자율주행을 위한 차량통신과 S/W 인프라시스템
최근 다방면에 걸쳐 전기차에 대한 관심이 높다. 국내에서 전기차라고 하면 전기 모터와 배터리에만 너무 집중하는 경향이 있다. 독일 베를린에서 자동차 신기술과 관련된 다양한 일을 해오고 있는 이경섭 대표는 이에 대해 “전기차에서 정말 중요하고 기본적인 인프라는 오토모티브 통신 시스템”이라고 강조한다. 그 길잡이가 되는 입문용 책이 《미래 자동차의 통신 시스템》(복두출판사, 이경섭 저)이라는 제목으로 출간되었다.
《고전압 자동차와 CAN-OBD》(복두출판사, 2019년), 《베를린&자동차》(에고의 바다, 2020년)를 펴낸 바 있는 이경섭 대표는 1994년 베를린공대 자동차공학과 졸업하고 현재 ‘First Avenue Engineering Germany’ 대표를 맡고 있다. 베를린 자동차 마이스터학교와 연계하여 자동차 신기술 커리큘럼 개발 및 국내 자동차 학생들과 교수들을 대상으로 하는 자동차 기술연수 교육을 담당하고 있으며, 독일 수퍼차저 엔지니어링회사와 함께 스마트 워터인젝션시스템(Smart Water Injection System) 공동 개발을 추진하는 중이다. 이번에 《미래 자동차의 통신 시스템》을 펴내게 된 배경에 대해 다음과 같이 설명한다.
자동차에서 센서와 액추에이터 간의 정확한 정보(데이터) 전달 시스템의 구축은 궁극적으로는 스마트하면서도 친환경적인 자동차, 즉 미래의 자율주행자동차를 위한 가장 중요한 전제조건이 된다. 이러한 스마트자동차가 환경과 유기적으로 연결되어 스스로 주변 상황을 정확히 판단하고 대처하면서 주행할 수 있기 위해서는 인공지능과 더불어 동시에 많은 데이터를 실시간으로 정확하게 전달해야 하는, 더욱 큰 대역폭을 갖는 새롭고 다양한 통신 시스템들이 자동차에 필요해졌다.
따라서 미래의 자동차 통신 시스템을 위해서는 기존 신호기반(Signal-based)의 Bus 통신 시스템의 지속적인 진화와 더불어 동시에 오토모티브 이더넷 통신 시스템 같은 서비스기반(Service oriented)의 새로운 오토모티브 데이터 통신 시스템들에 대한 전환과 개발이 요구된다.
최초의 통신 시스템인 CAN 시스템이 글로벌 표준이 된 이후로 30여년 동안 LIN, FlexRay, MOST 같은 다양한 신호기반의 통신 표준들이 등장했다. 또한 기존 CAN-Bus 시스템도 진화를 거듭하면서 최근 초당 20Mbit까지 정보 전달이 가능한 CAN-XL의 글로벌 표준화가 가시화되는 등 자동차 내 네트워크화의 진행은 더욱 다양하고 빠르게 진행되고 있는 추세이다.
버스 통신 시스템은 기본적으로 컴퓨터공학과 정보전달학 그리고 통신공학 등의 기초를 필요로 하기 때문에 엔진과 미션, 그리고 차체를 다루던 기존 자동차 분야에서는 생소한 것이 사실이다. 하지만 최근 하이브리드자동차, 전기자동차, 연료전지자동차 등의 등장으로 자동차의 전동화가 진행되면서 자동차 내의 통신 네트워크화가 빠르게 발전했다.
각종 다양한 센서들과 액추에이터들 간 데이터 통신으로 네트워크화된 자동차에서 게이트웨이(gateway)를 통한 통신 시스템을 통하지 않고는 자동차의 오류나 고장에 대한 정확한 진단을 할 수 없게 되었고 올바른 처치와 대처도 불가능하게 되었다.
최근 자동차는 다양한 통신망 회로를 갖춘 똑똑한 자동차가 되어 필요에 따라 스스로 환경과 연결(connected)해 가면서 더욱 안전하고 친환경적인 자동차로 진화해 나가고 있는 중이다. 따라서 자동차 정비기술 교육에서 다양한 신호 및 서비스 기반의 오토모티브 통신 시스템 교육은 이제 가장 중요한 필수 과목이 되었다.
이 책을 쓰게 된 계기도 이러한 시대적 흐름에 따라 국제적으로 표준화되어 사용되고 있는 자동차의 CAN, LIN, FlexRay, MOST, Ethernet 등 버스(Bus) 통신 시스템들에 대한 기본개념의 파악이 중요하다고 생각하였기 때문이다.
이 책을 쓰기에 앞서 전기전자 및 정보통신 분야의 범위와 구독 대상자의 범위를 정하는 것은 생각보다 쉽지 않았다고 밝힌 이경섭 대표는 “고민 끝에 최근 새로운 자동차 데이터 통신 시스템들을 우선으로 내용을 정하고, 구독 대상으로는 미래에 자동차 기술개발 분야나 정비기술 분야로 나아갈 학생들이나 자동차 통신 시스템에 생소한 현직 종사자들을 우선으로 정했다. 그리고 이러한 사람들이 가장 기초적이며 기본으로 알아야 할 이론적인 내용에 초점을 맞추어 가능한 한 이해하기 쉽게 쓰려고 최선을 다했다. 하지만 분량을 한없이 늘릴 수 없는 관계로 어쩔 수 없이 부족한 점이 많은 것도 사실이다. 이러한 부분들은 앞으로 기회가 되면 새로운 내용들과 함께 수정 보완해 나갈 계획”이라고 설명했다.
더불어 “이 책이 오토모티브 통신 시스템에 대한 기본 입문서로서, 미래 자동차의 표준 통신 교육 시스템에 대한 올바른 길잡이가 되어줄 수 있기를 바란다”고 소감을 말했다.
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