커넥티드카 필수요소 ‘OTA’ 어디까지 왔나

윈드리버 커넥티드가 소개하는 최신 동향

“자동차의 가치는 하드웨어에서 소프트웨어로 옮겨가고 있으며, 차량 대부분이 소프트웨어로 정의될 것이다. 소프트웨어 코드의 양이나 복잡성이 크게 높아지는 상황에서 연결성이 대폭 확대된다고 했을 때, 공격 받을 취약점도 늘어나는 리스크도 함께 증가한다. 오버더에어(OTA) 업데이트는 이러한 차량의 보안 문제와 비용, 신기능 적용 등에 대한 핵심적인 해답이다.”

매디슨 화이트 윈드리버 커넥티드비히클솔루션그룹 제품 매니저는 21일 서울 삼성동에서 열린 미디어브리핑에서 이같이 밝혔다.

그는 이 자리서 커넥티드카 트렌드와 무선통신을 통한 차량 소프트웨어, 펌웨어 업데이트 및 차량 데이터 관리를 위한 OTA 기술 최신 동향을 소개했다.

매디슨 화이트 윈드리버 커넥티드비히클솔루션그룹 제품매니저

그는 “임베디드 시스템과 커넥티드카의 진화과정을 보면 몇몇 단계에 걸쳐 발전해왔는데, 기술적 발전뿐 아니라 전체 생태계의 발전상도 볼 수 있다”며 “인포테인먼트 시대를 지나면서 운전 경험의 주도권이 하드웨어 제공사에서 SW와 플랫폼 제공업체로 넘어갔고, 차량의 역할이 정보 허브이자, 통찰력을 얻는 플랫폼으로 변화했다”고 설명했다.

그는 “2020년 모빌리티 시대로 가면 자동차는 다양한 연결 디바이스 중 하나의 역할을 할 것”이라며 “자동차업체는 자동차를 커넥티드 디바이스 중에서 중요한 역할을 담당하기 위해 많은 투자를 함으로써 진정한 모빌리티 업체로 변모하기 위해 노력하고 있다”고 덧붙였다.

그는 임베디드 시스템과 커넥티드카의 진화과정을 4단계로 요약했다. 1960년대부터 1995년까지 R&D 시대를 거쳐, 1995년부터 2002년까지 임베디드 시대, 2007년부터 2012년까지 인포테인먼트 시대, 2012년 이후 현재는 V2X 시대, 2020년 이후 모빌리티 시대다.

커넥티드카의 진화과정(출처:윈드리버)

그는 OTA 기술을 도입함으로써 자동차 업체가 누리는 혜택을 3가지로 정리했다. 악의적 공격을 방어하고 예방하는 것, 업데이트 비용을 절감하는 것, 차량의 생명주기에 걸쳐 신기능과 기술을 쉽게 적용하는 것 등이다.

그는 “자동차 업체는 더 효과적이고 효율적으로 악의적 공격 문제를 해결하거나 아예 침입을 방지해야 한다”며 “자동차 업체가 이런 발전을 맞아 개방형 표준을 많이 받아들이고 있는데, 해킹 공격자는 PC나 스마트폰 등에서 써왔던 기법과 전술을 쉽게 사용할 수 있다는 문제를 안고 있다”고 말했다.

그는 “테슬라 해킹 사례, 지프 차량 고속도로 운행중 해킹 사례, 닛산 리프의 에어컨/히터 해킹 사례 등이 대표적인데, 테슬라만 원격으로 문제를 해결할 수 있었다”며 “지프의 경우 영향받았던 대상 차량의 숫자가 140만대 이상이었기에 전차량을 리콜해야 했다”며 현재 업체가 처한 상황을 설명했다.

그는 “차량이 처음 생산되고 출시될 때만 해도 중요한 보안 기능을 다 넣었겠지만, 5~10년 지나면 생산 당시 도입한 보안 기능은 더 이상 유효하지 않다는 걸 감안해야 한다”며 “OTA 업데이트 기능을 활용함으로써 차량의 실제 생명주기에 걸쳐 현장 모니터링을 하고, 변경 혹은 수정된 SW 현황을 파악하면서, 이슈를 점검해 보고하는 게 가능해진다”고 강조했다.

최근 자동차업계의 리콜 사례가 증가하고 있다. 이에 자동차 업체의 비용 압박이 커지는 상황이다. 현재 대부분의 자동차 관련 SW 업데이트는 운전자의 방문수리, USB 배송 등으로 이뤄지고 있다. 차량 소유주가 직접해야 하고, 그 적용 속도가 느릴 수밖에 없다. 그는 OTA 업데이트를 통해 비용을 크게 절감할 수 있다고 밝혔다.

그는 “현재 차량업체는 연간 수십억달러를 자동차 SW 업데이트 비용으로 지불한다”며 “프리미엄 차량의 경우 1억 라인의 코드가 들어가고, 기능이 더 복잡해질수록 코드 숫자는 더 늘어나, 업데이트 비용의 비중이 점차 늘어나고 있다”고 말했다.

그는 “자동차 리콜 관련 비용 가운데 SW 비중은 2011년 5%였는데, 2015년 15%로 증가했다”며 “리콜 관련된 차량당 비용이 대당 70달러에서 100달러 정도라고 본다면, 인포테인먼트에 한정해 OTA로 절감하는 비용만 2022년 정도에 350억달러 정도일 것”이라고 설명했다.

마지막 혜택은 판매된 차량에 쉽게 신기능을 추가할 수 있다는 점이다. 스마트폰처럼 운영체제나 SW를 업데이트해 새 기능을 차량 소유자에게 제공하는 것이다.

그는 “보안 기능이 몇년 지나면 효과를 거두지 못하듯, 처음 살 때 포함된 기능과 서비스가 아무리 멋지다해도 시간 지나면 노후되고 신차에 뒤처질 수밖에 없다”며 “SW를 계속 업데이트해 새 기능을 추가하면 운전자의 경험을 계속 업그레이드 시켜줄 수 있다”고 말했다.

그는 “이런 세가지 혜택과 가치 때문에 많은 회사가 OTA를 도입하고자 한다”며 “텔레매틱스, 차량인포테인먼트시스템(IVI) 분야는 대부분 OTA를 적용했으며, 많은 차량 제조사가 2020년을 목표로 차량 내 ECU 전체에 OTA를 도입하려 노력하고 있다”고 덧붙였다.

차량 OEM사의 OTA 구현 계획 현황(자료:스트래티지 애널리틱스)

그는 윈드리버의 OTA 솔루션인 헬릭스 카싱크(Helix Carsync)를 소개했다. 헬릭스 카싱크는 자동차의 생명주기 전반에 걸쳐 임베디드 시스템의 무결성을 원격으로 관리 및 유지하고, 중요한 차량 데이터 수집을 지원한다.

헬릭스 카싱크는 크게 ‘카싱크 클라우드’ ‘카싱크 디퍼렌셜 제너레이터’ ‘카싱크 에이전트’ 등으로 구성된다.

카싱크 클라우드는 SW 업데이트를 생성해 배포하고, 차량 장치의 데이터를 모아 분석한다. 카싱크 디퍼렌셜 제너레이터는 업데이트 이미지를 이전 것과 비교해 변경된 부분만 배포 적용하게 한다. 카싱크 에이전트는 마스터 ECU에 위치하는데, 카싱크 클라우드와 통신하면서 무결성 테스트와 업데이트 설치 관리를 담당한다. 각 ECU마다 업데이트를 담당하는 카싱크 업데이터와 디퍼렌셜 업데이터가 존재한다.

헬릭스 카싱크는 특정 하드웨어나 OS 종속성을 갖지 않으며, 통신 수단도 이동통신, 와이파이, 블루투스, 위성통신 등을 모두 지원한다. 각 솔루션은 모듈화돼 제공되며, 오픈 API로 써드파티 시스템을 쉽게 연동할 수 있다.

윈드리버는 차세대 커넥티드 차량의 복잡한 요소들을 위한 SW 프레임워크인 ‘헬릭스 새시(Chassis)’를 통해 자동차의 SW 환경 전체에 대한 통제력을 유지할 수 있도록 돕는다. 헬릭스 새시는 인포테인먼트, 텔레매틱스 및 디지털 계기판 시스템과 같은 소비자 지향적인 임베디드 장치와, 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 및 자율 주행 시스템과 같은 안전 지향적인 시스템, 그리고 애플리케이션을 위한 클라우드 기반의 개발 툴 및 성능향상 기능과 같은 기술들을 포함한다.

그는 “카싱크는 보안 강구된 형태로 업데이트를 배포하고, 전송단계에 서명과 암호화를 통해 안전한 전달을 보장한다”며 “만약 업데이트 도중 연결에 문제를 겪으면, 카싱크 에이전트가 절차를 잠정 중단했다가 연결 복구 후 재시작할 수 있으며, 설치 실패 시 복구 절차를 밟게 한다”고 설명했다.

그는 “카싱크 에이전트는 끊임없이 업데이트의 현황을 클라우드에 전송하므로, 자동차 업체는 업데이트 상태를 한눈에 파악하고, 문제 발생 시 빠르게 대처할 수 있다”고 덧붙였다.

자동차 회사의 OTA 업데이트 적용 사례, 녹색이 현재 진행, 황색이 향후 10년 계획(자료: 윈드리버)

그에 따르면, 자동차업체는 커넥티드카 OTA 활용에 대해 7개 분야에 집중하고 있다. 보안, 지속적 개선, 신기능 및 업셀, 맵 업데이트, 리콜 자동화, 즉시 업데이트, 딥러닝 및 HD 맵 업데이트 등이다.

그는 “7가지의 분야는 앞서 요약한 3가지 혜택과 연결된다”며 “보안이 첫번째의 공격 방어, 리콜 자동화나 즉시 업데이트는 비용절감, 신기능 및 업셀과 딥러닝 및 HD 맵 업데이트, 지속적 개선 등은 신기능 추가 등에 관련된다”고 말했다.

이어 “이 가운데 딥러닝과 HD 맵 업데이트는 향후 십년을 내다본다면 여러 회사 중 10%만 계획하고 있다”며 “너무나 많은 투자와 비용이 들어갈 거라 보기 때문”이라고 설명했다.

자동차 컨설팅 전문업체 IHS 오토모티브에 따르면, 전세계의 도로를 달리는 능동적으로 연결된 자동차 수가 2020 년1억 5천200만 대에 이를 것으로 전망된다. 신차 기능으로서 구현되는 경우와 애프터마켓 장치로서 구현되는 경우를 합치면 2025 년 전세계의 도로 위를 달리게 될 커넥티드 차량 수는 20억대에 이를 전망이다.