하드 리얼 타임을 위한 SERCOS III 모션 컨트롤러

서보 모션 컨트롤 네트워크의 대명사격인 개방형 SERCOS가 한층 업그레이드되어 SERCOS III 사양에 따른 프로토 타입 제품이 지난해말 공식 발표된 이후, 6개월여만에 SERCOS III 컨트롤 칩의 상품화가 이루어졌다. 이에 제조 장비에서의 하드 리얼 타임 실현을 위한 산업용 이더넷 기반의 SERCOS III에 대한 광범위한 활용이 기대된다.

국제 SERCOS 협회는 모션 컨트롤과 I/O를 위한 이더넷 기반의 SERCOS III 인터페이스인 차세대 프로토콜의 개발을 2003년 10월부터 강력하게 추진하고 있다. 2004년 11월에는 컨트롤 시스템과 서보 드라이브 및 I/O 디바이스를 포함하는 프로토 타입의 SERCOS III를 발표하고, SERCOS III의 사양을 IEC 표준화기구에 공식적으로 표준 사양으로 제출했다.

이러한 과정을 거쳐 이제 많은 컨트롤 및 네트워크 엔지니어들이 고대하던 첫번째 SERCOS III 컨트롤러가 발표되기에 이르렀다. SERCOS III는 주기적 데이터 전송 요소를 사용하는 기존 SERCOS 인터페이스의 실시간 메커니즘에 따른다. 하드와이어 기반의 동기성은 인쇄기기, 포장기기 및 다축 공작기계에 있어서의 전자적 라인 샤프트와 같은 새롭게 요구되는 모션 애플리케이션의 실행을 위해서는 필수 불가결하게 되었다.

SERCOS III는 TCP/IP와 같은 어떠한 표준 IP 프로토콜과도 통신이 가능하여, 리얼 타임 프로세스에 버금가는 비 실시간 슬롯에서의 전송도구로도 사용할 수 있다. SERCOS III 컨트롤 시스템은 일반적인 IP 프로토콜들을 네트워크에서 고급의 디바이스로 변화시킬 수 있게 된 것이다. SERCOS 리얼 타임 메커니즘과 이더넷 기반의 일반 통신 네트워크들을 결합시켰다. SERCOS III를 지원하는 그 첫번째 제품이 자일링스의 Spartan-3 FPGA 플랫폼에서 실현되었다. 새로운 SERCOS III 컨트롤러는 타이밍, 동기성, 그리고 2개의 통합된 이더넷 MAC에 기반한 주기적 또는 비주기적인 프로세싱과 같은 모든 하드웨어 펑션을 포함한다.

이 컨트롤러는 또한 2종류의 제품군을 형성하고 있다. Sercon100S는 200k 시스템 게이트(XC3S200)을 가지는 Spartan-3 FPGA에 기반으로 하며, Sercon100M은 400k 시스템 게이트(XC3S400)의 Spartan-3 FPGA에 기반한다. 두 제품 모두 FT256 BAG 하우징으로 통합하여 하드웨어 설계가 자유롭다. 강력하면서도 저전력 하드웨어 표준 플랫폼인 Spartan-3 FPGA를 통해 개발 비용을 줄여주고 고객의 고급 요구 사항에 적극 대처할 수 있다.

또한 SERCOS III 컨트롤러는 SERCOS 협회 웹사이트를 통해 구입 가능한 표준 도큐먼트를 바탕으로 이더넷 인터페이스 다이어그램과 같은 디자인 폼을 제공한다. 한편 지난 2003년 4월 출시된 자일링스 Spartan-3 제품군은 업계에서 가장 저렴한 가격으로 5만 개~5백만 개 범위의 시스템 게이트를 제공하는 업계 최저가 FPGA 솔루션으로 잘 알려져 있다. 업계 최초로 90nm 최신 기술 공정 및 300mm 웨이퍼로 생산되고 있는 Spartan-3 제품군은 FPGA 솔루션의 가격을 현격히 낮춤으로써 저가 라우터, 스토리지 서버, 의료 및 산업용 이미징, 가정용 게이트웨이 등 ASIC이 거의 독점해왔기 때문에 진출하기 가장 어려웠던 하이 볼륨 장비 시장에 널리 사용되고 있다.

SERCOS III 컨트롤러는 오랫동안 SERCON 통신 컨트롤러를 통해서 완성되었다. 1993년에 2~4Mbps의 전송 속도를 지원하는 1세대 SERCOS를 위해 SERCON410B ASIC를 공급한 이후, 2000년에는 2세대 SERCOS 인터페이스 지원을 위한 8~16Mbps급의 SERCON816을 발표했다. 이후 이 컨트롤러들은 공작기계 및 단위장비로 다양한 애플리케이션 분야에서 백만축 이상의 활발한 실적을 확보중이다.

2005년 기사 작성