[스마트카] NXP 차량용 이더넷 … 자율주행 및 시큐어 커넥티드카 개발 가속화

등록 2015.08.13 10:47:14

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이더넷은 차세대 자동화에 필요한 높은 데이터 대역폭, 통신 속도, 경량화, 비용 절감이 가능해, 자율주행 및 커넥티드 카에 네트워크 근간 기술을 제공할 수 있을 것으로 전망되고 있다. 여기서는 차량 내 네트워킹 분야의 선두 업체인 NXP의 ‘진정한 차량용’ 이더넷 제품으로 구성된 포트폴리오를 통해 차량용 이더넷 기술 현황을 짚어본다.

▲ NXP의 트랜시버 TJA1100와 스위치 SJA1105

시큐어 커넥티드카가 등장함에 따라 높은 데이터 전송 수요가 발생했으며, 그로 인해 이더넷 확산 속도가 급격히 빨라지고 있다. 시장 조사 업체인 가트너는, 2030년이 되면 전 세계 승용차에서 사용되는 이더넷 노드가 1억 6200만 개, 포트 수가 2억 4200만 개로 증가할 것이라고 예상했다.
NXP 네트워킹 및 차량 액세스 부문의 옌스 힌리센(Jens Hinrichsen) 선임 부사장은 “NXP는 이더넷을 차량에 도입한 주역으로, OPEN 얼라이언스 표준화 기구(OPEN Alliance Standardizing Organization)의 창설 멤버다. EMC, 품질, 신뢰성, 대량 생산에 대한 엄격한 요건에 부합할 수 있는 ‘진정한’ 차량용 이더넷 트랜시버와 스위치가 출시돼 기쁘다”라며, “지금까지 NXP는 전 세계 자동차 산업에 60억 개의 CAN, LIN, 플렉스레이(FlexRay) 트랜시버를 공급했으며 지금도 하루에 200만 개의 트랜시버가 공급되고 있다. 이더넷은 이와 같은 기존의 표준을 보완할 것”이라고 밝혔다.
또한 NXP 오토모티브 부문 CTO인 라스 레거(Lars Reger)는 지난달 NXP 반도체 서울 사무실에서 개최된 미디어 라운드테이블에서 “높은 대역폭 및 안정성, 낮은 대기시간을 충족시키는 이더넷은 미래 자동차의 터닝 포인트가 될 수 있을 것이다. 이더넷 트랜시버(TJA1100)와 이더넷 스위치(SJA1105)의 두 개 제품군으로 구성된 NXP의 이더넷 포트폴리오는 모듈로 제공되기 때문에, 비용 효율적으로 유연하게 결합할 수 있다. 따라서 자동차 제조사에서 이 포트폴리오를 사용할 경우, 기본형에서 최고급형 자동차에 이르기까지 광범위한 네트워크 아키텍처마다 탄력적으로 최적의 솔루션을 선택할 수 있게 된다”고 말했다.

▲ 라스 레거(Lars Reger), NXP 오토모티브 부문 CTO

이더넷이어야 하는 이유

미래의 애플리케이션은 현재 사용되고 있는 CAN, LIN, 플렉스레이 시스템으로 지원할 수 없는 높은 데이터 속도를 요구할 것이다.
주차용 카메라, HD 디지털 인포테인먼트, 레이더 등과 같이 결국은 미래 자율주행 시스템의 ‘눈과 귀’가 될 ADAS 센서가 전부 높은 대역폭의 이더넷 백본에 구축될 것이다. 명실상부한 자율주행 자동차가 나오려면 아직 몇 년 더 필요하지만, 수많은 자동차 제조회사들은 벌써부터 자동차 이더넷을 중심으로 보조 및 인포테인먼트 시스템 개발에 박차를 가하고 있다.
이더넷은 차세대 자동차에서 CAN, LIN, 플렉스레이 같은 시스템을 대체하는 용도가 아니라, 어떤 특정한 데이터 집약적 애플리케이션에 병행 사용하는 형태가 될 것으로 예상되고 있다.

이더넷 스위치 SJA1105와 PHY TJA1100

NXP의 이더넷 PHY TJA1100은 특별히 자동차 애플리케이션용으로 개발됐다. 이 제품은 저전력 모드를 지원하므로 엔진이 꺼지면 시스템이 수면 모드에 들어가는데, 이더넷 PHY의 전력이 부분적으로 들어와 있다가 네트워크 작동 시에만 시스템을 깨운다. 기존 솔루션과 달리, NXP 이더넷 PHY는 엔진이 꺼졌을 때도 전압 조정기 같은 추가적인 요소 없이 ON 상태를 유지한다.
또한 NXP는 네트워크 및 안전 조정 분야의 글로벌 리더인 TTTech와 긴밀히 협력해 자동차용 이더넷 SJA1105를 개발했다.
이 스위치는 자율주행 시 운행 효율성이나 기능상 안전성이 필요한 애플리케이션에서 메시지 레이턴시를 보장하는 ‘확정적 이더넷(Deterministic Ethernet)’ 기술을 사용한다. 이 기술은 대역폭 요건이 최대 1Gbit까지 늘어나면서 네트워크 제어 시스템의 높은 신뢰성과 오류 작동(Fail-operation) 애플리케이션의 고가용성을 보장한다. 또한 이더넷(IEEE 802.3), 타임 트리거 이더넷(SAE AS6802), 오디오 비디오 브리지(AVB), TSN(Time Sensitive Network) 등 다양한 표준을 지원한다. NXP 트랜시버(TJA1100)와 스위치(SJA1105)의 특징은 다음과 같다.

■ 트랜시버 : TJA1100
•‌OPEN Alliance BroadR-ReachTM(OABR) 표준
(IEEE : 100BASE-T1)에 부합
•‌폼 팩터 : 6×6mm2 HVQFN 패키지(외부 구성 요소
카운트 최소)
•배터리 수명을 늘리기 위한 저전압 모드 지원
•자동차급 ESD와 EMC

■ 디지털 스위치 : SJA1105
•‌최대 1Gbit의 네트워크 속도를 지원하는 5개 포트의 자동차 이더넷 스위치
•레이어 2 스토어와 포워드 스위치
•MII/RMII/RGMII 인터페이스
•‌포트 미러링 및 VLAN 지원(IEEE 802.1Q와 IEEE 802.1P)
•AVB, TSN 지원
•확정적 이더넷 솔루션 가능
•가상 링크
•‌싱글 및 듀얼 포트 PHY에 기초해 확장이 가능하며 신축적이고 비용 최적화된 설정

NXP 반도체는 스마트 월드를 위한 보안 연결 솔루션을 제공한다. NXP는 고성능 혼합신호 전자 부문의 전문성을 기반으로 커넥티드 카, 보안, 포터블 및 웨어러블, 사물인터넷 등 다양한 분야에서 혁신을 주도하고 있다. NXP는 전 세계 25개 이상의 국가에서 경영조직을 운영하고 있으며, 2014년에는 56억 5천만 달러의 매출을 올렸다.

김희성 기자(eled@hellot.net)

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