개발 과정에 매우 유용한 MAC 주소 내장 플래시 메모리

플래시 메모리는 배터리 구동식 웨어러블 기기부터 비교적 큰 전력 구동식 전자 기기까지 새로운 설계 대부분에 포함됩니다. NOR 기술의 신속한 랜덤 액세스, 높은 신뢰성, 낮은 전력 소비 덕분에 코드를 실행하는 경우에는 NOR 플래시 메모리가 장착되어 있는 경우가 많습니다.

이러한 와중에 업계에서는 메모리 밀도, 전력, 액세스 대역폭, 성능의 한계를 초월하는 새로운 플래시 기술을 계속해서 내놓고 있습니다. 이제 개발자는 XIP(eXecute-In-Place) NOR 플래시 장치를 사용하여 플래시에서 직접 코드를 실행할 수 있어 랜덤 액세스 메모리(RAM) 요구 사항이 줄고 코드를 비휘발성 메모리에서 RAM으로 복사할 필요가 없습니다.

성능 특성이 개선된 것 외에도, 플래시 장치는 계속해서 스마트화되고 있습니다. 떠오르는 플래시 기반 기술은 스토리지를 넘어 데이터 분석, 클라우드 상호 작용, 기타 서비스의 처리 부하를 더욱 많이 처리하는 기능을 통합합니다. 이러한 트렌드에 따라, 머신 러닝 알고리즘에 필요한 방대한 데이터를 제공하는 데 있어 플래시가 주도적인 역할을 담당하는 연산 스토리지와 같은 시도가 이루어지고 있습니다.

하지만 반드시 플래시의 최첨단 기술만이 개발자를 도울 수 있는 것은 아닙니다. 좋은 아이디어만으로도 충분한 경우가 있습니다.

Microchip Technology의 SST26 SQI 직렬 쿼드 I/O(SQI) 직렬 NOR 장치 제품군에 최근 합류한 SST26VF0xxBEU 플래시 장치를 예로 들어보겠습니다. Microchip Technology의 자회사인 실리콘 스토리지 테크놀로지(Silicon Storage Technology)에서 개발한 SuperFlash® 기술을 바탕으로 성능과 신뢰성을 향상한 SST26 제품군이 제작되었습니다. 사용도 간편합니다. 부동 소수점 처리 장치가 장착된 Arm® Cortex®-M4F 코어(그림 1)를 기반으로 개발자는 Microchip Technology의 SAM D51 마이크로컨트롤러 제품군과 같은 쿼드 SPI 마스터에 플래시 장치를 손쉽게 연결할 수 있습니다.

그림 1: Microchip Technology 직렬 NOR 플래시 장치 SST26 제품군은 4개의 직렬 I/O 병렬 채널을 제공하여 쿼드 SPI(QSPI) 마스터와 고속 트랜잭션이 가능합니다. (이미지 출처: Microchip Technology)

새로운 SST26VF0xxBEU 계열은 동일한 특성을 제공하지만 장치마다 전역적으로 고유한 매체 접근 제어(MAC) 주소가 내장되어 있습니다.

MAC 주소가 특별한 이유

이렇게 비교적 간단한 개선이 개발자 지원에 중요한 이유는 무엇일까요? 이를 이해하기 위해서는 MAC 주소에 관한 몇 가지 사실과 프로비저닝되는 방식을 살펴보아야 합니다.

MAC 주소는 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)에 연결된 고유 식별자로 이더넷, 와이파이, 기타 미국 전기전자학회(IEEE) 802.x 기술 등의 일반적인 연결 옵션에 사용됩니다. MAC 주소는 24비트의 조직 고유 식별자(OUI) 접두부와 OUI 소유자가 지정하는 24비트 또는 40비트 값이 결합되어 48비트의 확장 고유 식별자(EUI-48) 또는 전역적으로 고유한 64비트의 EUI-64 값으로 구성되어 있습니다.

고유성을 위해, MAC 주소는 IEEE 표준 협회 등록 기관(RA)에서 할당합니다. IEEE RA에서는 개별 MAC 주소를 제공하지 않습니다. 대신, 실제 제품을 고유 EUI 접두사로 하며 각기 길이가 다음과 같이 다른 3개의 블록으로 MAC 주소를 제공합니다.

• OUI에 해당하는 24비트 접두사(소유자가 나머지 24비트를 할당하여 2²⁴(>1천6백만)개의 고유 MAC 주소를 생성)
• 28비트 접두사(2²⁰(>1백만)개의 고유 MAC 주소)
• 36비트 접두사(2¹²(4,096)개의 고유 MAC 주소)

개발자에게 특히 중요한 또 다른 사실은 네트워크 인터페이스 설계용 반도체 장치에 모두 전역적으로 고유한 EUI-48 또는 EUI-64가 할당되는 것은 아니라는 점입니다. 반도체 제조업체에서는 대량으로 구매하는 고객이 자체적인 OUI를 사용하는 MAC 주소를 프로비저닝하기를 원한다는 사실을 잘 알고 있습니다. 생산 부품에 고유 MAC 주소가 포함되어 있는 것으로 명시된 장치 제품군이라도 엔지니어링 샘플용 부품에는 고유 MAC 주소가 포함되지 않을 수 있습니다.

이로 인해, 사용자 기능의 대부분을 네트워크 연결성에 의존하는 사물인터넷 장치 또는 웨어러블 기기와 같이 복잡한 설계의 시제품 제작에 어려움이 있을 수 있습니다. 시제품 제작 시 개발자는 특별히 시제품 제작을 위해 관리되는 고유 주소를 재활용하거나 자체 개발 네트워크에서만 사용하는 임시 MAC 주소를 사용할 수 있습니다. 물론 문제는 시제품이 공장을 떠나 더 포괄적인 통합 테스트 또는 결국 고객 검사를 받은 결과 데모가 실패하거나 설명이 불충분한 경우에 발생합니다.

과거에는 엔지니어가 이 문제를 처리할 수 있는 유일한 방법이 IEEE에 수수료를 지불하는 것이었습니다. 하지만 앞서 말씀드렸듯이 IEEE에서는 주소를 블록으로만 할당합니다. 안타깝게도 IEEE RA에서 MAC 주소 소형(MA-S) 블록이라고 부르는 가장 작은 블록조차도 수백 달러에 육박합니다. 고유 접두사를 신청하고 대기하는 데 소요되는 간접 비용은 말할 것도 없습니다. 은폐 모드 상태로 IEEE 공개 목록에서 신원을 감추고자 하는 경우에는 MA-S 블록 비용으로 매년 천 달러가 넘는 금액을 지불해야 하며 이보다 큰 블록의 경우 개당 천 달러가 추가됩니다. 금전적 비용 외에도, 이렇게 중요한 외부 데모에 앞서 프로젝트 일정에 주소 취득 지연에 따른 예산을 제대로 반영하지 않았다면 가망이 없게 됩니다.

MAC에 플래시 내장: 좋은 아이디어

Microchip Technology SST26VF0xxBEU 플래시 메모리 장치가 나름의 방식으로 혁신적인 이유는 다음과 같습니다. 이 장치는 단일 수량으로 판매하기 때문에 개발자가 전체 등록 프로세스에 매달리지 않는 대신 하나의 전역적으로 고유한 MAC 주소를 받을 수 있습니다. Microchip Technology는 장치의 업계 표준 직렬 플래시의 검색 가능한 파라미터(SFDP) 표의 261H와 268H 위치에 있는 고유 EUI-48과 EUI-64를 기기에 각각 프로비저닝합니다. 개발자는 SFDP를 통해 단일 SPI 채널에서 6진수로 된 EUI-48 주소 또는 8진수로 된 EUI-64 주소를 차례로 판독하기만 하면 됩니다.

설계에 어느 정도의 플래시가 필요하면 Microchip Technology에서 64Mbyte SST26VF064BEU, 32Mbyte SST26VF032BEU, 16Mbyte SST26VF016BEU 크기의 플래시 장치를 제공하게 됩니다. Microchip Technology에서는 2kbit EEPROM 장치 일부에 MAC 주소를 내장하여 제공하기도 했지만, 고밀도 플래시 장치에서 사용할 수 있기 때문에 부품 비용과 설계 실장 면적이 절감될 수 있습니다.

결론

전역 고유 MAC 주소는 IEEE 802.x 네트워크 기술 대부분의 기본적인 요구 사항이지만 네트워크 연결에 사용하는 모든 장치에 이러한 주소가 부여되는 것은 아닙니다. 시제품 또는 적은 수량 작업을 하는 엔지니어나 제조사의 경우, 필요한 것보다 많은 MAC 주소를 구매하는 대신 MAC 주소가 내장된 Microchip Technology의 SST26VF 플래시 장치를 사용하는 것이 효율적입니다. 여러분은 어떻게 생각하세요? 사용할 의향이 있으신가요?