전력과 공간이 한정적인 차량 환경
전원, 통신, 관리 IC 통합한 SBC 필요


자동차가 잘만 굴러가면 끝나는 시대는 지났다. 최근 차량에는 다양한 역할을 하는 수많은 전자부품이 탑재된다.

차 안에서도 다른 장소에서 하던 행동들을 그대로 하고 싶어 하는 운전자들의 욕구와 이에 발맞추려는 제조사들의 방침은 이러한 추세를 더욱 가속하고 있다.

초고속 통신은 현대의 차량이 요구하는 가장 대표적인 기능이다. 차량에 탑재되는 애플리케이션들은 서로 간은 물론 외부와도 통신한다.

통신 과정에서 오고 가는 데이터양은 점차 증가하고 있으며, 많은 전자부품이 필요해졌다. 하지만 차량 내 전력과 공간은 한정적이다.

차량용 애플리케이션 제조사는 자사의 제품이 자동차 안이라는 전력과 공간이 한정적인 곳에서 타 제품에 영향을 주거나 혹은 받지 않으면서 제대로 작동할 수 있도록 설계해야 한다.

인피니언 코리아에서 차량용 전원 분야 기술 지원을 담당하는 노현경 대리를 만나 차량용 애플리케이션 개발을 가속하기 위해서 어떤 부품을 선택하고 조율해야 하는지를 물었다.


Q. 최근 차량용 애플리케이션 설계 분야의 동향은 어떻습니까?
A. 세계 각국은 지구온난화의 주범으로 꼽히는 CO₂를 줄이기 위해 자동차의 배기가스 관련 규제를 강화하고 있습니다. 따라서 낮은 암전류를 요구하고 필요한 기능들만 깨워서 쓰는 부분 네트워킹(Partial networking) 기능이 많이 사용되고 있습니다.

또한, 차량에 탑재되는 전자부품이 늘어나면서 서로 간의 통신도 늘어나고 있습니다. 개발 사이클이 빨라지며 개발 시간을 줄이는 것도 중요해졌습니다. 거기다 차량의 다양한 애플리케이션이 기능 안전 규격을 요구함으로써, 이를 지원하는 기능들이 요구되고 있습니다.


Q. 차량용 애플리케이션 개발자에게 인피니언이 제안하는 SBC란 무엇입니까?
A. SBC는 시스템 기반 칩(System Basis chip)의 약어로, ECU의 MCU에 전원공급과 CAN, LIN 인터페이스 및 감시 기능을 결합한 IC입니다. 차체의 게이트웨이와 조명제어유닛, 차대의 변속기, 파워트레인과 인포테인먼트의 온보드 충전기와 텔레메틱스 등 전원공급 및 통신이 필요한 차량용 애플리케이션 전반에서 다양하게 사용되고 있습니다.


Q. 설계에 SBC를 채택함으로써 얻을 수 있는 장점은 어떤 것입니까?
A. 이전에 각각 전원 IC, 통신 IC, 관리 IC 등 따로 구현하던 IC들을 하나의 IC를 사용하여 구현할 수 있으므로 PCB 크기를 줄일 수 있고, BOM을 절감할 수 있습니다. SBC 제품군은 하드웨어적으로, 또 소프트웨어적으로도 서로 호환됩니다.

따라서 어느 애플리케이션을 개발할 때 SBC를 사용해서 소프트웨어 개발을 완료했다면, SBC 제품군을 사용하여 다른 애플리케이션을 개발할 때 앞서 개발한 소프트웨어를 바로 사용할 수 있어 개발 시간을 크게 단축할 수 있습니다.


Q. 인피니언은 여러 SBC 제품군을 보유하고 있습니다. 구분 기준은 무엇입니까?
A. 인피니언의 SBC 제품군은 △라이트(Lite), △미드레인지(Mid-range), △DC/DC, △멀티CAN 파워 플러스(Multi-CAN Power +) SBC 제품군으로 나눌 수 있습니다. 각각의 제품군은 애플리케이션에서 요구하는 전원공급 방식과 통신 방식에 따라 구분됩니다.


Q. 개발자는 어떤 기준을 갖고 SBC 제품군을 선정해야 합니까?
A. 먼저 전원에 따라 LDO가 들어가는 제품군이 요구되는지, 아니면 DC/DC 컨버터가 들어가는 제품군이 요구되는지를 파악해야 합니다. 그리고 시스템이 어떤 통신 방식을 요구하는지에 따라 CAN, LIN의 수를 결정해야 합니다. 마지막으로 부분 네트워킹 기능이 필요한지의 유무를 결정하면 최종적으로 개발하려는 애플리케이션에 맞는 SBC를 선택할 수 있습니다.


Q. 개발자가 SBC 내부의 기능을 조정하는 것도 가능합니까?
A. SBC의 여러 내부 기능은 하드웨어에서 핀 세팅으로 설정할 수 있거나, 소프트웨어에서 레지스터 변경으로 설정할 수 있습니다. 가령 하이사이드 스위치(High-Side Switch)를 애플리케이션에서 PWM으로 제어해야 한다면, 하이사이드 스위치 핀에 외부 회로를 연결하고 SPI 명령을 하는 것으로 소프트웨어적인 PWM 제어가 가능합니다.


Q. 인피니언이 SBC 제품을 채택한 개발자에 제공하는 지원책은?
A. 인피니언에서는 고객의 개발 기간 단축을 위한 여러 설계 툴을 제공하고 있습니다.

먼저 ‘파워 디시페이션 툴(Power dissipation tool)’로 개발자는 요구되는 전류 사양과 사용할 기능을 선택하여 미리 계산해서 해당 애플리케이션에 적합한지 확인할 수 있습니다. ‘보드 플롯 툴(Bode plot tool)’로는 DC/DC 타입의 위상과 게인 마진을 확인할 수 있습니다.

또한, ‘PN 위자드(PN Wizard)’를 이용해서 부분 네트워킹 설정 코드를 생성해서 사용할 수 있습니다. ‘컨피그 위자드(Config Wizard)’를 이용해서 데모보드와 연결, 직접 기능들을 테스트하고 설정한 기능들을 바로 코드로 생성해 사용할 수도 있습니다.

인피니언은 설계자들에게 개발 실무에 필요한 사용자 설명서 및 자주 묻는 질문(FAQ) 문서를 제공하여 궁금점에 대한 답변을 제공합니다. 실제 업무 시작 시 회로 리뷰와 테스트, 그리고 고장 진단 및 분석 등도 지원하고 있습니다.


Q. 차량용 애플리케이션 시장에서 인피니언의 목표는 무엇입니까?
A. 인피니언은 여러 SBC 제품군을 통해 고객이 차량용 애플리케이션 개발의 복잡성과 기간을 줄여 시장 경쟁력을 갖출 수 있도록 지원하는 솔루션을 공급하기 위해 노력하고 있습니다. 향후 고객 및 시장과의 지속적인 피드백을 통해 SBC 포트폴리오를 개발하고, 차량뿐만 아니라 더 다양한 애플리케이션 분야에서 사용할 수 있는 제품군을 제공하려 합니다.