템의 성능을 향상시키고, 비용을 절감하며, 효율성을 높일 것이다.

예를 들어, ARMv8-R 프로세서를 사용한 마이크로컨트롤러는 모터 컨트롤과 같은 실시간 운영 체계 작업 처리와 함께 그래픽 관리 및 네트워킹 기능을 위한 리눅스(Linux)를 지원할 수 있는 것이다.

ARMv8-R 아키텍처는 동일한 프로세서 내의 가상메모리(Virtual Memory)와 보호메모리(Protected Memory) 시스템의 공존을 허용해, 메모리관리(Memory Management)를 해야 하는 리눅스와 같은 범용운영체제가 실시간 운영체제와 통합될 수 있게 한다.

그린 힐즈 소프트웨어(Green Hills Software)의 INTEGRITY, 멘토 그래픽스(Mentor Graphics)의 Nucleus, e-SOL의 T-Kernel을 포함한 다수의 운영 체계에서 ARMv8-R 아키텍처를 지원할 예정이다.

이러한 통합된 하드웨어와 소프트웨어 솔루션은 엄격한 자동차 및 산업용 상호 운용성 및 AUTOSAR(AUTomotive Open System Architecture), ISO 26262, IEC 61508와 같은 안전 표준에 부합할 것이다.

그 밖에 ARMv8-R 아키텍처는 콘텍스트 스위칭(Context Switching)에 소요되는 시간을 줄이는 개선된 메모리 보호 체계, 향상된 이미지 신호 프로세싱 업무를 위한 ARM NEON™ Advanced SIMD 작동 명령, 프로그램 코드나 데이터의 손상을 감지하는 용도의 CRC 같은 ARMv8-A 아키텍처 인스트럭션 지원 등의 기능을 가진다.

Safety를 위한 에코시스템 구축
ARM은 ARMv8-R 아키텍처의 도입으로 새롭게 추가된 기능을 지원하는 에코시스템 구축을 위해 노력하고 있다.

DS-5 ARM 툴과 패스트 모델(Fast Models)은 이미 ARMv8-A 아키텍처를 지원하고 있으며, 2014년 3분기에는 주요 파트너사들에 의해 ARMv8-R 아키텍처 지원이 가능할 것으로 예상된다. 또한, 타임드 모델(timed model), 자동차 시뮬레이션 시스템 레벨 툴, 기계 및 전자 모델링 툴은 EDA 파트너사들에 의해 실리콘보다 앞서 개발되고 있다.

eSOL의 히로아키 카미쿠라(Hiroaki Kamikura) 임베디드 제품 부문 총괄은 “eSOL은 수년간 ARM 프로세서에 최적화된 자사의 강력한 OS 기술을 사용해 경쟁력 있는 솔루션을 제공해왔으며, 새로운 ARMv8-R 아키텍처 출시에 맞춰, 이를 기반으로 하는 프로세서 지원을 제공하게 되어 기쁘다”며,

“eSOL은 차량용 정보와 제어 시스템 두 분야 모두에서 탁월한 기술과 지식을 보유한 소수의 실시간 OS 소프트웨어 공급 업체 중 하나라고 자부한다. eSOL의 eT-Kernel 실시간 OS및 전용 통합개발환경(IDE)은 오는 2014년 2분기에 ISO26262 자동차 기능 안전성 표준 인증을 획득할 것으로 예상하고 있다”고 말했다.

그린 힐즈 소프트웨어의 데이비드 클라이더마흐(David Kleidermacher) 최고기술책임자(CTO)는 “실시간 OS와 범용 OS 를 동시에 사용하도록 지원하는 진화는 ARM 아키텍처와 ARM 에코시스템의 비약적인 발전에 의한 결과”라며, “그린 힐즈 소프트웨어의 가상화 기술과 ARMv8-R의 결합으로 차세대 실시간 전자 제품 및 보안이 중요한 제품들의 강력한 토대를 마련하게 될 것”이라고 말했다.

멘토 그래픽스의 글렌 페리(Glenn Perry) 임베디드 소프트웨어 부문 총괄 (General Manager)은 “ARMv8-R 아키텍처에 대한 멘토의 지원은 ARM 라이선스 파트너사들과 임베디드 개발자 모두에게 차량용, 산업용, 필수안전 어플리케이션을 위한 혁신적인 솔루션을 만들 수 있게 한다”며,

“양사의 고객들은 실리콘 가용에 앞서 이 혁신적인 아키텍처를 활용함으로써 가상화 시제품을 만들 수 있으며, ARMv8-R 기반 디바이스는 스몰 풋프린트(small footprint), 전력 효율적 Nucleus RTOS(Real Time Operation System), 멘토 임베디드 리눅스(Embedded Linux), 가상화 기술, AUTOSAR 솔루션, Sourcery CodeBench 툴을 갖출 수 있을 것이다”고 말했다.

시놉시스의 존 키터(John Koeter) IP 및 시스템 마케팅 부사장은 “자동차 및 산업용 소프트웨어 개발자가 광범위한 어플리케이션을 위한 제품을 개발하고, 시스템 통합 및 오류 테스트를 보다 신속하게 실시할 수 있도록 지원하는 ARMv8-R 아키텍처 설계용 VDK(가상화 기술 개발 키트, Virtualizer Development Kits)를 제공하기를 기대한다”며,

“자사는 기존 ARMv7 및 ARMv8-A 아키텍처를 포함하고 있는 VDK 지원 범위를 확대해 ARMv8-R 아키텍처도 지원하게 되었다. 이에 따라, 시놉시스는 기업들이 개발 속도 및 생산성을 개선하고, 증가하고 있는 소프트웨어 콘텐츠로 인한 개발 위험을 줄일 뿐 아니라 ISO26262 등의 안전성 표준 준수를 확실시 하는데 도움을 제공할 수 있게 되었다”고 강조했다. ©

www.arm.com

아이씨엔 매거진 2013년 11월호

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인피니언, 갈륨 나이트라이드(GaN) 솔루션 양산

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인피니언의 CoolGaN 전용 게이트 드라이버 IC

인피니언 테크놀로지스(코리아 대표이사 이승수)는 갈륨 나이트라이드(GaN) 솔루션 CoolGaN™ 600V e-mode HEMT와 GaN EiceDRIVER™ IC 제품을 출시한다고 밝혔다. 더 높은 전력 밀도를 제공하는 이들 제품은 더 작고 가벼운 디자인을 가능하게 하여 시스템 비용과 운영 비용을 낮춘다.

새롭게 출시된 CoolGaN 600V e-mode HEMT는 신뢰할 수 있는 “normally-off” 컨셉으로 설계되어, 빠른 턴온 및 턴오프에 최적화되었다. SMPS의 높은 효율과 전력 밀도를 가능하게 하며, 현재 출시된 모든 600V 디바이스 제품 중 최고의 FOM(figures of merit)을 제공한다. CoolGaN 스위치는 게이트 전하가 매우 낮고 역 전도(reverse conduction) 시에 동적 성능이 뛰어나다. 따라서 훨씬 더 높은 주파수 동작이 가능하고, 그럼으로써 수동 소자의 크기를 줄여 전력 밀도를 향상시킨다.

CoolGaN 600V e-mode HEMT는 최상의 PFC 효율(2.5kW PFC로 99.3퍼센트 이상)과 동일한 효율로 훨씬 높은 밀도(3.6kW LLC 98퍼센트 이상 효율에 160W/in3 이상)를 달성한다. 선형 출력 커패시턴스는 공진 토폴로지에서 데드 타임을 8~10배 줄일 수 있다.

CoolGaN은 업계에서 가장 우수한 신뢰성을 자랑한다. 품질 관리 공정에서 디바이스 자체뿐만 아니라 애플리케이션 환경에서의 동작을 철저하게 테스트하기 때문이다. 따라서 CoolGaN 스위치는 엄격한 품질 요건을 능가한다.

CoolGaN 600V 스위치는 SMD 패키지로 70mΩ 과 190mΩ 제품을 제공하며, 열 성능이 뛰어나고 기생성분이 낮다. 다양한 SMD 패키지로 제공되므로 엔터프라이즈 및 하이퍼스케일 데이터 센터 서버, 텔레콤 정류기, 어댑터, 충전기, SMPS, 무선 충전 등의 애플리케이션에서 고주파수 동작을 지원한다.

인피니언의 새로운 EiceDRIVER IC 1EDF5673K, 1EDF5673F, 1EDS5663H는 CoolGaN e-mode HEMT와 완벽한 조합이다. 강건하고 매우 효율적인 CoolGaN 스위치 동작을 보장하도록 개발되어, 고객사의 개발 업무를 최소화하고 시장 출시 기간을 줄여준다.

전력 MOSFET 용 게이트 드라이버 IC와 달리, 인피니언의 CoolGaN 전용 게이트 드라이버 IC는 음의 출력 전압을 제공하여 GaN 스위치를 재빨리 턴오프한다. 스위치를 턴오프하는 시간 간격에 GaN EiceDRIVER IC가 게이트 전압을 0으로 확실하게 유지한다. 따라서 과도한 턴온(첫번째 펄스에 대해서도)으로부터 GaN 스위치를 보호하며, 이는 강건한 SMPS 동작에 필수적이다.

GaN 게이트 드라이버 IC는 듀티 사이클이나 스위칭 속도에 상관 없이 일정한 GaN HEMT 스위칭 슬루율(slew rate)을 유지한다. 그러므로 견고한 동작과 높은 전력 효율을 달성하며 개발 시간을 단축할 수 있다. 갈바닉 절연 기능을 통합하여 하드 및 소프트 스위칭 애플리케이션의 강건성을 높인다. 또한 SMPS의 일차 및 이차 측과 전원 스테이지와 로직 스테이지 사이에 보호 기능을 제공한다.

인피니언측은 이번 신제품 출시에 대해 “CoolGaN 600V e-mode(enhancement mode) HEMT와 GaN EiceDRIVER 게이트 드라이버 IC 출시로 인피니언은 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), GaN에 걸쳐서 모든 전력 기술을 제공하는 업계 유일한 회사”라고 강조했다.

추가 정보는 www.infineon.com/ganwww.infineon.com/gan-eicedriver에서 볼 수 있다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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스마트홈/컨수머

ST마이크로일렉트로닉스, 코인형 소형 개발 키트로 메시 네트워킹 지원

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센서 노드 BlueNRG-Tile

배터리 구동 방식의 직경 2.5cm의 올인원 모션, 환경, 음향, 거리 측정 센서 노드 BlueNRG-Tile

다양한 전자 애플리케이션과 고객들을 지원하는 세계적인 반도체 회사인 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 새로운 올인원 IoT-노드 개발 키트의 핵심 솔루션인 BlueNRG-Tile을 출시했다. 타일/코인 형태의 이 초소형 개발 키트는 센서를 완벽 보완하는 제어 및 프로세싱 성능을 제공하는 ST의 BlueNRG-2 블루투스 저에너지(Bluetooth Low Energy) 5.0 단일-모드 SoC(System-on-Chip)를 기반으로 구현되었으며, 가까운 스마트폰의 무료 iOS나 안드로이드 데모 앱으로도 블루투스 통신이 가능하다.

다중-노드 애플리케이션을 위해 최대 256KB의 임베디드 플래시 메모리와 Arm® Cortex®-M0 코어를 지원하는 BlueNRG-2 SoC는 최대 32,000개 노드의 메시 네트워킹(Mesh Networking)을 지원함으로써, 스마트 홈에서 대규모 산업 인프라에 이르기까지 모든 요건에 맞게 센싱 및 원격 모니터링 범위를 대폭 확장할 수 있다.

이를 통해 개발자들은 스마트 홈, 스마트 인더스트리, 스마트 빌딩 애플리케이션을 위해 다양한 IoT 노드를 신속하게 설계 및 디버깅하고, 시제품 제작 및 산업화를 수행할 수 있게 되었다.

ST는 BlueNRG-2 SoC를 중심으로 완벽한 기능의 초저전력 센서 포트폴리오를 구축했으며, 여기에는 가속도 센서, 자이로스코프, 지자기 센서, 압력 및 습도, 온도 센서와 마이크, FlightSense ToF(Time-of-Flight) 센서가 포함된다. 고도로 최적화된 센서 아키텍처를 갖춘 BlueNRG-2 SoC는 모든 데이터 보존 시 900nA에 불과한 대기 전류(Sleep Current)와 25uA의 낮은 전체 시스템 대기 전력(Stand-by Power)을 갖추고 있다. 이와 더불어 초고속 웨이크업 기능과 효율적인 9축 관성 센서 융합 실행(Arm Cortex-M0에 최적화된 ST MotionFX 센서 융합 코드 실행), 실시간 스트리밍, 저지연 데이터와 25Hz에서 1.4mA에 불과한 전력소모 등 탁월한 성능을 달성했다.

ST는 초소형 MEMS 센서 포트폴리오 및 고집적 BlueNRG-2 SoC와 함께 최적화된 크기의 RF 발룬을 동전만한 직경 2.5cm에 구현했다. 초소형 크기에도 BlueNRG-Tile 개발 키트는 타일/코인 형태로 구성된 평가 키트와 더불어 마더보드를 통해 프로그래밍 및 디버깅이 가능하며, 편리한 온보드 디버깅 및 프로그래밍 인터페이스와 다중-컬러 LED, 구성 가능한 웨이크업 푸시 버튼을 제공한다.

ST는 보다 스마트하고 편리하게 사용할 수 있는 IoT 노드 또는 노드 네트워크를 구현하는 데 필요한 모든 것을 지원하는 SDK(Software Development Kit)를 통해 센서 노드를 제공한다. 이 SDK는 9축 센서 융합, 이벤트 감지, BLE기반 음성(Voice-over-BLE) 코드 및 소스 코드에 즉시 사용할 수 있는 다양한 예제 등의 MEMS 센서 알고리즘과 BlueNRG-Mesh 네트워킹 라이브러리도 함께 제공한다. 또한 iOS 및 안드로이드 스마트폰, 메시 및 포인트-투-포인트(Point-to-Point) 네트워킹 모두에 맞는 ST BLE 센서 및 BLE 메시 앱을 앱 스토어에서 무료로 다운로드할 수 있다.

STEVAL-BCN002V1B 평가 키트는 현재 샘플로 공급 중이며, BlueNRG-Tile(STEVAL-BCN002V1)과 이 BlueNRG-Tile을 프로그래밍하고 디버깅할 수 있는 STEVAL-BCN002V1D 프로그래밍 보드를 포함하고 있다. 이 평가 키트의 가격은 50달러이며, 사용이 편리한 무료 SDK를 갖추고 있다. BlueNRG-Tile은 CR2032 코인 셀 배터리(불포함)로 구동된다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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다우기술, 그룹웨어도 주당 52시간 근무제에 대응한다

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인더스트리얼 로보틱스 IIoT

다우오피스, 주 52시간 근무제 대응위한 추가 기능 적용

최근 주 52시간 근무제 도입과 워라밸(Work-Life Balance, 일과 개인의 삶 사이의 균형을 이르는 말)의 확산으로 기업의 효율적인 업무환경 구현과 생산성 향상이 화두로 떠오르고 있는 가운데, 다우기술(대표이사 김윤덕)이 제공하는 그룹웨어 다우오피스가 주 52시간 근무제의 대응을 위한 기능을 추가 적용했다고 밝혔다.

관련 기능은 근태 및 연차관리, 그리고 ADT캡스와의 연동이다. 다우오피스는 기존 고가의 장비나 솔루션에 비해 추가 비용없이 합리적인 가격으로 간편하게 주 52시간 근무제에 대응할 수 있다는 것을 다우오피스만의 기능과 정책으로 설명하고 있다.

간편하게 해결하는 주 52시간 관리

주 52시간 근무제의 준수를 위해 다양한 근무 유형별 출퇴근 기록이 요구되지만 기존의 출입통제 장비나 솔루션들은 너무 고가이거나 도입 후에 유동적으로 변하는 정책에 대응하기가 어렵다는 문제가 있다.
하지만 다우오피스는 그룹웨어 내 포함된 근태관리 기능을 통해 추가 비용없이 간편하게 대응이 가능해 별도의 고가의 장비나 솔루션이 필요 없다. 관리자가 사용자의 적합한 근무유형(탄력근무제, 선택근무제, 재량근무제 등)을 선택해 주면 사용자는 모바일/PC에서 간단히 출퇴근 처리를 하고, 관리자는 실시간으로 사용자의 출퇴근 현황 및 통계치를 확인할 수 있다. 더불어 정부의 정책이 변경될 경우에도 무상 버전 업데이트를 통해 추가 비용없이 유연하게 대응이 가능하도록 도와준다.

기업 내 솔루션들의 효율적인 연동

기업 내 이미 출입통제기기, PC-OFF시스템 등이 구축돼 있으면 그룹웨어와 연동 이슈가 있을 수 있다. 예를 들어, 출입통제와 그룹웨어의 연동이 되지 않을 경우 출입통제기기로 근태관리는 진행하지만 그룹웨어에서 초과근무에 대한 결재를 받는 이중 업무가 발생한다. 그룹웨어는 여타 솔루션과는 달리 모든 직원이 사용하고 기업에서 사용하는 다양한 서비스의 허브(hub) 역할을 하는 중추적인 IT솔루션이다. 하지만 대다수의 그룹웨어 공급사가 연동자체가 불가하거나 유상으로 제공을 하기 때문에 효율적인 업무환경 구현이 힘들다. 다우오피스는 ADT캡스와의 연동이 가능하며 PC-OFF 시스템과의 추가 연동을 준비하고 있어 여타 그룹웨어와는 차별화된 편리성을 가질 수 있다.

업무효율성 증대를 통한 워라밸 실현

주 52시간의 시행으로 절대적인 업무시간이 줄어들고 주어진 시간 내에서 높은 생산성을 유지해야 하는 근본적인 이슈가 발생한다. 다우오피스는 메일, 메신저, 전자결재와 같은 그룹웨어 고유의 기능과 Works, ToDO+와 같은 다양한 협업기능으로 업무 효율성을 극대화한다. 특히 Works는 특허를 획득한 기능으로 개인 사용자부터 기업 전체에 이르기까지 업무에 필요한 기능을 직접 만들어 사용할 수 있어 업무개선에 핵심적인 역할을 한다. 결국 이러한 업무 효율성의 증대는 직원들의 워라밸로 이어질 수 있다.

다우기술 정종철 상무는 “주 52시간 근무제 및 워라밸은 더 이상 거스를 수 없는 시대적 흐름”이라며 “결국 기업의 입장에서는 법정 근로시간을 지키면서 생산성을 높여야 하는데 그룹웨어 다우오피스는 이러한 문제를 효율적으로 해결하고, 근로시간 관리까지 한 번에 해결할 수 있는 좋은 해결책이 될 수 있다”고 말했다.

오윤경 기자 news@icnweb.co.kr

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