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Arm, 디자인스타트 프로그램 확장으로 리눅스 기반 임베디드 설계 가속화 하다



필 버 (Phil Burr) Arm 포트폴리오 제품 관리 디렉터


• Arm, 리눅스 가능한 최저 전력 애플리케이션인 Cortex-A5 CPU에 대한 빠른 액세스 가능하도록 디자인스타트 프로그램 확장
• 개발자들에 의료, 스마트 홈, 게이트웨이, 웨어러블 등의 애플리케이션을 위한 풍부한 기능의 임베디드 및 IoT SoC 설계 작업 가속화 제공
• 합리적 가격의 IP와 Arm에서 실행되는 다양한 미들웨어 및 애플리케이션에 대한 액세스를 결합해 리눅스의 사용이 가능한 SoC를 가장 낮은 비용으로 구현 가능


IoT가 가진 방대함은 고급 소프트웨어를 개발할 수 있는 무한한 가능성을 제공하지만, 설계자들에겐 어려움을 가져다 주기도 한다. 급속도로 변화하고 경쟁이 심한 시장 속에서 설계자들은 자체 제품을 차별화하고 최대한 빠른 시간 내에 최저 비용으로 향상된 설계를 선보여야 한다. 

차별화를 위한 한 가지 길로 ‘풍부한 임베디드 프로세싱’이 있다. Arm은 이를 고급 성능 수준과 정교함을 제공하는 것으로 정의한다. 대화형 사용자 인터페이스가 포함될 때도 있으나, 전반적으론 고급 기능을 제공하는 것을 의미한다. 이러한 제품은 포괄적 소프트웨어 스택 세트를 사용하며, 리눅스(Linux)와 같이 모든 기능을 갖춘 운영 체제에서 사용할 수 있는, 즉시 실행 가능한 방대한 미들웨어와 애플리케이션을 활용한다. 풍부한 임베디드 IoT 설계를 개발하는 업체들은 특정 요구사항을 충족하기 위해 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 눈을 돌리고 있다.  

디자인스타트로 Cortex-A5 프로세서에 더욱 빠르고 쉽게 액세스
그간 개발자 커뮤니티와 고급 설계를 위한 리눅스 기능을 갖춘 Arm 프로세서에 쉽게 액세스 할 수 있게 해달라는 요청이 있어왔고, Arm은 이를 적극 반영해 디자인스타트 프로그램(DesignStart program)을 확장하여 최저 전력 소비 및 최고 면적 효율을 갖춘 애플리케이션 프로세서인 Cortext-A5를 포함시켰다.

디자인스타트로 더 많은 설계자들에 Arm CPU가 공개되었으며, 지난 12개월간 다운로드된 CPU 프로토타입 건만 3천건 이상에 달한다. 그 중에는 개념부터 테이프-아웃(tape-out)까지 6개월도 채 걸리지 않았던 업체도 있었다. 현재까지 20억개 이상의 디바이스에 출하되었으며, 유수 클라우드 업체들이 에지 IoT 프로세싱의 진입점으로 택하는 풍부한 기능의 고성능 프로세서인 Cortex-A5을 활용해 우리는 이 프로그램을 한 단계 끌어올렸다. 풍부한 임베디드 디바이스의 70% 가량이 Arm에 기반하고 있으며, 의료, 스마트 홈, 산업용 등 다양한 시장에서 고급 기능을 갖춘 혁신적이며 비용에 민감한 애플리케이션을 선보이기에 최적이다.

디자인스타트 프로그램으로 이제 웹 포털과 간편 계약을 통해 Cortex-A5 프로세서에 빠르고 쉽게 액세스 할 수 있으며, 출시 시간을 앞당길 수 있다. 소형 풋프린트(40nm 공정에서 구현 시 0.3mm 미만)와 초고효율 (40nm 공정에서 구현 시 최대 100uW/MHz)로 팹 비용을 절감하고, Cortex-A CPU 중에서 가장 낮은 유휴 전력을 구현할 수 있다. 성능측면에서도 Cortex-A5 프로세서는 Cortex-A7, Cortex-A9, Cortex-A32 프로세서의 성능 대비 70~80%의 성능을 제공한다. Cortex-A5 프로세서는 고급 SIMD 데이터 처리 기능을 갖춘 완전히 일관된 쿼드코어 설계로 구성하거나, 머신 러닝 또는 기타 커스텀 프로세서에 신속히 연결할 수 있는 고성능 가속기 포트로 구성할 수 있다. 

Cortex-A5가 디자인스타트 프로그램에 추가되면서, 개발자들은 이제 풍부한 리소소와 확장이 가능한 강력한 기반을 제공하는 최대 기술 생태계에 액세스 할 수 있어 제품 설계에 있어서 확신을 가질 수 있게 되었다.

Arm에서 리눅스 사용 가능… 소프트웨어 혁신 물꼬 틔워
Arm은 현재 개발자들에 리눅스 사용이 가능한 Arm CPU를 최저 비용으로 액세스 할 수 있도록 지원한다. Arm 전문가들의 1년 설계 지원이 포함된 IP 액세스는 75,000달러이며, 한 번에 제대로 된 실리콘 설계를 할 수 있도록 3년 지원이 포함된 액세스 옵션은 150,000달러이다.  

Arm은 임베디드 리눅스 및 안드로이드용 기본 아키텍처로, 수 백만 개의 리눅스 기반 프로젝트가 이미 Arm 에서 실행 중이다. 리나로(Linaro)와 Arm의 컨소시엄은 리눅스 커널에 기여하는 3대 그룹 중 하나이다.

Arm에서 여러 레디-투-런(ready-to-run) 운영 체제와 미들웨어, 코덱, 애플리케이션을 실행해 얻을 수 있는 프로젝트 시간과 비용에 미치는 긍정적 영향은 아무리 강조해도 지나치지 않는다. 개발자들은 Arm을 선택해 소프트웨어 개발 작업에서만 엄청난 비용 절감 효과를 누릴 수 있다.

또한, 리나로의 머신 러닝 이니셔티브의 일환인 Arm 신경망 추론 엔진을 활용해 Cortex-A5로 고급 머신 러닝 애플리케이션을 구현할 수 있어 폭넓은 생태계 지원이 제공된다.

이 외에도 지난 주 우리는 35만명 이상의 개발자가 참여하는 선도적 IoT 플랫폼인 Mbed OS 솔루션 상에 구축된 Mbed 리눅스 OS를 발표했다. 이는 사상 최초로 Cortex-A에 기반한 IoT 디바이스로 구성된 펠리언 IoT 플랫폼을 통해 안전하고 신속한 개발 및 디바이스 관리를 할 수 있는 제품이다.

확장 가능성·구성 가능성이 최대화된 Armv7-A 프로세서로 한층 빠른 SoC 개발
디자인스타트 Cortex-A5 패키지에는 면적 및 전력 최적화된 SoC 개발을 위한 유연한 시스템 IP가 포함되어 있다. 이 포괄적 시스템 IP가 제공하는 핵심 이점은 다음과 같다.
• 검증된 SoC 기반 - 면적과 전력 최적화 SoC 개발을 위한 유연한 시스템 IP
• 지연시간이 낮은 인터커넥트(interconnect) - Arm 코어링크(CoreLink) NIC-400은 설계 유연성과 더불어 구성 가능한 저전력 연결 제공
• 완벽한 디버깅 - 업계 표준 코어사이트(CoreSight) 디버그 및 추적 솔루션
• 시스템 전반에 걸친 보안 - 트러스트존(TrustZone) 기술은 안전한 RoT(root of trust)를 구축할 수 있는 하드웨어 강제 격리 제공

커스텀 칩을 테이프-아웃 할 준비가 되었다면, Arm의 광범위한 아티산(Artisan) 피지컬 IP로 출시 시간을 한층 앞당길 수 있다. 또한 개발자들은 250nm부터 50nm에 이르는 공정 기술을 가진 18개 파운드리 파트너가 지원하는 설계 실행 플랫폼도 활용할 수 있다.

디자인 스타트의 모멘텀을 이어가다
이달 초 우리는 디자인스타트가 이제 자일링스 FPGA상에서 라이선스 비용이나 로열티 없이 Cortex-M 프로세서를 제공한다고 밝혔다. Cortex-A5를 제공하도록 프로그램을 확장하면서 이 역동적인 시장의 다양한 요구사항을 충족하기 위해 전체 임베디드 및 IoT 디바이스 설계 스펙트럼에 걸친 혁신을 지원할 수 있길 바란다. 디자인스타트는 또한 Arm 아티산 피지컬 IP를 통해 다양한 팹 및 공정 노드에 맞춤화된 업계 선도적 피지컬 IP 라이브러르에 대한 무료 액세스를 제공하며 SoC 구현 속도를 앞당긴다.

디자인스타트의 임무는 Arm IP에 최대한 간단하게 액세스 할 수 있도록 하는 것이다. 지난 10여년간 이뤄진 수 천여 건의 성공적인 테이프-아웃을 통해 미래 가능성을 엿볼 수 있길 바란다. 

Cortex-A5와 DesignStart Pro에 포함된 보다 자세한 내용은 블로그에서 확인할 수 있다. 

출처: VDC 2016 (CPU & SoC unit volume in embedded, excluding mobile, tablets, and networking).

leekh@seminet.co.kr
(끝)
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