자동차 스마트 액츄에이터 분야에서 전통적인 개별 솔루션이 복잡성, 높은 비용, 낮은 신뢰성 등의 문제를 받고 있는 상황에서, 노보센스는 신세대의 통합 모터 드라이버 시스템온칩(SoC)인 'NSUC1612'를 출시했다고 12일 밝혔다.
이 칩은 단일 칩으로 여러 디바이스 조합을 대체할 수 있는 통합 아키텍처를 통해 설계를 간소화하고 비용을 낮추며 시스템 안정성을 높였다. 자동차 부품 수밸브, 에어컨 송풍구 액츄에이터, 능동식 그릴, 스텝 모터, 직류(DC) 브러시 모터, DC 브러시리스 모터 등 다양한 스마트 액츄에이터 시나리오에 광범위하게 적응하며, 자동차의 스마트 업그레이드를 위한 고성능'신경 중추'를 제공한다.
전통적인 자동차 스마트 액츄에이터 제어 솔루션은 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU), 모터 드라이버, 통신 인터페이스, 보호 회로 등 다양한 디바이스를 개별적으로 조합해야 하며, 이는 인쇄회로기판(PCB) 배열이 복잡하고 납땜 포인트가 많아질 뿐 아니라 장치 간 호환성 문제로 인한 고장을 일으키기 쉽다. NSUC1612는 '단일 칩 통합' 설계를 채택하여 32비트 ARM® Cortex®-M3 코어 MCU,4채널·3채널 반브리지 드라이버, LIN/CAN 통신 인터페이스,12비트 ADC, 온도 센서 등의 핵심 기능 모듈을 높이 통합했다. 추가적인 외부 칩 없이 모터 제어, 통신, 보호 전 과정을 수행할 수 있다.
이러한 '다기능 통합' 아키텍처는 외부 구성 요소 수를 크게 줄이며, 하드웨어 설계의 복잡성을 간소화하며, 내부적으로 최적화된 신호 경로를 통해 전자기 간섭 위험을 줄여준다. 이를 통해 엔지니어는 복잡한 개별 디바이스 선택과 조정을 통해 해방될 수 있으며, 제품 개발 주기가 상당히 단축된다.
자동차 부품 시스템의 전자기 환경은 복잡하며, EMC(전자기 적합성) 성능은 직접적으로 액츄에이터 제어 정확도와 차량 전체 전자 시스템 안정성에 영향을 미친다. NSUC1612는 극단적으로 간단한 외부 회로 참고 설계를 제공하며, 최적화된 PCB 배열과 내부 신호 처리를 통해 CISPR 25:2021 표준 테스트에서 최고 등급인 Class 5로 자동차 EMC/EMI 모든 테스트를 통과하여 엄격한 자동차 EMC 요구사항을 충족한다.
이 특성은 칩이 자동차의 밀집한 전자 회로에서 '간섭 내성'을 최대화하여, 전자기 간섭으로 인한 액추에이터의 버벅거림이나 오작동 등의 문제를 피하며 모터 제어 신호의 안정적인 전송을 보장한다.
NSUC1612는 성능 면에서 '구동 능력'과 '연산 효율'의 이중 보장을 실현한다. 다양한 전력 수요에 맞춰 칩은 두 가지 규격을 제공한다. NSUC1612B는 4개의 하프 브리지 출력을 지원하며, 피크 전류는 500mA에 달한다. NSUC1612E는 3개의 하프 브리지 출력을 지원하며, 피크 전류는 최대 2.1A로, DC 브러쉬드, 브러쉬리스, 스테퍼 등 다양한 소형 전력을 가진 모터를 유연하게 구동할 수 있어, 에어컨 통풍구 조정, 시트 통풍 등 다양한 시나리오의 동력 수요를 만족시킨다.
코어는 ARM® Cortex®-M3의 하버드 구조를 채택했으며,32KB 플래시, 2KB SRAM 및 15KB ROM 에부트로더가 내장됐다. 무선(OTA) 소프트웨어 업그레이드를 지원하며, 32MHz 고정밀 발진기와 PLL은 효율적이고 안정적인 연산을 보장한다. 절전 모드에서 전 구간 온도 범위에서 소비 전력이 50uA 미만으로, 고성능과 저전력을 동시에 구현하여 자동차의 '에너지 절감' 요구에 완벽하게 부합한다.
자동차 분야의 핵심 칩을 목표로, NSUC1612는 전방위적인 신뢰성 보장을 구축한다. 칩은 AEC-Q100 Grade 1 표준을 준수하며, 최대 접합 온도는150°C에 달할 수 있으며, -40°C~125°C의 넓은 온도 범위 내에서 안정적으로 작동하면서 자동차의 열 관리, 캐빈 등의 복잡한 환경에 쉽게 대응할 수 있다.
전기 보호 측면에서, LIN 포트는 ±40V 역전압 내성을 지원하며, BVDD핀의 내전압 범위는 -0.3V~40V를 커버하여 12V 자동차 배터리에 직접 연결할 수 있다. 과전압, 과열 등의 다중 보호 메커니즘이 내장되어 자동차 회로에서 흔히 볼 수 있는 전압 변동, 순간 충격 등의 '예기치 않은 손상'을 효과적으로 방어하여 하드웨어 측에서 시스템 안전 방어선을 견고하게 구축한다.
NSUC1612는 '전 시나리오 호환성'으로 전통적인 칩의 애플리케이션 제한을 타파하여, 단일 칩이 자동차 지능형 액추에이터 요구를 커버한다. 하드웨어 측면에서 DC 브러쉬드 모터, 브러쉬리스 모터, 스테퍼 모터 등 다양한 유형의 모터 드라이버를 지원한다. 통신 측면에서는 LIN PHY(LIN2.x, ISO17987 및 SAE-J2602 지원), FlexCAN, SPI 등의 인터페이스를 통합하여 자동차 LIN/CAN버스 네트워크에 쉽게 통합된다.
전자 워터 밸브, 전자 팽창 밸브 등 열 관리 부품에서, 에어컨 통풍구, 통풍 액추에이터 등 실내 편안함 제어 모듈에 이르기까지, 그리고 능동 그릴 셔터 및 자동 충전 소형 문 액추에이터 등자동차 나머지 지능형 부품에 이르기까지, NSUC1612는 '한 칩으로 다기능 구현'의 특성으로 자동차 지능형 액추에이터의 '범용 제어 허브'가 되어, 자동차 기업의 다중 시나리오 개발 적합성 비용을 크게 줄여준다.
이경민 기자 kmlee@etnews.com
