IDT 모바일 멀티미디어 인터커넥트는 제한된 전력 소모 예산 내에서 고품질 멀티미디어를 전송해야 하는 하이엔드 핸드셋의 중대한 문제를 해결한다. M2I의 설계 및 이를 기반으로 한 협력은 셀룰러 핸드셋 디자인에 대한 IDT의 전문 지식을 적극 활용한 결과라 할 수 있다.
글│Michael Olsen, Casey Springer, IDT
하이엔드 모바일 핸드셋 및 단말기는 빠른 속도로 소비자의 주요 모바일 통신, 정보, 금융 거래 및 엔터테인먼트의 중심으로 자리 잡아가고 있다. 시장 조사 기관인 iSuppli의 보고서에 따르면, 음악, 비디오 및 게임 등 휴대 전화 콘텐츠 시장은 2005년 77억 달러에서 2010년에는 360억 달러까지 확대될 것이라고 한다. iSuppli는 또한 이러한 새로운 기능으로 인해 휴대 전화 디자인에 커다란 변화가 있을 것이라고 밝혔다.
그러나 고품질 엔터테인먼트를 제공하려면 일반적인 경우보다 훨씬 큰 대역폭이 필요하다. 대역폭의 점진적인 개선으로는 필수적인 성능을 제공할 수 없으며 기존 구조를 고수하는 지속적인 성능 향상은 배터리 소모를 늘리고 통화 가능 시간을 허용할 수 없는 수준으로 줄이게 될 것이다.
높은 대역폭의 멀티미디어 애플리케이션을 위한 데이터 처리 및 전송이 가능한 셀룰러 무선 네트워크를 갖출 필요성에 대해서는 그 동안 무수히 언급해 왔다. 이에 발맞춰 IDT는 PPS(Pre-processing Switch) 및 10G 시리얼 버퍼와 같은 고급 부품을 제공하여 셀룰러 기지국의 성능과 용량을 늘림으로써 가치와 품질이 높은 멀티미디어 서비스를 제공하고 있다.
M2I의 등장 배경
셀룰러 핸드셋 또는 기타 모바일 단말기 같은 컨슈머 핸드헬드 디바이스의 디자인 요구 사항은 훨씬 더 까다로운 문제다. 하이엔드 핸드셋은 차세대 멀티미디어 애플리케이션을 지원하는 애플리케이션 프로세서로 성능 문제를 해결하고 있다. 그러나 수신 데이터는 애플리케이션 프로세서로 이동하는 도중 반드시 베이스밴드 프로세서를 통과해야 한다. 따라서 이 두 프로세서 간의 인터커넥트 특성은 핸드셋의 전체 멀티미디어 성능 및 전력 소모의 중요한 결정 요인이 된다.
업계에서 일반적으로 사용되는 인터커넥트 표준은 이러한 성능 및 전력 소모의 필수 조건을 제공할 수 없으므로 핸드셋 디자이너는 이러한 문제에 대한 자체 솔루션을 강구할 수 밖에 없다. 한 가지 접근 방식은 비동기식 듀얼 포트 램(DPRAM)을 사용하여 베이스밴드 프로세서에서 애플리케이션 프로세서로 데이터를 버퍼링 및 전송하는 것이다. 그러나 현재까지 이 접근 방식에는 다음과 같은 중대한 결함이 있다.
- 시스템 성능 제한
- 과도한 전력 소모
- 핸드셋 차별화의 한계
비동기식 DPRAM 접근 방식에서는 각 데이터 전송에 대해 하나의 주소를 적용하여 ``주소-데이터-주소-데이터…`의 시퀀스를 이루어야 하는 주소 지정 형태로 인해 제한을 받게 된다. 이때 주소 및 데이터 전송은 각각 하나의 클럭 사이클을 소비하므로 데이터 전송은 절반의 클럭 사이클로만 실행된다. 이 50%의 데이터 전송 `정지 시간`은 시스템 성능을 제한하며 높은 메모리 대기 시간은 성능 문제를 더욱 악화시킨다.
또한 이 접근 방식에서는 모든 주소 전송 및 데이터 전송에 전력을 소모한다. 따라서 데이터 전송당 배터리 소모량이 필요 이상으로 높아지게 된다. 게다가 높은 메모리 대기 시간까지 겹쳐 이 문제는 더욱 악화될 수밖에 없다.
결국 메모리가 프로세서의 GPIO (General-Purpose Input/Output) 인터페이스와 연결되기 때문에 차별화가 제한된다. 이러한 GPIO 핀은 핸드셋 디자이너에 의해 디자인에 차별화 기능을 추가하기 위해 사용되는데 사실 이들 핀은 많은 하이엔드 핸드셋에서 공급이 부족하므로 활용의 여지가 거의 없다. 그러므로 이러한 접근 방식은 디자이너의 설계 차별화 능력을 제한하게 된다. 솔루션의 향상을 위한 필수 조건은 명백하다. 클럭 사이클 수와 주소 지정으로 인한 전력 낭비를 크게 줄이고 핀 수를 낮추는 것이다. 이러한 필수 조건은 인터커넥트의 근본적인 재구성을 통해서만 충족될 수 있다. 그리고 이 애플리케이션 영역의 모든 중요한 혁신 부문과 마찬가지로 새로운 솔루션의 설계는 핸드셋 제조업체 및 해당 프로세서 부품 공급업체와 신중하게 조정해야 한다.
모바일 멀티미디어 인터커넥트(M2I)의 특징
IDT 모바일 멀티미디어 인터커넥트(M2I)는 업계 최초로 하이엔드 모바일 단말기에서 탁월한 고성능, 저전력 멀티미디어 애플리케이션을 제공하도록 완전히 최적화된 동기식 멀티미디어 인터커넥트다. M2I가 이전 세대의 디바이스에 비해 크게 개선된 부분은 다음과 같다.
- 이전 세대 디바이스 대비 최대 6배 성능으로 초고속 멀티미디어 및 데이터 서비스 제공
- 일정한 데이터 용량 전송에 있어서 이전 세대 디바이스에 비해 배터리 소모량을 90%까지 줄여 
통화 가능 시간 및 배터리 수명을 대폭 연장
- 이전 세대 디바이스보다 적은 수의 프로세서 GPIO 핀을 사용하며 프로그래머블 특수 기능 핀을 채용함으로써 소재 목록을 줄이고 PCB 설계를 단순화하여 핸드셋의 중요한 경쟁력이라고 할 수 있는 보다 강력한 핸드셋 차별화가 가능
IDT M2I는 핸드셋 제조업체의 디자인 목표를 실현했다. M2I의 동기식 클러킹 방식은 내부 카운터를 사용할 수 있도록 함으로써 다중 주소 지정의 필요성을 없앴다. 첫 번째 주소가 적용되면 카운터가 디바이스에 대해 나머지 주소를 진행한다. 따라서 순서는 `주소-데이터-주소-데이터…` 대신 `주소-데이터-데이터-데이터…`가 된다. 결과적으로 M2I는 이전 세대 디바이스에서 필요했던 8,000사이클 대신 4,001사이클로 64Kbit의 데이터를 처리할 수 있다. M2I는 3배 빠른 사이클 시간의 속도로 작동하므로 이러한 2배의 성능 향상은 이전 세대의 성능에 비해 6배나 증가된 것이다.
이러한 적은 수와 빠른 클럭 사이클의 조합은 일정한 데이터 전송을 수행하는 데 필요한 배터리 소모를 크게 감소시킨다. 64Kbit의 데이터를 전송하기 위해 이전 세대 디바이스가 6.5 x 10-6mW/h를 소비하는 데 비해 M2I는 90%나 절감된 0.6 x 10-6mW/h의 에너지만을 소비한다. M2I는 다중화된 주소/데이터 형태를 이용하여 핀 수를 50% 줄임으로써 여분의 프로세서 GPIO 핀으로 부가 가치 기능을 지원할 수 있다. 또한 8개의 특수 기능 핀은 IRR (Input Read Register) 및 ODR (Output Drive Register)의 모든 조합을 지원하도록 동적으로 프로그래밍할 수 있다. 따라서 프로세서는 기능의 차별화를 위해 더 많은 프로세서 GPIO 핀을 제공하는 M2I와의 상호 작용을 통해 다양한 외부 디바이스를 모니터링하고 제어할 수 있다.
마지막으로 강조할 점은, IDT가 업계 유수의 하이엔드 핸드셋 제조업체 및 해당 애플리케이션 영역을 유력 프로세서 디바이스 업체와의 협업을 통해 M2I를 개발한 점이다. M2I는 TI (Texas Instru-ments)의 애플리케이션 프로세서인 OMAP 제품군 및 ADM 인터페이스를 사용하는 다른 프로세서와 함께 사용하도록 설계되었다. IDT는 또한 기존 프로세서 인터페이스를 지원할 수 있도록 다중화되지 않은 포트를 포함하는 M2I 버전도 제공하고 있다.
IDT, 저비용 모듈식 3G 기지국에 최적화된 PPS 신제품 발표
IDT(한국 지사장 이상엽)는 최근 3G 이상에서 요구되는 인터커넥트 및 고속화를 실현시키는 `PPS Gen2`를 출시한다고 발표했다. 상용 솔루션인 `PPS Gen2`는 IDT의 2세대 PPS(Pre-Processing Switch: 전처리 스위치) 제품이다.
IDT의 PPS 신제품은 시리얼 RapidIO(sRIO) 인터커넥트 표준을 활용하고, 포트 수를 줄인 동시에 풍부한 사양을 제공함으로써 마이크로 및 피코 기지국에서 통용되는 소형 DSP 클러스터를 지원하도록 최적화되었다. IDT의 PPS 제품군은 이번 출시로 광범위한 기지국 애플리케이션을 제한없이 사용하는 데 필요한 확장성 및 유연성을 갖추게 되어, 하드웨어 및 소프트웨어의 재사용 가능성을 크게 높였다. 이로 인해 고객들은 확장성과 유연성을 갖춘 모듈형의 저비용 매크로, 마이크로 및 피코 기지국을 쉽게 구축할 수 있어 3G 통신의 가격대를 낮추고 서비스를 더욱 확산시킬 수 있다.
IDT는 단순한 sRIO 스위치를 넘어, 현재 값비싼 FPGA나 ASIC에서 표준적으로 구현되고 있는 대부분의 기능을 제공할 수 있도록 첨단 종단점 처리(endpoint processing) 능력과 고성능 스위치 패브릭을 통합했다. IDT의 PPS 제품군에는 자사와 선두 기지국업체 및 부품업체들 간 10년 이상 맺어온 오랜 협력관계를 바탕에 둔 IDT만의 베이스밴드에 대한 전문성이 집약되어 있다. PPS 제품군은 DSP, FPGA 또는 ASIC에서 큰 대역폭이 필요한 특정 작업의 부담을 줄임으로써 기지국 성능을 20%까지 끌어올린다. 또한 `PPS Gen 2`는 DSP의 부담을 덜어 고부가가치가 있는 다른 차별화된 알고리즘을 실행할 수 있도록 할 뿐 아니라, 출시 시기를 앞당기고 비용을 절감한다.
<자료제공: 월간 반도체네트워크 2007년 09월호>