과소평가된 ECU 소프트웨어 개발: OEM이 시장을 앞설 수 있는 핵심 무기인 이유는 무엇일까요?

자동차 EE 아키텍처의 가장 작은 구성 요소인 전자 제어 장치(ECU)는 매우 중요한 역할을 합니다. 실제로 차량의 대부분의 제어 및 통신 작업은 ECU의 일부인 다양한 마이크로컨트롤러에 의해 수행됩니다. ECU를 통해 전반적인 차량 성능과 안전성이 크게 향상됩니다.

예를 들어, 잠김 방지 브레이크 시스템(ABS)과 같은 안전에 중요한 기능에서는 ECU가 휠 속도 정보를 기반으로 제동 압력을 조절하여 타이어 잠김을 방지함으로써 주행 안전성을 향상시킵니다.

통계에 따르면 표준 최신 차량에는 40개 이상의 ECU가 포함되어 있으며, 고급 모델에는 150개 이상이 탑재되어 있습니다. 하드웨어와 소프트웨어의 분리 또는 중앙 집중식 전자 아키텍처로의 전환과 같은 추세에도 불구하고 임베디드 시스템의 실시간 성능 및 ASIL-D 수준의 기능 안전성을 보장하는 능력으로 인해 기존 ECU는 계속해서 결정적인 역할을 할 것입니다.

오늘날 차량 모델과 특징이 다양해지고 개발 주기가 짧아짐에 따라 OEM과 공급업체는 효율적이고 안정적인 ECU 소프트웨어 개발이 그 어느 때보다 중요해졌습니다.

그러나 새로운 자동차 기술이 빠르게 발전하는 가운데 OEM은 스마트 시스템, 특히 ADAS 및 자율 주행 분야의 혁신에 우선순위를 두면서 깊이 내장된 마이크로컨트롤러 툴체인을 유지 관리하고 최적화하는 것의 중요성을 간과하는 경우가 많습니다. ECU의 복잡성이 증가함에 따라 소프트웨어 개발의 어려움도 커지고 있습니다. 에이텍은 ECU 소프트웨어 개발의 발전이 향후 수십 년 동안 자동차 혁신의 속도, 비용 경쟁력, 안전성에 영향을 미치며 OEM의 시장 우위를 유지하고 강화하는 데 중요한 요소로 작용할 것이라고 믿습니다.

차량의 지능형 핵심인 ECU는 제동, 스티어링, 차체 제어와 같은 중요한 시스템을 관리합니다. 이 시스템의 안전성은 차량 성능과 전반적인 보안에 직접적인 영향을 미칩니다. 자동차 인텔리전스가 가속화됨에 따라 차량은 점점 더 상호 연결되어 사이버 보안 위협에 더 취약해지고 있습니다. ECU 소프트웨어 개발에서 강력한 사이버 보안을 보장하는 것은 매우 중요하며, 차량 시스템과 데이터를 보호하기 위한 포괄적인 조치가 필요합니다.

한편으로는 사이버 위협의 다양성과 진화로 인해 멀웨어, 해킹 및 무단 액세스로부터 ECU를 보호하는 것이 점점 더 복잡해지고 있습니다. 이타스는 다계층 보안 아키텍처를 통해 이러한 위협에 대응할 것을 제안합니다. 여기에는 암호화, 인증, 침입 탐지 및 보안 부팅 메커니즘이 포함되어 ECU 개발 전반에 걸쳐 데이터, 통신 및 하드웨어/소프트웨어 보안을 보장합니다.

예를 들어, ECU 개발 시에는 인증된 디바이스나 소프트웨어만 ECU에 액세스할 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 암호화 기술은 인증 정보를 보호하여 신원 위조를 방지해야 합니다. 세분화된 액세스 제어 메커니즘을 통해 ECU에 대한 다양한 액세스 수준을 관리할 수 있습니다.

게다가 ECU의 컴퓨팅 리소스가 제한되어 있기 때문에 성능 저하 없이 포괄적인 보안 조치를 구현하는 것은 여전히 어려운 과제입니다. 성능 저하 없이 보호를 보장하려면 가볍고 효율적인 맞춤형 보안 프로토콜이 필요합니다.

또한 지역과 산업에 따라 다양하고 엄격한 사이버 보안 규정을 준수해야 하므로 ECU 개발이 더욱 복잡해집니다. 예를 들어, 2024년 7월부터 EU로 수출되는 모든 차량은 세계 최초의 차량 사이버 보안 국제 규정인 UN-R155를 준수해야 합니다. 이 규정은 사이버 공격과 데이터 유출로부터 보호하기 위해 차량 설계 및 생산 과정에서 엄격한 사이버 보안 조치를 의무화하고 있습니다.

2024년 8월, 중국은 의무 국가 표준 GB 44495-2024를 발표했습니다: 자동차의 정보 보안을 위한 기술 요구 사항은 2026년 1월 1일부터 신규 인증 모델에 적용될 예정입니다. 이 표준은 외부 연결, 통신, 데이터 보안 및 소프트웨어 업데이트에 대한 구체적인 요구 사항과 해당 테스트 방법을 설명합니다. 이미 UN-R155에 따라 인증을 받은 제품도 중국의 국내 모델에 대한 국가 표준을 충족하기 위해 목표 기술 조정이 필요할 수 있습니다.

따라서 ECU 소프트웨어 개발은 진화하는 글로벌 사이버 보안 규정을 준수해야 합니다. ECU 소프트웨어를 안전하게 최신 상태로 유지하려면 실시간 모니터링과 업데이트를 차량 개발 라이프사이클에 통합하는 것이 필수적입니다.

자동차 사이버 보안 분야의 선구자인 이타스는 고객이 ECU 개발의 복잡성을 관리하고 사이버 보안 위험을 줄이며 상업적 잠재력을 극대화할 수 있도록 지원합니다. 이타스의 포괄적인 네트워크 제품 및 전문 서비스는 전 세계 수백만 대의 차량을 보호하며 소프트웨어 정의 차량 사이버 보안의 표준을 제시하고 있습니다.

예를 들어, 임베디드 시스템용으로 맞춤화된 이타스 암호화 라이브러리 ESCRYPT CycurLIB은 암호화 알고리즘과 보안 표준을 효율적으로 구현할 수 있습니다. 리소스 제약이 있는 ECU 시스템을 위해 특별히 설계된 이 라이브러리는 모든 일반적인 암호화 알고리즘과 인증서 표준(중국 표준 포함)을 지원하고, AUTOSAR 및 비 AUTOSAR 구성에서 작동하며, 모든 플랫폼에서 작동합니다. 다양한 프로세서에서 속도, RAM, ROM을 최적화할 수 있습니다.

또한 이타스의 혁신적이고 유연한 ESCRYPT CycurHSM 보안 펌웨어는 도메인 컨트롤러를 포함한 모든 ECU에 배포할 수 있습니다. 안전한 부팅, 차량 내 통신 보안 및 부품 보호를 보장하며, ISO 26262 ASIL-D, Automotive SPICE 및 ISO/SAE 21434와 같은 표준을 충족합니다.

특히, 이타스는 2023년 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 암호화 알고리즘 검증 프로그램(CAVP) 인증을 성공적으로 통과한 인피니언의 2세대 AURIX™ TC3xx 하드웨어 보안 모듈(HSM)에 ESCRYPT CycurHSM을 구현하여 검증된 암호화 알고리즘을 완벽하게 준수하도록 지원했습니다.

또한 복잡한 캘리브레이션은 ECU 소프트웨어 개발의 주요 과제 중 하나입니다. 실제로 ECU 소프트웨어 개발에서 중요한 프로세스인 캘리브레이션은 전반적인 차량 성능에 영향을 미칩니다. 캘리브레이션 과정에서 소프트웨어 기능과 ECU 간의 수많은 상호 작용을 고려하여 소프트웨어가 실제 시스템에 적응하고 애플리케이션의 방대한 캘리브레이션 파라미터를 최적화하는 것이 필수적입니다.

특히 ECU 문서를 처리하고 정확한 캘리브레이션을 보장하는 것은 정보 비동기화와 낮은 지식 전달 효율성으로 인해 전체 생산성을 저하시키고 엔지니어링 시간을 과도하게 소모할 수 있는 복잡한 작업인 경우가 많습니다. 동시에 ECU 개발 주기를 연장하고 차량 개발 프로젝트를 지연시키며 자금 조달 비용을 증가시킬 수 있습니다.

반면에 ECU 개발 과정에서의 캘리브레이션 오류율은 높습니다. 캘리브레이션 파라미터를 잘못 이해하여 설정이 잘못되면 반복적인 테스트와 재보정이 필요하고, 잘못 설정된 파라미터는 규제 표준을 충족하지 못해 많은 비용이 드는 수정 및 리콜로 이어질 수 있습니다.

이러한 과제를 해결하기 위해 이타스는 임베디드 자동차 소프트웨어 분야에서 30년간 쌓아온 심층적인 경험을 바탕으로 일련의 방법과 솔루션을 제안했습니다.

문서화 및 지식 공유 강화: 각 캘리브레이션 매개변수의 목적, 다른 매개변수와의 상호의존성, 시스템에 미치는 영향 등 각 매개변수를 명확하게 설명하는 포괄적인 문서 제공. 대화형 문서 솔루션을 구현하여 오류를 줄이고 프로세스 효율성을 개선합니다.

사용자 친화적인 인터페이스 구축: 사용자에게 관련 매개변수와 옵션만 제공하는 솔루션을 제공하여 보정 프로세스를 간소화하고, 시각적 슬라이더와 동적 그래프를 사용하여 보정 설정을 더 쉽게 이해하고 조정할 수 있도록 합니다.

자동화 및 표준화 도구 활용: 예를 들어, 직관적인 UI를 갖춘 INCA-FLOW는 일상적인 캘리브레이션 작업에 사용되어 수동 작업을 줄이고 캘리브레이션 프로세스를 간소화하는 동시에 여러 프로젝트와 팀에서 일관성과 신뢰성을 보장합니다.

시뮬레이션 및 데이터 모델링 활용하기: ASCMO와 같은 시뮬레이션 및 모델링 도구를 사용하여 수학적 모델을 생성합니다. 이러한 모델은 실제 하드웨어에 영향을 주지 않고 학습된 수학적 모델을 사용하여 캘리브레이션 파라미터를 최적화 및 생성하고, MOCA 환경 내의 테스트 데이터를 기반으로 물리적 모델 파라미터를 자동으로 캘리브레이션합니다. 또한 수학적 모델을 ECU 시스템 모델에 포함하면 운영과 테스트가 더 쉬워집니다.

이를 바탕으로 이타스의 캘리브레이션 솔루션과 실시간 캘리브레이션 검증 솔루션은 데이터를 가치 있는 정보 및 도구로 전환하여 ECU 캘리브레이션 효율성과 정확성을 향상시켜 강력한 시장 경쟁력을 제공합니다.

예를 들어, 20년 가까이 자동차 산업을 발전시켜온 이타스의 자동차 캘리브레이션 테스트 진단 툴 INCA는 내연기관 동력 시스템, 전기자동차 동력 시스템, 열 관리 및 섀시를 위한 도메인 간 표준화된 하드웨어 및 소프트웨어 툴에 사용되는 강력한 통합 캘리브레이션 솔루션 플랫폼으로 발전했습니다.

특히 INCA는 캘리브레이션 설정, 실시간 분석 및 시각화를 간소화하는 동시에 검색 시간을 단축하고 캘리브레이션 파라미터를 최적화하는 사용자 친화적인 인터페이스가 특징입니다. 현재 INCA 베이직 툴체인과 다양한 플러그인은 전 세계 50,000명 이상의 사용자들이 ECU 프로젝트 개발 프로세스에서 널리 사용하고 있습니다.

또한 이타스의 대화형 소프트웨어 문서화 솔루션인 EHANDBOOK은 ECU 소프트웨어의 기능 로직을 대화형 및 그래픽으로 표시하여 복잡한 자동차 소프트웨어를 보다 쉽게 이해할 수 있도록 도와줍니다. 특히 ECU 기능 간의 신호 흐름과 종속성을 이해하는 데 유용하며, ECU 소프트웨어의 복잡성을 크게 줄이고 비효율적인 검색에 소요되는 시간을 최소화할 수 있습니다.

실제 어플리케이션에서 EHANDBOOK과 INCA 툴을 결합하면 데이터 검색, 분석 및 전송과 같은 수동 작업을 효과적으로 줄일 수 있습니다. INCA 실험은 EHANDBOOK 내에서 자동으로 설정할 수 있어 엔지니어가 ECU 기능 이해와 변경 사항 구현을 원활하게 전환하고 필요한 데이터에 빠르게 액세스하며 효율적인 문제 해결을 위한 즉각적인 피드백을 제공함으로써 ECU 캘리브레이션 및 진단에서 팀의 효율성, 정확성 및 협업을 크게 향상시킬 수 있습니다.

이타스는 포괄적이고 구속력이 없으며 확장 가능한 ECU 소프트웨어 개발 솔루션을 통해 툴 간의 원활한 통합과 통신을 지원함으로써 OEM과 공급업체가 전체 프로젝트 비용을 절감하고 소프트웨어 개발 프로세스의 효율성을 극대화하여 자동차 임베디드 마이크로컨트롤러 소프트웨어 기능 개발, 전반적인 사이버 보안 및 복잡한 캘리브레이션과 같은 과제를 효과적으로 해결할 수 있도록 돕습니다.