1997년에 출시된 AVR, 메모리 대신 플래시를 넣은 MCU
개발 시간과 방법들 간소화의 시작 
 
E4ds 뉴스는 다양한 전자제품의 두뇌로 불리는 MCU(Micro Controller Unit)를 주력하는 주요 반도체 기업을 찾아간다. MCU는 단순한 전자기기에서 IoT 시대의 자동차, 로봇 등 그 활용폭이 넓어지면서 갈수록 고성능 저전력 성능이 강화되고 있다. 이에 다양한 MCU 제품의 기능과 특징을 집중적으로 소개하고 이들 MCU 주요 업체들의 취재를 통해 각 기업들이 중점을 두는 기술들과 트랜드를 살펴 독자들의 제품 선택에 도움을 주고자 한다. [취재 / 신윤오 기자, 김수진 기자]

20년 전의 MCU에는 플래시가 아닌 메모리가 들어 있었다. 그래서 개발을 할 때마다 매번 코드를 다운로드하여 테스트를 실행하는 매우 번거로운 작업이었다고 한다. 그러던 중 플래시를 집어 넣게 되어 획기적으로 개발 과정이 간소화되었는데 바로 메모리 대신 플래시를 넣은 기업이 아트멜(Atmel)이다. 그 이후 아트멜의 8 비트 MCU인 AVR은 선풍적인 인기를 끌었고 현재 우리나라의 가장 큰 커뮤니티도 ‘당근이의 AVR 갖고놀기’이다. 특이하기도 한 AVR 이름의 유래에는 여러가지 설이 있지만 그 중 Alf-Egil Bogen(Chipcon, EnergyMicro의 공동창업과 Silicon Labs의 현재 Board member이고 Novelda라는 회사를 운영중), Vegard Wollan(현재 Atmel Touch Business Unit의 VP&General Manager)’s RISC Processor의 약어라는 설이 가장 유력해 보인다. IoT시대를 맞아 대기업에서 스마트 가전들이 만들어지고 있지만 길고 큰 시장을 갖기 위해선 스타트업들의 개발이 절실하다는 아트멜의 Filed Marketing Manager 서문 준(사진)부장을 만나 그들을 위한 지원과 개발환경을 구체적으로 들을 수 있었다.


 
  ♦ MCU는 매우 다양한 분야에 적용되는 제품인데, 아트멜 MCU를 주력 분야별로 소개해 달라.  

아트멜은 일반용도에 사용되는 General MCU를 주요 제품으로 만들고 있으나 이 중 몇몇 특화된 분야가 있다. 바로 터치 스크린(Touch Screen), 터치 키(Touch Key), 저전력 제품이다.
 
터치 스크린의 실제 하드웨어는 일반 MCU를 이용하며, 아트멜에서 제공하는 전용 ‘Touch Screen Library’를 사용하여 국내 주요 핸드폰 제조사에 제품을 공급하고 있다. 터치 키는 터치스크린에서 사용되는 알고리즘을 이용하여 개선한 제품들로 주로 국내 주요 가전사에 쓰이고 있다.
 
마지막으로 저전력 제품은 일반적인 MCU보다 더 저전력 특성을 갖는 제품들로 모바일 액세서리악(?) 스마트워치나 스마트 밴드를 개발 제조하는 국내 제조사에 공급하고 있다.
 
이 밖에 커넥티비티(connectivity) 부문이 있다. 지그비(ZigBee)나 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi)와 같은 분야들에서 경쟁사에 비해 강하다. 경쟁사들은 제품별로 사업부가 나뉘어져 협업이 어려운 반면에 아트멜은 터치 키와 관련된 가전과 웨어러블, 모바일 분야의 협업 구조가 우수한 것이 강점이다.

 General MCU가 주요 제품이나 IoT 시대에 특화된 Touch 기술 보유
모바일 산업이 주를 이뤘으나 현재는 웨어러블, 자동차 분야까지 확대

   ♦ 아트멜 MCU의 시장 점유율(2014)을 보면, 유무선 통신, 컨수머, 산업용 등에서 두각을 보이고, 자동차 컴퓨팅 분야가 뒤를 잇고 있다. 앞서 말한 통신쪽에 강점을 보이는 이유가 있다면 무엇이며 이러한 시장 점유율은 최근 변화가 있는가.  

앞서 말했듯이 현재는 터치 키를 강화하고 있다. IoT 분야에서 터치 키를 이용한 비즈니스를 할 수 있는 것들이 무궁무진하기 때문이다. 한 예를 오토모티브 분야에서는 대시보드(DashBoard)에 터치 키를 넣기 시작했다. 이 밖에 도어와 핸들 버튼도 터치로 바뀌고 있다. 터치스크린 사업이  크다 보니 이와 관련한 터치 키도 집중적으로 프로모션하고 있다.  

주력시장은 모바일에서 오토모티브로 점점 이동하는 추세이다. 모바일(통신) 시장은 고객의 니즈(Needs)와 시장의 변화가 매우 빠르다. 그만큼 적합한 제품 판매와 개발 사이클의 단축이 가장 중요하다. 그래서 아트멜은 우수한 제품과 함께 한국 지사에 다수의 FAE(Field Application Engineer)들과 광고기획자(AE)들을 운영하고 있어 시시각각 변화하는 고객사의 요청사항에 맞춰 제품을 출시하고 있다.

시장 점유율은 작년까지 증가했으나 소폭 하락했다. 그 이유는 애플리케이션 환경의 변화로 가격이 중요시 되다 보니 OEM들이 애플리케이션 안에 MCU를 탑재하기 시작했기 때문이다. 그 대신 작년부터 스마트 워치나 스마트 밴드와 같은 액세서리들이 많이 출시되면서 그에 적합한 아트멜의 저전력 8비트 MCU 공급이 늘어나고 있는 상태이다.

  ♦ 포화상태에 이른 모바일 시장에 비해 새로운 시장으로 떠오른 웨어러블 기기 분야를 확장하려는 것인가?  

꼭 그렇지만은 않은 것 같다. 모바일에 들어가는 제품의 출하량은 억대 단위인 반해 스마트 워치나 밴드는 아직 출하량이 미비하기 때문이다. 약 천만대가 되지 않는다. 물론 (시장이) 커가고는 있다. 그러나 최종 사용자들이 지속적으로 액세서리 용품들에 매력을 느낄 수 있느냐는 미지수인 것 같다..
 
 

아트멜의 터치스크린(Touch screen)
학생들은 8비트를 기준으로 공부시작
아트멜의 AVR core가 간단하면서 파워있어 학습용도로 적격

   ♦ 최근 산업 전반에서 IoT(사물인터넷) 트렌드에 맞춘 솔루션 개발이 한창이다. 아트멜 MCU가 IoT에 강점을 가질 수 있는 메리트가 있다면.  

IoT 제품은 대기업보다는 좀 더 창의적인 아이디어를 갖고 있는 다수의 스타트업에서 나올 것이라는 게 일반적인 전망이다. 이런 상황에서 아트멜 제품은 30년 이상의 축적된 제품 노하우와 사용자 입장에서의 친화적 제품 환경 등을 강점으로 내세워 보다 쉬운 개발, 쉬운 디버깅을 제공하고 있다.
 
또한 MCU를 처음 공부하는 학생들은 8비트를 기준으로 공부를 시작하게 되는데 이때 아트멜의 AVR core가 매우 간단하고 강력한 파워를 갖고 있어서 신입생들의 학습 용도로 많이 사용되고 있다. 이러한 학생들이 학교를 졸업 후, 취업하여 제품 개발을 시작하면 이미 익숙해진 아트멜의 MCU를 사용하게 된다. 이를 기반으로 시장 점유율을 꾸준히 유지하고 있다는 것이 아트멜의 강점이다.

   ♦ 아트멜 MCU의 기술적 노하우는 어떤 것들이 있나.  

명령어는 16비트 버스(bus)폭의 하드웨어 처리, 데이터는 8비트 워드 길이를 기반으로 하는 8비트 마이크로 콘트롤러이다. 진보된 RISC 구조와 파이프라인 처리 방식을 사용하여 소비전력이 적으며 대부분의 명령을 단일 클럭 사이클에 처리하는 것이 장점이다.
 
또한 모델에 따라 약 90~133개 정도의 명령을 가지고, 고성능인 상위 모델에서는 하드웨어 곱셈기를 내장하고 있어 2클럭 사이클에 실행되는 곱셈 명령을 사용할 수 있다.
 
AVR의 아키텍처
 
“IoT의 제품은 대기업보다는 좀 더 창의적인 아이디어를 갖고 있는 다수의 스타트업에서 나올 것이라는 게 일반적인 전망이다. 이런 상황에서 아트멜 제품은 30년 이상의 축적된 제품 노하우와 사용자 입장에서의 친화적 제품 환경 등을 강점으로 내세워 보다 쉬운 개발, 쉬운 디버깅을 제공하고 있다.”
 
대기업 아닌 스타트업들도 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록
개발 환경 구축과 체계적인 커뮤니티 운영
   
  ♦  요즘은 개발자들이 빠르고 쉽게 개발할 수 있는 개발환경을 구축해놓는 것이 하나의 추세이다. 아트멜의 개발 환경은 타사와 어떻게 다른가.  

컴파일러 전문회사에서 판매하는 유료 툴과는 달리 아트멜에선 Atmel Studio 라는 자사의 IDE 툴을 무료로 제공한다 아트멜을 처음 접하거나 특정 제품을 처음 시작하는 개발자들에게 다양한 종류의 예제 소스코드와 라이브러리들을 무료로 지원하고 있다.
 
개발자들이 처음 필요한 것은 소프트웨어 ‘IDE’와 하드웨어 타깃 보드와 제이텍(JTAG)이 있어야 한다. 이 제이텍은 보통 30만원씩 한다. 아트멜은 개발 보드에 제이텍을 집어 넣었다. 하나의 칩 가격수준인 2-3만원 정도면 구입할 수 있다. 전체 비용은 약 3만원으로 소프트웨어 IDE를 무료로 사용할 수 있다. 추가적으로는 터치 키를 개발할 수 있다. 이 밖에 MCU를 개발하다 보면 주변 디바이스들을 어떻게 써야 하는지 고민인데 아트멜 툴은 제품에 따른 MCU 종류를 맵핑해준다.

 
Atmel Studio

  ♦ MCU는 개발환경과 관련하여 커뮤니티 같은 인프라 구축이 중요한 솔루션이다. 지원책이 따로 있는가.  

- 아트멜은 오래 전부터 각 개발자들간의 커뮤니티를 형성시키는데 집중해왔다. 아트멜에서 운영하는 제품 블로그나 트위터, 페이스북, 유투브 등을 비롯하여 ‘myAtmel’ 등을 운영하여 기술 질문들을 아트멜 내부의 전문가를 통해서 해결하도록 도와준다.
 
AVR Freaks 사이트는 AVR MCU 커뮤니티로 1만개의 포스트가 있는 가장 큰 사이트이다. 두 번째는 Atmel SMART ARM-based MCUs and MPUs 사이트로 MCU, MPU 종류별로 포럼들이 있다. 커뮤니티들도 내부에 포럼이 있어서 각 안에 코디네이터들이 우리와 연결되어 있어서 질문 있으면 답변이 바로 나갈 수 있다.


 
  ♦ 엔지니어가 아트멜 MCU를 선택해야 하는 이유가 있다면 그게 무엇인지, 간단하게 핵심을 말해달라.  

개발자의 가장 큰 고민은 어떻게 가장 쉽고 빠르게 믿을 수 있는 제품을 개발하는 것이다. 아트멜 제품은 앞서 말한 대로 다양한 무료 툴 환경을 제공하고 여러 경로를 통해서 개발할 때 생기는 문제점이나 의문점을 해결하도록 지원하고 있다. 바로 이런 점이 30년 넘는 긴 역사를 갖고 있는 아트멜 마이크로 컨트롤러의 장점이라고 할 수 있다.

  ♦ 그 말은 초보 엔지니어들에게 적합한 MCU라는 건가?  

처음 배우는 사람들에게 이만한 것이 없다. 접근이 쉽고 가장 저렴하게 시작할 수 있다. 검증이 끝난 후 실제 양산을 한다고 한다면 그 이후의 지원이 잘 마련되어 있다. 많은 사람들이 아두이노는 검증하는 툴로서 사용하긴 하지만 상업적 플랫폼용으로 만들어 쓰진 않는다. 그저 오픈 소스툴이 뿐이다. 아두이노로 검증을 끝내고 실제 양산을 한다고 하면 완전히 다른 문제다. 아두이노의 워크 스페이스를 가져오는 방법이 없어서 보드와 소스코드 등을 다시 새로 만들어야 했다. 
 
하지만 아트멜은 근래에 아두이노의 워크 스페이스를 아트멜 툴쪽으로 마이그레이션하는 툴을 오픈하였다. 그래서 대기업이 아닌 스타트업 기업들의 오픈 마켓에서 상업적으로 확대할 수 있도록 지원하고 있다.
 
기존 8비트 전략에서 벗어나 32비트 제품들 강화, 분야는 모바일과 자동차
8비트 제품들은 다시 리모델링 중

  ♦ 앞으로 MCU 제품들의 로드맵을 간략하게 이야기 한다면.  

현재 아트멜은 기존의 8비트 전략에서 벗어나 32비트 제품들을 키워가고 있다. 여기에 많은 개발자들의 사랑을 받고 있던 8비트 AVR/Tiny 제품을 다시 리모델링하려고 한다. 현재는 몇몇 Mega AVR 제품들의 새로운 버전이 나왔고 올해에는 Tiny MCU의 새로운 버전들이 나올 예정이다.

   ♦ 32비트도 확장한다는 의미인가.  

그렇다. 지금 상황에선 물론 32비트 제품군이 넓진 않지만 늘려갈 계획이다. 애플리케이션은 아마도 모바일과 IoT 자동차 쪽이 될 것 같다. 자동차도 이미 3가지 제품이 라인업되었고 하나는 이미 양산이 시작되었다.