사진. 마우저 일렉트로닉스

마우저 일렉트로닉스(Mouser Electronics)가 AI 및 전력 관리 리소스 허브를 통해 엔지니어의 산업용 엣지 AI 시스템 설계를 지원하고 있다. AI 기술이 실제 산업 현장으로 빠르게 확산되면서 데이터를 수집하는 현장에서 실시간 분석과 예지정비(PdM), 이상 감지 등을 수행하는 임베디드 시스템이 확대되고 있는 가운데, 안정적인 전력 공급과 관리가 새로운 설계 과제로 부상하고 있다.

엣지 AI 시스템은 클라우드 연결에 의존하지 않고 현장에서 직접 추론을 수행하기 때문에 기존 임베디드 시스템과 다른 전력 특성을 나타낸다. AI 추론 과정에서 발생하는 동적 전류 프로파일은 전원 설계에 영향을 미치며, 산업용 원격 자산이나 자율 기계, 독립형 모니터링 시스템처럼 안정적인 주전원을 확보하기 어려운 환경에서는 전력 관리가 시스템의 지속적인 동작을 좌우할 수 있다.

이에 마우저는 AI 리소스 허브와 전력 관리 리소스 허브를 통해 엣지 AI 하드웨어부터 전력 아키텍처까지 설계 전반을 아우르는 기술 자료를 제공하고 있다.

산업용 엣지 AI 시스템의 전력 설계는 AI 워크로드의 특성을 파악하는 것에서 시작된다. 추론 작업은 일정한 부하가 아닌 동적인 전류 프로파일을 발생시키기 때문에 실제 워크로드를 고려하지 않은 전원공급장치 설계만으로는 안정적인 시스템 구현에 한계가 있다.

마우저의 AI 리소스 허브는 저전력 마이크로컨트롤러(MCU)를 활용한 TinyML 구현부터 엣지 AI 개발 워크플로, 예지정비, 스마트 센싱 등 다양한 애플리케이션을 다룬다. 산업용 IoT(IIoT)에 적용할 수 있는 AI 가속 MCU 관련 자료도 제공해 엔지니어가 애플리케이션별 연산 요구사항과 전력 특성을 함께 검토할 수 있도록 지원한다.

전력 관리 리소스 허브에서는 이러한 워크로드를 실제 전력 서브시스템으로 구현하기 위한 기술 자료를 제공한다. PMIC 멀티 레일 시퀀싱과 전원 장애 감지(Power-Fail Detection) 등 전력 관리 기술을 다루며, AI 시스템에 필요한 전원 레일을 안정적으로 구성할 수 있도록 설계 과정에서 고려해야 할 사항을 제시한다.

산업 현장에서는 항상 안정적인 주전원을 사용할 수 있는 것도 아니다. 원격 상태 모니터링이나 산업용 센싱 시스템처럼 배터리와 제한된 에너지원을 사용하는 장치에서는 AI 추론 성능과 전력 소비 사이의 균형을 확보하는 것이 중요하다.

마우저는 이러한 환경을 고려해 MPPT 기반 태양광 제어와 독립형 산업 자동화, DC 마이크로그리드 토폴로지 등에 관한 자료를 제공한다. 이를 통해 엔지니어는 온도와 부하 변화에 따라 확보할 수 있는 에너지와 AI 추론에 필요한 전력량을 비교하고, 필요한 추론 듀티 사이클을 에너지 하베스팅만으로 유지할 수 있는지 검토할 수 있다.

특히 원격 산업 설비의 상태를 지속적으로 감시하는 시스템에서는 추론 빈도와 배터리 수명, 에너지 하베스팅량 사이의 균형을 세밀하게 조정해야 한다. 이에 따라 전력 관리 기술은 엣지 AI의 연산 성능을 보조하는 요소를 넘어 실제 시스템 가동 시간을 결정하는 핵심 설계 요소로 자리잡고 있다.

엣지 AI 시스템이 프로토타입에서 양산 단계로 전환되면 실험실에서 확인하기 어려웠던 다양한 전력 품질 문제가 발생할 수 있다. 전원 스파이크와 브라운아웃(Brownout), 부하 과도 현상 등은 실제 산업 환경에서 AI 추론 하드웨어의 안정적인 동작을 방해하는 요인이 될 수 있다.

마우저의 AI 및 전력 관리 리소스 허브는 이러한 문제에 대응하기 위한 기술 자료도 제공한다. SiC 기반 전력 모듈과 배터리 에너지 저장 아키텍처, 고주파 자기 부품 등에 관한 콘텐츠를 통해 엔지니어가 산업 현장의 전력 환경을 고려한 설계 방향을 검토할 수 있도록 지원한다.

두 리소스 허브를 연계하면 엔지니어는 AI 추론 엔진과 엣지 컴퓨팅 하드웨어에서부터 전원 레일과 전력 관리 부품에 이르는 전체 설계 체인을 한 곳에서 확인할 수 있다. 기술 인사이트뿐만 아니라 실제 재고가 확보된 엣지 AI 및 전력 관리 부품으로 연결되는 경로도 제공해 설계 검토 이후 부품 선정과 조달까지 이어질 수 있도록 한 것이 특징이다.

마우저의 AI 리소스 허브와 전력 관리 리소스 허브는 산업용 엣지 AI의 설계 과제를 단계별로 검토할 수 있는 기술 자료를 지속적으로 업데이트하고 있다. 산업용 AI가 개념 검증을 넘어 실제 현장과 양산 시스템으로 확대되는 가운데, AI 연산과 전력 아키텍처를 함께 고려할 수 있는 통합형 리소스가 엔지니어의 설계 효율성과 시스템 신뢰성 확보에 기여할 것으로 전망된다.