고속 ADC·CORDIC으로 제어 속도 개선

모터 제어를 위한 MCU는 시장에 수없이 많다. 하지만 진짜 중요한 건, "내게 필요한 수준의 성능을 가장 효율적으로 구현해주는 MCU인가?"라는 질문에 명확히 답할 수 있는 솔루션이어야 한다는 것이다. 인피니언이 새롭게 선보인 PSOC™ Control C3는 그 질문에 매우 실용적인 해답을 제시한다. PSOC™ Control C3와 관련해 인피니언의 이진용 매니저에게 들어봤다.

범용 MCU 시대는 끝났는가?

“과거 PSOC™ 제품군은 유연성에 초점을 맞췄습니다. 원하는 기능을 자유롭게 구성할 수 있도록 많은 기능을 담았죠. 하지만 PSOC™ Control C3는 다릅니다. 전력과 모터 제어에 특화된 기능만을 정제해 담았습니다.”

인피니언 이진용 매니저의 말처럼, PSOC™ Control C3는 ‘무조건 많은 기능’ 대신 ‘적절한 수준의 고성능’이라는 핵심 키워드로 설계됐다. ARM Cortex-M33 기반 MCU에 고해상도 PWM(HRPWM), 12MSPS ADC, CORDIC 가속기를 탑재해, 복잡한 설정이나 외부 회로 없이도 고정밀 전력 제어와 모터 제어를 구현할 수 있다.

 

이러한 아키텍처는 시스템 비용, 소비 전력, 보드 공간까지 모두 효율적으로 조율할 수 있도록 돕는다. ‘굳이 오버스펙 제품을 쓰지 않아도, 필요한 만큼의 고성능을 정밀하게 구현한다’는 메시지가 인상적이다.

GaN, SiC 제어도 가능한 MCU?

최근 전력 시스템의 트렌드는 분명하다. 바로 WBG(GaN, SiC) 소자의 확산이다. 그러나 이들 디바이스는 고속 스위칭 특성으로 인해 정밀한 제어 없이는 오히려 효율이 떨어질 수 있다.

이진용 매니저는 “PSOC™ Control C3의 HRPWM은 100ps 이하 해상도를 제공하며, 고속 스위칭이 필수적인 GaN 기반 회로에서 정밀한 듀티 제어, 데드타임 조정, 손실 최소화 등에서 강력한 효과를 발휘합니다.”라고 설명했다.

스위칭 주파수 100kHz 이상의 고속 영역에서도 정밀 제어가 가능하기 때문에, WBG 기반 전원 장치나 인버터 회로에서 효율과 전류 리플 감소 효과를 동시에 확보할 수 있다.

하드웨어 연산으로 루프 응답 속도 개선

그렇다면 HRPWM, ADC, CORDIC의 조합은 실제 제어 루프에서 어떤 시너지를 줄까?

“12MSPS 고속 ADC는 전류/전압을 빠르게 피드백할 수 있도록 도와줍니다. 그리고 CORDIC 연산기는 FOC나 PFC 알고리즘에 필요한 삼각함수 연산을 CPU 부담 없이 처리하죠.” 이 덕분에 PSOC™ Control C3는 제어 루프의 주기를 단축하고, 고속 제어 환경에서도 안정적인 응답성과 정밀성을 유지할 수 있다.

이런 조합은 고효율 가전, 정밀한 토크 제어가 필요한 생활 로봇, 배터리 기반 소형 모빌리티 등에서도 강점을 발휘한다.

단지 성능만 좋다고 될까?

많은 엔지니어들이 공감할 것이다. 성능이 아무리 좋아도 개발 환경이 불편하면 결국 사용되지 않는다. 이를 위해 인피니언은 ModusToolbox™ 기반 GUI 개발 환경을 제공하고 있다.

 

ModusToolbox Motor Suite

이진용 매니저는 GUI에서 PWM, ADC, 인터럽트 등을 몇 번의 클릭으로 설정하고, 그 설정이 자동으로 코드로 생성되며, 이러한 간편한 개발 환경은 복잡한 초기 설정 없이, 빠르게 설계에 진입할 수 있는데 실질적으로 도움을 준다고 하였다.

이처럼 PSOC™ Control C3는 실무 개발자 입장에서 ‘빠르고 실수 없는 설계’가 가능하도록 UX를 최적화했다. 이는 초보자에게는 진입 장벽을 낮추고, 숙련자에게는 개발 속도를 높이는 실용적인 툴이된다.

보안은 기본, PSA Level 2 인증까지

산업용이나 IoT 디바이스에서는 성능보다 더 중요한 것이 있다. 바로 보안이다.

 

CryptoLite 보안 아키텍처 다이어그램

PSOC™ Control C3는 Secure Boot, TrustZone®, PSA Level 2 인증까지 갖춰, 펌웨어 무결성 보장과 민감 정보 보호를 하드웨어 수준에서 지원한다. 특히 OTA 업데이트 환경에서의 보안성 확보, 산업용 인증을 통과할 수 있는 기반으로 활용 가능하다는 점은 큰 장점이다.

실제 적용 분야는 어디일까?

이 MCU는 이미 고효율 가전, 전동 공구, 생활 로봇, 산업용 인버터 및 전원 장치 등에 널리 활용되고 있다. 이진용 매니저는 “PSOC™ Control C3는 과하지 않으면서도 꼭 필요한 기능만 갖춘 실용적인 MCU입니다. 특히 정밀 제어, 보안, 저전력, 소형화가 동시에 요구되는 애플리케이션에서 선택받고 있습니다.”라고 전했다.

기술은 결국 적절함의 예술이다. 과하지 않지만 부족하지도 않은, 모터 제어에 ‘가장 적절한 수준’을 지향하는 PSOC™ Control C3는 어쪄면 좀 더 본질에 충실한 실용적이고 최적화된 MCU 활용의 효율성을, 개발자에게 다시금 고려하도록 유도하지 않을까 생각해 본다.