2009년 5월 28일 목요일

TI backs ARM Cortex-M3 32-bit MCUs with Luminary Micro buy

By Suzanne Deffree, Managing Editor, News -- 5/15/2009
Electronic News

Texas Instruments Inc has expanded its MCU portfolio with the acquisition of Luminary Micro, a leading supplier of ARM Cortex-M3-based 32-bit MCUs.

TI already has its own portfolio of 16- and 32-bit MCUs, as well as an array of ARM-based CPUs. With the buy, TI gains Luminary Micro’s Stellaris family of Cortex-M3 processors, allowing the Dallas-based company to address mainstream 32-bit MCU markets.

"TI is itself no stranger to the ARM architecture and has offered ARM-based chipsets for cell phones for many years. TI has also supplied ARM-based MCUs for several years, although its TMS470 family is primarily targeted at automotive applications," Colin Barnden, a principal analyst with Semicast, said in a statement from the market research company. "TI clearly had a hole to fill if it was to participate in the rapidly growing market for ARM-based MCUs."

TI said the Stellaris family is positioned for applications requiring control processing and connectivity capabilities, including motion control, remote monitoring, HVAC and building controls, network appliances and switches, factory automation, electronic point-of-sale machines, test and measurement equipment, medical instrumentation, and gaming equipment. The MCU family’s communication capabilities include 10/100 Ethernet MAC+PHY, CAN, USB On-The-Go, USB Host/Device, SSI/SPI, UARTs, I2S, and I2C.

“Combining Luminary Micro’s design experience in Cortex-M3 processors with TI's expertise in ultra-low power MSP430 MCUs and high-performance C2000 real-time controllers now gives TI customers one MCU source for almost any application – all complemented by the industry’s most expansive embedded processing and analog portfolios,” said Brian Crutcher, VP of TI’s Advanced Embedded Control (AEC) business, in a TI statement.

While the technology offers a wide range of application, Semicast estimated that TI's primary goal in acquiring Luminary is to target the "rapidly growing market for ARM MCUs in the industrial sector." Semicast has forecasted revenues for ARM-based MCUs in the industrial sector (including medical) will grow to almost $1 billion in 2013 from around $150 million in 2007.

"That is strong growth in anyone's eyes and, in the current economic climate, is an opportunity that no semiconductor supplier can overlook," Barnden said. "Considering that Luminary's focus to date has almost entirely been on the industrial market, and that TI is already a leading supplier to the industrial sector with its standard linear products, C2000 DSPs and ultra-low power MSP430 family, this is arguably one of the best matched acquisitions in recent history."
The acquisition is not without question, however. Barnden said it is unclear what TI's plans are for its 16-bit MSP430 family, given the buy. "Targeted primarily at industrial applications such as utility meters and consumer medical, MSP430 has been under increasing attack from Cortex-M3 MCUs, including Luminary's Stellaris, for the last few years," he said. "If TI is to maximize the benefits of its Luminary acquisition, it should license the recently announced Cortex-M0 processor and take its ARM MCU offering even further into traditional 8/16-bit territory. That will inevitably lose some MSP430 design-wins, but it may also help finish off a competitor or two along the way."

With the buy, Luminary Micro will merge into TI's AEC organization. Jim Reinhart, TI general manager and former Luminary Micro CEO, will lead TI’s Catalog ARM MCU business and roadmap. The Cortex-M3 MCU business will continue to operate from its site in Austin, which will now be known as TI AEC Austin.

“Today’s announcement is great news for our customers,” Reinhart said in the TI statement. “Moving forward, our customers not only benefit from the award-winning Stellaris family, but also enjoy the technology and manufacturing strength of TI, an experienced analog and embedded processing leader with a global footprint.”

Followed by a range of companies that include NXP, STMicroelectronics, and Toshiba, Luminary Micro was the first licensee of the Cortex-M3 processor. Semicast credited much of ARM's acceptance as a strong contender in the overall MCU market beyond cell phones to Luminary Micro's promotion of Cortex-M3 MCUs.

"Luminary's goal was clearly to blur the traditional 8/16/32-bit boundaries, and to challenge the perception that ARM could not succeed in cost sensitive MCU applications," Barnden said. "In Semicast's view Luminary succeeded, and as other suppliers such as Atmel, NXP, and STMicroelectronics have all introduced Cortex-M3 MCUs, so ARM has gradually become established as a serious architecture in traditional MCU applications."

Indeed, Semicast recently predicted in a report on the market for 32- and 64-bit MCUs and embedded MPUs that ARM will pass both Power Architecture and x86 to become the leading 32-bit microcontroller and embedded microprocessor architecture in 2011.

According to ARM, there are now almost 250 Cortex-M3 processor-based MCUs available running at up to 100 MHz. These devices contributed to an increase in ARM processor-based MCUs shipped during 2008 of more than 95% to 255 million units, the company said. 
“The acquisition by TI is a clear demonstration of the growing momentum behind the Cortex-M3 processor in the MCU market and the strides that Luminary has made,” Mike Inglis, executive VP and general manager of ARM processor division, said in a statement from the company.

“The MCU market is consolidating around standards, and it is clear that the ARM Cortex-M3 processor is rapidly gaining traction,” said Reinhard Keil, director of MCU tools at ARM, in the statement. “TI and Luminary are both significant players in the MCU market with complementary strengths and this acquisition will take the Cortex-M3 processor into a broader range of markets.”

The transaction closed on May 14. TI did not disclose financial details of the deal.

© 2009, Reed Business Information, a division of Reed Elsevier Inc. All Rights Reserved.


출처: http://www.edn.com/article/CA6658630.html?nid=2434&rid=8803234

FPGA startup crunch

(04/25/2009 12:12 PM EDT)

These articles are part of a series that examines the status of various FPGA startups in light of the economic recession. Click links to see articles:

Private equity firm bids for MathStar
Software vendor makes second bid for Mathstar
FPGA startup crunch: SiliconBlue looks to break new ground
FPGA startup crunch: Is Achronix flush enough?
FPGA startup crunch: Cswitch's fortunes switch
Abound claims dense interconnect is key to Raptor FPGA
FPGA startup crunch: Abound banks on roots, density

2009년 5월 22일 금요일

Silicon giants honored at 50th anniversary of the semiconductor

May 13, 2009
By Mike Santarini

In my many years covering electronics, I've attended some really cool events and I've met an endless list of fascinating and smart people who have not only changed this little Valley (where I've lived my entire life, thus far), but the world. I count myself very lucky to have the privilege of covering these fascinating people and their inventions for many years.

Recently (May 2) I attended an event that certainly ranks near the top of cool events I've ever attended: the National Inventors Hall of Fame ceremony at the Computer History Museum (Mountain View, Calif.) where Xilinx's founder Ross Freeman and 14 other semiconductor luminaries were inducted into the Hall of Fame.

There were inventors everywhere—huge inventors—pretty much the who's who of the semiconductor industry inventors and their families. Some were there in person to accept their awards, while others, like Freeman, who have passed on, had relatives or friends at the ceremony to accept their awards and honor their accomplishments and contributions to society.

Freeman, was honored for his invention of the FPGA, patent 4,870,302, titled "Configurable electrical circuit having configurable logic elements and configurable interconnects."

Ross Freeman's mother Ethel and his brother Fred Freeman proudly display Ross's Hall of fame award.(photo courtesy of Susan Carter)

His brother, Fred, accepted the award on behalf of the family and his colleagues at Xilinx. Ross's mother Ethel, sisters Joanie and Janet and their respective families, along with Fred's children, attended the ceremony. Also present to honor Ross's legacy were Xilinx President and CEO Moshe Gavrielov, CTO Ivo Bolsens, Co-founder Jim Barnett and Fellow and employee No. 8 Bill Carter. All are very proud of Ross' accomplishments and thankful for the Hall's recognition. "It was great to see Ross get the recognition he truly deserves," said Carter.

This was the first time the award ceremony was not held at the home of the National Inventors Hall of Fame in Akron, Ohio. The organizers decided to hold the ceremony in Silicon Valley to honor the 50th Anniversary of the semiconductor. Other recipients of the award at this year's ceremony included:

That wasn't the end of the list, as several past recipients (semiconductor-related and otherwise) were also in attendance. Without name dropping, I saw and/or met, the inventors of the microprocessor, the inventor the first kidney dialysis machine and artificial heart, and Woz (okay, I name dropped, he's a local boy made good), among a dozen or so other world-changing inventors.

As someone who covered EDA for many years, it was fantastic to see Carver Mead receive honors for inventing the VLSI methodology. Mead's dedicated his entire life to education and in addition to creating his own inventions helped train and inspire a few generations of entrepreneurs and inventors to create the next generation of inventions to hopefully change the world for the better.

In his very brief acceptance speech, Mead told the audience that we've all played a part in perhaps the greatest evolutionary period of the human race.

"As we think about that we have to realize that what we have now is not the end of an era but the beginning," said Mead. "In order to have the kind of innovation that we've been privileged to engage in, for future generations we have to put as much energy into evolving our educational system as we do in evolving technology."

On a somewhat related note, the National Inventors Hall of Fame presented former Intel CEO Andy Grove with a Lifetime Achievement Award. Grove, who has been a champion of education as well as innovation, used the opportunity to deliver a brief speech calling for the reform of the U.S. patent office.

Grove said that when he came to Silicon Valley 50 years ago as a grad student the environment was favorable to science, engineering and technology.

"It was rich with talent, money, orchards and sunshine," said Grove. "There was also an approach to intellectual property that allowed for the spreading of knowledge."

Grove said that Thomas Jefferson, whom many consider the father of the patent system, claimed that "the true value of an invention is its usefulness to the public."

"He would have been very pleased with the IP climate at that time," said Grove, recalling that AT&T licensed its patent of the transistor, perhaps the most important innovation in the industry, to all comers for only $25,000.

"This allowed the transistor industry to develop and grow and become a flourishing manufacturing industry here in the United States," said Grove. He also noted that while Fairchild and TI had legal wranglings over whether Bob Noyce (then at Fairchild) or TI's Jack Kilby had the first patent on the integrated circuit, quickly cross licensing allowed the industry to progress.

"The industry flourished and it changed the lives of millions, arguably billions of people in the world. It is an outstanding demonstration that the benefits of innovation depend on both the invention and the ability to put the invention into practice," said Grove.

However, Grove warned attendees of an increasingly ominous patent environment in the U.S. in which various "entities" create, sell, buy, and ultimately speculate on patents sans the intent of ever producing products based on those patents. "Instead, these entities are content to wait for companies to, in the natural course of progress, infringe on patents they own and thus be forced to pay exorbitant royalties or legal penalties." Grove warned that this patent speculation is starting to stifle innovation and slowing down the proliferation of new products that could better society as a whole.

"As we celebrate the accomplishments of the last 50 years, I can't help but wonder if the next 50 years will be equally productive," Grove said. "I'm dubious." Grove suggested that the U.S. Patent office establish reforms that would require holders of patents to produce product based on their patents or else lose them. "It may be time to use Jefferson's principle as a test and ask if we need it," said Grove. "If not, like so many other systems in our society, we must rebuild this one as well so that it does what it is supposed to do: help the public; help all of us."


출처: http://www.pldesignline.com/guest_blogs/217400619;jsessionid=FXSQAEEZI201WQSNDLPSKH0CJUNN2JVN

A collection of power-aware programmable logic resources

Programmable Logic DesignLine
(05/20/2009 4:18 PM EDT)

Editor's note: People are saying more frequently that power has become the No. 1 issue for those designing with programmable logic. Not coincidentally, it has also frequently been the central topic of design how-tos and other resources posted at Programmable Logic DesignLine.

To that end, we've gone back through the material posted over the past year or so and pulled out what we think are some of the best resources for power-conscious designers comparing, selecting and working with FPGAs and other programmable logic devices.

How to reduce power consumption in CPLD designs with power supply cycling
By Gordon Hands, Lattice Semiconductor
This three-part article covers several aspects of FPGA power consumption; it also provides a new look at power dissipation numbers, and questions the traditional methods of estimating and measuring power.

Power-aware FPGA design
By By Hichem Belhadj, Vishal Aggrawal, Ajay Pradhan, and Amal Zerrouki, Actel
This three-part article covers several aspects of FPGA power consumption; it also provides a new look at power dissipation numbers, and questions the traditional methods of estimating and measuring power.
Part I
Part II
Part III

Innovative heat sink designs cool "hot" FPGAs
By Barry Dagan, CTO, Cool Innovations
This article is intended to help engineers looking for more-powerful heat sinks by describing recent innovations in heat sink design and analyzing their impact on heat sink performance.

How to perform meaningful benchmarks on FPGAs from different vendors
By Seyi Verma, Altera
A suite of unbiased and meaningful benchmarks that truly compare the hardware architectures and software design tool chains from the major FPGA vendors.

Tips on using CPLDs to reduce system processor power consumption
By Mark Ng, Xilinx
This paper details how to use a low-power CPLD to offload operations of the microprocessor so it can stay in its low-power state longer.

Top 10 tips to minimize power consumption when designing with FPGAs
By Christian Plante, Actel
With stricter system power limits, specifications and standards that put a cap on the total power consumed, system designers are increasingly challenged. This paper presents the key Dos and Don'ts to help designers manage power budgets with FPGAs.

Webinar: Creating Power-Optimized Designs with Virtex-6 and Spartan-6 FPGAs


출처: http://www.pldesignline.com/217600336

2009년 5월 20일 수요일

Emailing: NEC, 업계 최초 USB 3.0 컨트롤러 선봬

NEC, 업계 최초 USB 3.0 컨트롤러 선봬

Posted 2009-05-19 10:42:30 / 최용석 기자

일본 NEC가 18일, 업계 최초로 하드웨어 USB3.0 컨트롤러를 선보임에 따라 지금보다 더욱 빠른 속도를 갖는 차세대 다목적 인터페이스 USB 3.0이 가시화되고 있다.

작년 말 공개된 USB 3.0 표준에 근거해 개발된 이 호스트 컨트롤러 칩셋(µPD720200)은 PC와 외장형HDD, 메모리카드 등과 같은 다양한 장치들을 USB 3.0 규격으로 연결할 수 있게 해주는 기능을 갖췄다.

'슈퍼스피드(SuperSpeed)'라는 별칭을 갖는 USB 3.0 규격은 현재의 '하이스피드(Hi-Speed)' USB 2.0에 비해 10배 이상 빠른 최대 5Gbps의 전송속도를 제공하는 것이 특징.

블루레이 영화타이틀(25GB)의 복사에 USB 2.0으로는 14분이 걸리지만, USB 3.0을 적용하면 불과 70초만에 복사가 가능하다고 NEC 측은 설명했다.

또 이 컨트롤러는 내부적으로 USB 2.0 컨트롤러를 포함, 하위 호환성도 충분히 갖춘 것으로 알려졌다.

한편, USB 3.0을 지원하는 각종 장치들의 개발은 올해 하반기부터 시작되며, 실제 제품들은 빠르면 올해 말이나 내년 초부터 등장할 전망이다.

NEC가 업계 최초로 선보인 USB 3.0 호스트 컨트롤러 µPD720200

관련기사 ☞ USB 3.0이 차세대 VGA 인터페이스일 수 없는 이유

[CES2009] USB 3.0, '전력 문제도 개선'

/ 베타뉴스(http://www.betanews.net/)

2009년 5월 18일 월요일

"전자엔지니어" 기사몇개..



임베디드 시스템의 인터넷화 저렴하게 구현하는 무선 칩: http://www.eetkorea.com/ART_8800570984_839577_NT_5bcacdb9.HTM

1080p HD 콘텐트 제공하는 무선 칩셋: http://www.eetkorea.com/ART_8800571991_839578_NP_3f604d65.HTM

삼성전자 풀HD 캠코더, 64GB SSD를 만나다: http://www.eetkorea.com/ART_8800571734_839578_NP_25180ef3.HTM

ETRI, '실내 위치 찾기 서비스' 기술 개발: http://www.eetkorea.com/ART_8800571731_839578_NT_775abffa.HTM

멀티미디어 핸드폰에 요구되는 향상된 엔터테인먼트 피처: http://www.eetkorea.com/ART_8800531534_839585_TA_06c7da80.HTM

와이파이 버전 구분, 더 좋은 방법은?: http://www.eetkorea.com/ART_8800570988_839577_NT_711cbf7e.HTM

LG전자, 무압축 전송방식 '무선 LCD TV' 공개: http://www.eetkorea.com/ART_8800571735_480703_NP_90ad6602.HTM


-- / Chang-woo YANG / ---------------------------
------------ http://www.PLDWorld.com ------------
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2009년 5월 13일 수요일

Emailing: LG-노텔, WDM-PON 세계시장 첫 진출

LG-노텔, WDM-PON 세계시장 첫 진출
네덜란드 유넷, LG-노텔 장비로 FTTB 상용화 … 유럽·북미 통신기업들, 속속 상용화


텔레콤코리아 tele_park@krtele.com


LG-Nortel(www.LG-NORTEL.com)은 자사의 광가입자망(FTTx)용 WDM―PON 솔루션이 네덜란드 통신기업 유넷(UNET)을 통해 처음으로 세계시장에 진출한다고 밝혔다.

유넷은 LG-노텔 WDM-PON 솔루션을 도입, 최근 네트워크 현장테스트를 마치고 첫 기업고객에 3개 사업장 수백명 임직원들 대상의 WDM-PON 기반 FTTB(Fiber To The Building) 서비스 제공에 들어간다.

또한 LG-노텔은 노르웨이 채널 파트너를 통해 스칸디나비아 지역의 통신사업자를 대상으로 WDM-PON 솔루션을 공급하기 위한 계약을 체결했다.

한국에서 세계최초로 개발됐으며 LG-노텔이 원천기술을 보유하고 있는 WDM-PON 기술은 가입자마다 고유의 파장을 할당해 양방향으로 1Gbps 이상의 넓은 대역폭을 제공해 급속한 성장이 예상되는 IPTV 등 방통융합서비스를 무리 없이 제공할 수 있어, 차세대 광가입자망(FTTx) 시장 최적의 기술로 손꼽히고 있다.

WDM-PON 기술은 지난 2005년 KT가 LG-노텔 솔루션을 도입해 세계 최초로 상용화한 바 있으나, 이후 경쟁기술 대비 높은 가격으로 시장 확대에 어려움을 겪어왔다. LG-노텔은 지난 해 8월 원천기술기업 노베라옵틱스를 인수해 WDM-PON 원천기술 지적재산권(IPR)을 확보한 이래, 꾸준한 비용 절감을 통한 가격경쟁력 강화와 글로벌 시장 진출을 추진해온 결과 이번에 글로벌시장 첫 상용화의 결실을 맺게 됐다.

LG-노텔은 현재 유럽, 아시아, 북미 지역의 여러 통신사업자들과 함께 WDM-PON 솔루션을 통한 기업용·가정용 광가입자망(FTTx) 서비스와 모바일 백홀 애플리케이션의 운영 안정성 검증을 위해 다양한 테스트를 진행중이다. 이에 따라 십여 곳 이상의 통신사업자들이 향후 1년 이내에 LG-노텔 WDM-PON 솔루션을 상용화할 예정이다.

LG-노텔은 향후 WDM-PON 솔루션의 글로벌 시장 진출을 본격화, 전세계 광가입자망(FTTx) 시장에서 WDM-PON 기술의 입지를 급속히 확대해간다는 전략이다.


2009년 03월 08일
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출처: http://www.krtele.com/news/read.php?idxno=2619

Emailing: 똑똑한 무선 메시 기술 선택하기

똑똑한 무선 메시 기술 선택하기
[Net Guide]


텔레콤코리아 tele_park@krtele.com


무선 메시망을 구축하려고 하는가? 무선 메시망 구축을 지원하는 기술들은 한두 가지가 아니다. 또 모든 것을 아우를 수 있는 맞춤형 기술은 존재하지 않는다. 시장에 나와 있는 메시 프로토콜들을 살펴보면서 각각의 용도에 대해 정리해 보자.

지난 수년간 메시망의 인기도는 꾸준히 상승해왔다. 이는 무선 환경에 대한 관심이 지속적으로 증가한 결과다. 다른 기술들이 그런 것처럼 메시망은 다양한 네트워킹 기술과 아키텍처를 가지고 있다. 이 기사는 메시망에 대한 어지러운 당신의 머리를 말끔히 정리하는데 목적을 두고 있다.

먼저 우리는 여러 메시망 기술들을 비교하는데 필요한 가장 핵심적인 카테고리들을 살펴볼 필요가 있다. 보안, 신뢰성, 전력 관리, 확장성, 데이터 이동, 비용이 바로 그것들이다.

보안 : 실질적인 위협만큼이나 위협을 인식하는 것이 중요하다. 우리는 업계에서 익히 알려진 전통적 요소들을 이용해 보안 환경을 평가할 수 있다. 여기에는 암호, 유저/노드 인증, 권한 부여가 포함되며 다른 요소들은 인증, 권한 부여 설정이나 원활한 배포 환경과 관련돼 있다.

신뢰성 : 복잡하게 생각할 것 없이 메시지가 제 시간에 의도한 목적지에 전달될 수 있도록 한다면 우리는 그것을 신뢰할 수 있는 환경이라고 말할 수 있다. 무선 메시망의 신뢰성을 평가하기 위한 요소들은 다음과 같다.
● 주파수 민첩성 : 잠재적 간섭을 간파하고 간섭에 대해 망을 적응시키는 것
● 잠재적 메시지 로스 : 메시지 손실 여부의 측정
● 적응성 : 메시지 로스를 방지하면서 노드 유실을 수용하도록 라우팅을 변경할 수 있는 능력
● SPOF(single point of failure) : 전체 시스템의 다운을 유발할 수 있는 취약한 포인트 및 연결고리에 대한 대응

전력 관리 : 망 아키텍처의 관점에서 전력 관리는 종단 노드, 라우터 노드, 망 코디네이터의 시각에서 분석돼야 한다. 종단 노드는 전통적인 형태의 유선 전원 공급기에서 멀리 떨어진 곳에 위치할 가능성이 높다. 때문에 저 전력, 고 효율 종단 노드를 구현하는 일은 매우 중요하다. 라우터의 경우 배터리 기반 라우터 및 일반 라우터에 대기 기능을 사용함으로써 아키텍처의 전력 관리에 대한 유연성을 향상시킬 수 있다.

확장성 : 이것은 신뢰성 메커니즘과 애플리케이션 특성과 연관돼 있다. 네트워크에서 재 라우팅을 유발하는 문제점이 일어나지 않는다면 라우팅 테이블은 바뀌지 않을 것이다. 이는 곧 캐시 라우터가 항상 동작하고 실패로 인해 재전송이나 재라우팅은 매우 드물게 발생한다는 의미가 된다.
확장성과 연관되는 또 다른 요소는 데이터의 유형과 크기와 관련되며 드리블(dribble) 데이터, 버스티(bursty) 데이터, 스트리밍 데이터로 간주된다. 트래픽이 드리블 데이터로 구성될 때 데이터 흐름은 풍부한 대역폭을 지닌 채 일관된 패턴을 가진다. 따라서 망 규모를 크게 확장할 수 있다. 확장성이라는 측면에서 휴면 네트워크는 드리블 데이터와 잘 들어맞는 반면 스트리밍 데이터와는 잘 맞지 않는다.  
데이터 이동 : 데이터 이동을 가지고 망을 평가할 때 데이터 속도, 레이튼시, 패킷 크기, 단편화, 범위와 같이 다섯 가지 변수들을 조합해서 고려할 필요가 있다.

비용 : 비용은 개별적인 장비 비용과 망 전체 유지에 소요되는 비용에 의해 결정된다. 유지보수에 필요한 비용을 정량화하는 것이 어렵기 때문에 종종 구축 비용이 간과될 여지가 있다. 가장 잘 알려진 변수들을 정량화하는 것이 가장 손쉬운 방법이다.
예를 들면 노드 당 트랜시버 시스템의 실제 비용을 따져보는 것도 한 방법이다. 하지만 가장 저렴한 무선 솔루션은 피하는 것이 상책이다. 무선 솔루션 비용을 판단할 때 연결된 장비의 비용과 연관해 살펴볼 필요가 있다.
이제 무선 메시망에 관여하는 프로토콜들에 대해 알아보자. 

특징 : 종종 혼선을 빚기도 하지만 진정한 메시망 기술이라고 보기 힘들다. 일대다 망은 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)나 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum, 802.15.4)와 같은 무선 인터페이스를 사용하며 PAN ID, 라우터, 보안에 대해 정적인 환경으로 구성된다. 모든 노드는 다른 노드를 볼 수 있으며 어떤 노드에 메시지를 전달해야 하는지 망에서 알려줘야 한다. 보안 환경은 암호화와 키를 통해 구축되며 엔드포인트는 대기 내지 활성 상태로 유지되지만 중앙 라우터는 항상 활성 상태에 있어야 한다.

장점 : 비 메시형 일대다 망의 가장 큰 장점은 단순성이다. 트래픽이 과도한 양이라고 해도 호핑이나 최소 내지 매니지드 충돌점이 존재하지 않으므로 통신 환경은 비교적 결정적이라고 말할 수 있으며 추가 라우팅이나 여분의 라우팅 경로 물색이 필요하지 않으므로 최대 성능이 보장된다. 아울러 이해와 관리가 어렵지 않기 때문에 특정 사이즈와 기능에 대해 비용 효과성이 크다는 장점이 돋보인다.

단점 : 불행히도 단순성은 몇 가지 제약을 불러일으킬 수 밖에 없다. 망 규모는 작을 수 밖에 없으며 대형망일 경우 중앙 지점에서 메시지가 제대로 전달될 때 유효한데 이를 위해 매우 특수한 형태의 메시지 관리 환경이 요구된다. 또한 SPOF가 존재하며 환경 변화에 따른 데이터 경로 변화를 모색할 수 없다. 처음에 잘 동작한다면 앞으로도 계속 잘 동작할 것이라는 신조를 따를 수 밖에 없으며 따라서 양질의 RF 환경 조건을 갖추어야 할 필요가 있다. 

지그비 프로(ZigBee PRO)
특징 : 지그비는 802.15.4 규격을 기반으로 삼으며 2.4GHz 대역에서 DSSS 기술을 사용한다. 엔드포인트가 대기 상태에 있을 때 라우터는 활성화되며 망 가동과 엔드포인트가 망에 합류할 수 있도록 하기 위해서는 코디네이터가 필요하다.
지그비는 세 가지 버전을 갖고 있다. 2004와 2006, 그리고 지그비 프로라 일컫는 2007. 지그비 2004는 더 이상 사용하는 곳이 없으며 지그비 2006은 제한 사항이 너무 크다. 기존 두 버전의 단점을 강화한 지그비 프로는 주파수 민첩성, 메시지 단편화(Message fragmentation), 핵심 관리 기능과 연관한 보안성 강화와 같이 추가 기능 및 개선점들이 포함되어 있다.
메시지 라우팅의 경우 모든 점에 대한 경로들이 각 클러스터에서 유지되도록 하는 클러스 트리 기술을 채용함으로써 라우팅 시간이 단축되지만 라우터 요구량이 많아진다는 단점이 있다. 경로 발견의 경우 클러스터 사이에서 경로를 찾을 수 있는 AODV 알고리즘이 사용된다. 

장점 : 엔드포인트 장비들이 부모 라우터에 종속되므로 장비의 전력 소비율이 매우 낮은 편이다. 클러스터 트리 라우팅 기술은 경로의 빠른 인식을 가능케 하므로 효율적인 라우팅 환경이 실현된다. 지그비 프로에서는 주파수 민첩성 도입으로 문제가 되는 채널이 발생할 경우 주문형 주파수 호핑에 의해 자동적으로 채널 전환이 가능하며 메시지 단편화를 통해 긴 메시지를 지원한다. 독립된 키 방식을 지원해 보안의 유연성을 개선하였고 망의 확장이 용이하다. 

단점 : 가장 큰 단점은 라우터의 전력 문제다. 라우터에는 끊임없이 전력이 공급되어야 하며 결코 잠들어서는 안된다. 또한 클러스터 트리 라우팅 기술을 도입하였기 때문에 경로 발견을 위한 트래픽 요구량이 크며 트래픽 량이 늘어나면 자연스럽게 충돌과 메시지 로스의 가능성 또한 높아지기 마련이다. 마지막으로 망 가동과 관리를 위해 코디네이터가 필요하기 때문에 코디네이터가 다운될 경우 아무도 망에 접속할 수 없어 망 가동이 불가하다.

무선 HART(Wireless HART)
특징 : 무선 HART는 더스트 네트워크가 개발한 TSMP(the time synchronized mesh protocol)을 사용한다. 다른 망과는 달리 시간(time) 기반의 망은 액세스 양식으로 TDMA(타임 슬롯)를 사용하며 저 전력 환경에 최적화되어 있다. 모든 노드를 대기 상태로 만들 수 있으며 모든 노드가 라우터가 될 수 있으며 대기 및 활성 기능의 크리티컬 타임 동기화 때문에 망 동기화에 게이트웨이가 필요하다. 지그비와 마찬가지로 무선 HART는 802.15.4 DSSS에 기반하지만 보다 세밀한 주파수 호핑 알고리즘이 추가되었으며 보안에는 암호화와 인증 기술이 사용된다.

장점 : 모든 노드는 전력 소비율이 매우 낮은 라우터로 동작하며 대부분의 시간을 듣는 데 할애한다. 전송은 오직 할당된 시간 슬롯(time slot) 안에서만 발생하므로 재전송의 빈도는 자연스럽게 줄어드며 모든 메시지의 인식이 가능한 가운데 통신 환경은 매우 안정적으로 유지된다. 망은 1,000노드에 가깝게 확장이 가능하며 주파수 호핑을 통해 간섭의 빈도를 줄일 수 있다. 암호화와 적정 인증 기술로 이중 보안 체제를 제공한다. 

단점 : 시간 슬롯을 이용하기 때문에 레이튼시는 길며 비결정적이며 모든 노드들이 경로를 형성하고 시간 슬롯의 교섭을 완료하기까지 시간이 많이 걸린다. 시간 슬롯 때문에 통신은 철저히 슬롯화되며 가용 802.15.4 대역폭을 분리해서 사용하게 되는데 이는 곧 버스티 트래픽에 대한 처리 속도는 최소화된다는 의미가 된다. 망이 제 기능을 유지하기 위해서는 게이트웨이(코디네이터)가 요구되므로 연장된 시간 동안 게이트웨이를 사용하지 못할 경우 SPOF가 발생하게 된다. 또 다른 솔루션에 비교할 때 비용이 많이 든다.

특징 : 6LoWPAN은 IPv6 over low-power wireless personal area network의 약자로서 IETF RCF 4944에 기반한 제안 규격으로 802.15.4 칩과 라디오에서 사용하도록 설계되었다. 전통적인 IPv6와는 달리 6LoWPAN은 호환되지 않는 패킷 사이즈를 메시지 전송 영역에서 다루며 일대다 메모리가 작은 시스템에 맞도록 설계되었다. 기본적으로 일대다 아키텍처며 메시 라우팅 기술을 통해 확장이 가능하다. 

장점 : 가장 큰 장점은 기존 TCP/IP 인터넷 프로토콜 셋의 기능을 고스란히 이용할 수 있다는 것이다. 모든 기능은 인터넷의 대규모 보급에 의해 익히 알려져 있는 상태다. 이런 이유로 기존 프로토콜, 기존 서비스 품질 요구사항과 기능, IETF 지원 보안 프레임워크를 활용할 수 있으며 메시지 페이로드의 심리스한 라우팅이 가능하다.

단점 : 초기 단계에 있으며 제안 규격이라는 한계를 벗어나기 힘들다. 즉, 검토 단계에 있기 때문에 앞으로도 얼마든지 변화를 거치게 될 가능성이 많다. 메시 라우팅 워킹 그룹은 채 구성되지 않은 상태다. 이점만 봐도 대량 보급은 아직 요원한 일이다. 가장 크게 내세우는 상호운용성은 훌륭한 아이디어지만 아직까지 검증되지는 않았다. 또 신형 규격이라는 멍에 때문에 칩셋 그룹에 대한 대규모 포팅도 희망사항이다.

디지 메시(Digi Mesh)
특징 : 무선 HART와 마찬가지로 디지 메시(Digi Mesh)는 배터리 구동 라우터가 요구하는 전력 소비율이 극히 낮은 전력 센서망을 위해 개발된 것으로 2.4GHz DSSS와 900MHz FHSS를 지원하며 내부적으로 일부 기능들이 지원되므로 802.15.4에 대한 의존성이 절대적이지 않다.
메시지 라우팅과 경로 발견을 위해 AODV 변종 기법을 사용하므로 라우팅 테이블은 오직 필요한 목적지에 대해서만 구성된다. 이런 점 때문에 클러스터 트리가 아닌 P2P 메시 기술로서 간주된다. 동등한 참여 객체로서 취급되는 모든 노드는 라우터로 동작하며 몽땅 대기 상태에 돌입할 수 있다. 채널 액세스는 CSMA 방식에 기반하며 버스티 트래픽을 지원하지만 다소 충돌이 예상되며 풀 보안 셋을 지원한다.

장점 : 모든 노드는 전력 소비가 매우 낮은 라우터로 동작한다. 모든 메시지는 인식이 가능하며 라우터는 필요한 기반 위에서만 결정적으로 동작하므로 불필요한 경로 검색 트래픽으로 인한 망의 과부하는 일어나지 않는다. 라우터가 배터리 충전 형태며 대기 상태에 있을 경우 이 점은 매우 중요하다.
효율적인 경로 검색과 라우팅 환경을 실현함으로써 망은 실질적으로 사용되는 경로만을 인식한다. 주파수 민첩성이 지원되며 보안 환경 구축을 위해 암호화와 인증 기술이 사용된다. 신뢰성은 대략 99.99%로 추정되며 메시지 단편화 지원으로 대형 페이로드 환경을 실현한다. 

단점 : 불행히도 효율적인 전력 관리를 위해 레이튼시는 길어지며 비결정적 특성을 지니게 된다. 시간 슬롯에 의해 처리 속도가 제한 받는 일은 없지만 로딩과 경로 검색에 따라 여전히 한계가 존재한다. 망의 확장성은 500+ 노드 수준으로 제한되며 트래픽 크기가 작고 메시지 흐름이 변동이 크지 않을 경우에 한해서만 대규모 확장이 가능하다.

네트워킹 아키텍처 상세 비교
<표 1>은 앞서 살펴본 5개의 네트워킹 아키텍처 기술을 비교해본 것이다. 먼저 보안 영역에서는 5개 규격 모두 적절한 암호화, 인증, 권한 부여 기술을 채용, 골고루 후한 점수를 줄 수 있다. 특히 지그비와 6LoWPAN의 경우 키 시스템 구현이 다른 규격들보다 수월하고 확장성이 좋다는 점에서 점수가 높은 편이다.

신뢰성의 경우 태생상 SPOF로부터 자유로울 수 없는 일대다 규격이 점수가 낮다. 또한 신뢰성에 영향을 미치는 큰 요소로서 주파수 민첩성의 유무를 생각하지 않을 수 없다. 지그비의 경우 프로 이전의 버전들에서는 주파수 민첩 부분에서 취약했지만 프로 버전에서 이 문제가 해결되고 메시지 단편화와 같은 기능들이 포함되면서 신뢰성이 강화되었다.

약어 해설
DSSS(direct sequence spread spectrum) : 의사난수 코드를 이용해 넓은 스펙트럼 영역에 걸쳐 정보를 배포하는 신호 인코딩 기법
FHSS(frequency hopping spread spectrum) : DSSS와 흡사하지만 보다 제한된 확산 알고리즘을 사용하며 수신기는 송신기와 동일한 호킹 코드를 사용함으로써 이론상 간섭에 대한 재전송의 면역력이 높다.
TSMP(time synchronized mesh protocol) : 시간 슬롯을 이용해 두 노드 간 통신에 스펙트럼을 할당한다.
AODV(ad-hoc on-demand distance vector) : 순수한 주문형 경로 획득 알고리즘으로 액티브 경로에 존재하지 않는 노드는 라우팅 정보를 유지하지 않거나 라우팅 테이블 교환에 참여하지 않는다.
클러스터 트리(Cluster-tree) : 노드 클러스터 사이에 경로가 형성 유지되는 지역 기반 매시 망 라우팅 알고리즘.
PAN ID(Personal Area Network Identifier) : 개인용도 네트워크에 할당된 네트워크 명
CSMA(carrier sense multiple access) : 이더넷, 와이파이, 버스 지향 네트워크에서 사용되는 채널 액세스를 규정하고 충돌 감지 방법을 제공하며 통신 채널 확보를 위해 패킷을 재전송한다.

무선 HART는 메시지 로스와 무관한 관계로 점수가 가장 높으며 6LoWPAN의 경우 기존 TCP/IP 프로토콜 셋이 CoS(class-of-service)를 내장한다는 전제 하에 점수를 높게 줄 수 있다. 디지 메시는 무선 HART와 동일한 어프로치로 신뢰성이 높다고 평가되지만 아직까지 대규모 보급이 되지 않은 관계라는 점을 감안해 별 한 개를 차감했다.

전력 관리는 의심의 여지 없이 논쟁의 여지가 많은 부분이지만 라우터를 포함해서 망 안에 존재하는 모든 노드들을 대기 상태로 만들 수 있는 시스템을 규정하고 있는 무선 HART와 디지 메시에 많은 점수를 줄 수 밖에 없다.

물론 대기 기능을 지원하는 지그비의 종단 장비들도 전력 소비가 낮은 편이지만 라우터는 대기 상태에서 제외된다는 이유 때문에 두 기술보다 점수가 낮다. 6LoWPAN의 경우 메시 및 전력 관리 전략에 완전히 정착하기 전까지는 판단 보류다. 

확장성의 경우 망이 기능이 온전히 유지될 수 있는 한도 내에서 망의 규모가 얼마나 커질 수 있는가라는 질문으로 대변된다고 말할 수 있다. 클러스터 트리 아키텍처로 확장성이 뛰어난 계층적 구조 덕택에 지그비 프로에 높은 점수를 매길 수 있다. 디지 메시와 무선 HART 또한 확장성이 좋은 편이다.

특히 대부분의 통신이 로컬 상태로 유지될 경우 탁월한 확장성을 기대할 수 있으나 규모가 너무 커질 경우 속도가 대폭 느려진다는 단점이 있다. 한편 일대다 규격은 중앙 지점에 부착할 수 있는 노드 수에 한계가 있어 가장 점수가 낮다.

최상의 데이터 이동성은 두말할 것 없이 단순성의 정점에 있는 일대다 규격이다. 단순한 망 설계는 곧 결정적 레이튼시와 높은 데이터 처리 속도를 의미한다. 성능과 전력 간에 트레이드오프가 존재한다.

전력 최소화와 신뢰성 극대화를 목표로 하는 무선 HART와 디지 메시는 당연히 비결정적 레이튼시와 상대적으로 낮은 처리 속도를 가질 수 밖에 없다. 지그비는 라우터 백본으로 데이터를 매우 효과적으로 전달할 수 있지만 필요한 경로 검색 수가 너무 많아질 경우 성능이 대폭 떨어진다는 단점이 있다.

가장 많은 논의의 쟁점이 된 것은 바로 비용이다. <표 1>에 나타난 점수는 기본적으로 용도에 맞는 아키텍처를 선택한다는 전제 하에 현 칩셋 솔루션 비용에 따라 매겨진 것이다. 이 전제를 무시한다면 양상은 달라지게 될 것이다.

이런 기본 요건에 비추어볼 때 일대다, 지그비, 디지 메시는 동일한 칩셋을 사용하므로 비용에 있어 공통 분모를 가진다. 6LoWPAN의 경우 리소스 요구사항에 따라 달라지기 때문에 평가를 내리기 힘들다.

기능 저하 없이 현 칩셋과 유사한 칩셋이 사용된다는 전제 하에 소수의 공급업체들이 칩셋 가격을 여타 솔루션보다 5~10배 높게 책정하고 있는 무선 HART야말로 경제성이 가장 떨어진다고 본다. 하지만 앞으로 경쟁 업체들의 수가 늘어나면서 양상은 달라질 것이다.

애플리케이션 니드 먼저 파악해야
각각의 무선 메시 아키텍처 기술들은 각기 다른 특성과 기능에 맞게 최적화되어 있기 때문에 분명한 장단점이 존재한다. 데이터 처리 속도는 전력 효율 및 신뢰성과 보조를 맞춰야 하기 때문에 모든 것을 아우르는 맞춤형 솔루션은 존재하지 않는다.

따라서 애플리케이션의 니드와 망의 특성과 기능을 맞추는 일이 중요하다. 또한 시장에 면면히 퍼지고 있는 거품이나 일시적 유행에 눈이 멀어 잘못된 판단을 하지 않는 것도 중요하다. 아울러 본 기사의 내용들은 보편적인 관점에서 작성된 것들이며 결론을 내리기에 모호한 부분들이 얼마든지 존재한다. 

마지막으로 기사가 작성된 시점을 유념할 필요가 있다. 만일 이 기사가 1년 전에 작성된 것이라면 그 때와 지금의 결과는 판이하게 다를 수도 있으며 앞으로 1년 후에도 달라질 수 있다.

조엘 K. 영(Joel K. Young)
디지 인터내셔널  CTO 


2009년 03월 18일
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출처: http://www.krtele.com/news/read.php?idxno=2628

Emailing: 스카이프, ‘SIP용 스카이프’ 발표

스카이프, 'SIP용 스카이프' 발표
IP-PBX 시스템과 호환 … 별도 장비 필요 없어


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옥션 스카이프(www.skype.co.kr)는 스카이프가 최근 전세계 수십만 기업의 기업 통신회선 표준인 SIP기반 IP-PBX와 호환되는 'SIP용 스카이프' 베타 버전을 런칭했다고 밝혔다.

이에 따라 SIP기반 IP-PBX를 이용하는 기업고객들은 'SIP용 스카이프'를 통해 웹에서 간단한 설정만으로 기존 IP-PBX와 호환되는 스카이프를 통해 일반전화를 송수신 할 수 있게 됐다. 다만 스카이프 가입자간 통화는 현재 지원되지 않는다.

이로써 향후 기업고객들이 스카이프 사용을 위해 기업용 솔루션(5백만원~1천2백만원 상당)을 구매하지 않아도 돼 장비 구매에 부담을 느끼던 기업들에게 큰 인기를 끌 것으로 보인다. 

이번 발표는 스카이프가 전세계 4억 500만 명이 사용 중인 스카이프 고객의 35%를 차지하는 비즈니스 고객의 SIP 환경에 대한 지원 의지를 밝힌 것으로 향후 기업의 IP-PBX를 활용한 비즈니스 커뮤니케이션 서비스에 전환점을 마련할 것으로 예상된다.

스카이프는 IDC가 2008년 2월 발표한 'IP-PBX 와 데스크탑 폰 및 IP폰 시장 전망 보고서'에서 이미 밝혀진 바처럼 전세계 43만 8000개의 기업이 SIP에 기반을 둔 IP-PBX 시스템을 도입했다며, 이번 솔루션 개발이 기업의 커뮤니케이션에 직접적인 도움을 줄 것이라 전했다. 

한편, 영문 버전만으로 서비스되는 'SIP용 스카이프' 베타 버전은 올해 하반기에 정식 버전으로 발표될 예정이다. 이번 베타 버전에서는 스카이프 표준요금으로 과금돼 월정액 요금제 및 스카이프 가입자간 통화 서비스가 지원되지 않는다. 향후 정식 버전 발표 시 한국어 버전도 포함되며 IP-PBX 시스템을 채택하고 있는 국내 기업의 본격적인 솔루션 도입이 예상된다. 


2009년 04월 03일
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출처: http://www.krtele.com/news/read.php?idxno=2648

Emailing: XMOS, LED 타일 레퍼런스 디자인 킷 출시

XMOS, LED 타일 레퍼런스 디자인 킷 출시


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이벤트 구동형 프로세서(event-driven processors) 전문 개발업체 XMOS는 이더넷 기반형 LED 타일 레퍼런스 디자인 킷을 출시했다.

이 제품은 디지털 설계자가 이더넷 스캔 보드의 데이지 체인을 사용한 LED 타일 시스템을 신속하게 개발할 수 있게 한다. 모든 요건들은 로열티 없이 다운로드 받을 수 있는 오픈 소스 기반으로 이용할 수 있는 소프트웨어에서 완벽하게 구현된다.

LED 레퍼런스 디자인 킷은 LED 애플리케이션 소프트웨어로 프리로드되는 XC-3 보드와 16x32 RGB LED 모듈을 포함한다. 따라서, 디지털 설계자는 LED 설계를 바로 개발할 수 있다. 추가적인 XC-3 스캔 보드 및 모듈은 쉽게 플러그될 수 있어 완벽한 디스플레이를 실현시킨다.

XMOS의 제임스 포스터(James Foster) CEO는 "XMOS는 소프트웨어 제어를 통해 모든 LED 동작을 입력함으로써 간판 및 디스플레이 제조업체들에게 적합한 새로운 방식을 설정했다. 이를 통해 설계자는 이미지 품질을 대폭 향상시키고 LED 디스플레이의 특정 부산물을 감소시킬 수 있다. LED 타일 애플리케이션 소프트웨어는 로열티 없이 이용할 수 있으며, 점차 증가하고 있는 XMOS 오픈 소스 하드웨어 수에 추가 되었다"라고 말했다.

각각의 XC-3은 이더넷 네트워크에서 UDP에 대한 비디오 입력을 수용할 수 있다. 비디오는 LED 레퍼런스 디자인에 포함된 오픈 소스 비디오 플레이어 mplayer를 사용해 PC에서 직접 소스를 받거나 외부 데이터 프로세싱 엔진에서 소스를 받을 수 있다.

XMOS LED 타일 레퍼런스 디자인 킷은 홈페이지 https://www.xmos.com/products/development-kits/led-reference-design-kit에서 349달러로 바로 구매해 이용할 수 있다.


2009년 05월 11일
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출처: http://www.krtele.com/news/read.php?idxno=2718

Emailing: “지그비로 그린 IT 실현하세요”

"지그비로 그린 IT 실현하세요"
[Solution Info]


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지그비의 SE 프로파일을 이용한다면 소비자들 스스로 에너지 사용을 모니터링할 수 있는 홈 네트워크를 구축할 수 있는 제품 개발이 수월해질 것이다. 또 소비자들은 비용 절감이라는 시대적 과제를 해결할 수 있다.

최근의 경제 위기에 따라 모든 가정 마다 에너지 절감을 위한 새로운 방안을 찾느라 분주하다. 또 전기 회사들은 개선된 서비스를 제공하고 전력 피크 타임 수요를 잘 관리할 수 있는 체계를 갖춰야 할 것이다.

만일 전기 회사와 홈 네트워크(HAN, home area network) 장비 간에 무선 네트워킹으로 연결되어 전력 공급 및 소비에 대해 백그라운드 상태에서 지속적인 소통이 가능하다면 매우 쓸모가 있지 않을까? 당연히 유용할 것이다. 지그비(ZigBee)의 SE(Smart Energy) 프로파일이라면 이것이 가능하다.

SE는 지그비 무선 네트워크 규격의 최신 애플리케이션 프로파일로서 보안성과 편의성에 중점을 맞춰 전기 회사와 홈 네트워크 장비간 양방향 무선 통신 환경을 규정한다.

이는 개발자들에게는 고속 성장 중인 AMI(advanced metering infrastructure)와 홈 네트워크 분야의 니드를 수용할 수 있는 장비를 효과적으로 설계할 수 있도록 오픈 규격을 제공한다.

또한 소비자들을 위해서는 여러 벤더들이 제공하는 다양한 제품들 가운데 호환성이 높은 제품을 선택할 수 있도록 돕는 동시에 자동화와 실시간 정보 환경을 사용해 전력 소비를 줄일 수 있는 환경을 제시한다.

이 기사는 지그비의 SE 프로파일의 소개와 함께 SE가 엔지니어링 설계 가속화에 기여하는 양식, SE 프로파일에 근거해 엔지니어들이 홈 네트워크 제품을 설계할 때 고려해야 할 사항들이 무엇인지에 대해 살펴볼 것이다.

실시간 에너지 절약
지역별로 에너지 요구량은 늘어나고 있지만 제 때에 맞춰 발전소를 구축할 수 없는 핸디캡을 가진 전기 회사들이 존재한다. 최대 전력 사용량은 일반 사용량보다 빠른 속도로 커지고 있다. 최대 전력 소비는 100시간 꼴로 발생하지만 일반적인 상황일 때보다 20% 정도 높다.

▲ 전형적인 SE 네트워크는 홈 네트워크(HAN)와 NAN(neighborhood area network)이 통합된 형태로 구성된다.
피크 타임 동안 부하를 줄일 수 있는 장비로는 냉난방 장치, 풀 펌프나 스페어 장비, 온수기, 스마트 어플라이언스, 기타 장비들이 포함된다. 가정 입장에서는 이런 장비들을 수시간 정도 사용을 중지한다고 해서 큰 차이를 느끼기는 힘들다. 하지만 최대 전력 소비량을 대폭 줄일 수 있다는 점에서는 의의가 크다.

여러 업계 보고서들을 참조하면 실시간으로 전력 소비량을 가정에 알려줄 경우 자발적으로 소비량을 줄이는데 참여하며 절감율은 평균 15~20%인 것으로 알려져 있다.

현재 가정들에 전력 소비량에 대한 정보를 실시간으로 제공하고 에너지 절감 효과를 유도하며 나날이 치솟는 피크 타임 수요에 대처하기 위한 차원에서 일부 전기 회사와 정부 당국은 SE 네트워크 구축에 박차를 가하고 있다.

지그비 SE 프로파일 워킹그룹이 만들어진 이유는 홈 네트워크의 동작 양식과 행태를 규정하기 위해서다. 그룹은 전기 회사, 통신 장비 업체, 홈 오토메이션 장비 업체, 기술 솔루션 업체들의 대표자들로 구성되었으며 레퍼런스 사례를 구축한 후 특정 홈 장비에 적용하고 SE 기능 지원을 위한 메시지와 명령을 개발하는 일에 많은 시간을 보냈다.   

일단 프로파일 구축이 완료되고 나서 2008년 상반기 동안에 걸쳐 일련의 테스트가 진행되었으며 같은 해 5월에는 19개의 지그비 SE 호환 제품들이 탄생되었다. 스펙 설계, 구축, 테스트 과정은 여러 장비 업체와 제품들간 호환성 실현에 집중되었으며 그룹은 호환성 극대화를 위해 스펙 수정과 개선 작업을 위한 테스트를 꾸준히 시행했다.

<그림>은 SE 네트워크 구조를 나타낸 것이다. <그림>을 보면 2개의 네트워크를 통합하는 형태임을 알 수 있다. 하나는 NAN(neighborhood area network)로서 전력계와 전기 회사의 데이터 센터를 이어주는 역할을 하며 또 하나는 홈 네트워크로 ESP(energy service portal)로 형성된다. ESP는 보통 계측기 역할을 하지만 데이터 센터에 접속 기능을 갖춘 브로드밴드 게이트웨이나 기타 통신 장비로서의 역할을 수행할 수 있다.

SE 네트워크에서 ESP는 홈 네트워크와 NAN을 이어주고 가정에 전력 데이터를 제공하는 역할을 담당하며 네트워크에서 인증된 장비가 지원하는 보안 기능을 수행한다. 전력 소비 데이터는 공개되는 특성을 가진 것이 아니므로 전기 회사는 네트워크에 인증되지 않는 장비를 이용하는 것을 금지하게 된다.
댁내를 들여다보면 SE 기능을 지원하는 여러 장비들이 존재한다:
● 전기료, 사용 기록, 안내 메시지와 같은 필수 정보들을 보여주는 IHD(in-home display)
● 전력 소비량을 측정하는 측정계
● 수요 반응과 부하 제어 기능을 제공하는 서모스탯과 실내 냉난방 시스템
● 창문형 에어컨, 풀 펌프, 온수기 등의 장비에 설치 가능한 개별 전력 분배 장치
● 부하를 줄이기 위한 사용료 데이터 및 수요 반응 메시지에 동작하는 스마트 어플라이언스 
● 소비자들이 신용카드로 전기를 미리 구입할 수 있는 사전 지불용 단말장비.
각 장비들은 전력계로부터 전달되는 특정 메시지들을 자신의 기능에 맞게끔 수신할 수 있다. 예를 들면 부하 제어 장치는 부하 제어 메시지를 읽을 수 있다. 전력회사 망으로부터 부하 제어 이벤트를 통보 받을 때 전력계는 즉시 부하 제어 메시지를 부하 제어 장치에 전달한다.

수신된 메시지는 이벤트에 참여할 것인지 여부를 물으며 부하 제어 장치는 여기에 반응하게 된다. 부하 제어 이벤트가 시작될 때 부하 제어 장치는 이벤트 시작과 종료시 각각 알림 메시지를 내보낸다.

간단한 안내 메시지에 의해 서모스탯은 온도를 설정한다. 가령 무더운 여름 오후에 에어컨 사용량을 줄이도록 온도를 22도에서 24도로 변경하고 전력 부하 이벤트에 참여했다는 사실을 전기 회사에 알린다(수요 반응 이벤트는 가정들이 특정 이벤트에 참여하지 않겠다는 의사를 통보할 수 있는 이벤트 제외 기능을 제공한다).

SE 장비 개발

지그비 SE 인증 제품 개발 과정
1. 벤더와 지그비 인증 플랫폼을 선택한다. 여기서 고려해야 할 점은 프로그래머블 마이크로프로세서, 라디오, 네트워크 프로토콜 스택, 메모리를 통합한 싱글 지그비 시스템 온 칩을 사용할 것인지 마이크로프로세서 공급업체와 협력할 수 있는 지그비 네트워크 코-프로세서 중 어떤 것을 사용할 것인가이다.

2. 지그비 SE 프로파일을 지원하는 하드웨어/소프트웨어 개발 킷을 구매한다. 대부분의 지그비 플랫폼 벤더들은 자신들의 하드웨어/소프트웨어에 맞는 개발 킷을 제공한다. 일부 벤더들은 인증 지그비 SE 프로파일 레퍼런스 애플리케이션 소프트웨어를 솔루션에 통합 제공한다.

3. 하드웨어 엔지니어링 팀이 레퍼런스 디자인을 이용해 개발 근간으로 삼을 제품의 프로토타입을 구축한다.

4. 임베디드 소프트웨어 팀이 적정 수준을 유지하는 동시에 에어컨의 전기 부하를 줄이는데 필요한 고유한 수요 응답 양식과 같이 독자적인 추가 기능과 함께 하드웨어 디자인을 수용할 수 있도록 지그비 SE 샘플 코드를 수정한다. 

5. 소프트웨어와 하드웨어를 통합하고 테스트한다.
6. 제품을 지그비 협회 테스트 센터로 보내 SE 컴플라이언스 테스트를 받는다. 지그비 협회는 자격을 부여받은 두 테스트 서비스 공급업체(National Technical Services, T†V Rheinland Group )를 통해 인증 테스트를 실시한다.

7. 테스트에 통과할 경우 제품은 생산 준비에 돌입하며 "지그비 인증 제품"이라는 마크를 부착할 수 있게 된다.

SE 프로파일의 지원으로 엔지니어들은 이런 홈 장비들을 수월하게 개발할 수 있게 되었다. 장비에 기본적으로 필요한 기능과 부가적인 기능들에 대한 자세한 설명이 지그비 협회(ZigBee Alliance) 웹 사이트에 등록돼 있다.

여러 회사들이 기존 장비에 기능을 추가하거나 새로운 장비를 개발 중이다. 이런 제품들은 전력 소비와 전기료를 줄이기를 원하는 가정 사용자들을 겨냥하고 있다.  

지그비 호환 제품 개발 과정은 기초가 되는 네트워킹, 보안, 관리 기능을 제공하는 지그비 인증 스택으로 시작된다. 인증 스택 리스트는 지그비 웹 사이트에서 제공되며 벤더들은 엔지니어들을 위한 개발 킷을 제공한다.

기본적인 SE 스펙에서 시작해 모든 애플리케이션 소프트웨어를 자체적으로 개발하는 것은 매우 힘든 여정이다. 이 때문에 SE 프로파일은 홈 장비의 메시징과 기능 양식을 규정하고 있다. 기술 솔루션 업체들은 이런 정보들을 바탕으로 툴과 샘플 애플리케이션을 개발 활용해 장비 개발 과정을 단순화할 수 있다.

아울러 기본적인 칩셋 통합을 위한 하드웨어 레퍼런스 디자인이 제공된다. 여러 회사들이 벤더가 규정한 기능을 활용해 기능을 확장, 경쟁의 우위를 갖고자 한다. 이런 수정 및 확장 작업은 특정 장비에 대한 정해진 SE 기능이 호환성을 유지하는 한도 내에서 얼마든지 이뤄질 수 있다.

일단 설계 팀이 하드웨어와 소프트웨어를 개발한 후에는 샘플 애플리케이션과 대조해 각 컴포넌트들을 자체적으로 테스트해서 기능 검증 작업을 실시한다. 테스트가 끝난 후 제품은 지그비 인증 연구소 중 한 곳으로 보내져 SE 호환 인증 검사를 받게 된다.

SE 프로파일은 초기에 특정 홈 장비와 전력 제어 환경을 위해 개발되었다. 하지만 현재 여러 회사들이 전동차, 초소형 동력발생 장치, 첨단 홈 제어 환경을 위한 새로운 기능으로 프로파일을 확장할 수 있는 방안을 찾고 있다. 또한 엔지니어들은 홈 에너지 사용 현황을 보다 지능적으로 표시하고 관리할 수 있도록 관련 소프트웨어 애플리케이션을 개발 중이다.

■ 글 스킵 애스톤(Skip Aston)
엠버(Ember) 엔지니어링 부사장



2009년 05월 10일
텔레콤코리아의 다른기사 보기

출처: http://www.krtele.com/news/read.php?idxno=2702

2009년 5월 12일 화요일

Batch file내에서 각명령들간에 시간차 만들기

*.BAT나 *.CMD file을 만들때 각각의 줄에 적혀있는 명령들을 임의의 시간만큼 차이를 두고 수행을 하고 싶을때 사용하면 좋은 tip...

시간차를 두기위한 각 명령행 사이에 다음과 같은 명령을 삽입한다...

"@PING -n 1 -w 500 >NUL"

Batch file이 수행되다가 위 문장을 만나면, 0.5초동안 delay가 만들어지고 다음 문장으로 넘어간다...

원리: ping 명령을 전혀 엉뚱한 ip address로 보내면서 1회만 ping을 시도하도록 하는데, 이때 목적지로부터의 응답을 기다리는 timeout 시간을 우리가 원하는 delay 시간으로 정하는 것임... 위의 문장에서 500이 그 delay time을 말하는데 단위는 milisecond... 그리고 이 모든 작업이 화면에 보이지 않도록 pipe 구문을 사용하여 표시될 장치를 NUL로 지정하였슴...

2009년 5월 11일 월요일

고시촌에서 인기 끄는 모닝글로리 마하펜

'Chang-woo YANG' 회원님이 보낸 뉴스레터입니다.

제목 : 고시촌에서 인기 끄는 모닝글로리 마하펜

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고시촌에서 인기 끄는 모닝글로리 마하펜
고시생들은 펜에 민감하다.

사시2차처럼 주관식 시험을 볼 때면 하루 종일 답안을 작성한다.

필기감이 시험에 미치는 영향이 그만큼 크다. 이런 이유 때문에 고시생들은 펜을 고르는 데도 신중하다.

그리고 한번 고른 펜은 웬만해선 바꾸지 않는다.

고시생들이 선호하는 펜도 따로 있어 고시촌 인근 서점 문구코너에서는 매월 인기 펜 순위를 매긴다.

"'경제학은 사라사, 법은 에너겔'이란 말이 있어요. 도표나 그래프가 많은 경제학은 깔끔하게 써지는 사라사 펜을 선호하고 글씨를 많이 써야 하는 사시나 행시는 부드럽게 써지는 에너겔을 많이 쓰기 때문이죠." 사시 준비 1년 차인 김 씨(22)의 얘기다.

사라사, 에너겔 모두 일본 제품이다.

일제 펜 위주인 고시촌에 최근 국산 펜 하나가 돌풍을 일으키고 있다.

주인공은 모닝글로리의 '마하펜'. 신림동 고시촌의 서인숙 광장서적 문구 담당자는 "최근 마하펜 5통(1통에 36자루입)이 2~3일 만에 모두 나갔다.

고시생들은 펜에 병적으로 집착하기 때문에 국산 제품을 잘 안 쓰는 편인데 마하펜이 이례적으로 잘 팔리고 있다"고 전했다.

변용덕 모닝글로리 구로영업소 과장은 "고시촌에 들여놓은 마하펜이 거의 다 팔리다 보니 점주들이 오히려 전화해 물건을 달라고 하는 형편"이라고 말했다.

본사도 제품 생산에 여념이 없다.

지난 3월 5일 시중에 첫선을 보인 마하펜은 출시 일주일 만에 15만자루가 모두 판매됐고 4월 중순까지 30만자루 이상 팔렸다.

회사는 올해 250만개 판매를 예상한다.

마하펜 덕분에 올해 예상 매출도 지난해보다 13% 높은 430억원으로 잡았다.

허상일 모닝글로리 사장은 "마하펜 생산과정이 정밀해 더 생산하고 싶어도 하루 2만자루밖에 생산하지 못한다"고 말했다.

일주일 만에 15만자루 팔려 출시 초기부터 마하펜이 돌풍을 일으키는 이유는 무엇일까. 회사 측은 부드러운 필기감과 경제성을 꼽는다.

마하펜은 0.4㎜ 수성펜이다.

물로 잉크를 녹이는 수성펜은 유성펜보다 잉크가 부드럽게 나온다.

단, 점도가 약해 잉크가 흐른다.

물이다 보니 잘 번지기도 한다.

고시생이 즐겨 쓰는 펜이 대부분 유성펜인 것도 이 때문이다.

마하펜은 이런 단점을 극복했다.

최정헌 모닝글로리 디자인연구소 팀장은 "0.4㎜ 굵기의 파이프팁을 펜 끝에 달아 일정한 굵기와 부드러운 필기감을 유지할 수 있도록 했다.

특히 잉크가 새는 문제를 개선하기 위해 2년여 동안 5억원의 연구비를 투자했다"고 말했다.

긴 수명과 저렴한 가격도 장점. 마하펜은 펜 몸체에 잉크를 담을 수 있도록 설계됐다.

그래서 잉크 카트리지가 빨대 형태로 내장된 제품보다 잉크를 더 많이 담을 수 있다.

필거리도 자연히 늘어 기존 펜보다 5배나 긴 5000m에 이른다.

그에 반해 가격은 1000원에 불과하다.

경쟁 제품의 가격이 1500~2500원 선인 것을 감안하면 가격도 한 수 위다.

많이 쓰는 고시생들은 평균 3일에 한 개 꼴로 펜을 소모하는데 마하펜은 일주일을 써도 너끈하다.

가격이 저렴한 데다 품질도 일본 제품에 뒤지지 않다 보니 고시생들 사이에서 빠르게 입소문이 돌았다.

현재 국내 필기류시장은 약 4조원으로 추산되며 중저가 펜은 중국산, 고가 펜은 일본산이 대부분을 차지하고 있다.

이 틈새에 마하펜이 얼마나 분전할지 시장 안팎에서 크게 관심을 보이고 있다.

허상일 사장은 "마하펜 색상을 8~10색 정도로 늘리고 학생과 여성 소비자를 위한 슬림한 타입의 마하펜도 올해 중으로 출시할 계획"이라고 밝혔다.

[김충일 기자] [본 기사는 매경이코노미 제1505호(09.05.13일자) 기사입니다]

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2009년 5월 8일 금요일

DC-DC 컨버터의 고주파화, 부작용에 따른 주의 요구

휴대기기에 전력을 공급하는 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC의 고주파화가 급속히 진행되고 있다.
스위칭 주파수를 높이면 전원공급장치의 주변 부품을 훨씬 작고 얇게 만들어 궁극적으로 휴대기기의 소형화와 박형화를 도모할 수 있기 때문이다. 하지만 부작용도 있다. 설계자들은 이처럼 높은 스위칭 주파수를 갖는 DC-DC 컨버터의 장단점을 충분히 검토한 후에 채택할지 여부를 결정해야 할 것이다.

전원공급 IC 업계에서는 오래 전부터 꿈꿔온 목표가 하나 있다. 스위칭 디바이스를 집적한 전원공급 IC와 주변 부품으로 구성된 전체 전원공급 회로를 한 개의 초소형 모듈에 집적하여 제공하는 것이다. 궁극적으로는 시스템 LSI와 마이크로컨트롤러 등의 반도체 칩 속에 전원회로를 내장하는 것을 추구하는 전원 관련 엔지니어도 있다.

스위칭 주파수의 고주파화는 이러한 목표를 달성하는데 필수적인 기술이다. 스위칭 주파수가 높으면 높을수록 주변 부품인 콘덴서와 인덕터의 소형화와 박형화가 가능하다.주 1) 그 결과, 전체 전원회로 실장 면적과 두께를 줄일 수 있기 때문에 아주 작은 패키지 안에도 이러한 회로들을 담을 수 있게 되는 것이다(그림 1, 2). 이는 결국 기기의 소형 및 박형화에 크게 기여하게 된다.

주 1) 스위칭 주파수를 높일수록 콘덴서와 인덕터의 소형 및 박형화가 용이한 이유는 용량성 임피던스와 유도성 임피던스가 모두 주파수 f의 함수라는 점에 있다. 용량성 임피던스는 ZC=1/(jωC), 유도성 임피던스는 ZL=jωL로 기술할 수 있다. 또한, ω는 각속도로 ω=2πf이다. 따라서, 어떤 용량성 임피던스나 유도성 임피던스를 얻는 경우, 주파수 f를 높이면 콘덴서와 인덕터 모두 소형과 박형 부품을 사용할 수 있게 된다.

6MHz, 8MHz 제품의 등장

이러한 목표를 향해 스위칭 주파수의 고주파화가 점점 더 진전되면서 휴대기기를 중심으로 변혁을 위한 토대가 서서히 마련되어 가고 있다(그림 3). 1셀의 리튬이온 2차전지, 혹은 3셀의 알칼리건전지 등의 입력 전원을 +0.7~3.3V의 전압으로 변환하여 출력하는 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC의 스위칭 주파수를 6MHz와 8MHz로 대폭적으로 높인 제품이 본격적으로 출시되고 있기 때문이다.주 2) 이들의 최대 출력전류는 400mA~1A. 이들은 대규모 LSI의 입출력 인터페이스부, 혹은 소규모 LSI인 경우에는 코어 로직부에도 대응할 수 있는 구동 능력을 갖추고 있다.

주 2) DC-DC 컨버터 IC에는 스텝다운(벅형)과 스텝업(부스트형), 스텝업앤다운(벅부스트형), 또는 인버터형이 있다. 그 중에서도 고주파화가 가장 많이 진행된 것은 스텝다운 제품이고 그 다음은 스텝업 제품이다. 현재 스텝업 제품은 2.2MHz와 2MHz 제품이 주로 상용화 되어 있다.

미국의 마이크렐(Micrel)이 이 분야에서 앞서 있다. 예전에는 가장 높은 스위칭 주파수가 4MHz 정도였으나 마이크렐은 단번에 8MHz까지 높인 "MIC2285A"를 2006년 2월에 선보여 휴대기기 업계를 놀라게 했다. 기존의 4MHz 제품에서 8MHz 제품으로 전환하면 스텝다운 DC-DC 컨버터 회로의 실장 면적과 두께를 30~50%까지 크게 줄일 수 있기 때문이다.

2008년 하반기부터는 이처럼 스위칭 주파수를 크게 높인 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC가 잇달아 시장에 발표되기 시작했다. 2008년 9월과 11월, 미국의 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments)와 아날로그 디바이스(Analog Devices)는 6MHz의 스위칭 주파수를 갖는 "TPS62600/TPS62601"과 "ADP2121"을 각각 출시했다.

2009년 1월 말 현재로서는 이 3개 업체가 판매하는 스텝다운 DC-DC 컨버터에 대한 정보만을 구할 수 있었지만(표 1)주 3, 4), 앞으로는 이러한 제품을 내놓는 기업들이 늘어날 것이다. 미국의 내셔널 세미컨덕터(National Semiconductor)도 이미 6MHz 제품 개발을 마쳤으며, 2009년 3월 중에 양산을 시작할 계획이다. 또한, 미국의 맥심 인테그레이티드 프로덕트도 6MHz 제품을 개발 중이다. 구체적인 출시 시기는 밝혀지지 않은 상태이지만 가까운 시일 안에 제품화될 것으로 보인다.

주 3) 이들 제품은 모두 변환 효율을 높이기 위해 동기 정류방식을 채택하고 있다. 이는 환류 다이오드(FWD, Free Wheeling Diode) 대신 파워 MOSFET을 사용하는 방식이다.
주 4) 이밖에 미국의 페어차일드 세미컨덕터도 2009년 2월 초순에 6MHz 제품 "FAN5361"을 발표했다.

스위칭 주파수가 8MHz에 그치지 않고 이보다 더욱 높아질 것이라 상상하기는 그리 어렵지 않다. 앞서 말했던 그 목표를 향해 업계가 총력을 다해 개발을 가속화하고 있기 때문이다. 실제로 6MHz, 8MHz 제품 중에는 10MHz 이상으로 동작할 수 있는 가능성을 내재한 기술을 채택한 IC도 있다.

인덕터의 진화가 계기

스위칭 주파수의 고주파화가 급속히 진행될 수 있었던 것은 인덕터의 진화 덕분이다. TI 재팬 영업기술본부 사업개발부에서 전력관리를 담당하는 히데아키 야타(Hideaki Yata) 주임 엔지니어는 "6MHz, 8MHz의 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC의 실용화가 이루어진 것은 인덕터 제조업체들의 공이 크다"고 말했다. 즉, 양호한 직류중첩특성을 유지하면서 높은 인덕턴스 값을 제공하는 소형 및 박형 전원공급 인덕터를 활용할 수 있게 됨에 따라 6MHz와 8MHz의 제품화가 가능해졌다는 것이다.

★직류중첩특성 일반적으로 인버터에 직류 바이어스 전류를 흘리면 인덕턴스 값이 떨어진다. 이 인덕턴스 값의 저하 현상이 일어나기 시작하는 직류 바이어스 전류치를 직류중첩특성이라고 한다. 즉, 전류중첩특성이 높으면, 큰 직류 바이어스 전류를 흘려도 인덕턴스 값을 확보할 수 있다.

이러한 인덕터가 시장에 등장하기 시작한 것은 2007년의 일이다. 최적의 인덕터를 사용해야만 6MHz, 8MHz 제품의 소형 및 박형화의 장점을 충분히 살릴 수 있다. 이것이 마이크렐이 2006년에 8MHz 제품을 내놓은 이후 후속 메이커가 출현하기까지 약 2년의 세월이 걸릴 수밖에 없었던 이유이기도 하다. 실제로 한 아날로그 반도체 제조업체의 엔지니어는 "초소형 전원공급 인덕터의 출시를 확인한 해외의 휴대폰 메이커가 스텝다운 DC-DC 컨버터 개발을 전세계 아날로그 반도체 제조업체들에 요청했다. 그것이 6MHz 제품 개발의 계기가 되었다"고 증언한다.

2007년에 FDK와 다이요유덴, 무라타제작소 등과 같은 전자부품 제조업체들이 6MHz, 8MHz 동작이 가능한 전원공급장치용 인덕터를 제품화했다. FDK는 두께가 0.50mm로 얇고 인덕턴스 값이 0.47μH로 높은 적층 인덕터 "MIP_SU2520 시리즈"를 출시했다. 실장면적은 2.5×2.0mm이다. 무라타제작소는 실장면적이 2.0×1.25mm로 작고, 두께가 0.55mm로 얇은 0.47μH의 적층 인덕터 "LQM21P_C0"을 상용화했다. 다이요유덴은 일반적으로 소형화에 불리한 것으로 평가되고 있는 권선형 인덕터임에도 불구하고 외형의 크기가 1.6×0.8×0.8mm로 작고, 인덕턴스 값이 0.47μH인 "BRC1608"을 제품화했다. 그때까지 전원용 인덕터는 소형 및 박형인 경우에도 실장면적이 2.0×1.6mm, 두께가 1.0mm인 것이 주류였다.

6MHz와 8MHz의 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC에 이러한 전원공급용 인덕터를 결합하면 실장면적이 5~13mm2로 작고 두께는 0.6mm로 얇은 전원회로를 만들 수 있다. 따라서 소형화, 박형화를 특히 강조하는 휴대폰에는 최적의 IC라 할 수 있다. 그 밖의 용도로는 초소형 노트북, 무선LAN 등의 무선통신 모듈을 들 수 있다(그림 4).

오히려 악화된 특성들

하지만 모든 휴대기기가 소형화와 박형화를 지향하는 것은 아니다. 소형, 박형화보다 배터리의 구동시간 연장과 비용절감, 개발기간의 단축 등을 더 중시하는 휴대기기도 있다. 현재로서는 이러한 휴대기기에도 6MHz와 8MHz의 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC가 최적이라고 하기는 어렵다. 그 이유는 스위칭 주파수를 높인 대가로 악화되는 특성이 많기 때문이다. 대표적으로 출력 리플 전압, EMI, 변환 효율 등 3가지 특성이 나빠지게 된다.

첫 번째, 출력 리플 전압이 악화되는 이유는 경부하 시에는 변환 효율을 높이기 위해 스위칭 디바이스의 제어 방식을 일반적으로 동작할 때 적용하는 PWM(Pulse Width Modulation)에서 PFM(Pulse Frequency Modulation)으로 전환하는 시스템을 채택하기 때문이다.
PFM 제어 방식을 활용하면 스위칭 회수가 큰 폭으로 줄어 손실을 줄일 수 있다. 이 때문에 경부하 시의 변환 효율의 저하를 방지할 수 있다. 그러나, PFM 제어에는 부작용이 따른다. 스위칭 회수가 줄고 출력전압제어를 실행하는 간격이 길어지기 때문에 출력 리플 전압이 커지는 것이다(그림 5). 사용하는 인덕터의 인덕턴스 값에 따라 달라지기는 하지만, 소형 및 박형화를 우선하여 0.47μH의 인덕턴스 값을 갖는 제품을 채택한 경우에는 출력 리플 전압이 최대 40mVpp에 달한다.

TI 재팬의 야타 주임 엔지니어는 "부하로 작용하는 LSI의 로직 수준을 어떻게 설정하느냐에 따라 오작동이 일어날 위험이 있다. 특히 로우 사이드의 로직 수준을 설정할 때에는 주의해야 한다"고 경고했다.

두 번째, EMI는 스위칭 주파수가 높아진 만큼이 특성 악화로 직결된다. 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC는 직류전압을 잘게 쪼개 인덕터와 콘덴서로 구성한 필터를 통과시켜 원하는 출력전압을 얻는 식이다. 잘게 쪼개는 빈도에 대응하여 스위칭 주파수를 높이면 필터를 통과하기 전의 전압에 높은 에너지 주파수 성분이 많이 포함된다. 이것이 공중에 방사되어 휴대기기 내부의 다른 기능에 나쁜 영향을 미치는 것이다.

한 휴대기기 제조업체의 설계자는 "지금도 휴대기기 설계 현장에서는 내부 DC-DC 컨버터 회로에서 방사되는 EMI에 의한 자가중독(전자간섭) 때문에 고민이 많다.주 5) 그렇기 때문에 스위칭 주파수를 더 높이는 데에는 반발이 많다"고 밝혔다.

주 5) 전자기기에 탑재된 LSI와 DC-DC 컨버터 회로 등에서 발생하는 잡음이 그 기기 내부의 기능에 악영향을 끼치는 현상을 자가중독(전자간섭)이라 한다. 이는 휴대폰과 휴대형 게임기 등에서 큰 문제가 되고 있다. "인트라 EMC"라고도 부른다.

특히 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC와 인덕터를 연결하는 배선이 문제가 된다(그림 6). 이 배선이 필요 이상으로 길어지면 매우 높은 강도의 EMI가 방사된다.

세 번째, 변환 효율이 저하되는 이유는 고주파화가 진행되면 스위칭 동작 빈도가 늘어나기 때문에 그 동작에 따른 스위칭 손실이 늘어나기 때문이다. 현재, 각 제조업체들이 출시한 스텝다운 DC-DC 컨버터들은 모두 입력 전압차가 작고 출력전류는 거의 최대인 이상적인 상태에서 변환 효율이 약 90%이다(그림 7). 이 수치는 "스위칭 주파수가 1MHz인 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC의 변환 효율은 약 97%"라고 맥심 재팬의 인포파워 비즈니스 유닛의 타이치 호시노(Taichi Hoshino) 시니어 애플리케이션 엔지니어가 밝힌 것보다 떨어진다.

위의 세가지 특성 악화는 절대 피할 수 없는 문제들이다. 그렇다고 6MHz 제품과 8MHz 제품을 취급하는 아날로그 반도체 제조업체들이 이러한 특성 악화를 방치할 수만은 없는 일이다.

LDO로 리플 저감

특성 악화를 가능한 최소화하기 위해 각각의 업체들은 저마다 독자적인 대응 방안을 내놓고 있다. 우선, 출력 리플 전압에 대해 마이크렐은 다양한 대응책을 마련했다. 8MHz 제품의 초기 모델에서는 LDO(Low Dropout) 레귤레이터를 집적하여 경부하 시의 전압 변환회로로 이용함으로써 리플 성분을 75μVPP로 낮게 억제했다. 마이크렐 세미컨덕터 재팬의 토루 오누키(Toru Onuki) 시니어 FAE는 이에 대해 "아날로그 기능의 전원공급원으로 사용할 수 있을 정도로 낮은 리플 전압"이라고 설명했다.

하지만 이러한 방식은 LDO 레귤레이터를 집적하기 때문에 칩 면적이 커지게 되고, 이는 다시 비용 증가로 이어진다. 게다가 입출력 차이가 큰 경우에는 변환 효율이 크게 떨어진다는 문제점도 발생한다. 이에 마이크렐은 2008년 9월에 개량 버전인 "MIC23030"을 발표했다. 개량 버전에서는 LDO 레귤레이터 대신에 "하이퍼라이트 로드(HyperLight Load)"라 불리는 동작 모드를 제공한다. 이 동작 모드는 기본적으로 PFM 제어를 채택하고 있음에도 불구하고 PFM 제어의 과제인 리플 전압을 14mVPP의 낮은 값으로 억제할 수 있는 것이 특징이다. 마이크렐은 그 기술적인 배경에 대해 아직 밝히지 않고 있다. 이 동작 모드는 출력전류가 1mA인 경부하 시에도 88%로 비교적 높은 변환 효율을 얻을 수 있다.

EMI 문제는 모듈화로 대응

EMI에 대해서는 관련 제조업체들 모두가 EMI를 최소화할 수 있는 데이트시트 상에 추천할 만한 기판 레이아웃을 제공하고 있으며, 마이크렐 재팬의 오누키 시니어 FAE가 말한 "데이터시트대로만 설계하면 문제는 일어나지 않을 것"이라는 의견에 동의를 나타내고 있다. 그러나, 실제로는 그대로 설계할 수 없는 경우가 생긴다. 일반적으로 전원회로를 실장하는 위치는 설계 공정의 마지막에 결정되기 때문이다. 따라서 이들의 바람처럼 항상 충분한 넓이의 실장 공간이 확보된다고는 할 수 없다. 충분한 실장 공간을 확보할 수 없는 경우에는 EMI 대책에 많은 비용과 수고가 드는 것이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 마이크렐은 스텝다운 DC-DC 컨버터와 함께 인덕터를 하나의 패키지로 구성한 모듈 "MIC3385"를 마련했다.주 6) IC, 적층 인덕터와 함께 이들을 서로 연결하는 배선부를 모듈 내부에 배치했기 때문에 사용자는 EMI를 크게 신경 쓰지 않고도 비교적 쉽게 모듈을 기판에 실장할 수 있다. ADI도 모듈 제품의 제품화를 검토 중이다.주 7) ADI 재팬의 순페이 미치바 (Shunpei Michiba) FAE 매니저는 "2009년 연내에 제품을 출시할 계획"이라고 말했다.

이처럼 리플 전압과 EMI에 대한 대응책은 마련되어 있는데 반해, 변환 효율에 대해서는 아직까지 근본적인 대응책이 없는 실정이다.

주 6) MIC3385는 2006년 11월에 제품화되었다. 출력 전류는 최대 500mA이며, 3.0×3.5×0.9mm의 MLP 패키지로 제공된다. 스텝다운 DC-DC 컨버터 IC 외에 인덕터를 내장하고 있다. 그러나 입출력 콘덴서는 내장하고 있지 않다. 1천개 구입 시 단가는 1.75달러부터이다.
주 7) 현재 ADI는 반도체 칩 상부에 절연막을 매개로 코일(인덕터)을 만드는 기술인 "아이커플러(iCoupler)"를 사용하여 절연형 전원공급 IC와 아이솔레이터 IC를 제품화했다. ADI는 "아이커플러 기술을 사용하여 스텝다운 DC-DC 컨버터 모듈에 내장하는 인덕터를 제조하는 방안도 검토 중"이라고 말했다.

제조 기술의 혁신을 기대

고주파화에 따른 변환 효율 저하가 원인인 스위칭 손실을 줄이기 위해서는 집적되는 파워 MOSFET의 온저항을 낮추면 된다. 그러나 온저항을 낮추기 위해서는 파워 MOSFET의 게이트 면적을 넓힐 필요가 있는데, 이렇게 할 경우 게이트 용량이 증가한다. 즉, 스위칭 손실을 줄이는 대가로 파워 MOSFET의 게이트를 구동할 때의 전력 손실이 증가해 버리는 것이다. 이래서는 변환 효율 저하를 막을 수 없다.

물론, 단위면적당 온저항을 큰 폭으로 줄일 수 있는 혁신적인 반도체 제조 기술이 개발되면 상황은 크게 달라질 것이다. 그러나 현재의 제조 기술 범위 내에서는 변환 효율의 대폭적인 개선은 기대할 수 없다. TI는 2009년 중반에 발매 예정인 6MHz 제품의 차기 버전에서 변환 효율을 개선할 예정이다. 그러나 반도체 제조기술은 변경하지 않고 회로의 최적화만으로 대응하기 때문에 "효율 개선 수준은 2% 정도"에 불과하다는 게 TI 재팬의 야타 주임 엔지니어의 설명이다. 더 이상의 변환 효율 개선은 IC의 제조기술이 일대 혁신된 이후에나 기대할 수 있을 것으로 보인다.

카츠미 야마시타(Katsumi Yamashita)


출처: http://www.nekorea.co.kr/article_view.asp?seno=5666

모바일 기기 설계 시 저전력 FPGA 활용의 이점

휴대형 제품을 제조하는 업체들은 배터리 수명을 확보하기 위해 전력을 최저 수준으로 유지하려 하지만, 새로 추가된 기능들은 일반적으로 전력 소비를 증가시킨다. 일례로 휴대형 제품에 저장 장치와 백라이트 및 디스플레이용 LED, 키패드와 모터의 탑재가 많아지고 있으며, 이는 전력 소비 증가로 이어진다(그림 1).

휴대형 제품을 설계하는 엔지니어들은 다양한 기능과 부품의 제어를 위해 대부분 MCU와 ASSP(Application-Specific Standard Product), ASIC (Applications-Specific Integrated Circuit) 또는 CPLD(Complex Programmable Logic Device)에 의존해 왔다. 하지만 ASIC은 개발 시간이 길고 비용이 많이 들면서, 급변하는 시장 상황에 신속하게 대응할 수 있는 유연성이 부족하다. CPLD와 ASSP, MCU는 개발 기간과 비용은 조금 줄일 수 있지만, 전력 소모 측면에서 불리하다. 또한 휴대용 제품의 대부분 애플리케이션에서 필요한 수준의 집적도과 유연성 및 일부 특징까지 만족시키지는 못한다.

이 같은 상황에서 설계 엔지니어는 새로운 기술과 부품을 찾을 필요가 있다. 업계에서는 이러한 상황에 대응해 저장 장치와 디스플레이, HMI(Human Machine Interface) 및 소형 모터 제어 등과 같은 복합적인 과제를 수행할 수 있는 새로운 종류의 저전력 FPGA를 선택사양으로 제시하고 있다. FPGA는 재프로그램 가능성, 저전력, 통합성, 정교한 특성 및 신속한 시장 출시의 장점을 바탕으로 휴대형 시스템에서 활용도가 높아지고 있다.

기술 과제

지금까지 FPGA는 휴대형 애플리케이션에서 전력을 많이 소비하는 디바이스로 인식되어 왔지만, 새로운 저전력 FPGA의 등장으로 휴대형 시장에서의 가능성이 점쳐지고 있다. 이에 따라 FPGA는 배터리로 동작하는 휴대 제품에서 점점 더 많이 사용되고 있지만, 프로그래밍이 가능한 모든 제품들이 기술적 과제를 만족시키지는 못한다.

FPGA를 사용함에 있어서 비용의 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 최근 FPGA 업계의 기술 향상은 제품의 단가를 비약적으로 절감시켰다. 바로 이 같은 점이 최근 휴대형 애플리케이션에 FPGA의 채택이 커지게 된 가장 큰 요인이다. 하지만 대부분의 FPGA는 이 같은 기술 향상에도 불구하고 트랜지스터 누수로 인한 더욱 높은 전력 비용을 만들게 된다. FPGA는 다양한 전력 프로파일을 가지고 있으며, 일부 FPGA 디바이스들은 전체 시스템 설계와 전력 예산에 심각한 영향을 미칠 수도 있다.

반면 비휘발성, 플래시 기반 FPGA는 기존 SRAM기반 FPGA에 비해 기본적으로 전력 소비가 낮다. SRAM 셀 구조는 상당한 전력 누수 현상을 일으키며, 정전류가 높은 전력 소비 구성을 요구한다. 이와 달리 플래시 기반 셀은 누수 경로가 전혀 없으며, SRAM과 비교해 셀당 1000분의 1 수준의 전력 누수 성능을 제공하며, 전력을 소비하는 컨피규레이션 셀이 필요 없다.

저장 장치

오늘날 대부분의 휴대형 제품은 사진, 음악, 주소록, 캘린더 등 다양한 기능을 위한 저장 장치를 필요로 한다. 따라서, 저장 장치를 비롯해 핸드헬드 시장의 다양한 제품에 사용되는 SD, SDIO, 마이크로SD, MMC 및 CE-ATA 등과 같은 저장 장치관련 인터페이스 분야에서 기술 향상이 빠르게 진행되고 있다.

저장 장치 시장이 확대되면서, 제품 설계팀은 다양한 프로토콜과 인터페이스 표준에 따라 설계 시간을 줄이면서 최신 표준을 지원하는 새로운 휴대형 제품을 개발해야 한다. 특히 휴대형 제품은 일반적으로 다양한 인터페이스간의 조합을 통해 여러 애플리케이션에 사용되는 다수의 인터페이스를 지원해야 한다.

재프로그램 가능한 저전력 FPGA와 같이 재구성 가능한 단일 하드웨어 플랫폼은 시스템이 다수의 하드 디스크 및 플래시 저장 표준을 지원할 수 있도록 해준다.

FPGA는 다양한 스토리지 인터페이스간의 브리지 또는 다른 애플리케이션 프로세서 버스와 프로토콜에 대한 인터페이스 기능 구현에 필요한 유연성을 제공한다. 또한 FPGA의 다른 장점으로는 마벨 또는 프리스케일 등의 프로세서용 포트 확장 기능이 포함되어 있는 것이다.

FPGA의 재프로그램 특성을 활용하면 스토리지 인터페이스 컨트롤러의 기기 변경 없이도 변경된 표준에 맞춘 설계 구현이 가능하기 때문에 유연성을 높일 수 있다. 또한 FPGA는 초 저전력 대기 모드 또는 수면 모드를 구현할 수 있어 전력 소비를 획기적으로 줄여준다(그림 2). 그림 2의 회로 구성도는 초 저전력 플래시 기반 FPGA를 이용해 다양한 저장 장치 인터페이스 표준이 지원되는 방식을 제시한다.


제품 설계 엔지니어는 애플리케이션에 꼭 맞는 크기와 해상도를 발휘하면서, 표현 가능한 컬러 수가 많은 LCD 패널을 선택해야 한다.

특히, 엔지니어들은 설계 중에도 보다 향상된 성능과 저렴한 가격대의 새로운 디스플레이가 출시되면 부품 변경에 따른 난관에 부딪치게 된다. 따라서, 설계 엔지니어는 패널 선택, 디스플레이 컨트롤러 구성 및 시스템 재설계 등의 과제들을 떠안게 된다.

이처럼 가변적인 디스플레이 요구 사항 및 기술을 만족시키기 위해, 휴대형 디스플레이 지원 회로는 높은 유연성이 필요하다. 여기에 FPGA 기술을 사용하면, 모든 종류의 디스플레이가 모듈 방식의 단일 보드를 통해 지원된다. 또한, 타이밍 조절 및 이미지 조작 기능들도 동일한 FPGA에서 구현될 수 있다.

HMI 설계

디스플레이 및 저장 기능 이외에, 휴대형 제품은 사용자들이 애플리케이션과 상호작용할 수 있는 하나 이상의 HMI를 갖추고 있다. 휴대형 HMI 애플리케이션 설계 엔지니어는 급변하는 HMI 요구사항, 소형 폼팩터 및 배터리 수명 확장 등으로 귀결되는 제품 설계상의 어려운 문제에 부딪치게 된다.

키패드, 스위치, 버튼 및 스크롤 휠 등과 같은 다양한 종류의 입력 장치는 휴대형 제품과 사용자 간의 인터페이스 역할을 담당한다. 광범위한 영역의 인터페이스 지원 기능은 FPGA 기반 로직 및 IP의 조합을 통해 쉽게 구현될 수 있다. 이러한 접근 방식은 시장 출시 기간을 줄이는 한편 고객의 선호도에 부합할 수 있도록 최종 제품을 맞춤 설계할 수 있다(그림 3).

설계 엔지니어는 재프로그램 가능한 FPGA를 이용해 변화가 많은 HMI 규격 및 시스템 요구사항에 신속하게 적응할 수 있으며, 휴대형 인터페이스의 첨단 기술을 활용할 수 있다. 또한 모터 제어, 레벨 시프팅 등과 같은 다양한 기능은 단일 FPGA에서 구현될 수 있으며, 폼 팩터와 시스템 비용을 감소시킬 수 있다. 휴대형 시스템에서 HMI가 항상 실행되는 것은 아니며, 제품이 사용되지 않는 동안에 전력 절감 수면 모드 또는 대기 모드를 채용한 HMI 컨트롤러는 전력을 획기적으로 줄이는 한편 배터리 수명을 확장 시킬 수 있다.

소형 모터·서보 모터 제어

휴대형 제품에서의 소형 모터 활용도 증가하고 있다. 이처럼 모터가 일반화되면서, 휴대형 제품 설계 엔지니어는 MCU와 ASSP 또는 CPLD를 이용해 소형 모터 제어 기능을 제어한다. 하지만 MCU와 ASSP는 유연성이 낮으며, CPLD는 FPGA 수준의 집적도 또는 정교한 특성을 제공하지 못한다.

FPGA 기반 솔루션은 맞춤 알고리즘을 구현하는 플랫폼 기반의 설계 방식을 제공해, 디바이스의 재프로그램만으로도 설계를 쉽고 빠르게 변경할 수 있다. 특히 저전력FPGA는 추가 글루 로직과 다양한 기능을 하나의 칩에 통합할 수 있기 때문에, BOM(Bill of Materials), 보드 면적, 전력 소비와 비용을 감소시킬 수 있다(그림 4).


초 저전력의 플래시 기반 FPGA 기술은 전력 절감 모드, IP 코어 및 첨단 애플리케이션 솔루션을 제공해, 설계 엔지니어는 급변하는 시장 상황에 적극 대응할 수 있는 유연성 및 기민성을 확보하게 됐다. FPGA는 혁신적인 설계를 통해 배터리 수명을 최적으로 활용할 수 있는 성능을 바탕으로, 산업용 기기, 의료 기기 및 일반 소비자용 휴대형 제품에 더욱 많이 사용될 것이다.

개리 수기타(Gary Sugita), 기업 애플리케이션 엔지니어링 부문 이사|액텔


출처: http://www.nekorea.co.kr/article_view.asp?seno=5644

2009년 5월 6일 수요일

UWB 관련 기사 몇개..

Thanks... C.W. :)
UWB gone by 2013
Posted: 06 May 2009
Ultrawideband (UWB) technology is effectively dead in consumer and computer markets, based on a new report from market watcher In-Stat. Wi-Fi will take the vast majority of the market for handling HD video over wireless links while Wi-Fi variants and 60 GHz options will grab a thin slice of the pie, the report said.
"UWB solutions in the CE segment will be gone by 2012," predicted Brian O'Rourke, principal analyst covering the sector in his latest report. "Similarly, UWB solutions will be gone from the PC segment by 2013," he wrote.
"By 2013, the only UWB solutions still on the market will be proprietary solutions in the industrial/medical segment. All other UWB will be gone by the end of the forecast period" in 2013, he added.
O'Rourke forecasted a shakeout among UWB start-ups last fall. Following the economic downturn, that shakeout came in spades.
WiQuest folded in October. Staccato Communications and Artimi merged to pool resources in November. PulseLink slashed staff down to a bare bones operation late last year. Tzero closed in February, followed by Radiospire. The WiMedia Alliance, the UWB industry group, will end operations later this year.
"I was pretty bullish on UWB's prospects for a long time, but no one seems to agree with me," said O'Rourke in a late April interview. "I am starting to think [UWB's] time may have passed," he said.
"The wireless USB crowd is imploding," said Tan Rao, co-founder and the first chief executive of Radiospire. "Those still in existence are hunkering down, and I don't see a lot of traction. They have a lot of competition from 802.11n which is doing a lot of what the WiMedia Alliance promised," he said.
Three UWB start-ups remain—Alereon, Staccato and Wisair. They claim the technology will find its way in next-generation notebooks debuting in 2010 as well as a variety of peripherals.
The USB Implementers Forum said it would release in June a new version of the wireless USB spec that is based on UWB. The Bluetooth Special Interest Group is discussing plans for using UWB as a future high bandwidth transport.
In his report, O'Rourke predicted 802.11n would be the big winner in next-generation wireless networks capable of handing HD video.
More than 10 crore (100 million) systems will have high def capable wireless links this year rising to nearly 80 crore (800 million) units by 2013, O'Rourke predicted, the vast majority of them based on 802.11n.
The two leading contenders include the wireless home digital interface (WHDI) based on a proprietary variant of 802.11 from start-up Amimon and 60 GHz technology called WirelessHD from start-up SiBeam. Taken together they will only ship about 10 lakh (one million) units this year, rising to about 1.3 crore (13 million) units in 2013, O'Rourke forecasts.
"WHDI and WirelessHD are new, expensive, power-hungry technologies that are being promoted by start-ups, which is not generally a recipe for quick market success. We expect them to be adopted slowly over the length of the forecast," O'Rourke said.
- Rick Merritt
EE Times