MIPI얼라이언스가 5세대(5G) 시대를 맞아 모바일을 넘어 자동차, 사물인터넷(IoT)으로 영역을 넓힌다.

모바일 시대, 문자·전화 기능만 있었던 ‘휴대폰’ 시대, 고해상도 디스플레이와 카메라를 넣은 스마트폰을 꿈꿨던 MIPI얼라이언스는 5G 시대에 무엇을 꿈꾸고 있을까.

MIPI얼라이언스는 19일 밀레니엄힐튼서울에서 ‘2018 MIPI 개발자 컨퍼런스(DEVCON) 2018’를 개최하고 ‘5G 현실로 만들기: MIPI 규격 준비 평가’라는 제목의 ‘5G 기술백서(White paper)’를 발표했다. 

MIPI얼라이언스는 기기 내에서 오디오, 카메라, 무선통신(RF), 센서 등의 부품과  중앙처리장치(CPU) 혹은 애플리케이션프로세서(AP) 사이를 연결해주는 인터페이스 규격을 개발하는 국제 기구다.

삼성전자, 인텔, 퀄컴, 보쉬, 도시바, TI, 시높시스, ST마이크로 등으로 이사회가 구성돼있고, 애플이나 구글, 케이던스, AMD, NXP반도체, SK하이닉스 등이 참여 중이다.

MIPI얼라이언스가 발표한 기술 백서에는 5G가 반영된 MIPI의 모든 인터페이스 규격에 대한 설명이 담겼다. 5G 표준화는 아직 끝나지 않았지만, 주파수 대역폭 확대와 그로 인한 데이터 급증 등을 반영했다.

뿐만 아니다. 모바일 기기에 적용되던 상보성금속산화물반도체(CMOS) 이미지센서(CIS) 등의 센서와 RF 프론트엔드(RFFE) 모듈이 5G 시대에는 자동차와 사물인터넷(IoT)으로 확대된다. MIPI 얼라이언스는 이같은 수요를 반영, 자동차용 인터페이스도 발표했다.

자율주행의 기반 닦겠다, MIPI A-PHY

‘MIPI A-PHY’는 MIPI 얼라이언스가 개발 중인 고속 데이터 전송 인터페이스로, 첨단운전자지원시스템(ADAS)과 센서가 서로 소통할 수 있는 물리계층이다. MIPI 얼라이언스 내에서는 보쉬와 BMW가 협력하고 있다.

물리계층은 네트워크 구조를 구성하는 7계층 중 최하층에 해당한다. 데이터 전송을 위해 물리적인 링크를 설정, 유지, 절단하는 역할을 한다. 

ADAS 시스템은 카메라, 라이다(LiDAR), 레이더(radar), 초음파(ultrasonic) 등 다양한 센서로부터 정보를 읽어들인다. 데이터의 형식은 물론 주파수나 해상도 등도 모두 다르다. ‘MIPI A-PHY’는 이를 모아 AP가 분석할 수 있도록 해석해준다. 

특히 자동차는 모바일과 달리 크기가 크다. ‘MIPI A-PHY’는 이 점을 감안해 최대 15m까지 4개의 커넥터를 거쳐 연결돼 데이터가 전송될 수 있도록 지원한다.

현재는 자동차 부품 신뢰성 규격인 ISO26262 등을 반영하는 한편 차량 내 인포테인먼트 시스템과도 연계할 준비를 하고 있으며 내년 말 1.2버전을 발표할 계획이다.

매트 로닝(Matt ronning) MIPI 얼라이언스 자동차 워킹 그룹 의장은“현재 자동차 시장은 ‘총체적 난국(Perfect Storm)’이라고 해도 무방할 정도로 빠르게 발전하고 있다”며 “현재 완성차(OEM) 업체들로부터 추가적인 요구 사항을 받아 반영 중”이라고 말했다.

I2C를 넘은 혁신… I3C 인터페이스 

MIPI 얼라이언스의 규격 중 가장 많이 활용되는 건 센서 버스 인터페이스 ‘I2C’다. 이를 한 단계 발전시킨 ‘I3C 인터페이스’는 센서와 AP의 상호통신을 위한 입출력(I/O) 숫자를 10분의 1로 줄일 수 있다.

현재 쓰이는 I2C 인터페이스는 일대일 단방향 연결을 지원한다. 카메라 센서나 지문인식센서 등이 AP로 연결되고, AP에서 또 이 센서들과 별도로 연결되는 식이다. 이때문에 현재 이를 위한 입출력(I/O) 숫자만 20개에 달한다.

I3C 인터페이스는 1대2 쌍방향 연결을 지원한다. 즉, 센서는 AP와 조향장치에 동시에 연결돼 신호를 주고받을 수 있다. 이를 통해 I/O 숫자를 단 2개로 줄일 수 있다. IoT부터 모바일 기기, 자동차 등에서 비교적 쉽게 저전력 설계를 할 수 있게 된 셈이다.

대역 내 인터럽트(interrupt·실행 중인 프로그램을 잠시 중단하고 다른 프로그램을 먼저 실행하는 것), 동적 주소 지정, 다중 마스터, 표준화된 명령, 시간 제어(동기·비동기 설정 가능) 등을 지원한다. 

예를 들어 한 버스에서 데이터 값이 지나치게 많으면 인터럽트 기능이 발동돼 다른 데이터가 먼저 처리될 수 있도록 할 수 있다. 이를 통해 전력소모량과 성능 모두 I2C 인터페이스보다 한 단계 높였다고 MIPI 얼라이언스는 설명했다.

‘I3C 인터페이스’의 기본 기능만을 이용할 수 있는 ‘베이직(Basic) I3C 인터페이스’도 무료로 활용 가능하다.

켄 푸스트(Ken Foust) MIPI 얼라이언스 워킹그룹 의장 겸 인텔 연구원은 “2년 전 I3C 인터페이스 1.0 버전이 나오자마자 업계의 높은 수요로 바로 1.1 버전 개발에 착수했다”며 “현재 FAQ 작업 중으로 곧 공식 발표될 것”이라고 말했다.