IoT 설계 속도를 높이는 데 도움이 되는 개발 보드

IoT 설계는 애플리케이션에 이상적인 연결 프로토콜을 사용하여 마이크로컨트롤러(MCU) 솔루션을 구현하는 것입니다. Microchip Technology는 최근 이 작업을 지원하는 스마트한 풀 스택 임베디드 개발 솔루션을 발표했습니다.

Microchip의 임베디드 라인은 센서 및 액추에이터용 소형 PIC 및 AVR MCU에서 Wi-Fi를 사용하여 모든 메인 코어 및 메인 클라우드에 연결할 수 있는 기능을 제공하는 에지 컴퓨팅을 위한 정교한 32비트 MCU 게이트웨이 및 마이크로프로세서(MPU) 기반 솔루션에 이르기까지 다양합니다. Fi, Bluetooth 또는 5G 협대역 기술은 모두 CryptoAuthentication 제품군을 위한 Microchip의 Trust Platform 지원으로 견고한 보안 기반을 유지합니다.

IoT 설계

센서와 지능형 장치의 IoT 네트워크는 가정, 물리적 물체, 운송 및 통신 시스템, 의복, 심지어 인체까지 우리 환경의 거의 모든 측면을 연결하여 데이터를 교환하고 적절한 조치를 취할 수 있게 합니다. 그러나 사물 인터넷이 기술 사용자에게 더 많은 기회를 제공하려면 워크플로를 단순화해야 하며 소프트웨어 설계에서 하드웨어 구현에 이르기까지 IoT 프로젝트의 실제 기술 문제를 해결하기 위해 모듈식 구성 요소를 더 잘 사용해야 합니다.

IoT 애플리케이션을 위한 세 가지 기본 유형의 프로젝트가 있습니다. 클라우드 연결 프로젝트에서 서버는 전용 소프트웨어를 사용하여 시스템에서 수집한 데이터를 분석하고 처리합니다. 로컬 네트워크에 연결된 프로젝트는 인트라넷 네트워크를 사용하여 통신합니다. 그리고 게이트웨이 기반 프로젝트에서 게이트웨이 시스템은 기존 시스템을 인터넷에 적응시키는 데 사용됩니다.

일반적으로 모든 프로젝트의 첫 번째 단계는 프로토타입에 이상적인 개발 키트를 선택하는 것입니다. 클라우드 연결 IoT 시스템을 처음부터 구축하는 것은 많은 엔지니어링 분야에 대한 전문 지식이 필요한 비용과 시간이 많이 소요되는 프로세스일 수 있습니다. 오늘날의 개발자는 더 긴 개발 시간과 더 높은 보안 위협을 포함하여 설계 결정을 내릴 때 그 어느 때보다 많은 문제에 직면해 있습니다. 개발 키트 및 기타 프로토타입 플랫폼은 IoT 공급망을 평준화하고, 혁신을 가속화하며, 성공적인 IoT 플랫폼을 설계하고 만들려는 아이디어와 야망이 있는 모든 사람에게 권한을 부여하기 위한 노력에 매우 중요합니다.

마이크로칩 솔루션

Microchip Technology의 임베디드 개발 솔루션을 통해 개발자는 CryptoAuthentication 제품군으로 강력한 보안 기반을 유지하면서 Wi-Fi, Bluetooth 및 5G 협대역 기술을 사용하여 모든 클라우드에 빠르고 쉽고 안전하게 연결할 수 있습니다.

마이크로칩 테크놀로지의 마케팅 이사인 오이빈드 스트롬(Oyvind Strom)은 “우리는 여전히 IoT의 채택률이 상당히 느리다는 것을 알고 있습니다. “많은 솔루션이 있지만 모든 고객이 IoT에 익숙하지 않아도 되는 대규모 고객 기반이 있습니다. 우리는 사용 편의성에 중점을 둔 에지 노드와 게이트웨이를 출시했습니다.”

입증된 보안 하드웨어 솔루션과 전례 없는 수준의 파트너십을 통해 원격 사이버 공격에서 위조 제품 생성에 이르는 보안 위협으로부터 보호할 수 있습니다. 이러한 위협은 모든 산업 분야에 널리 퍼져 있으며 배포 및 복구 비용, 서비스 수익, 그리고 가장 중요한 브랜드 자산 측면에서 상당한 손실을 초래할 수 있습니다.

Microchip은 지능적이고 연결되어 있으며 안전한 신속한 프로토타이핑 솔루션을 추가했습니다. PIC 및 AVR 제품 라인을 위한 4개의 새로운 Wi-Fi 기반 IoT 개발 플랫폼과 2개의 새로운 Bluetooth 프로토타이핑 보드가 있습니다. Amazon Web Services(AWS) IoT Greengrass 및 Azure가 포함된 새로운 IoT 게이트웨이 솔루션은 포트폴리오를 확장합니다. 그리고 Microchip과 Sequans의 파트너십을 통해 LTE-M 및 NB-IoT 인프라 연결을 위한 새로운 키트 솔루션이 가능해졌습니다.

각 솔루션은 보안을 염두에 두고 지능형 산업, 의료, 소비자, 농업 및 소매 애플리케이션을 위한 사용 용이성과 신속한 개발에 중점을 두도록 설계되었습니다. 다양한 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서 성능 및 주변 장치 기능과 결합된 연결 기술의 선택은 이러한 솔루션을 다양한 시장에서 확장할 수 있도록 합니다.

"고객이 IoT 솔루션을 개발하기를 원할 때 클라우드 없이 IoT를 수행하거나 클라우드를 사용하여 IoT를 수행할 수 있습니다."라고 Strom이 말했습니다. “그리고 클라우드 컴퓨팅은 확실히 세계에서 가장 빠르게 성장하는 분야 중 하나입니다. 구글, 아마존, 마이크로소프트의 3대 클라우드 회사가 있다. 우리는 그들 모두와 협력 관계입니다.” PIC-IoT WA 및 AVR-IoT WA 보드는 AWS와 공동으로 개발되었으며 설계자가 기본적으로 Wi-Fi를 통해 IoT 센서 노드를 AWS IoT Core 서비스에 연결할 수 있도록 지원합니다.

"이 보드를 구입할 때 기본적으로 USB 플러그를 사용하여 PC에 연결하면 Wi-Fi 자격 증명을 입력할 수 있는 전용 웹 페이지가 표시됩니다."라고 Strom이 말했습니다. “처음으로 해당 보드를 컴퓨터에 연결한 후 30초 이내에 Amazon 클라우드로 데이터를 [스트리밍]하게 될 것입니다. [거기]에서 이 보드에 대한 포괄적인 에코시스템으로 애플리케이션을 계속 개발할 수 있습니다. 업계에서 찾을 수 있는 가장 비용 효율적인 마이크로컨트롤러로 구성된 매우 강력한 보드이며 에지 노드 IoT를 수행하기 위해 32비트 플랫폼으로 이동할 필요가 없음을 보여줍니다.”

두 개의 보드에는 데모용으로만 온도 센서와 광 센서가 함께 제공됩니다. 마이크로버스 확장 소켓을 사용하면 Microchip 에코시스템이 지원하는 클릭 보드에서 300개 이상의 서로 다른 센서를 추가할 수 있습니다(그림 1).

그림 1:PIC/AVR-IoT WA 보드(이미지:Microchip Technology)

SAM-IoT WG 보드는 Google Cloud IoT Core를 널리 사용되는 SAM-D21 Arm Cortex-M0+ 32비트 Microchip 마이크로컨트롤러 제품군과 연결합니다(그림 2).

그림 2:SAM-IoT WG 보드(이미지:Microchip Technology)

Azure IoT SAM MCU 기반 플랫폼은 Azure IoT SDK 및 Azure IoT 서비스를 Microchip의 MPLAB X 개발 도구 에코시스템과 통합합니다. 이 카드는 라인업의 다른 플랫폼보다 훨씬 더 많은 컴퓨팅 성능을 제공합니다. 데이터를 전송하는 것 외에도 보드에서 인공 지능을 사용하여 분석을 수행할 수 있습니다.

“예를 들어, 예측 유지 관리 유형의 애플리케이션은 하나의 [애플리케이션 영역]이 될 수 있습니다. 보드는 비전에도 사용할 수 있습니다.”라고 Strom이 말했습니다. "이러한 종류의 IoT 노드용 고급 애플리케이션은 이 플랫폼에 적합한 대상이 될 것입니다."

Wi-Fi 보드에 대한 요구 사항 외에도 산업 부문에서 Bluetooth 구현에 대한 수요가 높습니다. 오늘날 산업 장비의 모든 유형의 유지 보수 및 수리는 통합 Bluetooth로 수행됩니다. 서비스 기술자는 기계적으로 개입할 필요가 없도록 태블릿이나 휴대전화에서 오류 코드 또는 기타 데이터를 읽을 수 있습니다.

그림 3:PIC/AVR-BLE 보드(이미지:Microchip Technology)

PIC-BLE 및 AVR-BLE 보드는 BLE(Bluetooth Low Energy) 게이트웨이를 통해 산업, 소비자 및 보안 애플리케이션용 모바일 장치와 클라우드에 연결하는 센서 노드 장치용 PIC 및 AVR 마이크로컨트롤러를 기반으로 합니다(그림 3).

승인된 장치만 임베디드 장치에 연결할 수 있도록 온보드 보안 요소 IC는 임베디드 장치에서 클라우드까지 신뢰 루트를 완료합니다. 주요 온보드 센서는 온도, 빛 및 3축 가속도계입니다. Google Play 또는 App Store에서 다운로드할 수 있는 애플리케이션인 LightBlue를 사용하여 다른 외부 클릭보드 센서를 구현하고 맞춤형 애플리케이션을 개발할 수 있습니다(그림 4).

그림 4:LightBlue 앱(이미지:Microchip Technology)

Wi-Fi 및 BLE를 활용할 수 있는 한 게이트웨이 연결 솔루션이 있으면 항상 도움이 됩니다. Wi-Fi는 가정용 라우터에 충분하지만 폐쇄형 네트워크를 원할 경우 애플리케이션에 게이트웨이도 제공해야 합니다.

AWS IoT Greengrass가 포함된 게이트웨이 솔루션은 최신 무선 시스템 온 모듈(SoM)인 ATSAMA5D27-WLSOM1을 기반으로 하며, 여기에는 SAMA5D2 MPU, WILC3000 Wi-Fi 콤보 모듈 및 Bluetooth를 통합하는 고성능 MCP16502 전력 관리 집적 회로(PMIC).

“이러한 솔루션은 AWS Greengrass 솔루션으로 완전히 인증되었습니다. Greengrass는 노드에서 로컬로 클라우드 컴퓨팅을 사용할 수 있는 Amazon의 솔루션입니다.”라고 Strom은 말했습니다. "이는 실시간에 가까운 응답과 인터넷 연결이 끊어진 경우에도 작동하는 기능을 포함하여 많은 이점을 가질 수 있습니다."

마이크로칩은 또한 시퀀스와 협력하여 LTE-M/NB-IoT 개발 키트를 발표했습니다. 이 키트에는 IoT 노드를 지원하고 최신 저전력 5G 셀룰러 기술을 활용하는 Sequans의 Monarch 칩 기반 모듈이 포함되어 있습니다. 게이트웨이는 설계상 직접 연결을 방해하는 계층을 추가하므로 데이터를 클라우드로 직접 전송하려는 경우 LTE-M/NB-IoT 솔루션이 적합합니다.

서비스 제공업체는 모바일 네트워크(네트워크)에서 엄청난 양의 IoT 노드 트래픽을 가능하게 하는 5G 네트워크를 출시하기 시작했습니다. IoT 연결을 위한 두 가지 지배적인 프로토콜인 LTE-M과 NB-IoT를 사용하는 것은 전 세계적으로 지역에 따라 다르며 표준도 동일하지 않습니다(그림 5). 시퀀스는 미주, 유럽 전 국가, 일본, 중국에서 사용할 수 있는 5G 기술을 보유하고 있다. 이 솔루션을 통해 Microchip은 LTE-M/NB-IoT 기술 및 IoT 기술로 전 세계 고객에게 서비스를 제공하여 전 세계의 모든 주요 네트워크를 지원할 수 있습니다.

그림 5:LTE-M 또는 NB-IoT 개발 키트(이미지:Microchip Technology)

Microchip의 새로운 IoT 솔루션은 MPLAB X IDE(통합 개발 환경)에 중점을 둔 회사의 광범위한 개발 도구 에코시스템을 기반으로 합니다. MPLAB X MCC(Code Configurator)와 같은 코드 생성기는 더 작은 PIC 및 AVR 마이크로컨트롤러를 위한 애플리케이션 코드 생성 및 사용자 정의를 자동화하고 가속화합니다. 동시에 Harmony의 소프트웨어 라이브러리는 마이크로컨트롤러 및 마이크로프로세서를 위한 모든 32비트 솔루션을 지원합니다.

>> 이 기사는 원래 다음 날짜에 게시되었습니다. 자매 사이트인 EE Times Europe.