[통신지식] 시스템 온 칩

시스템 온 칩

새로운 기술이 나왔는데 기존에 마이크로프로세서, ROM, RAM 입출력 제어 칩셋 등이 따로 제작되었던 것들이 이제 하나로 통합되어 나올 수도 있다.

현재까지 반도체 시장이 메모리와 비메모리로 구분되어 삼성전자와 인텔이 각각 세계시장을 장악하고 있었는데, 차세대 반도체에서는 이런 경계가 모호해지면서 기존 업체가 가진 기득권이 사라 질 수도 있다고 한다.

시스템 온칩 (System-On-Chip) 기술은 프로세서(CPU), 디지털 신호장치 (DSP), 메모리, 고주파, 로직 등의 시스템 구성요소들을 하나의 반도체 칩에 담을 수 있는 기술이다.

 

기존에 여러개를 모아서 구현하던 시스템과는 기능면에서 엄청난 차이가 생기게 된다.

시스템 온칩이 나온 이유는 요즘 나오는 노트북과 스마트폰 등의 기기들이 점점 작아지면서 기능은 몇 배로 향상되고 있다. 이런 휴대형 정보기기에 통신과 컴퓨팅 기능을 구현하는 기존의 반도체 칩들을 모두 내장하기가 점점 힘들어진다.

삼성전자나 인텔 등 반도체 업체들이 시스템 온 칩 개발에 사활을 거는 이유가 되는 것이고 추진할 수밖에 없는 이유가 된다.

시스템 온칩은 그 넓이가 볼펜으로 찍은 점보다 작고 종이보다도 얇다고 한다. 그렇기 때문에 전력은 무시할 정도로 극히 작으며 기능별 반도체를 따로 만들어 꽂을 필요가 없기 때문에 가격 또한 매우 싸다.

그 결과 시스템 온칩은 센서가 무엇을 감지할 수 있고 EEPROM이나 플래시 메모리에 들어있는 프로그램 이용 멜로디 책이나 장난감, 로봇 등에 보이지 않는 핵심부품으로 심어지고 있다.

그리고 동물이나 식물, 상품에 RFID 태그로 붙여져 인터넷에 연결되는 유비쿼터스 시대에는 시스템 온칩의 능력과 응용분야는 상상을 초월할 정도로 다양해지고 있다.

시스템 온칩이 구현되면 세상은 어떻게 변할까?

모든 전자기기들이 고성능, 소형화가 되면서 손에 가볍게 들고 다닐 수 있게 될 것이고, 현재의 노트북, 스마트폰 등이 엄청 작은 사이즈로 변하면서 성능과 기능은 수십, 수천 배 향상될 것이다.

언제 어디서든지 모든 업무처리가 가능한 무빙 오피스가 실현될 수 있다는 것이다.

모든 기능이 통합된 칩 하나만 교체하면 새로운 기능을 얻을 수 있기 때문에 소비자들은 큰 부담 없이 첨단 기능을 쉽게 이용할 수 있게 될 것이며, 기업도 신제품 생산에 드는 막대한 비용을 절감할 수 있을 것이다.

이것이 현실이 되기 위해서는 초정밀 가공기계기술과 지름 300mm 웨이퍼 기술 등 개별 부품을 소형화하고 복합화 가는 각종 기술들이 필요한데 현재 이런 복잡한 기술을 구현해 생산할 수 있는 업체는 삼성전자, 인텔, TI, 퀄컴 등 대형업체 몇 개에 불과하다.

그렇다고 모든 반도체나 전자기기 업체가 이런 칩 개발에 나설 필요는 없다.

하나의 칩 안에 들어가는 각각의 컴포넌트를 IP(Intellectual Property) 지적소유권이라고 불리는데, 시스템 온칩에서는 기존 존재하는 IP를 여러 다른 시스템에 재사용할 수  있도록 추진하고 있다.

즉, 각각의 컴포넌트나 한 개의 시스템 온칩에서 사용되는 설계를 혼자서 처음부터 설계를 하는 것이 아니고 다른 회사에서 사용되어 입증된 설계를 재사용할 수 있는 것이다.

이렇게 된다면 한 업체가 개발한 시스템 온칩 설계도를 사용료를 지불하고 사용할 수 있고, 여기에 새로 필요한 설계만 추가하면 되니 처음부터 새로 설계하는 것보다 비용이나 시간을 크게 아낄 수 있게 된다.

시스템 온 칩의 상용화는 반도체뿐만 아니라 컴퓨터, 통신, 자율주행, IT산업 등에 큰 파장을 불러올 것이며 이것이 우리 사회를 얼마나 좋게 편리하게 만들어 줄지 기대가 된다.

 

『 참고 』 RFID는 'Radio Frequency Identification'의 약자로, 무선 인식 기술을 뜻합니다.

​간단하게 동작 원리를 알아보면,

​칩과 안테나로 구성된 RFID 태그를 대상에 부착하고, 리더에서 신호를 송출하면

​태그는 신호에 반응하여 태그에 저장된 데이터를 송출하여 서로 정보를 주고 받습니다