[인터뷰] “전력효율과 연결성이 MCU의 경쟁력 결정”

[테크월드뉴스=서유덕 기자] 사물인터넷(IoT) 개발자는 시장의 요구를 만족시키기 위해 보다 낮은 전력에서 높은 연결 성능을 발휘하는 제품을 개발하려고 노력한다. IoT 부품 공급사들은 솔루션의 크기와 소비 전력을 줄이고 성능을 높여 다양한 환경에 노출되는 IoT 단말기에 더 긴 배터리 수명과 빠르고 안정적인 유무선 연결을 지원해 왔다. 집적회로 내 프로세서·메모리·입출력버스 등 최소한의 컴퓨팅 구성을 내장한 마이크로컨트롤러(MCU)도 마찬가지다.

한편, Arm Cortex-M 기반 32비트(bit) MCU 제품인 ‘STM32’ 시리즈는 ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)의 베스트셀링 MCU다. ST는 낮은 전력의 ‘STM32Lx’부터 높은 성능의 ‘STM32Hx’에 이르는 다양한 종류의 제품 라인업을 갖춰 IoT 개발자의 복잡한 요구에 대응하고 있다. 2019년 3월에는 마이크로프로세서(MPU) ‘STM32MP1’을, 올해 3월에는 초저전력 MCU ‘STM32U5’를 발표해 STM32의 포트폴리오를 넓혔다. IoT 시장의 트렌드와 STM32의 제품 전략에 대해 ST 한국지사에서 MCU 사업을 총괄하고 있는 최경화 이사와 인터뷰를 진행했다.

Q. ‘STM32’ MCU 시리즈를 소개해달라.

STM32 시리즈는 현재 시장에서 가장 오랜 시간 검증된 Arm의 Cortex 코어를 탑재한다. 코어 자체의 실시간성(real-time performance)과 더불어 소프트웨어적으로 많은 미들웨어들과 최적화가 이뤄져 최적의 성능을 발휘한다. 그리고 대부분의 제품이 멀티코어를 내장하고 있어 복잡한 애플리케이션에 요구되는 낮은 지연성을 만족한다.

또한 다양한 저전력 모드를 지원한다. 특히 STM32L과 U5 시리즈는 IoT와 무선 응용처에 필수적인 장기간의 동작 시간을 보장한다.

아울러 크롬 아트(Chrom ART) 가속기를 통한 그래픽 효과를 적은 CPU로드로 지원하거나, USB C타입 또는 무선 연결 같은 AI와 IoT에 필요한 연결 기능을 내장하고 있다. 이 같은 다양한 기능을 높은 신뢰도와 보안성으로, 그리고 작은 패키지 크기로 제공해 비용과 공간의 제약을 줄인다.

마지막으로, 개발자가 보다 쉽게 제품 완성도를 높일 수 있도록 STM32Cube 등 소프트웨어·툴을 제공한다.

Q. 최근 IoT 솔루션에 요구되는 사양은 무엇인가?

전력 효율과 연결성이다. 먼저 저전력 관점에서 본다면, 대부분의 IoT 애플리케이션은 배터리를 사용한다. 따라서 제품의 수명과 사용성에 직결되는 소비 전력은 MCU의 경쟁력을 결정 짓는 중요한 요소 중 하나다. 연결성의 관점에서는, IoT는 여러가지 연결 환경에 노출되게 되므로 다양한 통신 표준을 지원해야 하며, 디자인 단계에서부터 확장성이 고려돼야 한다.

STM32의 저전력 제품은 대기모드뿐만 아니라 런모드에서도 파워소모를 최적화한다. 또 Ethernet, USB, CAN 등 유선 통신과 2.4㎓ BLE, ZigBee, Thread, Sigfox, LoRa 등 무선통신 표준을 지원한다.

Q. STM32U5에서 개선된 사항은 무엇인가?

STM32U5는 STM32L4와 L4+의 성공을 기반으로 만들어진 제품으로, 기존 제품에서의 경험을 배경으로 시장이 요구하는 기능을 여럿 채택했다. 최대 4MB까지 확장된 내장 플래시메모리와 2.5MB의 SRAM은 더 많은 양의 데이터를 처리하거나, 임베디드 AI 모델을 뒷받침하는 데 충분한 용량을 제공한다. 또한 GUI 구현 시 필요한 메모리 공간을 내부 메모리만으로도 충족해 별도의 외부 메모리 장착의 필요성을 줄인다. 따라서 공간과 비용 효율 측면에서 이점이 있다.

이 밖에 다양한 애플리케이션에서 활용 가능한 수학함수 가속기, 진보된 그래픽 가속기 등을 탑재했다. 이런 가속기들은 빠른 시간에 연산을 끝내기 때문에 CPU 로드를 낮춰주며, 전력 효율도 높인다. 이로써 더 높은 성능과 기능을 내면서도 기존 제품들보다 소비 전력을 낮췄다.

Q. STM32U5가 기존·신규 IoT 시장에 어떤 영향을 줄 것이라고 보는가?

기존 IoT 제품들의 사용성과 사용자 만족도를 높이고, 새로운 제품에는 더 스마트한 기능을 추가할 수 있을 것이다.

예를 들면, 임베디드 AI 시장의 변화를 생각해볼 수 있다. STM32Cube.AI와, ST에서 새롭게 인수한 카테시암(Cartesiam)의 나노엣지(NanoEdge) AI는 STM32 사용자라면 누구나 쉽게 AI를 구현할 수 있도록 돕고 있다. 이런 AI 솔루션들과 저전력 저지연의 STM32 MCU가 IoT 시장의 새로운 아이디어들과 접목된다면, 더 매력적인 제품들이 시장에 나올 것이다.

Q. STM32U5의 양산·공급 일정은?

예정대로 9월에 진행된다.

Q. 멀티코어 MPU인 STM32MP1의 주요 응용처는 어디인가?

STM32MP1은 STM32시리즈로는 처음 출시된 MPU다. Arm의 듀얼 Cortex-A7 코어를 탑재했고, 실시간성을 위해 Cortex-M4 코어도 포함한다. Cortex-A7 코어는 리눅스(Linux)와 안드로이드(Android)를 올릴 수 있는 800㎒의 연산 성능을 제공한다. Cortex-M4 코어는 리눅스에서 구현하기 힘든 저지연의 실시간 기능들을 별도로 구현하기 위해 존재하는데, 다양한 모터와 센서의 제어가 요구되는 산업용에 최적화된 설계를 가능하게 한다.

이 같은 특징들이 빛을 발할 수 있는 응용처가 바로 인더스트리얼이다. STM32MP1은 10년간 100%의 동작을 보장하며, 최저 -40℃에서 최고 125℃의 온도 범위에서도 동작한다. 추후 ST가 공급 보증을 종료하는 시점이 오더라도, 해당 시점부터 최소 10년간 부품 단종없이 사용할 수 있는, 산업용 제품의 수명 주기를 감안할 때 큰 이점이 되는 10년 공급 보증 프로그램(10 Year Longevity commitment)도 제공한다.

Q. STM32MP1이 출시된 지 2년이 지났다. 그 동안 STM32MP1에 대해 ST가 기대한 목표를 얼마큼 달성했다고 보는가?

현재 다양한 애플리케이션에 적용 또는 디자인되고 있다. STM32에 매료됐던 고객들에 의해 다양한 애플리케이션에 활용되고, 인더스트리얼에 국한되지 않고 더 확장해 나가고 있다. 14년 전 STM32라는 이름으로 처음 MCU 제품이 출시됐고, 2년 전 STM32MP1이라는 MPU가 출시됐다. STM32 MCU가 발전해왔듯 MPU인 STM32MP1도 다양한 로드맵을 가지며 진화하는 에코시스템으로 사용자층의 기대를 충족해나갈 것이다.

Q. 개발 환경을 지원하는 것이 MCU·MPU 시장에서 중요한 이유, 그리고 그런 면에서 ST의 강점은 무엇인가?

IoT, 스마트 기기, AI 등 현재 화두가 된 주제는 단순히 MCU나 MPU만으로 해결되는 과제들이 아니다. 다양한 에코시스템이 제품과 결합된 솔루션의 형태로 제안돼야 점점 짧아지는 개발 기간과 향상된 기능을 원하는 시장의 요구를 충족할 수 있다.

ST는 이미 이 같은 시장 변화를 감지하고 다양한 협력업체와 솔루션 내재화를 진행한 결과, 오랜 시간 STM32제품과 함께 검증된 광범위한 에코시스템이 확보됐으며, 이런 다양한 툴과 솔루션 그리고 문서들을 통해 개발자의 진입 장벽을 낮추고 안정적인 기능 구현이 가능하도록 돕고 있다. STM32의 에코시스템은 앞으로 더 진화할 예정이고, 개발자와 사용자들의 경험을 중시하는 형태로 확장 발전할 예정이다.

Q. 마이크로소프트 애저(Microsoft Azure) RTOS에서 구동하는 스마트 커넥티드 기기를 지원하기 위한 STM32Cube의 첫 확장 패키지가 3월 15일 발표됐다. STM32Fx/Lx/Gx/WL/WB 등 다른 STM32 MCU에 대한 지원은 언제쯤 이뤄질 계획인가?

현재 릴리즈 된 X-CUBE-AZRTOS-H7(애저 RTOS STM32Cube 확장 패키지)은 STM32H7 시리즈를 위해 STM32Cube 환경에서 마이크로소프트 애저 RTOS의 통합 환경을 제공한다. X-CUBE-AZRTOS-H7 확장 패키지의 범위에는 ThreadX, USBX, FileX, LevelX, NetX Duo가 포함돼 있으며, STM32H7 시리즈로 구현된 예제들로 애플리케이션 개발 경험을 제공한다.

향후 STM32F4와 STM32L4를 상반기 내로, STM32G4 와 F7·L5를 3분기 내로 지원할 것이며, 4분기에는 STM32WL/WB/G0 제품군을 위한 STM32Cube 확장 패키지를 배포할 예정이다.

Q. MCU·MPU 시장에서, 향후 ST의 목표와 계획은 무엇인가?

STM32는 시장에서 요구되는 진보된 기능들을 적극 반영하고 있다. 더 강력한 컴퓨팅 파워, AI, 연결성, 보안에 주안점을 뒀으며, 로드맵상 U5 이후 출시될 제품들이 포트폴리오를 더 폭넓게 만들 것이다. 더불어 STM32 에코시스템 또한 새로운 제품들과 함께 기능을 확장하고 개발 편의성을 높여 나갈 것이다.

한편 ST 한국지사는 17일부터 3일간 ‘STM32 디스커버리 데이 온라인 트랙 2021’ 행사를 진행, STM32 제품과 에코시스템 및 시장의 요구사항이 반영된 최신 솔루션을 공유한다. 해당 행사는 개발자를 비롯한 임베디스 시스템에 관심이 있는 누구나 참여 가능하며, 행사 웹페이지를 통해 참가 등록할 수 있다.

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