개발 키트로 IoT 설계 속도 향상

사물 인터넷을 위한 제품 제작의 길은 스마트 보드로 포장되어 있습니다. 최근 몇 년 동안 개발자가 다양한 시스템 및 프로토콜의 통신 기능을 활용함에 따라 IoT 제품 설계에 쉽게 사용할 수 있고 경제적인 개발 플랫폼을 사용함으로써 시장이 풍부해졌습니다.

마이크로컨트롤러 또는 SoC 기반 보드 또는 단일 보드 컴퓨터와 같은 스마트 보드는 비용 효율적인 프로토타이핑을 가능하게 하며 상호 연결된 개체 개발의 기본 단계입니다. IoT 개발 보드의 시장 부문은 전자 대기업과 신생 기업 모두에 의해 채워지며 그 중 일부는 크라우드 펀딩 이니셔티브를 통해 자금을 조달합니다. IoT 개발 활동은 일련의 지배적인 기술을 중심으로 수렴되고 있습니다.

IoT 세계

사물 인터넷에 연결하는 것은 개인, 직업 및 공공 영역에서 일상 생활의 일반적인 측면이 되었습니다. IoT는 모든 곳에 존재하며 제어해야 하는 점점 더 복잡해지는 시스템에 의해 가능합니다. 이렇게 연결된 개체의 복잡한 에코시스템은 기업이 경쟁업체와 차별화되는 애플리케이션, 제품 및 서비스를 추구할 수 있는 기회를 제공합니다. 그 결과 IoT 혁신의 속도가 빨라지고 있습니다. 센서, 통신 프로토콜 및 기계 학습 알고리즘의 결합된 기능을 활용하면 IoT가 개발 과제의 최전선에 놓이게 됩니다. 다양한 분야의 회사에서 쉽게 사용할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 리소스에 액세스할 수 있는 능력은 성공적인 개발 및 프로토타입 제작에 매우 중요합니다.

스마트 보드

Aconno ACD52832 IoT 개발 보드는 포괄적인 솔루션입니다. 초저전력 사용 사례를 위해 설계되었지만 64MHz에서 실행되는 32비트 Arm Cortex-M4F로 충분한 성능을 제공합니다. 보드에는 IoT 생태계 요구 사항을 충족하기 위해 빛, 온도, 소리, 움직임 및 진동 감지기와 같은 광범위한 센서가 장착되어 있습니다. 또한 여러 LED, 버튼, 릴레이, 부저, 서보 커넥터, NFC 어댑터 등을 갖추고 있습니다. 개발 보드의 핵심은 Arm Cortex-M4F 기반의 Nordic Semiconductor 시스템 온칩으로 구동되는 ACN52832 Bluetooth 스마트 모듈입니다.

초저전력 로직에 따라 개발 보드에는 전자 종이 디스플레이가 장착됩니다. 전자 종이는 투사된 이미지를 표시하는 데 거의 에너지 소비가 필요하지 않습니다. 최소한의 에너지 요구 사항 덕분에 184dpi 픽셀 밀도의 200 × 200 해상도 디스플레이는 무제한 시야각으로 햇빛 아래서 쉽게 읽을 수 있습니다.

이러한 유형의 디스플레이는 많은 산업 및 소비자 애플리케이션에 가장 적합한 선택입니다. Aconno의 마케팅 및 영업 책임자인 Thomas Hollwedel은 "전자 종이는 초저전력이기 때문에 매우 중요합니다. “저희에게 IoT 개발 보드는 배터리 전원으로 오랫동안 작동하면서 적절한 성능을 제공한다는 의미입니다. 그래서 LCD나 OLED 디스플레이가 아닌 GoodDisplay GDEP015OC1 전자종이 디스플레이를 [선택]했습니다.”

ACD52832 스마트 보드로 작업하는 개발자는 mbed 또는 Keil uvision 소프트웨어 도구를 사용하여 프로토타입을 빠르고 유연하며 경제적으로 만들 수 있습니다. 기판은 Aconno 제품군을 기반으로 프로토타입에서 대량 생산으로의 전환을 용이하게 할 수 있습니다. 그림 1은 STMicroelectronics iNEMO 9자유도(9-DoF) 관성 모듈(가속도계, 자이로스코프 및 자력계 포함) 및 Microchip MCP9700 온도 센서를 포함하여 센서를 보완하는 기판을 보여줍니다.

보드의 핵심은 Nordic의 nRF52 SoC로, 고유한 소프트웨어 아키텍처는 SoftDevices라는 프로토콜과 애플리케이션 코드를 명확하게 구분합니다. 64MHz 부동 소수점 장치가 있는 Arm Cortex-M4 CPU를 중심으로 구축되었으며 간소화된 페어링 및 결제 솔루션에 사용하기 위한 NFC-A 근거리 통신 태그가 있습니다.

Bluetooth를 사용하는 최신 Aconno 혁신은 ACD52840 보드로, Bluetooth 5(BT5) 지원 ACN52840 모듈이 있어 매우 낮은 전력으로 장거리 작동을 지원합니다. Aconno에 따르면 이 모듈을 사용한 장거리 자유장 작동은 1,300미터 이상에서 측정되었습니다. ACN52840 모듈은 Arm Cortex-M4F CPU 및 Arm TrustZone CryptoCell과 함께 Nordic의 nRF52840 SoC를 기반으로 합니다. ANT(Adaptive Network Topology), Thread, Thread Mesh 및 Zigbee를 지원하여 긴 배터리 수명을 보장합니다. 새로운 기판은 ACD52832의 대부분의 센서 기능과 함께 제공되며 IoT 제품 개발을 가능하게 하는 전자 종이 디스플레이, NFC 및 기타 기능을 제공합니다(그림 2).

Bluetooth 5 표준은 무선 범위, 속도 및 대역폭을 증가시켜 한 번에 두 개의 무선 장치에 브로드캐스팅할 수 있습니다. 예를 들어 집에서 자동차로 이동할 때 장치 간에 데이터가 공유되기 때문에 사용자는 이동성을 얻습니다.

전 세계의 주요 산업 전자 제품을 포함하는 Bluetooth SIG(Special Interest Group)는 향후 몇 년 내에 모든 IoT 장치의 3분의 1 이상이 Bluetooth 5 표준을 사용할 것으로 예측합니다.

“새 모듈과 새 보드는 +8dB로 전송할 수 있으며 Bluetooth 5 장거리에 대한 하드웨어 지원도 있습니다. 따라서 주요 이점은 거리입니다.”라고 Hollwedel은 말했습니다. “52832 모듈을 사용하여 연결 모드에서 130미터의 두 모듈 사이의 외부 거리를 달성했습니다. 52840 모듈을 사용하여 1.3km의 외부 범위를 달성했습니다. 크로아티아에 있는 동안 다시 측정했는데, 실제로 몇 킬로미터를 직진하여 측정할 수 있는 땅이 많이 있기 때문입니다. 블루투스로는 놀라운 거리입니다.”

IoT 연결 시스템을 처음부터 구축하는 것은 어려운 작업일 수 있습니다. 비용이 많이 들 수 있으며 많은 엔지니어링 분야에서 시간과 전문 지식이 필요합니다. 마이크로컨트롤러 또는 SoC 기반 개발 키트를 사용하면 많은 감각 및 기타 엔지니어링 문제를 해결할 수 있습니다.

Aconno 및 Sony 및 Cypress와 같은 타사의 보드 및 솔루션은 Arduino, Raspberry Pi 및 Beagle Bone과 같은 제품과 함께 IoT 도입을 위한 시장 출시 시간을 단축합니다. IoT 개발의 과제는 하드웨어를 넘어 다양한 센서를 쉽게 프로그래밍할 수 있는 소프트웨어 도구를 통해 해결될 것입니다.

우리 중 많은 사람들이 전통적으로 Arduino와 Raspberry Pi를 별도의 엔티티로 보았습니다. 두 보드는 상황에 따라 용도에 따라 다른 특성을 나타내지만 단일 플랫폼에서 관리할 수 있습니다. Raspberry Pi는 미니 컴퓨터입니다. Arduino를 프로그래밍하려면 PC가 필요합니다.

Sony는 Sony CXD5602 멀티코어 마이크로컨트롤러를 기반으로 하는 초소형 개발 보드인 Spresense 메인 보드로 IoT 시장에 진출했습니다. 가장 중요한 잠재력은 Arduino 또는 Eclipse 통합 개발 환경(IDE)을 사용하는 기능을 포함하여 매우 간단하고 빠른 방식으로 IoT 애플리케이션을 개발할 수 있다는 것입니다. Spresense 보드에는 Sony CXD5247GF 및 CXD5602GG 프로세서, GPS 안테나, 그래픽 사용자 인터페이스, 26개의 외부 핀 확장이 포함되어 있습니다. Bluetooth(BLE), Wi-Fi 및 이미지 센서용 외부 애드온은 타사에서 사용할 수 있습니다(그림 3).

Cypress의 PSoC 6 BLE 파이오니어 키트(CY8CKIT-062-BLE)는 외부 메모리가 필요 없는 하드웨어 기반 작업 환경을 제공합니다. 안전한 데이터 저장 및 암호화 알고리즘을 지원합니다. 키트에는 Bluetooth 5, 512Mbit Quad-SPI NOR 플래시 및 전원 공급 USB Type-C 컨트롤러가 포함되어 있습니다.

사물 인터넷용으로 특별히 설계된 개발 키트는 엔지니어가 IoT 제품 출시 시간을 단축하는 데 필요한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 및 도구를 제공합니다. 개발 키트 제공업체는 전문가와 제조업체 모두를 위한 새롭고 쉽게 액세스할 수 있는 솔루션으로 IoT 에코시스템을 지원할 것입니다.