The New Standard Protocol for High-Speed Lighting Animation
고속 애니메이션 조명 위한 새 표준 프로토콜
2021년 01월호 지면기사  /  글|Melexis


멜렉시스(Melexis)는 혁신적인 자체 표준 프로토콜을 개발해 OEM이 고속 버스 및 다채널 RGB LED 드라이버 처리에서 직면하는 어려움을 해결했다.

글|Melexis




자동차 조명 동향

지금 자동차 조명은 전례 없는 주목을 받고 있다. 하지만 놀라운 일은 아니다. 빛은 사람의 감정에 강한 영향을 미치기 때문에 오래전부터 편안함과 직결돼왔다. 따뜻한 색은 열정을 불러일으킬 수 있고 차가운 색은 차분함을 가져다줄 수 있다. 빛은 정보 전달이라는 측면에서 그 역할이 점점 더 중요해지고 있다. 

사람들은 위험이나 긴급상황을 경고하는 조명에 익숙하다. 자율주행 시대가 도래하면서, 가청 신호가 들리지 않는 상황을 해결하기 위해 조명의 이러한 측면이 강화될 것이다. 일반적인 예로, 운전자가 헤드폰을 사용하거나 통화 중인 경우가 있다. 이러한 경우 차체 내부가 갑자기 빨간색으로 변하면서 운전자에게 경고를 전달해 차량을 제어하도록 할 수 있다. 또한 시각적 신호는 청각 장애인에게 매우 중요하다. 

결과적으로, 정적 조명, 다중 색상 앰비언트 조명 및 자동차의 복잡한 애니메이션 조명이 늘어나고 있는 추세이며, 이러한 조명을 ‘스마트 조명’이라는 용어로 한데 묶을 수 있다.


스마트 조명의 태생적 과제

스마트 조명 효과를 스타일링 및 의사소통 목적으로 지정할 경우 특정한 기술적 문제가 발생한다. 특히 현재 CAN 및 LIN 통신 프로토콜의 기능이 충분하지 않다. CAN은 컨트롤러 영역 네트워크로, 자동차의 구성요소가 서로 원활하게 통신할 수 있도록 하는 버스다. LIN은 로컬 상호 연결 네트워크로, CAN을 보완해 주변장치로 확장되도록 하는 역할을 한다. 간단히 말해서, 미래의 자동차에 포함될 LED는 너무 빠르고 빈번하게 색상이 변경돼 현재 CAN 및 LIN 기술로는 효율적으로 제어하기 어려울 가능성이 높다.

최신 CAN 프로토콜인 CAN-FD는 대역폭이 충분하지만, 아키텍처와 요구사항 때문에 BOM 측면에서 볼 때 가격이 너무 높고 연결될 LED 드라이버의 수가 제한적이다. LIN의 통신속도와 아키텍처는 느린 애니메이션에는 실현 가능한 솔루션이지만 고속 응용 분야에는 적합하지 않다.
이와 더불어, RGB-LED 스트라이프 제조업체의 수가 증가하고 있기 때문에, 특히 서로 다른 색상 감도를 개별적으로 조정해야할 경우 시스템 통합은 더욱 복잡해진다. 또한 제조업체는 이러한 흥미진진한 새 기능을 고급 자동차에만 제한하는 것은 원치 않으므로 저렴한 비용으로 고성능을 제공할 수 있는 방법을 모색하고 있다.

또한 차체 제어 모듈을 다시 프로그래밍하지 않고도 스마트 조명을 위해 차량 아키텍처에 필요한 유연성을 보장해야 하고, 안전에 중요한 응용 프로그램을 관리할 수 있어야 하며, 이러한 열악한 환경에서 전체 시스템 EMC 및 ESD 견고성을 보장해야 하고, 차량 내 모든 위치에 스마트 조명을 장착하기 위한 공간 요구사항을 충족해야 한다는 과제가 있다. 


MeLiBu™ 솔루션




멜렉시스는 LIN 기반 LED 자동차 시스템 개발에 상당한 경험을 갖고 있다. 이러한 스마트 조명의 과제를 해결하기 위해 멜렉시스는 Melexis Light Bus(MeLiBu™)를 개발했다. 이 솔루션은 LIN의 장점인 사용하기 쉽고 확장 가능한 프로토콜 및 하드웨어 아키텍처에 CAN의 장점인 빠른 속도와 강력한 통신 시스템이 결합된 솔루션이다. 그 결과, 많은 수의 LED와 높은 애니메이션 수준, 복잡성 및 동적 범위를 모두 요구하는 응용 분야를 위해 특수 설계된 강력한 고속 통신 시스템이 탄생했다. 이 시스템은 기존 CAN-FD 물리 계층 및 자체 동기화 기능이 있는 UART 통신을 기반으로 하며 라이센스가 필요하지 않은 시스템이다. 또한 MeLiBu™는 다양한 계층의 공급업체에서 제공하는 LED 시스템이 원활하게 통합되도록 하며 최대 ASIL-B 분류까지 요구되는 안전이 중요한 응용 분야에 적합하다.

이러한 고급기술에도 불구하고 MeLiBu™는 실제 차동 버스 구조를 채택해 와이어링 하니스가 간단하다. 뿐만 아니라, 수백 개의 LED 간에 지연 없는 통신을 구현해 전체 차량에서 조명 애니메이션을 동기화할 수 있는 단순성까지 제공한다. 또 전체 차량에 수많은 버스 세그먼트를 배포할 수 있다. 

MeLiBu™는 다른 경쟁사 시스템이 제공하지 않는 ESD 및 EMC 견고성을 제공하고 ISO 11898 및 ISO 26262를 준수하며 출시 제품 중 최저 수준의 라이트 노드 당 비용을 제안한다.

따라서 MeLiBu™는 오버헤드 모듈, 기기 팩, 실내 및 실외 장식용 조명, 경고등과 같은 스마트 조명 응용 분야에 이상적이다. 또 다른 주요 응용 분야는 통합 대시보드 조명으로, MeLiBu™는 가상 보조 AI 기술과 유사한 방식으로 자동차와 운전자 간의 통신을 개선한다. 각 조명 요소는 브랜드, 모델, 플랫폼, 특징 또는 기능별로 전체 차량 조명 컨셉에 선택적으로 추가할 수 있지만, 추가적인 기능이 필요한 위치에만 추가할 수 있다. 모든 색상 코딩, 색상 변경 및 깜박임 시퀀스를 간단하게 구현할 수 있으며 확장 가능하다.

즉, 이 혁신적이고 완벽하게 확장 가능하며 뛰어난 유연성을 제공하는 고속 자동차 버스 설비는 자동차 제조업체가 전체 차체 제어 시스템을 고민하지 않고도 보다 복잡한 스마트 조명을 사용해 앞으로 나아갈 수 있도록 한다. MeLiBu™는 이미 여러 OEM에서 출시된 첫 번째 모델로 그 성능이 검증되고 구현됐다. 



 

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