자율주행차와 커넥티드카 아키텍처 개발을 위한 3가지 과제

자동차 산업에서 1980년대 전동화 이후 두 번째 디지털 전환(Digital Transformation)의 원동력인 자율주행차와 커넥티드카는 매우 복잡한 시스템 구성으로 인해 많은 개발 시간 및 높은 비용을 부담해야 했다. 또한, 매우 경쟁적인 시장 환경은 신제품에 대한 시장 출시 기간을 얼마나 단축해 개발하느냐가 중요 사항이 됐다.

이로 인해 많은 기업은 자율주행차와 커넥티드카 개발 시간을 단축시키기 위해 서둘러 새로운 개발 프로세스를 도입하고자 노력하고 있다. 예를 들어, 가상 개발, 애자일/스크럼(SCRUM) 개발, 데브옵스, 추상화된 하드웨어 기반의 앱 개발, 인공지능(AI) 알고리즘 기반의 개발 환경 도입이 늘어나고 있다.

현재 자동차 산업의 엔지니어는 친환경 차량의 주행거리, 자율주행차의 자율성과 안전성, 커넥티드카의 연결성 향상을 위한 새로운 소프트웨어 및 전기/전자 아키텍처 개발 과제를 해결해야 한다.

지난 10월 28일 “매스웍스 오토모티브 컨퍼런스 2021 Day 1” 웨비나에서는 소프트웨어 정의 차량 기술 트렌드와 매트랩으로 탄력적이고 재사용 가능한 차량용 소프트웨어를 개발하는 방법이 소개됐다.

사토루 아베(Satoru Abe) 매스웍스재팬 인더스트리 마케팅 매니저는 컨퍼런스 기조연설에서 다음과 같이 1) 소프트웨어 정의 자동차의 서비스 지향 소프트웨어 개발, 2) AI와 고급 알고리즘 개발, 3) 애자일 데브옵스라는 3가지 개발과제를 제시했다.

먼저, ‘소프트웨어 정의 자동차의 서비스 지향 소프트웨어 개발 과제’를 위해 그는 “고성능 CPU/GPU 기반의 중앙화된 통합 전기/전자 아키텍처와 함께 새로운 동적 ‘서비스 지향 아키텍처’를 구축하여 VM을 통해 하드웨어와 분리 가능한 복잡한 소프트웨어 기능을 실제로 구현해야 한다.”고 밝혔다. 서비스 지향 아키텍처는 우주항공, 국방, IT, 소비자 전자제품 산업에 이미 도입된 바 있다. 자동차 산업에서도 차세대 차량 소프트웨어 플랫폼으로서 빠르게 성장하는 중이다.

서비스 지향 아키텍처는 기존 워크플로우를 재사용하여 컴포넌트를 새로운 아키텍처로 마이그레이션할 수 있다는 혁신적인 장점을 제공한다. 이로써 소프트웨어를 처음부터 다시 개발해야하는 필요성을 제거한다.

사토루 아베(Satoru Abe) 매니저는 “매스웍스는 자동차 산업 엔지니어들이 다양한 서비스 지향 애플리케이션과 소프트웨어 아키텍처를 손쉽게 개발할 수 있도록 직관적이며, 협업이 용이한 그래픽 기반의 플랫폼을 진화시켜 왔다.”고 설명했다. 또한 “매스웍스 플랫폼은 새로운 서비스 지향 애플리케이션과 구성요소(메시지, 큐, 클라이언트/서버 관계, 시퀀스 다이어그램)에 대한 모델링 및 시뮬레이션 지원을 지속해서 확대해 왔다. 모델 기반 설계를 통해 소프트웨어 아키텍처 설계 및 시뮬레이션을 보다 손쉬운 작업으로 만들어준다.”고 말했다.

둘째, ‘인공지능(AI)과 고급 알고리즘 개발 과제’를 위해 그는 “자동차 산업의 성공적인 AI 적용을 위한 중요한 요소는 도메인 전문가인 엔지니어의 지식”이라고 강조한다.

이에 매스웍스는 엔지니어가 자신이 지닌 전문성을 활용하여 AI가 접목된 제품 또는 서비스를 프로그래머나 데이터 사이언티스트의 도움 없이도 손쉽게 개발할 수 있도록 한다는 설명이다.

매스웍스는 다양한 자동차 소프트웨어와 물리적 모델을 단일 환경에 통합해서 개발할 수 있다는 장점이 있다. 사토루 아베(Satoru Abe) 매니저는 “자율주행차 개발 시, 단일 환경에서 AI 알고리즘이 접목된 비전 디텍터(Vision Detector), 센서 퓨전(Sensor Fusion), 컨트롤러와 같은 소프트웨어와 차량 동역학, 모터, 배터리, 서스펜션 등의 물리적 컴포넌트를 모델링하고, 이를 가상 환경에서 하드웨어 없이도 시뮬레이션, 테스트 및 검증할 수 있다.”고 말했다. 자동차 시스템의 시뮬레이션 시에는 다수의 컴포넌트 중 엔진과 같은 고충실도(high-fidelity) 모델을 AI 모델로 대체하여 전체 시스템 시뮬레이션 속도를 더욱 가속화할 수 있다는 설명이다.

셋째, ‘애자일 데브옵스’를 위해 매스웍스는 개발과 운영 단계를 연결하여 운영 중 시스템에서 발생한 데이터를 활용하고, 운영 중인 시스템에 대한 시뮬레이션 및 업그레이드를 수행할 수 있도록 지원한다. 특히 “상용 시각화 대시보드와의 연계를 통해 이미 배포된 운영 시스템에서 발생한 데이터를 개발자에게 직관적으로 보여줌으로써 시스템의 작동 현황에 대한 가시화된 추적성”을 제공한다.

사토루 아베(Satoru Abe) 매니저는 매스웍스는 “시스템 요구사항 업데이트에 따른 시뮬레이션을 최대한 빠르게 수행할 수 있도록 데스크탑뿐 아니라 엣지 시스템 및 클라우드에 걸쳐 구동 가능한 시뮬레이션 및 검증 툴을 제공한다.”고 밝혔다.