DX 시스템 배선 간소화를 위한 시리얼 트랜시버 신제품 양산개시
～IoT 센서 및 DX 제어 시스템의 배선을 간소화, 비용, 사이즈, 노이즈를 줄이고 향후 기능확장에도 기여합니다. ～
THine Electronics, Inc. (이하 THine)는 고속 인터페이스 및 이미지 처리 분야에서 세계를 리드하는 Mixed Signal LSI 기업입니다. THine은 DX실장이 이루어지는 센싱 및 DX시스템 제어에 필요한 배선을 통합하여 시스템 배선을 간소화할 수 있는 시리얼 트랜시버 신제품 THCS253/THCS254를 개발하여 양산 출하를 개시하게 되었습니다.
이번에 양산에 들어간 두 신제품은 DX 시스템 내 기판과 기판 사이에 전송되는 센서 신호와 DX 제어 신호를 하나로 묶을 수 있습니다. 종래 THine 제품에 비해 신호 통합의 자유도를 획기적으로 높였습니다. 보다 유연하고 보다 간단하게 배선을 통합할 수 있어 시스템 구현에 필요한 케이블 수와 커넥터 수를 획기적으로 줄일 수 있습니다. 케이블 수와 커넥터 수를 대폭 줄임으로써 비용절감은 물론 시스템 전체 사이즈나 기기의 무게도 줄일 수 있습니다. 제조 공정의 생산성 향상에도 기여합니다. 또한, 동일시스템에 센서나 새로운 제어 방법을 추가해야 하는 경우에도, 매우 쉽게 기능추가를 할 수 있어 시스템 확장이 용이한 특징이 있습니다.
고도의 다기능 센싱을 수행하는 IoT 시스템에서는 일반적으로 비동기식에 속도도 다른 다수의 센서가 사용됩니다. 이 때문에 각 센서신호에 대응하는 개별 신호용 케이블이 필요하게 되고, 배선 또한 복잡해지는 문제가 발생하게 됩니다. 이러한 문제는 시리얼 트랜시버 제품을 이용한 시리얼 라이즈 기능을 통해 전송로를 묶어 배선을 통합함으로 단순화할 수 있습니다. 예를 들어,THCS253을 사용하게 되면 34개 케이블의 센서 신호와 제어 신호를 2페어 (4Line)로 통합해 케이블 수를 최대 88%까지 줄일 수 있습니다. 케이블에 연결되는 커넥터도 필요 없게 됩니다. 이로 인해 비용은 물론 시스템 기판사이즈, 시스템 기기의 무게를 줄일 수 있습니다. 또한, 많은 배선 사용으로 인해 케이블에서 발생하는 방사 노이즈도 문제가 되는데, 케이블 수를 줄임으로써 방사 노이즈도 억제할 수 있습니다.
적용예로 드론 등과 같은 배터리로 구동하는 기기에 적용하면 본체를 경량화할 수 있어 같은 배터리로 기존보다 더 오랜 시간동안 사용이 가능해집니다. 또한, 케이블과 커넥터가 줄어 들어 통신 기판 간 케이블 연결 작업시간도 줄어들며, 연결 오류 또한 줄일 수 있습니다. 이를 통해 시스템 기기의 제조 공정 생산성 향상에도 기여합니다.
컴팩트 하고 고성능이 요구되는 잉크젯 프린터, 프로젝터 등과 같은 민생기기에 적용하면 기기 내에서 두껍고 폭이 넓은 FFC 케이블을 간소화 할수 있어, 설계의 자유도를 높인 보다 소형화 설계가 가능합니다. 측정기기, 분석기기, 해석장비, 검사장비, 제조장비, 3D 프린터 등 산업기기에 적용하면, 각종 센서와 제어기판을 연결할 때 사용되는 고가의 동축 케이블 개수를 대폭 줄일 수 있으며, 이를 통해 제조 원가도 줄이고 무게와 크기도 소형화 할 수 있습니다. 또한, 시리얼 트랜시버 제품은 수신 회로에 전송 신호의 파형을 성형하는 기능을 탑재하고 있습니다. 통상 1m 정도밖에 전송할 수 없었던 신호 전송이 10m 정도까지 전송 거리를 늘릴 수 있어 공장이나 물류창고 등 넓은 현장에서 유연한 레이아웃을 구현할 수 있습니다.
신제품 THCS253/THCS254는 이러한 시리얼 트랜시버 제품으로서의 기본 기능 외에도 DX 시스템을 향후 확장 가능한 플랫폼으로 설계 공통화도 할 수 있다는 점이 특징입니다. 이미 가동 중인 DX 시스템에 새로운 센서를 추가하거나 센서 구성 및 제어 방법을 변경하여 기능을 추가하는 경우, 일반적으로는 하드웨어 재설계가 필요하고, 구현까지는 오랜 시간과 비용이 소요되는 문제가 있는데, DX시스템에 본 신제품을 이용하면, 새로운 기능을 추가할 때, 제품에 내장된 레지스터 설정 변경만으로 센서 신호와 제어 신호를 포함한 신호 전송로의 변경이 가능해집니다. 새로운 회로 설계, 기판 설계 변경도, 회로 설계 공수가 필요한 FPGA가 모두 불필요 하게 됩니다. 내부 레지스터를 설정할 경우, GPIO로 준비된 THCS253의 32단자 또는 THCS254의 20단자에 대해 1단자씩 입출력 신호 설정을 할 수 있습니다. 기존 제품에 비해 획기적이며 간단하고 유연하게 DX 시스템 확장 변경이 가능합니다. 갑작스런 설계 변경이나 기능 추가, 향후 모델 변경시에도 공통화 한 플랫폼으로 유연하게 기능 추가 및 변경등에 대응할 수 있게 됩니다.
또한, 본 제품은 최대 2계통의 I2C를 지원합니다. 이 기능은 물류창고 로봇, 공장 내 무인 운반차(AGV), 공작기계 로봇, 자판기 등에 효과적입니다. 이러한 기기에서는 시스템 LSI가 탑재된 본체 기판과 센서, 터치패널, 근거리 무선통신 기능 등을 탑재한 개별 기판과의 각각 다른 제어신호 계통이 필요한데, 본 제품에서는 최대 2계통의 I2C를 지원할 수 있습니다.
또한, THCS253/THCS254는 DX 시스템의 신호 전송을 담당하는 인쇄기판 간에 서로 다른 클럭 신호로 동작할 수 있는 '비동기 모드' 를 가지고 있습니다. AI로 속성식별 및 이미지 인식하는 AI 센싱기판 과 본체 제어기판의 서로 다른 클럭 신호로 동작하는 AI 센싱 기기에도 적용할 수 있습니다. 기판간 양방향 전송 및 고속 이미지-영상 신호 전송이 가능해집니다. 외부에서 공급되는 클럭 신호도 지원되며, 각 기판에 탑재된 THCS253 또는 THCS254의 내장 클럭 발신회로에서 공급이 가능하여 DX 시스템의 특성에 맞는 유연한 설정을 할 수 있게 됩니다.
시리얼 트랜시버 신제품 사용 사례시리얼 트랜시버 THCS253/254사진 THCS253/THCS254 주요특징
최대 32비트 GPIO 준비
2쌍의 차동 신호로 전이중 통신 가능
스탠바이시 6mA의 저전력 소비로 I2C와 최대 8비트 신호전송 가능
2선 시리얼 인터페이스에서 병렬 GPIO로의 I/O 확장 기능
Adaptive 이퀄라이저로 고손실 전송매체 대응
8B10B 인코딩/디코딩
입출력 모두에 디지털 노이즈 필터 설정가능
에러 검지와 통지
외부 기준 클럭 주파수: 9-133.3MHz
스펙트럼 확산 클럭 제너레이터(SSCG)를 탑재하여 EMI 억제
단일 전원 공급장치 동작: 1.7 V - 3.6 V
넓은 IO 전압 범위: 1.7 V - 3.6 V
동작 주변온도:-40°C to 85°C
패키지: THCS253 QFN64 (9mm x 9mm), THCS254 QFN48 (7mm x 7mm)
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