파워PC 아키텍처의 32비트 MCU가 개발돼 올해안으로 선보일 것으로 알려져MCU의 고성능화가 촉진될 전망이다.
마이콤은CPU(중앙처리장치)에 입출력 및 기억기능, 타이머와 신호변환 기능 을 결합해 단일 칩으로 만든 집적회로로 각종 전자시스팀의 작동을 제어하는 데 이용되고 있다. 현재 8비트제품이 전세계시장의 64%를 차지하고 있는 MCU는 최근 들어 소형 고기능화를 추구하는 가전 및 통신업체를 중심으로 16 비트 제품을 채용하는 사례가 늘고 있다.
이러한가운데 세계최대의 반도체 업체인 인텔사의 64비트 펜티엄칩 출하에 따라 IBM.애플 컴퓨터.모토롤러사등의 "파워PC"진영이 펜티엄을 공략키 위한 전략의 일환으로 파워PC아키텍처를 채택한 MCU 개발에 나서 업계의 주목을 끌고 있다.
또한모토롤러와 IBM은 지난 4월 파워PC아키텍처의 32비트 MCU를 독자적으로 개발한다고 동시발표함으로써 파워PC진영내에서도 동일한 아키텍처를 채택한 MCU를 둘러싸고 심한 갈등이 빚어지고 있는 양상이다.
IBM은"403GA"를, 모토롤러는 "MPC505" 를 현재 개발중에 있으며 모두 올 연말까지 제품을 출하할 것으로 알려져 MCU 시장의 무게중심이 현재의 8비트에 서 16비트로 이동하는 기간이 짧아질 것으로도 예상된다. 이 가운데 세계최대의 MCU업체인 모토롤러가 최근 개발에 나선 RISC(축소명령어세트 컴퓨팅) 방식 MCU "MPC500"제품군을 소개한다.
모토롤러의 MPC500제품군 가운데 제일 먼저 개발될 것으로 예상되는 것은 MPC505 . 우선 MPC505는 모토롤러의 기존 16/32비트제품인 "68300"에서 활용된 것과 동일하게 파워PC아키텍처에서 따온 CPU코어와 주변IC를 버스 인터모듈 로 연결하는 모듈구조를 채택해 개발할 것으로 알려졌다. 모토 롤러의 인터모듈은 68300을 비롯해 기존의 16비트 "68HC16", 8비트 "68HC5" 에도 채택됐던 것으로 CPU코어에 주변모듈을 쉽게 첨가할 수 있는 것이 특징이다.
MPC500계열의첫번째 제품인 MPC505는 올해 말에 공개될 예정이다. MPC505는 여기에 파워PC아키텍처의 CPU코어를 가지고 있어 기존 68300보다 5배나 빠른 초당 25밉스(1Mips:초당 명령어 처리 1백만회)의 연산능력을 제공할 수있는 것으로 알려졌다. MPC505의 클록주파수는 25MHz, 여기에 4K바이트의 캐 시메모리가 CPU코어에 연결돼 있다.
또한CPU코어에 직접 연결된 캐시메모리, 작업에 필요한 변수를 저장하는 4K바이트 용량의 S램, 1개의 인터페이스 유닛, 그리고 주변기기통제 유닛등으 로 구성돼 있다. 이러한 내부 유닛은 모두 인터모듈버스로 연결돼 있다.
505의핵심인 RISC방식의 CPU코어는 정수처리유닛, 신호처리기능을 제공하는 부동소수점연산처리 유닛 및 분배유닛으로 이루어져 있다. 더욱이 이러한 모든 내부단위는 학개념으로 설계돼 작동할때와 휴지할 때의 전력 소비 차이를 최소한으로 줄일 수 있다.
특히505 가운데 핵심적인 2개의 주변 IC는 4K바이트 S램과 인터페이스 유닛 을 꼽을수 있다. 이들 주변 IC는 68300제품군의 시스팀 통합 모듈의 기능을 다시 채택한 것을 비롯, JTAG인터페이스와 프로그래머블 버스를 장착할수 있게끔 설계함으로써 32비트단위의 정보를 16비트와 동일한 속도로 처리할 수있는 것이다.
주변IC통제유닛은 테스트 모듈, 인터럽트 컨트롤러, 프로그램감시장치 등의 기능이 내장돼 있으며 인터모듈버스와 내부메모리버스, 그리고 디지틀 포트 사이의 인터페이스기능도 제공하고 있다.
MPC500제품군은또한 2세대 인터모듈버스를 사용하고 있다. 따라서 45MHz(초 기버전은 25MHz)의 클록 주파수 환경에 맞는 32비트 내부 버스를 사용함으로써 앞으로 다수의 CPU 코어를 내부에 장착하거나 주변모듈을 다수 연결해 사용할 수 있는 MCU도 개발될 것으로 보인다.
또한MPC500 제품군은 68300에서 현재 활용되고 있는 애널로그-디지틀 및 디지틀-애널로그 신호변환 장치, 타이머, 롬, 통신모듈등을 아키텍처에 적합하도록 변조시켜 사용할 것으로 알려졌다. 인터모듈에 사용되는 가공기술 또한 회로선폭 0.8미크론미터에서 더욱 발전한 0.5미크론을 사용할 것으로 알려졌다. 그리고 CPU코어자체도 파워PC와 동일한 0.5미크론 CMOS(상보성 금속산화 막반도체)기술을 채택하고 있다.
505의또다른 특징으로는 전력소비를 극소화했다는 점도 들 수 있다. 25MHz 클록주파수에서 3.3V 전압에 5백30mW의 전력을 소비하며, 1미크론s이하의 외부간섭에 반응하도록 설계됐다.
MPC505은발표초기에 75달러선에 판매될 것이지만 양산에 들어가는 97년께는 25달러이하로 떨어질 것으로 모토 롤러는 전망했다. 모토롤러는 이밖에도 여타 주변기능을 첨가해 33MHz와 40MHz의 클록주파수에서 작동하는 제품, 그리고 전압이 3.3V이하인 것도 개발하고 있는 중인 것으로 알려졌다.
한편올해 36억달러인 8비트MCU 시장규모는 97년에 가면 1백억달러를 상회할 것으로 예상되고 있다. 모토롤러는 지난해 NEC를 제치고 MCU업계 1위로 부상 했으며, 생산라인 증설계획을 추진하고 있으나 아직 급증하는 수요에 적극적으로 대처하지 못하고 있는 것으로 알려졌다. 모토롤러는 이에 따라 미 해리 스 세미컨덕터사의 생산 라인을 활용, 8비트 CMOS기술의 MCU생산량을 확충할계획이다. 모토롤러가 개발중인 32비트 파워 PC아키텍처 MCU의 장래는 현재로서는 낙관 하기 힘들다. 현재 팽팽한 대립 양상을 보이고 있는 펜티엄과 파워PC의 일대 접전이 마무리지어진 후에 자연스럽게 MCU시장의 세력 판도도 결정될 것으로보인다. 그러나 모토롤러의 MPC505는 기존 68300과 호환성을 유지하고 있다는 점을 이용해 자동차 통신등의 용도에 빠른 속도로 보급될 것으로 전망된 다.