이더넷이 주목받는 이유… 자율주행 시대, 수백여개 부품·센서 신속하게 처리해야

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현대모비스 부품 이야기

레이더, 카메라 등 자율주행 센서와 인포테인먼트 장치들이 차내 통신네트워크로 연결된 모습.

운전자가 전방 주시를 소홀히 한 채 주차장을 빠져나오는 사이 어린아이가 사각지대에서 뛰쳐나온다. 자동차는 첨단 센서를 동원해 사람을 감지하고 경보를 울리면서 안전거리에서 자동으로 긴급 제동한다 자칫 참사로 이어질 뻔한 상황에 첨단운전자지원시스템(ADAS)이 즉각 개입한 것이다.

이 상황은 레이더와 카메라가 사물을 감지하고 판별한 동시에 전방충돌방지 제어장치가 차속과 변속 상황 등을 분석해 자동으로 차량을 멈춘 것이다. 급박한 상황 속에서도 이런 질서정연한 작동이 가능한 것은 제어장치가 ADAS센서, 섀시·파워트레인 등 주요 부품과 데이터를 주고받으며 신속한 명령을 내릴 수 있도록 하는 통신선이 깔려 있기 때문이다.

전쟁터에서도 통신의 효율성이 승패 요인으로 작용하듯, 자동차의 전장부품들이 올바르게 작동하기 위해선 ‘차량 통신망’이 필수적이다. 30여 년 전 전장화 초기의 자동차는 엔진제어장치와 연료데이터장치 등을 1 대 1로 연결하는 구리 케이블이면 충분했다. 그러나 이런 방식은 전장화 부품이 늘어날수록 케이블의 양과 중량을 감당하기 어렵게 됐고 배선을 위한 설계가 크게 복잡해지면서 자동차 품질과 가격 등 경쟁력을 크게 저해하는 요인이 됐다.

기계·유압식 장치가 전동식으로 대체되면서 전선가닥으로 제동, 조향 등 자동차 부품을 자동 통제하기 위해 차량 통신망의 획기적인 개선도 필요했다. 이에 본격적인 ‘차량 통신 네트워크’가 등장했다.

계측제어기통신망(CAN), 플렉스레이와 차량용 이더넷 등 용어도 생소한 기술들은 현재 차량 통신 네트워크의 대표적인 기술로 알려졌다. 이러한 통신기술은 자동차에 탑재되는 수백 개의 센서, 전자제어장치와 기계 장치 간 통신을 효율화하면서 빠르고 안정적인 데이터 송수신을 가능케 하고 있다.

현재 대부분 차종에서 쓰이는 CAN 통신은 공용 통신선로를 여러 개 부품들이 함께 사용하는 형태로 작동한다. CAN 통신은 전기적인 노이즈에 매우 강하고 고장 진단·시스템 설정 중앙화도 가능하다. 일반적으로 500kbps의 고속 CAN을 사용 중이며 차세대 CAN의 경우 2Mbps까지 지원한다.

자동차의 CAN 네트워크는 부품군의 성격에 따라 군집화된다. 예를 들어 중추신경격인 섀시 CAN에는 엔진제어장치, 변속, 조향, 제동 전자제어장치 등이 군집화된 형태다. 이런 섀시 CAN은 자동차의 주행 정보 등을 공유한다.

업계는 앞으로 자율주행, 커넥티비티 기술을 본격 구현하려면 통신네트워크만으로는 충분하지 않다는 입장이다. 구체적으로 자율주행 레벨이 높아질수록 라이더(레이저 센서)와 레이더, 카메라 등 동원되는 센서 개수가 늘어나며 차 대 차 또는 차 대 인프라 통신 등 처리해야 하는 데이터 용량이 기하급수적으로 늘어나게 된다. 커넥티비티의 경우도 기존에 각각의 제어장치가 전담했던 계기판과 오디오, 내비게이션 등을 통합적으로 제어하기 위해 대용량 데이터를 한층 빠른 속도로 처리해야 한다.

이에 따라 최근에는 이더넷이 주목받고 있다. 이더넷은 이미 가정용, 사무용 컴퓨터 등의 네트워킹 표준으로 우리에게 친숙하다. 이더넷 통신은 100Mbps에서 1Gbps의 초고속 통신이 가능하다.

현대모비스도 오픈얼라이언스, AVNU얼라이언스 등의 국제 이더넷 기구에 참여하면서 차세대 네트워킹 기술의 양산화에 박차를 가하고 있다. 현대모비스 기술연구소