[확대경] 휴대전화용 1칩 베이스벤드 LSI 출시 확산

디지털 휴대전화의 유럽규격인 GSM(Global System per Mobile communication)은 유럽지역 각국을 포함, 세계 70개국 이상에서 채용하고 있다. 가입자도 2천1백만명이 넘는다. 91년 말 상용서비스가 시작된 이후 순조롭게 시장이 확대되고 있다.

그러나 최근 들어 유럽에서는 GSM규격 휴대전화시장이 포화상태에 이르고 있다. 사용자 신장세가 급격히 둔화되고 있는 것이다. 이에 대한 타개책으로 주요 휴대전화 제조업체들은 현재 3가지 방안을 내놓고 있다.

보급률이 그동안 늘지 않은 비즈니스용 시장으로 수요를 대체해 나가는 것과 일본의 디지털전화처럼 가정용 시장을 개척하는 것, 새로운 시장개척으로 올해부터 서비스가 시작되는 국가들이 많다는 점을 감안, 새로운 시장을 선점하는 것 등이 바로 그 3가지 방안이다.

이들 3가지 방안은 모두 대폭적인 저가격화와 소형, 경량화, 통화 및 대기시간의 연장이 전제돼야 한다. 따라서 휴대전화의 구조를 새롭게 할 필요가 발생했다.

이같은 요구에 따라 3, 4개의 칩으로 구성된 휴대전화의 베이스밴드 처리를 1개의 칩으로 실현하는 새로운 기술이 등장하고 있다. 이는 소형, 경량화, 저소비전력화 등을 한꺼번에 해결할 수 있는 가장 확실한 방안이 되기 때문이다.

1칩화의 주요 특징은 16비트 고정소수점 DSP와 32비트 리스크프로세스를 1개의 칩으로 통일하는 것. 예를 들면 휴대전화기용 DSP 최대업체인 美 TI는 TDMA용 타이머 등 주변회로까지 포함한 베이스밴드 처리용 LSI의 샘플출하를 시작했다.

AD/DA 변환기 등 아날로그 프런트 엔드까지 집적한 LSI도 있다. 美 LSI로직에서는 음성용 AD/DA 변환기도 집적한 베이스밴드 처리용 LSI를 발표, 휴대전화기용 LSI시장에 신규 참여했다. 올 2, 4분기에 샘플출하를 시작한다.

美 VLSI테크놀로지도 같은 사양의 LSI를 올해 상반기 중에 샘플출하한다. 이밖에도 루슨트테크놀로지와 NEC는 커스텀IC 대용으로 1칩 베이스밴드 처리용 LSI를 제공하는 것이 가능하다고 밝히고 있다.

각사는 1칩화의 최대 이점이 소비전력의 저감에 있다고 입을 모으고 있다. 소비전력은 칩끼리 데이터를 주고받기 위한 핀수에 따라 크게 변화한다. 프린트회로 기판상 배선의 충방전 전력이 커지기 때문이다. 1칩으로 하면 이것을 감소시키는 것이 가능하다. 1칩이 휴대전화에 실장되면 통화시간을 2∼3배 늘릴 수 있다.

메이커들은 지금까지 소비전력 저감책으로 오로지 DSP에만 매달려 왔다. 이에 따라 GSM규격 전화기에는 처음부터 DSP에 해야 하는 처리들을 집중시키는 구조 채택이 대부분이었다. 일본규격 퍼스널 디지털 셀룰러(PDC) 전화기는 핸드와이어드 논리전용 LSI로 오류정정 등을 처리하고 있다. 그러나 GSM규격 전화기의 경우에는 음성의 부호화, 복호화만이 아니라 오류정정 및 파형 맞추기 등도 대부분 DSP로 처리한다.

그러나 기존 전화기의 당 소비전력은 이미 1 이하로 떨어져 있다. 이미 DSP 하나로 휴대전화 전체의 소비전력을 낮추는 데는 한계에 와있는 것이다. 이 때문에 1칩화에 의한 저소비전력화가 더욱 중요시되고 있다.

TI와 VLSI테크놀로지는 32비트 리스크프로세스, 코어로 영국 ARM(어드밴스드 리스크 머신스)社의 ARM7TDMI를 채용하고 있다. ARM사도 ARM7TDMI와 DSP코어를 1칩으로 통일한 구조를 개발, 올 하반기에 라이선스 공여에 나선다.

TI의 ARM7TDMI 채택이유는 오브젝트 효율이 높기 때문이다. 16비트의 명령을 효율적으로 수행할 수 있기 때문에 휴대전화기의 제어용 프로그램 용량을 적게 할 수 있다. 키 입력 등의 유저 인터페이스 처리 및 통신 프로토콜의 처리가 주대상이며 그 대부분은 16비트 명령으로 처리할 수 있다는 장점도 가지고 있다.

LSI로직은 美 MIPS테크놀로지의 MIPS 구조에 근거한 리스크 프로세스, 코어를 사용한다. 이것 역시 ARM7TDMI와 같은 오브젝트 효율을 갖고 있다.

현재 각사는 0.35룰의 CMOS기술을 채용하고 있다. 올 하반기에는 0.25룰로 발전한다. 이때 각사는 대용량의 롬 및 S램 등을 집적한다. 루슨트사는 RF(Radio Frequency)의 디지털 회로부분까지 포함해 잡적한다.

또 TI는 DSP코어와 리스크코어의 처리기능을 각각 끌어올린다. DSP코어의 동작주파수는 0.35에서 66로부터 0.25에서는 1백로 빨라진다. 리스크코어의 동작주파수는 80로 고속화시킨다.

따라서 하반기부터는 소형, 경량화, 고기능화, 저소비전력화하고 가격도 저렴한 GSM규격 휴대전화 개발이 활성화할 전망이다.

<박주용 기자>