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자동차는 전동화와 자율주행기술이 급속도로 발전하고 커넥티비 기술 발달로 인포테인먼트와 같은 다양한 기능과 운전자경험을 제공하고 있습니다. 이에 따라 자동차 시스템 역시 날로 복잡해지고 처리해야 할 데이터의 양도 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 

배출가스저감을 위해 1980년대 전자제어 시스템이 도입된 이후 자동차에는 각종 전기-기계시스템과 이를 제어하기 위한 제어시스템(소프트웨어)이 탑재되고 있습니다. 또한 전기-전장시스템의 발달로 각종 편의장치가 증가함에 따라 이를 제어하기 위한 독립적인 연산장치(ECU, Electronic Control Unit)가 급증했는데요.

고급차에는 적게는 50~70여개 많게는 100여개가 넘는 ECU가 탑재되고 있습니다. 그러다보니 시스템이 복잡해질 수밖에 없고 처리해야할 데이터 양도 상당히 많은 편입니다. 일반적으로 우주왕복선의 경우 제어시스템 소프트웨어의 코딩라인은 약 50만 줄, 대형 여객기인 보잉 777기는 650만 줄로 알려졌습니다. 

럭셔리 세단은 비행기보다 약 3배 많은 2000만 줄의 복잡한 구조로 소프트웨어가 짜여져 있습니다. 자동차가 주행중에 고려해야 할 주변환경 변수가 비행기보다 훨씬 다양하기 때문입니다. 디지털 콕핏이나 커넥티비티 등 다양한 기술들이 적용되고 있으며 자율주행 기술이 점차 고도화되면서 차동차에서 처리해야 하는 데이터가 많아지면서 더욱 복잡한 소프트웨어가 필요해졌는데요.

이처럼 다양한 기술을 구현하기 위해서는 하드웨어와 소프트웨어가 복잡해 질 수밖에 없으며, 이를 해결하기 위한 새로운 형태의 전기-전자 아키텍처와 소프트웨어 제반기술이 필요하게 되었습니다. 이것은 자동차가 전통적인 기계장치에서 전기-전자시스템으로의 진화를 의미하는데요. 2~3년 전부터 ‘소프트웨어 정의 자동차(Software Defined Vehicle, 이하 SDV)’라는 개념이 등장하기 시작합니다. 

SDV는 ‘소프트웨어 중심 자동차’ 또는 ‘소프트웨어를 중심으로 진화하는 자동차’를 의미하는데, 첨단 운전자보조시스템(ADAS)와 같은 각종 안전 및 편의사양과 인포테인먼트 시스템의 증가로 개별적인 기능을 제어하는 ECU 및 처리해야 하는 데이터의 증가는 물론, 시스템의 복잡성이 커짐에 따라 각각의 시스템을 개별적으로 제어하는 기존 제어방식과 달리 소수의 소프트웨어(ECU)가 다양한 전자장치들을 통합적으로 제어하는 중앙집중형 제어시스템을 탑재한 차량을 말합니다.

안전 및 편의사양과 인포테인먼트 시스템 등을 개별적으로 제어하는 ECU의 개수가 늘어날수록 각각의 ECU간 배선 및 통신이 복잡해지면서 시스템(하드웨어)과 제어로직(소프트웨어)의 설계 및 양산비용이 증가하게 됩니다. 하지만 중앙 집중형 전기-전자 아키텍처를 기반으로 한 SDV는 70~100여개에 가까운 기존 제어시스템(분산형 아키텍처)보다 배선의 양을 줄여 경량화는 물론 공간절약이 가능하게 합니다.

무엇보다 소프트웨어의 무선업데이트(OTA, Over The Air)를 통해 다양한 기능과 운전자경험을 제공할 수 있는 것이 특징입니다. SDV는 내비게이션 지도 업데이트나 보안패치 업데이트 등 데이터베이스 위주의 기존 무선업데이트와 달리 시스템의 버그 수정은 물론 시스템의 기능개선, 펌웨어 업그레이드 등이 가능한 FOTA(Firmware Over The Air)가 적용됩니다.

이를 통해 브레이크 기능부터 주행거리 설정, 운전자보조기능 개선 및 추가적용 등 폭넓은 업데이트가 가능할 뿐 아니라 차량의 하드웨어까지 설정할 수 있어 소프트웨어 업데이트 및 구독서비스 등 개인화된 서비스를 제공할 수 있습니다. 

자동차 제조사 입장에서는 SDV 개발 속도를 높이기 위한 자원을 최적화하는 소프트웨어의 필요성이 커지고 있는 추세입니다. 고도화된 SDV 개발을 위해서는 기능 집중형 아키텍처를 기반으로 차량 내부의 다양한 전자장치들을 통합적으로 제어하는 소프트웨어 개발이 필수적이기 때문입니다. 

이에 따라 많은 자동차회사들은 모든 전기차와 자율주행차를 SDV 기반으로 전환하기 위해 구글의 안드로이드 오토모티브를 활용하거나 자체적으로 OS 개발을 서두르는 등 SDV를 위한 전용 OS(Operating System)를 개발 및 탑재하는데 전력을 다하고 있습니다.  

미국의 투자전문가들 역시 FOTA를 통해 주요기능이 업그레이드될 수 있는지 여부와 자율주행 기술발전에 주목하고, 소프트웨어 기술이 자동차 제조사들의 전기차에 대한 기술격차와 수익성을 결정지을 것으로 전망함에 따라 SDV는 자동차산업의 새로운 패러다임으로 자리잡을 것으로 보입니다. 

김아롱 칼럼니스트/[email protected]