자율주행평가 및 개발장비
- 기술로드맵
2. 개요
A.정의 및 필요성
정의: #자율주행평가 및 개발장비는 #자율주행시스템” 구성을 위해 필요한 #전자제어장치(ECU, 센서, 액튜에이터 등)를 비롯하여 #클라우드 환경에서 사용되는 #하드웨어 및 #소프트웨어를 개발하기 위한 개발도구와 개발된 시스템의 기능과 성능을 평가하기 위한 시스템 개발 전 영역(VProcess Model)에 대한 개발 도구를 의미한다.
범위: 자율주행 평가 및 개발 장비는 일반적인 #자동차 전자 제어 시스템」의 개발 프로세스에 의해서 기술적으로 분류된다. 자율주행시스템을 구성하는 요구사항관리부분에서 기능과 시스템을 설계하는 영역, 실제로 SW와 HW를 실현하는 부분, 단위부품에 대한 테스트영역을 포함한다.
B. 주요 제품
[제품 분류 관점의 범위]
자율주행 평가 및 개발 장비는, 일반적인 자동차 전자 제어 시스템의 개발 프로세스에 의해서 기술적으로 분류된다. 아래 그림과 같이 자동주행 시스템을 구성하는 요구사항 관리부분에서 기능과 시스템을 설계하는 영역, 실제로 SW와 HW를 실현하는 부분, 단위부품에 대한 테스트 영역을 포함한다.
▪#요구사항 관리: #요구공학(Requirement Engineering)의 관점에서 효과적으로 시스템을 설계하기 위해 생성하는 각종 요구사항을 일목요연하게 정리하고 해당 요구사항이 변경되거나 시스템 설계서와 매핑되는 경우 등을 관리하여야 한다. 일부 프리웨어의 요구사항 관리 툴 등이 있으나 안전성을 이유로 상용 툴을 활용하고 있다.
▪기능설계:#기능 아키텍처」는 최근의 경향은 모델링을 통해서 행해지고 있으며, 통상 UML(Unified Modeling Language)을 베이스로 하고 있다. #ICT업계’에서 활용되는 툴과는 달리 MBD 개발의 필요성으로 시스템 설계에 활용되는 툴과 호환성을 갖는 툴을 사용한다.
▪ 상세 실현 : 개발 단계에서 소프트웨어와 하드웨어 실제 실현에 활용되는 # 컴파일러, # 다운로드 및 디버깅 장비, PCB 및 Artwork 설계 장비, 시뮬레이션 및 해석 장비 등의 기능을 실현하기 위하여 필요한 장비로서 주로 주요 반도체에 타겟된 장비를 사용한다.
▪ 결함 분석 : 개발된 자율주행 소프트웨어와 하드웨어에 존재할 수 있는 결함을 발견하여 단위 테스트로 넘어가기 전 신뢰성을 향상시키는 용도의 장비를 사용한다.
▪#단위테스트: 단순하게는 전원인간시험, #차량용 네트워크 프로토콜’과의 적합성/호환성 등에 대한 검증, 설계된 하드웨어에 대한 단품평가 등을 위해 산업적으로 널리 활용되는 개발도구를 주로 사용하고 있다.
▪ 통합 테스트 : 자율주행 기능과 성능을 평가하기 위한 시뮬레이션 환경을 포함하여 레퍼런스 자율주행 인지/판단/제어로직 등 차량 수준에서 평가해야 할 각종 평가 기기를 포함함. 일부 시뮬레이션 환경은 다시 요구사항의 개발과 동시에 활용하는 경우도 다수 존재한다.
[공급망의 관점 기술범위]
자율주행평가 및 개발장비는 핵심기술로서 자동차산업의 건전한 생태계 육성을 위해 반드시 확보해야 할 분야이다. 특히 전방산업으로의 자동차에 대한 신뢰성을 확보하기 위한 기반산업으로 SoC, 센서모듈, 통신기술 등 후방산업으로서 특화분야로의 연계가 가능해 가치사슬 관점에서 중요하다.
자율주행평가 및 개발장비는 전략제품의 특성상, 범용의 시스템 반도체를 대상으로 개발할 수도 있고 국내에서 특정 시스템 반도체를 생산할 경우, 타겟으로 개발할 수도 있다. 추가로 #자율주행시뮬레이션환경과 각종 #서라운드센서에 대한 평가장비는 자율주행 외에도 다른 분야로의 파생이 가능.
3.시장의 현황과 전망 분석
A.세계 시장
전 세계 자율주행평가 및 개발장비 시장규모는 2019년 기준 약 10.개비에서 2023년에는 약 224개로 증가할 것으로 전망된다.
[자율주행평가 – 개발장비 세계시장 규모 및 전망](단위: , %) 구분 ’19’20’21’22’23 CAGR 세계시장 1,0706,42011,77017,12022,4707.0 * 출처 : Automotive Report(Hedge & Company, 2017), 재구성
B.국내 시장
국내의 자율주행평가-개발장비의 시장규모는 세계시장규모의 비율로 환산해 약 8.5% 수준으로 추산할 수 있으며, 이에 의해 추산된 국내시장의 규모는 2019년 기준으로 약, 23년에는 약 国内 国内ᄅᄅ 수준으로 증가할 것으로 전망된다.
[자율주행평가 – 개발장비 국내시장 규모 및 전망](단위: , %) 구분 ’17’18’19’21’22’23 CAGR 국내시장 720.00795.84879.36972.001,074.241,187.281,312.0 * 출처 : Automotive Testing, Inspection, and Certification (TIC)
4. 기술분석
A. 기술개발 이슈
(1) 해외 메이커 동향
자율주행 분야를 비롯해 #자동차 전자제어장치 등 전 분야에서 활용되고 있는 자율주행 개발장비, 검증장비, 평가장비 등은 자율주행 시스템을 개발하는 개발자를 자사의 잠재적 고객으로 확보하는 차원에서 개발되고 있다.
라우터바흐(Lauterbach)▪독일 라우터바흐에서 1979년 개발, 세계 시장 점유율 1위 #디버깅 툴(Debugging Tool, SW 오류를 찾아 수정함을 의미함)로 사용되고 있는 TRACE32를 자율주행 거의 전 분야에서 활용 중
벡터(VECTOR)▪독일 벡터는 자동차 내부의 전자제어장치와 시스템을 뜻하는 E/E 아키텍처 분야의 설계장비를 공급하는 회사로 2017년 매출액은 약 ᅮ 水準 수준이다. 대표적인 #차량용프로토콜’인 CAN부터 차량용Ethernet까지 다양한 시스템을 기반으로 전자
마스웍스(MathWorks) ▪ 전 산업 영역에서 활발하게 사용되는 마스웍스의 MATLAB는 자율주행 분야 엔지니어 개발을 지원하기 위해 #컴퓨터비전, LiDAR 및 레이더 처리, #센서 퓨전 알고리즘, 센서 모델 및 앱 개발을 지원하는 Automated Driving Toolbox 개발
디스페이스(dSPACE)▪독일 디스페이스는 차량용 ECUSW 디자인, 자동코드 생성/테스팅을 위한 모델기반개발(MBD) 통합 솔루션을 제공해 #자동차 엔지니어’가 개발 전 과정에서 국제표준(ISO26262) 및 SW 표준에 대응할 수 있도록 지원하고 있다.
BMW-ANSYS▪ 자동 운전 및 제어 소프트웨어 개발, 기능 안전 분석, 센서, 카메라, 라이더 및 레이더 개발을 위한 시뮬레이션이 가능한 「안시스 2019R3」를 개발. 물리적 프로토타입 없이도 수많은 시나리오를 가상으로 시뮬레이션 해 검증할 수 있는 개발장비이다.
엔비디아(NVIDIA)▪자율주행에 필요한 센서프로세싱, 센서퓨전, 컴퓨터비전(CV), #딥뉴럴네트워크(DN), #레퍼런스 애플리케이션”을 위한 정교한 API/미들웨어 등을 종합적으로 제공할 수 있는 #드라이브웍스 플랫폼”을 개발하여 무상으로 공급 중
윈드리버(WindRiver)▪인포테인먼트, #텔레매틱스, #디지털클러스터시스템, #지능형운전자보조시스템(ADAS), 자율주행시스템 안정성 관련 기술, 클라우드 기반 개발 도구를 설계 및 개발할 수 있는 #오토모티브 소프트웨어 플랫폼 ‘윈드리버헬릭스 첼시’ 제품 출시
마이크로소프트(MS)▪자율주행의 두뇌를 담당하는 인공지능 학습에 자율주행 시뮬레이션의 도움이 절대적으로 필요하고 실제 도로주행은 다양성이 없어 환경인자의 제어가 불가능해 인공지능이 완벽하게 학습되지 못하는 문제가 있다. 따라서 현실세계에서 테스트할 수 없는 다양한 상황을 인위적으로 만들어내는 시뮬레이션 기술이 자율주행기술 발전에 필수요소로 인식되는 가운데
(2) 국내 동향
한컴MDS-크루덴(Cruden)▪실제 도로환경에서 시험에 발생하는 한계를 극복하기 위한 #가상운전(Virtual Driving) 기술이 필수적이며, 한컴MDS는 크루덴과 협력하여 다양한 가상환경에서 자율주행 기능을 개발하고 검증할 수 있는 솔루션을 개발
이노 시뮬레이션▪도로환경, 운전자의 주행행동 등의 상황을 #가상현실(VR)을 활용하여 실제와 동일하게 실현·검증하는 #가상주행실험시스템 개발
5. 핵심요소 기술 선정
확정된 요소기술 대상 산학연 전문가로 구성된 ‘핵심요소기술선정위원회’를 통해 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정
[자율주행평가 – 개발장비]
분석기술분류 핵심요소 기술개요 SW/HW 개발자율주행 SW, HW 개발장치 – 자율주행시스템을 구성하는 SW(인지/판단/제어)와 HW(제어기/센서 등)를 개발하기 위한 각종 기계, 전자, 통신장치류 자율주행 SW, HW 개발도구(Tool) – 자율주행성능 WL SWL SW와 자동주행시스템을 구성하는 SW(인지/판단/제어)를 자율주행성능 W체인링)로 구성하기 위해 자율주행성능 WL SW Raining SW Raining SWRachine을 개발하기 위해 자율주행성행 SW 디버거-고성능 AP(Application Processor)와 MCU(Micro Controller Unit)에 탑재되는 소프트웨어의 디버깅을 위한 표준 인터페이스의 범용 디버거통신 자율주행차 내부 전원 및 네트워크 기기-자율주행차 E/E 아키텍처(전원) 및 평가를 위한 개발을 위한 데이터업기술진흥원, #중소기업기술로
2. 개요
A.정의 및 필요성
정의: #자율주행평가 및 개발장비는 #자율주행시스템” 구성을 위해 필요한 #전자제어장치(ECU, 센서, 액튜에이터 등)를 비롯하여 #클라우드 환경에서 사용되는 #하드웨어 및 #소프트웨어를 개발하기 위한 개발도구와 개발된 시스템의 기능과 성능을 평가하기 위한 시스템 개발 전 영역(VProcess Model)에 대한 개발 도구를 의미한다.
범위: 자율주행 평가 및 개발 장비는 일반적인 #자동차 전자 제어 시스템」의 개발 프로세스에 의해서 기술적으로 분류된다. 자율주행시스템을 구성하는 요구사항관리부분에서 기능과 시스템을 설계하는 영역, 실제로 SW와 HW를 실현하는 부분, 단위부품에 대한 테스트영역을 포함한다.
B. 주요 제품
[제품 분류 관점의 범위]
자율주행 평가 및 개발 장비는, 일반적인 자동차 전자 제어 시스템의 개발 프로세스에 의해서 기술적으로 분류된다. 아래 그림과 같이 자동주행 시스템을 구성하는 요구사항 관리부분에서 기능과 시스템을 설계하는 영역, 실제로 SW와 HW를 실현하는 부분, 단위부품에 대한 테스트 영역을 포함한다.
▪#요구사항 관리: #요구공학(Requirement Engineering)의 관점에서 효과적으로 시스템을 설계하기 위해 생성하는 각종 요구사항을 일목요연하게 정리하고 해당 요구사항이 변경되거나 시스템 설계서와 매핑되는 경우 등을 관리하여야 한다. 일부 프리웨어의 요구사항 관리 툴 등이 있으나 안전성을 이유로 상용 툴을 활용하고 있다.
▪기능설계:#기능 아키텍처」는 최근의 경향은 모델링을 통해서 행해지고 있으며, 통상 UML(Unified Modeling Language)을 베이스로 하고 있다. #ICT업계’에서 활용되는 툴과는 달리 MBD 개발의 필요성으로 시스템 설계에 활용되는 툴과 호환성을 갖는 툴을 사용한다.
▪ 상세 실현 : 개발 단계에서 소프트웨어와 하드웨어 실제 실현에 활용되는 # 컴파일러, # 다운로드 및 디버깅 장비, PCB 및 Artwork 설계 장비, 시뮬레이션 및 해석 장비 등의 기능을 실현하기 위하여 필요한 장비로서 주로 주요 반도체에 타겟된 장비를 사용한다.
▪ 결함 분석 : 개발된 자율주행 소프트웨어와 하드웨어에 존재할 수 있는 결함을 발견하여 단위 테스트로 넘어가기 전 신뢰성을 향상시키는 용도의 장비를 사용한다.
▪#단위테스트: 단순하게는 전원인간시험, #차량용 네트워크 프로토콜’과의 적합성/호환성 등에 대한 검증, 설계된 하드웨어에 대한 단품평가 등을 위해 산업적으로 널리 활용되는 개발도구를 주로 사용하고 있다.
▪ 통합 테스트 : 자율주행 기능과 성능을 평가하기 위한 시뮬레이션 환경을 포함하여 레퍼런스 자율주행 인지/판단/제어로직 등 차량 수준에서 평가해야 할 각종 평가 기기를 포함함. 일부 시뮬레이션 환경은 다시 요구사항의 개발과 동시에 활용하는 경우도 다수 존재한다.
[공급망의 관점 기술범위]
자율주행평가 및 개발장비는 핵심기술로서 자동차산업의 건전한 생태계 육성을 위해 반드시 확보해야 할 분야이다. 특히 전방산업으로의 자동차에 대한 신뢰성을 확보하기 위한 기반산업으로 SoC, 센서모듈, 통신기술 등 후방산업으로서 특화분야로의 연계가 가능해 가치사슬 관점에서 중요하다.
자율주행평가 및 개발장비는 전략제품의 특성상, 범용의 시스템 반도체를 대상으로 개발할 수도 있고 국내에서 특정 시스템 반도체를 생산할 경우, 타겟으로 개발할 수도 있다. 추가로 #자율주행시뮬레이션환경과 각종 #서라운드센서에 대한 평가장비는 자율주행 외에도 다른 분야로의 파생이 가능.
3.시장의 현황과 전망 분석
A.세계 시장
전 세계 자율주행평가 및 개발장비 시장규모는 2019년 기준 약 10.개비에서 2023년에는 약 224개로 증가할 것으로 전망된다.
[자율주행평가 – 개발장비 세계시장 규모 및 전망](단위: , %) 구분 ’19’20’21’22’23 CAGR 세계시장 1,0706,42011,77017,12022,4707.0 * 출처 : Automotive Report(Hedge & Company, 2017), 재구성
B.국내 시장
국내의 자율주행평가-개발장비의 시장규모는 세계시장규모의 비율로 환산해 약 8.5% 수준으로 추산할 수 있으며, 이에 의해 추산된 국내시장의 규모는 2019년 기준으로 약, 23년에는 약 国内 国内ᄅᄅ 수준으로 증가할 것으로 전망된다.
[자율주행평가 – 개발장비 국내시장 규모 및 전망](단위: , %) 구분 ’17’18’19’21’22’23 CAGR 국내시장 720.00795.84879.36972.001,074.241,187.281,312.0 * 출처 : Automotive Testing, Inspection, and Certification (TIC)
4. 기술분석
A. 기술개발 이슈
(1) 해외 메이커 동향
자율주행 분야를 비롯해 #자동차 전자제어장치 등 전 분야에서 활용되고 있는 자율주행 개발장비, 검증장비, 평가장비 등은 자율주행 시스템을 개발하는 개발자를 자사의 잠재적 고객으로 확보하는 차원에서 개발되고 있다.
라우터바흐(Lauterbach)▪독일 라우터바흐에서 1979년 개발, 세계 시장 점유율 1위 #디버깅 툴(Debugging Tool, SW 오류를 찾아 수정함을 의미함)로 사용되고 있는 TRACE32를 자율주행 거의 전 분야에서 활용 중
벡터(VECTOR)▪독일 벡터는 자동차 내부의 전자제어장치와 시스템을 뜻하는 E/E 아키텍처 분야의 설계장비를 공급하는 회사로 2017년 매출액은 약 ᅮ 水準 수준이다. 대표적인 #차량용프로토콜’인 CAN부터 차량용Ethernet까지 다양한 시스템을 기반으로 전자
마스웍스(MathWorks) ▪ 전 산업 영역에서 활발하게 사용되는 마스웍스의 MATLAB는 자율주행 분야 엔지니어 개발을 지원하기 위해 #컴퓨터비전, LiDAR 및 레이더 처리, #센서 퓨전 알고리즘, 센서 모델 및 앱 개발을 지원하는 Automated Driving Toolbox 개발
디스페이스(dSPACE)▪독일 디스페이스는 차량용 ECUSW 디자인, 자동코드 생성/테스팅을 위한 모델기반개발(MBD) 통합 솔루션을 제공해 #자동차 엔지니어’가 개발 전 과정에서 국제표준(ISO26262) 및 SW 표준에 대응할 수 있도록 지원하고 있다.
BMW-ANSYS▪ 자동 운전 및 제어 소프트웨어 개발, 기능 안전 분석, 센서, 카메라, 라이더 및 레이더 개발을 위한 시뮬레이션이 가능한 「안시스 2019R3」를 개발. 물리적 프로토타입 없이도 수많은 시나리오를 가상으로 시뮬레이션 해 검증할 수 있는 개발장비이다.
엔비디아(NVIDIA)▪자율주행에 필요한 센서프로세싱, 센서퓨전, 컴퓨터비전(CV), #딥뉴럴네트워크(DN), #레퍼런스 애플리케이션”을 위한 정교한 API/미들웨어 등을 종합적으로 제공할 수 있는 #드라이브웍스 플랫폼”을 개발하여 무상으로 공급 중
윈드리버(WindRiver)▪인포테인먼트, #텔레매틱스, #디지털클러스터시스템, #지능형운전자보조시스템(ADAS), 자율주행시스템 안정성 관련 기술, 클라우드 기반 개발 도구를 설계 및 개발할 수 있는 #오토모티브 소프트웨어 플랫폼 ‘윈드리버헬릭스 첼시’ 제품 출시
마이크로소프트(MS)▪자율주행의 두뇌를 담당하는 인공지능 학습에 자율주행 시뮬레이션의 도움이 절대적으로 필요하고 실제 도로주행은 다양성이 없어 환경인자의 제어가 불가능해 인공지능이 완벽하게 학습되지 못하는 문제가 있다. 따라서 현실세계에서 테스트할 수 없는 다양한 상황을 인위적으로 만들어내는 시뮬레이션 기술이 자율주행기술 발전에 필수요소로 인식되는 가운데
(2) 국내 동향
한컴MDS-크루덴(Cruden)▪실제 도로환경에서 시험에 발생하는 한계를 극복하기 위한 #가상운전(Virtual Driving) 기술이 필수적이며, 한컴MDS는 크루덴과 협력하여 다양한 가상환경에서 자율주행 기능을 개발하고 검증할 수 있는 솔루션을 개발
이노 시뮬레이션▪도로환경, 운전자의 주행행동 등의 상황을 #가상현실(VR)을 활용하여 실제와 동일하게 실현·검증하는 #가상주행실험시스템 개발
5. 핵심요소 기술 선정
확정된 요소기술 대상 산학연 전문가로 구성된 ‘핵심요소기술선정위원회’를 통해 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정
[자율주행평가 – 개발장비]
분석기술분류 핵심요소 기술개요 SW/HW 개발자율주행 SW, HW 개발장치 – 자율주행시스템을 구성하는 SW(인지/판단/제어)와 HW(제어기/센서 등)를 개발하기 위한 각종 기계, 전자, 통신장치류 자율주행 SW, HW 개발도구(Tool) – 자율주행성능 WL SWL SW와 자동주행시스템을 구성하는 SW(인지/판단/제어)를 자율주행성능 W체인링)로 구성하기 위해 자율주행성능 WL SW Raining SW Raining SWRachine을 개발하기 위해 자율주행성행 SW 디버거-고성능 AP(Application Processor)와 MCU(Micro Controller Unit)에 탑재되는 소프트웨어의 디버깅을 위한 표준 인터페이스의 범용 디버거통신 자율주행차 내부 전원 및 네트워크 기기-자율주행차 E/E 아키텍처(전원) 및 평가를 위한 개발을 위한 데이터업기술진흥원, #중소기업기술로