반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

ams의 부스트NFC 기술 및 ST의 입증된 보안NFC

ARM® mbed™ 웨어러블 레퍼런스 디자인에 탑재

비접촉식 티켓팅, 출입 제어, 결제 등 다양한 IoT 애플리케이션 지원

고성능 센서 및 아날로그 IC전문기업인 ams(한국지사 대표 이종덕)와 다양한 범위의 전자 애플리케이션용 반도체를 공급하는 세계적인 반도체 기업 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)는 양사 공동 NFC 솔루션이 ARM의 새로운 웨어러블 레퍼런스 디자인에 탑재되어, 안전한 고성능 NFC및 마이크로컨트롤러 기능을 제공한다고 발표했다.

ST와 ams가 공동 개발한 이 NFC 솔루션은 NFCC(NFC controller) 및 글로벌 플랫폼 표준 2.2버전의 보안요소(Secure Element)가 SiP(System-in-Package) 형태로 제공된 ST의 ST54E와 ams의 부스트NFC(boostedNFC) 기술이 적용된 AS39230 NFC 아날로그 프론트 엔드로 구성된다. 이 NFC 공동 솔루션은 웨어러블 기기 및 스마트폰과 같은 초소형 배터리 구동 제품에 특히 적합하다.

• ams의 부스트NFC 기술은 기존 NFC 디바이스들이, 까다로운 RF 전송 환경에서 소형 안테나로 동작할 때 발생하는 문제들을 극복했다. ams/ST 솔루션은 100mm2보다 훨씬 작은 안테나로 동작할 때도 비접촉 결제 방식에서 필요한 RF 성능에 적합한 EMVCo 요건을 뛰어 넘는다.

• ST의 SiP는 전세계의 모든 주요 NFC 보안 표준을 포괄적으로 지원하기 때문에, ARM 엠베드(mbed) 웨어러블 레퍼런스 디자인은 비접촉 결제방식, 자동요금징수, 출입 제어 등을 포함해 여기에 해당되지 않는 다양한 분야의IoT(Internet of Things) 애플리케이션에서도 필요한 보안 트랜잭션 유형을 지원할 수 있다.

• ams/ST의 공동 솔루션은 평균 소비 전력이 매우 낮아서, 1회 충전시 배터리 구동 시간 즉, 충전 간격을 늘릴 수 있도록 지원한다. 이 같은 특성은 부스트NFC 프론트 엔드와 NFCC 두 가지 모두에 대한 전력 싸이클(power cycling)을 완벽하게 설정할 수 있기 때문이다.

엠베드 웨어러블 레퍼런스 디자인은 웨어러블 기기 OEM 업체들이 빠르게 복제하여 고성능 NFC 카드 에뮬레이션을 구성할 수 있는 모델을 제공한다. ams/ST 공동 솔루션은 ST가 개발한 통합NFC 소프트웨어 스택이 지원되므로, 시스템 설계자들이 보다 쉽게 작업을 수행할 수 있다. 이 스택은 ARM의 엠베드 IoT 디바이스 플랫폼(mbed IoT Device Platform)과 호환된다.

또한 ams/ST 솔루션의 뛰어난 RF 성능은 동작 환경이 아무리 까다로워도 안정적인 NFC 기능을 보장한다. 이 NFC 시스템은 액티브 부하 변조(active load modulation)를 구현하는 ams AS39230만의 독자적인 기술이 적용되었다. 이 같은 특징은 웨어러블 레퍼런스 디자인이 NFC 리더기와 연동되는 영역, 즉 ‘동작 범위(Operating Volume)’가 일반적으로 약40배나 큰 안테나의 비접촉 카드 성능을 능가하도록 NFC 프론트엔드의 전송 신호를 부스트해 준다. ST와 ams가 제공하는 솔루션은 엠베드 웨어러블 레퍼런스 디자인의 안테나에도 최적화되어 있어서, 웨어러블 레퍼런스 디자인의 블루투스(Bluetooth®) 및 GPS 무선 신호로 인한 간섭현상에도 강한 내성력을 제공한다.

ST 및 ams의 각 디스크리트 컴포넌트 간의 긴밀한 호환성은 복잡한 전력 절감 성능을 제공한다. ST54E는 NFC RF 필드를 벗어날 때 초절전(딥파워다운: Deep Power-Down) 모드로 전환되며, 동시에 AS39230은 전력을 훨씬 더 적게 소모하는 액티브파워(active power) 모드로 빠르게 전환되어 소모되는 평균 전류는 18µA에 불과하다. ams/ST 솔루션의 소프트웨어는 ARM 기술에 기반한 저전력 마이크로컨트롤러에 최적화되어 있다. 모듈 방식의 디자인을 제공하기 때문에 사용자는 기기가 지원하는 사용사례에 적합한 모듈만을 컴파일하도록 선택할 수 있으며, 시스템의 메모리 요구사항을 줄이고, 리소스 풋프린트를 최적화하는데 유용하다. 소프트웨어 스택은 P2P(peer-to-peer) 및 리더기(reader )/라이터(writer) 기능을 옵션으로 지원하며, 디바이스가 필드에 있을 때 OTA(over-the-air) 업데이트가 가능하다.

ST54E는 개발자들이 NFC 포럼 표준을 준수하는 카드 에뮬레이션, P2P, 태그 리더기 모드로 NFC 디바이스를 사용할 수 있도록 완벽한 승인을 받았다. 또한, 국제공통평가기준(CC: Common Criteria), EMVCo, 글로벌플랫폼(GlobalPlatform), 비자(Visa), 마스터카드(Mastercard), 아멕스(Amex), 디스커버(Discover), 중국인민은행(PBoC; People’s Bank of China) 등 전세계의 승인이 필요한 애플리케이션에서 사용하기에 적합하다. 이 엠베드 웨어러블 레퍼런스 디자인의 보안 성능은 별도의 지문 판독기로 향상된다. 지문 판독기는 ARM Cortex®-M4 코어 기반의 ST의 STM32F411 다이나믹 이피션트(Dynamic Efficient) 마이크로컨트롤러가 적용되었으며 이미지 처리 및 식별 기능을 수행한다.

ams의 와이어리스 사업부 마크 딕슨(Mark Dickson) 이사는 “이번 양사 공동의 NFC 레퍼런스 디자인은 시장에 출시된 제품들 가운데 RF 성능, 상호 운영성, 저전력 동작 특성들을 가장 훌륭하게 조합한 것으로 인정받고 있다. 풋프린트 및 처리 성능 관점에서 시스템 요구사항은 최소로 결정되기 때문에, ams/ST 공동 솔루션은 ARM 엠베드 웨어러블 레퍼런스 디자인처럼 공간 제약이 많은 설계에서 매우 이상적이다”라고 말했다.

ST 보안 마이크로컨트롤러의 마케팅 상무인 로랑 드고끄(Laurent Degauque)는 “이번 ams/ST 종합 NFC 솔루션은 보안 및 에너지 효율적인 웨어러블/IoT 애플리케이션 개발에서 비접촉식 결제, 티켓 구매, 출입 제어를 위한 손쉬운 방법을 제시한다”며, “엠베드 IoT 디바이스 플랫폼과의 호환성 덕분에 OEM들은 시제품에서 최종 제품까지 보다 빠르게 구현할 수 있고 자체적으로 가치를 부가하는 기능 추가에 집중할 수 있을 것”이라고 말했다.

ARM의 IoT 비즈니스 마케팅 부사장인 자크 쉘비(Zach Shelby)는 “ARM 엠베드 웨어러블 레퍼런스 디자인은 검증된 디자인 기반을 제공하여 기업들이 신속하게 저전력 IoT 기기를 구현하고, 고유의 차별화된 기능 개발에 주력할 수 있다“면서 “ams와 ST의 NFC 솔루션은 ARM Cortex®-M 프로세서와 소형 폼팩터 디바이스 및 애플리케이션용 mbed OS가 적용되어 에너지 효율성을 실현한다”고 밝혔다.

엠베드 웨어러블 레퍼런스 디자인에 대한 자세한 정보는 mbed.com/wearables에서 확인할 수 있다.

AS39230에 대한 기술 정보는 www.ams.com/NFC-HF-Booster/AS39230 참조.