이것이 가장 에너지 효율적인 프로세서

[ 입력 : 2009-04-01 오후 3:40:13 지면발행 : 2009년 4월호 36쪽 ]

ARM, Cortex-M0, 8비트 가격대로 32비트 성능 구현
Cortex-M3 등 다기능 프로세서와의 호환성


ARM(www.arm.com)은 ARM 프로세서 중 가장 작고, 가장 전력 소비가 낮으며 가장 에너지 효율적인 ARM Cortex(코어텍스)™-M0 프로세서를 발표했다.

이 프로세서는 전력 소비가 매우 낮고, 게이트 카운트와 코드 풋프린트도 매우 작기 때문에, MCU 개발자들은 Cortex-M0를 이용해 8비트 가격대로 32비트 성능을 구현할 수 있다. 또한, 게이트 카운트가 매우 작기 때문에 MCU 애플리케이션뿐 아니라 아날로그 장치나 혼합 신호 장치에도 사용 될 수 있으며, Cortex-M3 프로세서와 같은 다기능의 프로세서와 툴 및 바이너리 호환성을 유지하면서도 시스템 비용을 상당히 절감할 수 있다.

180ULL 공정의 ARM 스탠더드 셀 라이브러리를 사용하여 구현할 경우, 12,000게이트 카운트 미만의 사이즈로 85μW/MHz(또는 0.085μW/MHz) 정도의 작은 전력을 소비하는 Cortex-M0 프로세서는 저전력 기술 부문의 리더이자 초저전력 기기 구축의 핵심적인 역할을 하는 ARM의 최고의 전문성을 바탕으로 구축됐다. 이번에 발표된 Cortex-M0 프로세서는 ARM의 MCU 로드맵을 의료 기기, 전자계량(e-metering), 조명, 스마트 컨트롤, 게임 주변기기, 소형 전원 공급 장치, 전력 및 모터 제어, 정밀 아날로그 그리고 IEEE 802.15.4 (ZigBee) 및 Z-웨이브(Wave) 시스템과 같은 초저전력 MCU 및 SoC 애플리케이션으로 확대한다. 또한, Cortex-M0 프로세서는 지금까지는 별도의 아날로그 및 디지털 장치를 필요로 했던 지능형 센서와 액추에이터와 같은 프로그램 가능한 혼합 신호 애플리케이션 시장에도 적합하다.


85μW/MHz 정도 작은 전력 소비

Cortex-M0 프로세서의 저전력 동작 특성은 180ULL 공정에서 사용가능한 ARM 초고밀도 스탠다드 셀 라이브러리와 ARM 전력 관리 킷(PMK), Cortex-M0용 저전력 메모리 인스턴스 및 Keil™ 마이크로컨트롤러 개발 킷 등을 사용하여 제품을 구현할 경우 더욱 향상된다. ARM 저전력 라이브러리는 동적 전력 및 정적 전력 소비를 낮추고, 실리콘 면적을 최소화하는 데 최적화 되어 있다. 전력 관리 키트는 동적 및 누설 전력 관리 기능이 있고 저전력 메모리 인스턴스는 상당량의 누설 감소를 위한 외부 전력 게이팅을 지원한다.

NXP 반도체를 비롯해, 혼합 신호 ASIC 설계 업체인 트라이어드 반도체(Triad Semiconductor)는 이미 Cortex-M0 프로세서의 라이선스를 취득했다고 회사 측은 밝혔다.

NXP 반도체의 부사장 겸 마이크로컨트롤러 사업 본부장인 조프 리스(Geoff Lees)는 “최소형의 ARM 프로세서를 본사 제품 개발 공정에 적용하게 되어 기쁘게 생각한다”면서 “32비트 성능을 16비트 풋프린트에서 제공하는 ARM Cortex-M0 프로세서를 통해 본사는 제품 향상에 대한 저해나 상위제품 코드 호환성(Upward code compatability)의 저해없이 실리콘 및 에너지 비용을 줄일 수 있게 되어, 본사 제품 전반에 사용하고 있는 Cortex-M3 아키텍처를 보완하는데 이상적”이라고 말했다.

트라이어드 반도체의 부사장 겸 CTO인 짐 케멀링(Jim Kemerling)은 “산업용부터 의료 및 자동차까지 다양한 차세대 애플리케이션에서 스마트 센서에 대한 요구가 늘고 있다”면서 “ARM Cortex-M0 프로세서를 본사의 실리콘으로 검증된 구성 가능한(Configuarable) 아날로그 및 디지털 기술에 결합함으로써 트라이어드 반도체 고객들은 고급 혼합 신호 ASIC를 가장 빠르고, 가장 안전하며 가장 비용 효율적인 방식으로 설계 할 수 있게 될 것”이라고 덧붙였다.

세미코(Semico)의 기술총괄인 토니 마시미니(Tony Massimini)는 “기술의 발전으로 점차 더 작고 보다 강력한 프로세서 제품들이 등장하면서, 전통적인 MCU 분류의 경계가 모호해지기 시작했다”고 말하면서 “초저전력 ARM Cortex-M0 프로세서는 8비트 가격대로 32비트 성능을 구현함으로써 이러한 진화를 완전히 새로운 단계로 끌어올려 제조업자들이 훨씬 낮은 가격 대로 기능이 풍부하고 향상된 제품을 제공할 수 있게 되었다”고 말했다.

ARM의 프로세서 사업부문의 수석 부사장 겸 본부장인 마이크 잉글리스(Mike Inglis)는 “Cortex-M0 프로세서는 더 낮은 전력 소비로 더 높은 성능을 실현하는 방향으로 업계를 이끌고자 하는 ARM의 의지와 저전력 분야 리더십을 다시 한번 입증하는 것”이라면서 “저전력 기술에 대한 전문성과 함께, ARM은 본사의 프로세서 아키텍처를 통해 비용 및 에너지 효율적인 미래 전자 기기와 시스템을 만들 수 있도록 파트너 및 파트너의 고객들과 긴밀하게 협력해왔다”고 덧붙였다.

Cortex-M0 프로세서는 ARM 리얼뷰 컴필레이션 툴과 새로운 카일 μ비전4 IDE 및 디버거를 통합한 Keil™ MDK-ARM 마이크로컨트롤러 개발 킷으로 완벽하게 지원된다.

ARM의 MCU툴 총괄인 라인하트 카일(Reinhard Keil)은 “새로운 μVision4 IDE는 현재 세계에서 가장 널리 사용되는 것으로 입증받고 있는 마이크로컨트롤러 개발 환경의 성공을 바탕으로 만들어졌다”면서 “이러한 툴을 활용함으로써 ARM 파트너들은 밀접하게 연결된 애플리케이션 개발 환경을 활용하여 Cortex-M0 프로세서의 성능과 초저전력 기능을 신속하게 실현할 수 있다”고 말했다.

<신윤오 기자>

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출처.1: http://embeddedworld.co.kr/article/view.asp?article_idx=9121
출처.2: http://embeddedworld.co.kr/pdf/2009/200904/02200904036.pdf