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노르딕 세미컨덕터, WLCSP 기반 블루투스 5.2 SoC 발표

nRF52805 SoC는 일회용 의료제품과 스타일러스, 센서, 비콘과 같은 비용이 제한된 애플리케이션을 위해 블루투스 LE의 빠른 전송속도 2Mbps와 향상된 채널 선택 알고리즘 #2, 2.4GHz 독점 프로토콜을 제공한다. 

노르딕 세미컨덕터(www.nordicsemi.com)는 이미 널리 사용되고 있는 자사의 입증된 nRF52 시리즈에 7번째로 추가된 nRF52805 블루투스 5.2 SoC(System-on-Chip)를 발표했다. 초저전력 블루투스 LE(Bluetooth® Low Energy) SoC인 nRF52805는 크기가 2.48 x 2.46mm에 불과한 WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package)로 제공된다. 이 WLCSP SoC는 2-레이어 PCB 설계에 최적화되어 있어 고가의 4-레이어 PCB를 사용할 필요가 없기 때문에 예산이 제한적인 소형 무선 설계에서 비용을 크게 절감할 수 있다. 이 SoC는 블루투스 LE의 2Mbps에 이르는 빠른 전송속도를 지원하며, 향상된 채널 선택 알고리즘 #2(CSA #2)으로 공존성을 개선할 수 있다. 

nRF52805는 탁월한 효율성(65 CoreMark/mA)을 갖춘 강력한 64MHz 32bit Arm® Cortex®-M4 프로세서(144 CoreMark)를 내장하고 있으며, 192KB 플래시와 24KB RAM을 지원한다. 멀티 프로토콜(블루투스 LE/2.4GHz) 무선은 101dBm 링크 버짓에서 최대 +4dBm의 출력 파워와 -97dBm의 수신감도(1Mbps 블루투스 LE)를 제공한다. 이 무선의 최대 전력 소비량은 4.6mA(TX 0dBM, RX 1Mbps)에 불과하며, SoC의 전류 소모량은 24KB RAM 보존 및 RTC 실행 시 시스템 오프의 경우 0.3µA, 시스템 온의 경우 1.1µA로 매우 낮다. 이 SoC는 SPI, UART, TWI와 같은 다양한 아날로그 및 디지털 인터페이스를 비롯해 2채널 12bit ADC 및 10개의 GPIO를 갖추고 있다. 노르딕은 10개의 모든 GPIO를 사용할 수 있는 9.5 x 8.8mm의 레퍼런스 설계를 제공하고 있으며, 필요한 외부 수동부품(2개의 크리스탈 부하 커패시터 포함)은 10개에 불과하다. 이 SoC는 1.7V ~ 3.6V의 공급전압으로 구동되며, LDO 및 DC/DC 전압 레귤레이터가 포함되어 있다. 

nRF52805 WLCSP는 크기가 2.48 x 2.46mm에 불과하고, 2-레이어 PCB 설계에 최적화되어 있어 소형의 저비용 설계를 구현하는데 적합하다. 일반적으로 소형 설계에 비용 부담이 큰 4-레이어 PCB를 사용하게 되면 설계 상의 트레이드오프가 발생하게 된다. 따라서 이 SoC는 스타일러스나 프리젠터, 센서, 비콘, 일회용 의료제품 및 네트워크 프로세서 설정과 같이 대량으로 생산되는 소형 무선 애플리케이션을 위한 블루투스 LE 솔루션으로 매우 적합하다. 

nRF52805는 현재 S112 SoftDevice로 지원되며, 조만간 S113 SoftDevice도 지원될 예정이다. S112 및 S113 SoftDevice(블루투스 5.1 인증 프로토콜 소프트웨어)는 2Mbps의 빠른 전송속도와 CSA #2 기능을 지원하는 메모리에 최적화된 주변장치를 위한 ‘스택’이다. 이 스택은 브로드캐스터와 동시에 주변장치로 기능할 수 있도록 최대 4개의 연결을 지원하며, 연결 수와 연결 당 대역폭을 구성할 수 있어 메모리 및 성능에 최적화할 수 있다. 또한 S112 및 S113은 LE 레거시 페어링(Legacy Pairing)에 비해 보안 성능을 향상시킬 수 있는 LE 보안 연결을 지원한다. S113은 LE 데이터 패킷 길이 확장(Data Packet Length Extension)을 지원함으로써 더 빠른 전송속도를 구현하고, 패킷 당 오버헤드를 줄일 수 있다. 

한편 노르딕의 nRF5 SDK(Software Development Kit)와 nRF52805 사용방법에 대한 안내서도 제공된다. nRF52805 평가에는 nRF52 DK(Development Kit)를 사용할 수 있으며, 커스텀 개발 보드로 이행하기 전에 설계를 시작할 수 있는 좋은 하드웨어 기반을 제공한다. 노르딕 세미컨덕터의 제품관리 디렉터인 키에틸 홀스타드(Kjetil Holstad)는 “nRF52805는 예산이 한정된 2-레이어 PCB 설계에 최적화된 WLCSP 기반의 블루투스 5.2 솔루션으로, 이미 입증된 nRF52 시리즈 제품군을 확장한다. 이 SoC는 제조업체들이 nRF52 시리즈의 완성도와 신뢰성을 새로운 소형의 저비용 무선 주변장치 설계로 확장할 수 있도록 독보적인 크기와 비용에 최적화한 장점을 제공한다.”고 밝혔다.

nRF52805는 현재 양산 중이다. 이 SoC는 10개의 GPIO가 있는 2.48 x 2.46mm 크기의 WLCSP 패키지로 제공된다. 

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.