노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor, 한국지사장: 최수철)는 멀티 프로토콜 단거리 무선 연결 및 임베디드 머신러닝(Machine Learning)을 지원하는 다중 센서 프로토타이핑 플랫폼인 노르딕 Thingy:53을 출시했다고 밝혔다. 이 제품은 가장 짧은 개발기간 안에 머신러닝 기능을 갖춘 첨단 무선 제품의 개념 증명 및 프로토타입을 구현할 수 있는 이상적인 플랫폼이다.

▲ 노르딕 Thingy:53

Thingy:53은 듀얼 코어 Arm® Cortex® M-33 프로세서를 내장한 노르딕의 첨단 멀티프로콜 SoC(System-on-Chip)인 nRF5340을 기반으로 노르딕의 nPM1100 전력관리 IC(PMIC: Power Management IC)와 nRF21540 프론트엔드 모듈(FEM: Front End Module) 및 PA/LNA(Power Amplifier/Low Noise Amplifier) 범위 확장기를 갖추고 있다. 이외에도 이 프로토타이핑 플랫폼에는 충전식 1,350mAh 리튬폴리머 배터리와 다중 모션 및 환경 센서가 장착되어 있다. 이 플랫폼은 블루투스 LE(Bluetooth® Low Energy)를 비롯해 스레드(Thread), 매터(Matter), 지그비(Zigbee), IEEE 802.15.4, NFC 및 블루투스 메시 RF 프로토콜을 지원하며, Thingy:53에 직접 사전에 인스톨된 임베디드 머신러닝 펌웨어 또한 제공된다.

Thingy:53의 핵심인 nRF5340 SoC는 전용 애플리케이션 프로세서와 네트워크 프로세서를 갖추고 있다. 128MHz 클럭 속도의 Arm Cortex-M33 애플리케이션 프로세서는 프로토타이핑 플랫폼에서 첨단 알고리즘 및 임베디드 머신러닝과 관련된 복잡한 연산 작업을 처리할 수 있도록 해준다. 또한 1MB 플래시와 512KB RAM을 통해 가장 복잡한 애플리케이션에도 충분한 메모리를 보장한다. 네트워크 프로세서는 전력 효율적인 동작을 위해 설계되었으며, 자체 연산 리소스를 갖추고 있어 애플리케이션 소프트웨어의 실행 성능을 저하시키지 않으면서 강력한 무선 연결을 지원한다.

머신러닝 모델 지원

노르딕은 미국의 ‘tinyML’ 전문기업인 엣지 임펄스(Edge Impulse)와 긴밀한 협력을 통해 Thingy:53을 위한 엣지 임펄스의 펌웨어와 nRF 엣지 임펄스 모바일 앱을 지원한다. 이 펌웨어는 Thingy:53의 센서에서 트레이닝 및 테스트 데이터를 수집하고, 블루투스 LE를 이용해 이 데이터를 무선으로 모바일 앱에 전달한다. 그런 다음, 모바일 앱은 임베디드 머신러닝 모델을 구현 및 테스트하는데 사용되는 엣지 임펄스 스튜디오(Edge Impulse Studio: 머신러닝을 위한 클라우드 기반 개발 플랫폼)로 데이터를 전송한다. 구현된 머신러닝 모델은 동일한 모바일 앱을 사용하여 무선으로 Thingy:53에 구축할 수 있다. 또한 이 모바일 앱에서 직접 추론 결과를 확인할 수도 있다. 개발자는 이 펌웨어와 앱을 통해 Thingy:53에 케이블을 연결하지 않고도 빠르게 데이터를 수집하고, 머신러닝 모델을 테스트할 수 있다.

Thingy:53과 함께 제공되는 nRF 프로그래머(nRF Programmer) 앱은 개발자가 사전 구현된 펌웨어를 선택하고, iOS 또는 안드로이드 기기에서 직접 무선으로 Thingy:53 펌웨어를 업데이트하여 매우 간단하게 프로토타이핑을 수행할 수 있도록 해준다. 이러한 기능을 통해 데스크톱 컴퓨터가 없어도 언제 어디서나 새로운 펌웨어를 구축할 수 있다. 또한 Thingy:53은 노르딕의 모바일 앱인 nRF Mesh, nRF Connect, nRF Toolbox 및 nRF Blinky와도 호환이 가능하다.

Thingy:53은 6축 관성 측정장치와 함께 저전력 가속도계를 포함하고 있으며, 온도, 습도, 공기질 및 기압 등의 환경 센서도 갖추고 있다. 또한 이 제품은 컬러 및 광 센서와 버저(Buzzer) 및 PDM(Pulse Density Modulation) 마이크로폰을 포함하고 있다. 개발자들은 임베디드 머신러닝 기능을 통해 Thingy:53의 센서를 음성 인식 또는 움직임 패턴 감지와 같은 애플리케이션에 사용할 수 있다. 가속도계와 PDM 마이크로폰은 모션 또는 사운드 이벤트가 트리거될 때, nRF5340 SoC를 절전모드에서 해제하는데 사용할 수도 있다. Thingy:53은 외부 자극이 없으면 절전 모드(배터리 수명 연장)를 유지하기 때문에 저전력 임베디드 머신러닝 애플리케이션을 개발하는데 유용하다.

검증된 프로토타이핑 플랫폼

또한 이 제품은 USB-C 충전 및 데이터 포트와 퀴익(Qwiic), 스테마(Stemma) 및 그로브(Grove) 호환 4핀 JST 커넥터를 갖추고 있다. 모든 Thingy:53은 추가 디버깅 툴로 전력소모를 모니터링하고, 애플리케이션 코드 문제를 해결할 수 있도록 해당 핀과 액세스가 가능한 디버깅 및 전류 측정 보드와 함께 제공된다.

노르딕의 Thingy:53제품 매니저인 파 하칸손(Pär Håkansson)은 “노르딕의 Thingy 제품군은 가장 빠른 방법으로 혁신적인 단거리 무선 및 셀룰러 IoT 애플리케이션의 프로토타이핑 및 개발이 가능한 플랫폼으로, 이미 개발자 커뮤니티에서 입증되었다.”며, “이제 가장 강력하면서도 뛰어난 멀티 프로토콜 SoC를 이용한 새로운 Thingy:53이 출시되면서 프로토타이핑 플랫폼 제품군이 더욱 강화되었다.”고 밝혔다.

또한 파 하칸손은 “새로운 Thingy는 nRF5340 이상의 성능을 제공하며, 탁월한 배터리 성능과 링크 버짓을 위한 노르딕의 PMIC 및 범위 확장기를 비롯해 첨단 다중 센서를 갖추고 있다. 이와 함께 Thingy:53은 머신러닝에 익숙하지 않은 개발자들이 이 기술을 쉽게 활용할 수 있도록 처음으로 사전 프로그래밍된 엣지 임펄스 펌웨어와 nRF 엣지 임펄스 모바일 앱을 지원한다.”며, “머신러닝은 미래의 첨단 IoT 엣지 프로세싱의 가장 중요한 요소이다.”고 덧붙였다.

노르딕은 제품 출시 후 Thingy:53의 주요 기능을 시연하는 웨비나를 진행할 예정이다.

Thingy:53은 현재 노르딕 유통 파트너를 통해 공급되고 있다.