브로드컴, TI, 실리콘랩스 등 멀티 칩 개발 강화

IoT(사물인터넷)를 기반으로 하는 스마트홈 시장이 급성장할 것으로 전망되는 가운데, 각 스마트기기 간을 연결하는 IoT 커넥티비티(Connectivity) 통신 기술에 대한 관심이 다시 높아지고 있다. 

가정 내에 쓰이는 가전, 조명, 네트워크, 보안, 온도, 엔터테인먼트 등의 스마트기기를 각종 서비스와 연동하여 활용할 수 있는 스마트홈 시장은 시장 조사 기관의 전망에 따르면 2019년 1100억 달러 이상의 시장이 예상된다. 여기에 연결되는 스마트홈 기기의 숫자는 2020년까지 70억 대에 이를 것으로 내다보고 있다. 

문제는 이들 기기를 연결하는 통신 기술이다. Home IoT 커넥티비티 기술로 불리는 통신 표준으로현재 WiFi, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), Z웨이브, 스레드(Thread) 등의 여러 기술이 저마다의 장점을 내세워 사용되고 있다. 이들 기술은 협력하거나 경쟁, 상호 견제하면서 혼재하고 있는 상황이다. 

이 같이 혼재되어 사용하고 있는 가정내 스마트 기기는 단일 기술로 모든 응용분야를 지원하기 어렵기 때문에 유무선 통신 문제를 RF나 PLC 통신을 통해 해결하거나, 반도체사들이 지원하는 멀티 커넥티비티 지원 칩으로 방법을 찾고 있다. 

특히 주요 반도체사들의 멀티 커넥티비티 지원 칩 개발은 IoT 시장 확대에 따라 활발하게 진행되고 있다. 이들 업체는 WiFi에 블루투스를 지원하거나, 지그비에 WiFi를 얹는 경우, 지그비와 블루투스, 사설표준(Proprietary)을 지원하는 경우, 여기에 스레드까지 더해 복합적으로 지원하는 멀티칩도 등장했다.

우선, 브로드컴은 지난 CES 2016 전시회서 모바일 플랫폼과 액세서리 위한 새로운 저전력 콤보칩을 공개했다. 새롭게 발표한 BCM43012은 기존 콤보칩 대비 3배 긴 배터리 수명을 제공하며, 와이파이 소비 전력이 확연히 감소되어 OEM들은 와이파이의 증가된 처리량 및 범위를 활용할 수 있는 장점이 있다. 집적된 와이파이를 사용한 액세사리들은 스마트폰의 중계없이 직접 클라우드에 직접 연결할 수 있다. 이 제품은 WLAN 기능이 최대 96Mbps의 802.11mc 및 TurboQAM 데이터 속도를 제공하여 향상된 근접 및 위치 기능을 지원한다. 


▲TI SimpleLink 무선 플랫폼

퀄컴은 지난해 드래곤보드 410C를 출시하며 사물인터넷 시장에 합류했다. 드래곤보드 410C는 신용카드보다 조금 더 큰 크기에 주요 구성품을 모두 담은 컴퓨터로 스냅드래곤 410 프로세서를 기반으로 한다. 드래곤보드 410c를 활용하면 사물인터넷 제품을 직접 개발할 수 있다.  특히 무선랜, 블루투스, 위치 추적 및 64비트 스냅드래곤 등 여타 저가형 보드 컴퓨터에서는 찾아볼 수 없는 기능을 다수 탑재하고 있다. 위치 추적 기능은 GPS와 매핑 기술을 조합한 아이재트(iZat)를 지원해 로봇, 드론, 웨어러블 기기에 사용될 수 있을 전망이다. 

미국의 GainSpan은 Wi-Fi와 지그비를 집적한 기업으로 유명하다. Wi-Fi와 지그비의 단일칩 GS2000은 스마트 에너지 계량, 의료, 고급 오디오, 비디오 및 보안 애플리케이션을 위한 스마트홈 커넥티비티 기술을 지원한다. GS2000은 IPv4 및 IPv6 모두 지원하여 어디서나 IP 연결을 확장한다. Wi-Fi는 인터넷을 통해 스마트폰과 로컬 연결을 제공하며 지그비 IP는 더 많은 배터리 구동 기기를 연결하여 IP 범위를 확장한다. 이 제품은 또한 다중 표준 RF 및 802.11b/g/n이 포함되어 있으며 UART를 통한 멀티 Mbps를 처리한다. 

이에 반해 TI(텍사스인스트루먼트)의 SimpleLink 무선 플랫폼은 단일 칩에서 동일한 RF 설계를 사용해 다양한 무선 커넥티비티 표준을 지원하는 제품을 개발할 수 있다. SimpleLink 초저전력 플랫폼은 블루투스 저에너지(BLE), 지그비, 6LoWPAN, Sub-1GHz, ZigBee RF4CE™ 및 최대 5Mbps의 고유 모드를 지원한다. 이 플랫폼은 ARM Cortex-M3 MCU, 플래시/RAM, 아날로그-디지털 컨버터(ADC), 주변장치, 센서 컨트롤러 및 견고한 내장형 보안 기능을 모두 칩에 통합했다. 

▲실리콘랩스의 멀티프로토콜 무선 게코 SoC

예를 들어, 이 플랫폼의 블루투스 스마트용용 CC2640과 6LoWPAN 및 지그비용 CC2630이 있으며 블루투스 스마트, 6LoWPAN, 지그비, RF4CE를 포함하여 다양한 2.4GHz 기술을 지원하는 CC2650 무선 MCU를 사용할 수 있다. 플랫폼의 또 다른 제품인 Sub-1GHz 작동을 위한 CC1310 및 ZigBee RF4CE를 위한 CC2620도 있다. 

실리콘랩스의 멀티프로토콜 무선 게코 SoC는 IoT 접속 기능 구현을 위해 지그비, 스레드, 블루투스 스마트, 독자 프로토콜을 지원한다. 실리콘랩스의 새로운 무선 게코 SoC 제품들은 강력한 ARM Cortex-M4코어, 에너지 친화적인 게코 기술, 최대 19.5 dBm 송신 출력을 갖춘 2.4 GHz 라디오, 최첨단 하드웨어 암호화를 통합했다. 무선 게코 SoC 제품들은 메쉬 네트워크를 위한 최상의 스레드 및 지그비 스택, 독자적인 프로토콜을 위한 직관적인 무선 인터페이스 소프트웨어, 점대점 접속을 위한 블루투스 스마트를 비롯해 무선 제품의 개발, 설정/구성, 디버깅, 저에너지 설계를 간소화시킨다. 

업체 측은 무선 게코 포트폴리오가 다중프로토콜 IoT 접속 기능 구현에 필수적인 요소들을 원스톱샵으로 고객사들에게 제공한다며 블루투스 스마트에서 스레드, 지그비 및 독자적인 스택에 이르기까지 고객의 다양한 용도에 걸맞는 가장 균형잡인 프로토콜의 조합을 제공한다고 강조했다.

이처럼 멀티 커넥티비티를 지원하는 단일 칩 기술이 발전하면서 향후 반도체 기업들의 개발 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다.