노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor, 한국지사장: 최수철, www.nordicsemi.com)는 자사의 nRF51 및 nRF52 시리즈 개발 키트(nRF51 DK 및nRF52 DK)를 위한 확장 보드와 PC-기반 소프트웨어로 구성된 개발 툴인 ‘전력 프로파일러 키트(Power Profiler Kit)’를 공급한다고 밝혔다. 임베디드 솔루션을 개발하는 소프트웨어 및 하드웨어 엔지니어를 위한 이 전력 프로파일러 키트 개발 툴은 저렴하고, 간단한 방법으로 임베디드 솔루션의 동적 전력 소모를 측정할 수 있도록 해준다.

간단한 암페어 계측기는 임베디드 기기가 저전력 및 액티브 모드로 계속해서 변화하기 때문에 임베디드 기기의 종합적인 전력소모 개요를 파악하기에 충분하지 않다. 또한 정밀한 전력소모 측정은 듀티 사이클이 감소하면서 더욱 어려워지고 있다. 일부 블루투스(Bluetooth®) 저에너지(이전의 블루투스 스마트(Bluetooth Smart) 기술) 애플리케이션의 전력모드는 자주 변하는데다, 듀티 사이클은 1% 미만으로 감소하면서 표준 전력 측정 툴은 사실상 실용적인 대안이 되지 못하고 있다.

전력 프로파일러 키트는 이러한 문제를 해결할 수 있도록 개념 검증에서 최종제품 구현에 이르기까지 무선제품 개발 사이클 전반에 걸쳐 사용이 가능하도록 설계되었다. 또한 이 전력 프로파일러 키트는 랩-등급(Lab-Grade)의 전력 프로파일링 툴로는 불가능한 매우 낮은 가격으로 공급되기 때문에 모든 엔지니어들이 각자 이 키트를 가지고 작업을 수행할 수 있다. 한편 PC-기반 툴은 예를 들어, 소프트웨어가 비활성화되어야 하는 액티브 모듈에서 비정상적인 높은 전력소모를 명확하게 확인할 수 있기 때문에 결함이 있거나 최적화되지 못한 소프트웨어를 검출하는데 용이하다.

이 키트는 제품 디자인의 초기 단계에서 nRF51 또는 nRF52 시리즈 블루투스 저에너지 SoC(System-on-Chip)의 전력소모를 측정하는데 이용할 수 있으며, 시제품은 nRF51 DK 및 nRF52 DK 상에서 개발할 수 있다. 이후 단계에서는 최종 PCB 상에서 전체 디자인의 전력소모를 측정하는 것도 가능하다. 모든 소프트웨어 개발 단계에서 지속적으로 전력소모를 측정함으로써 엔지니어링 사이클 초기에 전력 문제를 발견하고, 이후 단계에서 시간이 많이 소모되는 코드 수정 작업을 손쉽게 방지할 수 있다.

이 전력 프로파일러 키트는 넓은 동적 입력 범위에 걸쳐 고속 전류 측정을 지원하는 첨단 자동-조정(Auto-Ranging) 아날로그 측정 회로를 포함하고 있다. 이 키트는 가장 낮은 범위에서 분해능이 0.2µA에 불과한 0mA ~ 70mA의 입력 범위를 지원한다. 샘플링은 가장 짧은 주기의 동작에서도 정확히 포착할 수 있도록 매 13µs마다 실행된다.

전력 프로파일러 키트에서 지원하는 PC-기반 소프트웨어는 설정된 시간 동안 평균 및 순간 전력소모를 모두 평가할 수 있는 몇 가지 방법을 제공한다. 사용자는 최고 20초 주기로 판독하도록 키트를 설정할 수 있으며, 동시에 밀리초 간격으로 관심 분야를 세밀하게 확인할 수 있다. 이러한 두 가지 시간 주기를 통해 사용자는 순간 측정 지점을 선택하거나 평균을 내기 위해 영역을 선택할 수도 있다. 또한 측정된 데이터는 사후 프로세싱을 위해 전송이 가능하다.

이 전력 프로파일러 키트의 PC 소프트웨어는 파이썬(Python) 프로그래밍 언어에 기반하고 있으며, 모든 필요한 파이썬 스크립트를 포함하고 있는 인스톨러를 통해 제공된다. 파이썬을 사용함으로써 비전문가 프로그래머들도 손쉽게 소프트웨어를 수정하고, 조정할 수 있다. 소프트웨어 출력은 다른 툴에서 직접 처리될 수 있도록 기록을 생성할 수 있다.

노르딕 세미컨덕터의 기술 마케팅 매니저인 폴 카스네스(Pål Kastnes)는 “많은 고객들이 계속해서 전력소모 측정의 어려움을 호소해 왔는데, 이는 암페어 계측기로는 nRF51 및 nRF52 시리즈 SoC에서 보여지는 넓은 동적 범위와 낮은 듀티 사이클에서 정밀한 측정이 불가능했기 때문이다.”고 언급했다.

또한 폴 카스네스는 “전력소모를 정확하게 측정하기 위해 고가의 랩용 툴을 적용하더라도 소프트웨어 개발 프로세스의 후반에 이르거나 또는 아주 드물게 테스트가 적용된다는 어려움이 있다”라고 지적하고, “이는 과도한 전력소모가 감지되기 전까지 개발이 잘못된 방향으로 상당히 진행될 수 있음을 의미한다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 경제적인 개발 툴을 제공하는 것은 고객들이 개발 프로세스를 단축할 수 있도록 도와주기 위한 노르딕의 지원 방안 중 하나다.”고 밝혔다.