실리콘랩스, “IoT, 좋은 성능만큼 개발 환경이 중요”

수명·성능 끌어올린 BG22, BGM220와 개발 환경 업데이트

[테크월드=선연수 기자] 전 세계 반도체 회사들은 저마다 다양한 목표를 가지지만, 최근 입 모아 말하는 것이 바로 ‘사물인터넷(IoT, Internet of Things)’이다. 매년 새롭게 업데이트되는 각종 무선 통신의 표준을 만족하는 신제품이 계속 발표되고, 이를 위한 개발 소프트웨어도 함께 발전하고 있다. 지난 9일 실리콘랩스는 온라인 브리핑을 통해 새로운 소식을 전했다.

코인셀 배터리로 5년, 10년 함께하는 ‘BG22’

블루투스 저전력(Bluetooth Low Energy, BLE) 시장은 고공행진하고 있다. BLE 활용 기대가 높은 데이터 전환 시장에서는 연간 13%의 CAGR로 2024년 15억 달러의 시장을 형성할 것으로 전망된다. 지역 서비스나 메시(Mesh) 네트워킹 분야도 각각 CAGR 32%, 26%로 가파른 성장이 예상된다.

실리콘랩스는 올해 초 코인셀 배터리를 사용해 최대 10년까지 사용할 수 있는 블루투스 SoC ‘BG22’를 발표했다. Arm Cortex-M33 코어에 기반한 BG22는 블루투스 5.2. 블루투스 메시, 방향 탐지 애플리케이션을 위한 IQ 샘플링 기능을 지원한다. AOA(Angle of Arrival), AOD(Angle of Departure) 기능도 지원하지만 아직 시도해보는 단계로 상용 제품에 적용된 사례는 아직 없다.

0dBm으로 송신 시 3.6mA, 수신 시 2.6mA의 낮은 송·수신 소모 전류와 액티브 모드에서 27µA/MHz, 슬립 모드에서 1.2µA/MHz를 기록하는 저전력 M33 코어를 통해 에너지 효율이 우수하다.

코인셀 배터리로는 CR2032, CR2354 두 가지 선택지가 있다. 일반적으로 CR2032를 사용하면 약 5년의 수명으로 제품을 설계할 수 있어 가정용 제품으로 적합하고, CR2354는 10년의 수명을 유지해 교환이 거의 이뤄지지 않는 산업용 애플리케이션에 적합하다.

안전한 보안 성능을 위해서 암호화를 지원하는 여러 하드웨어 가속기가 적용됐다. RoT(Root of Trust)와 시큐어 로더(Secure Loader)에 의한 시큐어 부트(Secure Boot)를 통해 지원할 뿐만 아니라, 시큐어 디버그(Secure Debug)를 통해 필드에서 문제가 발생할 경우 고객이 안전하게 디버그할 수 있도록 안전장치가 마련돼 있다.

실리콘랩스 APAC 지역 IoT 제품 마케팅 담당 데스몬드 찬(Desmond Chan) 선임 매니저는 “BG22가 Arm의 PSA 레벨 2 인증을 획득한 최초의 블루투스 IoT SoC”라고 강조했다. Arm의 PSA 인증을 획득한 마이크로컨트롤러(Microcontroller Unit, MCU)가 있으나 최대가 레벨 1 수준이라고 설명을 덧붙였다.

EFR32BG22 제품은 5×5mm의 QFN40, 4×4mm QFN32, 0.3×4×4mm TQFN32 패키지로 제공된다.

SiP or PCB, 2버전의 BGM220

지난 10일(현지 기준 9일) 출시된 블루투스 모듈 ‘BGM220’은 SiP와 PCB 두 가지 버전으로 제공된다. SiP 버전인 ‘BGM220S’는 자체적으로 완전한 고성능 RF 시스템을 갖추고 있다. 6×6mm의 작은 크기로 소형 IoT 설계에 적합하며, 105℃까지 높은 동작 온도를 지원한다. 현재 CE, FCC/ISED, MIC, Telec 등의 인증을 거쳤으며 KCC 인증도 포함될 예정이다.

PCB 형태로 제공되는 ‘BGM220P’는 BGM220S보다 큰 13×15mm 크기를 가지며, RF 기능의 거리를 좀 더 넓힐 수 있다. 최대 TX 파워를 비교하면 BGM220S는 +6dBm, BGM220P는 +8dBm다. 실리콘랩스는 개발자가 RF 설계에 대한 노력을 거의 들이지 않고 초소형 폼팩터에 사전 인증된 BLE 기술을 활용하길 원할 경우 SiP 모듈을, 보다 저렴한 가격대에서 제품을 사용하고자 하는 경우 PCB 모듈을 사용하길 권했다.

BGM220은 웨어러블, 무선 센서, 액추에어터, 휴대용 의료기기, 자산 태그 등 배터리 전원을 사용하는 엔드 노드와 같은 어떤 IoT 애플리케이션에든 적용할 수 있다.

무선 기술 비전문가에도 개발의 길 튼다

실리콘랩스는 BG22 제품의 소프트웨어 지원에 있어, 시큐어(Secure) OTA(Over-the-Air)와 네트워크 코프로세서(Co-Processor) 모드를 제공한다. 블루투스 방향 탐지 기능을 위해 관련 표준을 지원하고 라이브러리도 함께 제공하고 있다. 또한, 재밍(Jamming)과 같은 전파 방해를 피하기 위해 Wi-Fi 코익스턴스(Co-Existence)도 지원한다.

데스몬드 찬 선임 매니저는 블루투스 모듈을 이용한 개발에 대해 “SoC로 개발할 경우 유연성을 최대화하고 블루투스 스택에 대한 풀 액세스를 구현할 수 있지만, 디자인 개발 기간이 길어지는 단점이 있다. 모듈로 개발하더라고 하드웨어 개발 단계가 빠져 여전히 스스로 프로그래밍해야 하는 문제가 남아 있다”고 설명했다. 이어 ”‘Xpress Wireless’를 사용하면 무선 개발 부분을 건드리지 않고도 이미 프로그래밍 된 API를 이용해 무선 개발을 전혀 하지 않고 애플리케이션 개발에 집중할 수 있다”고 설명했다.

BGM220를 위한 저렴한 익스플로러 키트(Explorer Kits)도 선보일 예정이다. 개발자들은 제품에 대해 블루투스 기술의 가능성을 점쳐보기 위한 용도로 이 키트를 활용할 수 있다. 데스몬드 찬 선임 매니저는 “프로 개발 키트, 일반 개발 키트에 이어 익스플로러 키트를 통해 여러 수준의 테스트 검증 방식을 제공해 키트 분야에서의 차별성을 가져가고자 한다”고 말했다.

신제품과 함께 실리콘랩스의 통합개발환경(IDE)을 업그레이드한 ‘심플리시티 스튜디오 5(Simplicity Studio 5)’도 출시됐다. 이는 중앙의 웹(web)과 같이 보이는 사용자 인터페이스 내에서 다양한 무선 프로토콜에 대해 일관된 접근방식과 개발자 경험을 제공한다. 특히, 블루투스의 경우 노드가 상당히 많아 어느 노드에서 어떤 일이 발생하는지를 모니터링할 수 있는 네트워크 분석기(Network Analyzer)가 필요하며, 심플리시티 스튜디오 5가 이 툴을 포함하고 있다.

데스몬드 찬 선임 매니저는 “제품 제작을 위한 기발 플랫폼 개발에 있어, 단지 블루투스의 성능뿐 아니라 서로 다른 표준 간 전환(Conversion)을 이루며 개발할 수 있는 환경을 제공하고자 한다. 블루투스, 지그비 등 통신 방식에 상관없이 고객의 애플리케이션을 지원할 수 있도록 노력할 것”이라고 전했다.

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