출퇴근 때나 거리를 거닐며 휴대폰이나 PMP 등의 휴대형 제품으로 TV를 시청하고 영화를 감상하는 모습은 더 이상 낯설지 않은 풍경이 됐다. 다양한 휴대형 제품 활용이 우리의 일상에 자연스럽게 녹아들었다.
제조업체도 이 같은 추세에 따라 다양한 휴대형 제품을 경쟁적으로 쏟아낸다. 그래서 설계자와 제조업체는 차별화한 제품을 시장에 선보이기 위해 더욱 고심한다.
사용자는 휴대형 제품을 가지고 단순한 음악 감상뿐만이 아니라 DMB 시청, 영화 감상이나 게임 등의 멀티미디어 기능을 이용한다. 이에 따라 더욱 작고 뛰어난 성능과 음질을 장시간 사용할 수 있는 제품을 찾는 요구도 증가하고 있다. 하지만 이러한 기능 구현에는 더욱 많은 전력이 필요하다.
고성능 멀티미디어 기능 중 하나인 하이파이 스피커를 통한 음악 및 오디오 재생은 신호혼합 IC를 거쳐 디지털 방식의 전자제품과 아날로그 형태의 실생활 사이의 경계에서 이뤄진다. 설계자는 더욱 향상된 오디오 음질을 제공하기 위해 좀더 정교한 신호혼합 IC 개발에 많은 노력을 기울인다.
휴대형 제품 설계에서 디지털과 신호혼합 분야만큼 중요한 것은 배터리 수명이다. 배터리 수명은 휴대형 제품이 등장한 초기부터 핵심 쟁점이 돼 왔다. 크기·외관·메모리 용량·기능성과 함께 소비자가 제품을 선택하는 중요한 고려사항이다. 휴대형 제품 사용자가 요구하는 멀티미디어 기능은 대부분 대량의 전력이 필요하다. 배터리라는 한정된 전력에 의존해야 하는 휴대형 제품 설계자는 배터리 수명을 최대한 연장하는 방안을 찾는 데 부단히 노력하고 있다.
이 같은 요구는 오디오 프로세스와 재생 분야에서 특히 중요하다. 스테레오 장치는 본질적으로 모노 장치에 비해 두 배의 스피커 전력을 소비하며 게임이나 비디오 스트리밍 등의 애플리케이션 또한 장시간 스피커 사용이 필요하다. 이뿐만 아니라 애플리케이션은 더욱 향상된 오디오 품질을 요구하며 이에 따르는 전력 소모도 커지게 된다. 볼륨 역시 높아져야 하며 이제 1W 출력 스피커는 기본 사항이 됐다.
신호혼합과 전력관리 기능은 모든 시스템에서 매우 중요해져 새로운 설계 접근법이 필요하다. 이러한 문제에 대응하기 위한 설계 접근법 중 하나는 전력관리 기능을 오디오와 결합하는 것이다. 지금까지 비용과 규격, 특히 전력소모를 줄이기 위해 설계의 아날로그와 신호혼합에 집중했으며, 시스템온칩(SoC)에 다양한 기능을 통합하는 직접적인 솔루션으로 대응해 왔다.
하지만 SoC에 이 두 가지의 기능을 추가하는 것보다 좋은 방법은 SoC 옆에 설치되는 다른 칩에 이들 기능을 모두 통합하는 방법이다. 전력을 오디오와 결합하는 것은 설계 접근 관점에서 의미가 있어 비용과 전력 소모, 오디오 음질 사이에 최상의 조화를 이루도록 한다. 신호혼합 설계자들은 하나의 칩에서 디지털과 아날로그 회로 사이의 상호작용을 다루는 데 매우 익숙해 이러한 기능을 보다 조화롭게 구현할 수 있다.
고성능 휴대형 제품을 개발하는 설계자에게 전력관리 기능과 오디오를 통합하는 것은 중요한 작업이다. 탁월한 오디오 성능을 유지함과 동시에 휴대형 제품의 한정된 공간에서 최적의 전력관리 기능을 구현하고 이를 통해 배터리 수명도 연장되기 때문이다. 전력관리 기능과 오디오를 적절히 통합한다면 그야말로 휴대형 제품의 멀티미디어 성능 구현에서 탁월한 사용자 경험을 제공할 수 있는 것이다.
휴대형 제품은 불과 몇 년 전만 하더라도 상상하지 못했을 만큼 빠른 진화를 거듭해 왔다. 또 이러한 과정 뒤에는 최상의 성능을 구현하기 위해 끊임없이 고민하는 제품 설계자와 반도체 업체의 노력이 숨어 있다. 활발하게 진행되고 있는 신호혼합 IC와 전력관리 기능의 통합은 현재까지 빠르게 진화해 온 휴대형 제품의 행보에 한층 힘을 실어 줄 것으로 기대된다.
김기태 울프슨마이크로일렉트로닉스코리아 지사장 kt.kim@wolfsonmicro.com
