내 차 기능 실시간 업데이트…바퀴 달린 스마트폰이죠[미래기술25-SDV①]

미래 자동차 산업의 화두는 단연 ‘소프트웨어 중심의 자동차’(Software Defined Vehicle·이하 SDV)이다. SDV는 말 그대로 소프트웨어를 기반으로 차량 내 각종 장치를 관리·제어하고 주행 성능과 편의 기능도 지속적으로 업그레이드하는 차량을 뜻한다. 이는 자율주행 등의 기술발달로 자동차가 단순히 이동을 위한 ‘수단’이 아닌 이동을 위해 머무는 ‘공간’으로 패러다임이 바뀌는 데서 비롯됐다. 특히 SDV는 사용자의 편의를 위해 가전, IT(정보통신), 엔터테인먼트 산업군과도 융복합하며 무한한 확장을 하면서 그 발전의 끝을 예상하기 어려울 정도다. 이에 글로벌 완성차 업체마다 SDV 시대 주도권을 쥐기 위해 기술개발에 사활을 걸고 있다.

무선 소프트웨어 업데이트(OTA) 기능을 지원하는 현대차의 코나 일렉트릭.(사진=현대차)

[이데일리 박민 기자] 과거의 자동차는 기계공학 중심의 하드웨어가 주를 이뤘지만, SDV는 그 반대다. 지속적인 소프트웨어 업데이트를 통해 자동차의 주행 성능 개선은 물론 편의 기능, 안전 기능, 심지어 차량의 감성 품질과 브랜드의 아이덴티티(정체성)까지 규정하고 있다. 특히 SDV는 사람과 사물의 이동성을 제공하는 이동수단이라는 전통적 서비스를 넘어 차 안에서 오락, 정보 등 다양한 컨텐츠를 즐길 수 있도록 여러 산업군과 융복합하며 새로운 서비스를 제공하고 있다.

마치 휴대전화 산업이 본연의 통신수단으로 쓰였던 ‘피쳐폰’에서 개인화된 컴퓨터 ‘스마트폰’으로 진화하며 새로운 서비스를 선보인 것과 발전 흐름이 비슷하다. 스마트폰은 엔터테인먼트, 비즈니스, 의료, 금융 등의 여러 산업과 결합하며 새로운 생태계를 낳았다. 여기에 스마트폰을 사용하는 소비자 스스로 필요로 하는 앱을 만들고 공유하고 있고, 이를 구동할 수 있는 소프트웨어도 지속적으로 업데이트하면서 지금 이 순간에도 스마트폰 생태계는 계속 진화하고 있다.

SDV의 핵심, 중앙집중형 제어

SDV는 기존 자동차와 가장 큰 차이점은 중앙집중형 전기전자 설계방식을 따르고 있어 소프트웨어를 통한 통합 제어가 가능하다는 점이다. 예컨대 기존의 자동차는 스마트키, 디지털 대시보드, ABS 브레이크, 자동 헤드라이트, 자동 공조기, 엔진 제어, 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS) 등 전자식으로 제어되는 모든 기능들은 각각의 전자제어장치(Electronic Control Unit·이하 ECU)를 통해 개별적으로 제어되는 분산형 구조다. ECU는 센서에서 신호를 받아 판단하고 제어 명령을 구동 장치로 보내는 역할을 한다.

이러한 ECU는 각기 다른 부품사에 의해 독립적으로 개발된 경우가 많아 이를 통합 제어하기 위해서는 메인 컴퓨터와의 통신과 배선·배전 연결이 필요하다. 문제는 부품이 많을수록 이러한 과정은 더욱 많아지고 복잡해진다. 마치 차량 내 부품보다 선이 더 많아지는 불상사가 생길 수 있는 것이다. 게다가 다양한 제조사들은 각기 다른 펌웨어(하드웨어의 제어와 구동을 담당하는 일종의 운영체제)를 사용하기 때문에 성능 개선을 위한 소프트웨어 업데이트도 어렵다는 단점이 있다.

반면 SDV는 처음 설계부터 ECU를 중앙집중형 방식으로 통합해 통합 제어가 가능하다. 마치 스마트폰처럼 소프트웨어 업데이트를 통해 차량의 새로운 기능을 추가하고, 수정하며, 제거가 가능한 것이다. 이에 소비자 개별 취향에 따라 기능을 제공하는 맞춤형 상품도 가능해진다. 특히 SDV는 기존 자동차에 들어가던 100여개에 달하는 분산형 제어 시스템을 통합해 와이어링 하네스(자동차의 각 부위에서 발생하는 전기적 신호 및 전류를 각 전장품에 전달하는 부품)의 양을 줄임으로써 경량화와 함께 공간도 축소할 수 있다. 이로 인해 연비 향상과 소비자 편의성을 제고하는 것을 기대할 수 있다.

실제로 SDV 기술에 앞선 것으로 평가받는 테슬라는 과거 ‘Model 3’ 모델을 출시하면서 단 4개 만의 ECU(오토파일럿 1개, 바디컨트롤 3개)로 구성된 중앙집중형 설계방식의 소프트웨어 중심적 제어 시스템을 구현한 바 있다. 2019년부터 자체 개발한 SoC(System on chip)를 적용한 HW 3.0 플랫폼을 선보였고, 무선 소프트웨어 업데이트(OTA)를 통해 차량의 오류, 제로백 시간 단축 등 자동차 성능의 개선을 소프트웨어로 구현했다. 이러한 중앙집중형 설계가 바로 SDV로 가기 위한 출발점인 셈이다.

자료=한화투자증권

완성차업계 자체 OS 개발 속도전

SDV가 중앙집중형 설계를 작동시키기 위해서는 차량용 운영체제(Operating System·이하 OS)도 필수다. OS는 차량 내 모든 하드웨어와 모든 소프트웨어가 구동할 수 있는 환경을 만들어주고 잘 움직이고 있는지 관리하는 일종의 ‘최종 관리자’다. 일반적으로 PC에서 윈도우, iOS(애플 운영체제) 혹은 리눅스 등의 운영체제가 모든 컴퓨터 부품을 동작하게 하고, 스마트폰에서 안드로이드 혹은 iOS 를 통해 다양한 기능을 수행하는 것과 같은 경우이다. OS는 소프트웨어와 함께 SDV 차량의 성능을 좌우하는 핵심기술이자 부품으로 꼽힌다.

현재 일부 제조사들은 구글이 제공하는 ‘안드로이드 오토모티브’나 애플의 ‘카플레이’를 자사 차량에 도입해 제한적으로 인포테인먼트 기능을 선보이는 곳도 있다. 스텔란티스와 혼다, 볼보, GM, 르노-닛산 등은 차량 전반의 통합 제어 기능을 제공하는 구글 ‘안드로이드 오토’를 통해 기존 모바일 산업 내 구축된 생태계를 적극 활용하겠다는 계획을 밝힌 바 있다. 스마트폰 OS 환경에 익숙한 대규모 사용자가 존재하므로, 이를 기반으로 SDV 시장으로 빠르게 침투하겠다는 전략을 택한 것으로 풀이된다.

반면 테슬라와 다임러, 도요타, 폭스바겐, 현대차그룹, 메르세데스-벤츠 등은 차량 OS에 대한 자체 개발을 추진하고 있다. 이는 향후 차량 내 OS를 자사 고유 브랜드에 맞게 UI(User Interface) 차별화하고 싶어도 타사 OS를 가져다 쓸 경우 범용성에 따라 차별화 한계가 존재하고 앱 거래 등의 신규 수익 창출도 제한될 수 있기 때문이다. 현재 스마트폰 OS를 양분화한 구글과 애플이 생태계 내에서 미치는 영향력이 얼마나 큰 지 익히 알고 있기 때문에 각자 자사 고유의 OS를 개발하는데 힘을 쏟고 있는 것이다.

무엇보다 현재 자동차 OS 시장은 SDV 개화와 함께 태동기라 볼 수 있어 아직까지 시장을 장악한 절대적 지배자는 없는 상태다. 이 때문에 범용성이 높은 OS를 개발한다면 다른 회사에도 자사 OS를 공급할 수 있는 가능성도 생긴다. 또한 자기 OS를 쓰면 데이터도 쉽게 확보할 수 있어 자율주행 고도화 등의 경쟁력도 높아진다. SDV는 완전 자율주행을 지향하고 있는 만큼 이를 실현하기 위해서는 방대한 데이터와 반복 학습이 필수이기 때문이다. 또한 데이터에는 탑승객 이용 패턴도 포함돼 있는 만큼 쇼핑, 레저, 숙박 등 소비활동과 연결해 신규 수익원을 창출할 수 있다는 장점도 있다. 데이터를 누가 얼마나 모으느냐에 따라 SDV 시대 성패도 갈릴 것으로 전망된다.

자료=현대차, 하이투자증권