비휘발성 메모리에 저장된 데이터는 장치가 어떻게 작동하고 있는지, 작동을 멈춘 이유에 대한 통찰력을 제공하곤 한다. 또한 기능 파라미터(functional parameter), 교정 데이터(calibration data) 및 기타 유형의 정보를 정기적으로 업데이트해야 하지만, 전원이 제거될 경우에도 유지되므로 현재 광범위하게 사용되고 있다.
하지만 이러한 작동은 매우 높은 내구성을 필요로 하므로 기본적으로 메모리 기술에 엄청난 압박을 준다. 이는 플래시(Flash)와 같은 몇몇 인기 있는 유형의 메모리로 제공되는 내구성보다도 높다. 이런 이유로 선호되는 기술이 EEPROM이다.
일부 애플리케이션에서 EEPROM이 정상 작동 중 읽기가 지속적으로 반복되는 경우는 드문 일이 아니다. 이는 수백만 번의 읽기/쓰기 사이클을 오류 없이 견딜 수 있는 메모리 기술이 필요하다는 점을 의미한다. 프로그램/지우기 내구성이 10만 번 사이클 이하인 메모리는 당연히 제외된다.
엔지니어는 EEPROM 스토리지와 RFID 연결을 단일 장치에 통합함으로써, 전원이 고장나거나 완전히 제거된 경우에도 운영 데이터를 저장하고 서비스 엔지니어에게 이를 전달할 수 있는 IoT 엔드포인트를 설계할 수 있다.
무선연결이 작동할 수 있는 거리를 10cm 미만(패시브 RFID의 전형적인 경우)에서 최대 150cm까지 확장하는 솔루션이 아마 중요한 해결책이 될 수 있다.
이것은 말 그대로 수동형 RFID가 IoT에 활용될 수 있는 방법에 새로운 차원을 연다. 시스템에 전원이 공급되지 않은 경우에도, RFID를 1.5m 이상에서 사용하면서도 EEPROM에 데이터를 읽고 쓸 수 있는 기능은 운영자가 현장에 장기간 배치되는 것보다 엔드포인트를 비용 및 기능적 측면에서 더 효율적으로 커미셔닝, 유지보수, 서비스 및 수리를 할 수 있게 만든다.
온세미컨덕터가 개발한 N24RF 계열인 RF EEPROM은 EEPROM 메모리의 4, 16 또는 64kbit와 함께 ISO15693/ISO18000-3 Mode 1 표준을 준수하는 RF 트랜시버를 통합하고, 8핀 SOIC 또는 TSSOP 패키지로 사용할 수 있다.
해당 장치는 외부전원에 의존하지 않는 수동형 RFID를 사용하는데, 외부 코일 안테나를 부착할 때 동력이 유도된다. 고주파(HF) RFID로 분류되며 13.56MHz의 반송 주파수로 작동하고, 낮은 속도(1.65kbit/s) 및 높은 속도(26.48kbit/s), 고속 명령을 내릴 경우 최대 53kbit/s로 RFID 리더기와 통신할 수 있다. 특히 수동형 RFID 구현에 있어 1.5m 이상의 거리에서도 이를 달성할 수 있다.
수동형 RFID를 사용하면, 다른 모든 회로의 전원이 차단되거나 오작동하는 경우에도, IoT 엔드포인트를 조회하여 중요 데이터 로그를 복구할 수 있다. 엔드포인트가 작동하는 동안 교정 파라미터 또는 연산 파라미터에 대한 OTA(Over The Air) 업데이트를 지원한다.
칩 간 통신(Chip to chip communication)은 I2C 버스를 통해 구현되고, 정상 작동 시 호스트 프로세서가 장치에서 읽고 쓸 수 있도록 하여 서비스 중단 없이 현장에서 교정 파라미터 또는 연산 파라미터를 업데이트할 수 있다.
N24RFxx 장치는 RTF(Reader Talks First) 기술을 이용한다. 전자기장이 존재할 경우 유도 결합을 통해 이 기술이 적용된다. 예를 들어 조명 장치와 같이 접근하기 어려운 IoT 엔드포인트의 경우, 조명 장치 아래에서 RFID 판독기를 사용하여 엔지니어는 정보를 얻을 수 있다.
보안 기능에는 64비트 UID(Unique Identifier)가 포함되며 메모리 섹터마다 잠금 기능이 있는 다중 32비트 암호를 지원한다. 다른 특징은 전압 출력 핀(voltage output pin)이다. 이를 통해, 별도의 초저전력 마이크로컨트롤러를 지원할 수 있을 만큼 충분한 에너지를 공급할 수 있다.
EEPROM은 높은 내구성 및 데이터 보존능력을 요하는 애플리케이션의 데이터 이력 기록 또는 파라미터 저장까지 광범위하게 사용된다. 여기에 RFID 기능을 추가하면, 1.5m 이상의 거리에서 동일한 데이터를 무선으로 안전하게 액세스할 수 있어 IoT 엔트포인트 설계 부문에서 새로운 가능성을 제시할 것으로 기대된다.
글 : 쥴리오 송(Julio Song) / 로직·스위치·메모리 제품 매니저 / 온세미컨덕터