[정구민]멀티코어가 가져오는 스마트카의 변화

100개 정도의 ECU를 사용하는 기존의 자동차가 20개 정도의 멀티코어 ECU를 사용하도록 변화되면서, 하드웨어 설계가 단순해지고 개발 편의성 및 시스템 안정성을 높여가도록 변화할 것으로 전망된다. (2011 오토모티브 CPS 워크숍에서 샌안토니오 소재 텍사스 주립 대학의 다카이 쥬 교수 발표 내용 중)

◆스마트카 ECU 및 소프트웨어 관련 동향

최근의 자동차 기술은 사용자에게 편의성, 편리성, 안전성을 효과적으로 제공하기 위한 전기, 전자 및 소프트웨어 관련 기술의 중요성이 높아지고 있다. 자동차 플랫폼 측면에서는 기계 플랫폼, 멀티미디어 플랫폼, 인공 지능의 융합이 중요한 이슈로 대두되고 있다.

복잡한 환경에서의 정확한 판단 능력과 많은 연산의 빠른 처리 능력이 요구됨에 따라 자동차 시스템의 복잡도는 급격하게 증가하고 있다. 고급 자동차의 경우, 약 100여개의 ECU가 사용되고 수천만 라인 정도의 프로그램 코드를 가지는 소프트웨어가 사용되고 있으며 ECU의 숫자와 소프트웨어 라인 수는 계속 증가하는 추세이다. 동시에, 차체 및 기계 설계의 부담과 하드웨어 및 소프트웨어 적인 오류 발생의 부담도 증가하고 있다.

◆멀티코어 프로세서가 가져오는 이점

이러한 복잡성을 효과적으로 해결할 수 있는 방안으로 멀티코어와 차량용 소프트웨어 플랫폼이 대두되고 있다. 특히, 멀티코어 ECU는 100여개 정도의 단일코어 ECU가 사용되는 현재의 자동차를 수십개의 ECU만 사용하도록 함으로써 차체 설계와 하드웨어 설계의 단순화를 가져오고 더 나아가 소프트웨어 설계의 이점까지 얻을 수 있다.

멀티코어 프로세서의 사용은 향후 스마트카의 설계에서 다양한 이점을 가져올 것으로 전망된다.

1. 멀티코어 프로세서는 여러 기능을 각각의 코어에서 독립적으로 처리하거나 서로 다른 플랫폼을 연동함으로써 사용되는 프로세서 수를 크게 줄이게 된다.

2. ECU 숫자의 감소에 따라, ECU에 따르는 주변 회로 및 ECU를 연결하는 통신선과 인터페이스 등이 크게 줄어들어서, 하드웨어 설계 상으로 큰 이점을 가져오게 된다.

3. 또한, 줄어드는 하드웨어 공간을 사용자 안전성을 위해서 효과적으로 사용함으로써 차량 자체의 안전성을 높이는 데에도 크게 기여한다.

4. 하나의 프로세서에서 기계 제어와 멀티미디어 처리를 동시에 수행하여 기계 플랫폼과 멀티미디어 플랫폼의 융합을 가져온다.

5. 많은 ECU들을 몇 개의 멀티코어 프로세서로 정리하고 설계하여 통합 소프트웨어 설계를 가능하게 한다.

6. 독립적으로 진화하던 복잡한 개별 모듈들을 자동차 시스템 관점에서 통합적으로 관리하기가 용이해 진다.

7. 특정 코어를 시스템 감시나 안전성 체크 등에 할당하여 자동차 안전성을 효과적으로 높인다.

◆반도체 회사 관련 동향

최근 반도체 제조 회사들은 다양한 칩셋과 응용 예를 제시하면서 차량용 멀티코어 시장 선점에 나서고 있다.

차량용 반도체 시장을 주도하고 있는 인피니언사의 오릭스(AURIX) 칩셋은 차량용 멀티코어의 대표적인 프로세서로 주목 받고 있다. 인피니언사는 여러 제어 모듈의 원칩 통합 제어에 대한 응용예 뿐만 아니라, 제어 모듈과 멀티미디어 모듈의 동시 실행 등에 대한 응용 예도 동시에 제공하고 있다. 안드로이드와 오토사의 동시 실행으로 궁극적으로 제어 플랫폼과 멀티미디어 플랫폼의 융합을 구현할 수 있다는 설명이다.

퀄컴사는 최근 여러 프로세서가 사용되던 차량 내 멀티미디어 환경을 멀티코어 프로세서를 사용하여 효과적으로 제어하는 응용 예를 선보였다.

이처럼 제어와 멀티미디어 플랫폼이 공존하는 차세대 스마트카 시장에서는 자동차, 스마트폰 등의 다양한 시장을 주도하는 선두 반도체 업체들의 치열한 경쟁이 예상된다.

◆본격적으로 열리는 차량용 멀티코어 시장

멀티코어의 본격적인 차량 적용은 오토사 등의 소프트웨어 플랫폼 적용과 더불어 차량 시스템에 다양한 변화를 가져올 것으로 보인다. 많은 회사들의 응용 예에서 보듯이, 멀티코어의 적용은 하드웨어 설계의 단순화, 차체 경량화, 개발 편의성 향상 등에 따라 시스템 안전성을 높이고 연비향상을 가져올 수 있다. 또한, 소프트웨어 플랫폼과 융합하여 개발 편의성 및 기계/멀티미디어 플랫폼 융합 등의 변화도 가져올 수 있다.

차량용 멀티코어 관련 기술은 이제 막 상용화 되는 단계이지만, 향후 스마트카 관련 기술과 시장에서 중요한 변화 요인이 될 것으로 전망된다.

/정구민 국민대학교 전자공학부 부교수