고밀도 AI 데이터센터 전력·모터 제어·지능형 센싱, 마이크로칩 dsPIC33AK256MPS306 출시로 dsPIC33A DSC 제품군 확장

최근 AI 서버와 데이터센터, 오토모티브 및 산업용 시스템 전반에서 고효율 설계와 결정론적 실시간 제어, 그리고 양자 내성(quantum-resistant) 암호화에 대한 요구가 증가함에 따라, 마이크로컨트롤러, 혼합 신호, 아날로그 반도체 및 플래시-IP 솔루션 분야의 세계적 리더인 마이크로칩테크놀로지(아시아 총괄 및 한국대표: 한병돈)는 dsPIC33AK256MPS306 디지털 신호 컨트롤러(DSC) 출시 및 dsPIC33A DSC 제품군을 확장했다. 

dsPIC33AK256MPS306 디바이스는 고해상도 제어, 고속 아날로그 기능과 포스트 양자 암호화(PQC: post-quantum cryptography) 지원 기반의 보안 기능을 결합했다. 이 디바이스는 컴팩트하고 비용 효율적인 설계를 통해 부품 원가(BOM)를 절감하고, 보드 레이아웃을 간소화하며, 파워 변환, 모터 제어 및 지능형 센싱 애플리케이션의 시장 출시 기간 단축을 지원한다. 

dsPIC33AK256MPS306 제품군은 이중 정밀(double-precision) 부동 소수점 유닛(FPU)을 갖춘 200 MHz 32비트 코어를 기반으로, 고해상도 78 ps 펄스 폭 변조기(PWM), 다중 40 MSPS 12비트 아날로그-디지털 컨버터(ADC), 5 ns 고속 비교기와 슬로프 보상이 적용된 디지털-아날로그 컨버터(DAC)를 통합했다. 이를 통해 고효율 DC/DC 컨버터, 보조 파워 레일 및 지능형 센싱 설계를 위한 빠르고 결정론적인 제어 루프 구현을 지원한다. 또한 고주파 스위칭 환경에서 동작하는 실리콘 카바이드(SiC) 및 질화갈륨(GaN) 전력 반도체 기반 시스템에도 적합하다. 

마이크로칩 디지털 신호 컨트롤러 사업부 조 톰슨(Joe Thomsen) 부사장은 “고객들은 개별 부품을 넘어, 시스템을 얼마나 빠르고 안정적으로 구현할 수 있는지에 주목하고 있다”며 “이번 DSC는 이러한 요구를 충족하기 위해 폭넓은 제어, 아날로그 및 보안 기능을 단일 디바이스에 통합했다. 이러한 통합 기능은 포괄적인 개발 에코시스템과 결합되어, 제품 설계 초기부터 실제 구축 및 배포 단계에 이르기까지 개발 팀이 복잡성을 효과적으로 관리하고 끊임없이 변화하는 성능 및 사이버 보안 요구사항을 충족할 수 있도록 지원한다”고 말했다. 

증가하는 사이버 보안 요구사항에 대응하기 위해 dsPIC33AK256MPS306 제품군은 보안 부트, 보안 펌웨어 업데이트와 보안 디버그를 지원하는 하드웨어 보안 기능을 포함한다. 또한 CNSA 2.0에서 권고하는 PQC 알고리즘 라이브러리를 지원하며, 오픈 컴퓨트 프로젝트(OCP) 파워 공급장치 및 연결형 실시간 제어 설계에 필요한 하드웨어 가속 암호화 기능을 제공한다. 더불어 라이브 업데이트 지원을 통해 최신 서버 설계에서 요구되는 중단 없는 전체 주기 펌웨어 업데이트를 구현할 수 있다. 

해당 디바이스는 최신 서버 및 산업용 랙(rack) 환경에서 확장 가능하며, 저지연 원격 측정 및 센서 네트워크를 위한 I3C 연결성을 제공하며, CANFD, LIN, SPI, I2C, SENT를 포함한 다양한 통신 인터페이스도 지원한다. 또한 dsPIC33A 코어 아키텍처는 고속 20 ns 삼각함수 사인 및 코사인 연산 성능을 기반으로 설계자가 정밀한 위치 제어와 효율적인 필드 지향 제어(FOC) 알고리즘을 구현할 수 있도록 지원한다. dsPIC33AK256MPS306 제품군은 BiSS-C, EnDat, 쿼드러처/광학 엔코더 및 리졸버를 지원하는 기계식 모터 피드백 인터페이스를 포함한다. 높은 수준의 아날로그 통합을 기반으로 고해상도 및 정밀한 실시간 제어 루프 구현이 가능하며, 이를 통해 전반적인 모터 제어 알고리즘 성능 향상에 기여한다. 

통합 터치 컨트롤러(ITC)와 최대 16비트 해상도의 오버샘플링 기능이 내장된 40 MSPS ADC는 복잡한 센싱 및 휴먼 머신 인터페이스(HMI) 애플리케이션을 간소화하도록 설계되었다. 높은 수준의 통합을 통해 외부 부품에 대한 요구를 줄일 수 있고, 추가 하드웨어 없이도 향상된 기능을 구현할 수 있다. 또한 컴팩트한 패키지 옵션은 공간 제약적 환경에서 유연한 설계를 지원한다. 

새로운 제품군은 차량(ISO 26262) 및 산업(IEC 61508) 기능 안전 프로세스를 준수해 개발되었으며, 세이프티 크리티컬(Safety-critical) 애플리케이션의 인증을 간소화하는 데 도움이 되는 하드웨어 안전 기능을 포함하고 있다. dsPIC33AK256MPS306 DSC는 최대 150°C 동작을 지원하는 차량 등급으로 인증될 예정이다. 

개발 에코시스템

해당 제품군은 MPLAB® X 통합 개발 환경(IDE), MPLAB 코드 컨피규레이터(MCC), MPLAB 머신러닝 개발 스위트를 포함한 마이크로칩의 포괄적인 개발 에코시스템의 지원을 받는다. dsPIC33AK256MPS306 디바이스는 이제 Zephyr® 실시간 운영 체제(RTOS)를 지원하여, 설계자들에게 오픈소스 에코시스템에 대한 접근성과 확장 가능한 임베디드 애플리케이션 구축을 위한 단일 플랫폼을 제공한다. 또한, dsPIC33A DSC는 FreeRTOS™, SafeRTOS®(인증 완료) 및 PQC 지원이 포함된 wolfCrypt® 라이브러리와 호환되며, 벡터(Vector)의 MICROSAR IO 및 라우터바흐(Lauterbach)의TRACE32® 디버그 및 트레이스 툴을 지원한다. 

평가 및 신속한 프로토타이핑을 위해 마이크로칩은 dsPIC33AK256MPS306 모터 제어용 듀얼 인라인 모듈(DIM)을 제공한다. 이 모듈은 MCS MCLV-48V-300W 개발 보드 및 MCHV-230VAC-1.5kW 고전압 모터 제어 개발 보드와 함께 사용하도록 설계되어, 저전압 및 고전압 모터 제어 개발을 유연하게 확장할 수 있도록 돕는다. 디지털 파워 개발 보드(Digital Power Development Board)와 호환되는 dsPIC33AK512MPS506 디지털 파워 플러그인 모듈(PIM: Digital Power Plug-In Module)은 파워 변환 관련 설계 및 개발을 지원한다. 또한 dsPIC33 Curiosity 플랫폼 개발 보드와 함께 사용할 수 있는 dsPIC33AK256MPS306 범용 DIM도 제공되어, 범용 제어, 센싱 및 시스템 평가를 위한 유연한 개발 플랫폼을 제공한다. 자세한 내용은 Microchip.com에서 확인할 수 있다. 

MATLAB®을 통한 모델 기반 설계 지원과 마이크로칩이 지속적으로 확장하고 있는 전력 및 모터 제어 레퍼런스 디자인 라이브러리는 개발 및 시스템 통합을 더욱 가속화한다. 

dsPIC33AK128MPS103-I/M7은 대량 구매 시 개당 1.20달러에 제공된다. 해당 제품은 마이크로칩을 통해 직접 구매하거나, 마이크로칩 영업 담당자 또는 전 세계 공인 유통업체를 통해 구매할 수 있다.