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[IT뉴스]500나노초의 연산 한계 돌파… 허정혁 TI 이사 "차량 검증 인버터 융합 로봇구동 실시간성 달성"

온카뱅크관리자

2026-07-09 16:07:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> [로봇레이다] 싱글 MCU 기반 6축 FOC 제어 및 TUV 인증 로보틱스 기능 안전 토폴로지 확립 
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 [디지털데일리 김문기 기자] "차세대 모빌리티와 로보틱스의 핵심은 모터 제어, 통신 인터페이스, 그리고 기능 안전의 하드웨어적 통합이다. 세계적인 완성차 및 공장 자동화 제어기 시장에서 검증된 TI의 하이엔드 MCU 아키텍처를 적용하면 아날로그-디지털 변환기(ADC) 센싱부터 PWM 제어 반영까지 늦어도 1마이크로초(μs) 안에 처리하는 초고속 전류 루프(FOC) 가동이 가능하다"
 허정혁 텍사스 인스트루먼트 코리아(TI 코리아) 이사는 9일 서울 양재동 엘타워에서 개최된 'TI 모빌리티 &amp; 로보틱스 세미나 2026'에서 무대에 올라 기술 공급망 고도화 전략을 소개하며 이같이 말했다.
 이 자리에서 허 이사는 TI가 전 세계 전기차 시장 1, 2위 기업 및 글로벌 산업 자동화 업계에 조달해 온 트랙션 인버터와 정밀 모터 제어 자산을 로보틱스 플랫폼에 전격 융합하고, 500나노초(ns)급 초저지연 연산을 수행하는 차세대 싱글 마이크로컨트롤러유닛(MCU) 및 싱글 페어 이더넷(SPE) 아키텍처 가동 전략을 밝혔다.
 그는 특히 로봇 공학 엔지니어들이 단일 반도체 플랫폼 상에서 대규모 관절 축을 유기적으로 제어할 수 있는 저비용·초소형 인프라 설계 기법을 상세히 논의했다.
 허 이사는 "통상적인 로봇 팔 1개 구조에만 어깨 3축, 엘보 1축, 손목 3축의 인버터가 탑재되고 인간의 손 동작을 구현하려면 최소 24축 이상의 다축 제어가 필요하다"라며 "TI의 하이엔드 MCU인 'AM26' 시리즈나 DSP 기반 'C2000' 제품군은 단 하나의 칩으로 6개의 FOC 제어를 동시 가동하는 독보적인 임베디드 프로세싱 퍼포먼스를 갖췄다"라고 설명했다.
 이어 "시각 처리용 AI와 달리 MCU 내부로 인입되는 전류, 전압, 온도 등 타임 시리즈 데이터를 실시간 분석하는 시계열 시각 AI MPU 코어가 내장되어 인버터 효율 개선 및 예방 정비를 전담한다"라며 "삼각함수 연산 시 발생하는 100사이클 이상의 지연을 단 7사이클로 단축하는 하드웨어 가속기 'TMU'와 125나노초(ns)급 ADC IP를 통합해 시스템 복잡성을 혁신적으로 삭감했다"라고 덧붙였다.
 로보틱스 통신 아키텍처 부문에서는 배선 뭉치의 무게와 물리적 굴곡 제약을 극복하기 위해 기존 캔(CAN) 인프라에서 이더캣(EtherCAT) 및 싱글 페어 이더넷인 'T1' 규격으로의 전격적인 기술 전환 트렌드를 제시했다.
 허 이사는 "휴머노이드 관절은 노이즈 유입률이 극도로 높고 실시간 동기화가 불발되면 보호 동작으로 이탈하기 때문에 대역폭과 레이턴시가 가장 우수한 이더캣이 차세대 주류로 안착했다"라며 "TI는 케이블 네 가닥을 쓰던 기존 환경에서 탈피해 단 두 가닥의 트위스티드 페어선만으로 100메가비트(Mbps)급 통신을 유통하는 '100BASE-T1' 및 '1000BASE-T1' 기가비트 TSN 파이(PHY) 칩을 조달한다"라고 설명했다.
 또한 "싱글 페어 이더넷 도입 시 와이어 부피와 중량이 50% 삭감될 뿐만 아니라, 철 그물망 구조의 무거운 차폐 레이어를 전면 제거해도 고품질 신호 전송이 가능하다"라며 "파이가 스스로 파장을 쏘아 반사파를 측정하는 진단 매커니즘을 내장해 관절 케이블의 끊어짐 징후를 사전 판단하는 유지보수 기능까지 구현했다"라고 부연했다.
 마지막으로 주거 및 산업 현장에서 인간과 로봇이 공존하기 위한 핵심 록인 기술로 국제 안전 표준 'ISO 13849' 및 'SIL3', 'PLd/PLe' 규격을 선제 충족하는 세부 기능 안전 토폴로지를 공개했다.
 우선 기존 제어 MCU 외에 프리프(Plif) 임베디드 MCU 2개를 병렬 가동해 물리적 결함 발생 시 시스템을 즉각 안전 상태로 강제 전격 전환하는 구조다. 대형 로봇 팔 제조 공정에 최적화되돼 있으며 TUV 라인란드로부터 사전 인증(Pre-certification)을 완료해 고객사 개발 기간을 수개월 이상 단축한다.
 다음으로는 단 2개의 MCU만을 연동해 코어 자체에서 세이프티 채널과 애플리케이션 연산을 상호 분할 전개하는 이중화 구조다. 하드웨어 실장 부피와 부품 비용(BOM)을 크게 저감할 수 있으나, 안전 인증 펌웨어의 업데이트 제약 조건이 수반된다.
 마지막으로 휴머노이드 로봇 설계에 가장 유망한 원 MCU와 지능형 전력관리반도체(PMIC) 결합 구조다. 단일 칩 내 R5F 세이프티 코어를 락스텝(Lock-step)으로 구동하고, 결함 감지율을 99%까지 끌어올려 단일 칩 구성으로도 하드웨어 폴트 톨러런스 규격을 만족하며 공간과 단가 마진을 극대화한다.
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