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[칼럼] 더욱 스마트하고 안전한 차량을 위한 ‘GMSL SerDes’ 기술

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대도시 지역을 중심으로 도로는 점점 혼잡해지고 있다. 차에서 전화로 회의에 참여할 수도 있지만 차로 이동 중인 시간은 딱히 생산적이지 않다. 그러나 자율주행차가 보편화되면 상황은 크게 달라질 것이다. 자동차가 스스로 운전하는 동안 이메일을 확인하고 보고서를 작성하며 기타 업무를 볼 수 있다면 얼마나 효율적일까!

전세계 여러 도시가 자율주행차 테스트를 이미 진행 중이다. GM과 크루즈 오토메이션(지난해 GM이 인수)은 최근 대량 생산이 가능한 자율주행차를 개발했다고 발표했다. GM과 크루즈는 본격 양산 체계를 갖춘 최초의 자율주행차라고 주장하지만 테슬라는 이미 자사의 모든 전기차에 자율주행을 가능케 하는 센서 스위트를 장착하기 시작했다. 크라이슬러는 웨이모(알파벳의 자율주행 사업부)를 위한 자율주행 퍼시피카(Pacifica) 미니밴을 수백 대 제조하고 있다.

많은 자동차가 이미 주차 지원, 자동 제동, 보행자 감지, 충돌 방지 기능을 제공하는 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)을 탑재했다. 센서, 카메라, 고속 직렬 링크와 같은 기반 기술은 ADAS를 가능케 하며, 자동차 업계가 레벨 5의 완전 자율주행차 단계로 나가고 있어 그 중요성은 계속될 것이다.

실시간 의사결정을 위해 막대한 대역폭 필요

차량의 대응∙반응을 지시하는 실시간 결정을 내리기 위해 ADAS 애플리케이션은 다수의 카메라와 센서 입력을 신속히 받아 처리해야 한다. 차량 내부 카메라 시스템은 일반적으로 매우 높은 데이터 전송률(data rate)을 자랑한다. 서라운드 뷰 시스템의 경우 각 카메라는 1280 x 800 픽셀 해상, 프레임 갱신률(frame refresh rate)이 30 f/s인 비디오 스트림을 갖는다. 고해상도 콘텐츠를 제공하고 비디오∙오디오 데이터를 처리하는 인포테인먼트 시스템도 카메라에 의존한다. 자동차에 안전 기능을 지원하는 카메라가 최대 8대 설치되는 일은 오늘날 흔하다. 안전성과 인포테인먼트의 결합으로 미래 자동차에는 12대 이상의 카메라, 여러 대 UHD 디스플레이, 여기서 나오는 데이터를 전송하기 위한 최소 19개의 직렬 링크가 장착된다. 물론 V2V(Vehicle-to-Vehicle), V2X(Vehicle-to-Everything) 통신도 고려해야 한다. ADAS, 인포테인먼트 시스템과 같이 V2V, V2X, 센서 융합 시스템도 자동차가 다른 차량∙도로 인프라의 데이터를 공유하고 이를 기반으로 조치를 취할 수 있도록 높은 대역폭과 데이터 무결성을 지원해야 한다.

스트래터지 애널리틱스(Strategy Analytics)은 2020년에는 지금과 비교해 대역폭 요구량이 약 25배 증가할 것으로 전망했다. 비디오 스트리밍, 화상 회의, 게임, 소셜 미디어와 같은 차량 내 온라인 활동이 늘수록 더욱 높은 프레임률과 해상도가 필요하다. 데이터 전송 기술은 대역폭, 데이터 무결성, 복잡한 상호 연결성, 혹독한 운영 환경 문제를 해결해야 한다. 직렬 링크 기술은 이 같은 자동차 환경에서 빠른 속도, 높은 안정성, 낮은 지연을 지원한다.

오늘날 많은 자동차에서 이더넷 백본은 매우 흔한 구성요소다. 이더넷은 링크를 통해 CAN 버스보다 100배 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있어 네비게이션, 제어 시스템, 이와 비슷한 중간급 대역폭 통신 애플리케이션에 적합하다. 그러나 이더넷은 비디오 피드의 압축을 필요로 하고, 현재∙미래 차량의 필요사항을 충족할 정도로 빠르지 않다. 자동차 제조사는 차량에서 차량 헤드유닛의 공간과 전력을 최소화하면서 메가픽셀 해상도의 이미지를 전송해야 한다.

4K 비디오를 위한 차세대 고속 직렬 링크

맥심의 차세대 기가비트 멀티미디어 직렬 링크(GMSL) 병렬-직렬 송신회로(SerDes) 기술은 미래 ADAS 및 인포테인먼트 시스템이 필요로 하는 대역폭, 복잡한 상호연결성, 데이터 무결성 문제를 완벽하게 지원한다.

맥심의 GMSL SerDes 기술은 미래 ADAS, 인포테인먼트, 텔레매틱스 시스템이 필요로 하는 고대역폭을 제공한다.
▲맥심의 GMSL SerDes 기술은 미래 ADAS, 인포테인먼트, 텔레매틱스 시스템이 필요로 하는 고대역폭을 제공한다.

맥심의 GMSL SerDes 기술은 15m의 단일 동축 케이블이나 10m~15m의 STP(Shielded-Twisted Pair) 케이블을 통해 HD 비디오, 오디오, 제어 정보, 통합 센서 데이터, 기가비트 이더넷을 동시에 전송한다. 압축에서 자유로운 기술로 차세대 버전은 최대 6Gbps 속도로 4K 비디오를 전송한다. GMSL은 압축이 필요 없어 빠르게 물체∙보행자 감지와 같은 안전 기능의 필수 요소인 머신 비전(기계 시각 인식) 기술을 지원한다. 또한 SerDes 기술은 링크의 전자파장해(EMI) 성능을 개선하는 대역확산(spread-spectrum) 기능을 제공한다. GMSL 기술은 추가 전선이나 접지선이 필요 없다. 원격지 마이크로컨트롤러를 제거함으로써 디자인을 단순화하면서 중량, 비용, 크기, 전력 소비를 줄여준다.

GMSL: 더욱 스마트하고 안전한 자동차를 위한 준비

오늘날 자동차는 이미 많은 안전∙엔터테인먼트 기능을 갖췄다. 미래 자동차는 출퇴근 시간에는 원격 워크스테이션, 장거리 여행에는 엔터테인먼트 센터로 활용되면서 다양한 데이터가 빠르게 전송 및 처리될 것이다. GMSL SerDes 기술은 4K 비디오, 센서 데이터, 기가비트 이더넷, 오디오를 위한 길을 열면서 더욱 스마트하고 안전한 자동차 설계에 기여하고 있다.

글_ 맥심 인터그레이티드

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현대엠엔소프트, 자율주행차용 정밀지도 구축에 드론 활용

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드론의 무한한 가능성! 산업 현장을 바꾼다

4차 산업혁명 시대에서 드론 시장이 급속도로 성장하고 있다. 정부가 발표한 ‘드론산업 발전 기본계획(2017~2026)’에 따르면, 전 세계 드론 시장 규모는 지난 2016년 55억 7000만 달러에서 오는 2019년 122억 4000만 달러, 2026년 221억 2000만 달러까지 확대될 것으로 전망된다.

시장 성장과 함께 드론의 활용 범위도 점차 확대되고 있다. 최초 군사용으로 개발됐던 드론이 자동차, 물류, 농업 등 여러 산업 분야에 접목되어 새로운 비즈니스 모델을 발굴하거나 업무 효율성 제고, 비용 절감하는 데 사용되는 것이다.

먼저, 자동차 업체들은 미래 모빌리티 시장을 선점하기 위해 드론을 활용해 차세대 이동수단 개발에 나서고 있다. 정부의 2020년 레벨3 자율주행차를 상용화 목표에 발맞춰 자동차 업체들이 자율주행차 기술 개발에 분주한 가운데, 현대자동차 그룹내 글로벌 차량 인포테인먼트 기업 현대엠엔소프트는 자율주행차 시대에 필요한 정밀지도 개발에 드론을 활용하고 있다.

현대엠엔소프트, 자율주행차용 정밀지도 구축에 드론 활용

현대엠엔소프트, 자율주행차용 정밀지도 구축에 드론 활용

현대엠엔소프트가 개발한 정밀지도 구축용 드론은 갑작스런 도로 공사나 신규도로 미개통 구간 등 MMS 차량의 접근이 제한된 지점에서 차량을 대신해 도로를 촬영, 지도를 구축할 수 있어 시간, 경제적 효율성을 높인다. 이 드론을 통해 구축한 지도와 실제 도로 간 오차 범위는 기존 MMS 차량으로 구축한 정밀지도와 동일하다.

또한, 현대엠엔소프트는 향후 드론 산업의 활성화 및 드론수 급증에 대응하기 위한 다양한 선행개발을 수행하고 있다. 저공 비행에서의 교통관리 및 드론의 안전한 비행을 위해 3차원 정밀 공간정보와 비행 장애물 정보를 포함시킨 3D 공간격자 지도(3D Airspace map)구축 선행개발을 완료했으며, 비가시권의 드론 비행과 드론 자율비행 기술을 대상으로 지도개발 고도화를 개발 중이다.

현대엠엔소프트가 구축한 여의도 지역 3D 공간격자지도

현대엠엔소프트가 구축한 여의도 지역 3D 공간격자지도

현대자동차는 미래 혁신 모빌리티 대응력을 강화하기 위해 미국 드론 전문업체 ‘톱 플라이트 테크놀러지스’에 전략적 투자를 단행하고, 고성능 드론을 활용한 차세대 이동수단에 대한 연구를 공동 진행할 계획이라고 밝혔다. 이를 기반으로 현대차는 드론을 활용한 새로운 모빌리티 서비스를 선보일 것으로 기대되고 있다.

이외에도 아우디, 롤스로이스 등 자동차 업체들은 자동차와 드론을 결합하여 사람을 태우고 하늘을 비행하는 드론 자동차, 드론 택시 등 개발에 한창이다.

물류산업에도 드론이 접목된다. 우편물이나 택배를 드론으로 배송할 경우, 소요 시간을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 이에 미국 아마존은 세계 최초로 드론 배송 서비스인 ‘아마존 프라임 에어’를 선보였다. 아마존은 지난 2016년 아마존 프라임 에어를 통해 세계 최초로 영국에서 2.3Kg 상품을 배송했다. 또한, ‘공중 물류창고’ 특허도 취득했다. 공중 물류창고란 물품이 담긴 창고를 하늘에 띄어 놓고, 주문이 접수되면 드론으로 목적지까지 배송하는 시스템이다.

우리나라는 글로벌 시장에 비해 빠른 편은 아니지만 지속적으로 드론 배송 기술 개발을 진행 중이다.

2022년 드론 배송 상용화를 목표로 사업을 추진하고 있는 우정사업본부는 산간지역 드론 우편물 배송 시범운영을 통해 왕복 1시간 소요되는 구간에서 드론으로 20분만에 배달하는 데 성공했다. 이외에 CJ대한통운, 롯데택배 등 국내 민간물류업체도 드론 택배 사업의 연구 개발에 힘쓰고 있다.

드론은 건설현장에서도 활용되며 지형 측량, 공정관리 등의 효율성을 높인다. 대우건설은 대단위 면적의 산업단지나 방조제, 매립지 등 사람이 직접 하기 어려운 지역의 토사량, 매립량 등을 측정할 때 드론을 적극 활용한다. 드론이 촬영한 사진은 3차원(3D) 입체 방식으로 제작돼 보다 정확한 현장정보를 산출할 수 있다. 그 밖에, 한라가 ‘드론 가상현실(VR) 촬영 공정관리’, ‘드론측량 3차원(3D) 현장관리’, ‘모바일검측앱’을 건설현장에 시범 도입한 사례 등도 있다.

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스마트공장

ETRI, 사물인터넷 저전력통신 국제표준 제정

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국내 연구진이 4차산업혁명의 대표적 기술로 불리는‘사물인터넷(IoT)’기술과 관련한 국제표준을 만들고 국제표준특허도 함께 추진해 독자원천기술에 대한 권리행사까지 가능할 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 지난 2018년 11월 국제표준화단체인 IETF가 태국 방콕에서 주관한 회의에서 저전력 사물인터넷 통신 프로토콜 기술인 ‘NFC 기반 IPv6 통신’ 표준 권고안이 최종 마감되어 2019년 1월 공식 국제표준이 된다고 밝혔다.

이 기술은 ETRI 표준연구본부가 세계 최초로 보유하고 있는 독자기술이다. 이미 지난 2016년 ETSI가 주최한 상호 운용성 시험 행사에서도 높은 점수로 항목을 통과, 기술력을 입증 받은 바 있다.

아울러 연구진은 지난 9월, 스위스 제네바에서 개최된 ITU‘사물인터넷 자율구성 네트워킹 프레임워크 기술’국제표준 개발을 완료했다. 지난 2016년 ITU-T SG20에서도‘사물인터넷 저전력 네트워킹 프레임워크 기술’을 국제표준으로 채택시킨 바 있다. 이를 포함하면 사물인터넷 저전력 통신기술과 관련, 연구진은 총 3건의 국제표준을 일궈낸 것이다.

ITU 국제 표준회의

ETRI는 “국제 공적 표준화기구 ‘ITU’ 및 사실 표준화 기구 ‘IETF’에서‘저전력 사물인터넷 통신기술’관련 국제표준 3건을 개발 완료함으로써 국내·외 관련 사물인터넷 서비스 시장 창출의 교두보를 마련하는 성과를 달성했다”고 설명했다.

연구진이 국제표준으로 이끈 기술들은 비상사태와 같이 전력이 충분하지 않을 때 사물인터넷 초소형 기기 활용을 위해 개발된 저전력 네트워킹 표준 기술이다. 데이터 소모량을 줄여 데이터를 전송하는 기술과 관련이 있다.

아울러 기존에는 와이파이로만 가능했던 통신방식을 블루투스나 NFC와 같이 다양한 통신을 이용해 자유롭게 활용토록 기술을 만들었다. 따라서 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 공장과 같은 다양한 사물인터넷 서비스 환경에서 많은 응용이 이뤄질 것으로 예측된다.

국제표준을 통해 새롭게 제정된 특허는 총 4건이다. 이로써 향후 국내·외 독자원천기술에 대한 권리행사가 보다 쉬워질 것으로 보인다.

ETRI 김형준 표준연구본부장은 “독자 기술 개발과 표준특허 확보를 통해 사물인터넷 분야의 혁신을 주도하고 미래시장 선점으로 이어질 수 있는 값진 성과”라고 말했다.

한편, ETRI 미래전략연구소 표준연구본부는 ITU-T SG20 부의장을 맡는 등 주도적인 리더십을 통해 무선 전력전송, 스마트 온실, 블록체인 응용, 스마트 승강기, 스마트 헬스 등 다양한 분야에서의 표준개발을 추진 중이다.

우청 기자 news@icnweb.co.kr

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KT, 재난안전통신망 본 사업 착수

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KT(회장 황창규)는 지난 12월 정부서울청사에서 열린 ‘재난안전통신망 본 사업 착수보고회’에 참석해 재난망 A, B 사업의 본 사업 착수 보고를 진행했다고 밝혔다. 이와함께 KT는 조달청과 재난망 A, B 본 사업 계약을 체결했다.

KT는 이날 착수보고회에서 ▲PS-LTE 표준 통신망 완성 ▲재난망 목표 커버리지 확보 ▲24시간 365일 안정적 운영이라는 세 가지 목표를 제시하고 재난현장 통합지휘체계를 수립한다는 내용을 발표했다.

전체 사업 중 A, B 사업을 수행하는 KT는 재난망 운영센터를 구축하고 컨트롤타워 역할을 맡는다. 특히 재난망 운영센터는 서울과 대구, 제주(분소) 세 군데에 구축하여 강력한 백업시스템을 갖춘다. 서울의 1센터와 대구의 2센터가 똑같은 시스템과 기능을 하도록 운영되고, 제주에도 비상 백업 운영센터를 구축한다. 또한 재난상황에서 광범위하게 기지국 장애가 생겨도 KT 고지중계소에 설치되는 ‘엄브렐러셀’을 통해 비상통신이 가능하도록 함으로써 사고나 정전 시에도 재난망이 문제없이 운영된다.

KT는 지난 2015년 재난안전통신망(PS-LTE) 시범사업 1사업자로 선정되어 시범사업을 성공적으로 수행한 바 있으며, 해상무선통신망(LTE-M) 시범사업, 다수의 철도통합무선망(LTE-R) 사업을 수행하는 등 3개 공공안전통신망을 모두 구축하고 운영한 유일한 사업자다. 특히 최근에는 재난안전통신망 본 사업의 구축 운영 및 유지보수, 경부선 1단계 철도통합무선망 사업을 수주하며 공공안전통신망 분야를 지속 주도하고 있다.

KT, 재난안전통신망

KT, 재난안전통신망

정부는 이번에 재난안전통신망(PS-LTE)을 지역에 따라 3개 사업구역으로 구분해 구축에 들어갈 계획으로 추진하고 있다. 행정안전부가 추진하는 (국가)재난안전통신망 3개 사업구역(A, B, C) 중 KT는 A구역과 B구역에 선정됐고, C구역은 SK텔레콤에 돌아갔다.

가장 규모가 큰 A사업은 KT가 종합평점 95.7708점으로 1위를 차지했다. 사업구역은 서울, 대구, 대전, 세종, 경북, 충남, 제주 등으로. 발주 규모는 4025억9000만원이다. B사업 역시 KT가 96.7083점으로 1위에 올랐다. 광주, 경기, 강원, 전북, 전남가 사업구역이며 발주 규모는 3120억5100만원이다. C사업은 SK텔레콤이 95.7625점을 받아 1위를 차지했다. 부산, 인천, 울산, 충북, 경남이 사업구역으로 발주 규모는 1877억5500만원이다.

이들 3개 구역 재난안전통신망은 오는 2020년까지 구축되며 단말 비용을 포함한 총 사업규모는 1조7000억원에 달한다. 이 중 통신사업 비용은 9024억원이다.

박윤영 KT 기업사업부문장(부사장)은 “KT는 재난∙해상∙철도 3가지 공공안전망 사업을 모두 경험한 강점을 살려 재난안전통신망 전체 사업의 총괄 기능을 수행하는 컨트롤타워 역할을 할 것”이라며, “KT는 중소협력사 및 타 구역 사업자와 함께 국민의 안전을 지키기 위한 재난안전통신망 구축에 최선을 다하겠다”고 말했다.

오윤경 기자 news@icnweb.co.kr

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