SDV에 딱!인 고속연결성 솔루션 MIPI A-PHY

Valens Semiconductor Daniel Shwartzberg       발렌스 데니얼 슈바르츠버그 이사

MIPI A-PHY 표준은 가장 높은 대역폭과 케이블 도달 범위를 가장 낮은 에러율 및 지연 시간으로 지원을 한다. 차세대 자동차의 중앙 집중식 프로세싱을 위한 표준화된 고속 연결성 솔루션이 부족했는데 MIPI A-PHY가 이를 변화시키고 있다. 강력한 EMC 성능으로, OEM은 차량의 엣지 센서에서 중앙 처리 장치로 높은 대역폭의 데이터를 전송할 수 있다. 윤양호 한국지사장의 도움으로 발렌스의 데니얼 슈바르츠버그 시스템 솔루션 및 비즈니스 개발 이사와 이야기를 나눴다.  

글 | 윤범진 기자_bjyun@autoelectronics.co.kr 







Q. VA7000 A-PHY 호환 칩셋 관련해 발렌스는 지난 1년간 어떤 성과가 있었나요?
A. 업계 최초로 A-PHY 표준을 준수하는 칩셋인 VA7000의 엔지니어링 샘플을 시장에 출시한 이후 자동차 시장에서 많은 관심을 받았습니다. 우리는 ▶인텔, 소니, LG이노텍과 함께 IP 및 부품 개발 ▶케이던스, 키사이트, 비티아이(Bitifeye)와 함께 IP 및 제품 테스트 ▶켐트로닉스, 써니 옵티컬(Sunny Optical), 옴니비전(Omnivision), 모빌아이(Mobileye), 앱티브(Aptiv), 레오파드 이미징(Leopard Imaging), 니폰케미콘(Nippon Chemicon)과 함께 카메라 모듈 및 플랫폼 개발 ▶스마트레이더시스템 및 이노비즈(Innoviz)와 함께 레이다 및 라이다 모듈 개발에 관한 공동 프로젝트에 참여했습니다.

윤 대표. 지난 1년간 한국의 여러 잠재 고객을 대상으로 매우 포괄적인 프로모션을 진행했고, 그중 여러 회사와 현재 카메라 및 레이다 관련 POC 프로젝트를 진행하고 있습니다. 그리고 OEM이나 티어 1 뿐 아니라 파트너사들과도 교류하면서 상호보완할 수 있는 부분에 대해 심도 있고 의미 있는 논의를 진행 중입니다. 몇몇 고객사와는 이스라엘 본사도 함께 방문해 기술 워크숍을 진행하면서 발렌스와 기술에 대해 더욱 이해할 기회를 제공했습니다. 



Q. 올 하반기에 릴리스 예정인 A-PHY v2.0의 두드러진 특징은 무엇이고 향후 로드맵에서 중점을 두고 있는 과제는 무엇인가요?
A. A-PHY v2.0의 목표는 OEM과 티어 1에게 비용 효율적인 제품 혁신을 위한 명확한 방향을 제공하는 것입니다. A-PHY v2.0은 업링크 대역폭을 1.666 Gbps로 늘리고 A-PHY 보안 제어를 확장하면서 레인 당 32 Gbps에 도달하도록 설계되고 있습니다. 이런 기능을 통해 A-PHY는 영역 아키텍처, 소프트웨어 정의 자동차(SDV) 및 최신 인포테인먼트 등을 훌륭히 지원할 수 있게 될 것입니다.

윤 대표. 작년까지 Rev. A 샘플을 중점적으로 프로모션했고, 올해 노이즈 성능에 있어 한층 안정화된 Rev. B를 출시했습니다. 이것은 양산에 준하는 B 샘플로, 고객은 발렌스의 A-PHY 솔루션이 가지는 강화된 노이즈 성능에 대해 좀 더 실질적으로 경험을 하고 있습니다. 본사에서는 A-PHY 반도체에 내재된 DSP가 할 수 있는 Software Defined Solution에 대한 사항에 대해 어떻게 시장에 접근할지 분석 중입니다. B 샘플을 기반으로 올말 양산에 돌입할 예정입니다. 



Q. 영역 아키텍처와 SDV와 같은 새로운 차량 아키텍처와 사용사례는 MIPI A-PHY 사양을 통해 얻을 수 있는 이점이 무엇인가요?
A. 차량 말단에 있는 센서 근처에서 프로세싱이 수행될 때 차에 많은 ECU가 장착돼야 하므로 빠른 소프트웨어 업데이트를 구현하는 데 한계가 있습니다. 따라서 미래의 SDV를 구현하려면 센서에서 직접 연결하거나 영역 애그리게이터를 통한 중앙 집중식 프로세싱이 필요합니다. 
진정한 중앙 집중식 프로세싱의 제한 요소는 표준화된 고속 연결성 솔루션의 부족이었는데, MIPI A-PHY가 이를 변화시키고 있습니다. 강력한 EMC 성능으로, 이제 OEM은 차량의 엣지 센서에서 중앙 처리 장치로 높은 대역폭의 데이터를 전송할 수 있습니다. 이를 통해 SDV에 필요한 진정한 하드웨어와 소프트웨어의 분리를 실현할 수 있습니다.

윤 대표. A-PHY 솔루션이 가지는 Near Zero Latency와 노이즈에 대한 강건성, 그리고 향후 도래할 영역 아키텍처에 대해 시장에서 요구하는 조건을 만족시킬 것이며, 앞서 언급한 A-PHY에 내재된 DSP가 SDV 아키텍처에 더욱 유연성 있게 대응을 할 수 있습니다. 발렌스 솔루션의 캐치프라이즈를 Software Defined Solution으로 진행하는 방안도 본사에서 검토 중입니다. 



Q. 발렌스는 기능안전성, 보안, 데이터 보호에 대한 고객의 요구사항을 충족하고 있나요?
A. 발렌스는 ISO 26262:2018에 따라 메시지 카운터, CRC-32, 킵얼라이브(keep-alive) 메커니즘 및 시스템 수준의 End to End 솔루션을 생성할 수 있는 기타 조항을 포함해 필수 기능안전성 요구사항을 지원하도록 정의된 MIPI A-PHY 표준을 준수하고 있습니다.
하지만 그게 다가 아닙니다. MIPI A-PHY는 카메라, 센서, 디스플레이의 통합을 단순화하는 동시에 기능안전성 및 보안을 통합하도록 설계된 End to End의 연결성 프레임워크인 MASS(MIPI Automotive SerDes Solutions)의 기반 역할을 합니다. 

MASS는 물리 계층(A-PHY) 외에도 상위 계층 프로토콜(CSI-2, DSI-2, eDP/DP, I2C, GPIO, 이더넷, I3C), 기능안전성(패킷 헤더 및 푸터에 CRC, 시간제한 PHY-레벨 로컬 재전송과 같은 메커니즘 포함) 및 보안(HDCP, 엔드투엔드 인증, 무결성 보호 지원)의 세 가지 주요 구성요소로 이뤄져 있습니다. MASS는 자동차 제조업체가 지연 시간이 짧은 백업 카메라, 차선 유지 및 교통표지판 감지 센서, 360도 카메라, 라이다 및 레이다 시스템과 같은 새로운 안전 기능을 통합할 수 있도록 설계된 프로토콜 수준에서 전례 없는 기능안전성과 보안을 내장하고 있습니다. 또한, MASS는 여러 고해상도 계측, 제어 및 엔터테인먼트 디스플레이를 지원합니다.

즉, A-PHY는 진정한 End to End 데이터 보호를 보장하는 표준 고속 연결성 솔루션입니다. 발렌스의 A-PHY 호환 VA7000 칩셋은 전체론적 MASS 프레임워크를 구현할 수 있는 업계 최초의 칩셋입니다.

윤 대표. ISO 26262에 대응해 아키텍처를 설계했고 현재 ASIL-B를 충족할 수 있는 수준입니다. 앞으로 시장 요구사항에 따라 더욱 강화될 예정입니다. 






Q. 자동차 시장에서 특히 저비용으로 고성능을 구현하는 것이 중요합니다. 발렌스 MIPI A-PHY가 성능 측면과 BOM 요구사항을 충족할 수 있을까요?
A. MIPI A-PHY 표준은 가장 높은 대역폭과 케이블 도달 범위를 가장 낮은 에러율 및 지연 시간으로 지원을 합니다. 또한, 표준화된 솔루션이기 때문에 장비 공급업체로 구성된 완전한 에코시스템이 존재하도록 하여 전체 시스템 비용을 낮출 수 있습니다. 
A-PHY는 설계 및 배선과 관련된 비용을 크게 절감할 수 있는 유연한 아키텍처를 제공합니다. 자동차 벤치마킹 전문 업체인 A2MAC1은 최근 일반적으로 사용되는 일부 자동차 시스템에 MIPI A-PHY를 구축하는 데 드는 비용을 조사한 결과, OEM이 차량 설계에 MIPI A-PHY 기반 시스템을 구현함으로써 상당한 비용 절감을 실현할 수 있다는 설득력 있는 증거를 찾았습니다. 이 연구는 130만 화소 A-PHY 기반 서라운드 뷰 시스템의 경우 재료, 제조 및 조립에 드는 총비용이 11% 절감됐으며, 400만 화소 시스템의 경우 최대 15%까지 비용을 절감할 수 있음을 확인했습니다. 비용 절감은 크게 다음 두 가지 영역에서 발생했습니다:

▶ECU 인터페이스에서는 UTP 기반 서라운드 뷰 시스템이 전용 파크라(FAKRA) 커넥터를 단일 공유 다중 핀 커넥터로 대체할 수 있습니다.
▶와이어 하네스에서는 동축 케이블 및 파크라 커넥터/인라인 대신 UTP 케이블 및 MQS 커넥터/인라인을 사용합니다. 또한, A-PHY로 전환하면 이미지 센서에 MIPI A-PHY를 직접 통합해 센서당 0.90달러(카메라 4대의 서라운드 뷰 시스템의 경우 3.60달러)를 추가로 절감할 수 있습니다.

윤 대표. 올말 처음 출시되는 솔루션이라서 경쟁사 대비 라인업이 다변화돼 있지는 않지만, 시장에서 요구하는 방향에 따라 DSP를 통해 성능을 강화하고 있으며, 이를 통해 많은 부분을 레벨 업 중입니다. 비용적인 측면에서는 본사 또한 매우 중점을 두고 있는 사항이고, 저가 정책에 대응할 수 있는 특별 프로그램 또한 구상 중입니다. 게다가 발렌스 A-PHY 솔루션이 제공하는 장점 중 하나는 커넥터나 케이블 등의 주변 인프라를 좀 더 저 비용화하는 것이므로 고객사는 시스템 측면에서 큰 비용 감소가 있을 것으로 예상합니다.



Q. 작년 9월, 고객이 인텔 파운드리 서비스를 이용해 MIPI A-PHY-compliant 자동차 기술을 개발할 수 있도록 인텔과 협력을 발표했습니다. 이런 협력 사례는 인텔이 유일한가요?
A. 인텔 파운드리 서비스(IFS)와의 협업은 특별합니다. IFS는 고객의 시장 출시 기간을 단축하는 데 도움이 되는 혁신적인 기술에 투자하므로 A-PHY에 대한 관심이 높았습니다. 양사의 협력은 자동차 산업 전반의 제3자가 IFS의 설계 및 제작을 기반으로 ASIC에서 시스템온칩(SoC) 솔루션에 이르기까지 A-PHY 시스템의 출시 기간을 단축할 수 있도록 지원함으로써 성장하는 A-PHY 생태계에 추가적인 활력을 불어넣을 것입니다.
인텔 파운드리 서비스 부사장인 니브루티 라이(Nivruti Rai)는 “MIPI A-PHY는 전 세계 자동차에 대규모로 통합할 수 있는 유리한 위치에 있다”라고 했습니다. IFS는 전 세계 자동차에 A-PHY의 광범위한 보급을 가속화할 것입니다.



 

Q. 지난 1년간 한국에서는 어떠한 성공 사례와 유의미한 활동이 있었나요?
A. 한국 시장은 우리에게 매우 유망한 시장으로 대기업과 여러 프로젝트를 진행하고 있지만, 안타깝게도 현재 공개적으로 언급할 수 없는 프로젝트가 많습니다. 하지만 매우 흥미로운 세 가지 협력 사례를 공유할 수 있습니다.

첫 번째, 스마트레이더시스템(SRS)과 레이다 데이터 처리의 중앙 집중화란 아이디어를 기반으로 한 프로젝트를 진행하고 있습니다. I2C와 같은 저주파 제어 신호로도 충분한 카메라와 달리 레이다는 상대적으로 고주파 제어가 필요합니다. 이런 제어 신호에 선호되는 인터페이스는 SPI입니다. 그러나 최근까지 연결성 솔루션은 저주파 SPI(수 MHz)만 터널링 할 수 있었습니다. 이로 인해 레이다 공급업체는 센서 자체에 처리 요소를 포함해야 해 차량의 취약한 위치에 있는 레이다에 비용, 복잡성, 전력 소비, 크기가 추가됩니다. 시장에서 유례없는 발렌스의 고주파 SPI는 레이다 공급업체가 처리 및 관리를 중앙 컴퓨팅 장치로 오프로드할 수 있도록 지원합니다. 기업들은 MIPI A-PHY 호환 VA7000 칩셋 제품군을 활용하여 차세대 린 레이다(lean radars)로 자동차 산업을 혁신할 수 있습니다. 스마트레이더시스템은 MIPI A-PHY 연결을 통해 중앙 집중식 프로세싱에 적합한 레이다를 개발해 확장된 SPI 인터페이스를 통해 레이다의 전용 MMIC를 중앙 집중식 ECU로 전송하는 작업을 수행하고 있습니다. 스마트레이더시스템은 A-PHY 기반 혁신으로 이전 세대 레이다보다 25% 더 작은 크기의 레이더를 개발할 수 있었다고 말합니다.

또 다른 사례는 최초의 A-PHY 호환 SiP 모듈을 개발한 LG이노텍과의 파트너십입니다. 이 모듈은 간소화된 소형 폼팩터를 활용해 제품 설계를 가능하게 하는 고도로 통합된 모듈입니다. LG이노텍은  “자동차 시장은 표준화를 향해 질주하고 있으며, A-PHY는 단연 최고의 연결성 솔루션이다. LG이노텍의 SiP 모듈은 A-PHY 기반의 기술 혁신에 앞장설 것”이라고 했습니다.

마지막은 한국의 켐트로닉스와의 협력입니다. 켐트로닉스는 전자미러에 탑재되는 카메라 솔루션에 A-PHY를 통합했습니다. 제공되는 것은 프론트뷰(보험 목적의 녹화용)와 리어뷰(후방 시야용)입니다. 이 프로젝트는 가장 간단하고 저렴한 케이블 및 커넥터인 UTP 배선을 활용합니다. 

윤 대표. 고객과의 NDA로 자세히 공개할 수 없지만, 자동차 부문에 카메라와 레이다 관련 총 10개 이상의 프로그램이 가동 중입니다. 산업용에서도 그 이상의 프로그램이 가동 중입니다. 게다가 여러 강력한 파트너사와도 협력 체제를 구축하고 있어, A-PHY 솔루션의 생태계 확장에 많은 긍정적인 영향을 미칠 것입니다. 



Q. 한국 고객으로부터 자주 받는 질문에 대한 대답은 무엇인가요?
A. VA7000 A-PHY 호환 칩셋에 대한 한국 고객의 관심이 매우 높으며, 많은 고객이 제품 로드맵에 이 기술을 통합하는 고급 단계(advanced stages)에 있습니다. 이런 이유로 한국에서 받는 질문은 주로 UTP 케이블과 커넥터를 사용할 수 있는지, 어떻게 전례 없는 EMC 강건성을 달성할 수 있는지 등에 초점이 맞춰져 있습니다. 한국 시장은 전 세계에서 A-PHY를 선도하는 에코시스템 중 하나이므로, 우리는 한국 고객 및 파트너와의 관계에 중점을 두고 있습니다.



Q. 한국 지사의 인력 확충 계획이 있습니까?
A. 발렌스는 앞서 언급한 기업들을 지원하기 위해 한국에서 이미 현지 영업 및 현장 애플리케이션 엔지니어링 역량을 제공하고 있습니다. A-PHY 호환 칩셋의 실제 적용을 앞두고 고객 프로젝트가 고급 개발 단계에 있는 만큼, 한국 내 입지를 확대하여 한국의 모든 고객과 파트너에게 업계 최고의 서비스를 제공한다는 목표를 달성할 수 있으리라 확신합니다.

윤 대표. 발렌스 코리아는 현재 인력 운용에 있어서 철저하게 아웃소싱 위주로 가는 정책을 펼치고 있습니다. 대리점 및 여러 협력사와 협업을 진행하고 있고, FAE는 네오시스와 계약을 체결하고 기술 지원을 아웃소싱으로 진행 중입니다. 향후 A-PHY 솔루션 및 발렌스의 고유기술인 HDBaseT의 비즈니스가 성숙단계에 들어서면 여러 부문에 있어서 인력 채용이 이뤄질 것입니다. 

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AEM_Automotive Electronics Magazine