- 520MHz Cortex-M7·HSP·뉴럴-ART 결합…FFT 최대 5배, AI 추론 최대 40배 가속

 

ST마이크로일렉트로닉스가 DSP와 엣지 AI 워크로드를 하드웨어에서 가속하는 산업용 마이크로컨트롤러(MCU) ‘STM32H7P’를 출시했다. Arm Cortex-M7 코어에 하드웨어 신호 프로세서(HSP)와 뉴럴-ART 가속기 NPU를 결합했으며, 디지털 전력과 모터 제어, 상태 모니터링처럼 실시간 연산이 필요한 산업용 애플리케이션을 지원한다.

 

HSP가 DSP 연산 맡아 Cortex-M7 부담 줄여

STM32H7P는 DSP 연산을 HSP로 넘겨 메인 CPU가 처리해야 할 작업을 줄인다. HSP는 행렬과 벡터, 디지털 신호 프로세싱 연산을 가속하며 별도의 외부 DSP에 대한 필요성도 낮춘다. FFT 처리 시간은 Cortex-M7 기반 소프트웨어 구현 방식보다 최대 5배 짧다.

 

ST STM32 마케팅 디렉터 로랑 베라(Laurent Vera)는 “STM32H7P는 검증된 STM32H7 시리즈를 확장한 제품으로, 520MHz Cortex-M7 코어와 전용 하드웨어 가속기 2개를 탑재해 경쟁 업계의 제품 대비 1.7배 더 뛰어난 성능을 제공한다”고 설명했다.

 

뉴럴-ART는 AI 연산 처리…AFCI 추론 40배 빨라

DSP 연산을 HSP가 맡는다면 엣지 AI 워크로드는 뉴럴-ART 가속기 NPU가 처리한다. 연산 성능은 85GOPS로, 더 크고 복잡한 신경망 모델을 다룰 수 있도록 설계했다.

 

실제 모델에서는 성능 차이가 더 뚜렷하다. 태양광 발전 시스템의 안전을 위한 ST의 AI 기반 아크 결함 회로 차단기(AFCI) 모델은 기존 소프트웨어 방식보다 40배 빠른 추론 성능을 기록했다. 이상 감지 기능은 20배, AI 배터리 관리 시스템(BMS) 모델은 15배 빠르게 동작했다.

 

TCM·2MB 플래시로 실시간 연산 뒷받침

CPU와 두 가속기가 처리할 명령어와 데이터에는 더 큰 용량의 TCM을 적용했다. 명령어와 데이터에 빠르게 접근해 실시간 제어와 신호 프로세싱, AI 추론에서 STM32H7P의 연산 성능을 활용하도록 했다.

 

플래시 메모리는 최대 2MB다. 이전 1MB STM32H7 시리즈와 비슷한 가격대로 두 배의 최대 용량을 제공해 범용·대량 생산 설계에서도 고비용 플랫폼으로 전환하지 않고 더 큰 메모리를 사용할 수 있다.

 

아날로그 제어부터 AI·모터 개발 툴까지 제공

STM32H7P에는 STM32G5 혼합 신호 시리즈의 ADC와 DAC, 비교기 등 아날로그 주변장치와 타이머 기능을 탑재했다. 디지털 전력과 모터 제어를 비롯한 전력 전자 애플리케이션에 필요한 제어 기능을 MCU에 담았다.

 

소프트웨어 환경은 AI와 DSP, 모터 제어 개발로 나뉜다. ST 엣지 AI 스위트(Edge AI Suite)는 STM32 기반 AI 모델의 개발과 배포를 지원하며, DSP 지원 소프트웨어와 모터 제어 툴 X-CUBE-MCSDK-2도 제공한다. STM32Cube 에코시스템에서는 STM32CubeMX2 구성 툴과 코드 크기를 줄인 HAL2를 사용할 수 있다.

 

최대 125°C 동작…2027년 1월 양산

산업 현장의 온도 조건도 고려했다. STM32H7P는 최대 125°C에서 동작하며 ST의 산업용 제품 장기 공급 지원 프로그램에 포함됐다. 노출형 패드 방식의 LQFP 패키지 옵션은 방열 성능을 높여 고온의 산업용 설계에서도 안정적인 동작을 지원한다.

 

STM32H7P는 현재 OEM 고객에게 샘플을 제공하고 있으며 2027년 1월 양산에 들어간다. 1MB 플래시 메모리를 탑재한 LQFP100 패키지는 1만개 주문 기준 개당 4.43달러부터 공급한다. NUCLEO-H7P5II 평가 보드와 STM32H7P5IDK 디스커버리 키트도 같은 달부터 이용할 수 있다.

 

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