2014년 7월 9일 – 초저전력(ULP; Ultra Low Power) RF 전문기업인 노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor ASA, OSE: NOD, 한국지사장: 최수철, www.nordicsemi.com)는 블루투스(Bluetooth®) 저에너지 및 2.4GHz 초저전력 무선 애플리케이션을 위한 강력하면서도 매우 유연한 멀티-프로토콜 SoC(System-on-Chips) 솔루션인 nRF51822를 기반으로 웨어러블 시장을 비롯한 비콘(Beacon), 무선충전(A4WP), 스마트 리모콘 분야에서 세계적인 리더쉽을 강화해 나가고 있다.

멀티 프로토콜 SoC 솔루션 nRF51822

노르딕의 nRF51822는 강력하면서도 매우 유연한 멀티-프로토콜 SoC 솔루션으로 블루투스(Bluetooth®) 저에너지 및 2.4GHz 초저전력 무선 애플리케이션에 적합하다. 이 디바이스는 32bit ARM® Cortex™ M0 CPU를 비롯해 256kB 플래시 및 16kB RAM을 통합하고 있다. 임베디드 2.4GHz 트랜시버는 블루투스 저에너지는 물론, 2.4GHz 동작을 지원하며, 2.4GHz 모드에서는 노르딕 세미컨덕터의 nRF24L 시리즈 제품과 동작 중 호환이 가능하다.

nRF51822는 PPI(Programmable Peripheral Interconnect) 시스템을 통해 CPU가 개입하지 않고도 상호 동작할 수 있는 풍부한 아날로그 및 디지털 주변장치를 갖추고 있다. 또한 유연한 31핀 GPIO 매핑 구조는 시리얼 인터페이스와 PWM, 직교 변조기(Quadrature Demodulator)와 같은 I/O를 PCB 요건에 따라 어떠한 디바이스 핀으로도 매핑이 가능하도록 해준다. 이를 통해 핀-아웃 위치 및 기능과 관련된 완벽한 디자인 유연성을 제공한다.

nRF51822은 블루투스 저에너지 프로토콜 스택은 물론, 가젤(Gazell)을 비롯한 2.4GHz 프로토콜 스택을 지원하며, 모두 무료로 제공된다. nRF51822은 단일 공급전압으로 구동되며, 1.8V ~ 3.6V의 공급전압 범위와 1.8V의 다이렉트 모드를 지원하는 온칩 리니어 레귤레이터 혹은, 2.1V ~ 3.6V의 공급전압 범위의 온칩 DC-DC 벅 컨버터를 이용할 수 있는 옵션을 제공한다. DC-DC 컨버터를 사용할 경우 런타임 중에 역동적으로 제어가 가능하며, nRF51822를 10mA @ 3V 공급전압(TX @ 0dBm & RX) 이하의 무선 피크 전류에서 동작할 수 있도록 해준다.

웨어러블 마켓을 위한 최소형 블루투스 저에너지 솔루션

노르딕 세미컨덕터는 웨어러블(Wearable) 애플리케이션과 같이 공간이 극도로 제한적인 애플리케이션을 위해 세계에서 가장 작은 블루투스 저에너지 및 ANT+ SoC 솔루션을 공급하고 있다. WLCSP(Wafer-Level Chip-Scale Package) 초소형 패키지 기반의 nRF51822 및 nRF51422 SoC 솔루션은 기존의 nRF51822 및 nRF51422 QFN 패키지 기반 제품군에서 제공되는 모든 기능을 갖추고 있으면서도, 크기는 3.5mm x 3.8mm x 0.5mm에 불과해 보드 공간을 40% 이상 줄일 수 있다.

특히 이러한 WLCSP SoC 솔루션은 ST마이크로일렉트로닉스가 제공하는 nRF51 시리즈를 위한 통합 발룬 디자인(tinyurl.com/STbalun 참조)과 함께 이용할 경우, 기존의 QFN 및 디스크리트 컴포넌트 디자인과 비교해 전체 보드 공간을 80%까지 줄일 수 있다.

따라서 노르딕의 nRF51822 WLCSP 및 nRF51422 WLCSP SoC 솔루션은 스마트 패션 및 스포츠 시계를 비롯해 웨어러블 스포츠&피트니스 혹은 웨어러블 메디컬 센서, 휴대형 스마트폰 액세서리, 보청기, 스마트 카드 등과 같은 공간이 극히 제한적인 휴대형 애플리케이션에 매우 이상적이다. 대부분의 이러한 제품은 오늘날 초저전력 무선 분야에서 가장 빠르게 성장하고 마켓 중 하나이다.

ABI 리서치에 따르면, 웨어러블 피트니스 및 헬스 센서 마켓은 2017년까지 약 1억7천만개의 디바이스 규모로 성장할 것으로 전망되고 있으며(tinyurl.com/kuxggj 참조), 주니퍼 리서치(Juniper Research)의 자료에 따르면, 스마트폰이나 태블릿과 연결되는 무선 액세서리 마켓 또한 같은 기간 동안 1억1천만개의 디바이스에 이를 것으로 예상되고 있다.(tinyurl.com/a94o8xk 참조) 한편 ABI 리서치는 애프터마켓의 스마트 모바일 디바이스 액세서리 시장이 2017년까지 약 620억 달러에 이르고, 스마트폰 관련 액세서리의 선적량이 이중 80%를 차지할 것으로 내다봤다.(tinyurl.com/ammxs9g 참조)

리젠스 무선충전 기술을 지원하는 SDK 및 S120 프로토콜 스택

노르딕 세미컨덕터는 A4WP(Alliance for Wireless Power)가 개발, 주도하고 있는 차세대 무선 전력 전송 기술인 리젠스(Rezence™) 표준 기반의 무선충전 애플리케이션을 위한 nRF51 무선충전 SDK 및 8-링크 센트럴 프로토콜 스택 S120을 공급한다.

nRF51 무선충전 SDK는 리젠스 PTU(Power Transmitting Unit) 및 PRU(Power Receiving Unit)는 물론, 스테이트 머신 예제 샘플들과 프로파일을 포함하고 있어 애플리케이션 개발시간을 단축시키고, 간소화할 수 있다. nRF51 SDK는 nRF51 시리즈의 플래시-기반 아키텍처의 장점을 활용하고 있으며, 개발자들에게 OTA DFU(Over-The-Air Device Firmware Upgrade)와 같은 다양한 기능 및 예제들을 제공한다.

S120은 nRF51822 SoC를 기반으로 동시에 8개의 링크를 지원하는 블루투스 저에너지 SoftDevice로, 최대 8개의 기기를 동시에 충전할 수 있는 충전패드를 개발할 수 있다. S120 SoftDevice는 GATT/GAP를 비롯한 모든 블루투스 저에너지 프로토콜 레이어를 포함하고 있으며, 멀티-링크 센트럴 및 옵저버 기능을 비롯해, GATT 서버 및 클라이언트, 이벤트 위주의 비동기식 쓰레드 안전(Thread Safe) GATT/GAP 및 L2CAP API를 지원한다. 노르딕의 nRF51 시리즈를 위한 SoftDevice로 제공되는 S120은 고객들이 편리하게 다운로드하여 사용할 수 있으며, 애플리케이션 코드로 인해 링크 타임이 좌우되지 않는 사전 합성된 바이너리 구조이다.

자기공명 원리에 기반한 리젠스는 공간자유 개념을 통해 하나의 충전 패드에서 여러 기기를 접촉하지 않고도 동시에 충전시킬 수 있는 국제 표준으로, 리젠스가 지원되는 모든 모바일 기기의 전원공급을 위해 어떠한 표면에서라도 무선충전이 가능하도록 구현할 수 있다.(그림참조: 장갑 및 모자에서 충전되고 있느 스마튼폰) 기존 기술들과 달리 자기공명 원리를 이용하고 있는 리젠스는 무선충전 에코 시스템을 개발하는데 있어 여러 가지 고유의 혜택을 제공할 수 있다. 리젠스 표준은 리젠스 애플리케이션을 위한 OOB 충전 관리 기술로 블루투스 스마트(Bluetooth Smart)를 선택했다.

블루투스 스마트 비콘 키트(Beacon Kit)

노르딕 세미컨덕터는 nRF51822 SoC를 기반으로 블루투스 스마트 비콘을 위한 레퍼런스 디자인을 공급하고 있다. 블루투스 스마트 비콘은 저가격, 저전력 블루투스 저에너지 무선 트랜스미터로, 근접해 있는 블루투스 스마트 레디(Bluetooth Smart Ready) 스마트폰에게 위치를 알려주는 기능을 한다.

nRF51822 비콘 키트(Beacon Kit)는 개발자 및 엔지니어들이 애플의 iBeacon™ 표준을 이용해 자체 비콘 애플리케이션을 개발하거나, 블루투스 스마트를 이용해 독자적인 사양으로 자체 비콘을 구현할 수 있도록 해준다. 이 키트는 OEM 및 ODM 업체들이 고객들에게 완벽한 비콘 솔루션을 제공하기 위해 관련 백-엔드 서비스와 함께 비콘 하드웨어를 개발하는데 이상적이다.(*참조: ‘iBeacon’은 애플(Apple Inc.)의 등록된 상표입니다. )

이 키트는 iOS 및 안드로이드(4.1/4.3/4.4) 스마트폰을 위해 함께 제공되는 스마트폰 앱으로 즉시 작업이 가능하다. 펌웨어는 노르딕이 제공하는 소스 코드로 이용이 가능하며, 제품 아이디어를 테스트하기 위해 비콘 시나리오 사례들을 통해 빠르고 쉽게 설정할 수 있다. 이 키트는 완벽한 OTA-DFU(Over-The-Air Device Firmware Upgrade)를 지원하는 nRF51822 SoC의 성능을 활용하고 있어, 모든 비콘의 펌웨어를 현장에서 정확하게 업데이트할 수 있다.

nRF51822 비콘 키트는 노르딕이 개발한 하드웨어 및 펌웨어, 소프트웨어를 채택하고 있으며, iOS 7 및 안드로이드(4.3/4.1/4.4) 운영 시스템을 모두 지원한다. 스마트폰은 각 브랜드나 모델에 따라 각기 다른 RSSI 레벨을 갖고 있기 때문에(예를 들어, 각각 사용하고 있는 케이스 인클로저나 안테나에서 스트리밍되는 전자기 차이로 인해), nRF51822 비콘 키트는 폰의 모델과 상관없이 일관된 성능을 유지할 수 있도록 조정 기능을 갖추고 있다.

nRF51822 비콘 키트는 블루투스 스마트 비콘 기술에 대한 모든 기능을 완벽하게 시연해 볼 수 있다. 또한 모든 디자인 파일은 노르딕에서 제공되며, 디자이너의 요구에 따라 수정작업도 가능하다.

리모콘용 레퍼런스 디자인: nRFready Smart Remote 2

노르딕의 nRFready Smart Remote 2는 nRF51822 SoC 기반의 리모콘용 레퍼런스 디자인으로 고성능 및 초저전력의 비용 효율적인 리모콘 디자인이 가능하다. nRF51822 SoC는 블루투스 스마트 및 2.4GHz 가젤(Gazell) 프로토콜을 모두 지원하며, 단일 칩 상에서 모든 프로토콜 및 애플리케이션 펌웨어를 구동할 수 있다.

이 레퍼런스 디자인은 인터넷 지원 TV 및 셋톱박스는 물론, 컴퓨터용 무선 멀티-터치 트랙패드를 위한 첨단 리모콘 개발에 이상적인 플랫폼이다. 여기에는 멀티-터치 트랙패드와 QWERTY 키보드, 저전력 가속도계, 6축 모션 센서, 그리고 nRF51822 무선 모듈을 갖춘 리모콘 베이스보드가 포함되어 있다. 펌웨어는 블루투스 저에너지 및2.4GHz 가젤을 모두 지원하는 제품을 위해 완벽한 비-병행(Non-Concurrent) 멀티 프로토콜 기능을 지원한다.

노르딕의 Smart Remote 2는 포인트&클릭 및 멀티-터치 제스처를 모두 지원하는 시냅틱스(Synaptics)의 멀티-터치 지원 트랙패드를 갖추고 있으며, 매우 다양한 기능들을 설계할 수 있다. 6축 모션 센싱은 3축 자이로 및 3축 가속도계와 더불어 첨단 모션 센싱 프로세서를 겸비하고 있는 인벤센스(InvenSense®)의 통합 솔루션을 통해 지원되며, ‘자유공간(Free-Space)’ 리모콘 디자인이 가능하다. ST마이크로일렉트로닉스의 초저전력 가속도계는 방향를 감지할 수 있어 트랙패드를 수평 및 수직으로 모두 사용할 수 있다. 또한 이 가속도계는 비활성화 상태를 감지하여 인텔리전트 전력절감 기능을 수행하기 때문에 전력소모를 상당히 절감할 수 있다.