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저전력 MCU SoC 설계 기술

전수책임자
이재진
참여자
강태욱, 김성은, 김혁, 박경환, 박미정, 박형일, 변경진, 오광일, 이석호, 이재진, 임인기, 한규승
기술이전수
1
이전연도
2021
협약과제
18HB2600, 경량 RISC-V 기반 초저전력 인텔리전트 엣지 지능형반도체 기술 개발, 이재진
19HB1600, 경량 RISC-V 기반 초저전력 인텔리전트 엣지 지능형반도체 기술 개발, 이재진
20HS1800, 경량 RISC-V 기반 초저전력 인텔리전트 엣지 지능형반도체 기술 개발, 이재진
21HS3700, 경량 RISC-V 기반 초저전력 인텔리전트 엣지 지능형반도체 기술 개발, 구본태
21PS2700, 고효율 초저전력 경량 엣지 디바이스용 소자회로 및 SoC 개발, 박형일
본 기술이전은 “경량 RISC-V 기반 초저전력 인텔리전트 엣지 지능형반도체 기술 개발 (2018.02.01.~2022.12.31.)에서 수행한 RISC-V 기반의 저전력 엣지 프로세서 기술 중 “저전력 MCU SoC 설계 기술”을 제공한다. “저전력 MCU SoC 설계 기술”은 크게 RISC-V 프로세서 코어, 내부 메모리, 주변장치 인터페이스 및 이러한 IP 들을 연결하기 위한 마이크로 네트워크온칩 IP로 구성되는데, 본 기술이전에서는 이러한 IP 들로 구성되는 MCU SoC를 개발할 수 있는 설계 기술을 제공한다.
- 저전력 MCU SoC는 IoT, 웨어러블 디바이스의 핵심 부품으로서 최근에 소재부품 기술의 발전으로 인해 IoT 및 웨어러블 디바이스에 특화된 전자부품들이 개발과 함께 차세대 전자기기 시장의 확대에 중요한 요소임
- 특히 웨어러블 디바이스는 대부분 배터리 전원을 이용하는 개인 디바이스로써 사용시간에 대한 사용자 요구사항에 민감하므로 저전력 구현이 매우 중요하다.
- 저전력 MCU SoC 설계 기술은 이러한 IoT 및 웨어러블 디바이스에 적용할 수 있도록 초저전력, 초소형으로 MCU SoC를 제작하기 위한 저전력 고효율 프로세서 코어 및 마이크로 네트워크 온칩 기술을 지원하므로 제품 경쟁력 측면에서 매우 유리함
저전력 MCU SoC 설계 기술은 RISC-V 프로세서 코어, 외부 인터페이스를 위한 주변장치 들과, JTAG 디버깅 인터페이스 및 내부의 IP들을 연결하는 마이크로 네트워크온칩(uNoC) 설계 기술로 구성된다.
저전력 MCU SoC 내부의 프로세서 코어는 4KB의 Instruction/Data 캐쉬 메모리를 포함하고 있으며, 프로세서 코어에서 수행되는 프로그램을 저장하는 SRAM 메모리를 포함하고 있다.
마이크로 네트워크온칩 IP는 SoC 내에서 프로세서 코어 및 주변 인터페이스 IP 연결을 위한 SoC 설계의 핵심 IP 이다
본 기술이전의 "저전력 MCU SoC 설계 기술"은 마이크로 네트워크 온칩 IP 및 사용자가 사업화를 위한 MCU SoC를 개발할 시 필요한 프로세서 코어, 마이크로 네트워크 온칩, 외부 인터페이스용 주변장치 IP들을 포함하는 설계를 FPGA에 프로토타이핑하여 검증할 수 있는 FPGA 보드 기술을 포함함
- MCU SoC 내의 IP 간 통신을 위한 마이크로 네트워크온칩(uNoC) 설계 IP
● 마이크로 네트워크온칩(uNoC) Netlist IP
- MCU SoC 설계 검증을 위한 FPGA 프로토타입 보드 기술
● 프로세서 코어, uNoC, 외부 인터페이스용 주변장치 IP 등으로 구성된 저전력 MCU SoC 설계가 탑재된 FPGA 보드
- MCU SoC 기술에 대한 특허 및 기술문서


● MCU SoC 내의 IP 간 통신을 위한 마이크로 네트워크온칩(uNoC) 설계 IP
- 마이크로 네트워크온칩(uNoC) IP의 지원 가능 사양
: 프로세서 코어 : 32-bit AXI master 2개
: 메모리 : 32-bit AXI slave 1개
: 부트롬 : 32-bit APB slave 1개
: JTAG IP : 32-bit AHB master 1개, 32-bit APB slave 1개
: SPI, I2C, UART : 32-bit APB slave 1개
: Timer : 32-bit APB slave 1개
: Interrupt Ctrl. : 32-bit APB slave 1개
: GPIO :32-bit APB slave 1개

- 저전력 MCU SoC 설계 및 마이크로 네트워크온칩(uNoC) 설계 기술자료
● 저전력 MCU SoC 설계 특허 : 4건 (출원번호 2018-0109862 외 3건)
● 저전력 MCU SoC 설계 관련 기술문서 : 2건
- HBC-MCU SoC 설계 기술 요구사항 정의서 (V1.0)
- HBC-MCU SoC 설계 시험절차 및 결과서 (V1.0)
- 적용분야
● IoT, 웨어러블 디바이스용 SoC 및 반도체 장비용 MCU SoC 개발
- 기대효과
● 프로세서 코어를 포함하는 MCU SoC 설계에 필요한 프로세서 코어, uNoC 및 외부 인터페이스용 주변장치 IP 확보
● IoT 및 웨어러블 디바이스용 SoC 개발을 원하는 팹리스 업체, 특히 반도체 장비용 MCU SoC 개발을 통해 반도체 장비의 부품 국산화 추진을 원하는 업체는 단기간 내에 필요한 핵심 부품 기술의 확보가 가능함