저전력 블루투스 모듈 ‘유블럭스 NORA-B1’의 이점

더 빠르고 강력한 저전력 디바이스 설계 구현

[테크월드뉴스=이혜진 기자] 위치추적 및 무선 통신 기술 분야의 세계적인 기업인 유블럭스는 지난해 자사의 근거리 무선 제품군에 NORA-B1 블루투스 모듈을 추가했다. 해당 모듈은 칩셋의 듀얼 코어 MCU를 활용해 성능 지향적인 애플리케이션을 처리할 수 있다. NORA-B1의 이점엔 또 어떤 것들이 있을까.

사람들은 커넥티드 기기를 통해 두 마리 토끼를 다 잡고 싶어한다. 세대를 거듭하면서 성능과 전력 효율이 개선되고 사용이 더 편리해지고 응답 속도도 빨라지길 원한다. 또 새 기능이 계속 추가되고 그 기능이 더 정교해지며 활용 범위가 다양해지길 바란다. 게다가 이 모든 기술적 진보가 이뤄지면서도 기기의 크기는 작아지길 원한다.

노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)의 nRF5340 듀얼 코어 블루투스 시스템-온-칩(SoC)은 이런 요구를 충족시킬 수 있다. 고성능 애플리케이션 코어와 저전력 네트워크 코어로 이뤄진 2개의 Arm Cortex-M33 프로세서를 기반으로 한 이 칩의 듀얼 코어 MCU는 더 새롭고 복잡한 솔루션을 위해 한 차원 높은 블루투스 하드웨어 성능을 제공한다.

유블럭스는 NORA-B1 블루투스 5.2 모듈에 nRF5340을 채택, 개발자가 모듈의 모든 기능과 프로세싱 성능을 쉽게 활용할 수 있게 했다. 다음은 NORA-B1의 여러 활용 예시다.

간섭 제거: 커넥티드 전동 공구

건설 현장에서 커넥티드 전동 공구의 사용이 늘고 있다. 일반적으로 블루투스 기술을 사용하는 이들 공구는 현장 책임자가 공구의 위치를 파악하고 사용을 추적하며 작업자에게 적절히 배정할 수 있게 한다.

드릴처럼 오늘날 많은 공구는 방아쇠의 위치를 드릴링 속도로 변환하는 애플리케이션에 의해 모터가 제어되며, 실시간 요건이 요구된다. 방아쇠를 잡아당기는 시점과 드릴 속도를 조절하는 시점 사이에 약간의 지연만 발생하더라도 전동 공구를 사용하기 어렵기 때문이다. 이런 ‘지터(jitter)’ 현상을 방지하기 위해 공구 제조사들은 애플리케이션 컨트롤러와 네트워크 컨트롤러를 2개의 개별 MCU로 실행해 둘 사이의 간섭을 피하게 한다.

NORA-B1의 듀얼 코어 MCU는 단일 기기에서 네트워크 제어와 애플리케이션 제어를 분리시킨다. nRF5340의 애플리케이션 코어는 애플리케이션을 제어하고, 네트워크 코어는 블루투스 스택을 실행하는 것이다. 이로써 각각의 작업에 필요한 자원을 할당하고, 자재명세서(BOM)에 기재되는 비용을 줄이며, 지터를 제거할 수 있다.

복잡한 GUI 실행: 커넥티드 의료용 웨어러블 기기

NORA-B1의 듀얼 코어 아키텍처는 환자 모니터링용 웨어러블 기기의 성능 향상 목적으로도 활용할 수 있다. 블루투스 기능을 지원하는 기기를 설계하기 위해 장비 제조사들은 초기엔 2개의 MCU를 별도로 사용해야 했다.

그러다 MCU 성능이 높아짐에 따라, 이들은 단일 MCU 솔루션을 활용해도 성능에 큰 영향을 미치지 않으면서 비용과 크기를 줄일 수 있었다. 오늘날엔 최신 스마트폰이나 스마트워치에 익숙해진 환자들이 더 정교한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 원하면서 프로세싱 성능에 대한 요구 수준도 높아지고 있다.

NORA-B1은 의료용 웨어러블 기기 개발자가 더 복잡한 GUI를 실행하고 애플리케이션을 제어하며 블루투스 스택을 실행하는 데 필요한 높은 프로세싱 성능을 제공한다. 또 고속 SPI 인터페이스를 제공한다. 이는 디스플레이를 구동하는 데 필요한 성능이다.

높은 통합 수준: 에지 인텔리전스(EI) 지능 포함하면서 센서 크기 축소

예지 정비(predictive maintenance)용으로 사용할 때처럼, EI를 지원하는 스마트 센서 개발자도 NORA-B1의 컴퓨팅 성능과 통합 수준을 활용할 수 있다. 해당 기기는 데이터를 바로 클라우드에 전송하는 것이 아니라, 측정한 데이터를 가공한 후, 클라우드로 전송하는 알고리즘을 사용하고 있다.

그 결과 예지 정비 센서의 대역폭 요구는 최소화하고 지연시간은 단축하며, BOM에 기재되는 비용을 줄이고, 충분한 CPU 성능을 활용해서 복잡한 알고리즘을 실행할 수 있게 됐다.

초저전력: 네트워크 코어로 애플리케이션 실행

NORA-B1의 전력 효율적인 네트워크 코어는 블루투스 스택과 네트워킹 동작을 처리하도록 설계됐다. 따라서 엔지니어는 남아 있는 성능을 활용해 초저전력 애플리케이션을 개발할 수 있다.

이런 애플리케이션엔 문자를 수신하거나 이벤트가 있을 때만 강력한 애플리케이션 프로세서의 개입이 필요한 스마트 센서가 있다. 이 땐 대부분의 시간에는 네트워크 코어가 작업을 처리하고, 애플리케이션 프로세서는 저전력 모드로 설정할 수 있다.

하나의 고성능 코어로 센서와 블루투스 스택, 애플리케이션을 실행할 수도 있다. 하지만 이 경우 전력 효율이 아니라 성능에 최적화된 MCU를 지속적으로 구동해야 한다. 듀얼 코어 MCU는 저전력 네트워킹 코어와 고성능 애플리케이션 코어를 분리함으로써 대부분의 시간에는 초저전력을 실현하고, 필요할 때만 고성능을 발휘한다.

블루투스 지원 기기의 설계를 위한 NORA-B1의 활용에 대한 자세한 설명은 유블럭스 한국 지사에 문의하면 된다.

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