멘토, 자동차 설계·개발 최적화의 황금 표준

커넥티비티·자율주행·전기화·아키텍처 도우미

2017년 03월호 지면기사  /  글│윤 범 진 기자 _ bjyun@autoelectronics.co.kr



작년 멘토 그래픽스(Mentor Graphics)는 자동차 분야에서 15%의 성장률을 기록했다. 특히 리눅스 기반 오토모티브 바디 시스템이 생산 프로그램에 성공적으로 적용되면서 성장을 견인했다는 자체 평가다. 자동차 업계에서 영향력을 점차 넓혀가고 있는 한국멘토그래픽스의 Automotive Embedded 영업담당 안태형 이사를 만났다.
 

 

 

 

- 멘토 내에서 자동차 비즈니스가 가장 성장률이 높다고 알고 있습니다.


“실제로 자동차 분야는 멘토에서 가장 빠르게 성장하고 있는 분야 중 하나로, 연평균 성장률이 약 15%에 달합니다. 이 수치에는 자동차 고객을 대상으로 한 판매 외에 반도체 및 다업종 대기업 고객들을 대상으로 한 판매는 반영되거나 포함되지 않습니다. 자동차 고객을 대상으로 한 판매 실적은 멘토 연간 매출의 약 20%를 차지합니다.

자동차 부문에서 멘토의 성장은 여러 가지 요인에 기인하지만 최상위 수준에서 볼 때 이러한 성장은 자율주행 자동차, 지속적인 전기화(electrification), 무선 연결성 등이 융합되면서 신차의 복잡성이 극적으로 증가하고 있기 때문입니다. 이러한 추세에 부응하기 위해 OEM 및 부품공급사들(suppliers)은 자동차 전기전자(Electrical/Electronics, EE) 시스템 설계를 다룰 수 있는 최첨단 툴과 기술을 필요로 하고 있습니다.

멘토는 고객들이 이 모든 복잡성을 해결할 수 있도록 지원함으로써 OEM 및 부품공급사들이 매력적인 새로운 기능들을 구현하면서도 비용과 제조 가능성을 최적화할 수 있도록 해줍니다. 멘토의 추가적인 경쟁력을 꼽는다면, 자동차 OEM에서 부품공급사에 이르는 폭넓은 고객의 요구사항을 신속하고 능동적으로 지원한다는 것입니다. 회사 내부적으로 헬프데스크 운영 시스템인 ‘서포트넷’을 통해 고객사의 고충과 질문을 48시간 내에 해결하고 있습니다.”


- ‘Mentor Automotive’ 브랜드로 제공되는 솔루션은 자동차 EE 설계 과제를 원스톱으로 해결할 수 있다고 할 수 있을까요?


“EE 차량 아키텍처의 관점에서 볼 때 “그렇다”고 할 수 있습니다. 트렁크에서 보닛에 이르기까지 망라된 Mentor Automotive 솔루션은 기능(functional) 및 논리적(logical) 시스템 정의 도구, 네트워크 통신 설계 및 최적화 기술, 와이어 하네스 설계 및 제조 솔루션을 포함하고 있으며, 유지보수 관점에서는 문서화, 진단 및 포스트 프로덕션(post-production) 지원에 이르기까지 모두 제공합니다.”


- Mentor Automotive 디자인 솔루션은 굉장히 광범위한 설계 영역을 커버하고 있습니다. 구체적으로 무엇을 지원하고 있습니까?


“Mentor Automotive는 실로 다양한 자동차 설계 분야를 망라하고 있습니다. 일반적으로 ▷ 커넥티비티: 자동차와 운전자가 외부 세계에 연결되도록 도와주는 솔루션, ▷ 자율주행: 자율주행 및 운전자 지원 시스템(DAS)을 가능하게 해주는 솔루션, ▷ 전기화: 자동차의 지속적인 전기화 문제를 해결하고 그 추진을 도와주는 솔루션, ▷ 아키텍처: 글로벌 OEM 및 부품공급사들이 자동차시장을 위한 최첨단 EE 아키텍처 및 시스템 구현물을 설계하고 구현하도록 도와주는 솔루션 등 크게 4가지 메가트렌드 관련 그룹으로 분류할 수 있습니다.”


- Mentor Automotive 설계 솔루션을 보완하기 위해 협력하고 있는 HW와 SW를 아우르는 서드파티 혹은 에코시스템을 소개해주신다면?


“Mentor Automotive가 망라하고 있는 애플리케이션과 기능들은 매우 광범위하므로 편의상 그 중 한 분야를 설명하도록 하겠습니다. 한 예로서, 저희의 심층 서드파티 파트너 에코시스템이 자동차 오디오 애플리케이션에 어떻게 관여하고 있는지 소개하겠습니다. 작년에 발표한 Mentor Automotive A2B Analyzer?는 아나로그디바이스(Analog Devices)의 A2B(Automotive Audio Bus) 기술을 지원하는 업계 최초의 서드파티 개발 플랫폼이었습니다. 이 Mentor Automotive 솔루션을 이용하는 OEM 및 티어1 부품공급사는 차량 내 오디오 네트워크 설계를 획기적으로 간소화할 수 있습니다.


아나로그디바이스의 A2B 기술은 특히 핸즈프리 시스템, 음성인식 및 능동 잡음 소거(Active Noise Cancellation, ANC)와 같은 최첨단 차량 내 오디오 애플리케이션에 적합합니다. 멘토는 시스템 설계 분야의 전문지식을 바탕으로 아나로그디바이스와의 긴밀한 협력 하에 정교한 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 처음부터 다시 개발함으로써 초기의 개념증명(Proof-of-Concept, PoC) 개발과 전문 툴링을 통한 네트워크 설계 및 검증으로부터 맞춤 구성의 생산 시스템에 이르는 완전한 A2B 네트워크 솔루션을 구현했습니다. Mentor Automotive는 아나로그디바이스와 같은 회사와 협력함으로써 자동차 오디오 인포테인먼트 부문의 개발자와 시스템 설계자들이 네트워크 구성과 분석, 디버깅 작업을 보다 쉽게 처리하도록 도울 수 있었으며, 이는 타임-투-마켓을 보다 앞당기는 성과를 올렸습니다.”




- 멘토의 AUTOSAR 호환 OS의 특징과 구성, 경쟁우위는 무엇입니까?


“멘토는 AUTOSAR에 관한 한 토털 솔루션을 제공합니다. 효과적인 설명을 위해 멘토 AUTOSAR의 장점 몇 가지에 대한 좋은 예를 하나 소개하겠습니다. 멘토는 최근 Mentor Automotive AUTOSAR-on-Linux 솔루션을 발표했습니다. 이는 혁신적인 임베디드 아키텍처로서, 이를 통해 차량 내 인포테인먼트(IVI)로부터 자동차 전기 시스템에 이르기까지 모든 것을 제어하는 전자제어장치(ECU)를 보다 폭넓게 통합할 수 있습니다. 이 솔루션을 통해 자동차 OEM 및 1차 부품공급사는 AUTOSAR 방법론에 따라 일관성 있는 설계 흐름을 이용하는 한편, 이 같은 시스템의 핵심부에 있는 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소 수를 줄임으로써 전반적인 개발 비용을 절감하고 타임-투-마켓을 앞당길 수 있습니다.


이 기술은 주요 OEM의 시리즈 생산에 이미 채택된 바 있으며, 새로운 아키텍처 옵션을 제공함으로써 IVI, ADAS, 자율주행 기능을 비롯해 차별화된 차량 내 경험을 구현합니다. 예를 들어, 이 솔루션은 리눅스 기반의 애플리케이션이 AUTOSAR 방법론에 따라 설계된 다른 차량용 ECU와 네이티브 메소드(native method)로 통신할 수 있게끔 해줍니다. 이는 ECU 설계의 복잡성을 줄이고자 하는 자동차 제조업체에게 중요한 이점이 됩니다. 따라서 멘토의 혁신 역량을 AUTOSAR 기술에 투입해 자동차 제조업체들이 보다 쉽게 설계주기 전환을 관리하고 구성요소의 재사용을 극대화하도록 함으로써 인포테인먼트, 운전자정보, ADAS 시스템을 위한 보다 매력적이고 강력한 애플리케이션을 구현할 수 있는 자원이 확보되도록 했습니다.”



- 자동차 OEM 및 부품공급사의 절반가량이 자동차 와이어 하네스 설계 툴인 Capital을 사용하고 있는 것으로 알고 있습니다. 고객이 Capital로 전환하려면 과거의 설계 자산은 버려야 하나요?


“Capital은 최상위 자동차 OEM 및 1차 부품공급사들 사이에서 그야말로 인기 높은 제품입니다. Capital 고객 중 다수는 새로운 프로그램이나 설계에 착수할 때부터 이 툴을 사용하기 시작합니다. 하지만 Capital 고객 중 상당수는 사실상 이 기술을 프로젝트 중간부터 사용하기 시작합니다. 그래서 몇 년 전 멘토 컨설팅 부서에서는 강력한 변환 툴 세트를 개발했습니다. 이를 이용하면 다른 접근방법들로부터 Capital 툴 스위트로 별 어려움 없이 전환할 수 있습니다. 이러한 변환 툴들은 그 성능이 익히 입증됐으며, 이 변환 툴을 이용해 기존의 설계 데이터를 Capital로 이식할 수 없었던 사례는 단 한 건도 없었습니다.

애플리케이션에 관해 좀 더 설명하면, Capital은 전기 시스템/와이어 하네스 수명주기의 모든 단계를 지원합니다. 이러한 지원은 차량 콘셉트, 전기적 아키텍처 정의 및 시스템 설계로부터 와이어 하네스 제조 및 차량 유지보수, 문서화 및 진단에 이르는 광범위한 흐름 전반에 걸쳐 이뤄지고 있습니다. 멘토는 항공기, 자동차, 비포장도로용 차량을 포함해 광범위한 운송 범주의 고객을 확보하고 있습니다.”

 



- 자동차 업계의 화두 중 하나가 경량화입니다. Mentor Automotive 솔루션이 경량화에 어떻게 기여하고 있나요? 자동차 경량화를 위해서는 경량 소재 사용 외에 차량 아키텍처의 최적화가 중요하리라 봅니다.


“경량화는 자동차 분야에서 항상 중요한 요소였으며 그 중요성은 안전 및 연비 기준이 엄격해지고 전기자동차(EV)의 대중화가 가속화함에 따라 한층 더 커지고 있습니다. 한편으로 비용 효율성 또한 보다 폭넓은 자동차 분야에서 계속해서 중요한 역할을 맡고 있습니다. 물론, 오늘날의 자동차가 송수신하고 생성하며 활용하는 방대한 양의 데이터 역시 급속히 증가하고 있습니다. 사실 전형적인 새로운 전기자동차의 와이어 하네스는 전기자동차의 주 모터와 배터리 다음으로 가장 무거운 부품일 때가 많은데, 이는 전기자동차가 다수의 전압 도메인을 가지며 보다 두꺼운 케이블링을 필요로 하기 때문입니다.

멘토는 오래 전부터 고객이 경량화 문제를 성공적으로 해결할 수 있도록 도와왔습니다. Capital 제품 포트폴리오는 차량의 중량 효율과 자동차 와이어 하네스의 설계 및 개발 최적화에 있어서 업계의 ‘황금 표준’이 되고 있습니다. 게다가 오늘날 차량은 도로 소음을 줄이기 위한 용도로만 최대 50파운드(약 22.7 kg) 이상의 차음재를 사용하기도 합니다. 멘토는 이러한 차음재를 추가하는 대신 전자 방식의 능동 잡음 제거와 같은 혁신적인 솔루션을 제공하고 있습니다. 이 솔루션에 이용되는 것은 오늘날의 인기 있는 잡음 제거 방식 헤드폰에 사용되는 기술의 정교한 버전입니다.”


- 자율주행 차량이 대세입니다. Mentor Automotive 솔루션은 자율주행차를 구현하는 데 있어서 어떻게 기여하고 있습니까?


“자율주행 지향 추세와 함께 도메인 특정 프로세싱(domain-specific processing)의 통합이 진행되고 있습니다. 그 견인차는 규제, 비용 압박, 설계 효율성 증대와 성능 향상에 대한 요구입니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 Mentor Automotive의 기술 서비스 조직에서는 시스템 설계 분야의 전문기술을 조합함으로써 ADAS 애플리케이션을 프로토타입에서 생산에 이르기까지 구현할 수 있도록 지원하고 있습니다. 여기에는 하드웨어 개발, 소프트웨어 개발, FPGA 설계, 알고리즘 구현 및 최적화와 같은 분야를 망라합니다. 멘토의 OEM 및 티어1 고객들은 Mentor Automotive의 지원을 통해 이러한 컨설팅 서비스를 제공하고 자율주행 차량의 타임-투-마켓을 보다 앞당기고 있습니다.”


- 자동차가 전기화되면서 열관리가 중요해지고 있습니다. FloTHERM과 Power Tester가 개발된 이유일 텐데요.


“열관리는 전기자동차와 하이브리드자동차의 성능, 배터리 용량 및 신뢰성에 대단히 중요합니다. Mentor Automotive가 보유하고 있는 1D/3D 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션 소프트웨어와 열 테스트 하드웨어 솔루션의 독보적인 포트폴리오는 전자장치, 전력전자장치 및 배터리 냉각으로부터 차량 열관리에 이르기까지 직면하게 되는 전기자동차 및 하이브리드 자동차의 열관리 문제를 해결해줍니다. 열관리 시뮬레이션을 위한 CFD 소프트웨어 제품군에는 1D 시스템 레벨 CFD 소프트웨어인 FloMASTER와 완전한 CAD 내장 CFD인 FloEFD가 포함돼 있어 설계 프로세스 초기에 유체역학 분석 기능을 프런트로딩(frontloading) 할 수 있습니다.

이 두 가지 툴을 모두 사용하는 엔지니어는 긴밀하게 연결된 3D CFD 시뮬레이션 기반의 특성분석 접근법을 이용해 초기에 시스템 모델링 정확도를 향상시킴으로써 복잡한 부품을 모델링하고 1D CFD 차량 열관리 모델의 데이터를 직접적이고 신속하게 이용할 수 있습니다. Mentor Automotive는 자동차 전장의 열분석을 위해 선도적인 전자 냉각 시뮬레이션 소프트웨어인 FloTHERM과 열특성 분석 테스트 하드웨어인 MicReD T3Ster를 제공하고 있습니다. 또한 전력전자장치의 신뢰성 분야에서는 MicReD Power Tester Product 제품군에 고장 진단 기능과 파워 사이클링 기능이 결합돼 있어 인버터와 같은 전력 모듈에 사용되는 IGBT 및 전력반도체의 열 신뢰성 테스트와 수명예측 기능을 수행합니다.”


- 자동차 산업은 CMMI, Automotive SPICE, ISO 26262 인증을 요구합니다. 이러한 당면과제를 Mentor Automotive 솔루션은 어떻게 지원하고 있습니까?


“고객이 까다로운 기능안전성 요건을 충족시킬 수 있도록 돕는 것은 Mentor Automotive의 미션 중 하나입니다. 멘토는 오랜 전통을 자랑하는 자동차 시스템 공급업체로서 거의 모든 주요 OEM 및 1차 부품공급사와 협업하고 있으며 커넥티비티, 전기화, 자율주행 및 차량 아키텍처 분야의 설계 툴과 임베디드 소프트웨어를 제공합니다. 또한 자동차 등급의 전기전자 시스템 공급 분야에서 지난 30년 간 탁월한 실적을 쌓아왔습니다. 이러한 경험을 바탕으로 최근 선보인 Mentor Safe는 업계에서 가장 포괄적인 ISO 26262 적격성 평가 프로그램(qualification programs) 중 하나입니다.


고객은 Mentor Safe 프로그램을 통해 멘토의 툴과 소프트웨어를 자사의 안전 필수 디자인은 물론, ASIL D에 이르는 모든 중요도 수준의 검증 흐름에 통합할 수 있습니다. 이 프로그램에는 Nucleus? SafetyCert™ 실시간 OS와 Volcano™ VSTAR AUTOSAR 운영체제 및 BSW 스택, 그리고 시스템온칩(SoC), 시스템, 기계 및 열 애플리케이션의 설계 및 검증을 지원하는 멘토 툴에 대한 증가일로의 ISO 26262 인증 문서 및 적격성 평가 보고서들이 포함돼 있습니다.


가장 최근에 Mentor Safe 프로그램에 의해 인증된 설계 자동화 제품은 멘토 Tessent? 실리콘 테스트 및 수율분석 툴 포트폴리오에 포함돼 있는 제품입니다. SGS-TUV Saar은 최근 9가지의 Tessent? 솔루션에 대한 소프트웨어 툴 적격성 평가 보고서를 모든 툴 신뢰도 수준(Tool Confidence Level, TCL)에 대해 인증했습니다. 멘토는 향후 수개월간 그리고 여러 분기에 걸쳐 Mentor Safe 프로그램에 더욱 많은 항목들을 추가할 계획입니다.”  

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