모바일 인포테이먼트 산업 본격적인 시장 진출에 착수 - Technology

저렴하고 더욱 좋은 제품을 생산하기 위한 부단한 노력에도 불구하고 멀티미디어 기기의 가격은 아직도 비싸며, 점점 더 빨라지는 제품 수명으로 인해 하드웨어에 내장된 솔루션을 제대로 활용하지도 못하는 실정이다. 이에 따라 생산성 차이를 극복하기 위해 기기내의 동일한 플랫폼을 재사용함으로써 실리콘의 필요를 없애는 새로운 기술의 흐름이 대두되고 있다.

글│에란 브라이먼(Eran Briman), CEVA

Mobile-Media, 프로그래머블 모바일 솔루션

오늘날 모바일, 커넥티비티, 멀티미디어의 컨버전스로 인해 시장이 더욱 다양하게 확대되고 있다. 네트워크 사업자와 컨텐츠 제공업체부터 휴대폰 단말기 제조업체 및 실리콘 공급업체에 이르기까지 관련 업체들은 소비자들의 요구, 즉 더욱 다양한 멀티미디어 기능, 높은 데이터 대역폭, 뛰어난 스크린 해상도, 유비쿼터스 무선 커넥티비티 기능을 만족시키는 것은 물론 비용과 전력 소비에서도 효율성을 갖추기 위해 전력을 다하고 있다.

하지만 모바일 인포테인먼트 분야가 시장 경쟁력을 갖추기 위해서는 기술 혁신과 재활용에 있어서 여러 가지 문제점을 해결해야 한다. 현재 시장은 모든 공급 채널 과정에서 비용 절감의 압박을 받고 있다. 소비자들은 200달러 이상의 핸드폰을 구입하지 않는 경향이 있기 때문에 무선 통신업체와 단말기 제조업체들의 판매 이익은 점점 줄어드는 판국이다.

이에 따라 OEM 및 ODM 업체들은 지원 범위가 다양한 플랫폼과 기술을 개발하기 위해 박차를 가하고 있다. 반면, 무선 디바이스의 성능이 향상되면서 휴대폰 한 대당 필요한 반도체 부품 수는 계속 증가하고 있다. 반도체 공급업체들은 뛰어난 기술, 비용 절감 그리고 우수한 제조공정을 기반으로 더 많은 반도체 부품들을 한 대의 전화기 안에 구현시켜야 하는 상황에 직면하여 모바일 멀티미디어용 솔루션 개발을 위해 계속 투자 중이다.

시장 조사 기관 세미코 리서치(Semico Rese-arch)에 따르면 65nm SoC 설계를 위한 개발 비용은 설계당 약 4천만 달러에 이른다.(그림 1)

이와 같은 많은 난관에도 불구하고 소비자들은 멀티미디어 및 커넥티비티 기능이 통합된 휴대폰이 매달 새롭게 출시되기를 기대한다. 그러나 제품 Life Cycle이 계속 단축되어도 제조업체들의 휴대폰 대당 판매 수입금은 계속 줄어들고 있다. 때문에 OEM 업체들은 활용도가 높은 모바일 플랫폼을 구축, 각각의 특성을 갖춘 다양한 부품들을 재활용하기 위해 타겟 시장을 다변화하고 있는 추세이다. 그림 2는 시장의 흐름에서 나타나는 변화를 보여준다.

저렴하고 더욱 좋은 제품을 생산하기 위한 부단한 노력에도 불구하고 멀티미디어 기기의 가격은 아직도 비싸며, 점점 더 빨라지는 제품 수명으로 인해 하드웨어에 내장된 솔루션을 제대로 활용하지도 못하는 실정이다. 이에 따라 생산성 차이를 극복하기 위해 기기내의 동일한 플랫폼을 재사용함으로써 새로운 실리콘의 필요를 없애는 새로운 기술의 흐름이 대두되고 있다.

모바일TV, 영상 회의, 캡처하기, 비디오 클립 및 사진 보여주기 및 재생 리스트 듣기 등 기능이 포함된 무선 디바이스 내 멀티미디어 애플리케이션의 세부 내용을 살펴보면 더욱 더 새로운 비즈니스 환경의 기회를 갖게 될 것이다.

유연함을 필요로 하는 무선 멀티미디어

무선 멀티미디어 디바이스는 미디어 프로세싱, 메모리 억세스 및 고해상도 스크린을 구비한 미디어 재생장치에서 2시간 이상 지속되어야 그 성능을 제대로 수행할 수 있다. 따라서 플랫폼은 효율적으로 미디어 컨텐츠를 프로세싱 해야 하며, 가능한 한 최소한의 기하학적 배열과 최저 파워 프로세스가 구현될 때 최적화된다.

게다가 휴대폰 제조업체들은 대형 스크린 및 키보드를 포함한 소형화에 더욱 주력하고 있는 추세이다. 전력은 시스템 통합을 통해 많은 회로를 같은 실리콘 다이에 배치함으로써 그 소비를 줄일 수 있으나, 소형화는 배터리 크기 및 성능에 있어서 여전히 여러 가지 한계가 있다.

대중 소비제품인 멀티미디어 디바이스는 비용과 성능 사이에서 많은 어려움을 겪고 있다. 이러한 난관에 해소하기 위한 방법으로 반도체 부품 비용을 축소하려는 경향이 있으나 그 기능은 더욱 다양해지고 있는 추세이다. 하나의 디바이스에 구현되는 다양한 성능을 위해 동일한 하드웨어 플랫폼을 사용한다면 반도체 부품 배치를 위한 별도의 공간 없이도 이러한 어려움을 해결할 수 있는 윈윈 솔루션이 될 것이다.

멀티미디어 무선 디바이스가 비용, 전력, 성능 면에서 균형을 이루게 되면, 또 다른 중요한 요소를 고려해야 한다. 바로 유연성을 갖춘 통합 플랫폼이다. 시장은 다양한 멀티미디어 애플리케이션의 수많은 미디어 표준들을 지원함과 동시에 모든 애플리케이션에 적용될 수 있을 만큼 뛰어난 유연성을 갖춘 플랫폼을 요구하고 있다(표 1). 게다가 이 플랫폼이 아직까지는 결정되지 않은 차세대 표준까지 지원할 수 있다면 최고의 전략을 갖추게 될 것이다.

하나의 플랫폼에서 여러 표준이 지원되고 다양한 기능이 제공되면 프로그래밍을 지원하는 솔루션 개발이 가능해진다. 이와 같은 소프트웨어 기반 솔루션은 뛰어난 유연성을 바탕으로 여러 표준을 지원할 수 있으며 추가 반도체 비용 및 위험 요소도 제거된다. 소프트웨어 환경과 통합되어 입증된 반도체 기술은 단순 기능 휴대폰부터 가장 복잡한 무선 PDA 제품 및 스마트폰까지 다양한 시장과 소비자층에 걸쳐 여러 디바이스에 쉽게 재사용된다.

이처럼 모든 프로그래밍이 가능한 솔루션이 시장의 요구를 만족시키거나 심지어 성능, 전력, 비용을 충분히 만족시킨다고 가정해보자. 프로그래머블 멀티미디어 플랫폼의 개념에 관한 문제는 제품 디자인에 항상 큰 이슈로 자리잡아 왔다. 특히 고품질 비디오가 필요한 경우의 프로세싱 전력은 항상 높은 데이터 전송 상태에서 최신의 비디오 코딩 표준을 충분하게 지원하지 못하는 한계를 가지고 있었다. 어떤 플랫폼은 전력 부족과 빠른 배터리 누 현상 등의 과제를 지녔으나 CEVA가 최근 제공한 프로그래머블 솔루션은 이러한 장애물을 해결할 수 있게 되었다.

반도체 업계에 DSP 코어, 멀티미디어, GPS 및 스토리지 플랫폼을 제공하는 라이선스 제공업체인 CEVA는 업계 최초로 모바일 엔터테인먼트 분야에 완벽한 프로그래머블 솔루션인 Mobile-Media를 제공한다. CEVA의 완벽한 솔루션은 다른 하드웨어의 가속이 없이도 최소 전력 소비 상태에서 720 x 480 해상도에 초당 30프레임까지 H. 264 인코딩과 디코팅을 제공한다. 독특한 소프트웨어 기반의 미디어 가속 기술을 발전시켜온 CEVA는 다른 멀티미디어 코덱 표준에 꼭 필요한 컴퓨팅 전력을 상당히 절감시키고 있다.

프래그래머블 솔루션 - Mobile-Media

Mobile-Media는 모바일 멀티미디어 디바이스를 위한 완벽한 솔루션으로 DSP 코어, DSP 서브시스템, 소프트웨어 프레임웍, 개발 환경, 최적화된 애플리케이션 소프트웨어 코덱, 상위 애플리케이션 레이어를 포함한다. 그림 3의 블록 다이어그램은 이러한 완전 플랫폼을 보여주고 있다.

Mobile-Media는 비디오(다양한 해상도 및 프레임 비율상에서의 여러 코덱), 오디오(여러 코덱), 이미지(다양한 해상도 및 뛰어난 이미지의 JPEG) 및 보이스 기능을 포함한 모든 멀티미디어 성능을 지원하는 하나의 플랫폼을 제공한다. 플랫폼에 포함된 AMBA 버스 브리지와 표준 API를 사용하는 이 플랫폼이 다른 애플리케이션 프로세서 플랫폼에 쉽게 통합되면 개발 시간 및 비용을 최소한으로 단축시킬 수 있다.

Mobile-Media는 동일한 크기의 실리콘을 다양한 목적으로 사용하기 때문에 다이 크기와 관련 비용을 축소시킬 수 있는데 이는 다른 표준에서 사용이 거의 불가능한 특정 표준의 하드웨어를 사용하지 않기 때문이다. 오디오, 비디오, 보이스를 위한 각각의 엔진을 통합하는 대신 Mobile-Media와 같은 하나의 단독 플랫폼은 하드웨어와 소프트웨어의 복합성을 해소하면서 모든 기능을 제공한다.

Mobile-Medi2000은 CEVA-X1620 DSP 코어를 기반으로 하며, D1 30fps에 이르는 스크린 해상도를 지닌 하이엔드 멀티미디어폰, 스마트폰, 휴대용 미디어 플레이어(PMP)의 중?고가 시장을 겨냥하고 있다. 표 2는 이러한 제품들의 주요 특징들을 요약한 것이다. 프로그래밍이 가능한 이 솔루션의 특징 때문에, 추가 코덱은 하드웨어 플랫폼 변경 없이도 소프트웨어 업그레이드를 통해 쉽게 지원된다.

하드웨어 가속 장치를 사용하지 않고 완벽하게 솔루션을 프로그래밍하기 위해 CEVA는 소프트웨어 가속 기술을 개발해왔다. 이를 이용하여 Mobile-Media는 D1 해상도 30fps와 110MHz 상에서 하드웨어 가속 블록 없이 쉽게 H.264 디코딩을 작동시킬 수 있다. 이 가속 기술은 다음 장에서 좀 더 자세히 설명된다.

TI의 C55x, ARM9E, 그리고 최근 출시된 ARM Cortex-A8와 같이 프로그래밍 지원지원을 하는 다른 엔진과 비교할 때 분명히 CEVA의 Mobile-Media 솔루션은 멀티미디어 기술을 구현시키는 뛰어난 우위 성능을 갖추고 있다. 이러한 프로그래밍 기반 플랫폼을 사용하는 두 개의 다른 멀티미디어 애플리케이션용 MHz는 표 3을 참고하면 된다. 다른 프로그래머블 플랫폼과 비교했을 때, 이 우위 성능은 차세대 기술에 중요한 특징이 될 것이다.

여러 장점을 갖춘 멀티미디어 기술은 여러 멀티미디어 기술의 통합 결정체라고 할 수 있다. 이는 미디어의 효율적인 운용을 위한 프로세서 지시서일 뿐 아니라 알고리즘 가속 방법 그리고 모든 데이터 변경을 관리하는 뛰어난 DMA 등으로 구성된 것이다.

CEVA 미디어 가속 기술의 특징

Mobile-Media는 소프트웨어가 가속 기술을 적용하며 다른 멀티미디어 코덱의 블록을 기본적으로 형성하려는 목표를 가지고 있다. 소프트웨어 블록 구축이 가속화되면 이 기술은 MPEG4, H.264 및 WMV9 등과 같은 여러 멀티 미디어 표준에 쉽게 적용 된다. 이 블록 구축은 다음과 같은 사항을 포함한다.

- DCT (분리 코사인 변환), IDCT (역분리 코사인 변환)

- FFT(고속 푸리에 변환)

- 동작 평가

- 동작 보정

- 허프만 부호, 런 렝스 부호

- 디-모자이크

- 디-필터 블록하기

- 다른 전/후 프로세싱 기능

이러한 강력한 기술을 형성하는 데에는 다음과 같은 주 요소들을 필요로 한다.

1. FST- 알고리즘 기술: 대부분의 기본 블록이 요구하는 무차별 대입 소프트웨어 도구를 우회하도록 돕는다.

2. 멀티미디어 전용의 설명과 구조는 프로그램 가능한 DSP에 구축된다. 더 필요한 컴퓨터 조작의 마력을 줄이고, 소프트웨어 도구를 촉진한다.

3. DMA 코프로세서는 구체적으로 미디어 컨텐츠 전송, 다른 형태의 데이터 변환과 위치 변화로부터 DSP 이송을 구축한다.

결론

핸드셋, PDA 및 다른 멀티미디어 디바이스는 멀티미디어 프로세싱 수용 능력을 더욱 더 필요로 하는 동시에 칩 가격의 상승은 실리콘 설계의 범위를 더욱 강화한다. 하드 와이어드 솔루션이 하나 또는 두 개의 멀티미디어 포맷을 효율적으로 작동하는 반면 시장은 동일한 칩 디자인에 다양한 멀티미디어 포맷과 코덱을 지원함으로써 디바이스 사용자들은 광범위하고 친근한 경험을 누릴 수 있도록 요구하고 있다.

오디오, 비디오 및 이미징 포맷은 대단히 많아짐에 따라 하드 와이어드 패러다임은 더욱 번거롭고 비효율적으로 되어가고 있다. 완전 프로그래머블 소프트웨어 솔루션의 필요는 멀티미디어 기기의 필수적인 요소로서 핸드셋 제조사들에 의해 조만간 그 수요가 급증할 것으로 보인다.

현재 모든 멀티미디어 표준뿐 아니라 아직 시장에 출시 되지 않은 미래의 새로운 표준들까지 쉽게 처리 할 수 있는 이 기술의 목표는 가입자로 하여금 새로운 멀티미디어 기기에 매력을 느끼게 함으로써 무선 네트워크 운영 사업자들에게 ARPU(가입자 당 평균 매출액)를 향상시키려는 데 있다.

실제로, 여러 디자인과 기기에 같은 플랫폼을 재사용함으로써 Mobile-Media는 가격 인상과 디자인 사이클의 차이, 수익 감소 및 제품 수명 주기를 극복한다. 이 솔루션은 혁신적인 멀티미디어 가속 기술을 강화함으로써 비디오 화질, 저전력 소비 및 칩 크기 등 모바일 멀티미디어 기기에 필요한 여러 조건들을 충실히 만족시키고 있다.

<자료제공: 월간 반도체네트워크 2006년 08월호>