ARM, DSP Concepts와 delResearch가 사운드를 통해 데이터를 전달

ARM 기반 기술, 소리로 데이터를 주고받는 혁신적인 연결 솔루션 'AirModem' 공개 혁신적인 기술은 종종 고독한 엔지니어의 번뜩이는 아이디어에서 탄생한다고 여겨지지만, 실제로는 인간의 협업을 통해 더욱 빛을 발하는 경우가 많습니다. DSP Concepts와 delResearch의 협력이 바로 그러한 사례입니다. 수년간 음향 분야를 선도해 온 DSP Concepts는 개발 프레임워크로, 음향 기술의 최전선에 서 온 delResearch는 모뎀 기술로 명성을 쌓아왔습니다. DSP Concepts는 개발 도구, 타겟 프로세서에 최적화된 라이브러리, 첨단 오디오 IP를 라이선스합니다. delResearch는 엔지니어링 서비스를 제공하며, 두 회사 모두 IP가 생산에 들어가면 로열티를 받습니다. 이들의 협력은 한 전자담배 제조업체의 난제에서 시작되었습니다. 모바일 앱을 통한 기기 설정이 고객에게 불편하다는 점을 파악한 제조업체는 휴대폰을 이용한 간편한 대안을 모색해야 했습니다. 이때 음파를 이용한 데이터 전송이 하나의 가능성으로 떠올랐습니다. 이러한 배경 속에서 DSP Concepts와 다수의 프로젝트를 함께 진행했던 delResearch가 주목받았습니다. delResearch를 이끄는 James와 John DellaMorte 형제는 데이터 통신 기술 분야에서 방대한 경험을 보유하고 있으며, DSP Concepts의 Audio Weaver 프레임워크를 활용한 경험도 풍부합니다. Audio Weaver는 오디오 및 음성 개발 표준화에 기여해 온 플랫폼입니다. "코로나19 이전 여러 차례의 화상 회의를 통해, Audio Weaver에서 데이터가 소리를 통해 어떻게 전달될 수 있을지, 특히 100MHz 미만의 ARM Cortex-M4 클래스 부품을 대상으로 안정적이고 견고한 통신 성능을 강조하며 구체화했습니다." James DellaMorte는 설명합니다. 데이터 전송을 위한 음파 기술은 인간의 소통 방식과 유사합니다. 데이터가 음향 신호로 인코딩되어 공기를 통해 수신 장치로 전송되는 방식입니다. 형제는 이 기술을 직접 구현하고 주방이나 욕실처럼 딱딱하고 반사되는 표면, 거실이나 사무실처럼 넓은 공간, 그리고 자동차 내부와 같은 밀폐된 공간 등 다양한 환경에서 광범위하게 테스트했습니다. 그 결과, 두 회사가 최초로 공개하는 저전력 연결 기술인 'AirModem'이 탄생했습니다. AirModem은 현재 Audio Weaver 라이브러리의 500개 이상의 블록 중 하나로 포함되어 있습니다. "우리 자신을 포함해 모두가 이 시스템이 얼마나 잘 작동하는지에 놀랐습니다." James는 말합니다. 이 연구를 통해 '아하 모먼트'가 찾아왔습니다. 이 데이터 전송 기술은 사실상 '오디오 QR 코드'와 같았으며, 전자담배 기기를 넘어 훨씬 다양한 응용 분야를 가질 수 있었습니다. James는 "데이터를 A 지점에서 B 지점으로 공중을 통해 전송하고자 하는 모든 애플리케이션에 이 기술이 적합합니다."라고 덧붙였습니다. 이는 문제 해결에 대한 새로운 접근 방식이었으며, '집단 지성'이라 할 수 있는 협업에 크게 의존한 결과였습니다. 생태계의 중요성 DSP Concepts의 공동 창립자인 Chin Beckmann은 자사의 회사를 "크리에이터를 위한 창작물을 만드는 크리에이터"라고 칭합니다. 플래그십 플랫폼인 Audio Weaver는 오디오 디자이너들이 500개 이상의 모듈을 플러그 앤 플레이 방식으로 연결하여 오디오 및 음성 시스템을 구축하는 표준으로 여겨집니다. PC를 사용하는 팀들은 코드나 하드웨어 없이도 쉽게 오디오 제품을 제작하고, 즉시 반복 작업을 수행하며 다양한 아이디어를 평가할 수 있습니다. 인공지능, 게임, 그래픽과 같은 다른 컴퓨팅 분야에서는 흔한 프레임워크 개념이지만, DSP Concepts가 Audio Weaver를 출시하기 전까지는 오디오 분야에는 존재하지 않았습니다. Beckmann은 당시 오디오 개발 세계가 "장인 정신"에 기반했다고 설명합니다. "우리가 모든 것을 할 수는 없기 때문에, 플랫폼에 참여하여 각자의 강점을 발휘하고 다른 분야 전문가 파트너들과 협력하여 개념과 솔루션을 향상시킬 수 있는 파트너 생태계를 구축하기 위해 노력했습니다." 그녀는 덧붙였습니다. (참고: Arm은 DSP Concepts의 투자자입니다.) "우리는 칩이 제작되기 훨씬 이전부터 Arm과 매우 긴밀하게 협력하여 차세대 프로세서의 명령어 세트에 Audio Weaver 블록을 최적화합니다. 칩이 시장에 출시될 때쯤이면 모든 것이 준비되어 있습니다." 개발자에게는 데이터 전송 기술을 사용하는 과정이 거의 간단합니다. John DellaMorte는 "원하는 ARM 기반 플랫폼을 선택하고, Audio Weaver로 이동하여 해당 장치에 맞는 최적화된 코어를 선택합니다. 그런 다음 AirModem 블록을 Audio Weaver 팔레트로 드래그하여 가져옵니다. '오디오 입력'과 '오디오 출력'을 연결하고, 데이터를 원하는 곳으로 보내기 위해 약간의 조정을 거치면 제품이 완성됩니다."라고 설명합니다. 이 데이터 전송 솔루션은 놀랍도록 간단하게 작동합니다. 음향 신호는 수신 장치에서 수신 및 복조됩니다. 그런 다음 수신 장치는 신호를 디코딩하여 데이터를 추출합니다. 블루투스와 달리 장치를 찾고, 인증하고, 페어링할 필요가 없으며, 사용자가 수동으로 "잊기" 전까지는 장치를 기억하지도 않습니다. James DellaMorte는 "블루투스는 장기적인 관계와 같습니다. 데이터 전송은 데이트와 더 가깝습니다. 데이터를 공중으로 보내면 수신되어 복조되고, 각자의 길을 갑니다."라고 비유합니다. 초기 사용 사례로는 사물 인터넷(IoT) 기기 설정, 근접 감지, 양방향 음향 근거리 통신(NFC), RF 제한 환경에서의 원격 측정 등이 있습니다. 예를 들어, 인터넷 연결이 가능한 세탁기를 구매했다고 가정해 봅시다. 일반적으로 소비자는 세탁기를 켜고, 가정용 Wi-Fi 시스템이나 블루투스와 연결을 시도하고, 휴대폰에 제조사 앱을 다운로드하여 계정을 생성한 후 시스템에서 세탁기를 찾아 설정을 완료해야 합니다. AirModem을 사용하면 사용자는 가전제품의 전원을 켜고, 스마트폰으로 해당 기기의 웹사이트에 접속하여 Wi-Fi 자격 증명을 입력하면 즉시 기기와 연결되어 설정 또는 소프트웨어 업데이트가 가능합니다. 앱이 필요 없으며, 휴대폰은 자동으로 공급업체 웹사이트에서 데이터 전송 기능을 다운로드하여 장치에 연결합니다. 범용 리모컨 "세탁기 설정은 한 번만 하면 되는데, 다른 용도는 없을까요?"라고 생각할 수 있습니다. 놀랍게도 그 가능성은 무궁무진합니다. 호텔 방에서 번거롭게 모든 스트리밍 계정에 로그인하는 것을 피하고 싶을 때, 데이터 전송 기술이 해결책이 될 수 있습니다. Beckmann은 "어디를 가든 임시적이고 빠른 방식으로 제 자격 증명을 가져올 수 있다면 좋겠습니다. 그러면 마치 범용 리모컨처럼 사용할 수 있을 것입니다."라고 말합니다. 다음 박물관 투어를 위해 헤드셋을 대여하고 싶지 않다면? 전시물 옆에 서면 휴대폰으로 해당 전시물에 대한 관련 데이터를 수신할 수 있습니다. 주차 미터기에 다가가면 셀룰러 데이터를 사용하여 미터기의 백엔드 시스템에 연결하는 대신 직접 결제할 수 있습니다. 이 기술은 더 큰 규모의 사용 사례로 쉽게 확장됩니다. 예를 들어, 농장의 수십 개의 IoT 토양 센서나 공장의 기계를 설정하는 작업은 전화 한 대로 할 수 있으며, 이 기술은 '일대다' 통신을 지원합니다. 이 기술이 블루투스나 Wi-Fi를 완전히 대체하지는 못할 것입니다. 이들은 수천 배 더 빠른 속도로 데이터를 전송합니다. 하지만 150bps의 데이터 전송 속도와 유연성, 그리고 광범위한 유용성은 수많은 사용 사례를 더 간단하고 저렴하며 직관적으로 설정하고 운영할 수 있게 해줄 것입니다. 앞으로도 협력은 계속될 것입니다. DSP Concepts는 빔포밍 및 노이즈 감소 기술 개선에 집중할 것이며, delResearch는 음파를 통한 데이터 전송 효율성을 더욱 최적화할 것입니다. Beckmann은 "우리는 사람들이 일을 처리하는 방식을 변화시켜 산업 효율성을 높이고 사용자 경험을 개선하고 싶습니다. 파트너들과 협력하고 생태계를 구축하는 것이 지금까지 성공할 수 있었던 이유입니다."라고 말합니다. 신뢰할 수 있는 Arm 프로세서와 디지털 신호 처리 가정이 더욱 스마트해지고 가전제품 인터페이스가 더욱 인간적으로 변화함에 따라, 장치는 아날로그 세계와 디지털 세계를 연결할 수 있어야 합니다. Arm CPU의 DSP 확장 기능은 전문 지식에 관계없이 DSP 기능을 쉽게 사용할 수 있도록 합니다. 효율적인 제어 코드와 고성능 DSP가 단일 프로세서에 통합되어 있어, 디자이너는 성능 저하 없이 비용, 면적, 복잡성을 줄일 수 있습니다.