인터뷰_송병철 과장/ ST 마이크로일렉로닉스

디스플레이 강조한 MCU를 MPU 급까지 한 단계 끌어올려... ‘큐브 MX’로 엔지니어들 IoT 제품화 용이

한국 전자전(KES)에서 선보인 ST마이크로일렉트로닉스의 ‘SMART City Solution’은 MCU 보드를 이용한 다양한 애플리케이션의 가능성을 보여줬다. 센서를 이용한 스마트 가로등부터 스마트 쓰레기통, 건물 안에서는 습도와 기온 조절, 지진 감지까지 디지털 메쉬(Digital mesh) 정보를 실시간으로 관리할 수 있다. 

국제 데이터 협회에서 조사된 연구에 따르면 IoT 세계시장의 매년 16.9%의 성장률을 감안하면 2020년까지는 1조 7천억 달러(한화 약 2023조원)까지 증가한다고 밝혔다. 이는 IoT 사물의 수가 인터넷 사용자 수 보다 더 많아진다는 의미이다. 

이에 따라 ST도 꾸준하게 IoT 기반의 솔루션들을 내놓아 엔지니어들에게 다양한 애플리케이션 개발 기회를 제공하고 있다. 과연 ST는 무한한 가능성을 지닌 IoT 시장을 어떻게 주도해 나갈 수 있을지. 그 해답을 듣기 위해 ST의 MCU 담당 송병철 과장을 지난 16일 한국반도체대전 현장에서 만났다.  

-이번 전자전(KES)에서 중점적으로 소개하고 있는 ST의 주력 MCU는 어떤 제품인가.

ST에서는 이번에 런칭한 ‘STM32F7’과 현재 가장 사랑받고 있는 ‘STM32 F4’를 소개하고 있다. STM32 F7 같은 경우 디스플레이 특성을 강조했는데 ST의 기술인 Chrom-ART Accelerator™를 통해 MPU급까지 MCU 레벨을 끌어올렸다. STM32F4의 활용 사례를 쉽게 볼 수 있도록 ‘Nucleo car’를 준비했다. 블루투스, X-Nucleo 보드와 모터 쪽인 X-Nucleo 보드와 연결하면 데모 자동차를 만들 수 있다. 

-F7의 디스플레이를 강조했는데, 어떤 기능이 디스플레이 최적화 구현을 가능하게 만드나.

새로 나온 Cortex-M7 core를 적용하여 최대 216MHz 동작 주파수에서 462DMIPS, 1082 CoreMark 성능을 실현하였다. 이는 Cortex-M4 core의 두 배 정도의 성능이다. 높은 성능에 Chrom-ART라는 ST 자체 기술력을 통해 2D 그래픽 하드웨어 가속을 구현하였다. 2D그래픽에 특화된 DMA이라고 볼 수 있다(DMA2D라고도 부른다).  Chrom-ART의 이점은 그래픽 작업 수행에 필요한 CPU 로드를 줄여주고, 빠른 PFC와 Blending 기능을 활용하여 보다 화려한 GUI를 구현할 수 있다는 점이다. 또한 여러 그래픽 스택에 쉽고 빠르게 적용할 수 있다.

-그렇다면 이 MCU는 어떤 시장을 타깃으로 개발되었나?

바로 많이 찾는 IoT 시장이다. ST가 중점적으로 보고 있는 것은 이 시장에서 어떻게 하면 제품을 쉽게 개발할 수 있을지에 대한 것이다.

-ST만의 구체적인 IoT 솔루션은 어떤 것들이 있나?

i-SEDEX에서 X-Nucleo 보드를 무상으로 제공하고 있다. ‘STM32 L0’하고 ‘STM32 L4’ 두 종류의 보드가 있다. 일단 IoT하면 각각 로드(load)단과 허브(herb)단이 존재한다. 로드에는 저전력을 중점으로 하기 때문에 ‘STM32 L0’ 제품과 같은 경우 Cortex-M0가 들어있어 저전력에 효과적이다. 그리고 허브단에는 고성능이 요구되어 Cortex-M4가 탑재되어 있는 F4보드가 유용하다. 또한 ST에서는 MCU 뿐만 아니라 Nucleo 보드를 레고 블록 쌓듯이 ‘Nucleo car’처럼 다양한 X-Nucleo 보드를 사용할 수 있다. 


▲Nucleo 보드를 레고 블록처럼 쌓아 만든 ‘Nucleo car’로 ‘SMART City’를 구현했다.

-Nucleo 보드를 레고처럼 쌓을 수 있다고 했는데, 어떻게 활용하면 좋은가.

개발자가 기존에 사용하는 기능 외에 추가적인 기능을 확장할 때 어려움이 많았다. Nucleo 보드는 이런 상황에 다양한 X-Nucleo라는 확장 보드를 연결함으로서 쉽게 개발을 가능하게 만든다. 예로 들어, 데모로 만든 자동차는 Nucleo 보드(MCU 보드)에 BLE X-Nucleo, Motor X-Nucleo 보드를 쌓아서 만든 것이다. 이렇게 원하는 기능만큼, 해당 X-Nucleo 보드를 쌓아서 제품을 만들 수 있는 방법을 고안했다.
(ST가 종합 반도체 회사다 보니, 온도 센서 보드, MEMS 센서 보드, BLE, NFC 등등 다양한 기능의 보드가 있다.)

-엔지니어들이 MCU를 사용했을 때 가장 편리한 점은?

엔지니어들이 MCU를 개발할 때 MCU를 선정하고 나서 기본 세팅에 어려움을 겪는 걸로 알고 있다. 그래서 ST에서는 ‘큐브 MX’를 준비했다. ‘큐브 MX’는 MCU를 선정한 후, 그 안의 하드웨어 블럭을 쉽게 설정할 수 있도록 소프트웨어를 만들어 주는 프로그램이다. 지금 ST 홈페이지에서 무상으로 다운받아 클릭만 하면 자동으로 소프트웨어를 생성할 수 있기 때문에 엔지니어들이 애플리케이션 윗 단만 프로그래밍하면 바로 제품화 시킬 수 있는 환경을 구축해 놓았다.

-마지막으로 스마트 시티 관련해서 향후 MCU에 어떤 기능들이 추가되는가.

특별한 추가 기능을 통해 스마트 시티와 연관 짓기에는 조금 어려움이 있다. MCU는 범용 제품으로 좀 더 낮은 소모 전류에 높은 수행 능력을 통해 스마트 시티로 가는 주춧돌이 될 수 있다고는 생각한다. 예로 들어, 스마트 시티에서 가로등이 저절로 켜진다고 볼 때, 사람이 오는 것을 센서로 인지해서 가로등을 켜고, 중앙 시스템에 해당 내용을 알리기 위한 통신을 해야 하는데 MCU가 그 역할을 잘 수행하기 위해서 소비전류와 성능이 기본 조건이 될 것이다. 참고로, ST에서는 좀 더 높은 성능의 MCU와 더욱 낮은 소비전류의 MCU 제품이 앞으로 출시될 계획이 있다.