운전자와 동승자를 위해 정보와 엔터테인먼트 옵션을 현대식으로 바꾸기 위한 운전석 정비 작업이 한창이다. 이 여정은 대형 컬러 디스플레이 시스템을 대거 적용하면서 2011년 초에 시작됐다. 머지않아 컨슈머 기능과 오토모티브 사이클 갭이 크게 좁혀지게 될 것이다.

오늘날의 자동차는 사용자 인터페이스(UI)를 개선하고 운전자의 디지털 라이프를 통합하기 위해 현대적인 메커니즘을 제공한다. 이 진화에 이어 센서 및 분석 처리의 비용과 성능을 개선한 첨단 안전 기능(첨단 운전자 보조 시스템, 즉 ADAS라고 불림)도 강한 상승세를 타고 있다(그림 1은 최근 ADAS 반도체 전망을 보여준다). 토요타가 “2017년까지 미국에서 판매되는 모든 자동차 모델에 충돌 방지 시스템을 포함한 능동 안전 기술을 적용할 것”이라고 발표한 것은 ADAS 시스템의 중요성을 보여주는 좋은 사례라고 할 수 있다.

인포테인먼트와 ADAS 시스템은 서로 크게 구분된다. 인포테인먼트 시스템은 기능의 차별화에 의해, ADAS 시스템은 ADAS의 기능안전 요구사항에 의해 견인되고 있다. 그러나 OEM들은 ADAS 서브시스템에 필요한 구성요소 중 일부를 활용해 운전자에게 추가 정보를 제공한다면 운전자의 경험과 안전을 보다 향상시킬 수 있다.



예를 들어, 차량에 이미 설치돼 있는 카메라에 인포테인먼트 프로세서 처리 기능을 결합하면 전면 디스플레이와 운전자 모니터링 및 식별 기능을 제공해 360도 주차 지원 가능한 애플리케이션이 완성된다. 이러한 시스템은 자동차 제어에 적극적으로 관여하지 않도록 지정된 “정보 ADAS”로 간주할 수 있다. 이러한 애플리케이션은 최신 인포테인먼트 솔루션을 통합해 운전자의 경험을 향상시키고, 제조사에게는 이런 혁신적인 기능을 병합할 수 있는 적절한 방법을 제공한다.

ARMⓡ Cortexⓡ-A15 디바이스와의 핀 호환성

TI의 “Jacinto” 인포테인먼트 프로세서 제품군 중 하나인 신제품 DRA75x“Jacinto 6 Ex” 프로세서는 하드웨어는 교체하지 않은 채 외부 카메라에서 프로세서로 가는 시스템 경로를 업그레이드해 이런 정보 ADAS 기능과 기존 인포테인먼트 제품을 결합한 소프트웨어 호환 플랫폼을 제공한다.
DRA75x “Jacinto 6 Ex” 프로세서는 “Jacinto 6” 인포테인먼트 프로세서 제품군의 확장 버전으로 핀 호환된다.

이 두 소자는 듀얼 ARMⓡ CortexⓡA15 CPU, 실시간 인터럽트 집중적인 태스크 지원을 위한 보조 듀얼-ARM Cortex-M4 CPU, 이미지네이션 테크놀러지스(Imagination Technologies)의 POWERVR™ SGX544-MP2 듀얼 코어 그래픽 코어를 이용한 3D 그래픽, 비반티(Vivante Corporation)의 GC320 코어를 이용하는 2D 그래픽을 포함하여 공통 기본 처리 서브시스템을 공유한다.
 
“Jacinto 6” 디바이스 제품군에는 SDR(software-defined radio), 향상된 오디오와 음성처리 알고리즘을 포함한 각종 기능을 지원하는 TI의 TMS320C66x VLIW 부동소수점 디지털 신호 프로세서(DSP)도 들어간다. 디스플레이 서브시스템은 1080p 디스플레이를 최대 3대까지 동시 지원하며 IVA-HD 하드웨어 가속기는 1080p60 디코딩은 물론이고 1080p30 동시 비디오 인코딩과 디코딩 연산을 지원한다.

DRA75x “Jacinto 6 Ex” 프로세서는 정보 ADAS를 개선하고자 22 GFLOPS/60 GMACS와 동급인 1.4GHz DSP 성능의 C66x DSP를 하나 더 추가했다. 이렇게 늘어난 DSP 성능을 활용하여 무선/오디오/음성을 부가적으로 처리하는 것 외에도 어안 렌즈 카메라의 왜곡된 출력 등에 필요한 카메라 입력용 이미지 조작이나, 카메라 여러 대의 이미지를 한데 붙이는 작업, HUD 등의 사전 처리 등을 할 수 있다.

“Jacinto 6 Ex”에는 최적화된 벡터형 보조 프로세서와 32비트 프로그래머블 RISC 코어로 이루어진 특정 목적의 ADAS 비전 가속기인 임베디드 비전 엔진(Embedded Vision Engines, EVE)도 두 개 들어있다. EVE는 수많은 ADAS 공통 알고리즘을 보다 빨리 돌릴 수 있으며 출력 효과는 훨씬 커졌고 다른 서브시스템의 기능을 저해하지 않고도 높은 동시 분석 처리 능력과 인포테인먼트 기능을 제공할 수 있다.

DRA “Jacinto 6” 프로세서 제품군의 인포테인먼트 이상의 혁신

DRA75x “Jacinto 6 Ex” 프로세서는 운전자의 차량 내/외부 상황에 대한 인식력을 높여주는 혁신적인 새로운 용례를 더하여 Tier 1과 자동차 제조사가 새로운 차원의 인포테인먼트에 보다 쉽게 투자할 수 있도록 설계됐다. 개선된 보조 프로세서는 기존 인포테인먼트 시스템의 소프트웨어 및 하드웨어 호환성을 그대로 가져가면서 DRA74x “Jacinto6”의 기능을 더했다.

추가 디지털 신호 프로세서(DSP):
“Jacinto” 제품군의 TI DSP는 여러 세대에서 사용할 수 있도록 HD Radio™와 DAB/DMB 오디오 표준을 위한 SDR을 지원한다. 또한 DSP는 고급 음성 처리 알고리즘, 능동 노이즈 제거, 고급 다중 구역 및 다중 비트율 오디오처리 알고리즘도 지원할 수 있다. C66x DSP 코어에서도 차량에 탑재된 고해상도 카메라의 후방이나 주변 촬영 동영상 등의 부가 기능을 구현할 수 있다.
나아가 DRA75x “Jacinto 6 Ex”에 하나 더 설치한 C66x DSP로 무선/오디오신호 처리 및 이미지 조작 처리를 동시에 진행할 수 있다.

임베디드 비전 엔진(EVE):
DRA75x“Jacinto 6 Ex”에 EVE를 추가해 범용프로세서를 사용하는 다른 솔루션에 비해 훨씬 높은 효율로 장치 상의 다른 주요 프로세싱 블록과 고성능 이미지 조작/분석 커널을 병렬로 구동한다(그림 4의 성능 비교 참조).

EVE는 DSP에서 고정소수점 어레이 처리 작업을 받아서 물체, 교통신호, 보행자 탐지 등의 시야형(vision-type) 알고리즘용으로 작업하는 강력한 벡터 프로세서다(실시간 내비게이션, 운전자 모니터링, 운전자 파악 기능 부가).

인포테인먼트와 정보 ADAS 동시 운영
DSP와 EVE, 2개의 가속기(고성능 ARM Cortex-A15 CPU 및 보조 ARM Cortex-M4 CPU 코어, GPU, 멀티미디어 등)에 기존 “Jacinto 6”의 성능을 더하면 하나의 디바이스에서 구동하는 것은 불가능했던 헤드 유닛 기능과 비상 분석/이미지 조작을 모두 하나의 디바이스에서 동시에 처리할 수 있다. 그림 5는 I/O를 조합하여 내부적으로 인포테인먼트 기능과 클러스터 및 뒷자석 기능에 다중 카메라 입력을 처리하는 DRA75x “Jacinto 6 Ex”을 나타낸 것이다.

투자 규모 확대
DRA72x “Jacinto 6 Eco”와 DRA74x“Jacinto6”프로세서와 조합한 DRA75x “Jacinto 6 Ex” 프로세서를 도입한 TI는 이제 BOM-절약형 자동차 보조 프로세서와 차량 인터페이스 주변장치에 범용 그래픽 및 멀티미디어 성능을 넣어 업계에서 가장 광범위한 인포테인먼트 프로세서를 제공한다.
그림 6 에서 확인할 수 있듯이 DRA75x “Jacinto 6 Ex” 프로세서는 “Jacinto 6” 프로세서 제품군의 특징과 기능이 조합된 강력한 프로세서다.

새로운 기능 도입과 R&D 비용 급상승간 균형을 맞춰야 하는 제조사와 Tier 1 업체가 기존 인포테인먼트 소프트웨어를 변경하지 않고도 이미지 조작 기술 등으로 기존 솔루션을 개선할 수 있다는 점이 무엇보다도 중요하다. 그 결과 R&D 비용은 절감되고 운전자를 보다 안전하고 즐겁게 해주는 혁신적인 새기능 시판 속도를 앞당길 수 있다.

ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)란?

ADAS는 첨단운전자보조시스템으로 자동화된 첨단 장비를 통해 안전 운전을 돕는 모든 장치를 말한다. 센서와 GPS, 통신 등 IT를 이용한 자동차의 지능화된 기능이 운전자의 안전을 돕는 것이다.

ADAS의 대표적인 기능은 크루즈컨트롤이다. 가속 페달을 밟지 않아도 차가 일정속도를 유지하는 기능인 크루즈컨트롤은 센서나 레이더를 통해 앞 차와의 안전거리를 유지한다.



이 외에 ADAS는 센서나 레이더를 통해 전방을 인식하며, 거리를 측정해 사고발생 가능성을 판단해 차를 스스로 정지시키거나, 차선 이탈 시 바퀴를 자동 조정하는 등의 기능을 갖추고 있다.

자율주행자동차, 무인자동차의 시발점이 될 ADAS는 자동차 관련 분야 중 가장 빠른 속도로 성장하는 분야다. 관련업계는 2020년까지 ADAS 산업이 연 평균 15.3% 씩 성장할 것으로 내다보고 있다.