(한국안전방송) 노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor, 한국지사장 최수철)는 일본 IoT 솔루션 기업인 브레이브리지(Braveridge)가 노르딕 nRF9160 SiP(System-in-Package)를 이용해 셀룰러 IoT 제품을 설계하는 개발자들을 위해 네트워크 연결 오류를 자동으로 해결하고, 상용화를 가속할 수 있는 IoT 플랫폼인 '브레이브링크(BraveLINK)' 및 '브레이브게이트(BraveGATE)'를 출시했다.

브레이브리지는 방대한 테스트 및 디버깅 프로그램을 수행해 광범위한 네트워크 연결 문제에 대한 세부적인 오류 로그 카탈로그를 생성했다. 이러한 오류 로그는 nRF9160 SiP에 내장된 애플리케이션 전용 프로세서인 Arm Cortex-M33에서 직접 범용 디버깅 및 인터페이스 툴을 통해 쉽게 액세스할 수 있다. 브레이브리지는 이러한 오류 로그 정보를 이용해 일반적인 네트워크 문제를 해결할 수 있는 소프트웨어 수정 라이브러리를 개발했다. 이 수정 라이브러리는 nRF9160 애플리케이션 메모리에서 사전 프로그래밍한 라이브러리로 사용할 수 있는 브레이브링크 라이브러리에 컴파일돼 있다.

이 솔루션은 1MB 플래시 및 256KB RAM을 갖춘 nRF9160의 애플리케이션 전용 프로세서가 LTE-M/NB-IoT 모뎀처럼 동일한 패키지 안에 내장됐기 때문에 가능하다. 이는 일반적으로 UART 링크를 통해 셀룰러 모뎀과 통신하는 외부 프로세서 및 내장 애플리케이션 프로세서를 갖춘 시스템을 사용하는 다른 경쟁 셀룰러 IoT 모뎀과는 대조되는 것이다.

또한 기존의 셀룰러 IoT 모뎀은 장치와 클라우드 애플리케이션 간의 네트워크 데이터 및 명령을 공유하기 위해 최소 2대의 클라우드 서버에서 구성해야 한다. 이러한 시스템은 복잡한 개발 및 디버깅 프로세스가 요구되는 데이터 손상 및 세션 오류는 물론, 빈번한 장치 재설정 및 재부팅과 같은 네트워크 연결 문제가 발생하기 쉽다. 또한 네트워크 토폴로지는 예상치 못한 모뎀 동작 방식을 외부에서 진단하고, 네트워크 연결 문제를 해결하기 위해 외부 프로세서를 사용하는 것을 매우 어렵게 만든다.

브레이브게이트 클라우드 서비스는 서버로 동작하는 nRF9160 SiP로 구동되는 셀룰러 IoT 디바이스만을 사용하는 IoT 플랫폼이다(복잡한 네트워크 통신 오류를 논리적으로 해결하기 위해 브레이브링크 라이브러리로 프로그래밍이 됨). 이 시스템에서 사용자 애플리케이션 서버는 최종 장치의 '클라이언트' 역할을 한다. 동작 시 사용자 애플리케이션 서버는 '서버'로 동작하는 브레이브링크 기반 nRF9160 SiP에 HTTP 요청을 전송한다.

그런 다음 브레이브게이트는 HTTP 명령을 바이너리 요청으로 변환해 최종 장치에 전송하고, 최종 장치는 요청된 데이터를 동일한 바이너리 포맷으로 LTE-M LPWAN을 통해 브레이브게이트로 다시 전송한다. 브레이브게이트는 이 바이너리 데이터를 HTTP 포맷으로 변환해 클라이언트 서버에 보낸다. 브레이브게이트와 사용자 애플리케이션 서버 간의 인터페이스는 HTTP이기 때문에 바이너리 전송을 인식할 수 없다. 따라서 이 시스템은 사용자 애플리케이션을 위한 온디맨드 인터페이스처럼 동작하게 된다.

이 시스템의 주요 장점은 셀룰러 IoT 서버의 특정 동작에 부합하도록 브레이브게이트를 수정할 필요가 없기 때문에 개발 시간을 수개월 또는 수년까지도 단축할 수 있다는 것이다. 셀룰러 IoT 장치 제조업체는 최종 장치와 클라우드 애플리케이션을 위한 애플리케이션 펌웨어 개발에만 주력하면 된다. 나머지 모든 것은 브레이브게이트가 해결할 수 있다.

또한 기존의 IoT 플랫폼과 달리 데이터 전송을 위해 MQTT 프로토콜이 필요하지 않다. 따라서 이 IoT 플랫폼을 이용하면 구축이 보다 용이하고 상용화를 가속할 수 있다. 브레이브리지에 따르면 개발 시간은 50% 단축되고, 비용은 90% 이상 절감할 수 있는 것으로 나타났다.

nRF9160 SiP는 글로벌 셀룰러 IoT 애플리케이션을 위한 인증을 획득했으며, 소형의 10mm x 16mm x 1mm 패키지에 전용 애플리케이션 프로세서와 메모리, 다중 모드 LTE-M/NB-IoT 모뎀을 비롯해 통합 RFFE (RF Front End), GNSS 및 전력 관리 기능을 갖추고 있다. 또한 신뢰할 수 있는 실행을 위한 Arm 트러스트존(TrustZone®)과 애플리케이션 레이어 보안을 위한 Arm 크립토셀(CryptoCell™) 310도 포함돼 있다.

nRF9160 SiP의 LTE 모뎀은 SIM 및 eSIM을 모두 지원하며, 700MHz~2200MHz LTE 대역 지원 및 23dBm의 출력 파워를 비롯해 LTE-M에서 -108dBm의 RX 수신감도와 NB-IoT 모드에서 -114dBm의 RX 수신감도, 단일 핀 50Ω 안테나 및 UICC 인터페이스를 제공한다.

관련 제품으로는 사전 인증된 단일 보드 개발 키트인 nRF9160 DK를 비롯해 다운로드 가능한 사전 인증 및 사전 컴파일된 LTE 모뎀 펌웨어와 애플리케이션 레이어 프로토콜 및 애플리케이션 예제를 포함하고 있는 소프트웨어 개발 키트인 nRF Connect SDK가 제공된다.

브레이브리지의 야스나리 코하시(Yasunari Kohashi) CEO는 'nRF9160 SiP의 애플리케이션 전용 프로세서가 없었다면 이러한 제품 개발은 불가능했을 것'이라며 '지금까지는 LTE-M 네트워크에서 들어오는 인터럽트 조건을 UART를 통해 외부 애플리케이션 프로세서로 처리하는 데 많은 시간을 소모해야 했다. 그러나 nRF9160에 내장된 애플리케이션 프로세서는 이러한 작업을 보다 쉽게 처리할 수 있도록 함으로써 전반적인 버그 비율을 크게 줄일 수 있다'고 말했다.

야스나리 코하시 CEO는 이어 '2년 동안 약 3000개의 nRF9160 기반 브레이브링크가 설치됐으며, 네트워크와 관련된 통신 오류 없이 지속해서 운영되고 있다'고 덧붙였다.

브레이브리지는 브레이브게이트 IoT 플랫폼과 함께 동작하는 여러 nRF52 시리즈 또는 nRF9160 기반 통신과 센서 및 전원장치를 공급하고 있다.