커넥티드 카의 탄생

자동차 산업의 새로운 패러다임을 주도하는 무선 기술
  • 2017년 04월호
  • 존 레오나드(John Leonard), 제품 마케팅 매니저, 노르딕 세미컨덕터


자동차 제조업체는 이미 전자 장치에 익숙해져 있고, 최신 차량에는 수많은 반도체 칩들이 적용되고 있다.

네트워크 장비 제조업체인 시스코(CISCO)에 따르면, 오늘날의 프리미엄 자동차는 1억 라인의 소프트웨어를 구동하고, 시간당 25 GB의 데이터를 조합할 수 있는 휴대형 컴퓨터 20대에 해당하는 기능을 갖추고 있는 것으로 나타났다. 이러한 전자 장치는 자동차 본체에 내장된 최대 100개의 마이크로프로세서 기반의 ECU(Electronic Control Unit)와 같은 형태로 차량 전반에 걸쳐 분산 배치되어 있다.

 

오늘날 대부분의 기술은 차량 성능의 최적화, 안전성 향상, 승객 편의성 보장이라는 3가지 기능에 초점을 맞추고 있다. 미래의 커넥티드 카(Connected Car)는 무선 연결을 채택함으로써 이러한 기능들을 훨씬 더 향상시킬 것이며, 자동운전, 충돌 경고 및 방지, 심지어는 운전자 상태 모니터링에 이르기까지 다양한 부가 기능들도 추가될 것이다.

블루투스(Bluetooth?) 저에너지 기술은 이러한 기능을 구현하는데 있어 핵심 역할을 수행하게 될 것이다. 조만간 상용화될 업계 컨소시엄인 에어퓨엘(AirFuel)의 공진 시스템을 이용한 차량내 무선 충전 기술 또한 이 중 하나다(블루투스 저에너지 연결을 통해 충전 작업을 정밀하게 제어). 이 컨소시엄 기술의 장점은 충전 플랫폼에서 여러 기기를 지원할 수 있고, 이러한 기기들을 정밀하게 정렬할 필요가 없다는 것이다. 즉 운전자나 승객 모두 차량의 충전 패드에 스마트폰을 내려놓기만 하면 되는데다, 도로 표면의 둔덕 등으로 인한 흔들림에도 충전 프로세스가 전혀 방해를 받지 않는다.

미래의 블루투스 저에너지 기술의 주요 애플리케이션은 기존의 복잡하고 무거운 고가의 배선 룸을 수정할 필요없이 이미 차량에 탑재된 장치에 엔진 온도나 오일 압력, 에어백 등의 센서를 배가시키게 될 것이다. 예를 들면, 타이어 압력 센서를 비롯해 운전자의 개별적 요구에 맞게 시트나 미러 위치, 온도를 조절하기 위해 운전자가 접근할 때 스마트폰을 감지할 수 있는 근접 모니터링 등이 해당된다.



결함 예측

또한 블루투스 저에너지 센서는 원인이 심각해지기 전에 엔진 진동의 미세한 변화를 감지해 결함을 예측하고, 고장이 발생하기 전에 예방적 수리가 가능하도록 할 수 있다. 심지어 운전자가 알지 못하는 사이 인터넷 게이트웨이 역할을 하는 스마트폰을 통해 OTA(Over-The-Air) 소프트웨어 업그레이드로 일부 오류를 수정할 수도 있다.

일부 업체들은 운전자의 웨어러블 기기와 연결되는 블루투스 장착 인포테인먼트 시스템 개발에 착수했다. 심박수 및 체온과 같은 생체 신호가 인포테인먼트 시스템에 전달되며, 그런 다음 운전자가 경계를 하면서 계속 운전할 수 있는 적합한 상태인지를 평가한다. 그렇지 않다면, 시스템은 운전중단이나 휴식이 필요하다는 경보를 발생하게 된다.

노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)는 nRF51824 SoC(System-on-Chip)와 같은 AEC-Q100 스트레스-테스트 인증을 획득한 블루투스 저에너지 솔루션을 자동차 업체에 공급함으로써 커넥티드 카 시장 확산에 기여하고 있다(자동차의 열, 진동, 먼지(특히 후드 아래)는 전자 제품에 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 미국의 AEC(Automotive Electronics Council)는 1994년에 스트레스 테스트를 실시했다. AEC-Q100은 자동차용 전자제품에 대한 국제적으로 인정받는 표준으로 현재 널리 사용되고 있다).

노르딕의 입증된 nRF51822 SoC를 기반으로 한 nRF51824 SoC는 ARM M0 마이크로프로세서와 함께 2.4 GHz 멀티 프로토콜 무선 기능, 256 kB 플래시, 16 kB RAM, 정교한 전력관리 기능 및 풍부한 주변장치, 다중 I/O 지원 등이 결합돼 있다. nRF51 시리즈 중 하나인 nRF51824 SoC는 이 제품 시리즈가 2012년 출시된 이후 지속적으로 향상되고 있는 노르딕의 개발 툴의 이점을 활용할 수 있다. 이러한 개발 툴은 시장에서 이미 널리 사용되고 있는 안정된 ARM 개발 환경에 기초하고 있다.

특히 이와 관련된 개발 툴 중 하나는 에어퓨엘용(공진형 무선 충전) nRF5 SDK(Software Development Kit)다. 개발자들은 이 SDK와 함께 S130 SoftDevice(노르딕이 고도로 최적화한 블루투스 저에너지 소프트웨어 스택 중 하나)를 사용해 단일 표면에서 여러 모바일 기기의 충전이 가능한 차량 내 무선 충전 시스템을 신속하게 구현할 수 있다.

블루투스 저에너지는 커넥티드 카의 기반 기술로 자리매김할 것이며, 와이파이나 LTE(Long Term Evolution) 셀룰러와 같은 다른 무선 기술과 함께 급속하게 확산되는 IoT 환경에 부합하는 자동차를 구현하는데 기여할 것이다. 만약 미래의 자동차가 실현되면, 오늘날의 차량들은 아마도 자동차 이전의 시대를 떠올리게 할지도 모른다.  

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