T1 Timing Conference 2025 - Timing and resources, Christian Wenzel-Benner, Director Training & Coaching at GLIWA

자동차가 소프트웨어로 정의되는 시대에 성능과 안전을 가르는 기준은 ‘무엇을 실행하느냐’보다 ‘언제 실행되느냐’로 옮겨가고 있다. Multi-ECU와 AP·CP가 공존하는 복합 구조에서는 각 프로세서가 어떤 순서와 타이밍으로 동작하는지가 시스템 신뢰성을 좌우한다. 나노초 단위로 얽힌 태스크와 이벤트를 정확히 측정하고 동기화하지 못한다면, 소프트웨어의 안전성은 검증될 수 없다. 이 글은 자동차 소프트웨어 신뢰성을 입증하기 위한 동기화된 타이밍 측정의 중요성을 살펴본다.

글 | 진 영 진 대리, 아이티브AI _  youngjin@itivai.com
아이티브AI는 소프트웨어의 자원 사용량을 검증하는 솔루션인 GLIWA T1을 제공하고 있으며, 진영진 대리는 GLIWA T1의 기술 지원을 담당하고 있다.






자동차 산업이 소프트웨어 중심 구조로 전환되면서 차량의 성능을 결정짓는 것은 코드가 언제, 얼마나 정확히 실행되는지다. 특히 Multi-ECU나 AP(Adaptive Platform) + CP(Classic Platform)와 같은 환경에서는 각 프로세서가 언제 동작하고 어떤 순서로 데이터를 처리하는지가 전체 성능과 안전에 영향을 미친다.




그림 1 | Multi-ECU 환경의 프로세서 동작 순서 예시   



그림 1과 같이 각 센서에서 데이터를 받아 ECU에서 연산하고 모터로 연산 결과를 전달하는 시스템에서 정확한 순서로 진행되는지 확인하는 것이 중요하다. 만약 이전 데이터의 연산 결과를 전달한다면 잘못된 데이터로 인해 탑승자의 안전에 큰 위험이 될 수 있다.
문제는 이 순서를 확인하기 어렵다는 점이다. 수많은 태스크와 인터럽트, 이벤트가 나노초(ns) 단위로 얽혀 있는 상황에서 정확한 타이밍을 측정하고 분석하는 기술 없이는 문제의 원인을 찾기 어렵다. 또한 여러 개의 프로세서가 각각 동작하기 때문에 타이밍이 동기화되지 않았다면 정확한 순서로 동작하는지 알 수 없다. 따라서 소프트웨어의 타이밍 측정은 단순히 시스템을 분석하는 것이 아니라, 시스템의 신뢰성을 입증하고 검증하는 과정이다.

Multi-ECU 환경에서 각 프로세서는 서로 다른 타이머를 사용할 것이다. 각각의 레졸루션을 가지고 있을 것이고, 심지어는 사용하는 타이머의 비트가 다를 수 있다. 이런 상황에서 시스템이 정확한 순서로 진행되는지 확인하기 위해서는 프로세서 간 타이밍 동기화가 중요하다.




그림 2 | 다른 아키텍처(ARM, AURIX)의 타이밍 동기화 프로세스 예시



타이밍 동기화를 위해 먼저 각각의 ECU를 물리적으로 연결해 준다(sync). 그 이후, Master ECU(ARM)의 타이머(Blue)를 Slave ECU(AURIX)로 전달(Grey)한다. 즉, Slave ECU에서도 Master ECU의 타이머를 사용하는 방식이다. 이를 통해 Slave에서 Master와 동기화된 타이밍으로 소프트웨어를 측정할 수 있다. 이런 방식을 사용한다면 다른 코어에서도 동일한 타이머를 사용하는 효과를 볼 수 있다.

그러나 이 방식은 물리적인 연결로 데이터를 전달하기 때문에 여러 사항을 고려해야 한다. Master와 Slave 사이의 지연이 있을 수 있고 불확실성이 존재한다. 만약 연속적으로 지연이 발생하면 해당 부분을 고려하여 설정할 수 있으나, 불특정한 지연이 발생한다면 정확성에 영향을 미칠 수 있다.
또한 타이머 데이터 전달 주기를 고려해야 한다. Slave에서 발생하는 모든 이벤트마다 데이터를 전달받으면 정확도는 오르겠지만, 그에 따른 부하가 증가하게 된다. 반대로 특정 이벤트마다 전달받는다면 부하는 줄어들지만, 정확도가 감소할 수 있다.

이와 관련해 아이티브AI는 지난 11월 4일, 임베디드 소프트웨어 개발 지원 분야의 세계적 선도 기업인 독일의 GLIWA와 함께 서울 COEX에서 ‘T1 TIMING CONFERENCE 2025’를 개최했다.
T1은 Multi Core부터 Multi-ECU, 그리고 AP와 MCU 간 동기화된 타이밍 측정을 지원하는 타이밍 측정 솔루션이다. 이번 컨퍼런스에선 임베디드 소프트웨어 타이밍의 글로벌 트렌드와 소프트웨어 자원 사용량 요구사항 대응 전략을 중심으로 플랫폼 소프트웨어의 최적화 방안 및 적용 사례, Multi-ECU의 타이밍 동기화와 관련된 세션이 진행됐다.
세션 발표는 GLIWA의 트레이닝 및 코칭 디렉터인 Christian Wenzel-Benner와 현대자동차 상용통합제어개발팀이 맡아 전문성을 더했다. 행사에는 현대자동차 그룹과 주요 티어 1 업체 관계자를 포함한 약 80명이 참석해 소프트웨어 타이밍 측정에 대한 높은 관심을 확인할 수 있었다.

T1은 앞서 말한 방법과 같이 Master(ARM)의 타이머를 Slave(AURIX)로 전달해 Multi-ECU 간 타이밍을 동기화하고, 이를 통해 태스크의 실행 시간과 인터럽트 응답 시간 등을 측정할 수 있다.




그림 3 | T1을 통한 ARM 아키텍처와 AURIX 아키텍처의 타이밍 측정 결과



또한 T1은 POSIX와 AUTOSAR OS가 적용된 소프트웨어와 같이 AP와 MCU 간의 타이밍을 동기화하여 측정할 수 있는 유일한 도구이며, 그림 4와 같이 AP의 타이밍과 MCU의 타이밍을 측정해 한 화면에서 확인할 수 있다.



그림 4 | T1을 통한 AP와 MCU 간 동기화 된 타이밍의 태스크 실행 시간 측정 화면



복잡한 시스템 안에서 모든 동작을 완벽히 예측하기는 어렵다. 하지만 정확한 타이밍 분석과 측정은 예측 불가능성을 관리하는 유일한 방법이다. ECU 간 지연, 태스크 실행 시점, 인터럽트 응답 시간 등, 이 작은 시간 차이를 정량적으로 이해할 때 비로소 시스템 전체의 동작을 신뢰할 수 있다.
앞으로 자동차 산업의 경쟁력은 더 빠른 하드웨어가 아니라, 더 정밀한 타이밍을 설계하고 제어할 수 있는 소프트웨어 기술에서 결정될 것이다. 보이지 않는 타이밍의 차이가 자동차의 성능과 안전을 가르는 새로운 기준이 되고 있다.

AEM(오토모티브일렉트로닉스매거진)