내셔널 세미컨덕터 코리아(대표: 최충원)는 오늘 컨피규러블 센서 AFE(아날로그 프론트 엔드) IC 신제품 2종과 함께 전세계 주요 제조사들의 다양한 센서의 신호 경로를 빠르게 설계할 수 있는 툴을 새롭게 선보였다.

설계 엔지니어는 컨피규러블 센서 AFE IC 와WEBENCH® Sensor AFE Designer를 이용하여 센서를 선택, 솔루션 설계 및 구성, 센서 AFE로 구성 데이터 다운로드 등의 작업을 할 수 있다. 현재 수 개의 보드 및 최대 25개의 부품이 필요한 일반 센싱 애플리케이션을 단 하나의 내셔널 집적회로(IC)로 구현할 수 있게 된다. 내셔널의 새로운 제품과 툴을 이용하면 몇 주 혹은 몇 개월 걸리던 설계 기간을 단 몇 분으로 단축할 수 있다.

오늘날 센서 시스템은 중요한 모니터링 및 제어 분야의 모든 주요 산업에서 사용되고 있다. 이러한 시스템은 점점 크기는 작아지는 반면, 적은 소비 전력과 우수한 안정성을 요구하는 경향이 뚜렷해지고 있다.

내셔널 정밀 시스템 사업부의 아니타 간티(Anita Ganti) 이사는 “센서 기반 시스템 설계는 각 시스템에 맞는 최적의 설계가 필요하므로 시간이 많이 소요되고 개발 과정이 복잡하다”면서, 지금까지 설계자들은 맞춤형 아날로그 솔루션 개발에 몇 주, 심지어 몇 개월을 소요했어야 했는데, 이번에 새롭게 선보인 내셔널 제품으로 출시 시간을 앞당기는 데 도움을 줄 수 있게 되었다”고 출시 소감을 언급했다.

내셔널에서 첫 번째로 선보이는 컨피규러블 센서 AFE 제품 두 종류는 각각의 특정 센서 애플리케이션에 맞게 맞춤형 제작이 가능하며 프로그램 가능 전류 소스, 전압 레퍼런스 옵션, 조절식 샘플 비율 등 다양한 기능을 갖추고 있다. LMP91000은 센서와 아날로그-디지털 컨버터(ADC) 간의 완벽한 통합 신호 경로 솔루션을 제공하는 제품 중 업계 최초로 모든 요소를 직접 구성할 수 있는 저전력 전기화학량 측정을 위한 제품이다. LMP90100은 정확한 연속 백그라운드 교정 및 진단 기능을 갖춘 업계 최초의 다채널 저전력 24비트 센서 AFE로, 고성능의 송수신 분야에 활용할 수 있다.

WEBENCH Sensor AFE Designer는 수백 개의 온도, 압력 및 화학 센서에 대한 기술 사양을 갖추고 있다. 이러한 데이터베이스는 Omega Engineering, Inc., Honeywell Sensing & Control, Tempco Electric Heater Corp. 및 All Sensors Corp. 제품 데이터로 구성된다. 

LMP90100
내셔널의 LMP90100 은 정확한 연속 백그라운드 교정 및 진단 기능을 갖춘 업계 최초의 다채널 저전력 24비트 센서 AFE로, 고성능 송수신 분야에 활용할 수 있다. 내셔널의 특허 기술인 연속 백그라운드 교정 기술(continuous background calibration)은 시간과 온도에 따른 오프셋 및 게인 오류를 효과적으로 제거한다. 오프셋 및 게인 오류를 확인하는 데는 측정 신호가 방해를 받는 일은 발생하지 않는다. LMP90100은 입력(mux)이 유연하게 구성되는 24비트 시그마-델타 ADC를 채택하고 있어, 차동 또는 SE(Single-Ended) 입력의 어떤 조합과도 인터페이스가 가능하다.

각 센서마다 신호 게인(1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128), 샘플 레이트 및 진단 기능을 프로그래밍할 수 있으며 한 쌍의 전류 드라이브로 센서를 구동할 수 있다. LMP90100은 평균 0.7 mA의 전류를 끌어오고 전체 –40℃ ∼ 125℃의 온도 범위를 지원하므로 온도 송신 또는 4mA ∼ 20mA 범위에 이상적인 제품이다.

MP91000
내셔널의 LMP91000은 센서와 ADC(아날로그-디지털 컨버터) 간의 완벽한 통합 신호 경로 솔루션을 제공하는 업계 최초의 저전력 컨피규러블 포텐시오 스탯 제품이다. 프로그램 가능한 AFE는 3극 단일 가스 및 2단자 산소 센서와 같은 마이크로파워 화학 및 가스 센싱 애플리케이션에서 사용하기 적합하다. LMP91000은 포텐시오 스탯에서 가스 농도에 비례하는 전류를 측정하며 전치 증폭기를 사용하여 셀 전류에 비례하는 출력 전압을 생성한다.

사용자는 I2C 호환 인터페이스에서 전치 증폭기 게인을 프로그래밍할 수 있으므로 LMP91000은 0.5 nA/ppm ∼ 9.5 nA/ppm 범위 이상의 감도 지원이 가능하다. 또한 LMP91000은 초저전력 성능을 제공하므로 배터리 작동 시스템뿐 아니라 4 mA ∼ 20 mA 송신 애플리케이션에서 이상적인 제품이다. 사용자는 기본 프로그램 성능으로 셀 전압 및 셀 출력 게인을 선택할 수 있다. 이러한 모든 기능을 바탕으로, 사용자는 평균 10 µA의 낮은 총 기기 소비 전력으로 다양한 가스 및 가스 농도를 지원할 수 있다. I2C 인터페이스를 사용하면 센서 성능을 확인할 수 있으며 내장 온도 센서로 온도 모니터링을 위한 추가 정보도 출력할 수 있다. LMP91000은 2.7V ∼ 5.5V의 전압 범위에서 동작한다.

WEBENCH Sensor AFE Designer
내셔널은 또한 업계의 많은 수상 경력을 자랑하는 온라인 WEBENCH 툴을 확장하여 WEBENCH Sensor AFE Designer를 새롭게 선보였다. 하드웨어 인터페이스 방식의 벤치-탑 평가 툴은 엔지니어링 설계 시간을 최소화하고 원활한 프로토타입 평가를 위해 사용할 수 있다. 사용자는 이 시스템을 통해 자신의 설계에서 센서AFE로 구성 데이터를 다운로드하고 센서를 연결한 후 평가를 시작할 수 있다.

가격 및 상용 가능성
28핀 TSSOP 패키지로 제공되는 내셔널 LMP90100은 현재 판매 중이며 1,000개 단위 주문 시 개당 4.95달러로 제공된다. 역시 시판 중인 LMP91000은 14핀 LLP 패키지로 제공되며 1,000개 단위 주문 시 개당 3.95달러이다. 고속, 고성능 분야를 타겟으로 설계된 AFE 제품은 내년, 의료 부분등의 다른 분야로 확대 도입될 전망이다.