커넥티드 카(Connected Car)의 핵심인 다양한 IVI(In-Vehicle Infotainment) 기능을 제공하기 위해서는 정교한 소프트웨어 및 펌웨어가 필요하다. 최근의 자동차 내부에 설치되는 소프트웨어의 크기와 복잡성이 증가함에 따라, 이들 소프트웨어를 안정적이면서 효율적으로 관리 및 유지해야 할 필요성이 증대되고 있다.

글│요람 버홀츠(Yoram Berholtz) 이사,
       레드벤드소프트웨어(Red Bend Software)


자동차 제조업체들은 소프트웨어의 안정성 문제를 해결하기 위해 지금까지 주로 생산 공장에서 강력한 품질보증(QA) 프로세스를 시행하고, 이후 자동차 판매 대리점을 통해 필요한 경우 소프트웨어 업데이트를 시행하는 방법에 주로 의존해왔다. 이러한 QA 프로세스는 필요한 과정이지만, 신차 출시 시점(Time-to-Market, TTM)을 지연시키는 중대한 원인이 되고 있다. 또 판매 대리점을 통해 소프트웨어 업데이트를 시행하면 자동차 메이커의 AS 비용이 증가하게 된다. 더욱이 자동차가 점차 복잡해짐에 따라 100% 품질보증이 더욱 더 어려워지고 있다.
커넥티드 카에 탑재된 IVI 시스템과 관련해서는 QNX CAR, WinCE, GENIVI와 같은 HLOS(High Level Operation System) 도입이 중요한 트렌드로 등장하고 있다. HLOS를 기반으로, OEM과 주요 부품업체들은 운전자 경험을 크게 향상시킬 수 있지만 원치 않게 수정해야 할 여지가 많고, CAN 버스를 통해 IVI 시스템에서 차량 내 ECU로 악성 코드가 침입할 가능성이 있다는 단점도 있다.

FOTA와 가상화
자동차 업계가 커넥티드 디바이스 및 기계에 이용하고 있는 두 가지 검증된 기술이 있다. 이 기술들은 자동차의 품질과 소프트웨어 안정성 개선, AS 비용 절감 및 TTM 요구에 보다 적극적으로 대응할 수 있는 장점이 있다.
첫 번째 기술은 FOTA(Firmware Over-The-Air) 업데이트다. 자동차 메이커와 주요 부품업체들은 FOTA 업데이트 기술을 이용해 IVI 소프트웨어와 펌웨어를 원격으로 업데이트할 수 있다. 예를 들어, IVI 시스템을 구동하기 위한 QNX CAR 2 애플리케이션 플랫폼은 레드벤드소프트웨어의 FOTA 기술을 사전 통합했다. 자동차에 설치된 초기 소프트웨어의 결함을 수정하기 위한 새로운 소프트웨어는 무선으로 전송되기 때문에 운전자가 판매 대리점으로 자동차를 직접 몰고 갈 필요가 없다.
FOTA 업데이트 기술은 펌웨어 오류를 수정하기 위한 소프트웨어를 내려 받을 수 있을 뿐 아니라, 새로운 기능과 서비스를 제공하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 메르세데스 벤츠는 올 여름 출시하는 신형 SL 모델에 FOTA 기술을 사용하고 있다.
OEM 업체들은 편리하게 각 차량에 대한 신규 서비스를 제공할 수 있어, 사실상 소비자 고유의 요구를 충족시키는 ‘맞춤형’ 차량을 구현할 수 있다. 따라서 고객 충성도가 제고되고 고객 당 추가 매출을 올릴 수 있다.
두 번째 기술은 가상화다. 현재 가상화 기술은 자동차 OEM 및 주요 부품업체들이 IVI 시스템의 보안을 개선할 수 있도록 지원하고 있다.
HLOS는 풍부한 사용자 인터페이스, 인터넷 애플리케이션과 같은 다양한 혜택을 제공하지만, 이와 동시에 IVI 시스템을 보안 위협에 노출시킬 수 있다. 가상화는 HLOS와 차량 내부의 다른 시스템을 분리해 핵심 시스템에 대한 보안과 무결성을 유지시킨다. 가상화 기술은 동일한 하드웨어 플랫폼에서 각기 다른 소프트웨어 스택을 동시에 실행시키는 다수의 가상 머신을 관리할 수 있게 한다. 가상 머신 인스턴스, HLOS 및 애플리케이션으로 구성된 도메인은, 한 OS에 장애가 발생해도 다른 OS에 영향을 미치지 않는 방식으로 안전하게 가장 규모가 작은 RTOS에서 가장 기능이 풍부한 HLOS에 이르기까지 완전히 다른 소프트웨어 스택을 구동할 수 있다. 이러한 고립 및 분리 방식은 커넥티드 카의 복잡한 소프트웨어 환경에서 IVI 시스템의 다양한 요구사항을 해결하는 최적의 솔루션이다.
마이그레이션하는 방식을 제시하기도 한다. 한 도메인은 주차 센서를 제어하는 레거시 RTOS를 실행하고, 다른 도메인에서는 HLOS 상에서 엔터테인먼트 시스템을 실행할 수 있다. 차량 설계의 자유로움을 극대화하기 위해 핵심 성능 및 구동 시간, 리소스 접근 및 가상 머신 간 우선순위와 같은 유용성 기준에 따라 가상 머신의 설정을 달리 할 수 있다. 주차 센서는 운전자가 자동차에 시동을 켜고 기어를 후진에 둔 후, 즉시 동작하기 위해 HLOS와 별개로 실행돼야 한다. 그러나 엔터테인먼트 시스템은 엔터테인먼트 서비스를 운전자에게 제공하기 전 강력한 그래픽 기능과 전체 HLOS를 부팅시킬 수 있다.



백엔드 시스템
FOTA 업데이트와 가상화 기술의 성공은 차량 내부의 모든 소프트웨어, 펌웨어 및 애플리케이션을 관리할 수 있는 표준 기반의 백엔드 시스템에 달려있다. 차량 관리자는 이러한 표준 백엔드 시스템으로 결함, 소프트웨어 재고 및 고객 사용량에 관한 강력한 실시간 보고서를 바탕으로 소프트웨어를 설치, 환경설정, 업그레이드 및 관리업무를 할 수 있다.
또한 소프트웨어 관리 시스템은 대역폭을 보다 현명하게 사용할 수 있도록 보장한다. 예를 들어, 자동차 제조업체는 가정에서 와이파이(Wi-Fi)를 이용해 대용량의 데이터 트래픽을 처리하고 교통 정보나 위치 기반 서비스와 같은 즉각적인 업데이트를 위해 모바일 네트워크를 이용할 수 있도록 차량 환경을 설정할 수 있다. 레드벤드 소프트웨어가 발간한 백서[1]에 따르면, 완전한 클라우드 기반에서는 심지어 운전자나 내비게이션과 같은 서브시스템 관리를 책임지는 서드파티 업체들이 차량의 특정 서비스를 직접 설정 또는 관리할 수 있게 한다.
커넥티드 카에 설치된 소프트웨어의 비중과 복잡성이 증가함에 따라 자동차 제조업체와 부품업체들은 FOTA와 가상화 기술을 도입함으로써 실시간으로 시스템과 첨단 엔터테인먼트 중심의 HLOS를 안전하게 구축하고, 동시에 무선 IVI 시스템 업데이트를 수행하는 등 보다 향상된 운전 경험을 지원할 수 있다.

AEM_Automotive Electronics Magazine