전자 장치를 통해 우리가 자동차와 상호작용하는 방식이 지속적으로 진화돼 왔다. 일체형 내비게이션이나 핸즈프리 통화가 새롭고 흥미로운 기능으로 인식되던 시절은 이미 오래전 얘기다.
요즘 자동차는 혁신 기술로 가득하며 인텔리전스 기능과 전자화뿐만 아니라, 안전을 위해 수백 개에서 수천 개의 반도체가 탑재되고 있다. 반도체 칩은 에어컨이 장착된 좌석부터 맞춤형 조명 효과에 이르기까지 보다 높은 수준의 편의성을 지원한다. 차량에 따라선 이러한 기능을 지원하기 위해 여러 대의 터치스크린이나 스마트폰 앱이 설치되기도 한다.
지금은 소프트웨어가 정의하는 자동차의 시대다. 자동차 제조업체들은 이러한 자동차 시장 트렌드를 통해 보다 높은 수준의 서비스와 개인 맞춤화, 편리함을 제공할 수 있다.
물론 자동차에선 여전히 안전이 가장 중요한 요소로 꼽힌다. 새로 출시되는 차량의 93%에는 최소한 한 가지 이상의 ADAS(첨단 운전자 보조 시스템) 요소가 탑재되어 있다. ADAS는 연간 최대 160만 건의 교통 사고와 최대 367억 달러에 달하는 손해를 방지하는 것으로 추산된다. 반도체가 자동차에 제공하는 ADAS와 연결성 분야에서의 기술 발전 없인 이러한 수치를 달성하는 게 불가능할 것이다.
자동차 분야의 또 하나의 트렌드인 '구역 아키텍처(zone architecture)'는 이러한 소프트웨어 정의 차량의 구현에 기여한다. 구역 아키텍처는 ECU(전자 제어 장치)를 '기능 기준(도메인 아키텍처)'이 아니라 차량 내 위치를 기준으로 분류된다.
이러한 위치 기반 ECU('영역 제어 모듈'이라고도 함)는 기존은 물론 새로운 네트워크 인터페이스를 이용해 차량의 하드웨어와 소프트웨어 아키텍처를 중앙 집중화하고자 한다.
텍사스인스트루먼트(TI)의 인터페이스 제품 부문을 맡고 있는 체데니야 아브라함(Tsedeniya Abraham) 부사장은 "TI는 자동차 산업 분야의 아키텍처 변화에 따른 주요 커뮤니케이션 요구 사항에 모두 대응할 수 있는 완벽한 포지셔닝을 갖추고 있다"고 밝혔다. 그는 "우리 설계자들이 구역 아키텍처에서 요구하는 다양한 데이터 유형을 관리 및 간소화하도록 지원할 수 있다"고 덧붙였다.
차량에 탑재되는 센서와 액추에이터 수량이 늘어나면서 차량 내에서 전송해야 할 데이터의 양도 늘어난다. 각 ECU는 동작 및 안전 기능을 정확하게 수행하려면 센서, 액추에이터 및 다른 ECU와 통신해야 한다.
이를 위해 기존 차량 내에선 전체적으로 전원과 데이터를 운반하는 많은 케이블이 필요했다.
다행히 구역 아키텍처는 케이블 연결과 무게, 비용을 모두 줄여 소프트웨어 정의 차량을 최적화해 준다. 이더넷, CAN(컨트롤러 구역 네트워크) 및 LIN(로컬 인터커넥트 네트워크) 같은 기존의 친숙한 통신 프로토콜은 이런 식으로 늘어나는 데이터를 정리하기 위해 여전히 필수적인 역할을 하고 있다.
예컨대 이더넷을 통해 지원되는 초고속 및 초저지연 기능은 사고 방지 같은 안전 필수 통신 지원에 사용되고 있다. CAN이나 LIN 같은 비용 효과적 프로토콜은 창을 위아래로 움직이거나 좌석 온도를 조절하는 작업, 또는 파워 스티어링 같은 저대역 연결에 가장 적합하다.
체데니야 부사장은 "구역 제어 모듈 간의 이더넷은 고속 데이터 전송을 위해 최적이지만 각 구역 내에서 이루어지는 라스트 마일 통신에는 CAN이나 LIN이 더 효율적이고 빠른 선택"이라고 말했다.
가장 요구 사항이 까다로운 동영상 전송의 경우, 현재 FPD-Link™ 프로토콜은 단일 케이블을 통해 13.5Gbps를 전송할 수 있다. 이는 차량 내 필러 투 필러(pillar-to-pillar) 고해상도 디스플레이를 지원하기에 충분하다.
안전을 고려해 TI의 FPD-Link 시리얼라이저-디시리얼라이저(SerDes)는 비압축 카메라 데이터를 충분히 빠른 속도로 전송할 수 있다. 이는 차량에 탑재되는 ADAS 기능이 늘어남에 따라 핵심적인 장점이 된다.
비압축 데이터는 이미지를 처리하고 반응하는 시스템 능력을 방해할 수 있는 시각적 아티팩트를 줄이는 데 필수적인 역할을 수행한다. 또한 FPD-Link는 양방향 시스템이어서 이미지를 수신하면서 동시에 계속 카메라를 제어할 수 있다.
제조사들이 구역 아키텍처로의 이행을 위해 TI의 종합적인 차량용 통신 기기 제품군을 찾는 이유 중 하나는 다양한 프로토콜 통합의 필요성 때문이다.
또 하나 기대되는 장점은 무선이라는 것이다. TI의 펀 윤(Fern Yoon) 오토모티브 시스템 엔지니어링 및 마케팅 부문 총괄 이사는 "일부 소비자들은 차량을 정비소에 맡기는 번거로움 없이 OTA(오버 디 에어)로 업데이트를 하고, 심지어 리콜에도 응할 수 있는 새로운 성능과 편리한 기능을 이미 이용하고 있다"고 밝혔다.
자동차 제조사들은 소프트웨어 정의 차량이라는 비전을 지원하는 구역 아키텍처를 이용해 한 차원 높은 운전자 개인 맞춤화와 안전, 편리함을 재정의하고 있다.
체데니야 부사장은 "TI는 자동차 부문에서 현재와 미래의 차량용 아키텍처 트렌드를 충족시키기 위해 지속적으로 투자하고 있다"고 말했다. 박양수기자 yspark@dt.co.kr
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