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노르딕 세미컨덕터, 비용에 민감한 대량 판매용 무선 기기에도 블루투스 5 적용 가능

nRF52810 SoC는 블루투스 5 외에도 노르딕의 고사양 nRF52 시리즈 SoC에서 지원되는 OTA(Over The Air) 애플리케이션 업데이트 기능도 제공한다. 이를 통해 설계자는 최적화된 노르딕 S112 SoftDevice(RF 프로토콜 스택)와 최신 노르딕 nRF5 SDK를 이용해 최신 블루투스 사양의 주요 이점을 모두 갖춘 저가의 대량생산 제품을 소비자에게 제공할 수 있게 되었다.

초저전력 무선 솔루션 분야의 세계적인 선도기업인 노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor, 한국지사장: 최수철, www.nordicsemi.com)는 노르딕의 최고 사양의 고성능 블루투스(Bluetooth®) 5 인증 SoC에 메모리를 최적화한 ‘nRF52810 블루투스 LE(Bluetooth Low Energy) SoC(System-on-Chip)’의 대량생산을 시작하고, 전세계 고객들에게 공급한다고 밝혔다. nRF52810은 이미 입증된 nRF52832(nRF52810과 핀-호환) 및 고사양의 nRF52840 SoC와 함께 노르딕 세미컨덕터 nRF52 시리즈의 포트폴리오를 완성시켰다.

nRF52810 SoC의 양산제품 출시는 노르딕의 S112 SoftDevice(노르딕의 최신 RF 블루투스 5(블루투스 LE) 프로토콜 소프트웨어 또는 스택)와 새로운 버전의 노르딕 nRF5 SDK(Software Development Kit)와 함께 제공되며, 완벽한 주변장치 드라이버를 갖춘 프로덕션-레디 개발 툴도 nRF52810 SoC를 위해 지원된다.

노르딕의 입증된 nRF52 시리즈 아키텍처를 기반으로 한 nRF52810 SoC는 nRF52 시리즈 중 가장 낮은 전력을 소모하며, 블루투스 5의 2Mbps의 빠른 전송속도와 개선된 공존성, 그리고 애드버타이징 확장 기능을 통한 향상된 브로드캐스트 처리량을 가장 비용에 민감한 대량생산 애플리케이션에 제공한다. 또한 nRF52810 SoC는 다른 nRF52 시리즈 SoC처럼 64MHz, 32bit ARM® Cortex® M4 MCU를 갖추고 있어 LE 보안연결 및 2Mbps 데이터 처리와 같은 기능을 구현하는데 필요한 성능을 제공할 수 있다. 이와 함께 nRF52810 SoC의 플래시-기반 소프트웨어 아키텍처는 이전에는 비용상의 문제로 구현이 어려웠던 제품에서도 OTA(Over-the-Air) 애플리케이션 업그레이드를 지원할 수 있게 되었다.

주요 타깃 애플리케이션으로는 IoT용 네트워크-연결 센서 및 비콘 빌딩 블록과 저가형 웨어러블 기기를 비롯해 컴퓨터 및 태블릿용 저가형 무선 마우스와 키보드, 장난감, 일회용 의료 모니터링 장치 등이 있으며, 훨씬 큰 MCU와 함께 커넥티비티 컨트롤러로 사용할 수도 있다.

S112 SoftDevice는 nRF52810 SoC의 196kB 플래시 및 24kB RAM 할당에 적합하도록 설계된 최적화된 경량의 스택으로 광범위한 테스트가 수행되었다. S112 SoftDevice는 100kB에 불과하기 때문에 다양한 대량생산용 블루투스 LE 애플리케이션을 위해 충분한 여유 메모리를 제공할 수 있으며, OTA 애플리케이션 소프트웨어 업그레이드도 안정적으로 지원한다.

또한 S112 SoftDevice는 듀얼 주변장치 및 브로드캐스터 전용 스택이지만, nRF52810 SoC의 성능을 최적화하기 위해 2Mbps 전송속도와 Privacy 1.2, LE 보안 연결, LE Ping, Long ATT MTU를 비롯해 블루투스 메시 또는 다른 독자적인 프로토콜과 함께 사용할 수 있는 Timeslot API와 PA/LNA 제어 기능과 같은 블루투스 5 및 블루투스 LE 기능을 지원한다.

양산용 SoC 출시와 동시에 개발 툴을 공급하는 노르딕의 전략에 따라, 엔지니어는 최신 버전의 노르딕 nRF5 SDK를 이용해 nRF52840 SoC 및 S112 SoftDevice로 즉시 디자인 개발작업을 시작할 수 있다. nRF5 SDK v14.1은 nRF52810 SoC를 위해 완벽한 주변장치 드라이버를 지원하는 프로덕션-레디 개발 툴이다. 또한 nRF5 SDK는 IPv6 기반 블루투스 LE 적응 레이어(6LoWPAN)와 완벽한 IP(Internet Protocol) 수트를 포함하고 있는 이전의 IoT용 nRF5 SDK의 기능을 통합했다. 이러한 처리능력은 nRF52810 SoC 블루투스 LE 애플리케이션에 기본 IPv6 지원을 제공함으로써 IP 기반 네트워크에 연결된 ‘사물’과 직접 통신할 수 있도록 해준다. 또한 nRF5 SDK는 임베디드 애플리케이션의 관리 및 테스트, 구축을 위한 완벽한 올인원 솔루션인 세거 마이크로컨트롤러(Segger Microcontroller)의 ‘임베디드 스투디오(Embedded Studio)’를 포함하고 있다.

nRF52810은 기본적인 블루투스 5 SoC로, 적은 메모리 할당과 다소 감소된 주변장치 세트를 통해 가격 대비 성능 상의 이점을 제공한다. 주변장치 세트에는 ADC 및 아날로그 비교기, PDM 디지털 마이크 입력(x1), 4-채널 PWM(x1), SPI(x1), I2C(x1), UART(x1), 직교식 디코더(x1) 등이 포함되어 있다. 이 SoC는 다른 nRF52 시리즈 SoC에 사용된 임베디드 프로세서와 유사한 연산 성능 및 DSP 기능을 제공하는 ARM M4 MCU를 내장하고 있다. nRF52810 SoC는 nRF52832 SoC와 동일한 100dBm 링크 버짓의 2.4GHz 멀티프로토콜 무선 기능(블루투스 5/ANT/독자적인 2.4GHz)을 갖추고 있어 비슷한 수준의 RF 성능을 제공하면서도 전력소모는 1Mbps Rx 및 0dBm Tx에서 각각 4.6mA에 불과하다. 무선 출력은 최대 +4dBm까지 증폭이 가능하다. 이 SoC는 6x6mm QFN32와 5x5mm QFN16 등 두 가지 패키지 타입으로 제공되며, 2.5x2.5mm WLCSP는 추후 공급될 예정이다.

이전 버전의 표준과 비교해 블루투스 5의 핵심 장점은 블루투스 4.2 블루투스 LE 구현 대비 2배에 이르는 데이터 대역폭(2Mbps)과 특히 비콘 애플리케이션에서 보다 효율적으로 데이터를 전송하기 위해 애드버타이징 패킷 페이로드 크기를 251byte까지 늘리는 애드버타이징 확장 기능을 통해 8배로 향상된 브로드캐스팅 처리량 등을 들 수 있다.

노르딕 세미컨덕터의 제품 마케팅 매니저인 존 레오나드(John Leonard)는 “nRF52810 SoC 및 S112 SoftDevice는 다른 nRF52 시리즈 제품군을 보완하며, 아무리 단순한 애플리케이션이라도 모든 제품에 블루투스 5 무선 연결을 구현할 수 있는 주목할만한 제품이다.”고 밝혔다.

또한 존 레오나드는 “프로덕션-등급의 SDK를 동시에 함께 공급함으로써 새로운 다양한 개발자 집단이 이전에는 불가능했던 기능들과 무선 성능을 갖춘 가장 간단한 애플리케이션까지도 설계할 수 있게 되었다.”고 말하고, “nRF52810 이전까지 이러한 개발자들은 매우 제한적인 플래시와 적은 용량의 ROM을 갖춘 비-블루투스 5 기기에만 개발작업이 한정됨에 따라 애플리케이션 복잡성에 대한 제약과 전송속도 및 공존 성능의 저하, 그리고 보안 및 사용자 편의성을 향상시키는 OTA 애플리케이션 업그레이드에 한계가 있었다.”고 언급했다.

Nordic Semiconductor 소개
노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)는 IoT를 위한 무선 통신 기술에 특화된 노르웨이 기반의 팹리스 반도체 기업이다. 노르딕은 1983년에 설립되었으며, 전세계적으로 1,300명 이상의 직원을 두고 있다. 수상 경력에 빛나는 블루투스 LE(Bluetooth® Low Energy) 솔루션은 선도적으로 초저전력 무선 기술을 개척함으로써 노르딕이 글로벌 시장 리더로 자리매김하는데 기여했다. 이후 노르딕은 ANT+, 스레드(Thread) 및 지그비(Zigbee) 솔루션을 추가하고, 2018년에는 IoT 보급을 확장하기 위해 저전력, 소형 LTE-M/NB-IoT 셀룰러 IoT 솔루션을 출시했다. 또한 노르딕은 2021년 와이파이(Wi-Fi) 기술을 보완함으로써 포트폴리오를 더욱 확장했다.
노르딕은 설계자들이 복잡한 RF 설계를 간소화할 수 있는 개발 툴과 함께 첨단 무선 기술을 제공함으로써 아이디어를 가진 사람은 누구나 IoT 플랫폼을 기반으로 혁신을 구현할 수 있도록 지원하고 있다. 현재 수상 경력에 빛나는 고성능의 설계가 용이한 블루투스 LE 솔루션은 무선 PC주변장치와 게임, 스포츠, 피트니스, 휴대폰 액세서리, 가전, 장난감, 헬스케어 및 자동화 등 세계적인 브랜드의 다양한 제품에 사용되고 있다. 노르딕은 ANT+ 얼라이언스(ANT+ Alliance)와 블루투스 SIG(Bluetooth SIG), 스레드 그룹(Thread Group), 지그비 얼라이언스(Zigbee Alliance), 와이파이 얼라이언스(Wi-Fi Alliance) 및 GSMA의 회원사이다. 노르딕 세미컨덕터 및 제품에 대한 자세한 정보는 www.nordicsemi.com에서 확인할 수 있다.