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[칼럼] 블루투스 저 에너지 기술에 대한 업계 최저 전력 공급방안

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초 저전력이라는 단어는 반도체 산업 내에서 자주 통용되지만 특히 블루투스(Bluetooth®) 저 에너지로 구동되는 무선 시스템 온 칩(SoC) 을 언급할 때에는 특히 더 중요한 기술이다. 그러나 무선 SoC 기능과 대상 애플리케이션의 요구 사항에 따라 이 “초 저전력”에 필요한 사항은 항상 명확하지도 않으며 적용 가능한 것도 아니다.

그렇다면 블루투스 저 에너지 기술 기반 기기를 진정한 저전력으로 구동하기 위해서 시스템 레벨의 설계자들은 어떤 기능을 찾아야 하는가?

블루투스

(구글 이미지)

IoT 엣지 노드 소자 또는 “커넥티드” 헬스 및 웰니스 애플리케이션의 경우, 블루투스 저 에너지 무선 SoC 간의 시스템 전력 소비 수준을 비교할 때 설계자들은 적어도 다음의 변수들을 고려해야만 한다:

  • 전력 변환. 대부분의 블루투스 저 에너지 무선 SoC는 다른 배터리들의 요구 사항을 충족시키기 위해 넓은 입력 전압 레벨에서 작동한다. 그러나 배터리 전압은 대부분 블루투스 저에너지 RF 경로의 작동 전압뿐만 아니라 온칩 플래시, 프로세싱 코어 및 메모리의 작동 전압과 다른 경우가 많다. 그러므로 효과적인 ”온 칩” 전력 변환은 최소한의 전력 소비를 위해 매우 중요하다.
  • 작동 사이클링. 착류 (Rx) 및 전달 전류 (Tx)는 전력 예산을 감안할 때 확실히 중요하다. 그러나, 대부분 블루투스 저 에너지 애플리케이션의 모순은 실제로 아무것도 하지 않는 시간대에서 발생한다. 데이터의 샘플링, 전송 및 수신은 대게 매우 낮은 데이터 속도에서 발생하므로 종종 기기의 절전 전류가 애플리케이션의 전체 전력 예산에서 주요 요소로 여겨지곤 한다.[/ap_li]

빠르게 발전하는 IoT 및 “커넥티드” 헬스 및 웰니스 애플리케이션의 필요에 부응하기 위해 온세미컨덕터는 최근 업계 최저 전력을 제공하는 멀티-프로토콜 Bluetooth®5 인증 무선 SoC인 RSL10을 선보였다.

RSL10의 경우 일반적으로 배터리로 작동하는 애플리케이션 (예: 1.5V AAA 배터리, 3V 2032 코인 셀, 1.25V 10A ZnAir 배터리를 사용하는 기기)과 정상 작동 시 처리량이 상대적으로 낮은 애플리케이션에서 “초 저전력” 특성이 시작된다.

RSL10의 블루투스 저 에너지 RF 경로는 1.1V 에서 “기본적으로” 작동한다. 그러나 1.1V 에서 3.6V까지의 배터리 전압을 확실히 수용하도록 하기 위해 이 칩은 효과적인 ”온 칩” DC/DC 변환뿐만 아니라 적절한 전압으로 시스템의 다른 부분에 전력을 공급하는 정류 기능도 제공한다.

예를 들어 여러 의료용 및 무선 센싱 IoT 애플리케이션에 사용되는 3V 2032 코인 셀로 이 칩이 작동되는 경우 다음과 같은 절전 모드 전류를 얻을 수 있다:

  • 외부 핀으로부터의 웨이크 업을 가지는 25 nA
  • 외부 핀 또는 내부 타이머의 웨이크 업을 가지는 40nA
  • 외부 핀 또는 내부 타이머로부터의 웨이크 업을 가지는 100nA 및 8Kb RAM 유지

대부분의 대체용 블루투스 저 에너지 무선 SoC는 유사한 모드를 유지하기 위해 2~3배의 전류를 필요로 한다.

또한 RSL10은 Rx 모드에서 3.4Ma, Tx 모드에서 4.6Ma를 소비하는데 두 경우 모두 새로운 블루투스 5 표준에 의해 설정된 2Mbps 데이터 속도를 사용해 가능하다.

그렇다면 과연 개발자들이 애플리케이션의 작동 사이클링에 대한 지식을 기반으로 배터리 수명 시간을 계산해야 할 실제 시나리오에서 어떻게 이 수치들이 적용될 수 있을까?

원격 감지 애플리케이션이 작동 수명의 2초마다 한 번씩 활성 블루투스 저 에너지 송신 부하 사이클에 있는 경우가 아래 이미지에 예시되어 있다. 여기에서 보듯이 애플리케이션의 잔여 시간은 전력 모드 (외부 핀에서 웨이크-업)에 있거나 혹은 데이터를 전송/수신하지 않는다.

24 바이트 페이로드 (송신 전력 0dBm)의 완전한 애드버타이징 이벤트 (advertising event)의 경우는, RSL10은 7밀리 초 동안 약 700Ua를 소비하게 된다. 이 스펙을 이용하면 블루투스 저 에너지 전력 소비를 배터리 사용 능력에 맞도록 쉽게 연결할 수 있다.

글_ 제이콥 닐센(Jakob Nielsen) / 온세미컨덕터

 

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매스웍스, 매트랩 워크플로우 확장… 센서 퓨전 및 추적 툴박스 출시

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매스웍스 로고

매트랩 워크플로우 확장으로 다중 센서 데이터 융합 시스템 설계, 시뮬레이션 및 분석 지원

매스웍스(https://kr.mathworks.com/)가 릴리즈 2018b(Release 2018b)에서 사용할 수 있는 센서 퓨전 및 추적 툴박스(Sensor Fusion and Tracking Toolbox)를 발표했다.

항공 우주 및 방위, 자동차, 가전 제품 및 기타 산업 분야의 자율 시스템 담당 엔지니어는 새로운 툴박스를 사용하여 위치, 방향 및 상황 인식을 유지하기 위한 알고리즘과 툴을 준비할 수 있다. 또한 자율 시스템을 위한 정확한 인식 알고리즘을 개발하기 위해 매트랩(MATLAB) 기반 워크플로우를 확장할 수 있다.

자율 시스템 개발의 인식 단계를 담당하는 엔지니어는 각종 센서의 입력값을 융합하여 시스템 주변의 객체 위치를 추정해야 한다. 이제 연구자 및 개발자들은 공중, 지상 기반, 선박 및 수중 감시, 내비게이션 및 자율 시스템의 구성 요소를 구현하기 위한 출발점으로 툴박스 내의 참조 예제와 함께 위치 파악과 추적용 알고리즘을 사용할 수 있다. 이 툴박스에서는 개발자 간에 공유할 수 있는 유연하고 재사용이 가능한 환경을 제공한다. 엔지니어들은 센서 감지를 시뮬레이션하고, 위치 파악을 수행하며, 센서 융합 아키텍처를 테스트하고, 추적 결과를 평가할 수 있다.

폴 버나드(Paul Barnard) 매스웍스 설계자동화 제품부문 마케팅 이사는 “추적 및 내비게이션 시스템을 연구하는 알고리즘 설계자는 종종 유지 관리와 재사용하기에 어려울 수 있는 사내 툴을 사용한다”며, “센서 퓨전 및 추적 툴박스를 사용하면 엔지니어는 사용자 정의 라이브러리를 작성하지 않고도 여러 가지 설계를 탐색하고 ‘가정(what-if) 분석’을 수행할 수 있다. 또한 팀과 조직 간에 공유할 수 있는 융합 아키텍처를 소프트웨어상에서 시뮬레이션할 수 있다.”고 말했다.

센서 퓨전 및 추적 툴박스에 관한 보다 더 자세한 정보는 관련 웹페이지 (mathworks.com/products/sensor-fusion-and-tracking.html)에서 확인할 수 있다.

박은주 기자 news@icnweb.co.kr

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효성인포메이션시스템, ‘웹 어워드 코리아 2018’ 최우수상 수상

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효성인포메이션시스템

고객과 함께 하는 디지털 트랜스포메이션의 대표 사례
UI 직관성 및 고객 친화적인 컨텐츠, 사용편의성에서 높은 점수 획득

효성인포메이션시스템(www.his21.co.kr, 대표 정태수)이 자사 홈페이지가 웹사이트 평가인 ‘웹 어워드 코리아(Web Award Korea) 2018’의 제품일반분야에서 최우수상을 수상했다고 밝혔다.

한국인터넷전문가협회가 개최하며 올해로 15회째를 맞이하는 웹 어워드 코리아는 한 해 동안 신규 구축 또는 리뉴얼 된 웹사이트들을 대상으로 혁신성 및 우수성을 평가하는 국내 최대 규모의 우수 웹사이트 평가 시상식이다.

효성인포메이션시스템

효성인포메이션시스템

효성인포메이션시스템은 디자인, 기술 및 컨텐츠의 차별성, 다양성 및 사용편의성에서 높은 점수를 받아 최우수상을 수상했다. 실제로 효성인포메이션시스템은 반응형 웹 구축 이후, 기존 홈페이지 대비 방문자 수가 34%, 구매상담 건수가 89% 증가하면서 홈페이지를 통한 리드 발굴 등 디지털마케팅 역량이 대폭 강화됐다.

효성인포메이션시스템의 홈페이지는 ▲ 디지털엔터프라이즈 ▲ 클라우드 & 소프트웨어정의 ▲ 빅데이터 & 사물인터넷이라는 솔루션 중심 큰 카테고리를 비롯해, ▲ 서비스 & 서포트 ▲ 라이브러리를 중심으로 4차 산업혁명 시대의 인프라와 데이터 혁신에 대한 다양하고 유익한 정보를 제공하고 있다. 특히, 이미지, 동영상 및 인포그래픽을 활용해 제품의 강점을 소개하는 웹페이지와 IT 전략, 신제품 및 구축사례 등에 대한 브로슈어, 동영상 등의 컨텐츠를 편리하게 활용할 수 있는 라이브러리 기능으로 고객의 눈높이에 맞는 컨텐츠를 제공하는 것이 특징이다.

오윤경 기자 news@icnweb.co.kr

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지에스아이엘 스마트 안전관리 시스템, 2018 건설·시설안전 경진대회 대상 수상

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지에스아이엘의 스마트 안전관리 시스템

IoT 기술 이용한 스마트 안전관리 시스템으로 건설안전 우수사례 부문 수상

IoT 기술을 이용한 스마트 안전관리 시스템을 개발한 지에스아이엘(대표 이정우)이 ‘2018 건설·시설안전 경진대회’에서 대상을 수상했다.

유망기술기업의 글로벌 진출을 지원하는 K-ICT 본투글로벌센터(센터장 김종갑)는 멤버사인 지에스아이엘이 11월 27일 실시간으로 노동자의 위치와 현장의 환경정보를 파악할 수 있는 스마트 안전관리 시스템으로 건설안전 우수사례 부문에서 대상을 받았다고 밝혔다.

지에스아이엘의 스마트 안전관리 시스템

지에스아이엘의 스마트 안전관리 시스템

지에스아이엘의 스마트 안전관리 시스템은 당진-평택 간 3.4km에 이르는 해저터널 내에 구축돼 있다. 지문, 얼굴인식이 가능한 노동자 위치정보 파악 및 터널 출입관리는 물론 산소농도, 유해가스, 수직구 수위정보 등 자동탐지 및 안전수치 관리가 가능하다. 영상정보 기반 실시간 모니터링 등 근로자의 안전관리를 위한 통합시스템으로 구성돼 있다. 공사 현장을 웹과 모바일 앱으로 언제 어디서든 모니터링이 가능하다.

지에스아이엘은 해저터널 이외에도 강원본부 관내 철도건설현장에 스마트 안전관리 시스템을 도입했다. 이외에도 삼성엔지니어링 반도체 그린동 현장, 대림산업 현장 등이 있다. 2017년에는 두산건설, 한라와 공동으로 스마트 안전관리 시스템에 대해 국토교통부로부터 건설 신기술 제828호로 지정 받았다.

이정우 지에스아이엘 대표는 건설현장 수요도가 높은 밀폐공간이나 터널에서 지에스아이엘의 스마트 안전관리 시스템 도입을 확장하고 있다고 밝히고, “보다 높은 성능이 검증된 기술을 개발하고, 보급하기 위해 노력을 다하는 것은 물론 앞으로 대한민국에 스마트 건설 안전 서비스질의 향상을 위해 노력할 것”이라고 말했다.

박은주 기자 news@icnweb.co.kr

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