성능과 소비전력 사이에 둘 다 만족할만한 균형점을 찾기란 쉽지 않다. 성능을 취하기 위해서는 소비전력을 희생해야 하는 트레이드오프(trade-off)를 해야 한다. MSP432는 전력 증가 없이 성능을 극대화하길 원하는 개발자들의 고민을 덜어줄 것이다.

TI 코리아가 MSP430 계열로 저소비전력을 계승하면서 성능을 향상시킨 MSP432 MCU를 발표했다.
MSP430 계열에는 500여종의 칩이 있으며, 이 칩들은 내장된 CPU 코어나 주변회로, 메모리의 크기 등에 따라서 몇 개의 서브 카테고리로 구분된다. MSP430 계열 CPU 코어는 크게 세 가지 종류로 구분되는데, 각각은 MSP430(CPU), MSP430X(CPUX), MSP430Xv2(CPUXv2)로 명명돼 있다.
MSP430 코어는 16비트 버스와 16비트 데이터 버스를 가진 순수 16비트 코어다. 이번에 발표한 MSP432 MCU 제품군은 자체 코어가 아닌 32비트 ARM Cortex-M4F 코어를 채택했다.

ARM 코어는 Cortex-M4F 보다도 소비전력에 민감한 MCU에 널리 사용되는 Cortex-M0+가 있지만, Cortex-M4F의 성능은 Cortex-M0+의 약 10배이다. TI가 Cortex-M4F를 선택한 이유는 효율적인 데이터 처리와 향상된 저전력 성능을 필요로 하는 산업 자동화, 빌딩 자동화, 산업용 센싱, 산업용 보안 패널, 자산 관리, 소비자 가전 등의 초저전력 임베디드 시장에 들어가기 위해서다.

32비트 MSP MCU로 성능도

MSP432에 채택된 Cortex-M4F는 DSP와 FPU 기능을 탑재했으며 동작주파수 100 MHz ~ 200 MHz의 고성능 MCU에 널리 사용되는 프로세서 코어다. 이미 TI는 고성능 MCU 제품으로 Cortex-M4F를 탑재한 Tiva™ C 시리즈를 제공하고 있다. Cortex-M4F는 EEMBC(Embedded Microprocessor Benchmark Consortium) 벤치마크 결과 CoreMark 점수 3.41/MHz를 달성했다.

MSP432는 읽기와 삭제가 동시에 가능한 플래시 메모리와 13.2ENOB의 14비트 1MSPS ADC를 탑재했다. 또한 AES(advanced encryption standard) 256 하드웨어 암호화 가속기를 통해 제품과 데이터를 보호할 수 있고, IP 보호 기능을 통해 데이터와 코드를 보호할 수 있다. 이러한 기능들을 통해 더 많은 데이터를 처리하고, 보다 많은 고급 알고리즘을 통합할 수 있다. 이외에도 유선 또는 무선 IoT 스택 및 더 높은 해상도의 디스플레이 이미지를 구현할 수 있다. 인상적인 것은 이 모든 것이 기존 전력 예산내에서 가능하다는 것이다.

업계 최저 전력의 Cortex-M4F MCU

MSP432는 32비트 프로세서 코어를 채택했지만, MSP430에 도입된 각종 저전력 기술을 계승했다. MSP432 MCU는 167.4점의 ULPBench™ 점수를 획득해 시중의 어떤 Cortex-M3 및 M4F MCU 보다도 우수한 결과를 자랑한다. 내장된 DC/DC를 통해 고속 동작일 때 전력 효율을 극대화하며, LDO를 통해 전반적인 시스템 비용과 설계 복잡성을 낮춰준다.

또한 14비트 ADC는 1MSPS 동작에서 375 μA만을 소모한다. MSP432 MCU의 독자적인 기능으로 제공되는 선택적 RAM 보전 기능은, 8개의 RAM 뱅크 중 필요한 뱅크에만 전력을 공급해 전체 시스템 전력을 뱅크당 30 nA까지 줄일 수 있다. 또한 최저 1.62 V에서 최고 3.7 V의 전압 범위에서 동작하여 전체 시스템 전력을 낮출 수 있다. TI의 32비트 초저전력 MSP MCU 포트폴리오의 주력 제품인 MSP432 MCU는 MSP430의 초저전력 성능을 이어가는 동시에, 더욱 향상된 기능의 아날로그와 최대 2 MB 플래시 메모리를 지원할 예정이다. 현재 샘플 출하되고 있는 MSP432P401RIPZ는 최대 256 KB 플래시 메모리를 제공한다.

MSP432와 MSP430 포트폴리오 사이에는 코드, 레지스터, 저전력 주변장치 호환이 가능해 개발자들이 기존 코드를 활용할 수 있고 16비트와 32비트 제품 사이에 코드를 이식할 수 있다. 또한 EnergyTrace+™ 기술과 ULP Advisor 소프트웨어를 이용해 ± 2% 정확도로 실시간으로 전력 소모를 모니터링 할 수 있다. 전력 최적화 MSPWare™ 소프트웨어는 16비트 및 32비트 MSP MCU용 라이브러리, 코드 예제, 참고 문서 및 하드웨어 툴을 포함하고 있으며 TI의 Resource Explorer나 Code Composer Studio™(CCS) IDE에서 온라인으로 확인할 수 있다. IAR Embedded WorkBenchⓡ와 ARM Keilⓡ MDK IDE를 통한 추가적인 지원 또한 이루어지고 있다.

오픈소스 Energia는 MSP432 론치패드 키트를 이용해 빠르게 시제품을 개발할 수 있도록 지원 한다. 클라우드 커넥티비티, 센서, 디스플레이 등을 위한 라이브러리를 쉽게 가져올 수 있어, 신속한 펌웨어 개발을 위하여 많은 종류의 기본 코드를 활용할 수 있다.

개발자들은 MSP432 MCU의 유연성과 충분한 메모리, 성능, 통합된 아날로그 기능과 Wi-Fi, Bluetoothⓡ Smart, Sub-1GHz 무선 커넥티비티 솔루션과의 호환성을 통해 IoT 제품을 만들어낼 수 있다.

툴 지원

TI는 MSP432 MCU를 평가할 수 있도록 타깃 보드(MSP-TS432PZ100) 또는 에뮬레이션 기능이 통합된 저가형 론치패드 래피드 프로토타이핑 키트(MSP-EXP432P401R)를 제공한다. 개발자들은 MSP432 론치패드 키트에 저전력 SimpleLink™ Wi-Fi CC3100 부스터팩을 비롯한 다양한 부스터팩을 더해 추가적인 평가 작업을 할 수 있다. 또한 TI의 클라우드 개발 에코시스템을 통해 제품, 참고 문서, 소프트웨어, 그리고 IDE(integrated development environment)까지 모든 것을 웹에서 이용할 수 있어 개발자들은 빠르게 개발 작업에 착수할 수 있다. MSP432 MCU는 TI-RTOS, FreeRTOS, Micrium μC/OS 등을 지원한다.