블루투스 기기, 올해에만 45억대 출하 전망
블루투스 LE, IoT 기기에 적합한 저전력 특성
ST BlueNRG 제품군, 최신 블루투스 기술 지원


우리는 이제 블루투스 기술을 채택한 소비자 기기를 흔히 접할 수 있다.

스마트폰과 블루투스로 연결된 무선 이어폰으로 음악을 듣고 통화를 하는 건 익숙한 광경이다. 카운터포인트리서치에 따르면 2021년 전 세계 무선 이어폰 시장의 규모는 약 270억 달러, 우리 돈으로 약 33조 원에 달할 전망이다.

블루투스는 이제 소비자 기기에만 적용되지 않는다.

개인 근거리 무선 통신 산업 표준으로 출발한 블루투스는 지속적인 개선을 통해 4.0 버전부터 본격적으로 IoT 기기까지 지원하게 됐다. 5.0 버전에 이르러선 거리와 속도가 더욱 늘어나 연결될 기기가 많고 공간이 넓은 각종 산업 및 상업 환경에서도 사용하기 적합해졌다. 블루투스 LE(Low Energy) 및 블루투스 메시(Mesh)의 등장도 이를 가속하고 있다.

블루투스의 개발을 주관하는 블루투스 SIG는 소비자와 산업용을 통틀어서 2020년에만 45억 대 이상의 새로운 기기가 블루투스 기능을 탑재할 것으로 전망했다. 지난 5월에는 DiiA와 IoT 기반 상업용 조명 분야에서 협업한다고도 발표했다.

성장하는 블루투스 시장에서 제조업체가 경쟁력을 갖추기 위해서는 새롭고 신뢰성 있는 제품을 빠르게 개발하여 시장에 출시해야 한다.

ST 코리아에서 RF 제품을 담당하고 있는 천재승 부장을 만나 어떻게 해야 최신 블루투스 기술을 적용한 제품을 시장에 빠르게 출시할 수 있는지에 대해서 물었다.


Q. IoT 기기의 활용이 증가하면서 저전력으로 구동하는 블루투스 LE에 관한 관심도 높아지고 있습니다. 기존 블루투스와 블루투스 LE의 특징적인 차이는 무엇입니까?
A. 현재 클래식 블루투스라고 부르는 3.0 버전은 멀티미디어 등의 대용량 데이터 송수신을 목적으로 만들어진 기술입니다. 하지만 전력 소비가 많아 간단한 IoT 기기에는 적합하지 않습니다. 이러한 기술적인 장벽을 극복하고자 코인 셀 배터리 등을 이용하는 IoT 기기 간의 간단한 데이터 송수신을 목적으로 2010년 발표된 4.0 버전부터 블루투스 LE가 추가됐습니다.

이후 시장에서 블루투스 LE를 이용한 오디오 또는 음성관련 어플리케이션에 대한 요구 또는 원거리 연결을 필요로하는 IoT 제품의 수요 증가로 인해, 전송속도 증가, 연결 거리 확장 및 애드버타이징(Advertising) 개선, 거리 탐지 기능 등이 추가된 블루투스 5.0 버전이 새롭게 발표됐습니다. ST는 변해가는 시장 수요에 대응하기 위해 이런 기술들을 확대 적용할 수 있는 칩셋들을 개발하고 있습니다.


Q. ST의 블루투스 칩셋 중에는 ‘BlueNRG’로 시작하는 제품들이 있던데, 블루투스 애플리케이션에서 어떠한 역할을 하는 디바이스입니까?
A. BlueNRG는 블루투스 LE 트랜시버, 시스템 제어, 애플리케이션 프로그램을 실행하는 MCU 기능을 한데 모은, ST의 블루투스 LE 포트폴리오입니다. 다양한 저비용 블루투스 LE 솔루션을 포함하는 BlueNRG는 단일 코어 BlueNRG SoC 애플리케이션 프로세서, 칩셋 및 모듈 등으로 구성되어 있습니다.



ST BlueNRG 포트폴리오는 개발자가 기존 하드웨어 아키텍처에 맞는 적절한 제품을 선택할 수 있는 유연한 제품들로 구성된다. 또한, 사전 인증된 제품들로서 비용이 많이 드는 인증 절차를 밟지 않아도 되어 시장 출시 기간을 줄일 수 있다.



Q. BlueNRG 포트폴리오 중 SoC인 BlueNRG-345/355가 눈에 띕니다. 이 두 제품의 특징은 무엇이고 어떤 분야에 적합하도록 제작되었습니까?
A. 345/355 제품은 블루투스 5.0 버전을 탑재한 제품입니다. 기존 4.2 버전 탑재 제품과 비교하여 연결 거리는 4배, 데이터 전송량은 2배가 늘었으며, 애드버타이징을 할 때 보다 효율적으로 커넥션 할 수 있습니다.

BlueNRG-345/355는 Cortex® M0+ 코어를 사용하여 컴퓨팅 파워를 늘렸습니다. 메모리 사이즈는 256KB 플래시를 기반으로 32KB, 64KB 플래시 등을 애플리케이션 복잡도에 따라 선별적으로 사용할 수 있습니다.

또한, -97dBm의 민감도와 +8dBm의 출력 파워를 제공하며, 전력 소비도 피크 전류 기준으로 4.2 제품의 절반 이하입니다. 작동 온도 범위가 105도까지 보증되어 다양한 산업용 애플리케이션에 적용할 수 있으며, WLCSP, QFN 등 다양한 패키지 사이즈를 지원하고 있습니다.


Q. IoT 기기, 특히 산업용 기기는 한번 활용하면 오랜 기간 사용하게 됩니다. 이러한 IoT 기기에서 블루투스 기능을 지속해서 구현하기 위해서는 강건한 모듈이 필요한데, BlueNRG의 블루투스 모듈로는 어떤 제품이 있습니까?
A. BlueNRG-M2SA/M2SP는 BlueNRG-2가 내장되어 블루투스 5.0과 호환되는 모듈입니다. M2SA는 칩 안테나가 적용된 제품이며, M2SP는 패턴 안테나가 적용된 제품입니다. 두 모듈을 사용하면 블루투스 설계 및 RF 튜닝에 전문적인 지식이 없어도 쉽게 애플리케이션을 구현할 수 있습니다.

소량의 블루투스 제품 생산이 필요한 곳에도 최소한의 블루투스 개발 인력 투입으로 효율적으로 손쉽게 제품 개발을 할 수 있습니다. 두 모듈은 ST가 10년간 생산 보증을 하므로 장기적인 사업 계획을 세우는 곳에도 적합합니다.


Q. 최근 다대다 통신이 가능하여 대규모 장치 네트워크를 구축하는데 최적화된 블루투스 메시 기술이 떠오르고 있습니다. 블루투스 메시란 무엇이고 ST의 관련 제품 및 정책에 대해 언급해주십시오.
A. 블루투스 메시 네트워크는 스타 네트워크와 대치되는 개념입니다. 스타 네트워크는 중앙에 게이트웨이 역할을 하는 기기가 주변 기기와 별 구조로 연결된 네트워크 토폴로지입니다. 반면, 블루투스 메시 네트워크는 여러 개의 노드를 두어 클라이언트까지 가장 효율적인 통신 경로를 구성해 블루투스 신호를 전송합니다.

ST는 현재 ST 메시 v1.0 소프트웨어 패키지를 BlueNRG-1, BlueNRG-2, BlueNRG-M2SA 등 다양한 제품의 평가 보드에 장착하여 테스트할 수 있는 환경을 제공하고 있습니다. 올 연말까지 메시 프로파일 1.1 인증을 완료할 계획입니다.



수백, 수천 대의 기기가 서로 통신해야 하는 빌딩 자동화, 센서 네트워크, 상업용 조명 솔루션, 자산 추적 및 기타 IoT 솔루션에 이상적인 블루투스 메시는 블루투스 4.0 이상 버전 및 블루투스 LE와 호환된다. 블루투스 메시 네트워크의 모든 노드는 분산되어 있으며 서로 직접 통신할 수 있다. 또한, 중앙 집중식 허브 및 라우팅 노드가 없어 단일 실패 지점이 없다.



Q. ST는 BlueNRG 등을 활용하여 블루투스 애플리케이션을 제작하려는 개발자에게 어떠한 지원책을 제공하고 있습니까?
A. ST는 직관적으로 사용할 수 있는 BlueNRG SDK를 무료로 제공하고 있습니다. SDK에는 각종 예제 코드와 프로젝트 파일이 포함되어 있어 개발자는 쉽게 사용 목적에 맞는 제품을 개발할 수 있습니다. 신속한 기술 지원이 대면으로 필요한 경우, ST의 한국 내 HW 및 SW 엔지니어의 도움을 받을 수 있습니다.


Q. 블루투스 LE 및 블루투스 메시와 관련한 ST의 앞으로의 계획에 대해 말씀해주십시오.
A. 블루투스 LE로 구현할 수 있는 다양한 기술들, 예를 들면 방향 탐지, 오디오 프로파일 등을 앞으로 지원할 예정입니다. 현재 ST는 관련 제품에 Cortex M0, M0+ 코어를 탑재하고 있으나 M3, M4까지 탑재할 계획입니다. 메모리 용량도 256KB보다 더 큰 용량을 지원할 계획입니다.

ST는 다양한 코어, 메모리, 패키지 등을 지원하는 블루투스 제품을 계속 출시하여 다양한 고객 수요에 대응할 계획입니다. 또한, 블루투스 SIG의 구성원으로서 메시 네트워크의 기술개발에 적극적으로 참여해 블루투스 최신 기술들을 고객들에 제공할 것입니다.