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자동차 시장의 혁신을 선도하는 자일링스의 DNA


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자일링스는 독보적인 적응형 및 유연한 플랫폼을 제공함으로써 설계자가 제품을 출시한 후에도 하드웨어 및 소프트웨어 레벨에서 제품을 조정할 수 있도록 해준다. 이러한 적응형 솔루션을 갖춘 기업들은 역동적인 시장환경에서 혜택을 누리게 될 것이며, 특히 자동차 시장에서는 더욱 중요한 요소가 될 것이다.

글/유세프 칼릴롤라히(Yousef Khalilollahi), 자일링스 아태지역 세일즈 부사장                
정리/배인순, 프리랜서


자율주행 및 5G의 부상에서 클라우드 컴퓨팅 및 IoT에 이르기까지 시장 전반에 걸쳐 변화가 가속화되고 있다. 특히 AI가 폭발적으로 확산되고, 지능형 기능이 점차 보편화됨에 따라 시장의 요구는 더욱 빠르게 변화하고 있다. 따라서 가장 적응력이 뛰어나고 탄력적인 시스템 만이 시장의 생존자가 될 것이다. 자일링스는 독보적인 적응형 및 유연한 플랫폼을 제공함으로써 설계자가 제품을 출시한 후에도 하드웨어 및 소프트웨어 레벨에서 제품을 조정할 수 있도록 해준다. 이러한 적응형 솔루션을 갖춘 기업들은 역동적인 시장환경에서 혜택을 누리게 될 것이며, 특히 자동차 시장에서는 더욱 중요한 요소가 될 것이다.
자일링스 솔루션은 독보적인 유연성으로 엣지에서 클라우드까지 다양한 애플리케이션을 지원한다. 항공우주 및 방위산업과 오디오, 비디오 및 방송 애플리케이션, 자동차 및 컨수머, 데이터센터, 고성능 컴퓨팅을 비롯해 산업, 과학, 의료, 테스트 및 측정, 에뮬레이션과 ASIC 에뮬레이션 및 프로토타이핑, 유선 및 무선 통신 분야에 이르기까지 다양한 고객을 대상으로 혁신을 지원하고 있다.

자동차의 재정립

자동차 산업은 차량의 설계 향상을 비롯해 개인화된 안전성과 편의성 및 서비스에 대한 수요 증가에 대응하기 위해 근본적인 혁신을 거듭하고 있다. ADAS를 비롯해 차량내 모니터링 시스템, 자동주행, 커넥티드카, 전기화, 기능 안전성 등 새로운 기술이 도입되면서 계속해서 진화하고 있다. 자일링스는 이러한 차세대 시스템 분야에서 리더십을 강화하면서 자동차 시장을 재정립하는 모든 영역에서 혁신을 제공하고 있다.
ADAS는 엣지 센서와 전방 및 서라운드뷰 카메라와 레이더 및 라이다를 이용해 충돌방지, 객체감지, 추적 기능 등을 지원하기 위해 컴퓨터 비전에서 AI로 이행하고 있으며, 이러한 시스템은 모두 자일링스의 적응형 플랫폼에 적합한 핵심 영역이다.
차량내 모니터링 또한 AI를 사용하여 차량 탑승자의 주의력이나 제스처, 선호도를 식별하는 것은 물론, 차량에 남겨진 물건 등을 식별할 수 있다. 이러한 기능은 안전과 편안함을 모두 충족시킬 수 있는 첨단 기능들이며, 모두 자일링스의 AI 추론 솔루션의 첨단 프로세싱 성능을 통해 구현이 가능하다.
자동주행은 아직 도입 초기 단계이지만, 지속적으로 기술이 발전하면서 TaaS(Trans-portation as a Service) 등을 비롯해 엄청난 기회 요소를 제공할 수 있다. 가능성은 무한하며, 매우 흥미로운 시대가 열릴 것이다. 이러한 자동화된 차량 애플리케이션에서 확산되고 있는 도메인 컨트롤러 컴퓨팅은 자일링스의 차세대 제품의 성장을 견인하게 될 것이다.
커넥티드 카는 양방향 통신으로 차량의 외부 시스템과 정보 및 데이터를 교환함으로써 객체 및 방해물에 대한 판단력을 높일 수 있다. 또한 배터리 및 충전 시스템 기술이 발전하면서 전기자동차도 빠르게 확산되고 있다. 기능 안전성은 시스템의 보안 및 안전성을 위해 여전히 중요한 영역이다. 자일링스는 이미 입증된 품질로 높은 신뢰성을 제공함으로써 자동차의 모든 시스템에서 이러한 인증을 획득할 수 있도록 지원하고 있으며, 자동차 제조업체와 공급업체들이 차별화된 경쟁력을 갖출 수 있도록 최고의 설계 유연성을 제공한다.

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자동차 시장을 위한 자일링스의 가치 제안

자동차용 반도체 시장은 2020년 450억 달러 규모에서 오는 2040년에는 1,750억 달러 규모로 폭발적으로 성장할 것으로 전망되고 있다.(자료: Statista 2020) 반도체는 차량의 운전자 지원 시스템을 비롯해 자동주행, AI 및 머신러닝, MaaS(Mobility as a Service), 인포테인먼트, 커넥티드 카, 전기화, 기능 안전성 등에 이르기까지 자동차 시장의 새로운 기술을 촉진시키는데 광범위하게 적용되고 있다.
한국의 자동차 시장은 코로나 상황에도 불구하고 2020년 11월 내수시장 기준 143,591대의 판매량을 기록하며, 전년동기대비 5.3%의 성장률을 기록하며, 빠르게 회복하고 있다. 전세계 자동차 시장은 아직 많은 어려움을 겪고 있지만, 코로나 상황이 개선되면 회복할 것으로 기대하고 있다.
이러한 자동차 시장의 성장 속도와 혁신을 지원하기 위해서는 알고리즘이나 AI 모델, 기능 안전성 표준, 센서 수 등 빠르게 진화하는 시스템 요건을 충족할 수 있어야 한다. 하지만 혁신의 속도는 이미 실리콘 설계주기를 능가하고 있으며, 이러한 추세는 앞으로도 가속화될 것이다. 또한 고객의 요구가 지속적으로 변화하면서 소프트웨어 및 하드웨어 레벨에서 여러 다양한 제품을 구현할 수 있는 적응형 컴퓨팅 솔루션이 요구되고 있다.
자일링스는 FPGA를 시작으로 SoC, MPSoC, RFSoC, 적응형 컴퓨팅 가속화 플랫폼(ACAP: Adaptive Compute Acceleration Platform)에 이르기까지 지속적으로 성능과 전력, 집적도 등을 향상시키면서 로우-엔드에서 하이-엔드까지 다양한 애플리케이션을 개발할 수 있도록 지원하고 있다.
자일링스는 프로그래머블 SoC와 확장 가능한 제품군, OTA(Over-The-Air) 실리콘 업데이트 등을 통해 빠르게 진화하는 시장에 적응할 수 있다. 또한 자동차 시장의 고성능 인텔리전스를 지원하기 위해 뛰어난 컴퓨팅 성능과 짧은 지연시간을 모두 구현할 수 있으며, 오랜 기간 자동차, 산업, 항공우주 분야에서 입증된 품질과 신뢰성을 갖추고 있다.
자일링스는 자동차 시장에서 지난 15년 동안 총 1억 9천만개 이상의 디바이스를 출하하고 두 자릿수 성장을 기록하며, 꾸준한 성장세를 기록해 왔다. 이중 ADAS 분야에는 7,500만 개 이상의 디바이스가 선적되었다.

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적응성 및 짧은 지연시간의 중요성

POV(Passenger of Vehicle) 및 로보택시 등 자동차 분야에 새롭게 도입되는 기능들과 비즈니스 모델은 기술 혁신으로 이어지고 있다. ADAS에 적용되는 센서 수가 증가하고, 전방 카메라는 2022년~2023년에 ‘표준 기능’이 될 것으로 예상되고 있으며, 머신러닝을 위한 이미저의 해상도 및 FoV(Field of View)도 계속해서 높아지고 있다. 2D 레이더는 이미징 레이더로 전환하고, 센서 범위도 300m 이상으로 확대되고 있으며, 라이다 기술은 일반 승용차에 보편화되어 확산될 것으로 예상된다. 특히 ADAS 분야에서는 향후 몇 년 동안 도메인 컨트롤러가 중요한 이슈로 부상할 것이다. 지금은 모듈과 시스템 등이 차량의 엣지에 분산되어 처리되지만, 향후에는 중앙에서 프로세싱이 이뤄지는 도메인 컨트롤러를 전환되고 있다.
인간의 뇌와 같은 기능을 하는 이러한 프로세싱 도메인은 데이터를 수집하고, 사전처리 및 분산, 결정 등을 수행해야 한다. 이는 DAPD(Data Aggregation, Pre-processing, Distribution)와 컴퓨팅 가속, 고성능 직렬 프로세서 및 안전 프로세서 등 4개의 주요 블록으로 구성되어 있다. 이러한 도메인 컨트롤러는 각기 다른 센서 구성과 센서 수 또는 센서 기능을 사용해야 하는데다 여전히 기술 혁신이 진행되고 있다. 따라서 중앙의 프로세싱 성능 및 적응성을 모두 지원할 수 있는 단일 플랫폼 기반의 자일링스 솔루션이 매우 적합하다.
로보택시와 차량공유서비스, MaaS(Mobility as a Service)와 같은 TaaS(Transportation as a Service)는 점차 자율주행 차량을 이용한 새로운 접근방식이 도입되고 있다. 자율주행을 구현하기 위해서는 여러 요건이 필요하지만, 그 중 지연시간은 매우 중요하다. 처리량을 높이면서도 지연시간을 줄일 수 있어야 자율주행 차량의 인식 및 판단 성능을 향상시킬 수 있다. 자일링스는 유일하게 짧은 지연시간으로 높은 처리량을 제공할 수 있는 솔루션을 제공한다. 이는 자율주행 차량의 훨씬 짧은 반응시간을 필요로 하는 AI 추론 애플리케이션에 상당한 이점이 될 수 있다.
다임러(Daimler AG)의 조르주 매싱(Georges Massing) 디렉터는 “자일링스는 열적으로 제한된 자동차 환경에서 매우 짧은 지연시간과 전력 효율적인 솔루션을 구현할 수 있는 기술을 제공하고 있다. 우리는 이러한 자일링스의 독보적인 성능에 깊은 인상을 받았으며, AI 기반 자동차 애플리케이션을 위한 신뢰할 수 있는 파트너로 자일링스를 선택했다”고 밝혔다.
일반 승용차량 및 로보택시에 모두 적용되고 있는 AI와 머신러닝은 빠르게 진화하고 있다. AI는 2012년 AlexNet이 등장하고, 이후 폭발적으로 확산되었으며, 광범위한 애플리케이션 분야에 걸쳐 다양한 모델이 개발되고 있다. AI는 엄청나게 빠른 속도로 진화하고 있기 때문에 칩 공급업체들이 ASIC을 기반으로 디바이스를 구현한다면, 출시되는 시점에는 이미 솔루션의 유용성이 상실될 가능성이 크다. 따라서 지속적으로 진화하는 AI 접근방식에 대응하기 위해서는 적응형 실리콘이 필요하다.
자일링스는 구축된 시스템이 현장에서 운영 중인 상황에서도 하드웨어를 업그레이드할 수 있는 OTA(Over-the-Air) 실리콘 업데이트 기능을 지원한다. 이를 통해 새로운 보안위협에 대한 대응이 가능하고, 안전 알고리즘을 업데이트하고, 시간이 경과하면서 진화하는 신경망 구현을 지원하는 것은 물론, 교정 및 수정 조치를 수행할 수 있다.

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신뢰할 수 있는 자동차용 반도체 공급업체

자일링스는 신뢰성과 무결함을 최고의 비즈니스 가치로 두고 있는 자동차 분야에서 신뢰할 수 있는 반도체 공급업체로 인정받고 있다. 자일링스는 자동차 분야에 2002년에 진출했으며, 지금까지 자동차 등급 디바이스 1억 6천만 개를 출하했다. 제품에 대한 리콜이 없고, 불량률(PPM)에서도 탁월한 결과를 달성하는 등 독보적인 성과를 거두었다. 특히 ADAS 및 자율주행, 기능 안전성 요구가 증가하면서 지난 4~5년 동안 자일링스 솔루션에 대한 기대는 더욱 높아졌다. 자일링스는 훨씬 엄격한 요건과 새로운 방법론을 필요로 하는 자동차 시장의 새로운 흐름에 대응하고 있다.
자일링스 제품은 이미 항공전자기기 및 산업, 의료기기 등과 같이 매우 엄격한 기능 안전성을 요구하는 많은 시장에 적용되어 있다. 자일링스는 디바이스 및 소프트웨어, 툴에 대한 자동차 기능 안전성 국제 표준인 ISO26262 인증을 받았으며, ASIL B/D 애플리케이션을 지원한다.

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자동차의 전기화

자일링스는 전기화와 관련하여 차량 역학(Vehicle Dynamic) 및 예측유지보수 전략을 가속화할 수 있도록 자일링스 AI 기능을 사용하는 전기 자동차 관리 ECU를 비롯해 복잡한 차량 통신을 구현하여 실시간으로 중요 데이터를 전송할 수 있도록 동시에 다중 프로토콜을 처리하는 다자간(Any-to-Any) 통신과 모델 기반 알고리즘 및 실리콘 카바이드(SiC: Silicon Carbide) 제어루프 지원 등 4가지 중점 분야에 주력하고 있다.
현재 자일링스의 적응형 기술은 온보드 충전기와 배터리 관리 시스템 및 전기자동차 모터 드라이브 제어 등에 사용되고 있다. 이러한 분야는 기본 하드웨어 동작에 실시간으로 적응할 수 있도록 모델 기반 알고리즘을 구동하기 위해 AI 및 하드웨어 가속을 이용하는 사례가 증가하고 있다.
전력관리 분야에서 확산되고 있는 최첨단 스위칭 기술인 실리콘 카바이드는 효율성을 크게 향상시킬 수 있지만, 복잡한 제어루프를 100kHz 이상의 훨씬 빠른 속도로 실시간 실행이 가능해야 한다. 실리콘 카바이드는 전기자동차의 모터 드라이브를 제어하는데 사용하는 것은 물론, 충전 속도와 성능을 향상시키기 위해 온보드 충전기 시스템에도 적용되고 있다. 실리콘 카바이드는 오는 2026년까지 연간 60%의 성장률을 기록하며, 전력 반도체 시장의 19%를 차지할 것으로 전망되고 있다.(자료: Strategy Analytics)
실리콘 카바이드 제어에 자일링스 솔루션이 적합한 이유는 다양하다. 탁월한 유연성으로 최적화를 제공하는 것은 물론, 초고속 제어가 가능해 더 높은 스위칭 주파수를 달성할 수 있으며, 능동 전류 필터링으로 EMI를 줄이고, 손실을 최소화할 수 있다. 자일링스 징크 7000(Zynq 7000) 제품군은 ARM Cortex-A9 기반의 소프트웨어 플랫폼과 유연한 프로그래머블 로직 어레이를 제공함으로써 복잡한 모터 제어 루프 모델에서 실시간 응답을 구현하고, 설계를 최적화할 수 있다. 또한 프로그래머블 로직은 EMI를 줄이고, 손실을 최소화하며, 특정 플랫폼에 맞게 IO 맵을 생성할 수 있는 독보적이고 유연한 방법을 제공한다.

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leekh@seminet.co.kr
(끝)
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