서울--(뉴스와이어)--일본 교토에 본사를 둔 로옴(ROHM) 주식회사가 ADAS(첨단 운전 지원 시스템)의 자동차 카메라 모듈에 최적인 SerDes IC ‘BU18xMxx-C’ 및 카메라용 PMIC ‘BD86852MUF-C’를 개발했다.

이번에 개발한 제품은 모듈의 소형화 및 저소비전력화에 대한 과제 해결뿐만 아니라, 방출되는 전자 노이즈가 적어(Low EMI), 개발 공수 삭감에도 기여한다.

영상의 전송을 담당하는 SerDes IC ‘BU18xMxx-C’는 해상도에 따라 전송 속도를 최적화할 수 있으므로, 일반품 대비 27%의 저소비전력화가 가능하다. 또한 전송 속도 최적화의 응용과 스펙트럼 확산 기능으로 EMI 피크치를 20dB 정도 저감했다. 그리고 영상의 프리징 상태를 검출하는 고착 검출 기능을 탑재해 ADAS 시스템 전체의 신뢰성 향상도 실현할 수 있다.

카메라용 파워 매니지먼트 IC(PMIC)인 ‘BD86852MUF-C’는 주요 메이커의 각 CMOS 이미지 센서에 최적인 전원 계통을 관리할 수 있다. IC 단품으로 전압 설정 및 시퀀스 제어가 가능하므로 실장 면적을 약 41% 삭감할 수 있어, 자동차 카메라 모듈의 소형화에 기여한다. 또한 카메라용 PMIC에 대한 열 집중을 분산시키는 회로 구성이 가능하다. 이에 따라 발열이 억제되고 78.6%의 높은 변환 효율을 실현해 저소비전력화에 기여한다.

SerDes IC ‘BU18xMxx-C’는 2021년 2월부터 샘플(샘플 가격 1000엔~ / 개, 세금 불포함) 출하를 개시했고, 2021년 6월부터 월 20만개의 생산 체제로 양산을 개시할 예정이다. 카메라용 PMIC ‘BD86852MUF-C’는 2021년 1월부터 월 50만개의 생산 체제로 양산(샘플 가격 500엔 / 개, 세금 불포함)을 개시했다.

로옴은 앞으로도 저소비전력화 및 시스템의 고신뢰화에 기여하는 제품을 개발해 자동차의 진화에 기여해 나갈 것이다.

◇개발 배경

ADAS는 LiDAR 및 Sonar, 카메라 등 센싱 방법·거리가 다른 디바이스를 조합함으로써, 시스템을 구축한다. 그 중에서도 자동차 카메라는 주차 지원 시스템 등 근접 시의 사각지대를 보완할 때 중요한 역할을 담당하고 있으며, 최신 자동차의 경우 1대당 10개 정도가 탑재돼 있다. 또한 ADAS의 고도화에 따라 이러한 탑재수는 더욱 증가하고 있으며, 각 카메라의 성능 향상도 요구되고 있다. 한편 탑재수의 증가에 비해, 배터리에서 공급 가능한 전력량 및 카메라를 탑재하기 위한 스페이스에는 한계가 있으므로, 자동차 카메라 모듈에서는 기판의 소형화 및 저소비전력화에 대한 요구가 높아지고 있다.

로옴은 SerDes IC와 카메라용 PMIC의 신제품을 조합함으로써, 이러한 과제를 해결했다. 또한 두 제품 모두 스펙트럼 확산 기능 등을 통해 Low EMI를 실현해 자동차 애플리케이션 설계 시의 EMI 대책에 대한 공수 삭감에도 기여한다.

◇특징

자동차 카메라 모듈에 최적인 SerDes IC ‘BU18xMxx-C’ 및 카메라용 PMIC ‘BD86852MUF-C’는 모두 자동차기기 신뢰성 규격 AEC-Q100에 대응해 자동차 애플리케이션에 필요한 신뢰성을 확보했다. 또한 카메라용 PMIC는 현재 매우 까다로운 ISO 26262의 프로세스 인증에 대응하는 신제품을 개발 중이며, 2021년에 동일 규격의 안전도 수준 ‘ASIL-B’에 대응 가능한 제품의 샘플 출하를 예정하고 있다.

◇SerDes IC ‘BU18xMxx-C’ 특징

1. 자동차 카메라 모듈의 저소비전력화에 기여하는 전송 속도 최적화

일반적인 SerDes IC는 대역에 따라 고정 전송 속도를 설정하는데, 이러한 방식은 세밀한 전송 속도 설정이 불가능하기 때문에, 소비전력의 손실이 발생하게 된다. 반면에 ‘BU18xMxx-C’는 해상도에 따라 전송 속도를 최적화하는 기능을 탑재해 일반품보다 세밀한 전송 속도 설정이 가능하므로, 고효율 동작을 실현해 자동차 카메라 모듈의 저소비전력화에 기여한다. 이에 따라 4개의 카메라 모듈을 사용하는 애플리케이션에 이 제품을 탑재하는 경우, 일반품 대비 약 27%의 저소비전력화가 가능해진다.

2. 전송 속도 최적화의 응용과 스펙트럼 확산 기능을 통해, EMI 대책의 공수 삭감에 기여

전송 속도 최적화를 응용해 각 경로의 전송 속도를 조금씩 조정함으로써 EMI 피크를 분산시켜, 10dB 정도 EMI를 저감한다. 또한 Serializer와 Deserializer에 각각 스펙트럼 확산 기능을 탑재함으로써, 추가로 10dB 정도의 EMI 저감을 할 수 있다. 이에 따라 자동차 애플리케이션 설계 시 큰 부하가 되는 EMI 대책의 공수 삭감에 기여한다.

3. 신뢰성 향상에 기여하는 고착 검출 기능

영상의 프리징 상태를 검출하는 기능도 탑재했다. CMOS 이미지 센서에서 Deserializer까지 MIPI CRC 값을 비교함으로써, 영상이 바르게 전송되고 있는지를 확인하는 기본 기능과 더불어, Serializer 내부에서 카메라 영상의 프레임 CRC 값을 상시 전후의 값과 비교함으로써, 영상 고착을 모니터링할 수 있다. 프레임 CRC 값이 계속 일치하는 경우, 에러 플래그를 출력함으로써, 영상 고착이 발생했음을 후단의 IC에 알릴 수 있으므로, ADAS 시스템의 신뢰성 향상에 기여한다.

4. 다양한 SoC, CMOS 이미지 센서에 대응 가능한 라인업 완비

이 제품은 Serializer 1제품, Deserializer 2제품 등 총 3가지 제품을 라인업으로 구비하고 있다. 3가지 제품 모두 주요 3가지 케이블에 대응하므로, 다양한 CMOS 이미지 센서, SoC에 대응할 수 있다.

◇카메라용 PMIC ‘BD86852MUF-C’ 특징

1. CMOS 이미지 센서에 최적화된 기능으로 기판 면적 삭감

자동차 카메라의 주요 부품인 CMOS 이미지 센서는 메이커에 따라 다른 구동 전압 설정과 시퀀스 제어가 필요하기 때문에 많은 외장 부품으로 구성된다. ‘BD86852MUF-C’는 주요 CMOS 이미지 센서의 구동 전압과 스퀀스 제어를 설정할 수 있는 핀을 탑재해 구동 전압 설정 및 스퀀스 제어용 외장 부품이 필요하지 않다. 이에 따라, 기존품 대비 부품수와 실장 면적을 대폭 삭감할 수 있어, 자동차 카메라 모듈의 소형화에 기여한다.

2．저소비전력화에 기여하는 높은 변환 효율

이 제품은 CMOS 이미지 센서에 대한 전원 공급용 LDO를 외장에 위치함으로써, IC에 집중되는 열을 분산시켰다. 회로 전체의 발열을 억제함으로써, 일반품 대비 약 4% 높은 변환 효율 78.6%를 실현해 자동차 카메라 모듈의 저소비전력화에 기여한다. 또한 CMOS 이미지 센서와 LDO의 거리도 짧게 할 수 있으므로, 전원 라인에 대한 외란 노이즈의 영향도 저감시킬 수 있다. 따라서 CMOS 이미지 센서에 안정된 전원 공급이 가능하다.

3. 스펙트럼 확산 기능 탑재로, EMI 대책의 공수 삭감에 기여

이 제품은 내장하는 스위칭 레귤레이터(DC/DC 컨버터)에 스펙트럼 확산 기능을 탑재해 스위칭으로 인한 EMI 노이즈 피크를 약 10dB 정도 저감했다. 기판을 변경하지 않고 노이즈 저감을 실현할 수 있으므로, EMI 대책의 공수 삭감에 기여한다.

4. 카메라 모듈에 최적인 전원 계통을 내장해 높은 신뢰성 확보

이 제품은 카메라 모듈에 필요한 전원 계통으로서 3개의 DC/DC 컨버터를 내장했다. 또한 외장 부품을 삭감하는 시퀀스 제어와 더불어, 전압 상태를 모니터링하는 Power Good 기능 등 각종 보호 기능도 탑재했다. 고신뢰성 확보하면서 Low EMI, 고효율 카메라 모듈용 전원 회로를 실현할 수 있다.

◇용어 설명

1. SerDes IC

데이터의 고속 전송을 목적으로, 통신 방식의 변환을 실행하기 위해 세트로 사용하는 2개의 IC를 총칭하는 용어이다. Serializer에서 데이터를 고속으로 전송하기 쉽도록 변환(Parallel BUS를 Serial BUS로 변환)하고, Deserializer는 전송된 데이터를 원래의 형태로 변환(Serial BUS를 Parallel BUS로 변환)한다.

2. PMIC(파워 매니지먼트 IC)

여러 개의 전원 계통에 대응해 전원 관리, 시퀀스 제어 등을 실행하는 기능을 1chip에 탑재한 IC이다. DC/DC 및 LDO, 디스크리트 부품 등을 개별적으로 사용해 회로를 구성하는 방법에 비해, 실장 면적이나 개발 공수 등을 대폭적으로 삭감할 수 있으므로, 최근에는 자동차기기, 민생기기를 불문하고 복수의 전원 계통을 가진 애플리케이션에서 일반적인 디바이스로써 사용하고 있다.

3. 스펙트럼 확산 기능

스위칭 주파수를 고정하지 않고, 클럭 주파수의 대역폭을 넓혀서 진동시킴으로써 노이즈 에너지를 확산시키는 기능이다. 노이즈의 피크치를 낮춤으로써, EMI 노이즈를 경감한다.

4. ISO 26262

2011년 11월에 정식 발행된 자동차기기 전자 제어의 기능 안전에 관한 국제 규격이다. 자동차기기 전자 제어에 있어서 고장 리스크를 산출하고, 해당 리스크를 경감하는 기능을 미리 시스템에 탑재하는 ‘기능 안전’을 실현하기 위한 개발 프로세스를 표준화한 것이다. 자동차 구상에서 시스템, ECU, 임베디드 소프트웨어, 디바이스 개발 및 생산·보수·폐기에 이르기까지 자동차의 개발 라이프사이클 전체가 대상이 된다.

5. LDO(Low Drop Out 레귤레이터 / 저포화 레귤레이터), DC/DC 컨버터(스위칭 레귤레이터)

두 가지 모두 전원 IC의 일종으로 직류 (DC)에서 직류로 전압을 변환한다.

DC/DC 컨버터는 스위칭 레귤레이터라고도 하며, 스위칭을 통해 출력전압을 생성한다. 일반적으로 전력 변환 효율이 우수하며, 전압을 낮추는 강압, 전압을 높이는 승압이 존재한다.

LDO는 리니어 레귤레이터에 해당하며, 전압의 분압을 통해 출력전압을 생성한다. DC/DC 컨버터와 같은 스위칭 레귤레이터에 비해 강압만 있지만 회로 구성이 간단하고 노이즈가 적다는 특징이 있다.

로옴세미컨덕터코리아 개요

로옴 주식회사는 LSI에서 트랜지스터, 다이오드, LED, 저항기, 모듈에 이르기까지 토탈 솔루션을 제공하는 종합 반도체 제조 업체다. 시장 요구에 앞서가는 고부가가치 신제품 및 신기술 개발, 생산·판매 체제 강화를 추진해 모든 제품의 고기능화 및 소형화에 이바지하고 있다. 창업 이래 ‘품질 제일’을 기본으로 원재료에서 조립 공정에 이르기까지 일관된 품질 관리를 통해 고품질, 신뢰성, 안정 공급을 실현하고 있다. 최근에는 높은 품질이 요구되는 산업 기기 및 차재 시장을 주력 분야로 해 로옴의 우수한 아날로그 파워 기술로 더 높은 도약을 지향하고 있다.