블루투스
강좌▣ 임베디드 시스템에서의 블루투스 개발 및 칩셋의 선택
이한욱 (BLUETOOTH Lab. 팀장 )
본고에서는 임베디드 시스템 개발 시에 관련된 칩셋 선택에 대한 내용을 다루기로 한다. 현재 블루투
스는 핸드폰, 무선 헤드셋, 랜 억세스 포인트 뿐만 아니라 디지털 카메라, 디지털 캠코더, 조이스틱,
PDA 등의 다양한 하드웨어에 내장되고 있다. 또 HP에서 최근에 발표한 `Concept PC'에는 블루투스
<그림1> 블루투스가 내장된 Intel/HP의 Concept PC 2001
모듈이 내장되어 있어, 앞으로는 대부분의 PC내부 메인보드와 마우스, 키보드, CD Writer 등에 블루투
스 하드웨어가 내장될 전망이다. 이렇게 블루투스는 다양한 시스템 내부의 일부에 내장되어 가고 있으
며, 그 시스템의 종류는 계속 증가할 것이다. 본고에서는 이러한 다양한 임베디드 시스템 개발에 관련대
해서 다루어 보겠다.
임베디드 시스템(Embedded System)의
개발 개요
임베디드 시스템의 개발은 크게 두가지로 나눌 수 있다. 첫째는 블루투스 하드웨어가 포함된 보드를
제작하는 것이고, 둘째는 구성한 하드웨어의 사양 및 임베디드 OS에 맞게 프로토콜 스택을 포팅하는
것이다.
대부분 하나의 임베디드 시스템에서 블루투스는 그 시스템의 메인 시스템(Main System)에 대한 외
부 기기와의 인터페이스를 제공하는 서브 시스템(Sub System)의 형태로 포함된다. 따라서 블루투스
하드웨어의 구성 시에는 그 메인 시스템에 맞게 효율적으로 블루투스 하드웨어를 구성하는 것이 중요
하다.
블루투스 하드웨어를 구성하는 가장 쉬운 방법은 모듈을 구입하는 것이다. 블루투스 모듈은 RF와 베
<그림2> Ericsson의 블루투스 모듈 ROK 101 007
이스밴드 프로세서, 플래쉬 그리고 그 주변 회로와 안테나 등을 하나의 소형 PCB 형태로 구성한 것으
로 제작하려는 하드웨어 보드에 쉽게 장착할 수 있다. 블루투스의 RF나 베이스밴드가 칩셋으로 판매되
고는 있으나 칩셋을 이용하여 회로 구성시에 RF회로의 특성상 안테나, 매칭회로, 노이즈 특성 등 세심
제조사
제품명
CSR
BC01MOD2B (상세정보)
Ericsson
ROK 101 007/008 (상세정보)
Taiyo Yuden
EYSF Series (상세정보)
Mitsumi
WML Series (상세정보)
ALPS
UGT4 Series (상세정보)
Sharp
DC2D1BZ Series (상세정보)
LG 이노텍
LBMX-2001 (상세정보)
삼성전기
BlueSEM (상세정보)
휴네텍
HBM Seriese (상세정보)
제노컴
BlueLink 01 (상세정보)
<표1> 국내외 모듈 업체 및 제품 모델
하게 고려해야할 항목들이 많아 블루투스 모듈 제작은 생각하는 것보다는 까다로운 작업이다. SIG에
서는 블루투스 모듈을 하나의 인증항목으로 지정하고 있고, <표1>에는 인증받은 모듈을 생산하는 국내
외 업체를 정리하였다. 또 이렇게 인증받은 모듈을 이용하여 완제품을 생산하였을 경우 모듈 인증은 따
로 받을 필요가 없으므로 인증시 소용되는 시간, 비용, 노력 등을 어느정도 줄일 수 있다.
그러나 블루투스 모듈의 가격은 칩셋의 가격에 비해 몇배에 해당하며 시스템에 따라서는 모듈을 이
용하는 것이 비효율적일 수도 있다. 예를 들어 CDMA 핸드폰의 경우 퀄컴의 칩셋 내부에 블루투스 베
<그림3> 블루투스 베이스밴드가 내장된 퀄컴사의 CDMA칩셋 MSM5500의 내부 구조
이스 밴드부를 내장시킬 수 있다. 이럴 경우에는 단지 블루투스 RF부만 필요하므로 베이스밴드, RF가
모두 포함된 모듈을 이용하는 것은 가격이나 부피 면에서 비효율적이다. 이외에도 PDA, 디지털 카메
라, 캠코더 등 비교적 메인 시스템의 프로세서가 고성능인 시스템의 경우에는 블루투스 베이스 밴드부
를 SoC 형태로 메인 시스템 프로세서에 내장시켜가는 추세이다.
즉 시스템에 따라서는 제품화된 블루투스 모듈을 구입하지 않고 직접 블루투스 하드웨어를 구성해야
하는 경우들이 있다. 이러한 경우에는 메인 시스템의 종류에 따른 칩셋의 선택이 중요하다. 블루투스
칩셋은 크게 `원 칩 솔루션(One Chip Solution'과 `투 칩 솔루션(Two Chip Solution)'으로 나눌 수 있
제조사
형태
제품명
CSR
Single Chip
BlueCore Series (상세정보)
Ericsson
RF
ERC41 (상세정보)
Baseband
EBCP CherryRed/RoseRed (상세정보)
Silicon Wave
RF
Siw170X (상세정보)
Baseband
Siw1750/1760/1770 (상세정보)
Broadcom
RF
BCM2002X (상세정보)
Single Chip
BCM2033 (상세정보)
Zeevo
Single Chip
TC2000 (상세정보)
Texas Instruments
RF
TRF2001 (상세정보)
Baseband
BSN6030 (상세정보)
BSN6040 (상세정보)
BrightCom
Baseband
BIC210X, BIC2201, BIC2301 (상세정보)
Conexant
RF
CX7230X (상세정보)
GCT Semiconductor
RF
GDM1000 (상세정보)
Baseband
GDM1201/1202 (상세정보)
Single Chip
GDM1101 (상세정보)
Infineon
RF
PMB6615/6625/6627 (상세정보)
Baseband
PMB6752/6754 (상세정보)
Single Chip
PMB8760 (상세정보)
National Semiconductor
RF
LMX3162 (상세정보)
Baseband
LMX5001 (상세정보)
Oki
RF
ML7050LA (상세정보)
Baseband
ML70511LA (상세정보)
ML70Q5111LA (상세정보)
Philips
RF
UAA3558 (상세정보)
Baseband
PCF26002/26003, PCF87750 (상세정보)
Xemics
Baseband
XE1401 (상세정보)
Zarlink Semicon...
Baseband
MT1020A (상세정보)
<표2> 국내외 칩셋 개발 업체 및 제품 모델
다. 원 칩 솔루션이란 블루투스 RF와 베이스밴드 프로세서가 하나의 칩으로 설계된 것이며, 투 칩 솔루
션은 두 개의 칩으로 나누어진 것이다. 이러한 두 종류의 솔루션은 나름대로의 장단점을 지니고 있어
어느 것이 월등히 좋다고 말하는 것은 어렵다. 현재로서는 칩 벤더들마다 저마다 다양한 형태의 칩셋을
출시하고 있고, 원칩 형태와 투칩 형태를 동시에 제품화하고 있는 벤더들도 다수 있다. 어떤 형태의 칩
셋을 선택할 것인가는 가격 및 부피, 그리고 개발하려는 시스템의 종류 및 형태 등에 따라 달라진다. 특
히 시스템 설계 시 별도의 마이크로프로세서를 사용할 것인지, 블루투스 칩셋 내부의 마이크로프로세
서만을 사용하여 전체의 시스템을 설계할 것인지도 고려하여 칩셋을 선택하여야 한다.
원 칩 솔루션의 가장 대표적인 제품은 영국 CSR사의 BlueCore시리즈이다. CSR은 RF와 베이스밴드
프로세서를 CMOS 공정으로 세계 최초로 원칩화하여 세계 블루투스 칩 시장을 반 이상을 점유하고 있
다. 또 ALPS나 Mitsumi를 비롯한 많은 해외 업체와 국내 모듈 업체의 대부분이 CSR의 BlueCore 시리
즈를 이용하여 모듈을 생산하고 있다. 반면 투 칩 솔루션의 가장 대표적인 제품은 스웨덴 에릭슨사의
칩셋(Baseband :EBCP, RF: ERC41)이다. 특히 에릭슨의 베이스밴드 칩셋에는 ARM 코어를 내장하고
있고, 블루투스 프로토콜 스택에 관련하여 CPU 로드가 10%가 넘지 않으므로 별도의 프로세서를 장착
하지 않고도 다양한 어플리케이션이 제작가능하다는 장점을 내세우고 있다.
이제 어플리케이션 종류별로 칩셋 및 개발 환경을 간단히 알아보기로 한다.
무선 헤드셋 및 HID(Human Interface
Device)
무선 헤드셋이나 HID(Human Interface Device:마우스,키보드,조이스틱 등)은 그 메인 시스템의 작
업량이 적고, 그 부피 및 무게가 중요한 설계 인자로 작용하므로 원 칩 솔루션이 적합하다. 또 별도의
마이크로프로세서를 장착할 필요가 없고, 블루투스 칩셋 내부의 마이크로프로세서를 사용하여 전체의
<그림4> BlueCore2를 이용하여 구성한 무선 헤드셋의 Diagram
시스템을 설계할 수 있으므로 부피 및 가격면에서 효율적이다. 따라서 칩셋을 선택시 그 칩셋 내부에
내장된 마이크로프로세서의 종류를 잘 살펴보고 그에 맞는 컴파일러 및 개발 툴이 필요하다.
무선 헤드셋을 설계하는 경우에는 음성 신호를 처리하기 위한 코덱(CODEC)이 필요하다. 현재의 칩
셋들은 이러한 코덱 인터페이스만을 제공하지만, 앞으로는 코덱 자체도 칩 내부로 내장되는 제품이 출
시될 예정에 있다. CSR의 경우 BlueCore2-Audio라는 칩셋에 코덱을 내장하여 출시할 예정에 있다.
랜 억세스 포인트 (LAN Access
Point)
랜 억세스 포인트는 네트워크와 관련하여 어플리케이션에 해당하는 메인 시스템의 작업량이 많고,
이더넷(Ethernet) 컨트롤러가 필요하며 임베디드 OS를 포팅하여야 하므로 고성능의 마이크로프로세
<그림5> Widcomm 사의 랜 억세스 포인트 BlueGate2100
서를 필요로 한다. 현재 제품으로 출시된 랜 억세스 포인트의 구성을 보면 블루투스 칩셋 외에 ARM7
과 같은 별도의 마이크로프로세서를 장착하고 있다. 이렇게 별도의 호스트 프로세서를 사용할 경우에
는 블루투스 칩셋의 선택은 크게 문제되지 않는다. 또 무선 헤드셋이나 HID에 비해 부피 및 가격 면에
서 어느 정도 여유가 있으므로 모듈을 사용하는 것도 좋은 방법이다.
그런데 최근 들어 블루투스 칩셋에 내장되는 프로세서의 성능이 매우 좋아지고 있다. 투 칩 솔루션의
경우에는 베이스밴드에 내장된 프로세서가 대부분 32bit ARM7 코어를 사용하고 있다. 물론 이 프로세
서 리소스의 많은 부분이 블루투스 프로토콜에 사용되고 있기는 하지만, 별도의 호스트 프로세서 없이
랜 억세스 포인트의 제작도 가능해지고 있다. 특히 BrightCom사의 IntelliBLUE(BIC2301) 제품의 경우
블루투스 베이스 밴드 프로세서에 이더넷 컨트롤러가 내장되어 별도의 호스트 프로세서가 없이 간단하
게 랜 억세스 포인트를 구성할 수 있다.
GSM/CDMA 폰
현재 Nokia에서는 6310을 블루투스가 탑재된 GSM 폰을 다수 출시하고 있으며, 국내의 경우에도 블
루투스가 내장된 CDMA폰이 올해 안에 출시될 것으로 예상하고 있다. GSM/CDMA 폰 내부에 블루투스
<그림6> 블루투스가 내장된 Nokia의 GSM 폰 6310과 무선헤드셋
를 설계할 경우에는 별도의 베이스밴드 프로세서를 사용하지 않는 경우가 대부분이다. 즉 GSM/CDMA
칩 내부에 베이스밴드를 내장시키는 형태로 설계를 한다. 따라서 RF 칩셋만이 필요하므로 원 칩 솔루
션보다는 투 칩 솔루션이 적합하다. Silicon Wave의 Siw1702/1703 모델의 경우에는 GSM/CDMA
폰에 적합한 RF 칩 형태로 제품화하고 있다. CSR에서도 CDMA 칩셋과 인터페이스가 가능하도록 RF
부분만 설계한 칩셋인 BlueCore2-CDMA를 출시할 예정에 있다.
MP3 플레이어 및 멀티미디어
소니 사에서는 블루투스가 내장된 디지털 카메라나 캠코더를 이미 출시하였다. 이외에도 MP3 플레
이어나 오디오 관련 기기에도 블루투스가 탑재될 전망이다. 이렇게 멀티미디어 디지털 기기에 블루투
스가 내장되기 적합하도록 블루투스 칩셋이 출시되고 있다. BrightCom사의 IntelliBLUE(BIC2201) 제
품의 경우 베이스밴드 프로세서에 DSP를 내장시켜 MP3 디코딩에 적합한 솔루션을 제공하고 있다.
CSR에서도 16bit DSP를 내장한 BlueCore2-Multimedia를 출시할 예정에 있다.
이외에도 다양한 임베디드 시스템이 가능하고 앞으로 그 칩셋의 종류도 각각의 시스템에 맞게 다양
해질 것으로 예상된다. 또 최근에는 HCI 상위 계층인 L2CAP, RFCOMM 등의 프로토콜이 칩셋 내부로
<그림7> BlueCore2-Rom (RFCOMM)의 내부 구조
내장되어 가고 있으며, 각 어플리케이션에 맞게 프로파일이 펌웨어로 내장된 제품도 출시될 예정에
있어 그 개발이 매우 용이해질 것으로 예상된다.
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