[한국기술뉴스] DGIST(총장 국양) 전기전자컴퓨터공학과 최지웅 교수, 차량용 반도체 기업 VSI 강수원 대표 공동연구팀은 기존 차량에 탑재된 CAN-FD(Controller Area Network-Flexible Data rate) 및 버스형 차량용 이더넷 기술보다 데이터 전송률 대비 20배 이상, 전송 지연을 100배 이상 향상시킬 수 있는 썬더버스(Thunderbus) 기술을 개발했다.

썬더버스는 기존 차량 내부 버스 구조에서 10Mbps 수준의 낮은 데이터 전송률의 한계를 극복하기 위해 고도화된 송수신 기법을 적용하여 200Mbps 이상의 고속 데이터 전송률을 제공하며, 기존 CAN/CAN-FD(Flexible Data rate) 및 이더넷 ECU(Electronic Control Unit) 인터페이스와의 호환으로 기존에 활용된 차량용 네트워크를 대체할 수 있는 기술이다.

기존 차량 네트워크의 대부분을 차지하는 CAN 통신은 브레이크, 엔진, 조향 제어 등 저속의 데이터 전송을 지원하기에 충분했으나 스마트자동차 및 자율주행차의 개발로 인해 카메라 센서, 주변 정보의 고속 전달 및 제어, 인포테인먼트 등이 중요해짐에 따라 기존 CAN 통신의 용량으로는 대용량의 정보를 고속으로 원활하게 전달할 수 없었다.

이를 해결하기 위해 CAN-FD, Flexray, LIN, MOST, 차량용 이더넷(Automotive Ethernet), 차량용 써데스(Automotive SerDes) 등의 고속 통신 네트워크 기술들이 개발되었다. 하지만 여러 모듈들을 하나의 통신선으로 연결한 버스 구조에서는 최대 10Mbps의 데이터 전송률만 제공하는 한계가 있고, 고속 데이터 전송 기술들의 경우 100Mbps 이상의 데이터 전송률을 제공하나 모듈간 일대일 연결만을 지원하여 연결 장치 및 케이블이 증가하여 무게 및 비용이 커지는 단점이 있다.

연구팀이 개발한 썬더버스 기술은 버스 구조에서 기존보다 넓은 대역폭, 우수한 변조 기법 및 수신기 기술을 적용함으로써 200Mbps 이상의 데이터 전송률을 제공한다. 또한, 긴급 메시지의 선점 방식을 도입하여 순차적인 데이터 전송 중에도 우선순위가 높은 긴급 메시지가 발생 시 먼저 전송할 수 있도록 하며, 기존 CAN/CAN-FD 및 이더넷 ECU 인터페이스와의 호환성을 제공한다.

본 연구 결과로 버스 구조에서 고속 데이터 전송 지원, 긴급 메시지 저지연 전송, CAN/CAN-FD 및 차량용 이더넷과 호환성 제공을 통한 다양한 네트워크 구성 등을 통해 초고속 저지연 통신 네트워크를 시간·비용 경제적으로 구성할 수 있을 것으로 기대되며, 차량용 반도체 기업 VSI 강수원 대표와의 지속적인 협력을 통해 차량 내 네트워크의 병목 현상 해결, 외부와의 통신 인터페이스 효율 향상, 차량 보안 향상 등 기술 고도화 및 사업화를 추진할 계획이다.

최지웅 교수는 “최근 고용량 데이터의 저지연 전송 요구 급증으로 새로운 기술이 빠르게 상용화 중인 차량 네트워크 분야에서, 제안 기술의 우수성을 인정받은데 의의가 있다” 며, “여러 모듈이 연결된 버스형 네트워크 환경에서 다양한 기술들이 제시되고 있는데, 본 기술은 200Mbps 이상의 초고속 전달 및 중요 정보의 초저지연 전송이 가능하고, 기존 기술들과 호환 가능하여 향후 차세대 버스형 차량 네트워크 시장을 상당 부분 점유할 수 있을 것으로 기대된다. 상용화를 위해 전장 네트워크 전문 기업인 VSI사와 긴밀히 협력하고 있다”라고 밝혔다.

강수원 대표는 “DGIST의 뛰어난 연구 능력과 당사의 기술력이 합쳐져서 최고 수준의 기술을 개발한 것으로, 산학 협력의 결실이 상용화되어 실제 적용될 수 있도록 지속적인 협력을 통해 완성도를 높여 세계시장에서 차량용 반도체를 선도하는 기업이 될 것”이라고 밝혔다.

이번 연구성과는 차량 기술 분야 세계적 권위의 국제학술지 ‘IEEE Vehicular Technology Magazine’에 3월 1일 자 게재되었으며, 과학기술정보통신부 정보통신기획평가원(혁신성장 연계 지능형반도체 선도기술개발, SW컴퓨팅산업원천기술개발), DGIST 일반사업(P-CoE)의 지원을 통해 이뤄졌다.