프로그래머블반도체(FPGA)의 사용 영역이 점차 확대되면서 공장 자동화 솔루션도 FPGA를 도입하는 사례가 늘고 있다.
통합 제어를 위해 수집해야 하는 데이터가 늘어나고, 관리해야 하는 모터 수도 많아지면서 유연한 확장성을 보유한 FPGA가 마이크로컨트롤러(MCU)나 디지털신호프로세서(DSP)의 대안이 될 수 있기 때문이다.
저전력 FPGA 회사 래티스반도체는 ‘래티스 오토메이트(Lattice Automate) 스택을 출시, 공장자동화 분야에 진출한다고 12일 밝혔다.
윤장섭 래티스반도체코리아 지사장은 “단일 공장을 포함해 스마트팩토리로 전환하는 단계에서 FPGA 기반 솔루션의 역할이 많을 것”이라며 “전세계 산업자동화 규모가 202년부터 2027년까지 매년 연평균 13.5% 성장하면서 솔루션 시장도 함께 커질 것”이라고 이번 제품 출시 이유를 설명했다.
래티스 오토메이트 솔루션은 FPGA 하드웨어 플랫폼, IP코어, 소프트웨어와 툴, 래퍼런스 디자인, 맞춤형 설계 서비스로 이뤄져 있다.
이 솔루션이 타깃하는 주력 분야는 △확장 가능한 다축 모터제어 △AI를 이용한 다채널 모터제어 △이더커넥트를 통한 임베디드 시스템 실시간 감지 및 제어 △사이버 레질런시 등이다. 스마트 공장, 물류창고, 상업용 건물 등에서 쓰임새가 많을 것으로 기대된다.
자동화 분야에서 FPGA로 얻을 수 있는 이점
래티스반도체에 따르면 자사 FPGA 기반 솔루션이 주는 각 분야의 장점은 다음과 같다.
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 정밀 모터제어 |
서로 다른 모터 여러 개를 지원할 수 있는 유연성이 보장된다. 폐쇄루프(Closed loop) 제어 기능이 있어 포지셔닝, 정밀도, 효율, 균일한 제어 등이 가능해진다. 모터의 센서로부터 피드백도 받을 수 있다. 래티스는 여기에 그래픽유저인터페이스(GUI) 기반 사용자 인터페이스도 제공한다. 이기훈 래티스반도체코리아 부장은 “일반적인 MCU와 FPGA를 비교하면 전력 소비량이 14배 적고, 한번에 컨트롤할 수 있는 모터 수가 2배 정도 많다”고 설명했다. |
| 예지정비 | 시스템 내 사양이 다른 여러 모터를 모니터링하면서 미리 수리를 해 공장이 멈추는 것을 방지한다. 장비 여러 대를 한 대의 메인 시스템에서 관리하면 실시간 처리를 할 때 지연 문제가 생길 수 있는데, FPGA를 사용하면 최적화된 시스템 설계가 가능하다는 게 래티스의 설명이다. 로컬에서 인공지능(AI), 머신러닝(ML) 지원이 가능해 보안성도 높일 수 있다. |
| 이더커넥트를 통한 실시간 네트워킹 | FPGA가 제공하는 인터페이스 유연성이 강점이다. 어떤 프로토콜로 어떤 통신 방식을 할건지 고객이 원하는 대로 제공해줄 수 있고, 하나의 시스템이 여러 모터를 제어하는 경우 래티스는 맞춤형 설계 서비스를 제공한다. |
| 사이버 레질리언시 | 사이버 보안의 중요성이 날이 갈수록 높아지고 있다. 반도체 칩마다 각각 펌웨어를 불러오기 위한 인터페이스를 이 솔루션이 모니터링해 공격을 감지하고 복구도 지원한다. 이기훈 부장은 “래티스가 이미 서버 시장에서는 이 기능을 많이 제공하고 있다”고 말했다. |
래티스는 이 외에 ‘래티스 프로펠(래티스 프로펠(Lattice Propel)’ 설계툴을 제공해 손쉽게 드래그앤 드롭 방식으로 IP를 사용할 수 있도록 했다. 텐서플로우나 카페 통한 ML 훈련 모형도 만들 수 있다.
윤장섭 지사장은 “이제 막 시장에 진입해 구체적인 매출 목표는 없지만 국내는 특히 5G 시스템이 도입되면서 시장이 클 것”이라고 전망했다. 이 솔루션의 현재 주요 고객은 산업용 PC 업체, 반도체 장비 업체 등이 있다.