글│수밋 미트라(Sumit Mitra), 마이크로칩 테크놀로지

DSC(디지털 신호 컨트롤러)는 마이크로 컨트롤러의 하드웨어적이고 실시간 컨트롤 능력과 함께 DSP 엔진의 알고리즘 처리 성능이 유연성 있게 집적된 임베디드 컨트롤러이다. DSC는 MCU의 사용하기 편리하게 디자인된 주변 장치와 비휘발성 메모리 특성은 물론 DSP의 성능까지 그대로 갖추고 있다.

DSC(디지털 신호 컨트롤러)

마이크로칩은 전통적인 MCU와 DSP가 융복합화된 영역이 새로운 시장으로 떠오르던 2002년도에 DSC라는 용어를 공식 발표했다. MCU와 DSP의 통합은 그 자체가 하나의 독자적인 기술이라 할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 인터럽트 방식으로 잘 발전되어 왔지만, DSP는 이를 회피한다. MCU의 주요 특징이 하드웨어적 실시간 제어 기능과 확정적 응답이라면 DSP는 성능이다. MCU는 대개 단일 칩 솔루션을 제공하지만, DSP는 외부 메모리, FPGA, 컨트롤러 및 기타 글루 로직(Glue Logic)을 사용해야 하는 경우가 많다. 또한 마이크로컨트롤러는 C 언어로 프로그래밍되어 있으나, DSP는 보통 어셈블리 언어를 사용한다.

MCU 및 DSP 제조업체들은 이러한 시장 영역에 앞다퉈 뛰어들었다. 일부 MCU 제조업체들은 MCU에 "MAC (Multiply Accumulate)" 기능만 추가했다. 그러나 DSP 프로세서의 경우에는 단순한 MAC보다 문제가 조금 더 복잡하다. 고속 DSP 엔진에서 데이터 입/출력 채널링, 다양한 데이터 형식 처리, 컴퓨팅 중 포화 상태(Saturation) 및 오버플로의 처리, 그리고 DSP 알고리즘의 특정 모드에 대한 주소 지정은 기존 MCU에 간단히 "끼워 넣을 수 없는" 여러 특성 중 일부인 것이다. 따라서 이러한 제품에서는 실제 알고리즘을 실행할 때 DSP와 일치시키는 데 실패했다.

이와 반대로 일부 DSP 공급업체들은 동일한 목적을 달성하기 위해 DSP를 중심으로 MCU 스타일의 주변 장치를 추가했다. DSP 코어 외부에 탑재되는 이러한 컨트롤러는 신속한 확정적 인터럽트 응답이나 비트 조작 기능과 같은 필수 제어 기능은 포함되어 있지 않다.

마이크로칩은 위의 절충안들을 따르지 않고 DSP의 알고리즘 처리 성능과 MCU의 실시간 제어 기능을 제대로 통합하기 위해 dsPIC DSC라는 아키텍처를 처음부터 다시 개발했다. 이러한 아키텍처, 컴파일러 및 알고리즘도 함께 동시에 개발하여 성공적인 아키텍처의 통합 과정을 이루어냈다.

반도체 시장에 미치는 영향

DSC의 영향은 이미 반도체 시장에서 나타나고 있다. 사용자들은 DSP와 MCU를 개별적으로 사용하기보다 두 기능을 한꺼번에 수행할 수 있는 DSC를 요구하고 있다. 사용자들은 DSC의 사용 편의성 덕분에 음성 명령, 음성 압축/재생, 임베디드 모뎀, 암호화, 패턴 인식 등과 같은 `DSP` 기능을 기존의 제어 애플리케이션에 훨씬 더 많이 추가할 수 있게 되었다. 이처럼 DSC를 시장에서 급격하게 떠오르는 품목으로 인식하게 되어 공급업체들은 계속해서 더 많은 제품들을 내놓고 있다.

16비트 MCU 시장은 원래 고성능 요구가 아닌, 더 많은 메모리 용량에 대한 요구로 인해 생성되었기 때문에 대부분의 16비트 MCU는 이러한 요구를 해결하도록 개발되었다. DSC는 이러한 컨트롤러 시장에서 성능상의 이점으로 밀어붙이고 있다.

기술 관련 고려 사항

MCU 제조업체들은 오랫동안 비용 절감을 위해 고급 리쏘그래피(Litho-graphy) 기술을 사용해왔지만, DSP 제조업체들은 이를 성능 향상을 위해 사용했다. 하지만 DSC를 위한 기술 선택은 이렇게 단순하지만은 않다. DSC 애플리케이션에서는 플래시 프로그램 메모리와 아날로그 주변기기를 반드시 통합해야 한다. 즉, 로직, 속도, 아날로그 및 플래시 통합을 지원해야만 한다. 필드 프로그래머블, 고성능 아날로그 마이크로컨트롤러 부문의 세계적인 선두기업인 마이크로칩은 아무런 어려움 없이 DSC 제품 시장에 진입하는 데 성공했다.

반도체 시장은 계속 변화하고 있다. 마이크로컨트롤러가 마이크로프로세서에서 독자적인 제품 범주로 발전한 것처럼, DSC는 이제 하나의 고유한 시장 영역으로 부상하고 있다. DSC 영역을 개척한 마이크로칩은 현재 떠오르는 이 시장을 위해 전념하고 있다.

<자료제공: 월간 반도체네트워크 2006년 07월호>