[인터뷰] ST, “MCU 개발 현장을 넓히고, 미래를 더한다”

[테크월드=선연수 기자] 마이크로컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit) 즉, MCU는 컴퓨팅 성능이 필요한 전자기기에 탑재되는 전자 부품이다. 최근에는 모든 기기가 인터넷과 연결되는 IoT(사물인터넷)로 변모하고 있어, MCU에도 커넥티비티 성능이 요구되고 있다.

블루투스와 같은 근거리 통신 기술부터 먼 거리까지 커버하는 로라나 시그폭스까지, 커넥티비티 기술의 종류는 다양하다. ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST) 코리아 마이크로컨트롤러 부문 최경화 마케팅 이사와 이준호 차장과 함께 서면·전화 인터뷰를 통해 커넥티비티가 접목된 MCU 기술을 살펴봤다.

Q. 지난 7월 ST는 비스푼(BeSpoon)과 라이엇 마이크로(Riot Micro)의 인수를 발표했다. 최근 ADI도 맥심을 합병 인수하는 등 전자부품 업계 내 글로벌 기업의 몸집 불리기가 꾸준히 이행되고 있다. ST의 이번 인수 발표는 무엇을 목표로 하는가?

비스푼과 라이엇 마이크로는 ST의 협력사이자 고객사였다. 무선주파수(RF, Radio Frequency) 기술 업체는 고객에게 솔루션을 제공하기 위해 MCU 기술을 필요로 하기에, ST와 꾸준히 협력해 왔다.

ST는 몇 년 전부터 블루투스 5.0(Bluetooth 5.0), IEEE 802.15.4, 로라(LoRa) 등 무선 커넥티비티 제품 라인업을 공격적으로 보강하고 있다. 이번 인수를 통해 UWB, 셀룰러 부분까지 확장하게 되면서 IoT 무선 커넥티비티 솔루션을 대부분 확보하게 됐다.

기술 범위 확장을 바탕으로, 빠르게 성장하는 IoT와 산업용 시장에 알맞은 솔루션을 제공하고 고객사의 혁신 제품 개발에 이바지하는 것이 MCU 분야에서 ST의 목표다.

Q. STM32 MCU 시리즈를 꾸준히 선보이고 있다. STM32 제품군과 커넥티비티 분야에 특화된 STM32WL, STM32WB 시리즈는 어떤 제품인가?

ST의 32비트 MCU 제품군인 STM32가 제품화돼 고객을 지원한 지 10년이 넘었다. STM32의 가장 큰 경쟁력은 1600여 개가 넘는 다양한 제품을 통해 고객 선택의 폭을 넓혔다는 점이다. 2007년 Cortex-M3 코어를 채택한 STM32를 처음으로 출시한 이래, 저비용, 저전력, 커넥티비티를 주요 특성으로 로드맵을 꾸려오고 있다.

기술 개발 측면에서는 CPU 가속기나 그래픽 가속기와 같이 STM32의 처리 성능을 대폭 높여주는 독자적인 기술을 보유하고 있다. 또한, 집적도가 높은 플래시 메모리도 긍정적인 반응을 얻는 부분 중 하나다. 이중 무선 커넥티비티 기술을 탑재하고 있는 제품이 STM32WL과 STM32WB다. 앞서 이야기한 비스푼 등 RF 업체와의 협력은 IoT 시장에서 요구되는 외부적인 커넥티비티 로드맵을 강화하려는 측면이다.

Q. STM32WL은 로라를, STM32WB는 블루투스를 주로 지원하는 것인가? 두 제품군의 차이점을 설명해달라.

두 제품은 지원하는 무선 주파수 대역이 다르고, 이에 따른 통신 거리에도 차이가 있다. STM32WB는 2.4Ghz대역에서 동작하는 블루투스, 지그비(Zigbee), 스레드(Thread)와 같은 IEEE 802.15.4 표준을 지원한다. 통신 거리는 보통 10m 이내로 여겨진다.

STM32WL은 1GHz 미만에서 동작하는 로라나 시그폭스(Sigfox)와 같은 프로토콜을 지원한다. 이 경우 통신 거리를 통상 2~3km로 보며, 최대 10km 이상까지도 통신할 수 있는 무선 특성을 가진다.

Q. 이와 같은 근거리, 원거리 커넥티비티는 다양한 산업 속에서 어느 부분에 활용되고 있는가?

블루투스는 휴대폰, PC를 중심으로 주변 장치 연결에 주로 사용된다. 메시(Mesh) 프로토콜이 지원되기 시작하면서 빌딩 관리, 스마트 공장과 같은 원거리 통신 분야에서 지그비와 같은 LPWA표준과 경쟁하고 있다.

로라, 시그폭스는 광범위한 지역에 걸쳐 시설 관리나 모니터링이 필요한 경우에 적합하다. 주로 스마트 공장, 농장, 배관 관리, 가로등 제어 등의 분야에서 주목받고 있다.

근거리 무선 통신 방식의 경우, 다양한 RF들이 있어 혼선이 많고 복잡하다는 단점을 가진다. 최근에는 기존에 블루투스 통신을 활용하는 기기에 서브기가 대역을 지원하는 STM32WL를 적용해, 제품의 동작 안정성을 높이는 애플리케이션에 대해서도 많이 논의되고 있다.

원거리 통신이 빌딩 관리 등의 영역에서 블루투스 저전력(BLE, Bluetooth Low Energy)이나 메시와 겹치는 부분이 있으나, 극단으로 가게 되면 두 기술의 차이점이 극명해진다. 스마트팜처럼 광범위한 지역에 네트워크를 펼친다던가, 조선소나 제철소와 같은 대규모의 공장을 관리할 때, 원거리 통신을 사용하면 블루투스와 같은 2.4GHz 대역의 근거리 통신으로는 제어하기 어려운 네트워크를 구축해낼 수 있다.

Q. 통신 기술 중에서도 더 많이 적용되는 기술, 기대되는 기술이 있는가?

특정 기술이 더 많이 사용된다기보단, 원거리 통신과 근거리 통신 기술이 목표하는 시장이 다르다. 그래서 ST는 두 솔루션을 모두 보유하고 있는 것이다.

블루투스 기술은 홈 자동화, 스마트홈의 스마트 조명이나 리모컨과 같은 실내 솔루션에 많이 사용되고 있다. 반면, STM32WL이 지원하는 로라나 시그폭스는 기술이 출시된 지 2~3년 정도 지났지만, 아직 킬러 앱이 없는 상황이다. 현재 목표 분야로는 스마트팜이나 미터링 등의 영역이 있다.

스마트팜에서는 소의 생육 환경을 모니터링하는 바이오 캡슐을 소가 삼키면, 체온 변화 등을 살펴 생산성을 높이는 기술이 있다. 미터링은 현재 수도 가스나 전기 미터링의 경우, 사람이 일일이 방문해 체크해야 하는 업무를 광역 전력 통신망으로 시스템을 구현해, 인건비를 줄이고 실시간 모니터링을 구현하는 등의 시도가 있다.

또한, 산사태와 같이 관찰 반경이 넓은 재난 상황 대응, 가로등 제어, 해상 물류 등의 분야에도 활용된다. 해상 솔루션의 경우, 서브기가 대역도 2~3km의 통신 반경을 가지기 때문에 위성 데이터를 함께 활용해 물류를 트래킹하는 방식을 취한다.

Q. 커넥티비티 제품인 만큼 보안 성능을 빼놓을 수 없다. STM32WL과 STM32WB에는 어떤 보안 기술이 적용됐는가?

STM32WB는 듀얼코어로 각 코어의 동작영역이 분리돼 서로의 영역을 침범할 수 없도록 설계돼 있다. 이를 활용해 암호화·디지털 서명 방식으로 무선 스택과 애플리케이션의 기밀성과 무결성을 보장할 수 있는 메커니즘이 기본으로 탑재된다.

비밀키 값은 애플리케이션이 접근할 수 없는 영역에 보관함으로써 해킹의 위험으로부터 비밀키를 안전하게 저장할 수 있다. 또한, 플래시 보호 기능과 시큐어 부트(Secure boot) 등을 통해 소프트웨어가 유출되지 않도록 대비한다.

STM32WL는 데이터를 암호화할 때 필요한 AES 가속기, 상호 인증, 보안 채널 구축에 필요한 공개키 기반의 ECC 가속기(PKA)를 탑재함으로써 IoT 보안 요구사항에 폭넓게 대비하고 있다.

보안 기술은 지원하는 통신 대역의 거리와는 큰 연관성이 없다. 유선보다 해킹에 더 취약한 무선통신을 외부의 위협으로부터 보호해야 한다는 공통점이 있다. 이를 위해 STM32WL과 STM32WB에는 시큐어 부트, 암호화 가속기 등의 기능이 동일하게 탑재된다.

Q. 누클레오(Nucleo) 보드 등 MCU 제품을 지원하는 개발 보드에서 특별히 신경 쓰는 부분이 있는가? 개발자를 위해 어떤 것들을 제공하는지도 궁금하다.

MCU 개발에 있어 빼놓을 수 없는 부분이 ‘개발환경이 얼마나 잘 갖춰져 있는가’이다. MCU는 디바이스 하나만을 보고 가기에는 어려운 영역이 많다. MCU 내에 워낙 다양한 기능이 있어, 개발자가 일일이 공부하고 개발하기에는 세상이 변하는 속도가 상당하다. 개발자가 이런 부분들에 좀 더 쉽게 접근할 수 있도록 돕는 것이 ST의 개발 방침이다.

특히 뉴클레오 보드는 저렴한 가격에 디버거 기능을 내장해, 개발자들이 프로토타입을 간편하게 만들고 평가할 수 있도록 고안한 것이다. 아두이노 쉴드 호환 커넥터도 내장해 다양한 주변 장치들과 손쉽게 연결할 수 있다. 또한, 소프트웨어 개발에 필요한 코드 자동생성 툴인 CubeMX, RF 제어, 정밀 소모전력 측정, MCU 내부 변수 모니터링 등의 다양한 개발도구를 함께 제공한다.

더 나은 개발 환경을 제공하기 위해, ST는 매년 각국의 데이터를 모으고 있다. 에코시스템에서는 고객들이 요구하는 것이 무엇인지, 지역별 요구사항의 차이점이 무엇인지 등을 매년 본사에서 취합하고 있으며, 우선순위를 정해 개선된 에코시스템을 선보이고 있다. ST가 직접 작업하기 어려운 분야는 서드파티와 함께 협력해 추가적인 솔루션을 만든다.

ST는 STM32제품들이 대중적으로 널리 쉽게 사용될 수 있도록 개발 보드, 소프트웨어, 기술문서 등 다양한 개발 리소스 준비에 만전을 기하고 있다.

Q. MCU 분야에서 ST만의 차별화된 경쟁점, 그리고 향후 로드맵은 무엇인가?

ST가 제공하는 MCU 솔루션의 경쟁력으로는 압도적인 시장 점유율을 통해 확보해 온 많은 레퍼런스, 여러 파트너사와 구축한 에코시스템, 직관적이고 편리한 개발환경을 꼽을 수 있다.

이제는 커넥티비티 성능이 필수 사항이 돼, 기존에는 MCU와 커넥티비티용 칩을 따로 사용하던 것을 원칩화해 제공하고 있다. 앞으로는 인공지능(AI)과 같은 새로운 분야들이 생길 것으로 전망된다. MCU 칩과 함께 여러 가지를 뒷받침해줄 수 있는 에코시스템이나 솔루션을 함께 제공하는 것이 ST 개발 로드맵의 맥락이다.

사실 MCU 하나만으로는 기술의 차별화가 어려운 순간이 올 수 있다. 궁극적으로 솔루션을 제공하지 않으면, MCU 기술을 누구나 갖게 되는 시대에서는 차별화된 경쟁력을 갖추기 어렵다. ST는 앞으로도 현장에서 필요로 하는 솔루션을 적극적으로 발굴해 STM32의 에코시스템에 통합해 나갈 것이다.