TI 코리아(대표이사 켄트 전)가 업계 최저전력의 32비트 ARM Cortex-M4F MCU인 MSP432 마이크로컨트롤러 플랫폼을 출시했다. 

"MSP432는 추가적인 전력 소모 없이 성능을 극대화했으므로 개발자들은 이제 더 이상 저전력이나 고성능 중에 선택해야 할 필요가 없다. MSP432 MCU는 이 두 가지를 동시에 제공한다"라고 TI의 EP/DLP애플리케이션 팀 류승운 부장은 말했다. 

MSP432 MCU에 탑재된 48MHz의 고성능 ARM Cortex-M4F코어에는 완전한 ARM 명령어 세트와 DSP 및 FPU 엔진이 통합되어 있다. "전력예산을 위해 선택하던 Cortex-M0+ 솔루션 같은 경우에는 명령어 세트가 한정되어 있어 어셈블리 명령어 라인이 증가할 수 밖에 없었고 이는 실행 시에 전력소모 증가로 이어졌다. 

 

MSP432 MCU는 고성능의 주변장치들을 탑재하고 있다. 독립적으로 작동하는 최대 256KB의 듀얼 뱅크 플래시 메모

리는 읽기와 소거의 동시 실행을 통해 속도를 향상시키며, ROM에 탑재된 

DriverLib은 플래시를 이용할 경우에 비해 실행속도를 배가시켜준다. 

주변장치와 SRAM 메모리의 비트 밴드(bit-band) 기능은 메모리 내의 데이터를 바이트 단위가 아닌 비트 단위로 바꿈으로써 속도를 높일 수 있도록 해준다. 

"주변장치의 경우, 내용을 업데이트 하려면 그 값을 메모리로 옮겨서 바꾸고자 하는 값으로 쓴 뒤 다시 옮겨줘야 하는데, 비트 단위로 액세스하게 되면 바로 쓸 수 있다"고 류승운 부장은 설명했다. 메모리 사이를 왔다 갔다 하는 과정이 없어져 해당 루틴들이 간소화되므로 MCU가 3번 일할 것을 한 번에 일하니까 그만큼 속도가 높아지는 것이다. 전력소모 또한 그만큼 줄어들게 된다. 

MSP432  MCU는 이러한 기능들을 통해 보다 많은 데이터를 처리하고 보다 많은 고급 알고리즘을 통합할 수 있으며, 유무선 IoT 스택과 보다 고해상도의 디스플레이 이미지를 구현할 수 있다. 그리고 이 모든 것들을 기존의 전력 예산 내에서 실행할 수 있다.

종합적인 절전 기법에 의한 초절전 성능

MSP432 MCU의 아키텍처는 초저전력 구현을 위해 최적화 되어 있어 능동 모드에서의 동작전력 소모가 95uA/MHz에 불과하며, 대기 전력은 실시간 클럭(RTC)이 활성화된 상태에서 850nA에 불과하다. 

이처럼 뛰어난 절전 성능의 구현에는 주변장치들을 비롯한 여러 가지 절전 기법들이 기여하고 있다. 

MSP432 MCU는 최저 1.62V에서 최고 3.7V의 폭 넓은 전압 범위에서 동작하므로 전체 시스템 전력을 낮출 수 있다.

 또한 LDO와 DC/DC가 통합되어 있어 40%의 절전 성능 향상을 가져온다. "전력 소모가 중요한 요소일 때는 내장된 DC/DC를 활성화시켜 전력효율을 극대화하고, 슬립 모드와 웨이크업 모드 간의 빠른 전환이 요구될 때는 LDO를 활성화시킬 수 있다"고 류승운 부장은 설명했다. 

이 밖에도 14비트 ADC를 탑재하고 있어 예컨대 센서 값을 1MSPS의 속도로 샘플링 할 경우 375A라는 최소한의 전력만을 소모한다. 

MSP432 MCU의 독자적인 기능인 선택적 RAM 보전(retention) 기능은 8개의RAM 뱅크 중에서 필요한 뱅크에만 전력을 공급함으로써 전체 시스템 전력소모를 RAM 뱅크당 30nA까지 줄일 수 있다. 또한 DriverLib이 플래시가 아닌 ROM에 탑재되어 있으므로 플래시를 사용할 경우에 비해  35%의 절전이 이루어진다.

신속한 개발 위한 간편한 툴

개발자들은 에뮬레이션 기능이 통합된 저가형의 래피드 프로토타이핑 키트인 MSP-EXP432P401R 론치패드 키트(12.99달러)와 MSP432 MCU의 평가를 위한 MSP-TS432PZ100 타깃 보드(89달러)를 이용해 지금 바로 설계에 착수할 수 있다. MSP432 론치패드 키트에 저전력의 SimpleLink Wi-Fi CC3100 부스터팩을 비롯한 다양한 부스터팩을 더하면 추가적인 평가 작업을 수행할 수 있다. 또한 TI의 클라우드 개발 에코 시스템을 통해 제품, 참고 문서, 소프트웨어 및 IDE에 이르는 모든 것을 웹에서 편리하게 이용할 수 있으므로 신속하게 개발 작업에 착수할 수 있다. 

그 밖의 장점들

MSP430과 MSP432 포트폴리오 간에는 코드, 레지스터 및 저전력 주변장치들이 호환되므로 개발자들은 16비트로부터 32비트 제품으로 이식함으로써 기존 코드를 활용할 수 있다.

MCU가 실제로 어느 정도의 전력을 소모하는지 추적하는 EnergyTrace+ 기술과 사용되지 않는 주변장치들에 대한 원인 메시지를 생성하여 이를 비활성화 하도록 조언해 주는 ULP Advisor 소프트웨어는 코드와 시스템이 초절전 동작을 하도록 최적화 시켜준다.

MSP432 MCU는 TI-RTOS, FreeRTOS, Micrium C/OS를 비롯한 다수의 RTOS를 지원한다. 또한 높은 유연성과 충분한 메모리, 고성능, 통합된 아날로그 기능과 와이파이, 블루투스 스마트, Sub-1GHz 무선 커넥티비티 솔루션과의 호환성을 제공하므로 개발자들은 IoT 제품을 보다 용이하게 개발할 수 있다.

"이제 개발자들은 저전력이 요구되는 분야에는 MSP430을, 저전력과 고성능이 모두 요구되는 분야에는 MSP432를 사용할 수 있는 선택권을 갖게 되었다"고 류승운 부장은 강조했다.

 TI의 32비트 초저전력 MSP MCU 포트폴리오의 주력 제품인 MSP432의 양산은 올해 2사분기로 예정되어 있다. MSP432 MCU는 현재 256KB의 플래시 메모리를 지원하는 제품이 샘플링 되고 있으며, 향후에는 최대 2MB의 플래시 메모리를 지원할 예정이다. 현재 샘플링 되고 있는 MSP432P401RIPZ MCU의 가격은 1,000 개 수량 기준으로 개당 2.15달러부터이다.