온세미컨덕터, 최신 글로벌 셔터 기술의 차세대 1.2M픽셀 CMOS 이미지 센서 출시

에너지 효율 혁신을 주도하고 있는 온세미컨덕터(www.onsemi.com)가 이미지 센싱 기술의 또 다른 주요 기술인 AR0135 글로벌 셔터 CMOS 이미지 센서를 출시했다. 1/3인치 포맷의 1.2MP 이미징 소자는 자동차 영상 장치를 비롯해 고속 바코드 스캐닝, 가상 현실이나 3D 스캐닝 등 새롭게 떠오르는 애플리케이션이 필요로 하는 요구조건들을 충족시킨다.

 

이번에 출시된 새로운 글로벌 셔터 센서는 카메라가 빨리 움직이는 데이터를 “순간 포착” 하고, 펄스 광원과 효율적으로 동기화 시켜준다. AR0135센서는 기존 제품들에 비해10배 낮은 암전류와 4배 높은 셔터 효율성을 가진 새로운 혁신적인 글로벌 셔터 픽셀 설계를 채택했다.

이렇게 향상된 기능으로 인해 높은 온도의 환경뿐 아니라 어두운 곳에서나 밝은 곳에 모두에서 선명하고 노이즈가 적은 이미지를 생성한다. 이에 따라 차세대 자동차 실내에 설치될 안구 추적 및 동작 인식 기능이 가능하게 하며 바코드 스캐닝에서도 영상 감지 속도를 향상시킬 것으로 예상된다.

1,280 x 960 화소의 이 소자는 풀 해상도에서 초당 54 프레임(fps), 720p에서 60fps까지 동작 가능하다. 또한 외부 LED 광원 쉽게 컨트롤 할 수 있는 트리거 핀과 Flash 컨트롤을 내장하여 스테레오 카메라 애플리케이션의 많은 센서들을 더욱 쉽게 동기화하도록 해주어 전체 시스템 제어 향상 등 여러 가지 다기능도 제공한다.

내장된 온도 센서와 통계 엔진은 카메라 시스템의 진단과 제어 능력을 더욱 향상시킨다. 병렬 및 직렬 (4 레인 HiSPi 인터페이스를 통한) 출력을 지원하여 출력의 유연성 제공도 특징들 중 하나이다.

온세미컨덕터의 자동차 및 스캐닝 이미징 부서 부사장 로스 제이투 (Ross Jatou)는 “글로벌 셔터 기술은 자동차 운전자의 동작 모니터링과 고속 바코드 스캐닝과 같은 새로운 애플리케이션을 가능하게 하는 중요 기술이다. 이 시장은 혹독한 환경에서도 신뢰할수 있는 동작과 고성능 글로벌 셔터 픽셀이 조합된 이미징 솔루션을 필수 요소로 한다”며 “당사는 AR0135 소자의 출시를 계기로 이러한 요구조건을 충족하는 기술을 고객사들에게 다시 한 번 보여주었다. 당사가 제공하는 최신 글로벌 셔터 픽셀 기술은 차세대 카메라 설계에 새로운 수준의 고성능을 제공한다”고 덧붙였다.

NXP 레이더 기술, 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 도입 가속화

NXP, CMOS 단일칩으로 우표 크기 레이더 센서 구현, 업계 선도의 레이더 포트폴리오 확장

NXP 반도체는 초 고해상도 성능을 7.5 x 7.5mm의 크기로 제공하는 세계 최소형 단일칩 77GHz 레이더 송수신기를 발표했다. NXP는 시큐어 커넥티드 카 기술의 글로벌 선도 업체로, 업계를 선도하는 차량용 레이더 포트폴리오를 한층 더 혁신했다. 새로 출시된 단일칩 77GHz 레이더 송수신기는 초 고해상도 성능을 지니면서, 세계 최소 사이즈인 7.5 x 7.5mm에 불과하다. 레이더는 자동차 주변 환경을 정확하게 파악할 수 있는 수단을 제공해 운전자의 부담을 덜어주는, 향후 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance Systems)의 핵심 기술이다. NXP는 이미 주요 고객사를 대상으로 RFCMOS IC의 작동 가능한 프로토타입을 제공해, 구글의 자율 주행 차량(self-driving car) 프로젝트에서 필드 테스트 중이다.

NXP의 칩은 차세대 레이더 센서 어셈블리의 구현을 가능케 한다. 센서들은 우표만한 크기로 차량의 어느 곳에도 ‘보이지 않게’ 탑재할 수 있다. 이는 자율 주행 과정에서 점점 더 추가되는 센서의 수가 늘어남에 따라, 차량 설계 시 큰 이점으로 작용한다. 전력 소모량은 기존의 레이더 IC에 비하여 40% 수준에 불과하다. 주요 안전성 애플리케이션은 긴급 정지, ACC(적응형 크루즈 콘트롤), 사각 지역 모니터링, 반대차선 차량 경고, 자동 주차 등이 있다.

NXP 인포테인먼트 및 운전자 지원 부문 수석 부사장인 토스텐 레만(Torsten Lehmann)은 “완벽하게 통합된 세계 최소형 77GHz 칩을 개발함으로써, 완전 자율 주행 차량 개발의 길이 열리게 될 것이며, 일반 자동차 시장 내 ADAS 기술의 도입을 가속화 할 것”이라며, “자율 주행 차량은 주변 환경에 대하여 신뢰할 수 있는 높은 해상도의 360도 시야를 확보할 필요가 있다. 이것은 부피가 큰 기존의 레이더 하드웨어로서는 상당히 어려운 과제였다. 차량 제조업계에서는 기존의 초음파 기반 주차 거리 제어 시스템을 ‘보이지 않는’ 레이더 센서로 교체해, 성능 및 기능은 끌어올리면서 보기 싫은 범퍼의 구멍은 없애기 위해 적극적으로 나서고 있다”고 밝혔다.

IHS 리서치에 따르면, 향후 레이더 기반 ADAS는 오는 2021년까지 5천만 개 수준으로, 레이더 센서 시장이 확대되면서 향후 수 년간 점유율이 급격히 늘어날 것으로 전망된다. 5천만 개 수준으로 시장이 늘어나기 위해서는 매년 23%의 성장이 이루어져야 한다. 크기, 전력 소모량, 저렴한 가격에 이어, NCAP (신규 차량 평가 프로그램, New Car Assessment Programs) 역시 ADAS 시스템의 성장을 견인하는 또 다른 요소가 되고 있다. NCAP는 전 세계적으로 존재하며, 자율 비상 브레이크 및 보행자 보호 시스템과 같이 검증된 ADAS 시스템을 대상으로 보상 체계를 제공한다.

지난 2015년 12월 7일, 프리스케일 반도체(Freescale Semiconductors)와 합병을 완료한 NXP는 이제 차량용 ADAS 솔루션의 선도 업체로 등극하였다. 새로운 RFCMOS IC는 이미 강력한 레이더 IC 포트폴리오에 날개를 달아줄 것으로 기대된다. 결합된 제품 포트폴리오는 고성능 레이더 시그널 프로세서 및 MCU를 포함해, 시장 선도의 장/중/단거리 레이더 애플리케이션용의 77GHz 송수신기를 제공한다. 이들 제품은 저가형 모델에서부터 최고급 차량에 이르기까지 자유롭게 확장할 수 있다. 현재까지 레이더 IC는 1백만 대가 넘게 출하되었다. 양사의 역량이 하나로 합쳐져, 프론트엔드 및 베이스밴드 프로세서를 모노리스(monolithic) 다이에 통합시켜, 하나의 칩으로 자동차용 레이더 SoC를 구현하는 차세대 레이더 IC를 실현, 미래의 상향 통합의 발판을 마련할 수 있을 것으로 전망된다.

아이씨엔 매거진 news@icnweb.co.kr

[#CES2016] RFaxis, 사물인터넷용 CMOS RF 프론트-엔드 ICs 포트폴리오 확장

무선 연결 시장을 위한 혁신적인 차세대 FR 솔루션 개발에 주력하는 팹리스 반도체 선두기업인 RFaxis가 6일부터 9일까지 라스베가스에서 열리는 ’CES 2016’에서 글로벌 IoT(사물인터넷)/M2M(사물통신) 시장을 위한 RF 프론트-엔드 집적회로(RFeIC™) 솔루션의 포트폴리오를 확장한 추가 제품을 선보인다. 새 제품은 다양한 등급의 IoT용 무선통신시스템의 작동 범위를 확장하는 데 주로 사용되는 sub-GHz 및 2.4GHz 주파수를 위한 RFaxis사의 RF 프론트-엔드 ICs 제품군을 확장한 것이다.

이번에 RFaxis사의 IoT 포트폴리오에 새로 추가된 제품은 RFX2403, RFX2413, RFX1030 RFeICs이다. RFX2403은 고효율 선형 전력증폭기(PA), 저소음 증폭기(LNA), 802.15.4 지그비/스레드(ZigBee/Thread)용 송수신 스위칭 회로, 2.4GHz 대역 전용 ISM 라디오가 통합됐으며, 동시에 BLE(Bluetooth® Low Energy) 같은 선형 변조(Linear Modulation)를 지원한다. 이 제품은 방향성 결합기(directional-coupler) 기반의 아웃풋 전류 측정기 회로 및 바이패스 모드를 추가함으로써 널리 사용되는 RFaxis RFX2401C와 핀투핀(pin-to-pin) 방식으로 호환되기 때문에 사용자는 확장된 작동 범위, 저전력 소비로 연장된 배터리 수명, 안테나 임피던스 편차에 대한 개선된 허용오차, 인근의 무선통신과의 개선된 공존 기능 등을 통해 자신의 무선시스템을 직접 업그레이드할 수 있게 됐다.

마찬가지로, RFX2413 제품도 고효율성 PA, 안테나 다이버시티 스위치(antenna diversity switch), 2.4GHz 대역용 전류 측정기 회로와 통합됐다. RFX2413은 낮은 바이패스 삽입손실 덕분에 이미 잡음지수가 낮은 트랜시버를 탑재한 데다가, 수신 모드 상태에서 거의 전류 유입이 없는 추가적인 혜택을 지닌 무선 IoT 시스템에 이상적이다. RFX1030은 1와트의 고전력, 고효율성 PA, LNA, 송수신 스위칭 회로, sub-GHz 802.15.14용 방향성 전류 측정기 회로, 그리고 LoRa®, SigFox®, Weightless®, 협대역 셀룰러 IoT (NB-CIoT) 같은 전용 ISM 라디오 토폴로지 등과 통합됐다. 3개 신제품 모두는 매칭 네트워크, 싱글다이/싱글칩 RF 디커플링 필터와 하모니 필터, 초소형 2.5×2.5mm 16-핀 QFN(Quad-Flat Non-Lead) 패키지의 벌크 CMOS 디바이스와 통합됐다. 또한, 특히 스마트 LED 조명, 스마트 홈, 스마트 오피스, 스마트 빌딩용의 대부분의 애플리케이션이 요구하는 대기온도 125°C까지의 내열성도 갖췄다. 샘플은 2016년 1분기에 이용 가능하다.

IoT와 M2M을 위한 무선 연결 기능이 스마트 에너지에서 스마트 홈, 스마트 오피스, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 최근에는 저전류 원거리통신망(LP-WAN)으로까지 발전하면서 고성능, 고비용의 단순한 RF 프론트-엔드 솔루션에 대한 필요성이 그 어느 때보다 더욱 중요해졌다. 고정형, 단거리 라디오뿐 아니라 LP-WAN을 위한 IoT/M2M 무선 연결 시장은 2025년까지 총 200억 개의 커넥티드 단말기(connected devices)로 성장할 것으로 예측된다(매키나리처시(Machina Research), 2015년 5월).

올렉산더 고르바초프(Oleksandr Gorbachov) RFaxis 최고기술책임자(CTO)는 “우리의 IoT용 최신 제품은 2.4GHz 및 sub-GHz 무선 네트워크의 성능과 신뢰도 개선에 대한 고객의 요구에 대응하기 위함이다”고 말했다. 그는 “IoT 서비스 발전이 무선 연결 성장에서 핵심 동력이기 때문에 이런 라디오용 RF 프론트-엔드는 비용과 성능에 대한 요구에 적절히 대응해야 한다”며 “RFaxis 사는 혁신적, 싱글다이, 싱글칩 CMOS RF 프론트-엔드 제품군을 통해 현재 떠오르는 이 시장을 지원할 만반의 준비가 돼 있다”고 덧붙였다.

한편, RFaxis 사는 2016년 1월 6~9일까지 라스베가스에서 열리는 CES 2016(The International Consumer Electronics Show, 국제전자제품박람회)에서 가성비가 좋은 IoT용 RFeIC™ 솔루션의 확장된 포트폴리오를 선보일 예정이다.

파워일렉트로닉스 매거진 power@icnweb.co.kr

IoT와 웨어러블에 최적화한 초저전력 아폴로 MCU

Ambiq Micro, IoT와 웨어러블에 최적화한 초저전력 MCU ‘아폴로’ 제품군 발표

경쟁 MCU 제품들보다 에너지 소비가 5-10배 더 적은 것으로, 배터리 전원으로 동작하는 웨어러블 전자기기나 IoT 애플리케이션의 배터리 사용 시간을 크게 늘려줍니다.

초저전력 IC 기술의 선도기업인 Ambiq Micro가 32비트 ARM® 코어텍스-M4F 마이크로컨트롤러(MCU)에 기반한 아폴로(Apollo) 제품군을 발표했다. 이번에 발표된 아폴로 제품군은 4종이다.

신제품의 에너지 소비는 실제 환경에서 동급 성능의 다른 MCU 제품들보다 5-10배 더 적어 웨어러블 전자기기와 그밖에 다른 배터리 구동 기기의 배터리 사용 시간을 크게 늘려준다. 에너지 소비를 이처럼 대폭 줄일 수 있었던 이유는 Ambiq의 특허 받은 서브스레숄드 전력 최적화 기술(Subthreshold Power Optimized Technology, SPOT) 플랫폼을 적용했기 때문이다.

최근 2-3년 동안 우리의 실시간 클럭 제품에서 검증되고 이제는 아폴로 MCU에 적용된 이 기술은 휴대기기 설계 엔지니어들이 숙원해 온 배터리 수명의 획기적인 연장 요구를 충족한다. 우리는 반도체의 에너지 소비가 향후 2년마다 절반으로 줄어들 것으로 예상한다.
– 마크 폴리(Mark Foley), Ambiq Micro CEO 겸 회장

회사측은 “지금까지 배터리 한 개로 기껏해야 수 일에서 수 주밖에 구동할 수 없던 웨어러블 기기들이 아폴로 제품군의 출시로 향후에는 수 개월에서 수 년까지 동작할 수 있도록 설계 또는 재설계가 가능”하다고 밝혔다. 여기에 크게 늘어난 전력 예산 덕분에, 이전에는 불가능했던 특징이나 기능들을 새롭게 추가하거나, 혹은 더 작은 배터리를 사용할 수 있게 되어 엔지니어들은 소비자의 관심을 보다 높일 수 있는 혁신적인 제품을 만들 수 있게 되었다고 강조했다.

특허 받은 서브쓰레숄드 전압 기술에 기반한 ARM® 코어텍스-M4F 마이크로컨트롤러로 기존 제품보다 에너지 소비 10배 개선

아폴로 MCU는 액티브 모드와 슬립 모드 양쪽 모두에 최적화된 저전력 설계가 특징이다. 신제품은 플래시 메모리로부터 명령어를 실행할 때 업계 최고 수준인 30µA/MHz의 전력을 소비하며, 평균적인 슬립 모드 전류 소비도 100nA에 불과할 정도로 매우 적다. 에너지 소비가 이처럼 극히 적어도 성능은 전혀 떨어지지 않는다. 예컨대 사물인터넷(IoT) 분야는 갈수록 센서, 오디오, 자동 소스의 사용이 늘어남에 따라 알고리즘 처리 요건도 그만큼 더 많아지고 있는데, 아폴로 MCU는 강력한 ARM® 코어텍스-M4F 코어와 정밀 부동소수점 유닛을 통해 IoT 애플리케이션이 요구하는 컴퓨팅 성능을 제공한다.

Ambiq Micro의 마크 폴리(Mark Foley) CEO 겸 회장은 “최근 2-3년 동안 우리의 실시간 클럭 제품에서 검증되고 이제는 아폴로 MCU에 적용된 이 기술은 휴대기기 설계 엔지니어들이 숙원해 온 배터리 수명의 획기적인 연장 요구를 충족한다. 우리는 반도체의 에너지 소비가 향후 2년마다 절반으로 줄어들 것으로 예상한다. 그 시작이 바로 이것이다.”라고 말했다.

집적도가 매우 높은 아폴로 MCU는 최대 24MHz까지 동작한다. 신제품은 512kB의 플래시 메모리와 64kB의 RAM을 활용하기 때문에 애플리케이션 코드 외에 추가적인 RF 및 센서 부품까지 수용할 수 있다. 센서와 RF, 그밖에 다른 주변기기들, 그리고 선택사양인 호스트 프로세서와의 통신은 I2C/SPI 포트와 UART를 통해 이뤄진다. 이밖에 10비트, 13채널, 1MS/s 성능의 ADC와 ±2ºC 정확도의 온도 센서가 온칩으로 구현되었다. 패키징은 2가지 소형 옵션이 제공된다. 50개의 GPIO를 지원하는 64핀, 4.5 x 4.5mm BGA 패키지와 이보다 소형 디자인에 최적화된 27개 GPIO의 2.4 x 2.4mm, 42핀 CSP가 그것이다.

Ambiq Micro의 SPOT 플랫폼은 1.8V에서 ‘on’ 상태가 되는 트랜지스터를 사용하는 대신, (0.5V 이하의) 서브스레숄드 전압에서 트랜지스터를 구동한다. 이 플랫폼은 디지털과 아날로그 영역 모두에서 연산 작업 시 ‘off’ 트랜지스터의 누설 전류를 사용한다. 업계 표준 CMOS 공정으로 구현되는 이 특허 기술은 서브스레숄드 전압 스위칭과 관련한 잡음 취약성, 온도 민감성, 프로세스 드리프트의 도전 과제를 모두 극복했다. 2013년에 출시된 이 회사의 AM08x5 와 AM18x5 초저전력 실시간 클럭(Real-time Clock, RTC) 제품군 역시 동일한 플랫폼에 기반하고 있다.

아이씨엔 박은주 기자 news@icnweb.co.kr

온세미, 업계 최고 감도의 차세대 13메가픽셀 CMOS 이미지 센서 출시

에너지 효율 혁신을 선도하는 온세미컨덕터가 차세대 13 메가픽셀 (MP) 이미지 센서 – AR1335의 출시로 이미징 관련 솔루션 제품군을 확대했다.

최신의 1.1 미크론 (µm) 픽셀 기술을 기반으로 하는 AR1335는 양자 효율(QE) 및 linear full well capacity를 극적으로 증가시켜 새로운 감도 기준을 제시한다. 스마트폰 카메라용으로 특화된 이 이미지 센서는 디지털 스틸 카메라에 버금가는 화질과 더불어 모바일 기기에 최적화된 전력 소비 및 Footprint를 제공한다.

온세미컨덕터는 기존 세대 제품에 비해 감도가 20% 가까이 증가한 첨단 픽셀 및 컬러 필터 어레이(CFA) 처리 능력을 갖춘 고성능 스마트폰용 1.1 µm 픽셀 기술을 개발했다. 세계 최상급의 감도는 더 많은 빛을 받을 수 있어 특히 저조도에서도 화질 성능을 크게 개선시킬 수 있다.

AR1335는 스마트폰 사용자들에게 엄청난 이미징 경험을 제공하도록 설계되었다. 세계 최상급의 감도, QE 및 linear full well을 가진 이 솔루션 덕분에 소비자들은 아주 생생한 저조도 이미지를 경험할 수 있다. 탁월한 13MP 해상도는 고화질의 줌과 각 장면들을 선명하게 재생한다.

초당 30프레임의 4K 초 고선명 (UHD) 시네마 포맷과 초당 60 프레임의 Full HD 1080P기능은 전문가 수준의 동영상을 지원한다. 32도의 높은 Chief Ray Angle(CRA)은 낮은 z-height를 가진 어플리케이션들을 지원한다.

온세미컨덕터 이미지 센서 그룹의 슝 치 (Shung Chieh) 소비자 이미징 사업부 부사장은 “AR1335 이미지 센서는 혁신 기술을 고객초점에 접목시킨 기술의 집합체이다. 스마트 설계 및 생산 공정 최적화와 접목된 첨단 기술은 완벽하고 풍부한 카메라 체험을 구현하게 하는 저비용의 스마트폰 제조 솔루션이 된다”고 설명했다.

아이씨엔 박은주 기자 news@icnweb.co.kr