ST는 세미나에서 차세대 EV의 기초를 형성하는 온보드 컴퓨터 및 구역 아키텍처는 물론 전기화에 이상적인 Stellar 플랫폼의 제품 로드맵 및 기능, SiC 파워 MOSFET에 대한 ST의 최신 노력과 레퍼런스 설계에 대해 설명했다.

세계 3대 자동차 칩 메이커 중 하나인 ST마이크로일렉트로닉스는 Automotive World 2024에 적극적으로 임하면서 가장 주목받은 회사 중 하나였다. ST는 특히, SiC 파워 MOSFET과 오토모티브 마이크로컨트롤러를 결합한 xEV 전기 파워트레인 솔루션, 차량 상태 및 내부 모니터링을 위한 센싱 솔루션, 포지셔닝, 배터리 제어, 모터 제어, 차체 제어, 오디오, 조명, 보안 솔루션 등 최신 솔루션들을 대거 선보였다. 주요 제품을 나열한다.

글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr

SDV 시대, 달라진 Automotive World 2024 (autoelectronics.co.kr)




Stellar E 

첫 번째로 눈에 띈 것은, 소프트웨어 정의 자동차(SDV) 시대의 핵심 제품인 차세대 차량용 마이크로컨트롤러 ‘Stellar’ 중, Stellar E 제품이 탑재된 ▶800V 300kW 모터 구동용 트랙션 인버터 솔루션 ▶22kW OBC 및 DC-DC 콤보 평가 키트 데모였다.

Stellar E는 ARM cortex-M7 코어를 채택하고, ISO 26262, ISO 21434에 대응 가능한 제품으로, 특히 강력한 아날로그 퍼포먼스(2.5 Msps ADC, 50 ns Analog comparator 등)와 전력 소자의 이상을 100 ns 이하의 빠른 응답시간으로 확인해 시스템을 보호할 수 있는 것이 특징이다. 이에 따라 OBC, DC/DC, 트랙션 인버터, BMS 같은 전동화 애플리케이션에 강점을 갖는다. 또한 CORDIC 알고리즘 가속기, 수학 연산 가속기 등을 통해 CPU의 부하를 줄이고 매우 빠른 제어 루프(control loop)를 구현해 SiC나 GaN 전력소자를 효율적으로 제어할 수 있다.






STGAP4S   

STGAP4S는 진보된 보호 기능, 구성 및 진단 특징을 갖는 IGBT 및 SiC MOSFET용 갈바닉 절연 단일 게이트 드라이버다. STGAP4S의 아키텍처는 진정한 갈바닉 절연을 통해 채널 게이트 구동을 제어 및 저전압 인터페이스 회로로부터 절연시킨다. 고유 출력 아키텍처는 전류 능력 치수 측면에서 유연성을 제공하는 외부 MOSFET 푸시-풀 스테이지의 사용을 허용하고 여러 전력 스위치를 병렬로 사용하는 것을 용이하게 하도록 설계됐다. 2개의 프리-드라이버 출력은 해당 토폴로지에 최적화된 전류 능력 및 출력 전압 스윙을 특징으로 하며 음의 게이트 구동 공급 장치의 사용을 허용한다. 절연된 플라이백 전원 공급을 위한 통합 컨트롤러를 통해 외부 구성 요소가 거의 없는 양 및 음의 게이트 드라이버 공급 전압을 생성할 수 있어 PCB 공간 절약이 가능하다. 밀러 클램프 드라이버, De-saturation 및 과전류 감지, UVLO 및 OVLO와 같은 보호 기능이 포함되어 높은 신뢰성 시스템을 쉽게 설계할 수 있다. 드라이버에는 온도 센서가 통합돼 있다. SPI를 통해 open-drain 진단 출력이 존재하고 세부 장치 상태를 모니터링할 수 있다. SPI를 통해 각 기능의 파라미터를 프로그래밍할 수 있어 장치가 매우 유연하고 다양한 응용 분야에 적합하다.








운전자 모니터링용 NIR/RGB-NIR 센서  
 
운전자 모니터링용 NIR/RGB-NIR 센서인 Vx1940는 2560 × 1984 해상도로 초당 최대 60프레임을 캡처한다. 5.1 MPixel 이미지 센서로  롤링 및 글로벌 셔터 모드를 프레임 단위에서 지원한다. 사용자는 RGB NIR 패턴을 RGGB 형식으로 변환하는 기능을 활성화할 수 있다. 
이런 형식은 모든 표준 자동차 ECU와 호환된다. 글로벌 셔터 모드에서 NIR 이미지를 전체 해상도로 업스케일한다. 아울러, NIR 및 RGB 픽셀의 독립적인 노출을 지원한다. 또, 프로그래밍 가능한 컨텍스트를 사용해 유연한 프레임 간 구성 변경을 제공한다. 최대 32개 요소의 다목적 루프에서 최대 4개의 컨텍스트를 순서화할 수 있다.







6축 IMU 센서 ASM330LHB  

ASM330LHB는 3축 디지털 가속도 센서와 3축 디지털 자이로스코프를 갖추고 있으며, 6채널의 출력을 동기화해 제공한다. 함께 제공되는 소프트웨어 엔진을 통해 ASIL 레벨 B에 이르는 안전성이 필수인 자동차 시스템의 채택을 가능하게 한다.  
페일-세이프(Fail-Safe) 이중화를 위해 두 개의 ASM330LHB 센서 모듈 조합을 사용하면, 차선유지, 긴급제동, 정속주행 지원, 반-자동주행 등과 같은 운전자 지원 애플리케이션을 위해 상황별 데이터를 탄력적으로 제공할 수 있다. 자동차 기능안전성 표준 ISO 26262에 따라 개발된 ASIL B 호환 소프트웨어 라이브러리는 글로벌 시험인증기관 TUV의 단독 인증을 받았다.







STSAFE-V 시리즈   

STSAFE-V는 전장 반도체 요건을 충족하는 보안 소자(Secure Element) 솔루션이다. 이 제품군에는 차량 내 신규 애플리케이션을 위한 맞춤형 보안 솔루션, STSAFE-V110과 STSAFE-VJ100-CCC 등이 있고, 다양한 애플리케이션에서 사용 가능한 범용 솔루션으로 STSAFE-TPM이 있다. 
STSAFE-V 제품군과 함께 적용되는 전장용 ST 제품군으로는 전장용 NFC 리더 솔루션인 ST25가 있다. 또 STSAFE-V가 적용되는 신규 애플리케이션들은 스마트폰과 통신하는데 폰에서도 보안소자와 NFC 솔루션이 필요하다. 스마트폰에 적용 가능한 ST 보안소자 솔루션으로는 ST33, NFC 솔루션은 ST21NFC가 있다. 두 가지 솔루션을 하나의 패키지로 제공 가능한 ST54도 있다. ST33-A 하드웨어 보안요소와 STSAFE-V 제품군은 V2X, 디지털 키 시스템, 전기차, 무선 Qi 충전 설계, BMS, ADAS에서 승객 안전을 보장하고 비정상적인 차량 동작을 방지하며 데이터 개인정보보호를 보장한다.

STSAFE-V는 전장용 규격을 준수하고 높은 수준의 신뢰성을 가진 보안소자 하드웨어라는 점에서 차별성을 가진다. STSAFE-V 하드웨어인 ST33-A는 전장용 반도체 규격인 AEC-Q100을 준수하며, 데이터와 메모리 수명을 연장하는 별도의 소프트웨어 구현 없이 불량율이 10ppm에 불과하다. 또, 신규 애플리케이션에서 요구하는 최신 규격 지원 펌웨어를 개발해 STSAFE-V에 탑재한다. STSAFE-V 하드웨어인 ST33-A가 획득한 보안 인증은 Common Criteria (국제평가기준) EAL (보안 보증 등급) 6+으로 매우 높은 수준에 속한다. ST에서는 CC 인증 획득 이후에도 최신 공격 방법 및 보안 요구사항에 맞게 인증을 정기적으로 갱신하고 있다. 또 STSAFE-V가 적용되는 애플리케이션 표준 규격으로 WPC Qi 1.3 인증 규격, CCC 디지털키 릴리즈 2, 3 등이 있다. 특히, STSAFE-V110 보안소자는 차랑 내 공인 Qi 충전기를 인증했고, 타 독립 기관으로부터 CC EAL4+ 인증의 보안 기능을 제공한다.




 

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