SGET사양의 초소형 사이즈 Computer-on-Modules출시
SMARC 2.0
임베디드 기술 표준화 그룹 SGET(Standardization Group for Embedded Technologies)에서 신제품 SMARC 2.0 사양의 출시를 발표했다. 이 신용 카드 사이즈의 컴퓨터-온-모듈의 주요 변화는 무엇이며 기존 및 새로운 디자인에 미치는 영향은 무엇일까?
ADLINK에서 작성한 이 글을 통해 새로운 SMARC 2.0에 대해 좀 더 자세히 알아보자.
저자 : Dr Harald Schmidts
Global Product Manager SMARC
ADLINK Technology, Inc.
Computer-on-Module(COM) 사양 SMARC(Smart Mobility ARChitecture)는 풀사이즈 포맷(82㎜×50㎜)과 소형, 슬림형, 저전력 모바일 시스템 디자인을 위한 신용카드 사이즈의 숏 포맷(82㎜×50㎜)으로 SGET에 의해 2012년 2월 임베디드 월드 쇼에서 새로운 표준형 바디로 발표되었으며, 2012년 12월 SMARC 1.0이 출시되었다.
오늘날 모든 선도 모듈 업체는 그들의 포트폴리오에 SMARC 제품을 포함하고 있다.
SMARC 2.0의 출시로 SGET은 한편으로는 이전 버전과의 호환성과 투자 측면 간의 균형, 다른 한편으로는 새로운 미래 지향적인 인터페이스 지원이 가능하게 되었다. 에이디링크 테크놀로지의 SMARC 제품 매니저인 Harald Schmidt는 에이디링크가 곧 새로운 표준을 구현할 것이라고 강조했다.
현재 시장에는 수많은 고객화된 캐리어 보드와 시스템 디자인을 제공하는 SI업체들이 있는데, 다수의 OEM 업체들이 큰 사이즈의 SMARC 시스템을 사용하고 있다. 2012년 5월 출시 이후 SGET는 벤더의 독립성을 유지하면서 53개의 회원사로 성장하였고 임베디드 월드 2016에서 SMARC2.0의 완성을 발표함으로써 SGET는 그 목표를 달성했다. SMARC 2.0 사양 개발의 도전 과제는 가능한 최대 범위까지 1.1 핀과의 호환성을 유지하면서 현재 SoC 플랫폼의 최신 기능을 통합하는 것이었다.
SMARC 2.0 사양
거의 사용하지 않았거나 가까운 미래에는 최신의 인터페이스로 대체될 것 같은 것들은 재할당 되었다. 또 다른 도전 과제는 2.0 모듈이 1.1 캐리어 보드에 실수로 장착되거나 또는 그 반대로 2.0 캐리어 보드에 1.1 모듈을 실수로 장착하였을 때에도 설계가 손상되지 않도록 하는 것이었다. 핀아웃에 어떠한 변경도 없기 때문에 SMARC 2.0 모듈은 기존의 캐리어 보드로 통합할 수 있고, 그에 따라 기존 디자인은 SMARC 1.1 모듈보다 장기간 사용할 수 있게 된다. 1.1 모듈에서 지원되는 대부분의 핵심적인 인터페이스는 2.0 모듈에서도 변함없이 가능하다.
2.0 모듈의 새로운 모습
첫 번째는 새로운 디스플레이 인터페이스이다. SoCs에서 사용되는 디스플레이 기술은 최근 몇 년간 몰라보게 진보해 왔으며, 이를 통해 3840×2160 픽셀의 Ultra HD/4K까지 해상도를 지원할 수 있는 새로운 DP++(Dual-mode Display Port) 디스플레이 인터페이스가 지원된다. DP++의 지원으로 TDMS에서 LVDS로의 전자 신호 수준의 전환만으로 DVI와 HDMI 디스플레이 구축이 가능하다. 또한 SMARC 1.1 모듈 상의 싱글 채널 LVDS는 모듈 2.0에서 듀얼 채널의 LVDS가 되므로, 이러한 인터페이스는 두 개의 저해상도 디스플레이 또는 한 개의 고해상도 디스플레이로 설정할 수 있다. 어떤 프로세서를 사용하는가에 따라, 인터페이스는 60Hz 1920×1200 픽셀까지 지원될 수 있다. 반면, 이러한 단순한 그래픽은 고급 사양의 ARM/x86 SoCs에서는 거의 지원되지 않아서 병렬 LCD 인터페이스는 더 이상 사용할 수가 없게 된다.
HDMI/DP 인터페이스가 변경되지 않기 때문에, 개발자는 최신의 시리얼 디스플레이 인터페이스를 통해 총 세 개의 고해상도 디지털 디스플레이를 연결할 수 있다. 싱글 채널 LVDS와 HDMI를 가진 기존 캐리어 보드는 전과 동일하게 SMARC 2.0 에서도 사용할 수 있다. 또한, 일반적인 USB 인터페이스의 수는 놀라울 정도로 늘어났다. 과거에는 3개의 USB 포트만이 가능했다면(AFB 제외), 현재는 480Mbit/s 속도의 고속 2.0 USB포트가 6개까지 지원된다. 추가로 개당 4,000Mbit/s 를 전송할 수 있는 초고속 버전의 3.0 인터페이스도 2개까지 지원한다. 이러한 사양은 고속카메라와 프레임 그래버 또는 DSP 카드와 같은 특별한 솔루션뿐만 아니라 광대역의 Plug & Play 저장 장치에도 유용하게 활용된다. 기존의 모든 USB 인터페이스를 위해서 핀 배열은 유지된다.
SMARC IntelⓇ Celeron™ LCE-BW 모듈
한 개가 아닌 두 개의 GbE 인터페이스가 지원되기 때문에 현장의 많은 산업용 디바이스를 간단하게 버스로 연결하여, star 토폴로지 대신 라인 또는 링 토폴로지를 구현함으로써 케이블의 양을 줄일 수 있다. 두 개의 이더넷 인터페이스가 기본 지원되는데, 하나는 사용하고자 하는 곳으로 접속하고 다른 하나는 관리 단계로 접속한다. 이는 IoT Gateway 나 수직 통합 프로세스 컴퓨터에게 이점이 된다.
전용 인터페이스가 충분하지 않을 경우, 세 개의 PCl 레인 대신 4개의 PCI 레인이 플랫폼 확장을 위해 활용되어 개별 기능 확장의 유연성을 높인다. 세 개의 PCI 레인은 SMARC1.1과 호환된다. 두 개의 SPI 버스 중 하나는 eSPI/SPI로 업그레이드 되었으며, triple I2S(HDA 옵션을 위한 I2S2) 대신 ARM디자인의 1× I2S 와 ×86 디자인의 1× HDA가 지원된다. HDA 코드가 I2S보다 훨씬 더 표준화 되어 있으므로, HDA가 통합 측면에서 보다 장점이 많다. 또한 I2S가 계속 지원되므로, 이 버스(bus)가 제공하는 유연성과 보다 높은 에너지 효율성도 유지된다.
새롭게 달라진 점
최근 패러럴 기술의 활용도가 낮아지고 있기 때문에 SMARC 2.0 사양은 더 이상 패러럴 카메라 인터페이스와 패러럴 LCD를 지원하지 않는다. 뿐만 아니라 부트미디엄으로 대부분의 모듈에서 이미 구현된 eMMC/SD(8bit) 또한 사라진 상태다. 개발자들은 거의 사용되지 않는 PCIe 지원 시그널 없이 개발을 진행해야 한다.
변경되지 않는 부분은 1× SATA, 12× GPIO, 2×CAN, 1× SDIO(4bit), 4× UART, 1× HDMI, 1× SPI 그리고 4× I2C 지원이다. 놀라운 개선은 Alternate Function Block(AFB)를 제거함으로써 이루어졌다. 기존의 SMARC1.1 에서는 AFB 로 인해 다중 프로파일이 가능해 일대일 교체가 어려운 변종 캐리어보드가 발생하였다. SMARC2.0에서는, 거의 사용되지 않는 AFB 부분이 전용 고정 핀으로 교체되었다.
작은 사이즈에 많은 인터페이스가 탑재 되어야 한다면, 신용카드 사이즈의 새로운 SMARC 2.0 사양은 완벽하게 고도로 통합된 컴모듈에 적합한 플랫폼이다. 예를 들어 기능 세트면을 비교해 보면, 현 SMARC 모듈은 뛰어난 COM 사양의 ETX보다도 훨씬 작은 사이즈에도 불구하고 보다 최신의 인터페이스를 지원한다. 최신 프로세서의 high level 통합이 하나의 이유이다. 또 하나의 기여 요인은 시리얼 버스로의 기술 전환이며, 이에 따라 패러럴 기술은 점차적으로 더 이상 필요하지 않은 레거시 인터페이스가 되었다. 저전력 그리고 초저전력 프로세서는 SMARC 상에서 가능해졌다. SMARC 1.1 모듈은 Altera Cyclone V, AMD Embedded G-Series, Freescale i.MX6, IntelⓇ Atom E3800 Series, IntelⓇ Quark, Nvidia Tegra 그리고 Texas Instruments ARM Cortex A8 and A9 프로세서를 지원한다.
에이디링크 테크놀로지에서 출시한 첫 SMARC 2.0 모듈은 Apollo Lake 코드네임으로 현재 개발 중인 차세대 IntelⓇ Atom 프로세서가 탑재될 예정이다. 우선, 세 개의 디지털 디스플레이와 두 개의 GbE가 지원된다. 이러한 기반하에 보다 빠른 클락 사이클로 보다 빠른 데이터 전송이 가능하다.
최신의 IntelⓇ 펜티엄과 셀러론 프로세서를 탑재한 새로운 SMARC를 통해 모바일 디바이스, 산업 자동화, 의료 기술, 테스트 및 측정 그리고 디지털 사인과 전송을 포함한 다양한 어플리케이션에 적용할 수 있다. 에이디링크의 검증된 ExtremeRugged 기술로 새로운 모듈은 최소 영하 40도, 최대 85도에서도 사용할 수 있다.
임베디드 SMARC 플랫폼의 원격 모니터링과 관리가 가능한 에이디링크의 SEMA(Smart Embedded Management Agent) 클라우드 플랫폼과 결합하면 새로운 SMARC 2.0 모듈은 보안성 높은 IoT연결을 지원하는 디바이스 개발의 뛰어난 빌딩 블록이 될 것이다.
에이디링크 테크놀로지로의 SMARC 모듈을 사용하는 고객은 개발 노력을 상당 부분을 줄일 수 있다. 모듈 디자인이 8-12 레이어 PCB로 구성되는 반면, 캐리어 보드에 있어서 주변 인터페이스 디자인이 보다 단순화 되므로, 일반적으로 4, 6 또는 8 레이어만이 필요하게 된다.
에이디링크 테크놀로지는 또한 캐리어 보드 개발자를 위해 로컬 디자인 지원을 돕는다. 예를 들어 신호와 파워 시뮬레이션뿐만 아니라 측정된 값과 함께 서킷 다이어그램 예시를 제공한다.
글로벌 기업인 에이디링크 테크놀로지의 세 개 지역에서 고객에게 최적의 캐리어 보드 디자인 서비스를 위해 보다 광범위한 개발 리소스를 제공하며, 필요한 경우 SMARC 캐리어 보드 디자인 서비스를 제공하는 현지의 다양한 파트너 업체와 협업이 가능하다. 이러한 지원을 통해 세계 어느 곳의 OEM업체든 빠르고 효율적으로 특화된 모듈 플랫폼을 개발할 수 있다.
자료제공 | ADLINK(www.adlinktech.com)
