글로벌 반도체사, 센서 및 비접촉 플랫폼 선보이며 전염병 예방에 기여

전 세계에 몰아닥친 코로나 19 전염병이 국내에서도 재확산 추세에 접어들었다. 이에 따라 다시 코로나 경계 단계가 높아지고 있고 사회적 거리두기는 더욱 강화되고 있다. 

산업 활동도 위축되고 있는 가운데 반도체 업체들의 발걸음도 빨라지고 있다. 바로 사회적 방역과 거리두기에 특성화한 반도체 솔루션 개발이다. 사회적 거리두기를 위한 솔루션으로는 센서의 활용도가 커지고 있고 비접촉 관련 반도체 플랫폼도 코로나 예방에 일조하고 있다.  
 
센서의 재발견, ToF 근접센서

ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)는 전 세계적인 전염병 상황에 대응하고자 고객사들이 개발한 제품에 자사의 고정밀 플라이트센스(FlightSense™) 근접 및 거리 센서를 제공해 질병 전파 예방을 지원하고 있다. 

네덜란드 암스테르담에 위치한 스타트업 아우라 어웨어(Aura Aware)는 ST의 플라이트센스 ToF(Time-of-Flight) 기술을 이용해 소매점 판매대와 체크인 데스크에 적합한 스마트 거리인식 휴대형 장치를 개발했다. ToF 센서는 광자를 전송한 다음, 반사된 광자가 센서에 다시 수신되는 시간에 근거해 대상과의 거리를 계산한다.


아우라 어웨어의 휴대형 장치는 사람이 최소한의 안전거리 임계값을 넘으면 신호가 빨간색으로 변하고, 거리가 유지되면 녹색 오케이(OK)를 표시한다. 이 장치는 ST의 초소형 ToF 센서(VL53L1CX)를 통합하고 있다. ST 측은 이 센서가 최대 4미터의 동작거리와 매우 낮은 전력소모를 제공하며 센서에 내장된 신호처리 기능은 설계를 간소화한다고 설명했다. 크로스 토크 보상과 같은 정교한 기능을 제공해 센서창이 이물질로 가려져도 측정 정확도를 유지한다는 것이다. 

플라이트센스는 거리 측정 정확도가 의복의 컬러나 피부 반사율 등 대상의 표면 특성에도 영향을 받지 않기 때문에 ‘사회적 거리두기’를 유지하는 데 큰 도움을 줄 수 있다. 이 센서는 사람들이 밀집된 곳에 있는 셀프서비스 터치스크린, 스마트 수도꼭지, 버튼식 도어개폐기 등의 표면 접촉도 방지할 수 있도록 해준다. 또한 ToF 센싱 기술의 속도와 정밀도를 통해 기본 온/오프 제어를 관리하는 것은 물론, 스마트한 터치리스 HMI를 지원하는 태핑 및 스위핑과 같은 제스처를 감지하고 해석할 수 있다. 특히, 짧은 거리를 측정할 때 선형 응답이 가능하다는 장점 때문에 분사기 내부의 손소독제 잔여량이나 마스크 등의 개인보호용품의 수를 감지하는 데 사용할 수 있다. 

ST의 이미징 사업부 비즈니스 라인 상무인 데이비드 마우코텔(David Maucotel)은 “ST의 ToF 센서는 다양한 방식으로 우리의 건강을 보호할 수 있으며, 사회적 거리두기와 함께 모든 일상 용품과의 비접촉식 상호작용을 가능하게 해준다”고 설명했다.

한편, ST는 사회적 거리두기 모니터링 뿐만 아니라, 원격 작동 및 프로비저닝과 알람, 변조방지를 보장하고 나아가 접촉자 추적 기능도 구현할 수 있는 소형의 경제적인 레퍼런스 디자인을 선보였다.  

이 레퍼런스 디자인은 ST의 초저전력 BlueNRG-2 SoC를 기반으로 블루투스 LE 기술을 활용한다. 이 회로는 스마트폰이나 5G 네트워크와 연결되지 않아도 또 다른 비콘이 조정 가능한 구역 내에 침입하거나 임의의 변조가 발생할 때 경고를 발령해 프로비저닝 한 후 동작이 가능하다. 기본 레퍼런스 디자인에 ST의 S2-LP 서브 GHz 초저전력 RF 트랜시버를 보완하면 시그폭스(Sigfox) ‘0G’ 글로벌 네트워크를 통해 양방향 태그-클라우드 통신을 추가할 수 있다.

전력을 절감하고 배터리 수명을 연장하기 위해서는 움직임이 없을 경우 장치의 전원 주기를 조절하는 MEMS 가속도 센서를 이용해 초저전력 컴포넌트의 성능을 더욱 향상시켜준다. 내부 또는 외부 메모리에 주변의 비콘 데이터를 장기간 저장하는 옵션이 있어 접촉자 추적이 가능하다. 사회적 거리두기를 위한 고효율의 경제적인 레퍼런스 디자인으로 그대로 사용하거나 팔찌 및 밴드 또는 안경, 멧, 마스크, 보호 장치에 플러그인이나 애드온 방식 등으로 다양한 애플리케이션에 적용할 수 있다.  

레이더 센서, 출입 인원 정확하게 계산

인피니언 테크놀로지스는 건물이나 방을 출입하는 사람수를 계산하여 사회적 거리두기 지침을  준수할 수 있도록 하는 솔루션을 개발했다. 

이 솔루션이 사람수를 정확하게 익명으로 계산한 이유는 소형 디스크리트 레이더 보드(20mm×15mm)에 하나의 60GHz 레이더 센서와 소프트웨어를 통합했기 때문이다. 인피니언의 XENSIV™ 60GHz 레이더 센서를 채택한 스마트 출입 인원 계산 솔루션은 비접촉으로 동작하며 출입문 측면이나 천장에 쉽게 설치할 수 있다. 공공 건물, 소매점 및 식품점, 식당, 학교, 사무실 등 모든 종류의 건물에 설치할 수 있어 이러한 솔루션에 대한 수요가 전세계적으로 9천만 개에 달할 것으로 추산된다. 


인피니언의 전력 및 센서 시스템 사업부 안드레아스 우르쉬츠(Andreas Urschitz) 사장은  “스마트 출입 인원 계산 솔루션은 폐쇄형 시스템으로, 사람들이 밀집하는 것을 방지하고 사업주들이 사업을 계속 운영할 수 있도록 돕는다. 그리고 무엇보다 중요한 것은 레이더 기술을 사용해서 개인 정보를 100퍼센트 완벽하게 보호하여 사람 수만 계산할 뿐, 누가 누군지는 알지 못한다”고 말했다. 인피니언은 뉴 노멀 시대의 새로운 규정에 따라 공공 장소, 사무실, 공항, 레스토랑에서 모든 사람들이 안전하게 이동할 수 있도록 하는 효과적인 솔루션을 신속하게 개발할 예정이다.  

한편, 인피니언는 핑거프린트 카드(Fingerprint Cards)사와 협력하여 지문 센서를 통합한 생체인식 결제카드를 개발했다. 이 카드는 비접촉 결제를 더 편리하고 보안적이며 위생적으로 하도록 한다. 결제를 하는 동안 비접촉 카드는 카드 소유자의 손에 있으며, 고액 결제라 하더라도 PIN을 입력하거나 서명할 필요가 없다.

비접촉 결제용 보안 컨트롤러 선도 회사와 지문 센서 분야의 선도 회사가 협력하여, 카드 제조업체들을 위해서 경제적이고 확장 가능한 생체인식 반도체 솔루션을 제공하고자 한다. 카드에 내장된 보안칩에 지문 정보를 저장하고 제3자와 공유하지 않으므로 사용자의 개인 정보를 보호한다.

인피니언의 결제 및 교통 티켓팅 제품 라인 책임자인 본 샤르픈(Bjoern Scharfen)은 “카드를 건네지 않고 결제 승인을 할 수 있다는 것은 사용자 경험, 데이터 보안, 위생 면에서 획기적인 진전이 아닐 수 없다. 핑거프린트의 선도적인 생체인식 기술과 인피니언의 보안칩, 에너지 효율, 비접촉 성능에 있어서의 전문성을 결합함으로써 가능하게 됐다”라고 말했다.

보안 IC로 비접촉 거래 지원해 

NXP 반도체는 보안 성능과 모바일 서비스와의 통합이 우수한 새로운 마이페어 데스파이어(MIFARE DESFire) EV3 IC를 발표했다. 

이 IC는 NXP의 마이페어 데스파이어 포트폴리오의 3세대 버전으로, 역 호환이 가능하며 성능 개선, 긴 작동 거리를 제공한다. 특히 NXP의 고급 보안 기능을 결합해 주차비 결제, 사무실이나 캠퍼스 출입 등에서 비접촉으로 신속하고 안전하게 거래를 할 수 있도록 한다. 지난 25년간 검증된 성능의 NXP의 마이페어 제품 포트폴리오는 전세계 스마트 시티 구축에서 핵심 역할을 하고 있다.


마이페어 데스파이어 EV3 IC는 최종 사용자들에게 한 차원 높은 편리함을, 서비스 공급업체들에게는 신뢰성을 제공했다. 이 IC는 대중 교통기관 매표를 지원하는 마이페어 데스파이어 포트폴리오의 역량을 기반으로 개발되었다. NXP의 IC는 멀티 애플리케이션 지원과 다양한 강화된 기능을 제공하기 때문에 교통 기관, 액세스 제어 솔루션 제공업체 및 시스템 통합업체들은 새로운 비즈니스 모델과 관련해 협업하고, 서비스를 확장할 수 있다.

배리 도건(Barry Dorgan), 아일랜드 국가교통청의 매표 시스템 총괄은 “승객들에게 안전하고, 신뢰 가능한, 유연한 대중교통 매표 솔루션을 제공하고자 한다. NXP의 검증된 마이페어 데스파이어 제품을 사용함으로써 승객들이 불편함 없이 안전하고 편리하게 교통 서비스를 이용할 수 있도록 지속적으로 지원할 수 있게 됐다”고 말했다. 

블루투스 기술 개발을 주관하는 블루투스 SIG도 기존의 스마트폰 기반의 노출 알림 시스템(ENS: Exposure Notification System)을 웨어러블 기기에도 적용할 수 있는 규격을 개발하고 있다고 밝혔다.

노출 알림 시스템을 손목 밴드와 같은 웨어러블 기기에도 적용함으로써, 스마트폰 사용이 익숙하지 않은 어린이나 노약자 등에게도 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다. 일반적으로 정부 보건 당국이 발송하는 모든 공공 노출 알림 시스템은 스마트폰에 내장된 블루투스 기술을 사용해서 코로나19 검사를 받고 양성으로 확진 판정을 받은 사람과 밀접하게 접촉했을 때, 인근에 있는 사람들에게 이를 알려주는 방식이다.

오늘날과 같이 스마트폰 사용이 일반화된 시대에 긴급 재난 문자와 같은 공공 노출 알림 시스템은 대다수의 안전을 지키는 최적의 알림 수단으로 역할을 해왔지만, 스마트폰 사용이 제한적인 이들에게는 웨어러블 기기까지 확장한다는 생각이다. 현재 130여개 이상의 블루투스 회원사가 이러한 노출 알림 시스템 수신 범위 확장의 필요성을 인식하고, 블루투스 SIG 노출 알림 워킹 그룹에 가입했다. 이들은 개인정보보호 및 보안 수준을 유지하면서 웨어러블 기기에 노출 알림 시스템 지원을 추가할 수 있도록 표준 규격을 정의하는 등 노력을 기울이고 있다. 

마크 파월(Mark Powell) 블루투스 SIG CEO는, "블루투스 기술을 활용해서 코로나 19와 같은 전염병을 해결하고자 혁신적인 방법을 찾고 개발에 나서는 등 블루투스 커뮤니티의 이러한 협력은 매우 고무적이다"고 말했다.