1. Powertrain

• 차량 주행에 필요한 에너지를 생성하고 전달하는 핵심 계통
• 구성 요소: 엔진, 변속기, 드라이브 샤프트, 휠 등
• 기능: 연료 또는 전기를 기계적 에너지로 변환하여 차량을 움직임

가. Powertrain의 목적

• 에너지 변환: 연료(내연기관) 또는 전기(전기차)를 기계적 동력으로 변환
• 구동력 전달: 바퀴를 통해 도로와 접촉, 실제 주행 실현

나. Powertrain 구성 요소

• Engine(내연기관 또는 전기 모터)
• Transmission(변속기)
• Shafts and Wheels(축과 바퀴): 에너지 전달 및 운동 구현

다. 센서 및 제어 시스템

승차감 향상, 오염물질 저감, 에너지 효율 향상, 안전성 확보를 위해 다양한 센서와 제어 알고리즘이 탑재된다. 센서는 유량, 압력, 속도, 토크, 각도, 위치, 부피, 안정성 등을 측정한다.

라. Powertrain ECU의 역할

Powertrain ECU는 센서 데이터를 읽는 정확한 타이밍을 정밀하게 제어해야 하며, 이를 위해 보통 마이크로 초(μs) 단위의 매우 짧은 지연 시간이 요구된다. 또한, 엔진이나 변속기 등 다양한 제어 장치를 빠르게 반응시켜야 하므로, 이 역시 μs 수준의 빠른 응답성이 필요하다.

2. Chassis

자동차에서 섀시(Chassis)는 단순히 바퀴와 연결된 구조물이 아니다. 차량의 동적 거동, 안전성, 주행 안정성을 책임지는 핵심 영역으로, 파워트레인을 지지하고 조향·제동·서스펜션 등 대부분의 주행 제어 기능이 이 도메인에 포함된다.

가. Chassis란?

섀시는 파워트레인을 지지하는 내부 프레임으로, 엔진 외의 주행에 필요한 모든 부품을 포함하는 구조이다. 주요 구성요소로는 브레이크, 조향 장치(Steering), 서스펜션(Suspension), 전자식 주행 안정 제어(ESC; Electronic Stability Control)가 있다.

나. 차량의 동역학, 안정성, 안전성과의 관계

섀시 도메인은 단순한 기계적 구성에 머물지 않는다. 차량의 동역학(Dynamics), 안정성(Stability), 그리고 안전(Safety)과 직결된 모든 제어 및 판단이 이 영역에서 이루어진다.

예를 들어, 급커브 시 차량이 뒤집히지 않도록 제어하거나, 급제동 시 제동력을 분산 조절하거나, 미끄러운 노면에서도 제어력을 유지하는 것 등이 포함된다.

다. 센서 및 제어 시스템: 실시간 반응이 관건

섀시 도메인 역시 다양한 센서와 제어기(ECU)에 의해 실시간으로 관리된다. 그래서 최대 지연 시간(Max Latency)을 엄격히 관리해야 한다.

왜냐하면 브레이크나 조향과 같이 차량의 즉각적인 반응성이 생명인 기능들은, 단 몇 ms의 오차도 큰 사고로 이어질 수 있기 때문이다.

3. Body and Comfort

① Climate Control(Heating, A/C), seat controls, window controls, lights

② Controls and sensors2. 관리 및 검사 개체가 가지는 기본 특징

• require low bandwidth
• can handle high latency(ms)

4. ADAS(Advanced Driver Assistance System)

ADAS는 운전자의 주행을 보조하고, 사고를 예방하며 전반적인 운전 안전성을 향상시키기 위한 시스템이다.

가. ADAS의 목적

① 운전 보조 기능

• 내비게이션(Navigation)
• 크루즈 컨트롤 (Cruise Control)
• 자동 주차 (Automatic Parking)

② 안전성 강화 기능

• 차선 이탈 경고 시스템(Lane Departure Warning)
• 충돌 방지 시스템
• 지능형 속도 조절(Intelligent Speed Adaptation)
• 졸음 운전 감지(Driver Drowsiness Detection)
• 사각지대 감지(Blind Spot Detection)

나. ADAS의 기술적 요구 사항

ADAS는 고성능 컴퓨팅과 고대역폭 통신이 요구되는 시스템이다. 이는 센서로부터 빠르게 데이터를 수집하고, 실시간으로 판단 및 제어를 수행해야 하기 때문이다. 그런데 대부분의 ADAS 시스템은 수백 마이크로초의 지연을 견딜 수 있도록 설계된다.

※ SVS(Surround View System)?
차량 주변 360도를 보여주는 시스템으로, 고해상도 카메라 데이터를 처리하기 위해 높은 연산 성능과 대역폭이 필요하다.

5. HMI(Human-Machine Interface)

HMI는 운전자와 차량 전자 시스템 간의 소통 창구 역할을 한다. 운전자와 탑승자가 차량의 다양한 기능을 인지하고 제어할 수 있게 해주는 인터페이스로, 차량 내 UX(User Experience)를 좌우하는 핵심 요소이다.

가. 주요 기능

• 운전자 및 탑승자와 차량 전자 시스템 간 상호작용 제공
• 다양한 도메인에서 수집된 정보를 직관적으로 제공 (예: 계기판, HUD)
• 차량 조작과 인포테인먼트 시스템 제어를 가능하게 함

나. 기술적 특징

• 높은 대역폭 필요: 다양한 비주얼 데이터를 처리하기 위함
• 지연 시간 허용: 일반적으로 밀리초(ms) 단위의 지연은 허용 가능

6. Infotainment

인포테인먼트 시스템은 운전자와 탑승자의 UX을 향상시키기 위한 정보 제공 및 오락 기능을 담당한다. 최근 차량은 단순한 오디오 시스템을 넘어서 네비게이션, 스마트폰 연동, 음성인식까지 포함하는 종합적인 사용자 플랫폼이 되어가고 있다.

가. 주요 기능

• 운전자 및 탑승자에게 엔터테인먼트, 정보, 연결성 기능 제공
• 운전 경험 향상에 초점을 둠
• 주요 구성요소: 오디오 시스템, 네비게이션, 터치스크린, 스마트폰 연동, 음성제어 등

나. 기술적 특징

• 높은 대역폭 필요: 고화질 영상, 고음질 오디오, 실시간 데이터 통신
• 지연 시간 허용: 일반적으로 밀리초(ms) 단위 지연은 무방함

7. Network requirement of Each Domain

Domain	Description	End-to-End Latency Req	Bandwidth Req
Powertrain	Controls the components that generate power and transmit to the road	< 10 µs	Low
Chassis	Controls steering, brakes, suspension	< 10 µs	Low
Body & Comfort	Radio, A/C, window, seat, and light controls	< 10 ms	Low
ADAS & Safety	Controls systems designed to increase safety	< 250 µs (or 1 ms depending on system)	20 - 100 Mbps per camera
HMI	Controls displays and other interfaces that interface with driver/passengers	< 10 ms	varies by system
Infotainment	Provides entertainment, information, and connectivity features	< 10 ms	varies by system

8. Typical Processor in Each Domain

Domain	Processor	Description
Powertrain, Chassis, Body & Comfort	AP	Rarely used
	MCU	Mainly used
ADAS & Safety	AP	- Sensor fusion, computer vision, deep learning
		- Radar-based collision warning: MCU for millimeter-wave radar control
	MCU	- Brake control: MCU reacts to radar warnings
		- Seatbelt pre-tensioning: MCU responds to crash predictions
HMI	AP	- Advanced displays, voice recognition, and gesture control
	MCU	- Instrument clusters, buttons, knobs, and basic displays
Infotainment	AP	- Multimedia processing, navigation, and connectivity demand
	MCU	- Drive displays, audio systems, and touchscreens

<참고 자료>
전재욱 교수님, SDV 이해하기(K-MOOC), 성균관대학교 반도체시스템공학과, '24.12.09.~'25.02.28.